KR20070007606A - Liquid crystal display device - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 종래 기술에 따른 액정표시장치에 사용되는 기판의 평면도,1 is a plan view of a substrate used in the liquid crystal display device according to the prior art,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치에 사용되는 기판의 평면도,2 is a plan view of a substrate used in the liquid crystal display according to the embodiment of the present invention;
도 3은 도 2의 A-A'라인을 따라 취해진 단면도,3 is a cross-sectional view taken along the line AA ′ of FIG. 2;
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정표시장치에 사용되는 기판의 평면도,4 is a plan view of a substrate used in a liquid crystal display according to another embodiment of the present invention;
도 5a 및 5b는 도 4의 B-B'라인을 따라 취해진 단면도이다.5A and 5B are cross sectional views taken along the line BB ′ of FIG. 4.
♧도면의 주요부분에 대한 부호의 설명♧♧ explanation of symbols for main parts of drawing
10 -- 기판 11 -- 게이트 절연막10-substrate 11-gate insulating film
12 -- 보호막 20 -- 게이트 라인 12-Shield 20-Gate Line
30 -- 데이터 라인 40 -- 화소전극30-data line 40-pixel electrode
50 -- 액정 60 -- 배향막50-liquid crystal 60-alignment layer
70 -- 유기막 80 -- 컬러필터막70-Organic Film 80-Color Filter Film
P -- 화소P-pixels
본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 화소전극이 굴곡지게 형성되는 액정표시장치에 관한 것이다. The present invention relates to a liquid crystal display device, and more particularly, to a liquid crystal display device in which the pixel electrode is formed to be bent.
액정표시장치(LCD; Liquid Crystal Display)는, 인가 전압에 따라 액체와 결정의 중간 상태 물질인 액정(liquid crystal)의 광투과도가 변화하는 특성을 이용하여, 입력되는 전기 신호를 시각 정보로 변화시켜 영상을 전달하는 표시장치이다. 일반적인 액정표시장치는 전극이 형성되는 두 개의 기판과 상기 기판들 사이에 주입되는 액정을 포함한다. 각 기판의 전극에는 상이한 전압이 인가되며, 이로써 상기 액정에 전계를 가하여 액정의 배열을 변경시켜 액정의 광투과도가 변화도록 동작된다. 이와 같은 액정표시장치는 동일한 화면 크기를 갖는 다른 표시장치에 비하여 얇고 가벼우면서도 저소비 전력의 장점을 가진다. A liquid crystal display (LCD) converts an input electrical signal into visual information by using a property in which light transmittance of a liquid crystal, which is an intermediate state material between a liquid and a crystal, changes according to an applied voltage. It is a display device that delivers an image. A general liquid crystal display device includes two substrates on which electrodes are formed and a liquid crystal injected between the substrates. Different voltages are applied to the electrodes of each substrate, thereby applying an electric field to the liquid crystals to change the arrangement of the liquid crystals so as to change the light transmittance of the liquid crystals. Such a liquid crystal display device has an advantage of thinner, lighter, and lower power consumption than other display devices having the same screen size.
액정이 전계에 따라 배열이 변경되는 것은 액정이 갖는 유전율 이방성 때문이다. 즉, 액정 분자는 장축 방향과 단축 방향에 대한 유전율이 상이한 물성을 갖는데, 이로 인하여 전계가 걸렸을 때 액정 분자의 장축 방향과 단축 방향으로 작용하는 전기력이 상이하게 되고, 이러한 전기력의 차이는 액정 분자를 회전시키는 구동원이 된다. 액정은 종류에 따라 양의 유전율 이방성을 갖거나 음의 유전율 이방성을 갖는다. 액정의 장축 방향을 기준으로, 전자는 전계가 걸렸을 때 액정이 전계의 방향에 평행하게 배열되며, 후자는 전계의 방향에 대해 수직으로 배열된다. The arrangement of the liquid crystal changes depending on the electric field due to the dielectric anisotropy of the liquid crystal. That is, the liquid crystal molecules have different physical properties in the long axis direction and the short axis direction, and thus, when an electric field is applied, the electric forces acting in the long axis direction and the short axis direction of the liquid crystal molecules are different. It becomes a drive source to rotate. The liquid crystal has positive dielectric anisotropy or negative dielectric anisotropy depending on the type. Based on the long axis direction of the liquid crystal, the former is arranged in parallel to the direction of the electric field when the electric field is applied, the latter is arranged perpendicular to the direction of the electric field.
위와 같은 액정의 종류에 따라 액정표시장치의 구동 방식이 정해진다. 즉, 액정표시장치의 구동 방식은 액정에 전계가 걸리지 않았을 때 가장 밝은 상태인 화이트 상태인지 또는 가장 어두운 상태인 블랙 상태인지 여부에 따라 구분된다. 이 때 전자의 액정표시장치는 양의 유전율 이방성을 갖는 액정을 사용하며, 후자의 액정표시장치는 음의 유전율 이방성을 갖는 액정을 사용한다. 본 발명은 전자의 방식과 관련되며, 특히 액정표시장치에 사용되는 기판과 이에 결합되는 편광판의 배치 등에 관련된다. 이하에서는 도면을 참조하여 종래 액정표시장치의 문제점을 살펴보도록 한다. The driving method of the liquid crystal display device is determined according to the type of liquid crystal as described above. That is, the driving method of the liquid crystal display device is classified according to whether the white state is the brightest state or the black state is the darkest state when no electric field is applied to the liquid crystal. At this time, the former liquid crystal display uses a liquid crystal having a positive dielectric anisotropy, and the latter liquid crystal display uses a liquid crystal having a negative dielectric anisotropy. BACKGROUND OF THE
도 1은 종래 기술에 따른 액정표시장치에 사용되는 기판의 평면도이다. 1 is a plan view of a substrate used in a liquid crystal display according to the prior art.
도 1을 참조하면, 기판(1)상에 복수의 금속 배선(2,3)이 형성된다. 여기서 금속 배선(2,3)은 행 방향으로 형성되는 게이트 라인(2)과 열 방향으로 형성되는 데이터 라인(3)을 포함한다. 상기 게이트 라인(2)과 데이터 라인(3)이 교차하면서 정의되는 영역이 개개의 화소(P)에 해당되며, 각 화소에는 화소전극(4)이 구비된다. 상기 기판(1)의 상측으로는 화소(P)의 구분없이 공통전극이 구비되는 별도의 기판이 합착되며, 위와 같은 두 개의 기판 외측에는 일방향의 빛을 투과시키는 편광판이 결합된다. 도 1의 화살표는 편광판의 빛을 투과시키는 투과축 방향을 나타내며, 두 개의 편광판은 투과축 방향이 상호 수직을 이루도록 배치된다. Referring to FIG. 1, a plurality of
그런데 위와 같은 액정표시장치는 인접하는 화소전극(4)간에 전계(El)가 형성될 수 있다. 화소전극(4)에는 각 화소(P)에서 구현하고자 하는 영상에 따른 데이터 전압이 인가되므로, 영상 정보가 상이한 경우 화소전극(4)에 인가되는 데이터 전압도 상이하게 되고, 이 경우 인접한 화소전극(4)간에 인가되는 전압차에 따른 전계(El)가 형성될 수 있다. 특히 최근에는 액정이 한 쪽 방향으로만 계속해서 반응 함에 따라 열화되는 것을 방지하기 위해 화소(P) 단위로 극성을 달리하는 데이터 전압을 인가하는 방식이 채용되고 있다. 이 경우 인접한 화소전극(4)간에는 극성을 달리하는 데이터 전압이 인가되므로 전계(El)가 더욱 증가된다. 상기 전계(El)는 인접하는 화소전극(4)의 측면에 형성되므로, 이하에서는 이를 측방향 전계(lateral field)라 명명한다. However, the liquid crystal display device as above may be formed of an electric field (E l) between the
상기 측방향 전계(El)로 인하여 여러가지 문제가 발생되며, 일례로 화소(P)와 화소(P)의 경계가 되는 영역의 근방에서 빛샘이 발생될 수 있다. 블랙 상태에서 기판간 전계에 의해 대부분의 액정은 그 장축이 기판에 대해 수직으로 배열된다. 이 경우 빛은 투과축 방향이 상호 수직인 두 개의 편광판을 통과하지 못하게 된다. 그러나 화소전극(4)이 인접하는 영역상의 일부 액정(5)은 측방향 전계(El)에 의해 기판(1)에 대해 일정하게 경사지게 배열된다. 이 경우, 상기 액정(5)의 장축 방향은 편광판의 투과축과 일정한 각도를 이루게 되며, 첫번째 편광판을 통과한 빛은 상기 액정(5)을 통과하면서 굴절되어 편광 방향이 왜곡되고 그 결과 두번째 편광판을 투과하여 빛샘이 유발된다. And the various problems caused by the lateral electric field (E l), located in the vicinity of the region where the boundary of the pixel (P) and the pixel (P) for example can be light leakage occurs. In the black state, most of the liquid crystals are arranged vertically with respect to the substrate by the inter-substrate electric field. In this case, light cannot pass through two polarizers whose transmission axis directions are perpendicular to each other. However, some of the liquid crystal (5) on the area in which the
도 1과 달리, 만약 편광판의 투과축 방향을 행 방향과 열 방향에 평행이 되도록 하면, 빛이 측방향 전계에 의해 행방향으로 경사지게 배열된 액정을 통과하더라도 상기 빛은 열 방향에 평행한 투과축을 가진 편광판을 투과하지 못한다. 따라서 빛샘 등을 방지할 수는 있지만, 이 경우 좌우 측면에서 계조 반전(gray scale inversion)이 발생하여 시인성이 떨어지는 문제가 있다.Unlike in FIG. 1, if the transmission axis direction of the polarizing plate is parallel to the row direction and the column direction, even if the light passes through the liquid crystal arranged inclined in the row direction by the lateral electric field, the light has a transmission axis parallel to the column direction. It does not pass through the polarizing plate. Therefore, light leakage and the like can be prevented, but in this case, gray scale inversion occurs in the left and right sides, which causes a problem of poor visibility.
본 발명은 상기한 사정을 감안한 것으로, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 인접하는 화소전극간 전계로 인한 문제를 방지할 수 있는 액정표시장치를 제공하는데 있다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a liquid crystal display device capable of preventing a problem due to an electric field between adjacent pixel electrodes.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은 액정표시장치를 제공한다. 본 발명의 액정표시장치는, 기판상에 일방향으로 형성된 게이트 라인과 각 화소별로 구분되게 형성되는 화소전극; 상기 기판에 이격되게 배열되며 양의 유전율 이방성을 갖는 액정; 상기 화소전극을 덮으며 상기 액정을 수평 방향으로 배열하는 배향막을 포함하며; 상기 게이트 라인 방향으로 인접하는 화소전극들 사이의 경계선이 상기 게이트 라인에 대해 경사지게 형성된다. 상기 화소전극 또한 상기 경계선을 따라 경사지게 형성된다. The present invention provides a liquid crystal display device to achieve the above technical problem. According to an exemplary embodiment of the present invention, a liquid crystal display includes: a gate line formed in one direction on a substrate and a pixel electrode formed to be distinguished for each pixel; A liquid crystal arranged to be spaced apart from the substrate and having positive dielectric anisotropy; An alignment layer covering the pixel electrode and arranging the liquid crystal in a horizontal direction; A boundary line between pixel electrodes adjacent in the gate line direction is inclined with respect to the gate line. The pixel electrode is also inclined along the boundary line.
상기 경계선은 제1 방향으로 경사진 부분과 제2 방향으로 경사진 부분으로 이루어진 굴곡진 형상으로 형성되고, 또한 상기 제1 방향과 제2 방향은 서로 수직을 이루도록 구성될 수 있다. The boundary line may be formed in a curved shape having a portion inclined in a first direction and a portion inclined in a second direction, and the first and second directions may be perpendicular to each other.
본 발명에 의하면, 상기 기판에 결합되며 편광 기능을 수행하는 편광판을 더 포함하되 상기 편광판의 빛을 투과하는 투과축 방향은 상기 제1 방향 또는 제2 방향과 평행 또는 수직을 이룬다. 편광판은 액정표시장치에 구비되는 두 개의 기판에 각각 결합되며 각 편광판의 투과축은 상호 수직이 된다. 따라서 인접하는 화소전극에 상이한 데이터 전압이 인가되어 화소전극간 전계가 작용하더라도, 전계의 방향 은 화소전극의 경사 방향에 수직으로서 두 개의 편광판 중 어느 하나의 투과축 방향과 수직이 된다. 결국 화소전극간 전계에 의해 액정의 배열이 변하더라도, 액정의 배열 방향이 편광판의 투과축과 수직을 이루게되어 상기 액정에 의한 빛샘이 차단될 수 있다.According to the present invention, a polarizing plate coupled to the substrate and performing a polarizing function is further included, but a transmission axis direction through which light of the polarizing plate passes is parallel or perpendicular to the first direction or the second direction. The polarizers are respectively coupled to two substrates provided in the liquid crystal display, and the transmission axes of the polarizers are perpendicular to each other. Therefore, even if different data voltages are applied to adjacent pixel electrodes to operate an electric field between the pixel electrodes, the direction of the electric field is perpendicular to the direction of the inclination of the pixel electrode and perpendicular to the transmission axis direction of any one of the two polarizing plates. As a result, even if the arrangement of the liquid crystals is changed by the electric field between the pixel electrodes, the alignment direction of the liquid crystals is perpendicular to the transmission axis of the polarizing plate, thereby preventing light leakage by the liquid crystals.
기판상에는 화소전극에 데이터 전압을 인가하기 위해 필요한 신호를 전달하는 신호 배선이 형성되며, 이러한 신호 배선에는 상기 게이트 라인외에 데이터 라인이 있다. 상기 신호 배선으로 신호가 전달되는 동안 신호 배선에 의해 화소전극에 전계가 작용할 수 있으며, 이를 방지하기 위해 상기 신호 배선은 화소전극에 중첩되지 않도록 형성될 수 있다. 게이트 라인은 화소전극 사이의 일방향, 예컨대 행방향으로 형성되고 데이터 라인은 게이트 라인과 교차하면서 화소전극의 굴곡된 형상을 따라서 형성될 수 있다. 또는 상기 데이터 라인을 화소전극과 중첩되도록 하면서 일방향으로 곧게 지나가도록 형성될 수도 있으며, 이 때에는 데이터 라인에 의한 전계가 화소전극에 영향을 미치는 것을 방지하기 위해 화소전극과 데이터 라인의 사이에 두꺼운 절연막이 추가될 수 있다. Signal wires are formed on the substrate to transfer signals necessary for applying a data voltage to the pixel electrode. The signal wires include data lines in addition to the gate lines. The electric field may act on the pixel electrode by the signal line while the signal is transmitted to the signal line, and the signal line may be formed so as not to overlap the pixel electrode to prevent this. The gate line may be formed in one direction, for example, in a row direction between the pixel electrodes, and the data line may be formed along the curved shape of the pixel electrode while crossing the gate line. Alternatively, the data line may be formed so as to pass straight in one direction while overlapping the pixel electrode. In this case, a thick insulating layer may be formed between the pixel electrode and the data line to prevent an electric field generated by the data line from affecting the pixel electrode. Can be added.
이하 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 살펴보기로 한다. 다만 본 발명은 여기서 설명되어지는 실시예들에 한정되지 않고 다양한 형태로 응용되어 변형될 수도 있다. 오히려 아래의 실시예들은 본 발명에 의해 개시된 기술 사상을 보다 명확히 하고 나아가 본 발명이 속하는 분야에서 평균적인 지식을 가진 당업자에게 본 발명의 기술 사상이 충분히 전달될 수 있도록 제공되는 것이 다. 따라서 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들로 인해 한정되는 것으로 해석되어서는 안 될 것이다. 또한 하기 실시예와 함께 제시된 도면들에 있어서, 층 및 영역들의 크기는 명확한 설명을 강조하기 위해서 간략화되거나 다소 과장되어진 것이며, 도면상에 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described herein and may be applied and modified in various forms. Rather, the following embodiments are provided to more clearly clarify the technical spirit disclosed by the present invention and to further convey the technical spirit of the present invention to those skilled in the art having an average knowledge in the field to which the present invention belongs. Therefore, the scope of the present invention should not be construed as limited by the embodiments described below. In addition, in the drawings presented in conjunction with the following examples, the size of layers and regions are simplified or somewhat exaggerated to emphasize clarity, and like reference numerals in the drawings indicate like elements.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치에 사용되는 기판의 평면도이다. 2 is a plan view of a substrate used in the liquid crystal display according to the embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 기판(10)상의 소정 영역이 복수의 화소(P)로 구분되며, 개개의 화소(P)에는 화소전극(40)이 구비된다. 행방향으로 인접하는 화소전극(40)간 경계선은 행방향에 대해 경사지고 굴곡지게 되어 있으며, 상기 굴곡진 라인을 따라 화소전극(40) 또한 굴곡지게 형성된다. 화소전극(40)은 전체적인 형상에서 행방향을 기준으로 제1 방향(D1)으로 경사진 제1 영역(41)과 제2 방향(D2)으로 경사진 제2 영역(42)으로 구분될 수 있다. 화소전극(40)에는 영상 정보를 표시하기 위한 신호가 전달되며, 이를 위해 게이트 라인(20)과 데이터 라인(30) 등의 신호 배선이 구비된다. 도 2에 도시된 실시예에서, 게이트 라인(20)은 행방향으로 곧게 형성되어 있으며, 데이터 라인(30)은 게이트 라인(20)과 교차하면서 화소전극(40)의 굽은 형상을 따라 굴곡진 형상으로 형성된다. 각 화소(P)에는 게이트 라인(20)과 데이터 라인(30)에서 연장된 게이트 전극과 소오스 전극을 포함하는 박막트랜지스터(미도시)가 구비된다. 상기 박막트랜지스터는 소오스 전극과 대향되게 형성되는 드레인 전극을 포함하며, 상기 드레인 전극은 화소전극(40)과 콘택된다. 따라서 게이트 라인(20)을 따라 게이트 온 신호가 전달되면, 박막트랜지스터가 턴온되고 이 때 데이터 라인(30)을 따라 전달된 데이터 전압이 화소전극(40)에 인가된다. 2, a predetermined region on the
화소전극(40)에 전압이 인가되면, 도 2의 기판(10)의 상측에 별도로 구비되는 기판에도 전압이 인가되며 두 개의 기판 사이에 주입되는 액정에 전계가 작용하게 된다. 이로 인하여 액정의 배열 방향이 변경되어 액정의 광투과도가 변화되고 해당 영상 정보가 표시된다. When a voltage is applied to the
그런데 각 화소전극(40)에는 개개의 화소(P)에서 구현하고자 하는 영상에 따른 데이터 전압이 인가되므로, 영상 정보가 상이한 경우 화소전극(40)에 인가되는 데이터 전압도 상이하여 인접한 화소전극(40)간에 데이터 전압차에 따른 측방향 전계(lateral field)(El1,El2)가 형성될 수 있다. 특히 최근에는 액정이 한 쪽 방향으로만 반응하는 것을 방지하기 위해 화소(P) 단위로 극성을 달리하는 데이터 전압을 인가하므로, 인접한 화소전극(40)간에는 극성을 달리하는 데이터 전압에 의한 측방향 전계(El1,El2)가 더욱 증가된다. However, since the data voltage corresponding to the image to be implemented in each pixel P is applied to each
위와 같은 측방향 전계(El1,El2)는 인접한 화소전극(40)간에 작용하는 것이므로, 특히 화소전극(40)의 경계가 되는 영역 근방에 배열되는 액정(50)에 대해 영향을 미친다. 상기 측방향 전계가 작용하면, 상기 액정(50)은 기판 사이의 전계에 더하여 측방향 전계(El1,El2)를 합성한 전계에 따라 배열된다. 가령 블랙 상태인 경우라면 대부분의 액정이 그 장축이 기판(10)에 대해 수직으로 배열되는데, 일부 측방 향 전계(El1,El2)를 받는 액정(50)은 기판(10)에 대해 다소 경사지게 배열되어 빛샘을 유발할 수 있다. Since the above-described lateral electric fields E l1 and E l2 act between
그런데, 도 2의 구조에 따르면 화소전극(40)의 경계가 되는 영역 근방에서 발생되는 측방향 전계(El1,El2)에 의한 영향(예를 들면, 빛샘 등)이 차단될 수 있는 바, 이에 대해 살펴본다. 도 2에 도시된 화살표 방향은 기판(10)상에 결합되어 편광 기능을 수행하는 편광판과 관련된 것이다. 편광판은 액정표시장치에 구비되는 두 개의 기판의 외측에 각각 결합된다. 편광판은 일방향의 빛이 투과되도록 하는데, 두 개의 편광판은 각각 빛을 투과하는 투과축이 서로 수직이 되도록 배치된다. 도 2에서, 데이터 라인(30)상에 도시된 액정(50)은 화소전극(40)간 측방향 전계(El1,El2)에 의해 경사지게 배열되어 있다. 종래 기술에 관한 도 1과 본 발명에 관한 도 2를 비교하면, 본 발명에서는 화소전극(40)의 굴곡진 형상으로 인하여 액정(50)에 작용하는 측방향 전계(El1,El2)가 행방향에서 경사진 방향으로 변경된다. However, according to the structure of FIG. 2, the influence (for example, light leakage, etc.) caused by the lateral electric fields E l1 and E l2 generated near the boundary of the
이 때 화소전극(40)의 굴곡진 형상의 기울기를 적절하게 설정하면 측방향 전계(El1,El2)의 방향과 편광판의 투과축 방향이 수직이 되도록 할 수 있다. 가령 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 방향(D1)과 제2 방향(D2)이 서로 수직이 되며 제1 방향(D1)과 제2 방향(D2)이 편광판의 투과축(또는 빛을 완전히 흡수하는 흡수축)과 평행(또는 수직)하게 형성될 수 있다. 이 경우 인접하는 화소전극(40)간 전계(El1,El2) 는, 제1 영역(41) 또는 제2 영역(42)에서의 측방향 전계(El1,El2)가 상호 수직 방향으로 작용하며 이는 두 개의 편광판 중 어느 하나의 투과축과 수직이 된다. 따라서 빛이 측방향 전계(El1,El2)가 작용하는 액정(50)에 의해 편광 방향이 왜곡되더라도, 측방향 전계(El1,El2)에 수직으로 투과축이 배치되는 편광판의 작용으로 빛의 투과가 차단된다. 위와 같이 화소전극(40)의 형상을 변경함으로써, 블랙 상태에서 화소전극(40)의 경계 부분에서 빛샘을 차단하며 기타 측방향 전계(El1,El2)에 의한 작용이 상쇄된다. At this time, if the inclination of the curved shape of the
도 3은 도 2의 A-A'라인을 따라 취해진 단면도이다.3 is a cross-sectional view taken along the line AA ′ of FIG. 2.
도 3을 참조하면, 기판(10)상에 데이터 라인(30) 및 화소전극(40)이 형성된다. 또한 기판(10)과 데이터 라인(30)의 사이와 데이터 라인(30)과 화소전극(40) 사이에는 각각 절연막(11,12)이 개재된다. 전자는 게이트 라인(20)을 절연시키기 위한 게이트 절연막(11)이며 후자는 박막트랜지스터 등을 보호하기 위한 보호막(12)이며, 이들은 실리콘 질화막을 증착하여 형성될 수 있다. 데이터 라인(30)은 크롬(Cr) 등의 금속에 스퍼터링 방법을 적용하여 형성되며, 화소전극(40)은 산화주석인듐(Indium Tim Oxide)이나 산화아연인듐(Indium Zinc Oxide) 등을 투명도전막을 증착한 후 패터닝 하여 형성될 수 있다. Referring to FIG. 3, the
도 2에서 살펴 본 바와 같이, 게이트 라인(20)과 데이터 라인(30)이 상호 교차하면서 화소(P)를 정의하고 개개의 화소(P)마다 화소전극(40)이 분리되어 형성된다. 따라서 데이터 라인(30)은 화소(P)간 경계가 되고, 도 3에 도시된 바와 같이, 데이터 라인(30)과 화소전극(40)은 서로 중첩되지 않는 위치에 형성된다. 만약 데이터 라인(30)과 화소전극(40)이 중첩된다면, 데이터 라인(30)을 따라 신호가 전달되는 동안 데이터 라인(30)에서 형성되는 전계가 중첩되는 화소전극(40)에 영향을 미칠 수 있다. As shown in FIG. 2, the
화소전극(40)상에는 화소전극(40)을 포함한 기판(10)을 덮는 배향막(60)이 형성된다. 배향막(60)은, 액정과의 수소 결합이나 반데르 발스(Van der Waals) 상호 작용과 같은 물리화학적 상호 작용 등을 통하여 액정을 일방향으로 배열시킨다. 배향막(60)은 액정의 장축을 기준으로 액정을 배향막(60) 표면에 수평하게 배열하는지 또는 수직하게 배열하는지에 따라 수평배향막과 수직배향막으로 구분된다. 이 중 본 발명에서는, 액정에 전계가 걸리지 않은 상태에서 액정이 배향막(60) 표면에 수평하게 배열되는 수평배향막이 사용된다. 배향막은 폴리이미드와 같은 고분자 물질로 막을 형성한 후 이를 천으로 문지르는 러빙 과정을 거쳐서 제조된다. 상기 러빙시 러빙의 방향은 추후 액정의 배열 방향을 결정하는데, 통상 러빙 방향과 액정의 배열 방향은 평행하다. An
이러한 특성을 이용하면 액정의 초기 배열을 원하는 방향으로 설정할 수 있다. 가령 러빙 방향이 편광판의 투과축 방향과 평행하거나 수직하게 설정되면, 초기 상태의 액정은 편광판의 투과축 방향과 평행하거나 수직으로 배열된다. 도 2와 같이 굴곡진 화소전극(40)의 형상에서는, 이러한 액정의 초기 배열 방향(도 2의 점선으로 표시)은 측방향 전계(El1,El2)의 방향과 평행하거나 수직이 된다. 예컨대, 제 1 영역(41)에서의 액정(51)은 초기에 측방향 전계(El1)와 평행하고 제2 영역(42)에서의 액정(52)은 초기에 측방향 전계(El2)와 수직으로 배열된다고 가정한다. 이 경우 화소전극(40)에 전압이 인가되어 측방향 전계(El1,El2)가 형성되면, 제1 영역(41)에서 액정(51)은 초기의 배열 방향에서 기판(10)에 수직한 방향으로 회전한다. 이에 비해 제2 영역(42)에서의 액정은 초기 배열 방향과 기판(10)에 수직한 방향으로 회전하며 또한 제2 영역(42)에서의 측방향 전계 방향(El2)으로도 회전한다. 즉, 제2 영역의 액정(52)은 회전 범위가 확장되어 일부 액정은 블랙 상태에서 측방향 전계(El2)와 완전히 평행하게 배열되지 못하며, 빛샘의 차단 효과가 다소 감소된다. Using this characteristic, the initial arrangement of the liquid crystal can be set in a desired direction. For example, when the rubbing direction is set parallel or perpendicular to the transmission axis direction of the polarizing plate, the liquid crystal in the initial state is arranged parallel or perpendicular to the transmission axis direction of the polarizing plate. In the shape of the
본 발명의 효과에 대해 시뮬레이션을 시행한 결과에 따르면, 인접한 화소전극(40)에 0V 와 8V를 인가하고 화소전극(40)과 마주보는 공통전극에 4V를 인가하였을 때, 종래 구조에서는 3.32%의 빛샘이 발생하며 본 발명에서는 0.98%(초기 액정의 배열이 측방향 전계 방향과 평행한 경우) 및 1.68%(초기 액정의 배열이 측방향 전계 방향과 수직인 경우)의 빛샘이 발생하였다. 본 발명에 의하면 종래에 비해 빛샘이 대략 절반 이하로 감소된다. 또한 액정의 초기 배열 방향에 따라 빛샘의 차단 효과가 달라질 수 있으므로, 이러한 점을 감안하여 배향막의 러빙 방향을 선택하고 액정의 초기 배열 방향을 결정한다.According to the simulation results of the effects of the present invention, when 0V and 8V are applied to the
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정표시장치에 사용되는 기판의 평면 도이다.4 is a plan view of a substrate used in a liquid crystal display according to another exemplary embodiment of the present invention.
도 4를 참조하면, 기판(10)상의 소정 영역이 복수의 화소(P)로 구분되며, 개개의 화소(P)에는 화소전극(40)이 형성된다. 화소전극(40)은 굴곡지게 형성되어, 제1 영역(41)에서는 제1 방향(D1)으로 경사지며 제2 영역(42)에서는 제2 방향(D2)으로 경사진다. 이는 앞서 살펴본 실시예와 마찬가지로, 인접하는 화소전극(40)간 측방향 전계(El1,El2)의 방향이 편광판의 투과축 방향과 수직이 되도록 하기 위함이다. 이러한 구조의 작용 효과에 대해서는 앞선 실시예와 공통되므로 상세한 설명은 생략한다.Referring to FIG. 4, a predetermined region on the
본 실시예의 특징은, 데이터 라인(30)이 곧게 형성되었다는 점이다. 도 2의 실시예서는, 데이터 라인(30)은 화소전극(40)의 굴곡진 형상을 따라 굴곡지게 형성되며 데이터 라인(30)과 게이트 라인(20)이 교차하면서 화소(P) 영역을 정의하였다. 이에 비해 본 실시예에서 데이터 라인(30)은 화소전극(40)과 중첩되며, 게이트 라인(20)과 데이터 라인(30)이 교차하면서 정의되는 영역과 개개의 화소(P) 영역은 불일치한다. 위와 같이 데이터 라인(30)이 곧게 형성되면 데이터 라인(30)의 길이가 감소되며, 그에 따라 데이터 라인(30)의 길이에 비례하는 저항값을 낮출 수 있다. 데이터 라인(30)의 저항값이 높으면 데이터 라인(30)을 따라 전달되는 신호가 왜곡될 수 있으며 위와 같은 신호 왜곡을 방지하기 위해 보다 높은 구동 전압이 필요하게 되는 문제가 있다. The characteristic of this embodiment is that the
도 5a 및 5b는 도 4의 B-B'라인을 따라 취해진 단면도이다. 5A and 5B are cross sectional views taken along the line BB ′ of FIG. 4.
도 5a를 참조하면, 기판(10)상에 게이트 절연막(11)과 데이터 라인(30) 및 보호막(12)이 형성된다. 또한 상기 보호막(12)상에는 화소전극(40)과 배향막(60)이 형성된다. 게이트 절연막(11)이나 보호막(12) 및 배향막(60) 등에 관한 것은 도 3를 참조하여 살펴본 바 있으므로 상세 설명은 생략한다. Referring to FIG. 5A, a
본 실시예에서, 데이터 라인(30)은 화소전극(40)과 화소전극(40) 사이의 경계 부분이 아닌 화소전극(40)에 중첩되게 형성된다. 이 경우, 데이터 라인(30)을 따라 신호가 전달될 때, 데이터 라인(30)에서 형성되는 전계가 중첩되는 부분의 화소전극(40)에 영향을 미칠 수 있다. 이러한 데이터 라인(30)의 전계 효과를 차단하기 위해서는 보호막(12)상에 별도의 두꺼운 절연막이 필요하다. In the present embodiment, the
상기 절연막으로는 다양한 막질이 사용될 수 있으며, 도 5a는 유기막(70)이 사용된 경우를 도시하였다. 상기 유기막(70)을 두껍게 형성할수록 데이터 라인(30)을 절연시키는 효과가 우수하지만, 유기막(70)이 두꺼우면 데이터 라인(30)과 화소전극(40) 사이에 형성되는 기생 커패시턴스 값 또한 증가된다. 이러한 점을 감안하여 상기한 기생 커패시턴스 값을 줄이기 위해 유기막(70)은 대략 3.2 정도의 저유전율을 가질 것이 요구된다. 그런데 위와 같은 저유전율의 유기막(70)은 고가이기 때문에 비용적인 측면을 고려하여 유기막(70) 대신 다른 막질이 사용될 수 있으며, 도 5b는 컬러필터막이 사용된 실시예를 도시한 것이다. Various films may be used as the insulating film, and FIG. 5A illustrates a case in which the
도 5b를 참조하면, 데이터 라인(30)과 화소전극(40) 사이에 두꺼운 컬러필터막(80)이 형성된다. 컬러필터막(80)은, 컬러를 구현하기 위한 것으로 빛의 삼원색인 적색막/녹색막/청색막(또는 황색(Y), 진홍색(M), 시안(C)의 삼원색)이 각 화소 영역별로 교대로 배치되며, 도면상에는 적색막(R)과 녹색막(G)이 도시되어 있다. 컬러필터막(80)은 액정을 중심으로 상하부에서 합착되는 2개의 기판 중 주로 상부측 기판에 형성된다. 하지만 상기 2개의 기판간의 미스 어셈블리(Miss Assembly)에 의해 컬러필터막(80)이 화소 영역과 불일치하게 배치될 수도 있으며, 이를 방지하고자 컬러필터막(80)이 하부측 기판에 형성되기도 한다. 이러한 구조를 COA(Color Filter On Array)라 하며, 도 5b는 상기한 COA 구조가 적용된 예를 도시한 것이다. Referring to FIG. 5B, a thick
컬러필터막(80)은 컬러 포토레지스트를 이용한 사진/현상 공정으로 형성될 수 있는데, 유전율이 3.2 ~ 4.0 정도로 유기막에 비해 크지 않으며 또한 절연성도 우수하다. 컬러필터막(80)은 컬러 구현을 위해 필수적으로 구비되는 것이므로, 본 실시예에 의하면 유기막 등을 추가할 필요가 없어 공정 단축 또는 비용 절감의 효과가 있다. 다만 컬러필터막(80)의 기능을 보완하기 위해 컬러필터막(80)상에 유기막이 추가될 수도 있다. The
본 발명의 액정표시장치는, 화소전극간 측방향 전계의 효과를 상쇄하기 위하여 화소전극의 형상을 편광판의 투과축 방향과 일치시킨다는 점에 착안한 것으로, 본 발명은 위와 같은 원리에 따라 실시예에 개지되지 않은 다양한 형상의 화소전극에 적용될 수 있다. 가령, 화소전극이 굴곡지게 형성되지 않고 단순히 제1 방향이나 제2 방향 중 어느 하나의 방향으로만 경사지는, 예컨대 평행사변형의 형상으로 형성될 수 있다. 나아가 열방향으로 인접하는 화소전극간에 작용하는 전계 효과를 고려하여 화소전극이 게이트 라인과 평행하게 형성되지 않고 일정한 기울기로 경사 지게 형성될 수도 있다. 위와 같은 응용예 등은 본 발명의 기술 사상이 그대로 적용된 것이므로, 모두 본 발명의 권리 범위에 속하는 것이라 볼 수 있다. The liquid crystal display device of the present invention focuses on matching the shape of the pixel electrode to the direction of the transmission axis of the polarizing plate in order to cancel the effect of the lateral electric field between the pixel electrodes. It can be applied to pixel electrodes of various shapes that are not disclosed. For example, the pixel electrode may be formed in a shape of, for example, a parallelogram, in which the pixel electrode is not formed to be curved but is simply inclined in only one of the first direction and the second direction. Further, in consideration of the electric field effect acting between the adjacent pixel electrodes in the column direction, the pixel electrode may be formed to be inclined at a predetermined slope rather than being parallel to the gate line. Application examples as described above are applied to the technical spirit of the present invention as it is, it can be seen that all belong to the scope of the present invention.
이상에서 살펴 본 바와 같이, 본 발명에 의하면 인접하는 화소전극간 형성되는 전계가 화소전극의 경계 근방에 배열되는 액정에 작용하여 발생되는 빛샘 등 여러가지 문제를 방지하는 효과가 있다. As described above, according to the present invention, there is an effect of preventing various problems such as light leakage caused by an electric field formed between adjacent pixel electrodes acting on a liquid crystal arranged near the boundary of the pixel electrode.
또한 본 발명에 의하면 개구율이 증가되는 효과가 있다. 만약 종래 기술에 따라 화소전극간 전계로 빛샘이 발생되는 경우에는, 기판상에 블랙매트릭스를 넓게 형성하여 이러한 빛샘이 외부에 나타나지 않도록 가려주어야 한다. 그러나 본 발명에 의하면 측방향 전계에 의한 빛샘이 차단되므로, 블랙매트릭스가 좁게 형성될 수 있으며 좁혀진 만큼 개구율이 증가된다. In addition, the present invention has the effect of increasing the aperture ratio. If light leakage is generated by an electric field between pixel electrodes according to the prior art, a black matrix must be formed on the substrate to cover such light leakage so that it does not appear outside. However, according to the present invention, since the light leakage by the lateral electric field is blocked, the black matrix can be formed narrowly, and the opening ratio is increased as it is narrowed.
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Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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KR1020050062330A KR20070007606A (en) | 2005-07-11 | 2005-07-11 | Liquid crystal display device |
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US8431930B2 (en) | 2010-01-04 | 2013-04-30 | Samsung Display Co., Ltd. | Display device |
-
2005
- 2005-07-11 KR KR1020050062330A patent/KR20070007606A/en not_active Application Discontinuation
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