KR20060122594A

KR20060122594A - 반투과형 액정 표시 장치

Info

Publication number: KR20060122594A
Application number: KR1020050045181A
Authority: KR
Inventors: 최낙초
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2005-05-27
Filing date: 2005-05-27
Publication date: 2006-11-30

Abstract

본 발명의 한 특징에 따른 액정 표시 장치는, 반사 영역과 투과 영역을 구비하고 있으며 서로 마주 보는 제1 및 제2 표시판, 제1 표시판에 배치되어 있는 화소 전극, 제2 표시판에 배치되어 있는 공통 전극, 제1 표시판과 제2 표시판 사이에 들어 있는 액정층, 그리고 제2 표시판에 구비되어 있으며, 액정층의 액정 분자들의 경사 방향을 결정하는, 능선과 사면을 포함하는 경사 부재를 포함한다. 이러한 경사 부재에 의하여 다중 도메인을 구현하면서도 우수한 응답 속도를 얻을 수 있다.

반투과, 경사 부재, 다중 도메인, 응답 속도

Description

반투과형 액정 표시 장치{TRANSFLECTIVE LIQUID CRYSTAL DISPLAY}

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 배치도이고,

도 2는 도 1에 도시한 액정 표시 장치를 Ⅱ-Ⅱ' 선을 따라 잘라 도시한 단면도이고,

도 3은 도 1에 도시한 액정 표시 장치를 Ⅲ-Ⅲ' 선을 따라 잘라 도시한 단면도이고,

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 경사 부재의 단면도이고,

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 단면과 위치에 따른 반사 휘도 및 투과 휘도를 나타낸 도면이고,

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 배치도이고,

도 7은 도 6에 도시한 액정 표시 장치를 Ⅶ-Ⅶ'-Ⅶ''-Ⅶ'''선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.

도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 배치도이고,

도 9는 도 8에 도시한 액정 표시 장치를 Ⅸ-Ⅸ' 선을 따라 잘라 도시한 단면도이고,

도 10은 도 8에 도시한 액정 표시 장치를 Ⅹ-Ⅹ'-Ⅹ'' 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.

<도면 부호의 설명>

3...액정층 81, 82...접촉 보조 부재

100...박막 트랜지스터 표시판 110...기판

121, 129...게이트선 124...게이트 전극

131...유지 전극선

133, 133a, 133b, 133c, 133d, 133e, 137, 137a, 137b......유지 전극

140...게이트 절연막 151, 154...반도체

161, 163, 165...저항성 접촉층 171, 179...데이터선

173...소스 전극 175, 177a, 177b...드레인 전극

180...보호막

181, 182, 183a, 183b, 185...접촉 구멍

191...화소 전극 192...투명전극

194, 194a, 194b...반사전극 200...색필터 표시판

210...기판 220...차광 부재

230...색필터 250...덮개막

270...공통 전극 330, 330a, 330b...경사부재

본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것으로서, 특히 반투과형(transflective) 액정 표시 장치에 관한 것이다.

일반적으로 액정 표시 장치는 전기장 생성 전극과 편광판이 구비된 한 쌍의 표시판 사이에 위치한 액정층을 포함한다. 전기장 생성 전극은 액정층에 전기장을 생성하고 전기장의 세기가 변화함에 따라 액정 분자들의 배열이 변화한다. 액정 분자들의 배열이 변하면 액정층을 지나는 빛의 편광이 변화한다. 편광판은 편광된 빛을 적절하게 차단 또는 투과시켜 밝고 어두운 영역을 만들어냄으로써 원하는 영상을 표시한다.

액정 표시 장치는 스스로 발광하지 못하는 수광형 표시 장치이므로 별개로 구비된 후광 장치(backlight unit)의 램프에서 나오는 빛을 액정층을 통과시키거나 자연광 등 외부에서 들어오는 빛을 액정층을 일단 통과시켰다가 다시 반사하여 액정층을 다시 통과시킨다. 전자의 경우를 투과형(transmissive) 액정 표시 장치라 하고 후자의 경우를 반사형(reflective) 액정 표시 장치라 하는데, 후자의 경우는 주로 중소형 표시 장치에 사용된다. 또한 환경에 따라 후광 장치를 사용하기도 하고 외부광을 사용하기도 하는 반투과형 또는 반사-투과형 액정 표시 장치가 개발되어 주로 중소형 표시 장치에 적용되고 있다.

반투과형 액정 표시 장치의 경우 각 화소에 투과 영역과 반사 영역을 두는데, 투과 영역에서는 빛이 액정층을 한 번만 통과하고 반사 영역에서는 두 번 통과하므로 투과 영역과 반사 영역의 액정층 두께, 즉 셀 간격(cell gap)을 다르게 한다. 이와는 달리 투과 영역을 주로 사용하는 투과 모드일 때와 반사 영역을 주로 사용하는 반사 모드일 때 서로 다른 전압으로 구동하기도 한다.

한편, 액정 표시 장치는 대비비가 소정 값 이상이 되는 시야각, 즉 기준 시야각이 좁은 것이 흠이다. 그런데 앞서 설명하였듯이 반투과형 액정 표시 장치는 주로 중소형에 사용되기 때문에 기준 시야각이 그다지 큰 문제가 되지 않았으나 최근 들어 중소형 표시 장치의 쓰임새가 다양해짐에 따라 광시야각을 필요로 하게 되었다.

액정 표시 장치의 기준 시야각을 넓히기 위한 여러 가지 방법이 제시되었는데, 특히, 액정층을 수직 배향하고 전기장 생성 전극에 절개부 또는 돌기를 두거나 액정층에 전기장이 인가되었을 때 액정 분자들이 기울어지는 방향을 다양하게 하는 방법이 널리 알려져 있다.

그런데 돌기나 절개부가 있는 수직 배향 방식의 액정 표시 장치는 응답 속도가 늦다. 그 원인 중의 하나는 절개부 또는 돌기로부터 멀리 떨어진 액정 분자들이 기울어지는 방향이 액정 분자 사이의 밀림 또는 충돌에 의해 결정되기 때문이고, 이로 인하여 액정 분자들의 배열이 불안정하고 불규칙해진다. 절개부 사이의 간격을 좁게 하면 응답 속도를 개선할 수 있지만, 이 경우 개구율이 감소할 수 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 광시야각을 위하여 다중 도메인을 실현하면서 액정 분자의 액정의 응답 속도를 향상시킬 수 있는 액정 표시 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 한 특징에 따른 액정 표시 장치는, 반사 영역과 투과 영역을 구비하고 있으며 서로 마주 보는 제1 및 제2 표시판, 상기 제1 표시판에 배치되어 있으며, 투명 전극과 상기 투명 전극의 일부 위에 형성되어 있는 반사 전극을 포함하는 화소 전극, 상기 제2 표시판에 배치되어 있는 공통 전극, 상기 제1 표시판과 상기 제2 표시판 사이에 들어 있는 액정층, 그리고 상기 제2 표시판에 구비되어 있으며, 상기 액정층의 액정 분자들의 경사 방향을 결정하는, 능선과 사면을 포함하는 경사 부재를 포함한다.

상기 경사 부재는 투명한 유기물을 포함할 수 있다.

상기 경사 부재의 사면은 상기 경사 부재의 능선을 중심으로 대칭일 수 있다.

상기 경사 부재의 사면은 꺾일 수 있다.

상기 경사 부재의 능선은 돌출될 수 있다.

상기 경사 부재의 능선은 상기 반사 전극과 마주할 수 있다.

서로 이웃하는 상기 경사 부재의 경계는 상기 반사 전극과 마주볼 수 있다.

상기 투명 전극은 절개부를 가질 수 있다.

상기 경사 부재의 능선은 상기 화소 전극의 경계와 평행 또는 수직일 수 있다.

상기 화소 전극의 경계는 굽어 있을 수 있다.

상기 경사 부재의 능선은 상기 화소 전극의 경계와 빗각을 이룰 수 있다.

상기 경사 부재는 상기 화소 전극 전체 또는 일부를 분할할 수 있다.

그러면, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.

이제 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치에 대하여 첨부한 도면을 참고로 하여 설명한다.

먼저, 도 1 내지 도 4를 참고로 하여 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치에 대하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 배치도이고, 도 2는 도 1에 도시한 액정 표시 장치를 Ⅱ-Ⅱ' 선을 따라 잘라 도시한 단면도이며, 도 3은 도 1에 도시한 액정 표시 장치를 Ⅲ-Ⅲ' 선을 따라 잘라 도시한 단면도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 경사 부재의 단면도이다.

본 실시예에 따른 액정 표시 장치는 서로 마주보는 박막 트랜지스터 표시판(100)과 공통 전극 표시판(200), 그리고 이들 사이에 들어 있는 액정층(3)을 포함 한다.

먼저 박막 트랜지스터 표시판에 대하여 상세하게 설명한다.

투명한 유리 또는 플라스틱 따위로 만들어진 절연 기판(110) 위에 복수의 게이트선(gate line)(121) 및 복수의 유지 전극선(storage electrode line)(131)이 형성되어 있다.

게이트선(121)은 게이트 신호를 전달하며 주로 가로 방향으로 뻗어 있다. 각 게이트선(121)은 아래로 돌출한 복수의 게이트 전극(gate electrode)(124)과 다른 층 또는 외부 구동 회로와의 접속을 위하여 면적이 넓은 끝 부분(129)을 포함한다. 게이트 신호를 생성하는 게이트 구동 회로(도시하지 않음)는 기판(110) 위에 부착되는 가요성 인쇄 회로막(flexible printed circuit film)(도시하지 않음) 위에 장착되거나, 기판(110) 위에 직접 장착되거나, 기판(110)에 집적될 수 있다. 게이트 구동 회로가 기판(110) 위에 집적되어 있는 경우 게이트선(121)이 연장되어 이와 직접 연결될 수 있다.

유지 전극선(131)은 소정의 전압을 인가 받으며 게이트선(121)과 거의 나란하게 뻗는다. 각 유지 전극선(131)은 인접한 두 게이트선(121) 사이에 위치하며 두 게이트선(121) 중 아래쪽에 가깝다. 유지 전극선(131)은 위로 뻗은 유지 전극(storage electrode)(137)을 포함하며, 유지 전극(137)은 세로로 뻗은 세로부(137a)와 그 끝에 연결되어 있는 확장부(expansion)(137b)를 포함한다. 그러나 유지 전극선(131)의 모양 및 배치는 여러 가지로 변형될 수 있다.

게이트선(121) 및 유지 전극선(131)은 알루미늄(Al)이나 알루미늄 합금 알루 미늄 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(Cr), 탄탈륨(Ta) 및 티타늄(Ti) 따위로 만들어질 수 있다. 그러나 이들은 물리적 성질이 다른 두 개의 도전막(도시하지 않음)을 포함하는 다중막 구조를 가질 수도 있다. 이 중 한 도전막은 신호 지연이나 전압 강하를 줄일 수 있도록 비저항(resistivity)이 낮은 금속, 예를 들면 알루미늄 계열 금속, 은 계열 금속, 구리 계열 금속 등으로 만들어진다. 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, 티타늄, 탄탈륨 등으로 만들어진다. 이러한 조합의 좋은 예로는 크롬 하부막과 알루미늄 (합금) 상부막 및 알루미늄 (합금) 하부막과 몰리브덴 (합금) 상부막을 들 수 있다. 그러나 게이트선(121) 및 유지 전극선(131)은 이외에도 여러 가지 다양한 금속 또는 도전체로 만들어질 수 있다.

게이트선(121) 및 유지 전극선(131)의 측면은 기판(110) 면에 대하여 경사져 있으며 그 경사각은 약 30°내지 약 80°인 것이 바람직하다.

게이트선(121) 및 유지 전극선(131) 위에는 질화규소(SiNx) 또는 산화규소(SiOx) 따위로 만들어진 게이트 절연막(gate insulating layer)(140)이 형성되어 있다.

게이트 절연막(140) 위에는 수소화 비정질 규소(hydrogenated amorphous silicon)(비정질 규소는 약칭 a-Si로 씀) 또는 다결정 규소(polysilicon) 등으로 만들어진 복수의 선형 반도체(151)가 형성되어 있다. 선형 반도체(151)는 주로 세로 방향으로 뻗어 있으며, 게이트 전극(124)을 향하여 뻗어 나온 복수의 돌출부(projection)(154)를 포함한다. 선형 반도체(151)는 게이트선(121) 부근에서 너비가 넓어져 이들을 폭넓게 덮고 있다.

반도체(151) 위에는 복수의 선형 및 섬형 저항성 접촉 부재(ohmic contact)(161, 165)가 형성되어 있다. 저항성 접촉 부재(161, 165)는 인 따위의 n형 불순물이 고농도로 도핑되어 있는 n+ 수소화 비정질 규소 따위의 물질로 만들어지거나 실리사이드(silicide)로 만들어질 수 있다. 선형 저항성 접촉 부재(161)는 복수의 돌출부(163)를 가지고 있으며, 이 돌출부(163)와 섬형 저항성 접촉 부재(165)는 쌍을 이루어 반도체(151)의 돌출부(154) 위에 배치되어 있다.

반도체(154)와 저항성 접촉 부재(163, 165)의 측면 역시 기판(110) 면에 대하여 경사져 있으며 경사각은 30° 내지 80°정도이다.

저항성 접촉 부재(163, 165) 및 게이트 절연막(140) 위에는 복수의 데이터선(data line)(171)과 이로부터 분리되어 있는 복수의 드레인 전극(drain electrode)(175)이 형성되어 있다.

데이터선(171)은 데이터 신호를 전달하며 주로 세로 방향으로 뻗어 게이트선(121)과 교차한다. 각 데이터선(171)은 게이트 전극(124)을 향하여 뻗은 복수의 소스 전극(source electrode)(173)과 다른 층 또는 외부 구동 회로와의 접속을 위하여 면적이 넓은 끝 부분(179)을 포함한다. 데이터 신호를 생성하는 데이터 구동 회로(도시하지 않음)는 기판(110) 위에 부착되는 가요성 인쇄 회로막(도시하지 않 음) 위에 장착되거나, 기판(110) 위에 직접 장착되거나, 기판(110)에 집적될 수 있다. 데이터 구동 회로가 기판(110) 위에 집적되어 있는 경우, 데이터선(171)이 연장되어 이와 직접 연결될 수 있다.

드레인 전극(175)은 데이터선(171)과 분리되어 있고 게이트 전극(124)을 중심으로 소스 전극(173)과 마주 본다. 각 드레인 전극(175)은 면적이 넓은 한 쪽 끝 부분과 막대형인 다른 쪽 끝 부분을 가지고 있다. 넓은 끝 부분은 유지 전극(137)의 확장부(137b)와 중첩하며, 막대형 끝 부분은 유지 전극(137)의 세로부(137a)를 따라 중첩하면서 세로 방향으로 뻗어 있는 세로부(177a)와 세로부(177a)의 끝에 연결되어 있으며 가로 방향으로 뻗어 유지 전극선(131)과 중첩하는 가로부(177b)를 포함한다.

하나의 게이트 전극(124), 하나의 소스 전극(173) 및 하나의 드레인 전극(175)은 반도체(151)의 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.

데이터선(171) 및 드레인 전극(175)은 몰리브덴, 크롬, 탄탈륨 및 티타늄 등 내화성 금속(refractory metal) 또는 이들의 합금으로 만들어지는 것이 바람직하며, 내화성 금속막(도시하지 않음)과 저저항 도전막(도시하지 않음)을 포함하는 다중막 구조를 가질 수 있다. 다중막 구조의 예로는 크롬 또는 몰리브덴 (합금) 하부막과 알루미늄 (합금) 상부막의 이중막, 몰리브덴 (합금) 하부막과 알루미늄 (합금) 중간막과 몰리브덴 (합금) 상부막의 삼중막을 들 수 있다. 그러나 데이터선 (171) 및 드레인 전극(175)은 이외에도 여러 가지 다양한 금속 또는 도전체로 만들어질 수 있다.

데이터선(171) 및 드레인 전극(175) 또한 그 측면이 기판(110) 면에 대하여 30°내지 80°정도의 경사각으로 기울어진 것이 바람직하다.

저항성 접촉 부재(163, 165)는 그 하부의 반도체(154)와 그 위의 데이터선(171) 및 드레인 전극(175) 사이에만 존재하며 접촉 저항을 낮추어 준다. 대부분의 곳에서는 선형 반도체(151)의 너비가 데이터선(171)의 너비보다 작지만, 앞서 설명하였듯이 게이트선(121)과 만나는 부분에서 너비가 넓어져 표면의 프로파일을 부드럽게 함으로써 데이터선(171)이 단선되는 것을 방지한다. 반도체(154)에는 소스 전극(173)과 드레인 전극(175) 사이를 비롯하여 데이터선(171) 및 드레인 전극(175)으로 가리지 않고 노출된 부분이 있다.

데이터선(171), 드레인 전극(175) 및 노출된 반도체(154) 부분 위에는 보호막(passivation layer)(180)이 형성되어 있다. 보호막(180)은 질화규소나 산화규소 따위의 무기 절연물, 유기 절연물, 저유전율 절연물 따위로 만들어지며 그 표면에는 요철이 형성되어 있다. 무기 절연물의 예로는 질화규소와 산화규소를 들 수 있다. 유기 절연물은 감광성(photosensitivity)을 가질 수 있으며 그 유전 상수(dielectric constant)는 약 4.0 이하인 것이 바람직하다. 그러나 보호막(180)은 유기막의 우수한 절연 특성을 살리면서도 노출된 반도체(154) 부분에 해가 가지 않도록 하부 무기막과 상부 유기막의 이중막 구조를 가질 수 있다.

보호막(180)에는 데이터선(171)의 끝 부분(179)과 드레인 전극(175)을 각각 드러내는 복수의 접촉 구멍(contact hole)(182, 185)이 형성되어 있으며, 보호막(180)과 게이트 절연막(140)에는 게이트선(121)의 끝 부분(129)을 드러내는 복수의 접촉 구멍(181)이 형성되어 있다.

보호막(180) 위에는 복수의 화소 전극(pixel electrode)(191) 및 복수의 접촉 보조 부재(contact assistant)(81, 82)가 형성되어 있다.

각 화소 전극(191)은 보호막(180)의 요철을 따라 굴곡이 져 있고, 투명 전극(192) 및 그 위의 반사 전극(194)을 포함한다. 투명 전극(192)은 ITO 또는 IZO 등의 투명한 도전 물질로 만들어지고, 반사 전극(194)은 알루미늄 또는 알루미늄 합금, 은, 크롬 또는 그 합금 등의 반사성 금속으로 만들어진다. 그러나 반사 전극(194)은 알루미늄, 은 또는 그 합금 등 저저항 반사성 상부막과 몰리브덴 계열 금속, 크롬, 탄탈륨 및 티타늄 등 ITO 또는 IZO와 접촉 특성이 좋은 하부막의 이중막 구조를 가질 수 있다.

각 투명 전극(192)은 유지 전극선(131) 및 드레인 전극(175)의 가로부(177b) 위에 위치하며 가로 방향으로 뻗은 절개부(91)를 가지고 있어 상부와 하부로 구분된다. 상부와 하부의 경계, 즉 절개부(91)에 대응하는 부분에서 사다리꼴로 잘록하게 들어가 있으며, 투명 전극(192)의 아래쪽 모퉁이는 모따기되어(chamfered) 있다. 유지 전극(137)의 세로부(137a)와 드레인 전극(175)의 세로부(177a)는 투명 전극(192)의 상부를 이등분하는 위치에 있다.

반사 전극(194)은 절개부(91) 위쪽에 위치한 상부 반사 전극(194a)과 아래쪽에 위치한 하부 반사 전극(194b)을 포함한다.

상부 반사 전극(194a)은 세로로 뻗은 세로부와 그 끝에 연결되어 있는 확장부를 포함한다. 상부 반사 전극(194a)의 세로부는 유지 전극(137)의 세로부(137a)와 드레인 전극(175)의 세로부(177a)를 따라 뻗어 있으며, 이들보다 너비가 넓어 이들을 모두 덮으며 아래쪽 끝 부분은 깔때기 모양으로 너비가 점차 넓어진다. 상부 반사 전극(194a)의 확장부는 유지 전극(137)의 확장부(137b) 아래 변에서부터 그 위에 위치한 게이트선(121) 위 변까지 인접 데이터선(171) 사이 영역을 모두 덮는다.

하부 반사 전극(194b)은 투명 전극(192)의 하부를 가로 방향으로 가로질러 이등분하며, 그 양 끝 부분은 깔때기 모양으로 너비가 점차 넓어진다.

화소 전극(191)은 접촉 구멍(185)을 통하여 드레인 전극(175)과 물리적, 전기적으로 연결되어 있으며, 드레인 전극(175)으로부터 데이터 전압을 인가 받는다. 데이터 전압이 인가된 화소 전극(191)은 공통 전압(common voltage)을 인가 받는 다른 표시판(200)의 공통 전극(common electrode)(270)과 함께 전기장을 생성함으로써 두 전극(191, 270) 사이의 액정층(3)의 액정 분자(도시하지 않음)의 방향을 결정한다. 이와 같이 결정된 액정 분자(도시하지 않음)의 방향에 따라 액정층(3)을 통과하는 빛의 편광이 달라진다. 화소 전극(191)과 공통 전극(270)은 축전기[이하 "액정 축전기(liquid crystal capacitor)"라 함]를 이루어 박막 트랜지스터가 턴 오프된 후에도 인가된 전압을 유지한다.

한편, 반투과형 액정 표시 장치는 투명 전극(192) 및 반사 전극(194)에 의하여 각각 정의되는 투과 영역(TA) 및 반사 영역(RA)으로 구획될 수 있다. 구체적으 로는, 박막 트랜지스터 표시판(100), 공통 전극 표시판(200) 및 액정층(3) 등에서 투명 전극(192)의 노출된 부분 아래위에 위치하는 부분은 투과 영역(TA)이 되고, 반사 전극(194) 아래위에 위치하는 부분은 반사 영역(RA)이 된다. 도 1에서 투과 영역(TA)은 상부 반사 전극(194a) 좌우에 위치한 세로로 긴 한 쌍의 직사각형 영역과 하부 반사 전극(194b)의 상하에 위치한 가로로 긴 한 쌍의 직사각형 영역을 포함하며, 각 직사각형 영역의 네 모퉁이 또는 두 모퉁이는 모따기된 형태이다.

투과 영역(TA)에서는 액정 표시 장치의 뒷면, 즉 박막 트랜지스터 표시판(100) 쪽에서 입사된 빛이 액정층(3)을 통과하여 앞면, 즉 공통 전극 표시판(200) 쪽으로 나옴으로써 표시를 수행하고, 반사 영역(RA)에서는 앞면에서 들어온 빛이 액정층(3)으로 들어왔다가 반사 전극(194)에 의하여 반사되어 액정층(3)을 다시 통과하여 앞면으로 나옴으로써 표시를 수행한다. 이때, 반사 전극(194)의 굴곡은 빛의 반사 효율을 높여 준다.

화소 전극(191)은 유지 전극(137)을 비롯한 유지 전극선(131)과 중첩한다. 화소 전극(191) 및 이와 전기적으로 연결된 드레인 전극(175)이 유지 전극선(131)과 중첩하여 이루는 축전기를 "유지 축전기(storage capacitor)"라 하며, 유지 축전기는 액정 축전기의 전압 유지 능력을 강화한다.

접촉 보조 부재(81, 82)는 접촉 구멍(181, 182)을 통하여 게이트선의 끝 부분(129) 및 데이터선의 끝 부분(179)과 각각 연결된다. 접촉 보조 부재(81, 82)는 게이트선(121) 및 데이터선(171)의 각 끝 부분(129, 179)과 외부 장치와의 접착성을 보완하고 이들을 보호하는 역할을 한다. 게이트 구동 회로가 표시판 위에 집적 된 경우 접촉 부재(81)는 게이트선(121)의 끝 부분(129)과 게이트 구동부를 연결하는 연결 부재의 역할을 할 수 있으며 때에 따라 생략될 수도 있다.

다음, 공통 전극 표시판(200)에 대하여 설명한다.

투명한 유리 등으로 이루어진 절연 기판(210) 위에 빛샘을 방지하기 위한 블랙 매트릭스라고 하는 차광 부재(도시하지 않음)가 형성되어 있으며 차광 부재는 화소 전극(191)과 마주보며 투명 전극(192)과 거의 동일한 모양을 가지는 복수의 개구부를 가질 수 있다. 이와는 달리 차광 부재는 게이트선(121) 또는 데이터선(171)에 대응하는 부분과 박막 트랜지스터에 대응하는 부분으로 이루어질 수도 있다. 차광 부재는 크롬 단일막 또는 크롬과 산화크롬의 이중막으로 이루어지거나 흑색 안료를 포함하는 유기막으로 이루어질 수 있다.

기판(210) 위에는 또한 복수의 색필터(도시하지 않음)가 형성되어 있으며 차광 부재로 둘러싸인 영역 내에 대부분 위치한다. 색필터는 화소 전극(191)을 따라서 세로 방향으로 길게 뻗을 수 있으며 적색, 녹색 및 청색의 삼원색 등 기본색(primary color) 중 하나를 표시할 수 있다. 차광 부재와 색필터는 박막 트랜지스터 표시판(100)에 형성될 수도 있다. 색필터 및 차광 부재의 위에는 색필터가 노출되는 것을 방지하고 평탄면을 제공하기 위한 덮개막(overcoat)(도시하지 않음)이 형성될 수 있다.

색필터 위에는 ITO, IZO 등의 투명한 도전체 따위로 이루어진 공통 전극(270)이 형성되어 있다.

공통 전극(270) 위에는 복수의 경사 부재(slope member)(330a, 330b)가 형성 되어 있다. 경사 부재(330a, 330b)는 유전체로 만들어지며 그 유전 상수는 액정층(3)의 유전 상수 이하인 것이 바람직하다.

경사 부재(330a, 330b)는 도면에서 굵은 점선으로 표시한 능선과 사면을 포함하는데, 사면은 능선에서부터 주변에 이르기까지 점차 높이가 낮아지는 면이다.

경사 부재(330a)의 능선은 상부 반사 전극(194a)의 세로부의 세로 중심선과 마주보며 이를 따라 길게 뻗어 있고 경사 부재(330b)의 능선은 하부 반사 전극(194b)의 가로 중심선과 마주보며 이를 따라 길게 뻗어 있다. 그러나 경사 부재의 능선이 화소 전극(191)의 변 및 화소 전극(191)의 상하부 경계와 일치할 수도 있다.

경사 부재(330a, 330b)의 사면은 다양한 모양을 가질 수 있는데, 도 4의 (a)에 도시한 예에서는 사면이 바닥 부근에서 한번 아래쪽으로 비스듬하게 꺾여 있다. 또한, 도 4의 (b)에 도시한 경사 부재(330)의 경우, 그 사면이 바닥 부근에서 아래쪽으로 비스듬하게 한 번 꺾여 있을 뿐 아니라 능선 가까이에서 위로 비스듬하게 더 꺾여 있다. 후자의 경우 능선 가까이에서 꺾이는 지점이 능선과 가깝고 경사각이 커서 능선의 중심부가 돌출된 형태이다. 그러나 경사 부재(330a, 330b)의 사면이 꺾이지 않고 곧게 뻗을 수도 있다.

표시판(100, 200)의 바깥 면에는 편광판(도시하지 않음)이 구비되어 있으며 안쪽 면에는 배향막(도시하지 않음)이 각각 도포되어 있는데 배향막은 수직 배향막일 수 있다.

표시판(100, 200) 사이에는 절연 물질로 이루어져 있으며, 두 표시판(100, 200)의 간격을 일정하게 유지하기 위한 간격재(도시하지 않음)가 형성되어 있고, 액정 표시 장치는 편광자, 위상 지연 필름, 후광 장치를 포함할 수 있다.

액정층(3)은 음의 유전율 이방성을 가지며 액정층(3)의 액정 분자는 전기장이 없을 때 그 장축이 두 표시판(100, 200)의 표면에 대하여 실질적으로 수직을 이루도록 배향되어 있다. 공통 전극(270)에 공통 전압을 인가하고 화소 전극(191)에 데이터 전압을 인가하면, 표시판(100, 200)의 표면에 대하여 대략 수직인 전기장이 생성된다. 액정 분자(도시하지 않음)들은 전기장에 응답하여 그 장축이 전기장 방향에 수직이 되도록 그 방향을 바꾸고자 한다. 이때, 공통 전극 위에 형성된 경사 부재(330a, 330b)와 화소 전극(191)의 변은 액정 분자들의 눕는 방향 또는 경사 방향(tilt direction)을 결정한다.

전기장이 가해지지 않은 상태에서 액정 분자들은 경사 부재(330a, 330b)에 의하여 임의의 방향으로 기울어져 있다. 이렇게 미리 기울어져 있으면 전기장을 인가하였을 때 그 방향으로 기울어지게 되며, 이러한 경사 방향은 화소 전극(191)의 변에 수직이다. 또한, 경사 부재(330a, 330b)의 두께 차이 때문에 전기장의 등전위선이 변하고 이에 의하여 액정 분자가 기울어지게 하는 힘이 가해진다. 즉, 액정 분자에는 경사 부재(330a, 330b)의 기울기에 의하여 유도된 기울어진 배향력과 경사 부재(330a, 330b)의 두께 차이에 기인한 등전위선 변화 등으로 인하여, 액정 분자들은 선경사각을 가지고 기울어져 있게 된다. 특히, 경사 부재(330a, 330b)의 유전 상수가 액정층보다 작을 경우, 액정 분자를 기울어지게 하는 힘의 방향은 경사 부재(330a, 330b)에 의하여 결정되는 경사 방향과 일치하게 된다. 따라 서 빗변에서 먼 액정 분자들도 눕는 방향이 결정되어 있게 되므로 공통 전극(270)과 화소 전극(191)에 전압을 인가했을 때, 액정 분자의 응답 속도가 빨라진다.

또한, 도 1에 도시한 바와 같이, 경사 부재(330a, 300b)는 화소 전극(191)을 각각 두 개의 주변을 가지는 복수의 영역으로 나누는데, 투명 전극(192)의 상부에서 긴 세로변과 경사 부재(330a)의 능선이 나란하고 하부에서는 투명 전극(192)의 아래 변 및 절개부(91)와 경사 부재(330b)의 능선이 나란하므로 액정층(3)에는 경사 부재(330a, 330b)의 능선을 경계로 눕는 방향이 다른 네 개의 도메인이 형성된다.

도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치와 그 투과 및 반사 휘도 프로파일을 개략적으로 나타낸 단면도이다. 도 5에서 반사 전극(193)이 위치하는 영역을 RA, 기타 영역을 TA로 나타내었고, RL 및 TL은 각각 반사 휘도 및 투과 휘도를 나타낸다.

도 5에 도시한 바와 같이 종래에는 표시에 기여를 하지 못했던 경사 부재의 능선 부분에서 반사 휘도가 높게 나타났다. 이와 같이 본 발명의 실시예에 따른 반투과형 액정 표시 장치는 경사 부재의 능선 부분을 반사 영역으로 활용함으로써 다중 도메인을 구현하면서도 반사 효율을 유지할 수 있다. 또한, 앞에서 설명한 바와 같이 경사 부재(330a, 330b)에 의하여 화소 전극(191)의 빗변에서 먼 액정 분자들도 눕는 방향이 결정되어, 액정 분자의 응답 속도가 빨라진다.

그러면 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치에 대하여 도 6 및 도 7을 참고로 하여 상세하게 설명한다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 배치도이고, 도 7은 도 6에 도시한 액정 표시 장치를 Ⅶ-Ⅶ'-Ⅶ''-Ⅶ'''선을 따라 잘라 도시한 단면도이다. 도 6 및 도 7을 참고하면, 본 실시예에 따른 액정 표시 장치도 박막 트랜지스터 표시판(100), 공통 전극 표시판(200) 및 이들 두 표시판(100, 200) 사이에 들어 있는 액정층(3)을 포함한다.

먼저, 박막 트랜지스터 표시판(100)에 대하여 상세하게 설명한다. 절연 기판(110) 위에 복수의 게이트선(121)과 복수의 유지 전극선(131)이 형성되어 있다.

게이트선(121)은 게이트 신호를 전달하며, 주로 가로 방향으로 뻗어 있다. 각 게이트선(121)은 아래위로 돌출한 복수의 게이트 전극(124)과 다른 층 또는 구동 회로와의 접속을 위한 면적이 넓은 끝 부분(129)을 가진다.

각 유지 전극선(131)은 소정의 전압을 인가 받으며, 게이트선(121)과 거의 나란하게 뻗은 줄기선과 이로부터 갈라진 복수 벌의 가지(133a-133d) 집합과 복수의 연결부(connection)(133e)를 포함한다. 유지 전극선(131) 각각은 인접한 두 게이트선(121) 사이에 위치하며 줄기선은 두 게이트선(121) 중 위쪽에 가깝다.

각각의 가지 집합은 세로 방향으로 뻗으며 서로 분리되어 있는 제1 및 제2 유지 전극(133a, 133b)과 사선 방향으로 뻗으며 제1 유지 전극(133a)과 제2 유지 전극(133b)을 연결하는 제3 및 제4 유지 전극(133c, 133d)을 포함한다. 제1 유지 전극(133a)은 유지 전극선(131)에 연결되어 있는 고정단과 그 반대쪽에 위치하며 돌출부를 가지는 자유단을 가지고 있다. 제3 및 제4 유지 전극(133c, 133d)은 각각 제1 유지 전극(133a)의 중앙 부근에서 제2 유지 전극(133b)의 양단에 연결된다. 제3 및 제4 유지 전극(133c, 133d)은 인접한 두 게이트선(121) 사이의 중앙선에 대하여 반전 대칭을 이룬다. 연결부(133e)는 인접한 유지 전극 집합(133a-133d)의 인접한 제1 유지 전극(133a)과 제2 유지 전극(133b)을 연결한다.

게이트선(121) 및 유지 전극선(131) 위에는 질화규소(SiN_x) 따위로 만들어진 게이트 절연막(140)이 형성되어 있다.

게이트 절연막(140) 위에는 수소화 비정질 규소(비정질 규소는 약칭 a-Si로 씀) 또는 다결정 규소 등으로 만들어진 복수의 선형 반도체(151)가 형성되어 있다. 선형 반도체(151)는 주로 세로 방향으로 뻗어 있으며, 게이트 전극(124)을 향하여 뻗어 나온 복수의 돌출부(154)를 포함한다. 선형 반도체(151)는 게이트선(121) 및 유지 전극선(131) 부근에서 너비가 넓어져 이들을 폭넓게 덮고 있다.

반도체(151) 위에는 복수의 선형 및 섬형 저항성 접촉 부재 (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(151)의 돌출부(154) 위에 배치되어 있다.

저항 접촉 부재(161, 165) 및 게이트 절연막(140) 위에는 복수의 데이터선(171)과 복수의 드레인 전극(175) 및 복수의 고립 금속편(isolated metal piece)(178)이 형성되어 있다.

데이터선(171)은 데이터 전압을 전달하며, 주로 세로 방향으로 뻗어 게이트선(121)과 거의 수직으로 교차한다. 각 데이터선(171)은 또한 유지 전극선(131) 및 연결부(133e)와 교차하여 유지 전극선(131)의 인접한 가지 집합(133a-133d)의 인접한 제1 유지 전극(133a)과 제2 유지 전극(133b) 사이에 위치한다. 각 데이터선(171)은 게이트 전극(124)을 향하여 뻗은 복수의 소스 전극(173)과 다른 층 또는 외부 장치와의 접속을 위하여 면적이 넓은 끝 부분(179)을 포함한다.

각 드레인 전극(175)은 다른 층과의 접속을 위하여 면적이 넓은 끝 부분과 게이트 전극(124) 위에 위치한 막대형 끝 부분을 가지고 있다. 소스 전극(173)은 이 막대형 끝 부분을 일부 둘러싸도록 휘어져 있다.

금속편(178)은 유지 전극(133a)의 끝 부분 부근의 게이트선(121) 위에 위치한다.

저항성 접촉 부재(161, 165)는 그 아래의 반도체(151)와 그 위의 데이터선(171) 및 드레인 전극(175) 사이에만 존재하며 접촉 저항을 낮추어 준다. 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.

데이터선(171), 드레인 전극(175) 및 금속편(178)과 이들로 덮이지 않고 노출된 반도체(151) 부분의 위에는 보호막(180)이 형성되어 있다. 보호막(180)은 질화규소나 산화규소 따위의 무기 절연물, 유기 절연물, 저유전율 절연물 따위로 만들어지며 그 표면에는 요철이 형성되어 있다.

보호막(180)에는 데이터선(171)의 끝 부분(179)과 드레인 전극(175)의 확장된 끝 부분을 각각 드러내는 복수의 접촉 구멍(182, 185)이 형성되어 있으며, 보호막(180)과 게이트 절연막(140)에는 게이트선(121)의 끝 부분(129)을 드러내는 복수 의 접촉 구멍(181), 제1 유지 전극(133a) 고정단 부근의 유지 전극선(131) 일부를 드러내는 복수의 접촉 구멍(183a), 그리고 제1 유지 전극(133a) 자유단의 돌출부를 드러내는 복수의 접촉 구멍(183b)이 형성되어 있다.

보호막(180) 위에는 복수의 화소 전극(191), 복수의 접촉 보조 부재(81, 82) 및 복수의 연결 다리(83)가 형성되어 있다.

각 화소 전극(191)은 보호막(180)의 요철을 따라 굴곡이 져 있고, 투명 전극(192) 및 그 위의 반사 전극(194)을 포함한다.

각 화소 전극(191)은 왼쪽 모퉁이가 모따기되어 있는 대략 사각형 모양이며, 모따기된 빗변은 게이트선(121)에 대하여 약 45°의 각도를 이룬다.

반사 전극(194)은 하부 반사 전극(194a) 및 상부 반사 전극(194b)을 포함한다. 상부 및 하부 반사 전극(194a, 194b)은 화소 전극(191)을 이등분하는 가상의 가로 중심선에 대하여 거의 반전 대칭을 이룬다. 하부 및 상부 반사 전극(194a, 194b)은 대략 화소 전극(191)의 오른쪽 변에서부터 왼쪽 변으로 비스듬하게 뻗어 있으며, 화소 전극(191)의 가로 중심선에 대하여 하반부와 상반부에 각각 위치하고 있다. 하부 및 상부 반사 전극(194a, 194b)은 게이트선(121)에 대하여 약 45°의 각도를 이루며 서로 수직하게 뻗어 있다. 각 화소 전극(191)의 오른쪽 중심부는 상부 반사 전극(194a)과 하부 반사 전극(194b) 각각에 거의 평행하도록 모따기되어 있다.

화소 전극(191)은 접촉 구멍(185)을 통하여 드레인 전극(175)과 물리적, 전기적으로 연결되어 있으며, 드레인 전극(175)으로부터 데이터 전압을 인가 받는다.

화소 전극(191)은 유지 전극(133a-133d)을 비롯한 유지 전극선(131)과 중첩하여 유지 축전기를 이루며, 화소 전극(191)의 왼쪽 및 오른쪽 변은 유지 전극(133a, 133b)보다 데이터선(171)에 인접한다.

접촉 보조 부재(81, 82)는 접촉 구멍(181, 182)을 통하여 각각 게이트선(121)의 끝 부분(129) 및 데이터선(171)의 끝 부분(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 보호한다.

연결 다리(83)는 게이트선(121)을 가로지르며, 게이트선(121)을 사이에 두고 반대쪽에 위치하는 접촉 구멍(183a, 183b)을 통하여 제1 유지 전극(133a) 자유단의 노출된 끝 부분과 유지 전극선(131)의 노출된 부분에 연결되어 있다. 연결 다리(83)는 금속편(178)과 중첩하며 금속편(178)과 전기적으로 연결될 수도 있다. 유지 전극(133a-133d)을 비롯한 유지 전극선(131)은 연결 다리(83) 및 금속편(178)과 함께 게이트선(121)이나 데이터선(171) 또는 박막 트랜지스터의 결함을 수리하는 데 사용할 수 있다. 게이트선(121)을 수리할 때에는 게이트선(121)과 연결 다리(83)의 교차점을 레이저 조사하여 게이트선(121)과 연결 다리(83)를 연결함으로써 게이트선(121)과 유지 전극선(131)을 전기적으로 연결한다. 이 때 금속편(178)은 게이트선(121)과 연결 다리(83)의 전기적 연결을 강화한다.

다음으로, 공통 전극 표시판(200)에 대하여 설명한다.

투명한 유리 등으로 이루어진 절연 기판(210) 위에 빛샘을 방지하기 위한 블랙 매트릭스라고 하는 차광 부재(220)가 형성되어 있으며 차광 부재(220)는 화소 전극(191)과 마주보며 투명 전극(192)과 거의 동일한 모양을 가지는 복수의 개구부를 가지고 있다. 이와는 달리 차광 부재는 게이트선(121) 또는 데이터선(171)에 대응하는 부분과 박막 트랜지스터에 대응하는 부분으로 이루어질 수도 있다.

기판(210) 위에는 또한 복수의 색필터(230)가 형성되어 있으며 차광 부재(220)로 둘러싸인 영역 내에 대부분 위치한다. 색필터(230)는 화소 전극(191)을 따라서 세로 방향으로 길게 뻗을 수 있다. 차광 부재와 색필터는 박막 트랜지스터 표시판(100)에 형성될 수도 있다. 색필터(230) 및 차광 부재(220)의 위에는 색필터가 노출되는 것을 방지하고 평탄면을 제공하기 위한 덮개막(도시하지 않음)이 형성될 수 있다.

색필터(230) 위에는 ITO, IZO 등의 투명한 도전체 따위로 이루어진 공통 전극(270)이 형성되어 있다. 공통 전극(270) 위에는 복수의 경사 부재(330a, 330b, 300c) 집합이 형성되어 있다. 경사 부재(330a-300c)는 유전체로 만들어지며 그 유전 상수는 액정층(3) 이하인 것이 바람직하다.

각각의 경사 부재 집합은 하나의 화소 전극(191)과 마주 보는 세 개의 경사 부재(330a-300c)를 포함한다. 각각의 경사 부재(330a-300c)는 주변(primary edge)과 부변(secondary edge)을 포함하는 평행 사다리꼴 또는 갈매기형(chevron)인데, 주변은 반사 전극(194)의 빗변 및 화소 전극(191)의 빗변과 마주 보고 부변은 게이트선(121) 또는 데이터선(171)과 평행하다. 경사 부재(330a-330c)는 도면에서 굵은 점선으로 표시한 능선과 사면을 포함한다. 서로 이웃하는 경사 부재(330a-330c)의 경계는 반사 전극(194)과 마주보는 위치에 존재한다. 경사 부재(330a- 330c)는 서로 연결될 수 있다.

본 발명의 다른 한 실시예에 따르면, 경사 부재(330a-330c)의 능선이 반사 전극과 마주보는 위치에 존재할 수 있다.

액정층(3)은 음의 유전율 이방성을 가지며 액정층(3)의 액정 분자는 전기장이 없을 때 그 장축이 두 표시판(100, 200)의 표면에 대하여 실질적으로 수직을 이루도록 배향되어 있다.

그러면 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치에 대하여 도 8 내지 도 10을 참고로 하여 상세하게 설명한다. 도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 배치도이고, 도 9는 도 8에 도시한 액정 표시 장치를 Ⅸ-Ⅸ'선을 따라 잘라 도시한 단면도이고, 도 10은 도 8에 도시한 액정 표시 장치를 Ⅹ-Ⅹ'-Ⅹ''선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.

본 실시예에 따른 액정 표시 장치는 박막 트랜지스터 표시판(100)과 이와 마주보고 있는 공통 전극 표시판(200) 및 이들 두 표시판(100, 200) 사이에 들어 있는 액정층(3)을 포함한다.

먼저, 박막 트랜지스터 표시판(100)에 대하여 상세히 설명한다.

절연 기판(110) 위에 복수의 게이트선(121)과 복수의 유지 전극선(131)이 형성되어 있다.

게이트선(121)은 게이트 신호를 전달하며, 주로 가로 방향으로 뻗어 있다. 각 게이트선(121)은 돌출한 복수의 게이트 전극(124)과 다른 층 또는 외부 장치의 접속을 위한 면적이 넓은 끝 부분(129)을 가진다.

각 유지 전극선(131)은 소정의 전압을 인가 받으며, 주로 가로 방향으로 뻗어 있으며, 유지 전극(135)을 이루는 복수의 돌출부를 포함한다. 유지 전극(135)은 마름모꼴 또는 약 45° 회전한 직사각형이며 게이트선(121) 부근에 위치하고 있다.

게이트선(121)과 유지 전극선(131) 위에는 질화규소 또는 산화규소 따위로 만들어진 게이트 절연막(140)이 형성되어 있다.

게이트 절연막(140) 상부에는 수소화 비정질 규소 또는 다결정 규소 등으로 만들어진 복수의 선형 반도체(151)가 형성되어 있다. 각각의 선형 반도체(151)는 주로 세로 방향으로 뻗어 있으며 주기적으로 구부러져 있다. 선형 반도체(151) 각각은 게이트 전극(124)을 향하여 뻗은 복수의 돌출부(154)를 포함한다.

반도체(151) 위에는 복수의 선형 및 섬형 저항성 접촉 부재(161, 165)가 형성되어 있다. 선형 저항성 접촉 부재(161)는 복수의 돌출부(163)를 가지고 있으며, 이 돌출부(163)와 섬형 저항성 접촉 부재(165)는 쌍을 이루어 반도체(151)의 돌출부(154) 위에 배치되어 있다.

저항 접촉 부재(161, 165) 및 게이트 절연막(140) 위에는 각각 복수의 데이터선(171)과 복수의 드레인 전극(175)이 형성되어 있다.

데이터선(171)은 데이터 신호를 전달하며 주로 세로 방향으로 뻗어 게이트선(121) 및 유지 전극선(131)과 교차한다. 각 데이터선(171)은 다른 층 또는 외부 장치와의 접속을 위한 넓은 끝 부분(179)을 가지고 있고, 복수의 굴곡부(cuvered portion)와 복수의 세로부(longitudinal portion)를 포함하며 주기적으로 굽어 있다.

굴곡부는 서로 연결되어 갈매기(chevron) 모양을 이루며 그 양 끝이 각 세로부에 연결되어 있는 한 쌍의 사선부를 포함하며, 사선부는 게이트선(121)과 약 45°의 각을 이룬다. 세로부는 게이트선(121)과 교차하며 게이트 전극(124)을 향하여 뻗은 소스 전극(173)을 포함한다. 이때, 굴곡부와 세로부의 길이의 비는 약 1:1 내지 약 9:1 사이이다. 즉, 굴곡부와 세로부 전체 길이에서 굴곡부가 차지하는 비율이 약 50%에서 약 90% 사이이다. 굴곡부는 두 번 이상 꺾어질 수도 있다.

각 드레인 전극(175)은 하나의 유지 전극(135)과 중첩하는 직사각형 또는 마름모꼴 확장부와 게이트 전극(124) 위에 위치한 막대형 끝 부분을 포함한다. 드레인 전극(175)의 확장부의 변은 유지 전극(133)의 변과 실질적으로 평행하며, 막대형 끝 부분은 굽어 있는 소스 전극(173)으로 일부 둘러 싸여 있다.

저항성 접촉 부재(161, 165)는 그 아래의 반도체(151)와 그 위의 데이터선(171) 및 드레인 전극(175) 사이에만 존재하며 접촉 저항을 낮추어 준다. 반도체(151)에는 소스 전극(173)과 드레인 전극(175) 사이를 비롯하여 데이터선(171) 및 드레인 전극(175)으로 가리지 않고 노출된 부분이 있다.

데이터선(171) 및 드레인 전극(175)과 노출된 반도체(151) 부분의 위에는 보호막(180)이 형성되어 있다. 보호막(180)은 무기 절연물 또는 유기 절연물 따위로 만들어지며 표면에는 요철이 형성되어 있다.

보호막(180)에는 데이터선(171)의 끝 부분(179)과 드레인 전극(175)을 각각 드러내는 복수의 접촉 구멍(182, 185)이 형성되어 있으며, 보호막(180)과 게이트 절연막(140)에는 게이트선(121)의 끝 부분(129)을 드러내는 복수의 접촉 구멍(181)이 형성되어 있다.

보호막(180) 위에는 복수의 화소 전극(191) 및 복수의 접촉 보조 부재(81, 82)가 형성되어 있다.

화소 전극(191)은 데이터선(171)과 게이트선(121)으로 둘러싸인 영역 내에 거의 존재하므로 갈매기 모양을 이룬다. 화소 전극은 유지 전극(135)을 비롯한 유지 전극선(131)과 드레인 전극(175)의 확장부를 덮으며, 인접한 유지 전극(133)의 변에 거의 평행하게 모따기된 변을 가지고 있다.

화소 전극(191)은 또한 이웃하는 게이트선(121) 및 데이터선(171)과 중첩되어 개구율(aperture ratio)을 높이고 있다.

화소 전극(191)은 보호막(180)의 요철을 따라 굴곡이 져 있고, 투명 전극(192) 및 그 위의 반사 전극(194)을 포함한다. 반사 전극(194)은 투명 전극(192) 일부 위에만 존재하여 투명 전극(192)의 다른 부분을 노출한다. 반사 전극(194)은 데이터선(171)의 사선부를 따라 굽어 있으며, 가장자리 경계는 화소 전극(191)의 경계와 거의 평행하고 서로 이웃하는 두 데이터선(171) 사이의 중심 부근에 위치하여 갈매기 모양을 이룬다.

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.

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.

이제 공통 전극 표시판(200)에 대하여 도 8 내지 도 10을 참고로 하여 설명한다.

투명한 유리 등의 절연 기판(210)의 위에 블랙 매트릭스라고 하는 차광 부재(도시하지 않음)가 형성되어 있다. 차광 부재는 데이터선(171)의 사선부와 마주 보는 복수의 사선부와 데이터선(171)의 세로부 및 박막 트랜지스터와 마주 보는 직각 삼각형부를 포함한다.

기판(210)과 차광 부재 위에 복수의 색필터(도시하지 않음)가 형성되어 있으 며, 차광 부재가 정의하는 개구 영역 내에 거의 들어가도록 배치된다. 이웃하는 두 데이터선(171) 사이에 위치하며 세로 방향으로 배열된 색필터들은 서로 연결되어 하나의 띠를 이룰 수 있다.

색필터 및 차광 부재 위에는 유기 물질 따위로 이루어진 덮개막(도시하지 않음)이 형성되어 색필터를 보호하고 표면을 평탄하게 한다.

덮개막의 위에는 ITO 또는 IZO 등의 투명한 도전 물질 따위로 이루어진 공통 전극(270)이 형성되어 있다.

공통 전극(270) 위에는 앞의 실시예와 동일하게 절연 물질로 이루어져 있으며 중앙으로부터 양쪽 가장자리에 이르기까지 점진적으로 얇은 두께를 가지는 경사 부재(330)가 형성되어 있다. 이때, 각 경사 부재(330)의 중심인 능선은 반사 전극(194)과 마주보는 위치하며 마주 보는 반사 전극(194)의 사선부를 따라 굽어 있으며, 가장자리 경계는 화소 전극(191)의 경계와 거의 평행하고 갈매기 모양을 이룬다.

본 발명의 다른 한 실시예에 따르면, 반사 전극(194)과 마주보는 위치에 서로 이웃하는 경사 부재(330)의 경계가 존재할 수 있다.

공통 전극(270)에 공통 전압을 인가하고 화소 전극(191)에 데이터 전압을 인가하면, 표시판(100, 200)의 표면에 대하여 대략 수직인 전기장이 생성된다. 액정 분자(도시하지 않음)들은 전기장에 응답하여 그 장축이 전기장 방향에 수직이 되도록 그 방향을 바꾸고자 한다. 이때, 공통 전극 위에 형성된 경사 부재(330)와 화소 전극(191)의 변은 액정 분자들의 눕는 방향 또는 경사 방향을 결정한다.

전기장이 가해지지 않은 상태에서 액정 분자들은 경사 부재(330)에 의하여 임의의 방향으로 기울어져 있고, 경사 부재(330)의 두께 차이에 따른 전기장의 등전위선의 변화함으로써 액정 분자를 기울어지도록 하는 힘을 가한다.

한편, 한 화소 전극(191)의 위에 위치하는 액정층(3)의 한 화소 영역에는 서로 다른 경사 방향을 가지는 네 개의 도메인이 형성되는데, 이들 도메인은 화소 전극(191)의 변, 화소 전극(191)을 이등분하는 경사부재(330)의 능선과 화소 전극(191)을 상하로 이등분하는 가상의 가로 중심선으로 구분된다.

이처럼 앞서 설명한 실시예들과 같이, 화소 전극(191)을 복수 개의 영역으로 분할하여 액정 분자가 기울어지는 방향을 다양하게 하면 액정 표시 장치의 기준 시야각이 커지고, 경재 부재(330)에 의하여 화소 전극(191)의 빗변에서 먼 액정 분자들도 눕는 방향이 결정되어 액정 분자들의 응답 속도가 빨라진다.

이와 같이, 본 실시예에 따른 액정 표시 장치는 다중 도메인을 구현하면서도 응답 속도가 빠르다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims

반사 영역과 투과 영역을 구비하고 있으며 서로 마주 보는 제1 및 제2 표시판,

상기 제1 표시판에 배치되어 있으며, 투명 전극과 상기 투명 전극의 일부 위에 형성되어 있는 반사 전극을 포함하는 화소 전극,

상기 제2 표시판에 배치되어 있는 공통 전극,

상기 제1 표시판과 상기 제2 표시판 사이에 들어 있는 액정층, 그리고

상기 제2 표시판에 구비되어 있으며, 상기 액정층의 액정 분자들의 경사 방향을 결정하는, 능선과 사면을 포함하는 경사 부재

를 포함하는 액정 표시 장치.
제1항에서,

상기 경사 부재는 투명한 유기물을 포함하는 액정 표시 장치.
제2항에서,

상기 경사 부재의 사면은 상기 경사 부재의 능선을 중심으로 대칭을 이루는 액정 표시 장치.
제3항에서,

상기 경사 부재의 사면은 꺾여 있는 액정 표시 장치.
제4항에서,

상기 경사 부재의 능선은 돌출되어 있는 액정 표시 장치.
제1항에서,

상기 경사 부재의 능선은 상기 반사 전극과 마주하는 액정 표시 장치.
제1항에서,

서로 이웃하는 상기 경사 부재의 경계는 상기 반사 전극과 마주하는 액정 표시 장치.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에서,

상기 투명 전극은 절개부를 가지는 액정 표시 장치.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에서,

상기 경사 부재의 능선은 상기 화소 전극의 경계와 평행 또는 수직인 액정 표시 장치.
제9항에서,

상기 화소 전극의 경계는 굽어 있는 액정 표시 장치.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에서,

상기 경사 부재의 능선은 상기 화소 전극의 경계와 빗각을 이루는 액정 표시 장치.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에서,

상기 경사 부재는 상기 화소 전극 전체 또는 일부를 분할하는 액정 표시 장치.