KR20070071340A - 횡전계형 액정표시장치용 어레이 기판 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 서로 대향하는 제 1, 2 기판과; 상기 제 1 기판 내측면에 서로 교차하여 화소영역을 정의하며 형성된 데이터 배선 및 게이트 배선과; 상기 게이트 배선 및 데이터 배선과 연결되며 형성된 박막트랜지스터와; 상기 화소영역에 상기 게이트 배선에 대해 -45도 내지 45도의 중 선택되는 하나의 각도를 가지며 형성된 다수의 공통전극과; 상기 다수의 공통전극과 평행하게 엇갈려 교대로 배치된 화소전극과; 상기 제 2 기판에 내측면에 형성된 컬러필터층과; 상기 제 1, 2 기판 사이에 형성되며 제 1 위상차값을 갖는 액정층과; 상기 제 2 기판 외측면에 형성된 제 2 위상차값을 갖는 A플레이트를 포함하는 횡전계형 액정표시장치를 제안함으로써 종래의 종방향 전극 구조 횡전계형 액정표시장치과 비슷한 수준의 좌우 시야각을 가지며 개구율을 향상시키는 효과를 갖는 특징이 있다.
횡방향 전극 구조, 횡전계형 액정표시장치, 색편차, 시야각

Description

횡전계형 액정표시장치용 어레이 기판{Array substrate for In-Plane switching mode LCD}
도 1은 일반적인 횡전계형 액정표시장치의 일부를 개략적으로 도시한 단면도.
도 2a, 2b는 일반적인 횡전계형 액정표시장치의 오프(off), 온(on)상태의 동작을 각각 도시한 단면도.
도 3은 종래의 일반적인 횡전계형 액정표시장치용 어레이 기판의 일부를 도시한 평면도.
도 4는 종래의 횡전계형 액정표시장치(종방향 전극 구조)를 블랙을 표시하는 상태에서 방위각 20도인 지점에서 시야각을 변화시키며 시뮬레이션한 결과를 나타낸 도시한 도면.
도 5는 종래의 횡전계형 액정표시장치(종방향 전극 구조)를 블랙을 표시하는 상태에서 방위각 20도인 지점에서 시야각을 변화시키며 시뮬레이션한 결과를 나타낸 도시한 도면.
도 6은 본 발명에 따른 횡방향 전극 구조 횡전계형 액정표시장치용 어레이 기판의 하나의 화소영역을 도시한 평면도.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 횡방향 전극 구조의 횡전계형 액정표시장치의 단면도로서 도 6을 절단선 Ⅶ-Ⅶ을 따라 절단한 부분에 대한 단면도.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 횡방향 전극 구조 횡전계 액정표시장치에 있어 블랙을 표시하는 상태 즉 오프(off) 상태에서 상기 액정표시장치를 방위각 20도 지점에서 시야각을 0도에서 90도로 변화시키며 측정한 시뮬레이션 결과를 색좌표상에 나타낸 도면.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 횡방향 전극 구조 횡전계 액정표시장치에 있어 블랙을 표시하는 상태 즉 오프(off) 상태에서 상기 액정표시장치를 방위각 20도 지점에서 시야각을 0도에서 90도로 변화시키며 측정한 시뮬레이션 결과를 색좌표상에 나타낸 도면.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 횡방향 전극 구조 횡전계 액정표시장치에 있어 블랙을 표시하는 상태 즉 오프(off) 상태에서 상기 액정표시장치를 방위각 20도 지점에서 시야각을 0도에서 90도로 변화시키며 측정한 시뮬레이션 결과를 색좌표상에 나타낸 도면.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 횡방향 전극 구조 횡전계 액정표시장치에 있어 블랙을 표시하는 상태 즉 오프(off) 상태에서 상기 액정표시장치를 방위각 20도 지점에서 시야각을 0도에서 90도로 변화시키며 측정한 시뮬레이션 결과를 색좌표상에 나타낸 도면.
<도면의 주요부분에 대한 간단한 설명>
101 : 횡방향 전극 구조 횡전계형 액정표시장치
110 : 어레이 기판 115 : 게이트 전극
120 : 공통전극 121 : 게이트 절연막
125 : 반도체층 133 : 소스 전극
136 : 드레인 전극 140 : 보호층
145 : 드레인 콘택홀 150 : 화소전극
153 : 제 1 배향막 160 : 컬러필터 기판
163 : 블랙매트릭스 165 : 컬러필터층
167 : 오버코트층 170 : 제 2 배향막
190 : 액정층 191 : 액정분자
195 : A플레이트
P : 화소영역 Tr : 박막트랜지스터
본 발명은 액정표시장치(Liquid Crystal Display Device)에 관한 것으로 특히, 빛샘 개선 및 고 CR비를 갖는 횡전계형 액정표시장치용 어레이 기판에 관한 것이다.
일반적으로, 액정표시장치의 구동원리는 액정의 광학적 이방성과 분극성질을 이용한다. 상기 액정은 구조가 가늘고 길기 때문에 분자의 배열에 방향성을 가지고 있으며, 인위적으로 액정에 전기장을 인가하여 분자배열의 방향을 제어할 수 있다.
따라서, 상기 액정의 분자배열 방향을 임의로 조절하면, 액정의 분자배열이 변하게 되고, 광학적 이방성에 의해 상기 액정의 분자배열 방향으로 빛이 굴절하여 화상정보를 표현할 수 있다.
현재에는 박막 트랜지스터와 상기 박막 트랜지스터에 연결된 화소전극이 행렬방식으로 배열된 능동행렬 액정표시장치(AM-LCD : Active Matrix LCD 이하, 액정표시장치로 약칭함)가 해상도 및 동영상 구현능력이 우수하여 가장 주목받고 있다.
상기 액정표시장치는 공통전극이 형성된 컬러필터 기판과 화소전극이 형성된 어레이 기판과, 상기 두 기판 사이에 개재된 액정으로 이루어지는데, 이러한 액정표시장치에서는 공통전극과 화소전극이 상하로 걸리는 전기장에 의해 액정을 구동하는 방식으로 투과율과 개구율 등의 특성이 우수하다.
그러나, 상하로 걸리는 전기장에 의한 액정구동은 시야각 특성이 우수하지 못한 단점을 가지고 있다.
따라서, 상기의 단점을 극복하기 위해 시야각 특성이 우수한 횡전계형 액정표시장치가 제안되었다.
이하, 도 1을 참조하여 일반적인 횡전계형 액정표시장치에 관해 상세히 설명한다.
도 1은 일반적인 횡전계형 액정표시장치의 단면을 도시한 도면이다.
도시한 바와 같이, 컬러필터 기판인 상부기판(9)과 어레이 기판인 하부기판(10)이 서로 이격되어 대향하고 있으며, 이 상부 및 하부기판(9, 10)사이에는 액정층(11)이 개재되어 있다.
상기 하부기판(10)상에는 공통전극(17)과 화소전극(30)이 동일 평면상에 형성되어 있으며, 이때, 상기 액정층(11)은 상기 공통전극(17)과 화소전극(30)에 의한 수평전계(L)에 의해 작동된다.
도 2a와 2b는 일반적인 횡전계형 액정표시장치의 온(on), 오프(off) 상태의 동작을 각각 도시한 단면도이다.
우선, 전압이 인가된 온(on)상태에서의 액정의 배열상태를 도시한 도 2a를 참조하면, 상기 공통전극(17) 및 화소전극(30)과 대응하는 위치의 액정(11a)의 상변이는 없지만 공통전극(17)과 화소전극(30)사이 구간에 위치한 액정(11b)은 이 공통전극(17)과 화소전극(30)사이에 전압이 인가됨으로써 형성되는 수평전계(L)에 의하여, 상기 수평전계(L)와 같은 방향으로 배열하게 된다. 즉, 상기 횡전계형 액정표시장치는 액정이 수평전계에 의해 이동하므로, 시야각이 넓어지는 특성을 띠게 된다.
다음, 도 2b를 참조하면, 상기 액정표시장치에 전압이 인가되지 않은 오프(off)상태이므로 상기 공통전극과 화소전극 간에 수평전계가 형성되지 않으므로 액정층(11)의 배열 상태가 변하지 않는다.
도 3은 종래의 일반적인 횡전계형 액정표시장치용 어레이 기판의 일부를 개략적으로 구성한 평면도이다.
도시한 바와 같이, 종래의 일반적인 횡전계형 액정표시장치용 어레이 기판(10)은 소정간격 이격되어 평행하게 횡 방향으로 구성된 다수의 게이트 배선(12)과, 상기 게이트 배선(12)에 근접하여 평행하게 횡 방향으로 구성된 공통배선(16)과, 상기 두 배선(12, 16)과 교차하며 특히 게이트 배선(12)과는 화소영역(P)을 정의하는 데이터 배선(24)이 종방향으로 연장하며 형성되어 있다.
또한 상기 게이트 배선(12)과 데이터 배선(24)의 교차지점에는 게이트 전극(14)과 반도체층(20)과 소스 전극(26)및 드레인 전극(28)을 포함하는 박막 트랜지스터(Tr)가 형성되어 있으며, 이때, 상기 소스 전극(26)은 상기 데이터 배선(24)과 연결되고, 상기 게이트 전극(14)은 상기 게이트 배선(12)과 연결되며 형성되어 있다.
또한, 상기 화소영역(P)에는 상기 드레인 전극(28)과 연결되며 상기 데이터 배선(24)과 나란하게 다수의 화소전극(30)과, 상기 다수의 화소전극(30)과 평행하게 서로 엇갈려 교대로 형성되며, 상기 공통배선(16)으로부터 분기한 다수의 공통전극(17)이 형성되어 있다.
이때, 상기 화소영역(P) 내에 종 방향으로 배치된 다수의 공통전극(17) 및 화소전극(30)을 갖는 어레이 기판(10)은 최상층에 배향막을 더욱 형성하고, 상기 공통전극(17) 및 화소전극(30)의 길이 방향 즉, 종방향으로 러빙(rubbing)을 실시함으로써 이러한 방향의 러빙(rubbing)에 의해 액정층 내의 액정의 초기배열은 도시한 바와 같이 액정분자(50)의 장축이 화소전극(30)의 길이 방향과 나란하게 배치됨을 알 수 있다.
따라서, 이렇게 액정분자들이 종방향으로 배열된 상태가 블랙(black)을 표시하게 되며, 이러한 상태에서 상기 게이트 배선(12)을 통해 상기 박막트랜지스터(Tr)로 주사신호가 인가되면 상기 박막트랜지스터(Tr)가 온(on) 되어 상기 데이터 배선(24)을 통해 화상신호가 상기 화소전극(30)으로 입력된다. 그러면, 상기 공통전극(17)과 화소전극(30) 사이에는 횡방향의 전계가 발생하게 되며, 상기 횡방향의 전계 따라 상기 액정분자(50)가 회전하게 되며, 상기 공통전극(17)과 화소전극(30)과 수직하게 위치하게 됨으로써 화이트(white)를 표현하게 된다.
이러한 구동을 하는 전술한 바와같은 종방향 전극 구조를 갖는 횡전계형 액정표시장치는 통상적으로 상기 액정층의 위상차값이 208nm 내지 320nm의 범위를 갖는 액정층을 형성하게 된다.
이때, 전술한 종방향 전극 구조를 갖는 어레이 기판을 구비한 종래의 횡전계형 액정표시장치를 블랙을 표시하는 상태에서 방위각 20도 및 70도인 지점에서 시야각을 변화시키며 시뮬레이션한 결과를 나타낸 도시한 도 4, 5를 참조하면, 방위각(액정표시장치를 바라보는 가장 일반적인 각도 즉 화면의 중앙에 대해서 눈높이가 그 상측에 위치한 상태에서 상기 액정표시장치의 중앙을 정면에서 바라볼 때의 화상면에 수직한 가상의 기준선과 상기 눈높이가 이루는 각도) 20도에서는 블랙의 표현이 시야각 변화에 따른 x값변화는 0.2를 기준으로 거의 없으며, y값변화는 0.14 내지 0.16로 변함으로서 색 편차가 그리 크기 않음을 알 수 있으며, 방위각 70도에서는 x값 변화는 0.19 내지 3.1 그리고 y값 변화는 0.13 내지 0.3으로 상기 방위각 20도에서의 블랙의 색편차보다 심하게 나타남을 알 수 있다.
하지만, 이러한 방위각 70도에서의 시야각 변화에 따른 색편차가 방위각 20도에서의 시야각 변화에 따른 색편차 보다 심하더라도 통상적으로 액정표시장치는 텔레비전 및 모니터 장치로 이용되는 바, 상하 방향의 시야각 특성 보다는 좌우 시야각 특성의 우수함이 요구되므로 문제되지 않는다.
하지만, 종방향으로 화소전극(30) 및 공통전극(17)이 형성된 어레이 기판(10)을 구비한 횡전계형 액정표시장치의 경우, 상기 화소전극(30)에 화상신호가 입력되는 경우, 전계는 상기 공통전극(17)과 상기 화소전극(30) 사이에서만 발생하는 것이 아니라 상기 화소전극(30)과 데이터배선(24) 사이에도 발생하게 된다.
이때, 상기 화소전극(30)과 데이터 배선(24) 사이에 발생하는 전계는 화소영역(P)내의 전체 횡전계를 왜곡하게 되며 이에 따라 신호 인가 후의 액정분자(50)가 완전하게 기판(10)과 수평으로 배향되지 않게 되어, 그 결과 수직방향으로의 크로스토크(cross talk)가 발생하게 된다.
이러한 문제를 해결하기 위해 상기 데이터 배선(24)으로부터의 상기 화소전극(30)에의 영향을 최소화하고자 각 화소영역(P) 내의 최외각의 공통전극(17a)의 폭을 10㎛ 이상으로 중앙부의 공통전극(17b)의 폭보다 크게 형성하고 있으며, 이로 인해 상기 최외각 공통전극(17a)의 폭이 넓어짐에 따라 화소영역(P)의 개구율이 떨어지게 되는 문제점이 발생되고 있다.
본 발명은 전술한 바와 같은 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로, 더불어 횡방향 전극 구조 횡전계형 액정표시장치를 제공함으로써 개구율을 향상시키는 것을 그 목적으로 한다.
전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 횡전계형 액정표시장치는 서로 대향하는 제 1, 2 기판과; 상기 제 1 기판 내측면에 서로 교차하여 화소영역을 정의하며 형성된 데이터 배선 및 게이트 배선과; 상기 게이트 배선 및 데이터 배선과 연결되며 형성된 박막트랜지스터와; 상기 화소영역에 상기 게이트 배선에 대해 -45도 내지 45도의 중 선택되는 하나의 각도를 가지며 형성된 다수의 공통전극과; 상기 다수의 공통전극과 평행하게 서로 엇갈려 교대로 배치된 화소전극과; 상기 제 2 기판에 내측면에 형성된 컬러필터층과; 상기 제 1, 2 기판 사이에 형성되며 제 1 위상차값을 갖는 액정층과; 상기 제 2 기판 외측면에 형성된 제 2 위상차값을 갖는 A플레이트를 포함한다.
이때, 상기 다수의 공통전극과 화소전극은 상기 게이트 배선과 나란하게 형성된 것이 특징이며, 또한, 상기 다수의 공통전극과 화소전극은 상기 화소영역의 중앙을 기준으로 그 상하측으로 상기 게이트 배선에 대해 각각 서로 다른 소정의 각도를 가지며 형성되며, 상기 중앙부의 상측과 하측에 형성된 공통전극과 화소전극이 서로 대칭되도록 형성된 것이 특징이다.
또한, 상기 화소전극 상부에 형성되며, 상기 게이트 배선에 평행한 방향으로 러빙 처리된 제 1 배향막과; 상기 컬러필터층 하부에 형성된 제 2 배향막을 더욱 포함한다.
또한, 제 1 위상차값은 340nm 내지 420nm 사이의 값이며, 상기 제 2 위상차값은 50nm 내지 200nm 사이의 값인 것이 바람직하다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.
도 6은 본 발명에 따른 횡전계형 액정표시장치용 어레이 기판의 하나의 화소영역을 도시한 평면도이다.
도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 횡전계형 액정표시장치용 어레이 기판(110)은 평행하게 횡방향으로 구성된 다수의 게이트 배선(113)과, 상기 게이트 배선(113)과 교차하며 다수의 화소영역(P)을 정의하며 종방향으로 연장하는 데이터 배선(130)이 형성되어 있으며, 상기 게이트 배선(113)과 동일한 방향으로 상기 게이트 배선(113)과 근접하여 공통배선(117)이 형성되어 있으며, 또한, 각 화소영역(P)에 있어서는 상기 게이트 배선(113)과 데이터 배선(130)과 연결되며 스위칭 소자로서 박막트랜지스터(Tr)가 형성되어 있다.
또한, 각 화소영역(P)에는 상기 각 화소영역(P)별로 상기 공통배선(117)에서 분기하여 상기 데이터 배선(130)과 나란하게 제 1, 2 공통전극 연결패턴(119a, 119b)이 형성되어 있으며, 상기 제 1, 2 공통전극 연결패턴(119a, 119b)에서 상기 게이트 배선(113)에 평행하게 분기하여 양끝이 상기 제 1, 2 공통전극 연결패턴(119a, 119b)과 접촉하며 서로 이격하는 다수의 공통전극(120)이 형성되어 있다.
이때, 상기 공통배선(117)과 제 1, 2 공통전극 연결패턴(119a, 119b)과 상기 각 공통전극(120)은 마치 그 모양이 화소영역(P) 내에서 사다리 형태를 하는 것이 특징이다.
또한, 각 화소영역(P) 내에는 상기 박막트랜지스터(Tr)의 드레인 전극(136)과 드레인 콘택홀(145)을 통해 연결되며, 투명 도전성 물질로써 다수의 화소전극(150)이 상기 각 공통전극(120)과 평행하게 엇갈려 교대로 배치되며 형성되고 있다.
이때, 상기 각 화소전극(150)은 상기 드레인 전극(136)과 연결되며 상기 데이터 배선(130)과 나란하게 상기 제 1, 2 공통전극 연결패턴(119a, 119b)과 각각 중첩하며 형성된 제 1, 2 화소전극 연결패턴(148a, 148b)에서 분기한 형태로 형성되어 있다.
전술한 도 6에 있어서는 상기 화소전극과 공통전극이 게이트 배선과 평행하게 형성된 것을 보이고 있으나, 변형예로서 상기 화소전극과 공통전극은 상기 게이트 배선에 대해 0도 내지 45도 또는 -45도 내지 0도 중 선택되는 어느 하나의 각도로 기울어져 형성 될 수도 있다.
또한, 하나의 화소영역에 멀티 도메인을 형성하는 경우, 상기 화소영역 중앙부를 기준으로 그 상하로 서로 다른 각도를 가지며, 일례로서 상부의 공통전극과 화소전극은 상기 게이트 배선에 대해 +20도 기울어진 각도를 가지며 형성되며, 하부의 공통전극과 화소전극은 상기 게이트 배선에 대해 -20도 기울어진 각도를 가지며 형성될 수도 있다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 횡방향 전극 구조의 횡전계형 액정표시장치 의 단면도로서 도 6을 절단선 Ⅶ-Ⅶ을 따라 절단한 부분에 대한 단면도이다.
도시한 바와 같이, 전술한 횡방향의 전극 구조를 갖는 횡전계형 액정표시장치(101)는 어레이 기판(110)은 각 화소영역(P)에 게이트 전극(115)과 게이트 절연막(121)과 상기 게이트 전극(115)에 대응하여 반도체층(125)과 서로 이격하는 소스 및 드레인 전극(133, 136)으로 이루어진 스위칭 소자인 박막트랜지스터(Tr)가 형성되어 있으며, 상기 어레이 기판(110)상에는 횡방향으로 형성된 각 공통전극(120)이 형성되어 있고, 상기 공통전극(120) 및 상기 박막트랜지스터(Tr)를 덮으며 형성된 보호층(150) 위로 다수의 화소전극(150)이 상기 공통전극(120)과 엇갈려 교대로 형성되며 상기 박막트랜지스터(Tr)의 드레인 전극(136)과 상기 드레인 콘택홀(145)을 통해 접촉하며 형성되어 있다.
또한 상기 화소전극(150) 및 노출된 보호층(140) 위로 제 1 배향막(153)이 형성되며, 상기 배향막(153)에 상기 공통전극(120) 또는 화소전극(150)의 길이 방향 즉 상기 게이트 배선(도 6의 113)과 평행한 방향으로 러빙(rubbing)을 실시하고, 상기 제 1 배향막(153) 위로 액정층(190)을 개재하고, 블랙매트릭스(163)와 컬러필터층(165)과 오버코트층(167) 및 제 2 배향막(170)을 구비한 컬러필터 기판(160)과 합착함으로써 액정패널을 형성하고, 이렇게 완성된 액정패널의 상기 컬러필터 기판(160)의 외측면에 특정 범위의 위상차값을 갖는 A플레이트(195)를 구성함으로써 본 발명의 실시예에 따른 횡방향 전극 구조의 횡전계형 액정표시장치(101)를 완성할 수 있다.
한편, 전술한 바와 같이, 횡방향으로 공통전극 및 화소전극이 형성된 횡전계 형 액정표시장치(101)는 상기 제 1 배향막(153)을 상기 횡방향으로 형성된 공통전극(120)과 화소전극(150) 상부로 형성하고 상기 공통 또는 화소전극(120, 150) 배치 방향(상기 공통전극 및 화소전극이 게이트 배선과 평행하게 형성된 경우) 더욱 정확히는 게이트 배선(도 6의 133)과 평행한 방향(변형예의 경우에서와 같이 상기 게이트 배선의 방향과 상기 화소전극 및 공통전극이 소정의 각도를 가지며 형성된 경우)으로 러빙(rubbing)을 실시함으로써 블랙 상태를 나타낼 때의 액정 배열이 액정분자(191)의 장축이 횡방향으로 나란하게 배치되는 구조가 되는 바, 시야각 특성이 상기 종방향의 전극 구조를 갖는 횡전계형 액정표시장치 대비 90도 회전한 상태가 되어 상하 시야각 특성은 우수하게 되며 좌우 시야각 특성은 저하된다. 즉, 방위각 20도에서 시야각 변화에 따른 블랙 상태의 색편차가, 종방향 전극 구조 횡전계형 액정표시장치의 방위각 70도에서의 시야각 변화에 따른 색편차 수준(x값 변화 : 0.19 내지 0.31, y값 변화 : 0.14 내지 0.30)이 되며, 방위각 70도에서 시야각 변화에 따른 블랙 상태의 색편차는 거의 발생하지 않아 종방향 전극 구조 횡전계형 액정표시장치의 방위각 70도에서의 시야각 변화에 따른 색편차(x변화 : 0.2에서 거의 변화없음, y값 변화 : 0.14 내지 0.16) 수준이 되고 있다.
액정표시장치는 텔레비전 및 모니터 장치로 이용되는 바, 상하 방향의 시야각 특성 보다는 좌우 시야각 특성이 우수함이 요구되는데, 횡방향 전극 구조를 갖는 횡전계형 액정표시장치는 전술한 바와 같이 좌우 시야각 특성이 저하의 문제가 있는 바, 좌우 시야각 특성을 개선시킬 필요가 있다.
따라서, 본 발명의 가장 특징적인 것으로써 액정패널의 상기 컬러필터 기판 (160) 외측면에 50nm 내지 200nm의 위상차를 갖는 것을 특징으로 하는 A플레이트(195)가 구비되어 있다는 것과, 상기 어레이 기판(110)과 컬러필터 기판(160) 사이에 형성된 액정층(190) 또한 340nm 내지 420nm의 위상차를 갖는다는 것이다.
상기 액정층(190)의 위상차는,
δ = 2π * Δnd / λ
(δ : 위상차, Δn : 액정의 굴절율, d : 셀갭, λ : 파장)
라는 식으로 표현되며, 이때, 유효 굴절율은 액정의 고유 물성으로서 통상적으로 0.7 내지 1.2 정도의 값을 가지며, 적, 녹, 청색을 각각 나타내는 빛의 파장대는 통상적으로 340nm 내지 700nm(적 : 610nm, 녹 : 550nm, 청 : 480nm)이 되므로, 전술한 식에서 상기 위상차는 결국 상기 컬러필터 기판(190)과 어레이 기판(110) 사이에 개재되는 액정층(190)의 두께에 의해 콘트롤 될 수 있음을 알 수 있다.
이때, 횡방향의 전극 구조를 갖는 횡전계형 액정표시장치에 있어서, 좌우 시야각을 종래의 종방향 전극 구조의 횡전계형 액정표시장치(도 3참조)와 동일한 수준으로 형성하기 위한 상기 액정층(190)의 적절한 위상차 값은 340nm 내지 420nm가 되며, 이 경우, 50nm 내지 200nm의 위치상차 값을 갖는 A플레이트(195)를 더욱 구성함으로써 최종적으로 상기 횡방향 전극 구조 횡전계형 액정표시장치를 바라보는 가장 일반적인 지점 즉, 방위각 20도에서의 시야각 변화에 대해 색편차의 수준이 종방향의 전극 구조를 갖는 횡전계형 액정표시장치와 동일한 수준을 갖도록 할 수 있는 것이다.
여기서 상기 A플레이트(195)에 대해 잠시 설명한다.
상기 A플레이트(195)란 상기 횡전계형 액정표시장치 액정표시장치의 표면 즉, 화상이 표시되는 디스플레이면(이하 표면이라 칭함)에 대해 수직인 방향을 z축으로, x축과 y축은 액정표시장치의 표면과 같은 평면상에 있는 것으로 하고, 보상 필름을 구성하는 분자의 x, y, z 방향으로의 굴절률을 각각 nx, ny, nz라고 할 때, 각 굴절율이 nx=ny<nz인 특성을 갖는 보상막 또는 보상필름을 말한다. 이러한 특성을 갖는 A플레이트(195)는 투명한 폴리머(polymer)로 이루어진 베이스 필름(base film) 상에 배향막을 형성하고, 상기 배향막 위로 액정물질을 구성함으로써 형성된 필름으로써 이 또한 상기 액정물질로 이루어진 액정물질층의 두께에 의해 특정 위상차값을 갖게된다.
통상적으로 횡전계형 액정표시장치의 경우 공정상의 이유 및 액정 구동의 용이성의 이유로 2㎛ 내지 6㎛ 범위에서 셀갭(액정층의 두께)이 형성되도록 구성하는 것이 바람직한데, 이러한 셀갭 값을 만족하며 동시에 그 위상차값이 적절한 값을 가져 종방향의 전극 구조를 갖는 횡전계형 액정표시장치의 좌우 시야각 특성을 갖도록 하기에는 어려우므로 본 발명에서는 특정 범위의 위상차값을 갖는 A플레이트(195)와 또 다른 특정 범위의 위상차값을 갖는 액정층(190)을 구성함으로써 위상차값을 이원화함으로써 종래의 종방향 전극 구조 횡전계형 액정표시장치의 좌우 시야각과 유사한 좌우 시야각을 갖도록 구현한 것이다.
도 8과 도 9는 본 발명에 따른 횡방향 전극 구조 횡전계 액정표시장치에 있어 블랙을 표시하는 상태 즉 오프(off) 상태에서 상기 액정표시장치를 각각 방위각 20도 및 70도 지점에서 시야각을 0도에서 90도로 변화시키며 측정한 시뮬레이션 결과를 색좌표상에 나타낸 도면으로써 상기 도면에 표시된 결과는 위상차값이 360nm인 액정층과, 위상차값이 150nm인 A플레이트를 구비한 횡방향 전극 구조 횡전계형 액정표시장치를 시뮬레이션한 것을 나타난 것이다.
도시한 바와 같이, 방위각 20도에서의 시야각 변화에 따른 블랙 상태의 표현에 있어 x값의 변화는 0.2 내지 0.22 y값의 변화는 0.16 내지 0.17로 그 색편차 수준이 종래의 종방향 전극 구조를 갖는 횡전계형 액정표시장치의 동 방위각에서의 시야각 변화에 따른 색편차 수준과 거의 유사함을 알 수 있다.
이때, 방위각 70도에서의 시야각 변화에 따른 블랙 상태의 표현 또한 x값의 변화는 0.2 내지 0.31 y값의 변화는 0.14 내지 0.35가 되어 방위각 70도에서의 색편차 수준 역시 종래의 종방향 전극 구조를 갖는 횡전계형 액정표시장치의 색편차 수준과 유사함을 알 수 있다.
도 10과 도 11은 본 발명에 따른 또 다른 실시예에 따른 블랙 상태의 방위각 20도 및 70도에서의 시야각(0도에서 90도) 변화에 따른 결과를 색좌표 상에 나타내 것으로, 액정층의 위상차값은 360nm, A플레이트의 위상차값은 70nm를 갖는 횡방향 전극 구조 횡전계형 액정표시장치에 대한 결과를 나타내 것이다.
도시한 바와 같이, 방위각 20도에서의 시야각 변화에 따른 블랙 상태의 표현은 x값의 변화는 0.2 내지 0.25 y값의 변화는 0.14 내지 0.18로 그 색편차 수준이 종래의 종방향 전극 구조를 갖는 횡전계형 액정표시장치의 방위각 20도에서의 시야각 변화에 따른 색 편차 수준과 유사하며, 방위각 70도에서의 시야각 변화에 따른 블랙 상태의 표현에 있어 x값의 변화는 0.2 내지 0.26 y값의 변화는 0.14 내지 0.29로 방위가 70도에서의 색편차 또한 종래의 종방향 전극 구조를 갖는 횡전계형 액정표시장치와 거의 유사함을 알 수 있다.
본 발명에 따른 횡방향 전극 구조 횡전계형 액정표시장치는 횡방향으로 공통전극 및 화소전극을 구성함으로써 최외각 공통전극을 중앙부의 공통전극 대비 두껍게 형성할 필요가 없는 바, 종래의 종방향 전극 구조 횡전전계형 액정표시장치의 개구율 대비 향상시키는 효과가 있다.
또한, 특정 범위의 위상차값을 갖는 액정층과, 또 다른 특정 범위의 위상차값을 갖는 A플레이트를 포함하여 구성함으로써 종래의 종방향 전극 구조 횡전계형 액정표시장치의 좌우 시야각과 동일한 수준의 좌우 시야각을 확보하는 효과가 있다.

Claims (6)

  1. 서로 대향하는 제 1, 2 기판과;
    상기 제 1 기판 내측면에 서로 교차하여 화소영역을 정의하며 형성된 데이터 배선 및 게이트 배선과;
    상기 게이트 배선 및 데이터 배선과 연결되며 형성된 박막트랜지스터와;
    상기 화소영역에 상기 게이트 배선에 대해 -45도 내지 45도의 중 선택되는 하나의 각도를 가지며 형성된 다수의 공통전극과;
    상기 다수의 공통전극과 평행하게 서로 엇갈려 교대로 배치된 화소전극과;
    상기 제 2 기판에 내측면에 형성된 컬러필터층과;
    상기 제 1, 2 기판 사이에 형성되며 제 1 위상차값을 갖는 액정층과;
    상기 제 2 기판 외측면에 형성된 제 2 위상차값을 갖는 A플레이트
    를 포함하는 횡전계형 액정표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 다수의 공통전극과 화소전극은 상기 게이트 배선과 나란하게 형성된 것이 특징인 횡전계형 액정표시장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 다수의 공통전극과 화소전극은 상기 화소영역의 중앙을 기준으로 그 상하측으로 상기 게이트 배선에 대해 각각 서로 다른 소정의 각도를 가지며 형성되며, 상기 중앙부의 상측과 하측에 형성된 공통전극과 화소전극이 서로 대칭되도록 형성된 것이 특징인 횡전계형 액정표시장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 화소전극 상부에 형성되며, 상기 게이트 배선에 평행한 방향으로 러빙 처리된 제 1 배향막과;
    상기 컬러필터층 하부에 형성된 제 2 배향막
    을 더욱 포함하는 횡전계형 액정표시장치.
  5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 제 1 위상차값은 340nm 내지 420nm 사이의 값인 횡전계형 액정표시장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 2 위상차값은 50nm 내지 200nm 사이의 값인 횡전계형 액정표시장치.
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