KR20080100642A - 액정 표시 장치 - Google Patents

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KR20080100642A
KR20080100642A KR1020070046597A KR20070046597A KR20080100642A KR 20080100642 A KR20080100642 A KR 20080100642A KR 1020070046597 A KR1020070046597 A KR 1020070046597A KR 20070046597 A KR20070046597 A KR 20070046597A KR 20080100642 A KR20080100642 A KR 20080100642A
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손지원
조선아
유재진
박승범
윤용국
박진원
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삼성전자주식회사
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Abstract

투과율이 향상된 피브이에이(Patterned Vertical Alignment; 이하 PVA) 모드 액정 표시 장치가 제공된다. 액정 표시 장치는, 제1 절연 기판 상에 형성된 게이트 라인과, 게이트 라인과 절연되어 교차하는 데이터 라인과, 게이트 라인 및 데이터 라인에 연결된 박막 트랜지스터와, 제1 도메인 분할 수단과 제1 도메인 분할 수단에 인접하여 나란하게 형성된 제1 서브 분할 수단에 의해 다수의 영역으로 구획되고, 제1 서브 분할 수단의 폭은 제1 도메인 분할 수단의 폭보다 작으며, 박막 트랜지스터에 연결된 화소 전극을 포함한다.
액정 표시 장치, PVA, 슬릿

Description

액정 표시 장치{Liquid crystal display}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 박막 트랜지스터 표시판의 배치도이다.
도 2는 도 1의 박막 트랜지스터 표시판을 Ⅱ-Ⅱ'선을 따라 절개한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 공통 전극 표시판의 배치도이다.
도 4는 도 1의 박막 트랜지스터 표시판과 도 3의 공통 전극 표시판을 결합한 액정 표시 장치의 배치도이다.
도 5는 도 4의 액정 표시 장치를 Ⅴ-Ⅴ'선을 따라 절개한 단면도이다.
도 6은 도 5의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 단면도이다.
도 7은 도 5의 또 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 단면도이다.
(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)
10, 110: 절연 기판 22: 게이트 라인
26: 게이트 전극 62: 데이터 라인
65: 소스 전극 66: 드레인 전극
82: 화소 전극 83, 142: 도메인 분할 수단
84, 143: 서브 분할 수단 85, 145: 요철부
140: 공통 전극 310: 액정 분자
본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 투과율이 향상된 PVA 모드 액정 표시 장치에 관한 것이다.
액정 표시 장치는 현재 가장 널리 사용되고 있는 평판 표시 장치 중 하나로서, 화소 전극과 공통 전극 등 전계 생성 전극이 형성되어 있는 두 장의 표시판과 그 사이에 삽입되어 있는 액정층으로 이루어지며, 전계 생성 전극에 전압을 인가하여 액정층에 전계를 생성하고 이를 통하여 액정층의 액정 분자들의 배향을 결정하고 입사광의 편광을 제어함으로써 영상을 표시한다.
그 중에서도 전계가 인가되지 않은 상태에서 액정 분자의 장축을 상하 표시판에 대하여 수직을 이루도록 배열한 수직 배향 모드 액정 표시 장치는, 대비비가 크고 넓은 기준 시야각 구현이 용이하여 각광받고 있다. 수직 배향 모드(vertically alignment mode) 액정 표시 장치에서 광시야각을 구현하기 위한 수단으로는 전계 생성 전극에 간극을 형성하는 방법과 전계 생성 전극 위에 요철(凹凸)을 형성하는 방법 등이 있다.
이와 같은 간극 또는 요철이 구비된 PVA(Patterned Vertical alignment) 모드 액정 표시 장치에 있어서, 화소 내의 표시 영역은 간극 또는 요철에 의하여 다 수의 도메인으로 구획되고 각 도메인 내에서 액정 분자들은 동일한 방향으로 기울어진다. 즉 간극 또는 요철은 수평 전계(lateral field)를 형성하여 하나의 도메인 내의 액정 분자들을 동일한 방향으로 기울어지도록 한다. 또한 액정 분자들이 기우는 방향을 4방향으로 고르게 분산시킴으로써 광시야각을 확보할 수 있다.
그러나 PVA 모드 액정 표시 장치는, 액정의 응답속도 향상을 위해 전계 생성 전극의 폭, 즉 화소 전극 또는 공통 전극의 전극 간격을 널게 형성할 수 없게 된다. 이에 따라 액정 표시 장치에서 투과율이 저하되는 문제가 발생된다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 투과율이 향상된 액정 표시 장치를 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치는, 제1 절연 기판 상에 형성된 게이트 라인과, 게이트 라인과 절연되어 교차하는 데이터 라인과, 게이트 라인 및 데이터 라인에 연결된 박막 트랜지스터와, 제1 도메인 분할 수단과 제1 도메인 분할 수단에 인접하여 나란하게 형성된 제1 서브 분할 수단에 의해 다수의 영역으로 구획되고, 제1 서브 분할 수단의 폭은 제1 도메인 분할 수단의 폭보다 작으며, 박막 트랜지스터에 연결된 화소 전극을 포함한다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층의 "위(on)" 또는 "상(on)"으로 지칭되는 것은 다른 소자 또는 층의 바로 위뿐만 아니라 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 소자가 "직접 위(directly on)" 또는 "바로 위"로 지칭되는 것은 중간에 다른 소자 또는 층을 개재하지 않은 것을 나타낸다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
본 명세서에서 기술하는 실시예들은 본 발명의 이상적인 개략도인 평면도 및 단면도를 참고하여 설명될 것이다. 따라서, 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함하는 것이다. 따라서, 도면에서 예시된 영역들은 개략적인 속성을 가지며, 도면에서 예시된 영역들의 모양은 소자의 영역의 특정 형태를 예시하기 위한 것이고, 발명의 범주를 제한하기 위한 것은 아니다.
이하 도 1 내지 도 7을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치에 대하여 설명한다.
우선 도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 일 일시예에 따른 액정 표시 장치에 사용되는 박막 트랜지스터 표시판에 대하여 설명한다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 박막 트랜지스터 표시판의 배치도이고, 도 2는 도 1의 박막 트랜지스터 표시판을 Ⅱ-Ⅱ'선을 따라 절개한 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 절연 기판(10) 위에 제1 방향, 예를 들어 가로 방향으로 게이트 라인(22)이 형성되어 있고, 게이트 라인(22)에는 돌기의 형태로 이루어진 게이트 전극(26)이 형성되어 있다. 이러한 게이트 라인(22) 및 게이트 전극(26)을 게이트 배선이라고 한다.
또한, 절연 기판(10) 위에는 게이트 라인(22)과 실질적으로 평행하게 가로 방향으로 뻗어 있는 스토리지 배선(28)이 형성되어 있다. 스토리지 배선(28)은 화소 내에서 후술할 화소 전극(82)과 중첩되도록 형성되어 있다. 도 1에 도시된 본 실시예에서는 스토리지 배선(28)이 화소의 중심에 배치되어 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 스토리지 배선(28)이 화소 전극(82)과 중첩하여 일정한 스토리지 커패시턴스(storage capacitance)를 형성할 수 있는 조건을 만족하는 범위에서 스토리지 배선(28)의 모양 및 배치는 여러 형태로 변형될 수 있다.
게이트 배선(22, 26) 및 스토리지 배선(28)은 알루미늄(Al)과 알루미늄 합금 등 알루미늄 계열의 금속, 은(Ag)과 은 합금 등 은 계열의 금속, 구리(Cu)와 구리 합금 등 구리 계열의 금속, 몰리브덴(Mo)과 몰리브덴 합금 등 몰리브덴 계열의 금속, 크롬(Cr), 티타늄(Ti), 탄탈륨(Ta) 따위로 이루어질 수 있다. 또한, 게이트 배선(22, 26) 및 스토리지 배선(28)은 물리적 성질이 다른 두 개의 도전막(미도시)을 포함하는 다중막 구조를 가질 수 있다. 이 중 한 도전막은 게이트 배선(22, 26) 및 스토리지 배선(28)의 신호 지연이나 전압 강하를 줄일 수 있도록 낮은 비저항(resistivity)의 금속, 예를 들면 알루미늄 계열 금속, 은 계열 금속, 구리 계열 금속 등으로 이루어진다. 이와는 달리, 다른 도전막은 다른 물질, 특히 ITO(indium tin oxide) 및 IZO(indium zinc oxide)와의 접촉 특성이 우수한 물질, 이를테면 몰리브덴 계열 금속, 크롬, 티타늄, 탄탈륨 등으로 이루어진다. 이러한 조합의 좋은 예로는 크롬 하부막과 알루미늄 상부막 및 알루미늄 하부막과 몰리브덴 상부막을 들 수 있다. 다만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 게이트 배선(22, 26) 및 스토리지 배선(28)은 다양한 여러 가지 금속과 도전체로 만들어질 수 있다.
게이트 배선(22, 26) 및 스토리지 배선(28) 위에는 질화규소(SiNx), 산화 규소 등으로 이루어진 게이트 절연막(30)이 형성되어 있다.
게이트 절연막(30) 위에는 수소화 비정질 규소(hydrogenated amorphous silicon) 또는 다결정 규소 등으로 이루어진 반도체층(40)이 형성되어 있다. 이러한 반도체층(40)은 섬형, 선형 등과 같이 다양한 형상을 가질 수 있으며, 예를 들어 도 1에 도시된 바와 같이 게이트 전극(26) 상에 섬형으로 형성될 수 있다. 또한 본 발명의 다른 실시예에 있어서 반도체층이 선형으로 형성되는 경우, 데이터 라인(62) 아래에 위치하여 게이트 전극(26) 상부까지 연장된 형상을 가질 수 있다.
반도체층(40)의 위에는 실리사이드(silicide) 또는 n형 불순물이 고농도로 도핑되어 있는 n+ 수소화 비정질 규소 따위의 물질로 만들어진 오믹 콘택층(Ohmic contact layer)(55, 56)이 형성되어 있다. 이러한 오믹 콘택층(55, 56)은 섬형, 선형 등과 같이 다양한 형상을 가질 수 있으며, 예를 들어 도 2에 도시된 바와 같이 오믹 콘택층(55, 56)이 섬형인 경우 오믹 콘택층(55, 56)은 드레인 전극(66) 및 소스 전극(65) 아래에 위치할 수 있다. 또한 본 발명의 다른 실시예에 있어서 오믹 콘택층이 선형인 경우 오믹 콘택층은 데이터 라인(62)의 아래까지 연장되어 형성될 수 있다.
오믹 콘택층(55, 56) 및 게이트 절연막(30) 위에는 데이터 라인(62) 및 드레인 전극(66)이 형성되어 있다. 데이터 라인(62)은 제2 방향, 예를 들어 세로 방향으로 뻗어 있으며 게이트 라인(22)과 교차하여 화소를 정의한다. 데이터 라인(62)으로부터 가지(branch) 형태로 반도체층(40)의 상부까지 연장되어 있는 소스 전 극(65)이 형성되어 있다. 드레인 전극(66)은 소스 전극(65)과 분리되어 있으며 게이트 전극(26)을 중심으로 소스 전극(65)과 대향하도록 반도체층(40) 상부에 위치한다. 드레인 전극(66)은 반도체층(40) 상부에 배치된 막대형 패턴과, 막대형 패턴으로부터 연장되어 넓은 면적을 가지며 콘택홀(76)이 위치하는 확장 패턴을 포함한다.
이러한 데이터 라인(62), 소스 전극(65) 및 드레인 전극(66)을 데이터 배선이라고 한다.
데이터 배선(62, 65, 66)은 크롬, 몰리브덴 계열의 금속, 탄탈륨 및 티타늄 등 내화성 금속으로 이루어지는 것이 바람직하며, 내화성 금속 따위의 하부막(미도시)과 그 위에 위치한 저저항 물질 상부막(미도시)으로 이루어진 다층막 구조를 가질 수 있다. 다층막 구조의 예로는 앞서 설명한 크롬 하부막과 알루미늄 상부막 또는 알루미늄 하부막과 몰리브덴 상부막의 이중막 외에도 몰리브덴막-알루미늄막-몰리브덴막의 삼중막을 들 수 있다.
소스 전극(65)은 반도체층(40)과 적어도 일부분이 중첩되고, 드레인 전극(66)은 게이트 전극(26)을 중심으로 소스 전극(65)과 대향하며 반도체층(40)과 적어도 일부분이 중첩된다. 여기서, 오믹 콘택층(55, 56)은 반도체층(40)과 소스 전극(65) 및 반도체층(40)과 드레인 전극(66) 사이에 개재되어 이들 사이에 접촉 저항을 낮추어 주는 역할을 한다.
데이터 라인(62), 드레인 전극(66) 및 노출된 반도체층(40) 위에는 절연막으로 이루어진 보호막(70)이 형성되어 있다. 여기서 보호막(70)은 질화규소 또는 산 화규소로 이루어진 무기물, 평탄화 특성이 우수하며 감광성(photosensitivity)을 가지는 유기물 또는 플라스마 화학 기상 증착(plasma enhanced chemical vapor deposition, PECVD)으로 형성되는 a-Si:C:O, a-Si:O:F 등의 저유전율 절연 물질 등으로 이루어진다. 또한, 보호막(70)은 유기막의 우수한 특성을 살리면서도 노출된 반도체층(40) 부분을 보호하기 위하여 하부 무기막과 상부 유기막의 이중막 구조를 가질 수 있다.
보호막(70)에는 드레인 전극(66)을 드러내는 콘택홀(76)이 형성되어 있다.
보호막(70) 위에는 각 화소마다 콘택홀(76)을 통하여 드레인 전극(66)과 전기적으로 연결된 화소 전극(82)이 형성되어 있다. 즉 화소 전극(82)은 콘택홀(76)을 통하여 드레인 전극(66)과 물리적·전기적으로 연결되어 드레인 전극(66)으로부터 데이터 전압을 인가받는다. 화소 전극(82)은 ITO(Indium Tin Oxide) 또는 IZO(Indium Zinc Oxide) 등의 투명 도전체 또는 알루미늄 등의 반사성 도전체로 이루어진다. 화소 전극(82) 및 보호막(70) 위에는 액정 분자들을 배향할 수 있는 배향막(미도시)이 도포될 수 있다.
화소 전극(82)은 절개 패턴으로 이루어진 간극(gap)(83)에 의해 다수의 영역으로 구획된다. 여기서 간극(83)은 화소 전극(82)을 상하로 반분하는 위치에 가로 방향으로 형성되어 있는 가로부와, 반분된 화소 전극(82)의 상하 부분에 각각 사선 방향으로 형성되어 있는 사선부를 포함한다. 여기서 상하의 사선부는 서로 수직을 이루고 있는데, 이는 수평 전계의 방향을 4방향으로 고르게 분산시키기 위함이다. 사선부는 게이트 라인(22)과 실질적으로 45도를 이루는 부분과 -45도를 이루는 부 분을 포함할 수 있다.
예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이, 화소의 중심으로부터 상부에 위치하는 화소 전극(82)에는 게이트 라인(22)과 실질적으로 45도를 이루는 간극(83)의 사선부가 형성되고, 화소의 중심으로부터 하부에 위치하는 화소 전극(82)에는 게이트 라인(22)과 실질적으로 -45도를 이루는 간극(83)의 사선부가 형성될 수 있다. 다만 본 발명은 이에 한정되지 않으며 간극(83)의 사선부가 게이트 라인(22)과 실질적으로 45도 또는 -45도를 이루는 범위에서 간극(83) 사선부의 모양 및 배치는 여러 형태로 변형될 수 있다. 나아가 본 발명의 변형 실시예에서는 이러한 간극(83)의 위치에 요철(凹凸)부를 형성함으로써 동일한 작용 효과를 얻을 수 있다. 이러한 간극(83) 또는 요철부를 도메인 분할 수단이라고 한다. 여기서 도메인이란 화소 전극(82)과 공통 전극(도 3의 140 참조) 사이에 형성된 전계에 의해 액정 분자의 방향자가 특정 방향으로 무리를 지어 기울어지는 액정 분자들로 이루어진 영역을 의미한다. 이하 설명의 편의를 위하여, 본 실시예에서는 화소 전극(82)을 다수의 영역으로 분할하는 제1 도메인 분할 수단으로서 간극(83)이 이용된 예를 들어 설명한다.
서브 분할 수단(84)은 상술한 제1 도메인 분할 수단(83)에 인접하여, 구체적으로 화소 전극(82)의 사선부 간극(83)에 인접하여, 사선부 간극(83)과 실질적으로 나란하게 형성될 수 있다. 여기서 서브 분할 수단(84)은 제1 도메인 분할 수단(83)과 실질적으로 동일한 형태로 형성될 수 있다. 즉 서브 분할 수단(84)은 간극, 예를 들어 미세 슬릿(silt) 또는 요철의 형태로 형성될 수 있으나, 본 실시예에서는 서브 분할 수단(84)이 미세 슬릿의 형태로 형성된 예를 들어 설명한다.
한편, 서브 분할 수단(84)의 폭(w1)은 제1 도메인 분할 수단(83)의 폭(w2)보다 작게 형성될 수 있다. 이것은 서브 분할 수단(84)이 제1 도메인 분할 수단(83)에 비하여 작은 액정 배향력을 갖도록 하기 위함이다.
즉, 서브 분할 수단(84)은 상술한 화소 전극(82)의 제1 도메인 분할 수단(83)과 후술될 공통 전극(도 3의 140 참조)의 제2 도메인 분할 수단(도 3의 142 참조) 사이에 형성되어 위치할 수 있으며, 제1 및 제2 도메인 분할 수단(83, 142)과 더불어 다수의 도메인으로 분할되는 액정 분자들의 배향을 보조할 수 있다.
여기서, 서브 분할 수단(84)은 제1 도메인 분할 수단(83), 즉 화소 전극(82)의 간극(83) 폭(w2)에 대하여 대략 1:2~1:3의 폭(w1)으로 비례적으로 형성될 수 있으며, 이때, 서브 분할 수단(84)의 폭(w1)은 대략 3~5㎛일 수 있다.
또한, 본 실시예에서는 서브 분할 수단이 미세 슬릿의 형태로 형성된 예를 들어 설명하였으나, 본 발명은 이에 제한되지 않으며, 서브 분할 수단은 요철부 형태로 형성될 수 있음은 자명한 일이다.
이하, 도 3 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 공통 전극 표시판 및 이를 포함하는 액정 표시 장치에 대하여 설명한다. 여기서 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 공통 전극 표시판의 배치도이고, 도 4는 도 1의 박막 트랜지스터 표시판과 도 3의 공통 전극 표시판을 결합한 액정 표시 장치의 배치도이고, 도 5는 도 4의 액정 표시 장치를 Ⅴ-Ⅴ'선을 따라 절개한 단면도이다.
도 3 내지 도 5를 참조하면, 유리 등의 투명한 절연 물질로 이루어진 절연 기판(110) 위에 빛샘을 방지하고 화소 영역을 정의하는 블랙 매트릭스(120)가 형성되어 있다. 블랙 매트릭스(120)는 크롬, 크롬 산화물 등의 금속(금속 산화물), 또는 유기 블랙 레지스트 등으로 이루어질 수 있다.
그리고 블랙 매트릭스(120) 사이의 화소 영역에는 적색, 녹색, 청색의 색필터(130)가 순차적으로 배열되어 있다.
이러한 색필터(130) 위에는 이들의 단차를 평탄화하기 위한 오버코트층(135)이 형성될 수 있다.
오버코트층(135) 위에는 ITO 또는 IZO 등의 투명한 도전 물질로 이루어진 공통 전극(140)이 형성되어 있다. 공통 전극(140) 위에는 액정 분자들을 배향하는 배향막(미도시)이 형성될 수 있다.
공통 전극(140)은 절개 패턴으로 이루어진 간극(142)에 의해 다수의 영역으로 구획된다. 여기서 간극(142)은 화소 전극(82)의 간극(83)의 사선부와 교대로 나란히 배치된 사선부와, 화소 전극(82)의 가장자리와 중첩되는 단부를 포함한다. 여기서 간극(142)의 단부는 세로 방향 단부와 가로 방향 단부로 구성될 수 있다. 나아가 본 발명의 변형 실시예에서는 이러한 간극(142)의 위치에 요철(凹凸)부를 형성함으로써 동일한 작용 효과를 얻을 수 있다. 이러한 간극(142) 또는 요철부를 도메인 분할 수단이라고 한다. 이하 설명의 편의를 위하여, 본 실시예에서는 공통 전극(140)을 다수의 영역으로 분할하는 제2 도메인 분할 수단으로서 간극(142)을 이용된 예를 들어 설명한다.
또한, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 화소 전극(82)의 제1 도메인 분할 수단(83)의 사선부과 공통 전극의 제2 도메인 분할 수단(142)의 사선부는 동일한 방향으로 나란히 배열되는 것이 바람직하다. 다시 말하면, 제1 도메인 분할 수단(83)의 사선부는 제2 도메인 분할 수단(142)의 사선부와 교대로 배열되어 수평 전계를 형성할 수 있다.
이때, 화소 전극(82)의 서브 분할 수단(84)은 제1 도메인 분할 수단(83)과 제2 도메인 분할 수단(142) 사이에 위치할 수 있으며, 앞서 설명한 바와 같이, 제1 도메인 분할 수단(83)의 폭(w2)에 비해 좁은 폭(w1)을 가지는 미세 슬릿(silt)으로 형성되어 액정 분자의 배향을 보조할 수 있다.
여기서, 서브 분할 수단(84)은 제1 도메인 분할 수단(83)에 인접하여 형성될 수 있으며, 서브 분할 수단(84)으로부터 제2 도메인 분할 수단(142)까지의 거리(d1), 즉 서브 분할 수단(84)으로부터 제2 도메인 분할 수단(142)까지의 공간적 수평 거리(d1)는 대략 20~23㎛일 수 있다.
이어, 도 5에 도시된 바와 같이, 박막 트랜지스터 표시판(100)과 공통 전극 표시판(200)을 정렬하여 결합하고 그 사이에 액정 분자들로 이루어진 액정층(300)을 형성하여 수직 배향하면 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 기본 구조가 이루어진다.
액정층(300)에 포함되어 있는 액정 분자(310)는 화소 전극(82)과 공통 전극(140) 사이에 전계가 인가되지 않은 상태에서 그 방향자(director)가 박막 트랜지스터 표시판(100)과 공통 전극 표시판(200)에 대하여 수직을 이루도록 배향되어 있고, 음의 유전율 이방성을 가진다. 박막 트랜지스터 표시판(100)과 공통 전극 표시판(200)은 화소 전극(82)이 색필터(130)와 대응하여 정확하게 중첩되도록 정렬된다. 이렇게 하면, 화소는 공통 전극(140)의 제2 도메인 분할 수단(142)과 화소 전극(82)의 제1 도메인 분할 수단(83) 및 서브 분할 수단(84)에 의해 다수의 도메인으로 구획될 수 있다.
액정 표시 장치는 이러한 기본 구조에 편광판, 백라이트 등의 요소들을 배치하여 이루어진다. 이 때 편광판은 기본 구조 양측에 각각 하나씩 배치되며 그 투과축은 게이트 라인에 대하여 둘 중 하나는 나란하고 나머지 하나는 이에 수직을 이루도록 배치한다.
이러한 액정 표시 장치는 박막 트랜지스터 표시판(100)과 공통 전극 표시판(200) 사이에 전계를 인가하면 대부분의 영역에서는 두 표시판(100, 200)에 수직인 전계가 형성되지만 화소 전극(82)의 제1 도메인 분할 수단(83) 및 서브 분할 수단(84)과 공통 전극(140)의 제2 도메인 분할 수단(142) 근처에서는 수평 전계가 형성될 수 있다. 이러한 수평 전계는 각 도메인의 액정 분자(310)의 배향을 보조하는 역할을 할 수 있다.
또한, 본 실시예의 액정 분자(310)는 음의 유전율 이방성을 가지므로, 액정 분자(310)에 전계가 인가되는 경우 각 도메인 내의 액정 분자(310)는 상기 도메인을 구획하는 제1 및 제2 도메인 분할 수단(83, 142)과 서브 분할 수단(84)에 대하여 수직을 이루는 방향으로 기울어지게 된다. 따라서 제1 및 제2 도메인 분할 수단(83, 142) 또는 서브 분할 수단(84)을 중심으로 양쪽에서 액정 분자(310)의 기울 어지는 방향이 반대로 되고, 액정 분자(310)는 게이트 라인(22)과 실질적으로 45도 또는 -45도를 이루며 4 방향으로 기울어지게 된다. 이와 같이 4 방향으로 기울어지는 액정 분자(310)에 의해 광학적 특성이 서로 보상되어 시야각이 넓어지게 된다.
한편, 서브 분할 수단(84)이 제1 및 제2 도메인 분할 수단(83, 142) 사이에 형성될 수 있으므로, 화소 전극(82) 또는 공통 전극(140)은 넓은 전극 간격(D), 예를 들어 대략 40~50㎛의 전극 간격(D)으로 형성될 수 있다. 이에 따라 액정 표시 장치는 액정 분자(310)의 응답 시간이 저하되지 않으면서 최대의 투과율 향상을 구현할 수 있다.
이러한 서브 분할 수단(84)은 화소 전극(82)의 제1 도메인 분할 수단(83)에 인접하여 형성될 수 있으며, 공통 전극(140)의 제2 도메인 분할 수단(142)에 인접하여 형성될 수도 있다.
이하 도 6을 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치, 즉 액정 표시 장치의 공통 전극에도 서브 분할 수단이 형성된 예를 설명한다. 도 6은 도 5의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 단면도이다. 설명의 편의를 위하여 도 5에 도시된 부재와 동일 기능을 갖는 부재는 동일 부호로 나타내고, 따라서 그 설명은 생략한다. 도 6에 도시된 액정 표시 장치는 공통 전극에도 서브 분할 수단이 형성된 것을 제외하고는 도 5의 액정 표시 장치와 실질적으로 동일한 구조를 갖는다. 즉, 도 6에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 액정 표시 장치는 공통 전극(140)에 형성된 제2 도메인 분할 수단(142)에 인접하여 서브 분할 수단(143)이 형성되어 위치할 수 있다.
여기서, 서브 분할 수단(143)은 제2 도메인 분할 수단(142)과 실질적으로 나란하게 형성될 수 있으며, 서브 분할 수단(143)의 폭(w3)은 제2 도메인 분할 수단(142)의 폭(w4)에 대하여 대략 1:2~1:3의 비율로 형성될 수 있다. 여기서 공통 전극(140)의 서브 분할 수단(143)은 화소 전극(82)의 서브 분할 수단(84)과 실질적으로 동일한 폭(w3), 예를 들어 대략 3~5㎛의 폭으로 형성될 수 있다.
또한, 공통 전극(140)의 서브 분할 수단(143)은 공통 전극(140)의 제2 도메인 분할 수단(142)과 화소 전극(82)의 제1 도메인 분할 수단(83) 사이에 형성되어 위치할 수 있으며, 화소 전극(82)의 서브 분할 수단(84)과 교대로 배치될 수 있다. 이러한 서브 분할 수단, 즉 화소 전극(82)의 서브 분할 수단(84)과 공통 전극(140)의 서브 분할 수단(143)은 앞서 설명한 바와 같이, 제1 및 제2 도메인 분할 수단(83, 142)에 의해 구획된 화소 영역을 다수의 도메인으로 재구획할 수 있으며, 이에 따라 제1 및 제2 도메인 분할 수단(83, 142)과 더불어 액정 분자(310)의 배향을 보조할 수 있다.
한편, 상기한 두 서브 분할 수단(84, 143)에 의해 화소 전극(82) 또는 공통 전극(140)은 넓은 전극 간격(D)을 가질 수 있다. 구체적으로, 공통 전극(140)의 서브 분할 수단(143)으로부터 화소 전극(82)의 서브 분할 수단(84)까지의 거리(d2), 즉 두 서브 분할 수단(84, 143)의 공간적 수평 거리(d2)는 대략 20~23㎛일 수 있으며, 이에 따라 화소 전극(82) 또는 공통 전극(140)의 전극 간격(D)은 대략 40~50㎛로 형성할 수 있다. 이렇게 두 전극(82, 140)이 넓은 전극 간격(D)을 가짐으로써, 액정 표시 장치는 액정 분자(310)의 응답 시간이 저하되지 않으면서 최대의 투과율 향상을 구현할 수 있게 된다.
이상에서 도 1 내지 도 6을 참조하여 액정 표시 장치의 두 전극에 형성된 서브 분할 수단이 간극, 즉 미세 슬릿(silt)의 형태인 예를 들어 설명하였다. 그러나 본 발명은 이에 제한되지 않으며, 서브 분할 수단은 요철(凹凸)부의 형태로 형성될 수도 있다.
이하, 도 7을 참조하여, 액정 표시 장치의 서브 분할 수단을 요철부로 형성한 예를 설명한다. 도 7은 도 5의 또 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 단면도이다. 설명의 편의를 위하여 도 6에 도시된 부재와 동일 기능을 갖는 부재는 동일 부호로 나타내고, 따라서 그 설명은 생략한다. 도 7에 도시된 액정 표시 장치는 화소 전극 및 공통 전극에 각각 형성된 서브 분할 수단이 요철부로 형성된 것을 제외하고는 도 6의 액정 표시 장치와 실질적으로 동일한 구조를 갖는다. 즉, 도 7에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 액정 표시 장치는, 화소 전극(82) 및 공통 전극(140)에 형성된 서브 분할 수단(84, 143)이 요철부로 형성되어 위치할 수 있다.
즉, 화소 전극(82)의 제1 도메인 분할 수단(83)에 인접하여 소정의 높이로 돌출된 제1 요철부(85)가 배치되고, 공통 전극(140)의 제2 도메인 분할 수단(142)에 인접하여 소정의 높이로 돌출된 제2 요철부(145)가 배치될 수 있다. 이러한 제1 및 제2 요철부(85, 145)는 제1 및 제2 도메인 분할 수단(83, 142) 사이에 교대로 배열될 수 있으며, 앞서 설명한 바와 같이, 제1 및 제2 도메인 분할 수단(83, 142)에 의해 분할된 도메인을 재구획할 수 있으며, 이에 따라 액정 분자(310)의 배향을 보조할 수 있다.
또한, 제1 요철부(85)로부터 제2 요철부(145)까지의 거리(d3), 즉 제1 요철부(85)로부터 제2 요철부(145)까지의 공간적 수평 거리(d3)는 대략 20~23㎛로 형성할 수 있다. 이에 따라 두 전극, 즉 화소 전극(82) 또는 공통 전극(140)의 전극 간격(D)을 넓게, 예를 들어 대략 40~50㎛의 전극 간격(D)으로 형성할 수 있으며, 액정 표시 장치의 투과율을 향상시킬 수 있다.
한편, 제1 및 제2 요철부(85, 145)는 제1 및 제2 도메인 분할 수단(83, 142)에 비하여 작은 액정 배향력을 가져야 한다. 이에 따라 제1 및 제2 요철부(85, 145)의 높이(h1)는 제1 및 제2 도메인 분할 수단(83, 142)의 폭(w2, w4)보다 작게, 즉 제1 및 제2 도메인 분할 수단(83, 142)의 폭(w2, w4)에 대하여 대략 1:2~1:3의 비율로 작게 형성될 수 있다.
또한, 제1 및 제2 요철부(85, 145)는 역방향 전계가 형성되는 것을 방지하기 위하여 예를 들어 비대칭 구조로 형성될 수도 있다.
본 실시예에서는 제1 및 제2 도메인 분할 수단이 모두 간극으로 형성되고, 두 서브 분할 수단이 모두 요철부로 형성된 예를 들어 설명하였다. 그러나 본 발명은 이에 제한되지는 않으며, 제1 및 제2 도메인 분할 수단과 서브 분할 수단은 상기의 간극 또는 요철부를 선택적으로 형성할 수 있음은 자명한 일이다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이 며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 액정 표시 장치에 의하면, 기존의 도메인 분할 수단에 서브 분할 수단을 추가하여 넓은 전극 간격을 가지는 PVA 모드 액정 표시 장치를 제조함으로써, 액정의 응답 속도 지연을 방지하면서 액정 표시 장치의 투과율을 향상시킬 수 있다.

Claims (11)

  1. 제1 절연 기판 상에 형성된 게이트 라인;
    상기 게이트 라인과 절연되어 교차하는 데이터 라인;
    상기 게이트 라인 및 상기 데이터 라인에 연결된 박막 트랜지스터;
    제1 도메인 분할 수단과, 상기 제1 도메인 분할 수단에 인접하여 나란하게 형성된 제1 서브 분할 수단에 의해 다수의 영역으로 구획되고, 상기 박막 트랜지스터에 연결된 화소 전극을 포함하되,
    상기 제1 서브 분할 수단의 폭은 상기 제1 도메인 분할 수단의 폭보다 작은 액정 표시 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 서브 분할 수단의 폭과 상기 제1 도메인 분할 수단의 폭은 대략 1:2~1:3인 액정 표시 장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 제1 서브 분할 수단의 폭은 대략 3~5㎛인 액정 표시 장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 서브 분할 수단은 미세 슬릿(silt) 또는 요철(凹凸)부인 액정 표시 장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 절연 기판에 대향하는 제2 절연 기판과, 상기 제2 절연 기판 상에 형성되며, 제2 도메인 분할 수단과 의하여 다수의 영역으로 구획되는 공통 전극을 더 포함하고,
    상기 제2 도메인 분할 수단은 상기 제1 도메인 분할 수단과 교대로 나란하게 배치되고, 상기 제1 서브 분할 수단은 상기 제1 및 제2 도메인 분할 수단 사이에 형성되어 위치하는 액정 표시 장치.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 제1 서브 분할 수단으로부터 상기 제2 도메인 분할 수단까지의 거리는 대략 20~23㎛인 액정 표시 장치.
  7. 제5 항에 있어서,
    상기 공통 전극은 상기 제2 도메인 분할 수단에 인접하여 나란하게 형성된 제2 서브 분할 수단을 더 포함하며,
    상기 제2 서브 분할 수단은 상기 제1 서브 분할 수단 및 상기 제2 도메인 분할 수단 사이에 형성되어 위치하는 액정 표시 장치.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 제2 서브 분할 수단의 폭과 상기 제2 도메인 분할 수단의 폭은 대략 1:2~1:3인 액정 표시 장치.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 제2 서브 분할 수단의 폭은 대략 3~5㎛인 액정 표시 장치.
  10. 제7 항에 있어서,
    상기 제1 서브 분할 수단으로부터 상기 제2 서브 분할 수단까지의 거리는 대략 20~23㎛인 액정 표시 장치.
  11. 제7 항에 있어서,
    상기 제2 서브 분할 수단은 미세 슬릿 또는 요철부인 액정 표시 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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