KR20090013102A - 액정 표시 장치 - Google Patents

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KR20090013102A
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쓰요시 가마다
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소니 가부시끼 가이샤
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Abstract

화소의 코너의 투과율을 개선할 수 있는 액정 표시 장치를 제공한다. 복수의 화소가 매트릭스형으로 배치된 액정 표시 장치는, 복수의 화소의 각각에 대응하여 화소 전극이 형성된 구동 기판과, 구동 기판에 대향 배치된 대향 기판과, 구동 기판 및 대향 기판의 각각에 설치된 편광판을 포함한다. 화소 전극은, 편광판의 광학축에 대하여 평행한 좌변 및 우변과, 편광판의 광학축에 대하여 45도, 135도, 225도 또는 315도 중의 어느 하나의 각도로 경사진 상변 및 하변을 갖는 사다리꼴의 외형을 갖는다.
화소 전극, 구동 기판, 대향 기판, 편광판, 액티브 매트릭스

Description

액정 표시 장치{LIQUID CRYSTAL DISPLAY}
본 발명은, 특히 VA(Vertical Alignment, 수직 배향) 모드에 바람직한 액정 표시 장치에 관한 것이다.
본 출원은 2007년 7월 30일자로 일본 특허청에 출원된 일본 특허 출원 번호 2007-197952호에 관련된 발명의 대상을 포함하고 있으며, 이 특허 출원의 전체 내용은 발명의 일부로서 본 명세서 내에 원용되어 있다.
최근, 액정 TV 등에 사용되는 VA 모드용 액정 표시 장치에는 중간 톤(middle tone)에서의 시야각 특성을 개선하기 위한 멀티 화소라는 신기술이 도입되고 있다. 각각의 화소는 도 8에 나타낸 바와 같이 복수의 서브 화소 A 및 B로 나눌 수 있고, 입력 계조에 대하여 서브 화소 A가 먼저 휘도를 올리고, 서브 화소 B가 나중에 휘도를 올린다. 보다 우수한 시야각 특성을 얻으려면, 서브 화소 A와 B의 면적비가 1:1이 아닌 1:2 정도로 되도록 서브 화소 A를 작게 하는 것이 바람직하다.
도 9의 (A) 및 (B)는 각각의 서브 화소 A와 B의 화소 전극 및 공통 전극의 구성을 각각 나타낸 것이며, 도 9의 (C)는 그 등가 회로를 나타낸 것이다. 서브 화소 A와 B에 전위차를 적용하는 여러 방법이 존재하지만, 도 9의 (A)∼(C)에서는, 예컨대, 각각의 서브 화소 A와 B에 전용의 박막 트랜지스터(TFT1, TFT2)를 각각 배치하고, 하나의 게이트 버스 라인(GL)에 2개의 소스 버스 라인(SL1, SL2)을 배치하여 TFT1 및 TFT2를 구동하도록 한 경우를 나타내고 있다.
이 멀티 화소는 TFT1 및 TFT2와, 서브 화소 A를 구성하는 액정 소자(Clc1)와, 서브 화소 B를 구성하는 액정 소자(Clc2)와, 용량성 소자(Cst1, Cst2)를 가지고 있다. TFT1 및 TFT2의 게이트는 게이트 버스 라인(GL)에 접속되어 있다. TFT1의 소스는 소스 버스 라인(SL1)에 접속되고, 드레인은 액정 소자(Clc1)의 일단 및 용량성 소자(Cst1)의 일단에 접속되어 있다. TFT2의 소스는 소스 버스 라인(SL2)에 접속되고, 드레인은 액정 소자(Clc2)의 일단 및 용량성 소자(Cst2)의 일단에 접속되어 있다. 용량성 소자(Cst1)의 타단 및 용량성 소자(Cst2)의 타단은 용량 소자 버스 라인(CL)에 접속되어 있다.
서브 화소 A용의 화소 전극(Px1)은 TFT1에 접속되고, 서브 화소 B용의 화소 전극(Px2)은 TFT2에 접속되어 있다. 도 9의 (C)의 등가 회로도에 나타낸 바와 같이, 서브 화소 A용의 화소 전극(Px1)과 서브 화소 B용의 화소 전극(Px2)은 전기적으로 서로 독립적이고, 화소 전극(Px1, Px2)에 각각 어떠한 전압을 기록해야 하는지는 제어 회로에 의해 결정된다.
화소 전극(Px1, Px2)에는, VA 모드 특유의 구성으로서, 액정 분자를 45도 방향으로 경사지게 하기 위한 슬릿(112)이 설치되어 있다. 이들 슬릿(112)의 일부는 화소 전극(Px1, Px2)을 분리하기 위한 슬릿으로서도 이용된다. 한편, 대향 기판에 배치되는 공통 전극(121)에도 액정 배향 규제를 위한 슬릿(122)이 필요하다. 그리 고, 대향 기판 측의 액정 배향 규제 수단으로서는, 공통 전극(121) 상에 절연 돌기(도시하지 않음)를 형성하는 경우도 있다. 도 9의 (A)에서는, 공통 전극(121)의 슬릿(122)을 파선으로 나타내고 있다.
도 10 및 도 11은 슬릿(112)의 폭을 설명하기 위한 것이다. 액정 표시 장치의 셀 두께 d, 즉 TFT 기판(110)과 대향 기판(120) 사이의 간격은 통상 약 4㎛이다. 셀 두께 d에 대하여 슬릿(112)의 폭이 충분히 넓은 경우, 도 10의 (A)에 나타낸 바와 같이, 슬릿(112)의 등전위면은 TFT 기판(110)의 유리 중에 깊게 삽입되어, 슬릿(112)에서는 수직 방향의 전계가 약해진다. 그러므로, 도 10의 (B)에 나타낸 바와 같이, 슬릿(112)의 액정 분자(131)의 수직 배향이 유지되는 한편, 슬릿(112) 부근의 화소 전극(Px1, Px2) 상에서는 충분히 경사 방향의 전계가 발생하고, 액정 배향 방향이 안정된다.
슬릿(112)에서는 액정 분자(131)가 기울어지지 않아 투과율에 기여하지 않기 때문에, 슬릿(112)의 폭을 증가시키면, 실질적인 개구율이 저하되어, 투과율이 떨어진다. 한편, 슬릿(112)의 폭을 좁게 하면, 개구율은 커지게 되지만, 도 11의 (A)에 나타낸 바와 같이, 슬릿(112) 부근의 전계가 서서히 경사지지 않게 되어, 도 11의 (B)에 나타낸 바와 같이 액정 분자(131)의 배향 안정성이 악화된다. 액정 분자(131)의 방위각이 45도로부터 어긋나면, 편광에 대한 액정 분자(131)의 효과가 변화하므로, 단위 면적당의 투과율이 감소하고, 그 결과 개구율의 증가에도 불구하고, 전체적인 투과율은 저하된다.
즉, 도 12에 나타낸 바와 같이, 투과율에 대한 슬릿(112)의 폭에는 최적값이 존재하고, 통상은 4㎛의 셀 두께 d에 대하여 슬릿(112)의 폭은 10㎛ 정도로 설계된다.
도 13은 2개의 화소 전극(Px1, Px2)에 반대 극성의 전압이 인가된 경우의 슬릿(112)에 있어서의 액정 분자(131)의 배향을 나타낸 것이다. 이 경우, 등전위면은 도 10의 (A) 및 도 11의 (A)와는 크게 상이하고, 화소 전극(Px1, Px2) 사이의 슬릿(112)에 수직으로 등전위면이 진입된다. 또한, 슬릿(112)에는 공통 전극(121)과 동일한 전위의 영역이 반드시 형성된다. 이 동일한 전위의 영역에서는, 액정 분자(131)가 기울어지지 않고, 수직으로 극히 안정된다. 한편, 그 경사 전계가 강하기 때문에, 액정 분자(131)의 배향은 극히 안정된다. 또한, 이 효과는 슬릿(112)의 폭이 감소되는 만큼 높아지게 된다.
도 14의 (A) 및 (B)는, 이 효과를 고려하여 도 9의 (A)∼(C)의 멀티 화소에서 2개의 화소 전극(Px1, Px2)에 역극성의 전압을 인가하는 것을 전제로, 화소 전극(Px1, Px2)의 사이의 슬릿(112A)을 좁게 하는 경우를 도시하고 있다. 또한, 도 15는 도 14의 (A) 및 (B)에 나타낸 화소를 2×2의 매트릭스로 배치한 예를 나타낸 것이다. 실제의 표시 장치는 이것이 반복되어 있는 것으로 생각하여도 된다.
도 16은 도 14 및 도 15와 같이 슬릿(112A)의 간격을 좁게 한 경우의 투과율을 나타낸 것이다. 2개의 화소 전극(Px1, Px2)에 동일한 극성의 전압을 인가한 경우(즉, 동일 극성 구동)에는, 슬릿(112A)의 간격이 10㎛ 이하로 되면, 액정 배향 악화로 인해 투과율이 저하되고 있지만, 2개의 화소 전극(Px1, Px2)에 반대 극성의 전압을 인가한 경우(즉, 반대 극성 구동)에는, 슬릿(112A)을 좁게 함으로써 투과율 을 개선할 수 있다는 것을 알 수 있다(예컨대, 일본 특허 공개 번호 2005-316211호 공보를 참조).
그러나, 이와 같은 협슬릿화는 2개의 서브 화소 A와 B의 사이의 슬릿(112A)에만 적용할 수 있다. 도 14의 (A) 및 (B)에 도시된 경우에는, TFT 기판(110) 측의 6개의 슬릿(112) 중 4개에 적용할 수 있다. 그 이외의 2개의 슬릿(112B), 및 대향 기판(120)의 공통 전극(121)의 슬릿(122)은 이전과 동일한 설계를 유지한다.
또한, 도 14의 (A) 및 (B)에 나타낸 바와 같은 협슬릿화를 적용한 화소에도, 여전히 액정 분자의 배향이 나쁘고 광의 이용 효율이 낮은 영역이 남아 있게 된다. 도 17의 (A)는 도 14의 (A) 및 (B)에 나타낸 것과 동일한 화소를 나타내고, 도 17의 (B)는 도 17의 (A)에 나타낸 화소의 투과율을 시뮬레이션한 결과를 나타낸 것으로, 구체적으로 도 17의 (A)에 나타낸 화소의 좌측 아래 코너의 점선으로 에워싸인 부분을 확대하여 나타내고 있다. 좌측 위 코너에 대하여는 특별히 도시하지 않았지만, 방위각이 상이할 뿐이며, 결과는 대략 마찬가지로라고 생각하여도 된다.
도 17의 (B)로부터 알 수 있는 바와 같이, 특히 화소의 코너에서는 투과율이 매우 악화되어 있다. 그 원인으로서 화소의 기본 형상과 액정 분자의 배향 방향의 불일치를 들 수 있다. 45도 방향으로 경사진 액정 분자는 편광판의 광학축과의 관계로부터 투과율이 최대가 된다. 그러므로 슬릿(112)은 45도로 배치되어 있다. 그러나, 화소의 기본 형상은 직사각형이므로, 화소의 코너에서는 종횡으로 잘린 화소 전극(Px1, Px2)의 패턴의 영향에 의해 액정 분자의 방위각이 어긋나 버린다. 이것을 이하에서는 "φ(방위각) 치우침"으로 지칭한다. 특히, 화소의 코너에서는, 좌우단과 상하단의 φ 치우침이 집중되므로, 투과율의 악화가 현저하게 된다.
본 발명은 이러한 문제점을 감안하여 이루어진 것이며, 그 목적은 화소의 코너의 투과율을 개선할 수 있는 액정 표시 장치를 제공하는 것에 있다.
본 발명에 의한 제1 액정 표시 장치는, 복수의 화소가 매트릭스형으로 배치된 것으로서, 복수의 화소의 각각에 대응하여 화소 전극이 형성된 구동 기판과, 구동 기판에 대향 배치된 대향 기판과, 구동 기판 및 대향 기판의 각각에 설치된 편광판을 포함하며, 화소 전극의 외형이, 좌변 및 우변은 편광판의 광학축에 대하여 평행이며, 상변 및 하변은 편광판의 광학축에 대하여 45도, 135도, 225도 또는 315도 중의 어느 하나의 각도로 경사진 사다리꼴이다.
본 발명에 의한 제2 액정 표시 장치는, 복수의 화소가 매트릭스형으로 배치된 것으로서, 복수의 화소의 각각에 대응하여 화소 전극이 형성된 구동 기판과, 구동 기판에 대향 배치된 대향 기판과, 구동 기판 및 대향 기판의 각각에 설치된 편광판을 포함하며, 화소 전극은 짝수 개의 단위 화소 전극을 갖고, 단위 화소 전극의 외형이, 좌변 및 우변은 편광판의 광학축에 대하여 평행이며, 상변 및 하변은 편광판의 광학축에 대하여 45도, 135도, 225도 또는 315도 중의 어느 하나의 각도로 경사진 사다리꼴이다.
본 발명에 의한 제3 액정 표시 장치는, 복수의 화소가 매트릭스형으로 배치된 것으로서, 복수의 화소의 각각에 대응하여 화소 전극이 형성된 구동 기판과, 구동 기판에 대향 배치된 대향 기판과, 구동 기판 및 대향 기판의 각각에 설치된 편 광판을 포함하며, 화소 전극의 외형은, 상변 및 하변이 편광판의 광학축에 대하여45도, 135도, 225도 또는 315도 중의 어느 하나의 각도로 경사진 형상이다.
본 발명에 의한 제1 액정 표시 장치에서는, 화소 전극의 외형이, 좌변 및 우변은 편광판의 광학축에 대하여 평행하고, 상변 및 하변은 편광판의 광학축에 대하여 45도, 135도, 225도 또는 315도 중의 어느 하나의 각도로 경사진 사다리꼴이므로, 화소의 코너의 φ 치우침이 저감되어 투과율이 향상된다.
본 발명에 의한 제2 액정 표시 장치에서는, 화소 전극이 짝수 개의 단위 화소 전극을 갖고 있고, 이 단위 화소 전극의 외형이, 좌변 및 우변은 편광판의 광학축에 대하여 평행하고, 상변 및 하변은 편광판의 광학축에 대하여 45도, 135도, 225도 또는 315도 중의 어느 하나의 각도로 경사진 사다리꼴이므로, 화소의 코너의 φ 치우침이 저감되어 투과율이 향상된다.
본 발명에 의한 제3 액정 표시 장치에서는, 화소 전극의 외형이, 상변 및 하변이 편광판의 광학축에 대하여 45도, 135도, 225도 또는 315도 중의 어느 하나의 각도로 경사진 형상이므로, 화소의 코너의 φ 치우침이 저감되어 투과율이 향상된다.
본 발명의 제1 액정 표시 장치에 의하면, 화소 전극의 외형을, 좌변 및 우변은 편광판의 광학축에 대하여 평행하며, 상변 및 하변은 편광판의 광학축에 대하여45도, 135도, 225도 또는 315도 중의 어느 하나의 각도로 경사진 사다리꼴로 하고 있고, 또한, 본 발명의 제2 액정 표시 장치에 의하면, 화소 전극을 짝수의 단위 화 소 전극을 갖는 것으로 하고, 이 단위 화소 전극의 외형을, 좌변 및 우변은 편광판의 광학축에 대하여 평행하며, 상변 및 하변은 편광판의 광학축에 대하여 45도, 135도, 225도 또는 315도 중의 어느 하나의 각도로 경사진 사다리꼴로 하고 있고, 또한 본 발명의 제3 액정 표시 장치에 의하면, 화소 전극의 외형을, 상변 및 하변이 편광판의 광학축에 대하여 45도, 135도, 225도 또는 315도 중의 어느 하나의 각도로 경사진 형상으로 하였으므로, 화소의 코너의 φ 치우침이 저감되어, 투과율을 개선할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
(제1 실시예)
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치의 구성을 나타낸 것이다. 이 액정 표시 장치는, 액정 TV 등에 사용되는 VA 모드용 액정 표시 장치이며, 예컨대 액정 표시 패널(1), 백라이트부(2), 화상 처리부(3), 프레임 메모리(4), 게이트 드라이버(5), 데이터 드라이버(6), 타이밍 제어부(7) 및 백라이트 구동부(8)를 포함하고 있다.
액정 표시 패널(1)은 게이트 드라이버(5)로부터 공급되는 구동 신호에 의해 데이터 드라이버(6)로부터 전달되는 영상 신호 Di에 따라 영상 표시를 행하는 것이며, 매트릭스형으로 배치된 복수의 화소 P1를 갖고, 이들 화소 P1마다 구동이 행해지는 액티브 매트릭스(active matrix) 타입의 액정 표시 패널이다. 이 화소 P1의 구체적인 구성에 대하여는 후술한다.
백라이트부(2)는 액정 표시 패널(1)에 광을 조사하는 광원이며, 예컨대 CCFL(Cold Cathode Fluorescent Lamp : 냉음극 형광 램프) 및 LED(Light Emitting Diode: 발광 다이오드)를 포함하여 구성되어 있다.
화상 처리부(3)는 외부로부터의 영상 신호 S1에 대하여 소정의 화상 처리를 행함으로써 RGB 신호인 영상 신호 S2를 생성한다.
프레임 메모리(4)는 화상 처리부(3)로부터 공급되는 영상 신호 S2를 프레임 단위로 화소 P마다 기억한다.
타이밍 제어부(7)는 게이트 드라이버(5), 데이터 드라이버(6) 및 백라이트 구동부(8)의 구동 타이밍을 제어한다. 또한, 백라이트 구동부(8)는 타이밍 제어부(7)의 타이밍 제어에 따라 백라이트부(2)의 점등 동작을 제어한다.
이하, 도 2 내지 도 4를 참조하여, 액정 표시 패널(1)의 각 화소 P1의 구체적인 구성에 대하여 설명한다. 각각의 화소 P1는 2개의 서브 화소로 이루어지는 멀티 화소 구조를 가지는 것이며, 예컨대, 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 기본 색 중 어느 하나를 표시하도록 되어 있다.
도 2는 화소 P1의 등가 회로를 나타낸 것이다. 화소 P1은 TFT1 및 TFT2와, 1개의 서브 화소(이하, "서브 화소 A"로 지칭함)를 구성하는 액정 소자(Clc1)와, 하나의 서브 화소(이하, "서브 화소 B"로 지칭함)를 구성하는 액정 소자(Clc2)와, 용량성 소자(Cst1, Cst2)를 가지고 있다.
TFT1 및 TFT2는 서브 화소 A 및 B에 영상 신호 S3를 공급하기 위한 스위칭 소자로서의 기능을 가지며, 예컨대 MOS-FET(Metal Oxide Semiconductor-Field Effect Transistor)에 의해 구성되며, 3개의 전극, 게이트, 소스 및 드레인을 가지고 있다. TFT1 및 TFT2의 게이트는 좌우 방향으로 연장되는 게이트 버스 라인(GL)에 접속되어 있다. 이 게이트 버스 라인(GL)에는 상하 방향으로 연장되는 2개의 소스 버스 라인(SL1, SL2)이 직교하고 있다. TFT1의 소스는 소스 버스 라인(SL1)에 접속되고, 드레인은 액정 소자(Clc1)의 일단 및 용량성 소자(Cst1)의 일단에 접속되어 있다. TFT2의 소스는 소스 버스 라인(SL2)에 접속되고, 드레인은 액정 소자(Clc2)의 일단 및 용량성 소자(Cst2)의 일단에 접속되어 있다.
액정 소자(Clc1, Clc2)는 각각 TFT1 및 TFT2를 통하여 공급되는 신호 전압에 따라 표시를 위한 동작을 행하는 표시 소자로서의 기능을 갖는다. 액정 소자(Clc1)의 타단 및 액정 소자(Clc2)의 타단은 접지되어 있다.
용량성 소자(Cst1, Cst2)는 양단 사이에 전위차를 발생시키며, 구체적으로는 전하를 축적시키는 유전체를 포함하여 구성되어 있다. 용량성 소자(Cst1)의 타단 및 용량성 소자(Cst2)의 타단은 게이트 버스 라인(GL)에 평행을 이루는, 즉 좌우 방향으로 연장되는 용량 소자 버스 라인(CL)에 접속되어 있다.
도 3은 액정 표시 패널(1)의 단면 구조를 나타낸 것이다. 액정 표시 패널(1)은 TFT 기판(구동 기판)(10)과 대향 기판(20) 사이에 액정층(30)을 가지고 있다. TFT 기판(10) 및 대향 기판(20)의 각각에는 편광판(41, 42)이 이들의 광학축(도시하지 않음)을 직교하도록 설치되어 있다.
TFT 기판(10)은 유리 기판(10A)에 복수의 화소 P1의 각각에 대응하여 화소 전극(11)이 설치되어 있다. 유리 기판(10A)에는 도 2에 나타낸 TFT1 및 TFT2, 용 량 소자(Clc1, Clc2) 등(도시하지 않음)이 설치되어 있다. 화소 전극(11)에는 액정 배향 제어를 위한 슬릿(12)이 설치되어 있다.
대향 기판(20)은 유리 기판(20A)에 공통 전극(코먼 전극)(21)이 형성된 것이다. 유리 기판(20A)에는 컬러 필터 및 블랙 매트릭스 등(도시하지 않음)이 형성되어 있다. 공통 전극(21)에는, 액정 배향 제어를 위한 슬릿(21)이 화소 전극(11)의 슬릿(12)과 중첩되지 않는 위치에 설치되어 있다.
액정층(30)은 VA 모드의 액정층이며, 액정 분자(31)에 의해 구성되어 있다.
도 4는 나란하게 배열된 4개의 화소 P1의 화소 전극(11)을 나타낸 것이며, 도 5는 도 4에 나타낸 4개의 화소 전극(11)을 분리하여 나타낸 것이다. 화소 전극(11)의 외형은 90도의 각도로 수직 배열된 사다리꼴이다. 화소 전극(11)의 좌변 및 우변은 사다리꼴의 평행한 변이며, 편광판(41, 42)의 광학축에 대하여 평행을 이루고 있다. 화소 전극(11)의 상변 및 하변은 사다리꼴의 경사진 변이며, 편광판(41, 42)의 광학축에 대하여 45도, 135도, 225도 또는 315도 중의 어느 하나의 각도로 경사져 있다. 이로써, 이 액정 표시 장치에서는, 화소 P1의 코너의 투과율을 개선할 수 있다.
화소 전극(11)은 좌우에 인접하는 화소 전극(11)과 수직축에 대하여 선대칭으로 배치되어 있다. 또한, 화소 전극(11)은 상하로 인접하는 화소 전극(11)과는 점대칭으로 배치되어 있는 동시에, 화소 전극(11)의 상변 및 하변과 상기 화소 전극(11)의 상하에 인접하는 화소 전극의 상변 및 하변은 서로 평행을 이룬다. 이로써, 불필요한 공간을 없앨 수 있다.
화소 전극(11)은 서브 화소 전극(Px1, Px2)을 가지고 있다. 서브 화소 전극 Px1은 서브 화소 A를 구성하며, TFT1(도 4에는 도시하지 않음, 도 2를 참조)에 접속되어 있다. 화소 전극 Px2는 서브 화소 B를 구성하며, TFT2(도 4에는 도시하지 않음, 도 2를 참조)에 접속되어 있다. 그리고, 도 2의 등가 회로도에 나타낸 바와 같이, 서브 화소 전극 Px1과 서브 화소 전극 Px2는 전기적으로 서로 독립되어 있으며, 이들 서브 화소 전극(Px1, Px2)은 동일 프레임 내에서 반대 극성 전압이 인가되고 있다. 이로써, 화소 P1 내의 슬릿(12)의 폭을 좁게 하여, 투과율을 개선할 수 있다.
화소 전극(11)과 상하 또는 좌우에 인접하는 화소 전극(11)은, 복수의 서브 화소 전극(Px1, Px2) 간의 극성 관계가 반대인 것이 바람직하다. 인접하는 화소 전극(11) 사이의 슬릿(12)을 좁게 하는 것이 가능해지고, 투과율를 보다 개선할 수 있기 때문이다.
즉, 종래 기술의 직사각형의 화소 전극에서는, 반대 극성으로 구동되는 서브 화소 전극(Px1, Px2)을 효율적으로 인접시키도록 설계하는 것이 곤란하였다. 도 12에서도, 코너의 2개의 슬릿(112A)은 동일 극성 구동의 화소 전극(Px2) 사이에 배치되어, 10㎛의 커다란 폭을 필요로 한다. 그러므로, 화소의 코너에서는 협슬릿화에 의한 투과율 개선이라는 이점을 누릴 수 없도록 되어 있었다.
이 액정 표시 장치는, 화소 전극(11)을 도 4에 나타낸 바와 같은 외형으로 형성하는 것을 제외하고는, 통상의 제조 방법에 의해 제조할 수 있다.
이 액정 표시 패널(1)에서는, 도 1에 나타낸 바와 같이, 외부로부터 공급된 영상 신호 S1이 화상 처리부(3)에 의해 화상 처리되어, 각각의 화소 P1용의 영상 신호 S2가 생성된다. 이 영상 신호 S2는 프레임 메모리(4)에 기억되고, 영상 신호 S3로서 데이터 드라이버(6)에 공급된다. 이같이 하여 공급된 영상 신호 S3에 따라, 게이트 드라이버(5) 및 데이터 드라이버(6)로부터 출력되는 각각의 화소 P1 내로의 구동 전압에 의해, 각각의 화소 P1마다 라인 순서의 표시 구동 동작(line sequential display driving operation)이 행해진다. 구체적으로는, 게이트 드라이버(5)로부터 게이트 버스 라인(GL)을 통하여 공급되는 선택 신호에 응답하여, TFT1 및 TFT2의 온/오프가 전환되어, 소스 버스 라인(SL)과 화소 P1를 선택적으로 도통하도록 되어 있다. 이로써, 백라이트부(2)로부터의 조명광이 액정 표시 패널(1)에 의해 변조되어 표시광으로서 출력된다.
이 경우, 화소 전극(11)의 외형이, 좌변 및 우변은 편광판(41, 42)의 광학축에 대하여 평행하며, 상변 및 하변은 편광판(41, 42)의 광학축에 대하여 45도, 135도, 225도 또는 315도 중의 어느 하나의 각도로 경사진 사다리꼴이므로, 액정 분자(31)의 배향 방향과 화소 전극(11)의 외형 형상 간의 불일치가 개선된다. 이로써, 화소 P1의 코너의 φ 치우침이 저감되어, 투과율이 향상된다.
그러므로, 제1 실시예에서는, 화소 전극의 외형을, 좌변 및 우변은 편광판의 광학축에 대하여 평행하며, 상변 및 하변은 편광판의 광학축에 대하여 45도, 135도, 225도 또는 315도 중 어느 하나의 각도로 경사진 사다리꼴로 하고 있으므로, 화소의 코너의 φ 치우침을 저감할 수 있어, 투과율을 향상시킬 수 있다.
(제2 실시예)
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 액정 표시 패널(1)의 나란하게 배열된 4개의 화소 P1의 화소 전극(11)을 나타낸 것이며, 도 7은 도 6에 나타낸 4개의 화소 전극(11)을 분리하여 나타낸 것이다. 그리고, 본 실시예에서는, 액정 표시 패널(1)의 화소 P1 이외는, 상기 실시예와 마찬가지의 구성을 가지고 있으므로, 상기와 동일한 구성 요소에 대하여는 동일한 부호를 부여하여 설명한다.
화소 전극(11)은 짝수 개(예컨대, 2개)의 단위 화소 전극(13)을 갖고 있다. 단위 화소 전극(13)의 외형은 90도의 각도로 수직 배열된 사다리꼴이다. 단위 화소 전극(13)의 좌변 및 우변은 사다리꼴의 평행한 변이며, 편광판(41, 42)의 광학축에 대하여 평행하다. 단위 화소 전극(13)의 상변 및 하변은 사다리꼴의 경사진 변이며, 편광판(41, 42)의 광학축에 대하여 45도, 135도, 225도 또는 315도 중 어느 하나의 각도로 경사져 있다. 이로써, 이 액정 표시 장치에서는, 화소 P1의 코너의 투과율을 개선할 수 있도록 되어 있다.
2개의 단위 화소 전극(13)은 화소 P1 내에서 상하에 서로 인접하는 동시에 점대칭으로 배치되어 있다. 즉, 단위 화소 전극(13)의 상변 및 하변과 상기 단위 화소 전극(13)의 상하에 서로 인접하는 단위 화소 전극(13)의 상변 및 하변은 서로 평행을 이룬다. 이로써, 불필요한 공간을 없앨 수 있다.
그리고, 화소 전극(11)과 좌우에 인접하는 화소 전극(11)은 수직축에 대하여 선대칭으로 배치되어 있어도 되고, 선대칭으로 배치되어 있지 않아도 된다.
2개의 단위 화소 전극(13)은 각각 서브 단위 화소 전극(Px1, Px2)을 가지고 있다. 서브 단위 화소 전극 Px1은 서브 화소 A를 구성하며, TFT1(도 6에는 도시하 지 않음, 도 2를 참조)에 접속되어 있다. 서브 단위 화소 전극 Px2은 서브 화소 B를 구성하며, TFT2(도 6에는 도시하지 않음, 도 2를 참조)에 접속되어 있다. TFT1은 2개의 단위 화소 전극(13)의 서브 단위 화소 전극 Px1에 공통이며, TFT2는 2개의 단위 화소 전극(13)의 서브 단위 화소 전극 Px2에 공통이다. 그리고, 도 2의 등가 회로도에 나타낸 바와 같이, 서브 단위 화소 전극 Px1과 서브 단위 화소 전극 Px2는 전기적으로 서로 독립적이며, 이들 서브 단위 화소 전극(Px1, Px2)은 동일 프레임 내에서 반대 극성으로 전압이 인가되고 있다. 이로써, 화소 P1 내의 슬릿(12)의 폭을 좁게 하여, 투과율을 개선할 수 있다.
화소 전극(11)과 상하 또는 좌우에 인접하는 화소 전극(11)은, 복수의 서브 단위 화소 전극(Px1, Px2) 간의 극성 관계가 반대인 것이 바람직하다. 인접하는 화소 전극(11) 사이의 슬릿(12)을 좁게 하는 것이 가능해지고, 투과율를 보다 개선할 수 있기 때문이다.
이 액정 표시 장치는 단위 화소 전극(13)을 도 6에 나타낸 바와 같은 외형으로 형성하는 것을 제외하고는 통상의 제조 방법에 의해 제조할 수 있다.
이 액정 표시 패널(1)에서는, 도 1에 나타낸 바와 같이, 제1 실시예와 마찬가지로 하여 각각의 화소 P1 마다 라인 순서의 표시 구동 동작이 행해져, 백라이트부(2)로부터의 조명광이 액정 표시 패널(1)에 의해 변조되어 표시광으로서 출력된다.
이 경우, 화소 전극(11)이 2개의 단위 화소 전극(13)을 가지고 있고, 이 단위 화소 전극(13)의 외형이, 좌변 및 우변은 편광판(41, 42)의 광학축에 대하여 평 행하며, 상변 및 하변은 편광판(41, 42)의 광학축에 대하여 45도, 135도, 225도 또는 315도 중 어느 하나의 각도로 경사진 사다리꼴이므로, 액정 분자(31)의 배향 방향과 화소 전극(11)의 외형 형상 간의 불일치가 개선된다. 따라서, 화소 P1의 코너의 φ 치우침이 저감되어, 투과율이 향상된다.
또한, 제2 실시예에서는, 화소 P1이 좌측 굴곡 형상(left-bend shape)과 우측 굴곡 형상의 2종류로 되어 있다. 시야각 특성은 화소 P1의 형상에 의해 영향을 받으며, 엄밀하게는 이들 2종류의 화소 간의 시야각 특성은 약간 상이한 것으로 된다. 2종류의 화소 P1이 지그재그 배열로 정밀하게 배치되어 있으므로, 통상의 화상에서는 위화감을 느끼지 않게 된다. 그러나, 원래의 화상이 지그재그 패턴인 경우에는, 약간의 위화감을 느끼게 될 우려도 있다. 이와 반대로, 본 제2 실시예에서는, 화소 전극(11)이 2개의 단위 화소 전극(13)을 포함하도록 하였으므로, 1개의 화소 P1 중 2종류의 시야각 특성이 평균화되어, 어떠한 패턴을 표시해도 시각 특성의 차에 기인하는 위화감이 발생할 우려는 없어진다.
이와 같이, 제2 실시예에서는, 화소 전극(11)이 2개의 단위 화소 전극(13)을 가지고 있고, 이 단위 화소 전극(13)의 외형이, 좌변 및 우변은 편광판(41, 42)의 광학축에 대하여 평행하며, 상변 및 하변은 편광판(41, 42)의 광학축에 대하여 45도, 135도, 225도 또는 315도 중의 어느 하나의 각도로 경사진 사다리꼴이므로, 화소 P1의 코너의 φ 치우침을 저감할 수 있어, 투과율을 향상시킬 수 있다.
이상, 실시예를 들어 본 발명을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예로 한정되지 않고, 각종의 변형이 가능하다. 예컨대, 상기 실시예에서는, 화소 전 극(11) 또는 단위 화소 전극(13)의 외형이 사다리꼴인 경우에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 화소 전극(11) 또는 단위 화소 전극(13)의 외형이 사다리꼴인 경우로 한정되지 않고, 평행 사변형 등의, 상변 및 하변이 편광판의 광학축에 대하여 45도, 135도, 225도 또는 315도 중의 어느 하나의 각도로 경사진 형상인 경우에 적용할 수 있다.
또한, 예컨대, 상기 실시예에서는, 각각의 화소가 2개의 서브 화소로 분할되는 예에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 각각의 화소가 3개 이상의 서브 화소로 분할되도록 한 경우에도 적용할 수 있다.
또한, 서브 화소의 형상은 상기 실시예로 한정되지 않고, 다른 형상, 예컨대 정사각형이나 직사각형 등이어도 되고, 실질적으로 화소의 평면적이 분할되도록 한 구성이면 된다.
본 발명의 당업자라면, 본 명세서에 첨부된 청구범위 또는 그 등가물의 기술 사상 내에서 본 발명의 설계 조건 및 기타 요소에 따라 다양한 수정, 조합, 부분 조합 및 변경이 가능하다는 것을 이해할 것이다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정 표시 패널을 구비한 액정 표시 장치의 전체 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1에 나타낸 액정 표시 패널의 화소의 등가 회로도이다.
도 3은 도 1에 나타낸 액정 표시 패널의 일부의 구조를 나타내는 단면도이다.
도 4는 도 3에 나타낸 화소 전극의 평면도이다.
도 5는 도 4에 나타낸 화소 전극을 분리하여 나타낸 평면도이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 화소 전극의 평면도이다.
도 7은 도 6에 나타낸 화소 전극을 분리하여 나타낸 평면도이다.
도 8은 종래 기술의 멀티 화소에 의한 계조 표시의 일례를 나타낸 도면이다.
도 9의 (A), (B) 및 (C)는 도 8에 나타낸 각각의 서브 화소의 화소 전극의 구성, 그 공통 전극의 구성, 및 그 등가 회로도이다.
도 10의 (A) 및 (B)는 도 9의 (A) 내지 (C)에 나타낸 슬릿의 폭을 설명하기 위한 도면이다.
도 11의 (A) 및 (B)는 도 9에 나타낸 슬릿의 폭을 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 슬릿의 폭과 투과율과의 관계를 나타낸 도면이다.
도 13은 도 9의 (A) 내지 (C)에 나타낸 2개의 화소 전극에 반대 극성의 전압을 인가한 경우의 슬릿에서의 액정 분자의 배향을 설명하기 위한 도면이다.
도 14의 (A) 및 (B)는 반대 극성 구동의 화소의 구성을 나타낸 평면도이다.
도 15는 도 14의 (A) 및 (B)에 나타낸 화소를 2×2의 매트릭스로 배치한 예를 나타낸 평면도이다.
도 16은 슬릿의 폭을 좁게 한 경우의 투과율을 나타낸 도면이다.
도 17의 (A) 및 (B)는 종래 기술의 화소의 투과율의 시뮬레이션 결과를 나타낸 도면이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
1 : 액정 표시 패널
10 : TFT 기판(구동 기판)
11 : 화소 전극
12, 22 : 슬릿
13 : 단위 화소 전극
20 : 대향 기판
21 : 공통 전극
41, 42 : 편광판
P1 : 화소

Claims (13)

  1. 복수의 화소가 매트릭스형으로 배치된 액정 표시 장치에 있어서,
    상기 복수의 화소의 각각에 대응하여 화소 전극이 형성된 구동 기판;
    상기 구동 기판에 대향 배치된 대향 기판; 및
    상기 구동 기판 및 상기 대향 기판의 각각에 설치된 편광판
    을 포함하며,
    상기 화소 전극의 외형은, 상기 편광판의 광학축에 대하여 평행한 좌변 및 우변과, 상기 편광판의 광학축에 대하여 45도, 135도, 225도 또는 315도 중의 어느 하나의 각도로 경사진 상변 및 하변을 갖는 사다리꼴인,
    액정 표시 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 화소 전극은 복수의 서브 화소 전극을 갖고, 상기 복수의 서브 화소 전극의 각각은 비선형 소자에 접속되고, 상기 복수의 서브 화소 전극 중의 2개 이상에 인가된 전압은 동일 프레임 내에서 극성이 반대인, 액정 표시 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 화소 전극은, 상하 또는 좌우에 인접하는 화소 전극과는, 상기 복수의 서브 화소 전극 간의 극성 관계가 반대인, 액정 표시 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 화소 전극과 좌우에 인접하는 화소 전극은 수직축에 대하여 선대칭을 이루는, 액정 표시 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 화소 전극과 상하에 인접하는 화소 전극은 점 대칭으로 배치되며, 상기 화소 전극의 상변 및 하변과 상기 화소 전극의 상하에 인접하는 화소 전극의 상변 및 하변은 서로 평행을 이루는, 액정 표시 장치.
  6. 복수의 화소가 매트릭스형으로 배치된 액정 표시 장치에 있어서,
    상기 복수의 화소의 각각에 대응하여 화소 전극이 형성된 구동 기판;
    상기 구동 기판에 대향 배치된 대향 기판;
    상기 구동 기판 및 상기 대향 기판의 각각에 설치된 편광판
    을 포함하며,
    화소 전극은 짝수 개의 단위 화소 전극을 갖고,
    상기 단위 화소 전극의 외형이, 상기 편광판의 광학축에 대하여 평행한 좌변 및 우변과, 상기 편광판의 광학축에 대하여 45도, 135도, 225도 또는 315도 중의 어느 하나의 각도로 경사진 상변 및 하변을 갖는 사다리꼴인,
    액정 표시 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 단위 화소 전극은 복수의 서브 단위 화소 전극을 갖고, 상기 복수의 서브 단위 화소 전극의 각각은 비선형 소자에 접속되고, 상기 복수의 서브 단위 화소 전극에 인가되는 전압은 동일 프레임 내에서 극성이 반대인, 액정 표시 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 화소 전극은, 상하 또는 좌우에 인접하는 화소 전극과는, 상기 복수의 서브 단위 화소 전극 간의 극성의 관계가 반대인, 액정 표시 장치.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 짝수 개의 단위 화소 전극은 상하로 서로 인접하며, 점대칭으로 배치되어 있는, 액정 표시 장치.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 화소 전극과 좌우에 인접하는 화소 전극은 수직축에 대하여 선대칭을 이루는, 액정 표시 장치.
  11. 제6항에 있어서,
    상기 단위 화소 전극의 상변 및 하변과 상기 단위 화소 전극의 상하에 인접 하는 단위 화소 전극의 상변 및 하변은 서로 평행을 이루는, 액정 표시 장치.
  12. 복수의 화소가 매트릭스형으로 배치된 액정 표시 장치에 있어서,
    상기 복수의 화소의 각각에 대응하여 화소 전극이 형성된 구동 기판;
    상기 구동 기판에 대향 배치된 대향 기판;
    상기 구동 기판 및 상기 대향 기판의 각각에 설치된 편광판
    을 포함하며,
    상기 화소 전극의 외형은, 상변 및 하변이 상기 편광판의 광학축에 대하여 45도, 135도, 225도 또는 315도 중의 어느 하나의 각도로 경사진 형상인,
    액정 표시 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 화소 전극의 상변 및 하변과 상기 화소 전극의 상하에 인접하는 화소 전극의 상변 및 하변은 서로 평행을 이루는, 액정 표시 장치.
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