KR20070072129A - 멀티도메인 횡전계모드 액정표시소자 - Google Patents

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KR20070072129A
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엘지.필립스 엘시디 주식회사
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Abstract

본 발명의 횡전계모드 액정표시소자는 시야각특성을 향상시키기 위한 것으로, 복수의 게이트라인 및 데이터라인에 의해 정의되며 복수의 도메인을 포함하는 복수의 화소와, 각각의 도메인에 배치되고 인접하는 도메인과 다른 방향으로 연장되며, 적어도 1회 절곡되어 도메인을 서로 다른 주시야각방향을 갖는 복수의 영역으로 구획하여 횡전계를 형성하는 복수의 공통전극 및 화소전극으로 구성된다.
횡전계모드, 시야각특성, 주시야각방향, 공통전극, 화소전극

Description

멀티도메인 횡전계모드 액정표시소자{IN PLANE SWITCHING MODE LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE HAVING MULTI-DOMAINS}
도 1a는 종래 횡전계모드 액정표시소자의 평면도.
도 1b는 도 1a의 I-I'선 단면도.
도 2는 본 발명에 따른 횡전계모드 액정표시소자의 평면도.
도 3은 도 2의 II-II'선 단면도.
도 4a∼도 4c는 4-서브화소구조의 액정표시소자를 나타내는 개념도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
101 : 화소 101a,101b,101c,101d : 도메인
103 : 게이트라인 104 : 데이터라인
105a,105b,105c,105d : 공통전극 107a,107b,107c,107d : 화소전극
110 : 박막트랜지스터 116a,116b,116c,116d : 공통라인
118a,118b,118c,118d : 화소전극라인
본 발명은 횡전계모드 액정표시소자에 관한 것으로, 특히 하나의 화소에 서 로 다른 주시야각 방향을 갖는 복수의 도메인을 형성하여 시야각특성을 향상시킨 멀티도메인 횡전계모드 액정표시소자에 관한 것이다.
근래, 핸드폰(Mobile Phone), PDA, 노트북컴퓨터와 같은 각종 휴대용 전자기기가 발전함에 따라 이에 적용할 수 있는 경박단소용의 평판표시장치(Flat Panel Display Device)에 대한 요구가 점차 증대되고 있다. 이러한 평판표시장치로는 LCD(Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Panel), FED(Field Emission Display), VFD(Vacuum Fluorescent Display) 등이 활발히 연구되고 있지만, 양산화 기술, 구동수단의 용이성, 고화질의 구현이라는 이유로 인해 현재에는 액정표시소자(LCD)가 각광을 받고 있다.
이러한 액정표시소자는 액정분자의 배열에 따라 다양한 표시모드가 존재하지만, 현재에는 흑백표시가 용이하고 응답속도가 빠르며 구동전압이 낮다는 장점 때문에 주로 TN모드의 액정표시소자가 사용되고 있다. 이러한 TN모드 액정표시소자에서는 기판과 수평하게 배향된 액정분자가 전압이 인가될 때 기판과 거의 수직으로 배향된다. 따라서, 액정분자의 굴절율 이방성(refractive anisotropy)에 의해 전압의 인가시 시야각이 좁아진다는 문제가 있었다.
이러한 시야각문제를 해결하기 위해, 근래 광시야각특성(wide viewing angle characteristic)을 갖는 각종 모드의 액정표시소자가 제안되고 있지만, 그중에서도 횡전계모드(In Plane Switching Mode)의 액정표시소자가 실제 양산에 적용되어 생산되고 있다. 상기 IPS모드 액정표시소자는 화소내에 평행으로 배열된 적어도 한쌍의 전극을 형성하여 기판과 실질적으로 평행한 횡전계를 형성함으로써 액정분자를 평면상으로 배향시키는 것이다.
도 1은 종래 IPS모드 액정표시소자의 구조를 나타내는 도면으로, 도 1a는 평면도이고 도 1b는 도 1a의 I-I'선 단면도이다. 도 1a에 도시된 바와 같이, 액정패널(1)의 화소는 종횡으로 배치된 게이트라인(3) 및 데이터라인(4)에 의해 정의된다. 도면에는 비록 (n,m)번째의 화소만을 도시하고 있지만 실제의 액정패널(1)에는 상기한 게이트라인(3)과 데이터라인(4)이 각각 n개 및 m개 배치되어 액정패널(1) 전체에 걸쳐서 n×m개의 화소를 형성한다. 상기 화소내의 게이트라인(3)과 데이터라인(4)의 교차영역에는 박막트랜지스터(10)가 형성되어 있다. 상기 박막트랜지스터(10)는 게이트라인(3)으로부터 주사신호가 인가되는 게이트전극(11)과, 상기 게이트전극(11) 위에 형성되어 주사신호가 인가됨에 따라 활성화되어 채널층을 형성하는 반도체층(12)과, 상기 반도체층(12) 위에 형성되어 데이터라인(4)을 통해 화상신호가 인가되는 소스전극(13) 및 드레인전극(14)으로 구성되어 외부로부터 입력되는 화상신호를 액정층에 인가한다.
화소내에는 데이터라인(4)과 실질적으로 평행하게 배열된 복수의 공통전극(5)과 화소전극(7)이 배치되어 있다. 또한, 화소의 상부영역에는 상기 공통전극(5)과 접속되는 공통라인(16)이 배치되어 있으며, 상기 공통라인(16) 위에는 화소전극(7)과 접속되는 화소전극라인(18)이 배치되어 상기 공통라인(16)과 오버랩되어 있다. 상기 공통라인(16)과 화소전극라인(18)의 오버랩에 의해 횡전계모드 액정표시소자에는 축적용량(storage capacitance)이 형성된다.
상기와 같이 구성된 IPS모드 액정표시소자에서 액정분자는 공통전극(5) 및 화소전극(7)과 실질적으로 평행하게 배향되어 있다. 박막트랜지스터(10)가 작동하여 화소전극(7)에 신호가 인가되면, 공통전극(5)과 화소전극(7) 사이에는 액정패널(1)과 실질적으로 평행한 횡전계가 발생하게 된다. 액정분자는 상기 횡전계를 따라 동일 평면상에서 회전하게 되므로, 액정분자의 굴절율 이방성에 의한 계조반전을 방지할 수 있게 된다.
상기한 구조의 종래 IPS모드 액정표시소자를 도 1b의 단면도를 참조하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1b에 도시된 바와 같이, 제1기판(20) 위에는 게이트전극(11)이 형성되어 있으며, 상기 제1기판(20) 전체에 걸쳐 게이트절연층(22)이 적층되어 있다. 상기 게이트절연층(22) 위에는 반도체층(12)이 형성되어 있으며, 그 위에 소스전극(13) 및 드레인전극(14)이 형성되어 있다. 또한, 상기 제1기판(20) 전체에 걸쳐 보호층(passivation layer;24)이 형성되어 있다.
또한, 상기 제1기판(20) 위에는 복수의 공통전극(5)이 형성되어 있고 게이트절연층(22) 위에는 화소전극(7) 및 데이터라인(4)이 형성되어, 상기 공통전극(5)과 화소전극(7) 사이에 횡전계(E)가 발생한다.
제2기판(30)에는 블랙매트릭스(32)와 컬러필터층(34)이 형성되어 있다. 상기 블랙매트릭스(32)는 액정분자가 동작하지 않는 영역으로 광이 누설되는 것을 방지하기 위한 것으로, 도면에 도시한 바와 같이 박막트랜지스터(10) 영역 및 화소와 화소 사이(즉, 게이트라인 및 데이터라인 영역)에 주로 형성된다. 컬러필터층(34)은 R(Red), B(Blue), G(Green)로 구성되어 실제 컬러를 구현하기 위한 것이다.
상기 제1기판(20) 및 제2기판(30) 사이에는 액정층(40)이 형성되어 액정패널(1)이 완성된다.
상기한 바와 같이, IPS모드 액정표시소자에서는 기판(20)과 게이트절연층(22)에 각각 형성된 공통전극(5)과 화소전극(7)에 의해 액정층(40) 내부에 횡전계(E)가 발생하여 액정층(40) 내부의 액정분자를 구동한다.
그런데, 상기와 같은 종래의 횡전계방식 액정표시장치에서는 시야각방향에 따라 색상이 변하는 문제가 있었다. 액정분자는 횡전계에 의해 제1기판(20) 근처에서는 게이트라인(4)의 길이방향과 평행하게 배향되고 제2기판(30) 근처에서는 배향방향을 따라 배향되어 트위스트된다. 즉, 특정방향으로 액정이 제1기판(20)에서 제2기판(30)으로 트위스트되는 것이다. 따라서, 시야각방향이 변함에 따라 색변환이 발생하게 되며, 이러한 색변환은 화질을 저하시키는 중요한 원인이 되었다.
본 발명은 상기한 점을 감안하여 이루어진 것으로, 화소를 복수의 도메인으로 구획하여 인접하는 도메인 사이의 주시야각방향을 서로 다르게 하여 시야각특성을 향상시킨 횡전계모드 액정표시소자를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적은 도메인을 서로 다른 주시야각방향을 갖는 복수의 영역으로 형성하여 시야각특성을 더욱 향상시킨 횡전계모드 액정표시소자를 제공하는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 횡전계모드 액정표시소자는 복수의 게이트라인 및 데이터라인에 의해 정의되며 복수의 도메인을 포함하는 복수 의 화소와, 각각의 도메인에 배치되고 인접하는 도메인과 다른 방향으로 연장되며, 적어도 1회 절곡되어 도메인을 서로 다른 주시야각방향을 갖는 복수의 영역으로 구획하여 횡전계를 형성하는 복수의 공통전극 및 화소전극으로 구성된다.
상기 화소는 4개의 도메인으로 이루어지는데, 도메인에 형성된 공통전극 및 화소전극은 게이트라인 또는 데이터라인의 연장방향을 따라 연장되고 인접하는 도메인의 공통전극 및 화소전극과 실질적으로 수직으로 배치되어 인접하는 도메인 사이의 주시야각방향이 서로 수직으로 형성된다.
또한, 본 발명은 R,G,B컬러필터층으로 이루어진 3-서브화소구조도 가능하지만, R,G,B,W컬러필터층으로 이루어진 4-서브화소구조도 가능하다.
본 발명에서는 횡전계모드 액정표시소자의 시야각특성을 향상시키기 위해 하나의 화소에 복수의 도메인을 구비하다. 이때, 복수의 도메인은 서로 다른 주시야각방향을 갖기 때문에, 하나의 화소에서의 주시야각방향이 서로 보상되어 시야각방향에 따른 색변환이 발생하는 것을 방지할 수 있게 되어, 결국 시야각특성이 향상되는 것이다.
또한, 본 발명에서는 각각의 도메인내에서도 공통전극 및 화소전극을 적어도 1회 절곡시켜 주시야각방향을 다르게 함으로써 시야각특성을 더욱 향상시킬 수 있게 된다. 다시 말해서, 본 발명에서는 하나의 화소를 다수의 도메인으로 분할할 뿐만 아니라 도메인을 다시 다수의 영역으로 분할하여 시야각특성을 보상하는 것이다.
더욱이, 본 발명에서는 액정표시소자가 R,G,B 서브화소 구조 및 R,G,B,W 서브화소로 구성될 수 있다. 실질적으로, R,G,B,W의 화소는 R,G,B,W 서브화소(sub pixel)를 의미하며, 이러한 4개의 화소가 하나의 화소를 형성하게 된다. 그러나, 이러한 화소와 서브화소의 명칭은 통상적으로 혼합되어 사용된다. 따라서, 이하의 설명에서는 화소는 곧 서브화소를 의미하면, 4개의 화소로 이루어진 일군의 화소는 4개의 서브화소로 이루어진 하나의 화소와 동일한 의미로 사용될 것이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 횡전계모드 액정표시소자를 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 횡전계모드 액정표시소자의 구조를 나타내는 도면이다. 액정표시소자의 화소(101)에는 게이트라인(103)과 데이터라인(104)이 배열되어 있어 외부로부터 주사신호와 신호가 입력된다. 도 1에 도시된 횡전계모드 액정표시소자에서는 화소가 게이트라인과 데이터라인에 의해 구획되는 반면에, 본 발명의 횡전계모드 액저표시소자에서는 화소가 게이트라인(103)과 데이터라인(104)에 의해 구획되는 것은 아니다. 그러나, 본 발명의 횡전계모드 액정표시소자에서도 게이트라인(103)과 데이터라인(104)에 의해 동일한 신호가 화소(100)에 인가된다는 점에서, 즉 동일한 신호가 인가되는 영역이 하나의 화소라는점에서 화소(101)는 게이트라인(103)과 데이터라인(104)에 의해 정의된다고 간주할 수 있을 것이다.
도면에는 도시하지 않았지만, 실질적으로 액정표시소자에는 복수의 게이트라인(103)과 데이터라인(104)에 의해 정의되는 복수의 화소들로 구성된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 게이트라인(103)과 데이터라인(104)의 교차영역에 는 박막트랜지스터(110)가 설치되어, 게이트라인(103)을 통해 주사신호가 입력됨에 따라 턴온되어 데이터라인(104)을 통해 입력되는 화상신호를 화소에 인가한다.
도면에는 자세히 도시하지 않았지만, 상기 박막트랜지스터(110)는 상기 게이트라인(103)과 연결되어 주사신호가 입력되는 게이트전극과, 상기 게이트전극 위에 형성되어 주사신호가 입력됨에 따라 활성화되어 채널층을 형성하는 반도체층과, 상기 반도체층 위에 형성되어 반도체층에 채널층이 형성됨에 따라 데이터라인(104)을 통해 입력되는 신호를 화소에 인가하는 소스전극 및 드레인전극으로 이루어진다. 게이트전극은 게이트라인(103)과 분기되어 형성될 수도 있지만, 게이트라인(103) 자체가 게이트전극이 될 수도 있다. 즉, 반도체층이 게이트라인 위에 직접 형성될 수도 있는 것이다. 또한, 소스전극 및 드레인전극은 서로 마주보는 일자형태로 이루어질 수도 있고, 소스전극이 U자형으로 형성되고 드레인전극이 U자형 사이에 배치되는 구조로 이루어질 수도 있을 것이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에서는 화소(101)가 4개의 도메인(101a,101b,101c,101d)으로 이루어져 있다. 각각의 도메인(101a,101b,101c,101d)에는 복수의 공통전극(105a,105b,105c,105d) 및 화소전극(107a,107b,107c,107d)이 실질적으로 평행하게 배치되어 각각의 도메인에서 액정표시소자의 표면과 실질적으로 평행한 전계를 발생시킨다. 이때, 제1도메인(101a)에 배치되는 제1공통전극(105a) 및 제1화소전극(107a)은 y-축을 따라 연장되어 있다. 즉, 제1도메인(101a)의 제1공통전극(105a) 및 제1화소전극(107a)은 데이터라인(104)의 연장방향을 따라 연장되어 상기 데이터라인(104)과 실질적으로 평행하게 배열된 것이다. 이때, 상기 제1공 통전극(105a) 및 제1화소전극(107a)이 데이터라인(104)과 평행하지 않을 수도 있을 것이다. 제2도메인(101b)에 배치되는 제2공통전극(105b) 및 제2화소전극(107b)은 x-축을 따라 연장되어 있다. 즉, 제2공통전극(105b) 및 제2화소전극(107b)이 게이트라인(103)의 연장방향을 따라 연장되어 상기 게이트라인(103)과 실질적으로 평행하게 배열된 것이다. 물론, 상기 제2공통전극(105b) 및 제2화소전극(107b)이 게이트라인(103)과 평행하지 않을 수도 있을 것이다.
또한, 제3도메인(101c)의 제3공통전극(105c) 및 제3화소전극(107c)은 데이터라인(104)의 연장방향을 따라 데이터라인(104)과 실질적으로 평행하게 배열되며, 제4도메인(101d)의 제4공통전극(105d) 및 제4화소전극(107d)은 데이터라인(104)의 연장방향을 따라 연장되어 데이터라인(104)과 실질적으로 평행하게 배열된다.
따라서, 각 도메인에 배열된 공통전극 및 화소전극은 인접하는 도메인의 공통전극 및 화소전극과는 서로 수직으로 이룬다. 즉, 제1도메인(101a)의 제1공통전극(105a) 및 제1화소전극(107a)은 인접하는 제2도메인(101b)의 제2공통전극(105b) 및 제2화소전극(107b)과 수직을 이를 뿐만 아니라 제3도메인(101c)의 제3공통전극(105c) 및 제3화소전극(107c)과도 수직을 이룬다. 또한, 제2도메인(101b)의 제2공통전극(105b) 및 제2화소전극(107b)은 인접하는 제1도메인(101a)의 제1공통전극(105a) 및 제1화소전극(107a), 제4도메인(101d)의 제4공통전극(105d) 및 제4화소전극(107d)과 수직을 이룬다. 이러한 구성은 제3도메인(101c)나 제4도메인(101d)에서도 동일하다.
상기와 같이 각 도메인에 배열된 공통전극 및 화소전극이 인접하는 도메인의 공통전극 및 화소전극과 서로 수직으로 배향됨에 따라 해당 도메인의 주시야각방향이 인접 도메인의 주시야각방향과 수직으로 이루게 된다. 따라서, 해당 도메인의 주시야각방향은 인접 도메인의 주시야각방향과 보상되어 화소내에서의 전체 시야각특성이 향상된다.
한편, 각 도메인(101a,101b,101c,101d)에 형성된 공통전극(105a,105b,105c,105d) 및 화소전극(107a,107b,107c,107d)은 절곡되어 각 도메인101a,101b,101c,101d)을 복수의 영역으로 구획한다. 이때, 도면에는 공통전극(105a,105b,105c,105d) 및 화소전극(107a,107b,107c,107d)이 1회만 절곡되어 각각의 도메인(101a,101b,101c,101d)이 2개의 영역으로 구분되지만, 상기 공통전극(105a,105b,105c,105d) 및 화소전극(107a,107b,107c,107d)은 1회 이상 절곡되어 각각의 도메인(101a,101b,101c,101d)이 3개 이상의 영역으로 구획될 수도 있을 것이다
공통전극(105a,105b,105c,105d) 및 화소전극(107a,107b,107c,107d)의 절곡에 의해 구획된 영역은 서로 다른 주시야각방향을 갖는다. 즉 각 도메인(101a,101b,101c,101d)에 형성된 영역이 해당 도메인 내에서 인접하는 영역과 다른 주시야각방향이 보상되어 시야각특성이 향상되는 것이다.
상술한 바와 같이, 본 발명에서는 화소 자체가 서로 다른 주시야각방향을 갖는 복수의 도메인으로 구획됨과 동시에 도메인이 서로 다른 주시야각방향을 갖는 복수의 영역으로 구획되기 때문에, 시야각특성이 대폭 개선되며, 상하 좌우 뿐만 아니라 거의 360도의 시야각방향에서 색변환이 발생하지 않게 된다.
한편, 본 발명의 도면에서는 화소가 4개의 도메인으로 구분되고 각각의 도메인이 2개의 영역으로 구분되어 한 화소내에 총 8개의 영역이 포함되지만 본 발명이 이러한 특정 도메인과 영역에 한정되는 것은 아니다. 즉, 도메인의 숫자도 변할 수 있으며, 각 도메인(101a,101b,101c,101d)에 형성된 공통전극(105a,105b,105c,105d) 및 화소전극(107a,107b,107c,107d)도 2회 이상 절곡되어 각 도메인(101a,101b,101c,101d)이 3개 이상의 영역으로 이루어질 수도 있게 되는 것이다.
박막트랜지스터(110)는 화소의 중앙에 배치된다. 이러한 박막트랜지스터(110)의 형성 위치는 절대적인 것이 아니다. 즉 4개의 도메인(101a,101b,101c,101d)에 신호를 인가할 수만 있다면 박막트랜지스터(110)는 화소내의 어느 곳에도 형성될 수 있을 것이다.
또한, 각각의 도메인(101a,101b,101c,101d)에는 공통라인(116a,116b,116c,116d)과 화소전극라인(118a,118b,118c,118d)이 배치되어 있다. 상기 공통라인(116a,116b,116c,116d)은 각 도메인(101a,101b,101c,101d)에 형성된 공통전극(105a,105b,105c,105d)과 연결되어 상기 공통전극(105a,105b,105c,105d)에 신호를 인가하기 위한 것으로, 제1도메인(101a)에서는 제1공통라인(116a)이 게이트라인(103)의 연장방향을 따라 연장되어 상기 게이트라인(103)과 실질적으로 평행하게 배열되고 제2도메인(101b)에서는 제2공통라인(116b)이 데이터라인(104)의 연장방향을 따라 연장되어 상기 데이터라인(104)과 실질적으로 평행하게 배열된다. 또한, 제3도메인(101c)에서는 제3공통라인(116c)이 데이터라인(104)의 연장방향을 따라 연장되어 상기 데이터라인(104)과 실질적으로 평행하게 배열되고 제4도메인 (101d)에서는 제4공통라인(116d)이 게이트라인(103)의 연장방향을 따라 연장되어 상기 게이트라인(103)과 실질적으로 평행하게 배열된다.
그리고, 상기 화소전극라인(118a,118b,118c,118d)은 각 도메인(101a,101b,101c,101d)에 형성된 화소전극(107a,107b,107c,107d)과 연결되어 상기 화소전극(107a,107b,107c,107d)에 신호를 인가하기 위한 것으로, 제1도메인(101a)에서는 제1화소전극라인(118a)이 게이트라인(103)의 연장방향을 따라 연장되어 상기 게이트라인(103)과 실질적으로 평행하게 배열되고 제2도메인(101b)에서는 제2화소전극라인(118b)이 데이터라인(104)의 연장방향을 따라 연장되어 데이터라인(104)과 실질적으로 평행하게 배열된다. 또한, 제3도메인(101c)에서는 제3화소전극라인(118c)이 데이터라인(104)의 연장방향을 따라 연장되어 데이터라인(104)과 실질적으로 평행하게 배열되고 제4도메인(101d)에서는 제4화소전극라인(118d)이 게이트라인(103)의 연장방향을 따라 연장되어 게이트라인(103)과 실질적으로 평행하게 배열된다.
이때, 상기 제2도메인(101b) 및 제3도메인(101c)에서는 제2공통라인(116b) 및 제3공통라인(116c)이 각각 제2화소전극라인(118b) 및 제3화소전극라인(118c)과 오버랩되어 축적용량을 형성한다. 또한, 제1도메인(101a)의 화소전극라인(118a)은 게이트라인(103)과 오버랩되어 축적용량을 형성한다.
상기한 바와 같이, 본 발명에서는 공통라인(116a,116b,116c,116d) 및 화소전극라인(118a,118b,118c,118d)이 특정 위치에 배치되어 공통전극(105a,105b,105c,105d) 및 화소전극(107a,107b,107c,107d)에 신호를 인가하지만, 상기 공통라인(116a,116b,116c,116d) 및 화소전극라인(118a,118b,118c,118d)이 도면에 도시된 특정 위치에만 배치되는 것이 아니라 필요에 따라 다양한 위치에 배치될 수 있을 것이다.
도 3은 도 2의 II-II'선 단면도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 제1기판(120) 위에는 제1공통전극(105a)이 형성되어 있으며, 상기 제1기판(120) 전체에 걸쳐 게이트절연층(122)이 적층되어 있다. 상기 게이트절연층(120) 위에는 데이터라인(104)이 형성되어 있다.
도면에는 도시하지 않았지만, 상기 제1기판(120) 위에는 박막트랜지스터(110)의 게이트전극이 형성되어 있고 상기 게이트절연층(120) 위에 반도체층이 형성되며, 상기 반도체층 위에 소스전극 및 드레인전극이 형성된다. 상기 게이트전극은 제1공통전극(105a)과 동일한 공정에 의해 동일한 금속으로 이루어지며, 소스전극 및 드레인전극은 데이터라인(104)과 동일한 공정에 의해 동일한 금속으로 이루어진다.
상기와 같이 박막트랜지스터가 형성된 제1기판(120) 전체에 걸쳐 보호층(124)이 형성되며, 그 위에 제1화소전극(107a)이 형성된다. 상기 제1화소전극(107a)은 ITO(Indium Tin Oxide)나 IZO(Indium Zinc Oxide)와 같은 투명한 도전물질로 이루어진다.
또한, 도면에는 도시하지 않았지만, 공통라인(116a,116b,116c,116d)는 제1기판(120) 위에 형성되며, 화소전극라인(118a,118b,118c,118d)는 보호층(124) 위에 형성되어 보호층(124)에 형성된 컨택홀(contact hole)을 통해 박막트랜지스터(110) 의 드레이전극과 전기적으로 연결된다. 이때, 화소의 중앙, 즉 박막트랜지스터(110)가 형성되는 영역에서는 도 2에 도시된 바와 같이 투명도전층이 박막트랜지스터(110)를 덮도록 형성되어 4도메인(101a,101b,101c,101d)에 배치되는 화소전극라인(118a,118b,118c,118d)과 연결되므로써 화소전극라인(118a,118b,118c,118d)을 통해 화소전극(107a,107b,107c,107d)에 신호를 인가한다.
한편, 제2기판(130)에는 블랙매트릭스(132)와 컬러필터층(134)이 형성되어 있다. 상기 블랙매트릭스(132)는 액정분자가 동작하지 않는 영역으로 광이 누설되는 것을 방지하기 위한 것으로, 도면에 도시한 바와 같이 박막트랜지스터(110) 영역 및 화소와 화소 사이(즉, 게이트라인 및 데이터라인 영역)에 주로 형성된다.
상기 제1기판(120) 및 제2기판(130) 사이에는 액정층(140)이 형성되어 액정패널이 완성된다.
컬러필터층(134)은 주로 R(Red), G(Green), B(Blue) 컬러필터층으로 이루어진다. 상기 R,G,B컬러필터층은 각각 상술한 화소에 대응한다. 즉, 하나의 화소가 하나의 컬러를 구현하는 것이다. 하지만, R,G,B컬러필터층이 모여 원하는 컬러를 구현하고 이 원하는 컬러를 구현하는 단위를 화소라고 정의할 때 상기 R,G,B컬러필터층에 대응하는 단위는 서브화소(서브화소가 모여 화소가 되므로)라고 정의할 수도 있을 것이다. 따라서, 도 2에 도시된 화소(101)는 하나의 서브화소라고 정의할 수도 있을 것이며, 이후의 설명에서는 도 2에 도시된 화소를 서브화소라고 칭할 것이다.
도 4a에 도시된 바와 같이, R,G,B서브화소가 모여 하나의 화소를 형성한다. 이러한 구조를 3-서브화소구조하는데, 이러한 R,G,B 서브화소에 의해 원하는 컬러가 구현되는 화소가 형성되며, 상기 화소가 모여 원하는 화상을 표시할 수 있게 된다. 그러나, 본 발명에 따른 횡전계모드 액정표시소자가 이렇나 3-서브화소구조에만 한정되는 것이 아니라 다양한 구조, 예를 들면 4-서브화소구조에도 적용될 수 있을 것이다.
4-서브화소구조는 R,G,B 서브화소 이외에 W(White) 서브화소(즉, W 컬러필터층)을 더 구비한다는 것이다. 도 4b 및 도 4c에 이러한 4-서브화소구조가 도시되어 있다. 이러한 4-서브화소구조는 3-서브화소구조에 비해 휘도를 향상시킬 수 있는 데, 그 이유는 다음과 같다.
R,G,B서브화소를 구비하는 3-서브화소구조의 액정표시소자의 휘도가 낮은 이유는 대부분의 광이 R, G, B컬러필터층에 흡수되기 때문이다. 따라서, 화소구조를 변경하여 광흡수율을 감소시킴으로써 휘도를 향상시킬 수 있는데, 4-서브화소구조에서는 W(White)의 컬러필터층으로 이루어진 화소를 포함시킴으로써 액정표시소자의 휘도를 향상시킨다. W컬러필터층은 액정표시소자의 백라이트로부터 방출되는 광을 대부분 투과하므로 휘도를 향상시킬 수 있게 된다. 상기와 같은 W컬러필터층이 형성된 경우 투과율이 약 55％ 향상되며 그에 따른 액정표시소자의 휘도가 약 40％ 향상된다. 이때, 상기 W컬러필터층에 의해 R,G,B컬러필터층의 색구현에 아무런 문제가 발생되지 않는다.
이때, 도 4b 및 도 4c는 각각 4-서브화소구조의 횡전계모드 액정표시소자를 나타내는 것으로, 도 4b는 스트립(strip)형상으로 서브화소가 배열된 화소구조를 나타내는 도면이고 도 4c는 사각형상으로 서브화소가 배열된 화소구조를 나타내는 도면이다. 도면에서 화소의 모양을 구체적으로 도시한 것은 설명의 편의를 위한 것이지 화소의 모양을 특정하기 위한 것은 아니다. 즉, 본 발명에서는 서브화소를 다양한 형태로 배열하여 화소를 다양한 형태로 형성할 수 있을 것이다.
상술한 바와 같이, 본 발명에서는 화소를 서로 다른 주시야각방향을 갖는 복수의 도메인으로 구획하고 도메인도 복수의 주시야각방향을 갖는 복수의 영역으로 구획함으로써 시야각특성을 획기적으로 향상시킬 수 있게 된다.

Claims (30)

  1. 복수의 게이트라인 및 데이터라인에 의해 정의되며 복수의 도메인을 포함하는 복수의 화소; 및
    각각의 도메인에 배치되고 인접하는 도메인과 다른 방향으로 연장되며, 적어도 1회 절곡되어 도메인을 서로 다른 주시야각방향을 갖는 복수의 영역으로 구획하여 횡전계를 형성하는 복수의 공통전극 및 화소전극으로 구성된 횡전계모드 액정표시소자.
  2. 제1항에 있어서, 상기 화소는 4개의 도메인으로 이루어진 것을 특징으로 하는 횡전계모드 액정표시소자.
  3. 제1항에 있어서, 상기 도메인에 형성된 공통전극 및 화소전극은 게이트라인 또는 데이터라인의 연장방향을 따라 연장되는 것을 특징으로 하는 횡전계모드 액정표시소자.
  4. 제3항에 있어서, 상기 도메인의 공통전극 및 화소전극은 인접하는 도메인의 공통전극 및 화소전극과 실질적으로 수직인 것을 특징으로 하는 횡전계모드 액정표시소자.
  5. 제1항에 있어서,
    각각의 도메인에 배치되어 상기 공통전극과 전기적으로 연결된 공통라인; 및
    각각의 도메인에 배치되어 상기 화소전극과 전기적으로 연결된 화소전극라인을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 횡전계모드 액정표시소자.
  6. 제5항에 있어서, 상기 공통라인 및 화소전극라인은 게이트라인 또는 데이터라인의 연장방향을 따라 연장되는 것을 특징으로 하는 횡전계모드 액정표시소자.
  7. 제5항에 있어서, 상기 복수의 도메인에 배치된 복수의 공통라인 및 화소전극라인중 적어도 하나의 공통라인 및 화소전극라인이 오버랩되어 축적용량을 형성하는 것을 특징으로 하는 횡전계모드 액정표시소자.
  8. 제1항에 있어서, 각각의 화소내에 배치되어 화소에 신호를 인가하는 박막트랜지스터를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 횡전계모드 액정표시소자.
  9. 제8항에 있어서, 상기 박막트랜지스터는,
    제1기판 위에 형성된 게이트전극;
    상기 제1기판 위에 형성된 게이트절연층;
    상기 게이트절연층 위에 형성된 반도체층;
    상기 반도체층 위에 형성된 소스전극 및 드레인전극; 및
    상기 소스전극 및 드레인전극 위에 형성된 보호층으로 이루어진 것을 특징으로 하는 횡전계모드 액정표시소자.
  10. 제9항에 있어서, 상기 공통전극은 제1기판 위에 배치된 것을 특징으로 하는 횡전계모드 액정표시소자.
  11. 제9항에 있어서, 상기 화소전극은 보호층 위에 형성된 것을 특징으로 하는 횡전계모드 액정표시소자.
  12. 제11항에 있어서, 상기 화소전극은 ITO 또는 IZO로 이루어진 것을 특징으로 하는 횡전계모드 액정표시소자.
  13. 제9항에 있어서, 공통라인은 제1기판 위에 배치되는 것을 특징으로 하는 횡전계모드 액정표시소자.
  14. 제9항에 있어서, 상기 화소전극라인은 게이트절연층 위에 배치된 것을 특징으로 하는 횡전계모드 액정표시소자.
  15. 제14항에 있어서, 상기 보호층에는 컨택홀이 형성되어 상기 화소전극라인과 화소전극이 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 횡전계모드 액정표시소자.
  16. 제1항에 있어서,
    제2기판에 형성된 블랙매트릭스;
    제2기판에 형성되어 컬러를 구현하는 컬러필터층; 및
    제1기판 및 제2기판 사이에 형성된 액정층을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 횡전계모드 액정표시소자.
  17. 제16항에 있어서, 상기 컬러필터층은 R(Red), G(Green), B(Blue)컬러필터층인 것을 특징으로 하는 횡전계모드 액정표시소자.
  18. 제16항에 있어서, 상기 컬러필터층은 R(Red), G(Green), B(Blue), W(White)컬러필터층인 것을 특징으로 하는 횡전계모드 액정표시소자.
  19. 복수의 게이트라인 및 데이터라인에 의해 정의되며 복수의 도메인을 포함하는 복수의 화소; 및
    실질적으로 평행하게 배치되어 횡전계를 형성하는 복수의 공통전극 및 화소전극으로 구성되며,
    상기 도메인에 배치된 공통전극 및 화소전극은 게이트라인 또는 데이터라인의 연장방향을 따라 연장되고 인접하는 도메인의 공통전극 및 화소전극과는 실질적으로 수직인 것을 특징으로 하는 횡전계모드 액정표시소자.
  20. 제19항에 있어서, 상기 화소는 4개의 도메인으로 이루어진 것을 특징으로 하는 횡전계모드 액정표시소자.
  21. 제19항에 있어서, 상기 도메인은 서로 다른 주시야각방향을 갖는 복수의 영영역으로 구획되는 것을 특징으로 하는 횡전계모드 액정표시소자.
  22. 제21항에 있어서, 상기 도메인에 배치된 공통전극 및 화소전극은 적어도 1회 절곡되는 것을 특징으로 하는 횡전계모드 액정표시소자.
  23. 제19항에 있어서,
    각각의 도메인에 배치되어 상기 공통전극과 전기적으로 연결된 공통라인; 및
    각각의 도메인에 배치되어 상기 화소전극과 전기적으로 연결된 화소전극라인을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 횡전계모드 액정표시소자.
  24. 제23항에 있어서, 상기 공통라인 및 화소전극라인은 게이트라인 또는 데이터라인의 연장방향을 따라 연장되는 것을 특징으로 하는 횡전계모드 액정표시소자.
  25. 제19항에 있어서, 각각의 화소내에 배치되어 화소에 신호를 인가하는 박막트랜지스터를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 횡전계모드 액정표시소자.
  26. 복수의 게이트라인 및 데이터라인에 의해 정의되며 복수의 도메인을 포함하는 복수의 화소; 및
    실질적으로 평행하게 배치되어 횡전계를 형성하는 복수의 공통전극 및 화소전극으로 구성되며,
    상기 도메인의 주시야각방향은 인접하는 도메인의 주시야각방향과 실질적으로 수직인 것을 특징으로 하는 횡전계모드 액정표시소자.
  27. 제26항에 있어서, 상기 도메인에 배치된 공통전극 및 화소전극은 인접하는 도메인에 배치된 공통전극 및 화소전극과 실질적으로 수직인 것을 특징으로 한느 횡전계모드 액정표시소자.
  28. 제26항에 있어서, 상기 도메인에 배치된 공통전극 및 화소전극은 게이트라인 또는 데이터라인의 연장방향을 따라 연장되는 것을 특징으로 하는 횡전계모드 액정표시소자.
  29. 제26항에 있어서, 상기 도메인은 서로 다른 주시야각방향을 갖는 복수의 영영역으로 구획되는 것을 특징으로 하는 횡전계모드 액정표시소자.
  30. 제29항에 있어서, 상기 도메인에 배치된 공통전극 및 화소전극은 적어도 1회 절곡되는 것을 특징으로 하는 횡전계모드 액정표시소자.
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