KR20090027474A - 액정 표시 장치 - Google Patents

액정 표시 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20090027474A
KR20090027474A KR1020070092716A KR20070092716A KR20090027474A KR 20090027474 A KR20090027474 A KR 20090027474A KR 1020070092716 A KR1020070092716 A KR 1020070092716A KR 20070092716 A KR20070092716 A KR 20070092716A KR 20090027474 A KR20090027474 A KR 20090027474A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
liquid crystal
control means
linear electrode
texture control
insulating substrate
Prior art date
Application number
KR1020070092716A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101471546B1 (ko
Inventor
우화성
신용환
김성운
김희섭
Original Assignee
삼성전자주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to KR1020070092716A priority Critical patent/KR101471546B1/ko
Priority to US12/121,877 priority patent/US8310642B2/en
Publication of KR20090027474A publication Critical patent/KR20090027474A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101471546B1 publication Critical patent/KR101471546B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1343—Electrodes
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1337—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers
    • G02F1/133707—Structures for producing distorted electric fields, e.g. bumps, protrusions, recesses, slits in pixel electrodes
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1343—Electrodes
    • G02F1/134309—Electrodes characterised by their geometrical arrangement
    • G02F1/134363—Electrodes characterised by their geometrical arrangement for applying an electric field parallel to the substrate, i.e. in-plane switching [IPS]
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/137—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering
    • G02F1/139—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering based on orientation effects in which the liquid crystal remains transparent
    • G02F1/1393—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering based on orientation effects in which the liquid crystal remains transparent the birefringence of the liquid crystal being electrically controlled, e.g. ECB-, DAP-, HAN-, PI-LC cells
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F2202/00—Materials and properties
    • G02F2202/42—Materials having a particular dielectric constant

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)

Abstract

텍스쳐(texture)가 제어되고 응답 속도가 개선된 액정 표시 장치가 제공된다. 액정 표시 장치는, 서로 이격되어 대향하는 제1 및 제2 절연 기판과, 제1 절연 기판과 제2 절연 기판 사이에 개재되고, 액정분자를 포함하는 액정층과, 제1 절연 기판 상에 배치되고, 복수의 제1 선형 전극 패턴을 포함하는 화소 전극과, 제1 절연 기판 상에 배치되고, 복수의 제1 선형 전극 패턴과 간극을 두고 교대로 배치된 복수의 제2 선형 전극 패턴을 포함하는 공통 전극과, 간극 내에 위치하고, 상기 제1 또는 제2 절연 기판 상에 형성된 텍스쳐 제어 수단을 포함한다.
텍스쳐, 돌기, 홈

Description

액정 표시 장치{Liquid crystal display}
본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 텍스쳐가 제어되고 응답 속도가 개선된 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 액정분자의 배향을 결정하고 입사광의 편광을 제어함으로써 영상을 표시한다.
그러나 액정 표시 장치는 CRT(Cathod Ray Tube) 등의 화상 표시 장치에 비해 시야각이 좁은 문제점이 지적되어 시야각이 넓은 액정 표시 장치가 연구되고 있다. 광시야각을 가지는 액정 표시 장치로서, EOC(electrically-induced optical compensation) 모드, IPS(In-Plane Switching) 모드 액정 표시 장치, VA(Vertical Alignment) 모드 액정 표시 장치 등이 연구된 바 있다.
그러나, 이들 광시야각을 갖는 액정 표시 장치에서도 텍스쳐가 발생하거나, 응답 속도가 느린 문제점이 있다.
따라서, 텍스쳐를 제어하고 응답 속도를 향상시킬 필요가 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 텍스쳐가 제어되고 응답 속도가 향상된 액정 표시 장치를 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치는, 서로 이격되어 대향하는 제1 및 제2 절연 기판과, 상기 제1 절연 기판과 상기 제2 절연 기판 사이에 개재되고, 액정분자를 포함하는 액정층과, 상기 제1 절연 기판 상에 배치되고, 복수의 제1 선형 전극 패턴을 포함하는 화소 전극과, 상기 제1 절연 기판 상에 배치되고, 상기 복수의 제1 선형 전극 패턴과 간극을 두고 교대로 배치된 복수의 제2 선형 전극 패턴을 포함하는 공통 전극과, 상기 간극 내에 위치하고, 상기 제1 또는 제2 절연 기판 상에 형성된 텍스쳐 제어 수단을 포함한다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있 다.
본 발명의 실시예들에 따른 액정 표시 장치에 의하면, 다음과 같은 효과가 하나 혹은 그 이상 있다.
첫째, 컬러필터 표시판에 돌기를 포함함으로써 텍스쳐를 효율적으로 제어하고 응답 속도를 향상시킬 수 있다.
둘째, 박막 트랜지스터 표시판에 홈을 포함함으로써 텍스쳐를 효율적으로 제어하고 응답 속도를 향상시킬 수 있다.
셋째, 텍스쳐 제어수단 및 절곡부를 포함함으로써 응답 속도를 향상시킬 수 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 위 뿐만 아니라 중간에 다른 층 또는 다 른 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.
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.
이하, 첨부된 도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치에 대하여 설명한다. 도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치의 배치도이다. 도 2는 도 1의 A-A'선을 따라, 액정 표시 장치를 자른 단면도이다.
본 실시예의 액정 표시 장치는, 서로 대향하도록 배치된 박막 트랜지스터 표시판(100)과 컬러필터 표시판(200), 및 이들 두 표시판(100, 200) 사이에 개재된 액정층(300) 및 백라이트 어셈블리(미도시)를 포함한다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 액정 표시 장치에 포함되는 박막 트랜지스터 표시판(100)의 제1 절연 기판(10) 상에는 가로 방향으로 뻗어 있고 게이트 신호를 전달하는 게이트선(22)이 형성되어 있다. 게이트선(22)은 하나의 화소에 대하여 하나씩 할당되어 있다. 그리고, 게이트선(22)에는 돌출한 한 쌍의 제1 및 제2 게이트 전극(26a, 26b)이 형성될 수 있다. 이러한 게이트선(22)과 제1 및 제2 게이트 전극(26a, 26b)을 게이트 배선이라 한다.
또한 제1 절연 기판(10) 위에는 게이트선(22)과 실질적으로 평행하게 가로 방향으로 뻗어 있는 스토리지 배선(28)이 형성되어 있다. 스토리지 배선(28)은 화소 내에서 후술할 화소 전극(82)의 일부와 중첩되도록 형성될 수 있다. 도 1에 도시된 본 실시예에서는 스토리지 배선(28)이 화소 전극(82)과 중첩되는 면접이 좁게 도시되어 있다. 본 발명은 이에 한정되지 않으며 스토리지 배선(28)이 화소 전극(83)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, 26a, 26b) 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, 26a, 26b) 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, 26a, 26b) 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, 26a, 26b) 및 스토리지 배선(28)은 다양한 여러 가지 금속과 도전체로 만들어질 수 있다.
게이트 배선(22, 26a, 26b) 및 스토리지 배선(28) 위에는 질화규소(SiNx), 산화 규소(SiOx) 등으로 이루어진 게이트 절연막(30)이 형성되어 있다.
게이트 절연막(30) 위에는 수소화 비정질 규소(hydrogenated amorphous silicon) 또는 다결정 규소 등으로 이루어진 한 쌍의 반도체층(40a, 40b)이 형성되어 있다. 이러한 반도체층(40a, 40b)은 섬형, 선형 등과 같이 다양한 형상을 가질 수 있으며, 예를 들어 도 1에 도시된 바와 같이 게이트 전극(26a, 26b) 상에 섬형으로 형성될 수 있다. 또한 본 발명의 다른 실시예에 있어서 반도체층(40a, 40b)이 선형으로 형성되는 경우, 제1 및 제2 데이터선(62a, 62b) 아래에 위치하여 게이트 전극(26a, 26b) 상부까지 연장된 형상을 가질 수 있다.
반도체층(40a, 40b)의 위에는 실리사이드(silicide) 또는 n형 불순물이 고농도로 도핑되어 있는 n+ 수소화 비정질 규소 따위의 물질로 만들어진 오믹 콘택층(Ohmic contact layer)(55a, 56a, 미도시, 미도시)이 각각 형성되어 있다. 이러한 오믹 콘택층(55a, 56a)은 섬형, 선형 등과 같이 다양한 형상을 가질 수 있으며, 예를 들어 도 2에 도시된 바와 같이 오믹 콘택층(55a, 56a)이 섬형인 경우 오믹 콘택층(55a, 56a)은 드레인 전극(66a) 및 소스 전극(65a) 아래에 위치할 수 있다. 또 한 본 발명의 다른 실시예에 있어서 오믹 콘택층이 선형인 경우 오믹 콘택층은 제1 및 제2 데이터선(62a, 62b)의 아래까지 연장되어 형성될 수 있다.
오믹 콘택층(55a, 56a) 및 게이트 절연막(30) 위에는 제1 및 제2 데이터선(62a, 62b), 제1 및 제2 드레인 전극(66a, 66b)이 형성되어 있다. 제1 및 제2 데이터선(62a, 62b)은 서로 평행하게 예를 들어 세로 방향으로 뻗어 있으며 게이트선(22)과 교차하여 화소를 정의한다. 제1 및 제2 데이터선(62a, 62b)에는 이로부터 가지(branch) 형태로 반도체층(40a, 40b)의 상부까지 연장되어 있는 제1 및 제2 소스 전극(65a, 65b)이 연결되어 있다. 제1 및 제2 드레인 전극(66a, 66b)은 각각 제1 및 제2 소스 전극(65a, 65b)과 분리되어 있으며 게이트 전극(26a, 26b)을 중심으로 제1 및 제2 소스 전극(65a, 65b)과 대향하도록 반도체층(40a, 40b) 상부에 위치한다.
제1 드레인 전극(66a)은 제1 콘택홀(76a)을 통하여 화소 전극(82)과 연결되고, 제2 드레인 전극(66b)은 제2 콘택홀(76b)을 통하여 공통 전극(83)과 연결되며, 제1 데이터선(62a)으로부터 인가된 데이터 전압은 화소 전극(82)에 제공되고, 제2 데이터선(62b)으로부터 인가된 공통 전압은 공통 전극(83)에 제공된다. 데이터 전압과 공통 전압의 전압차는 예를 들어 5 ~ 15 V일 수 있다. 본 실시예에 따른 액정 표시 장치에서는, 텍스쳐가 효율적으로 제어되므로 데이터 전압과 공통 전압의 전압차가 크더라도 액정에 랜덤 모션(random motion)이 방지될 수 있다.
이러한 제1 및 제2 데이터선(62a, 62b), 제1 및 제2 소스 전극(65a, 65b) 및 제1 및 제2 드레인 전극(66a, 66b)을 제1 및 제2 데이터 배선이라고 한다.
제1 및 제2 데이터 배선(62a, 62b, 65a, 65b, 66a, 66b)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.
제1 및 제2 소스 전극(65a, 65b)은 반도체층(40a, 40b)과 적어도 일부분이 중첩되고, 제1 및 제2 드레인 전극(66a, 66b)은 게이트 전극(26a, 26b)을 중심으로 제1 및 제2 소스 전극(65a, 65b)과 대향하며 반도체층(40a, 40b)과 적어도 일부분이 중첩된다. 여기서, 오믹 콘택층(55a, 56a)은 반도체층(40a, 40b)과 제1 및 제2 소스 전극(65a, 65b) 및 반도체층(40a, 40b)과 제1 및 제2 드레인 전극(66a, 66b) 사이에 개재되어 이들 사이에 접촉 저항을 낮추어 주는 역할을 한다.
제1 및 제2 데이터선(62a, 62b), 제1 및 제2 드레인 전극(66a, 66b) 및 노출된 반도체층(40a, 40b) 위에는 절연막으로 이루어진 보호막(70)이 형성되어 있다. 여기서 보호막(70)은 질화규소 또는 산화규소로 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 절연 물질 등으로 이루어진다. 또한, 보호막(70)은 유기막의 우수한 특성을 살리면서도 노출된 반도체층(40a, 40b) 부분을 보호하기 위하여 하부 무기막과 상부 유기막의 이중막 구조를 가질 수 있다.
보호막(70)에는 제1 및 제2 드레인 전극(66a, 66b)을 각각 드러내는 제1 및 제2 콘택홀(76a, 76b)이 형성되어 있다.
보호막(70) 위에는 각 화소마다 제1 콘택홀(76a)을 통하여 제1 드레인 전극(66a)과 전기적으로 연결된 화소 전극(82)이 형성되어 있다. 즉 화소 전극(82)은 제1 콘택홀(76a)을 통하여 제1 드레인 전극(66a)과 물리적·전기적으로 연결되어 제1 드레인 전극(66a)으로부터 데이터 전압을 인가받는다. 화소 전극(82)은 ITO(Indium Tin Oxide) 또는 IZO(Indium Zinc Oxide) 등의 투명 도전체로 이루어질 수 있다.
화소 전극(82)은 제1 연결 패턴(82_1)과 제1 연결 패턴(82_1)으로부터 분지된 복수의 제1 선형 전극 패턴(82_2)을 포함한다. 제1 연결 패턴(82_1)은 예를 들어 제1 데이터선(62a) 및 게이트선(22)에 평행하게 화소 영역의 가장 자리를 따라 형성될 수 있다. 즉, 제1 연결 패턴(82_1)은 "역 ㄷ"자 형상을 가질 수 있다. 제1 선형 전극 패턴(82_2)은 제1 연결 패턴(82_1)으로부터 바(bar) 형상으로 분지될 수 있다. 제1 선형 전극 패턴(82_2)은 후술하는 편광판(미도시)의 편광축과 45°의 각을 가지도록 형성될 수 있다. 편광판의 편광축이 게이트선(22) 또는 제1 및 제2 데이터선(62a, 62b)과 평행한 경우, 제1 선형 전극 패턴(82_2)은 게이트선(22)과 225° 또는 135°의 각을 가질 수 있다. 그러나, 소정 간격 이격되어 바 형상의 제1 선형 전극 패턴(82_2)이 복수개 형성되어 있는 한 제1 연결 패턴(82_1) 및 제1 선형 전극 패턴(82_2)의 형상은 이에 한정되지 않으며, 다양한 변형이 가능하다.
보호막(70) 위에는 각 화소마다 제2 콘택홀(76b)을 통하여 제2 드레인 전 극(66b)과 전기적으로 연결된 공통 전극(83)이 형성되어 있다. 즉 공통 전극(83)은 제2 콘택홀(76b)을 통하여 제2 드레인 전극(66b)과 물리적·전기적으로 연결되어 제2 드레인 전극(66b)으로부터 공통 전압을 인가받는다. 공통 전극(83)도 화소 전극(82)과 마찬가지로 ITO 또는 IZO 등의 투명 도전체로 이루어질 수 있다.
공통 전극(83)은 제2 연결 패턴(83_1)과 제2 연결 패턴(83_1)으로부터 분지된 복수의 제2 선형 전극 패턴(83_2)을 포함한다. 제2 연결 패턴(83_1)은 예를 들어 제2 데이터선(62b)에 평행하게 화소 영역의 가장 자리를 따라 형성된 수직부를 포함할 수 있다. 또한 제2 연결 패턴(83_1)은 화소 영역을 가로 영역으로 반분하도록 상기 수직부로부터 분지된 수평부를 포함할 수 있다. 즉, 제2 연결 패턴(83_1)은 "T"자 형상을 가질 수 있다. 제2 선형 전극 패턴(83_2)은 제2 연결 패턴(83_1)으로부터 바(bar) 형상으로 분지될 수 있다. 제2 선형 전극 패턴(83_2)은 제1 선형 전극 패턴(82_2)과 교대로 배치되며, 제1 선형 전극 패턴(82_2)과 제2 선형 전극 패턴(83_2)은 간극(g)을 가진다. 제1 선형 전극 패턴(82_2)과 제2 선형 전극 패턴(83_2)은 서로 평행하게 배치될 수 있다. 즉, 제2 선형 전극 패턴(83_2)은 제1 선형 전극 패턴(82_2)과 마찬가지로 후술하는 편광판(미도시)의 편광축과 45°의 각을 가지도록 형성될 수 있다. 편광판의 편광축이 게이트선(22) 또는 제1 및 제2 데이터선(62a, 62b)과 평행한 경우, 제2 선형 전극 패턴(83_2)은 게이트선(22)과 225° 또는 135°의 각을 가질 수 있다. 그러나, 소정 간격 이격되어 바 형상의 제2 선형 전극 패턴(83_2)이 복수개 형성되어 있는 한 제2 연결 패턴(83_1) 및 제2 선형 전극 패턴(83_2)의 형상도 이에 한정되지 않으며, 다양한 변형이 가능하다.
본 실시예의 화소 전극(82)에 제공된 데이터 전압과 공통 전극(83)에 인가된 공통 전압에 의해 화소 전극(82)과 공통 전극(83) 사이에 수평 전계가 형성되며, 이에 따라 화소 전극(82) 및 공통 전극(83) 상부에는 실질적으로 화소 전극(82) 및 공통 전극(83)에 수직인 전기장(electric field)인 형성된다. 결과적으로, 본 실시예의 화소 전극(82) 및 공통 전극(83) 상부에서는 이러한 전기장에 의해 액정 분자가 수직으로 배향되며 투과율(Transmittance)이 낮아지므로, 화소 전극(82)의 및 공통 전극(83)의 폭(도 4의 w2, w1 참조)은 좁은 것이 바람직하며, 화소 전극(82) 및 공통 전극(83)의 간극(g)은 넓은 것이 바람직하다. 화소 전극(82) 및 공통 전극(83)의 간극(g) 및 이에따른 액정분자의 배향에 대하여 이후에 상세히 설명한다.
본 실시예의 화소 전극(82), 공통 전극(83) 및 보호막(70) 위에는 액정분자들을 배향할 수 있는 수직 배향막(92)이 형성될 수 있다. 수직 배향막(92)은 컬러필터 표시판(200)의 수직 배향막(252)과 함께 액정분자들을 수직으로 배향시킨다. 수직 배향막(92)은 예를 들어 폴리이미드를 주쇄로 하고 사이드 체인(side chain)을 포함하는 물질로 이루어질 수 있다.
제1 절연 기판(10) 상에는 편광판(미도시)이 배치될 수 있다. 구체적으로 편광판은 화소 전극(82) 등이 형성된 면과 반대면의 제1 절연 기판(10) 상에 형성될 수 있다. 제1 절연 기판(10) 상에 형성된 편광판의 편광축은 제2 절연 기판(210) 상에 형성된 편광판의 편광축과 서로 수직이다. 이에 따라 액정 표시 장치에 구동 전압이 인가되지 않을 경우, 액정 표시 장치에는 수직으로 배향된 액정분자에 의해 명확한 블랙 색상이 구현된다.
제1 절연 기판(10)과 편광판 사이에는 위상 지연 보상 필름(미도시)이 개재될 수 있다. 이 위상 지연 보상 필름(phase retardation compensation film)은 액정층(300)을 통과하는 빛의 지연(retardation)을 보상하여 액정 표시 장치에 보다 넓은 시야각을 제공한다.
박막 트랜지스터 표시판(100)의 상부에는 박막 트랜지스터 표시판(100)과 이격되어 대향하는 컬러필터 표시판(200)이 배치된다.
컬러필터 표시판(201)의 제2 절연 기판(210) 상에는 화소 영역을 정의하고 빛샘을 방지하여 화질을 개선하는 역할을 하는 블랙 매트릭스(220)가 형성되어 있다. 블랙 매트릭스(220)는 예를 들어 크롬(Cr), 크롬 산화물 등의 금속(금속 산화물), 또는 유기 블랙 레지스트 등으로 이루어질 수 있다. 블랙 매트릭스(220)는 개구율을 극대화하기 위하여 게이트 배선(22, 26a, 26b) 및/또는 제1 및 제2 데이터 배선(62a, 62b, 65a, 65b, 66a, 66b)과 중첩하도록 형성될 수 있다.
블랙 매트릭스(220)에 의해 정의된 화소 영역에는 적색, 녹색, 청색의 컬러필터(230)가 순차적으로 배열되어 있다. 이들 컬러필터(230)는 특정한 파장대의 빛만을 통과시키는 역할을 한다.
컬러필터(230)는 감광성 유기물, 예를 들어 포토 레지스트로 이루어질 수 있다. 이들 컬러필터(230)는 서로 동일한 두께로 형성되거나, 일정한 단차를 가지고 형성될 수 있다.
이러한 컬러필터(230) 위에는 이들의 단차를 평탄화하기 위한 오버코트 층(235)이 형성될 수 있다.
오버코트층(235) 위에는 텍스쳐 제어 수단(240)이 형성되어 있다. 텍스쳐 제어 수단(240)은 제1 선형 전극 패턴(82_2) 및 제2 선형 전극 패턴(83_2) 사이의 간극과 중첩되도록 형성되어 있다. 본 실시예의 텍스쳐 제어 수단(240)은 예를 들어 제2 절연 기판(210)으로부터 액정층(300)측으로 돌출된 돌기일 수 있다. 이러한 돌기는 오버코트층(235) 위에 유기막 또는 무기막을 형성하고 예를 들어 패터닝하여 형성할 수 있다. 돌기는 제1 선형 전극 패턴(82_2) 및 제2 선형 전극 패턴(83_2)과 평행한 바 형상을 가질 수 있다. 돌기의 바람직한 형상 및 조건에 대해서는 이후에 상세히 설명한다.
오버코트층(235) 및 텍스쳐 제어 수단(240)의 상부에는 수직 배향막(252)이 형성되어 있다. 박막 트랜지스터 표시판(100)과 컬러필터 표시판(200) 사이에는 두 표시판(100, 200) 사이의 간격인 셀 갭(cell gap)을 유지하는 스페이서 등이 개재될 수 있다.
제2 절연 기판(210) 상에는, 컬러필터(230) 등이 형성된 면의 반대면에 편광판이 배치될 수 있으며, 이는 제1 절연 기판(10) 상에 형성된 편광판의 편광축과 서로 수직한다.
박막 트랜지스터 표시판(100)과 컬러필터 표시판(200) 사이에는 액정분자(도 4의 310 참조)를 포함하는 액정층(300)이 개재되어 있다. 본 실시예의 액정분자들은 양의 유전율 이방성을 가진다. 즉, 본 실시예의 액정 표시 장치에 구동 전압이 인가되는 경우 액정분자의 주 방향자(director)가 전기장의 방향을 따라 배향된다. 양의 유전율 이방성을 가지는 액정분자들은 음의 유전율 이방성을 가지는 액정분자들에 비해 고유전율 특성을 가지며, 저점성 특성을 가져 응답 속도가 향상될 수 있다. 이러한 액정분자들을 포함하는 액정층(300)의 두께, 즉 셀 갭은 3 ~ 5 ㎛일 수 있다. 액정 표시 장치의 셀 갭이 이와 같이 작은 경우 액정분자의 응답 속도가 향상될 수 있다. 이는 셀 갭이 감소하면 액정분자의 굴절율차(Δn)가 상승할 수 있으며, 이에 따라 점성(viscosity)이 낮은 액정분자들이 증가하기 때문으로 여겨진다. 액정분자는 예를 들어 네마틱 액정 또는 카이랄 네마틱 액정 등일 수 있다.
이하 도 3 내지 도 5를 참조하여, 본 실시예의 액정분자의 배향과 돌기의 역할에 대하여 상세히 설명한다. 도 3은 도 1의 B 부분의 확대도이다. 도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치에 구동 전압 인가시 액정분자의 배열 방향을 나타낸 개략도이다. 도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치에 포함된 텍스쳐 제어 수단의 유전율과 액정분자의 배열 방향을 나타낸 개략도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 액정 표시 장치에 구동 전압 인가 시 제1 선형 전극 패턴(82_2)과 제2 선형 전극 패턴(83_2) 사이에 포물선 형상의 전기장(parabolic electric field)이 형성된다. 이 경우 액정분자(310)가 양의 유전율 이방성을 가지므로 액정분자(310)의 주방향자는 전기장에 평행하게 배향된다. 따라서 액정분자(310)는 제1 선형 전극 패턴(82_2)과 제2 선형 전극 패턴(83_2) 상부에서 수직으로 배향되고, 제1 선형 전극 패턴(82_2)과 제2 선형 전극 패턴(83_2) 사이의 간극에서는 전체적으로 포물선의 경사를 따라 배향된다. 도 3에 도시한 바와 같이 액정분자(310)는 간극의 중심부 부위에서 서로 반대 방향으로 배향되어 서로 다른 방향의 자가 도메인(self domain)이 형성된다. 즉, 제1 선형 전극 패턴(82_2)과 제2 선형 전극 패턴(83_2)의 바 형상인 경우 액정분자(310)는 스스로 서로 다른 화살표 방향으로 표시된 2개의 도메인으로 분할된다. 한편, 간극의 중앙부에서는 이들 도메인 경계에서 반대로 배향된 액정분자(310)가 충돌하여 텍스쳐(texture)가 유발된다. 즉 간극의 중앙부의 액정분자(310)는 수직으로 배향되고 검은 휘선으로 시인된다. 이와 같은 텍스쳐는 간극의 중앙부에 한정되지 않고 스페이서 등의 영향으로 제1 선형 전극 패턴(82_2)과 제2 선형 전극 패턴(83_2) 중 어느 한 쪽으로 치우쳐 발생할 수 있다. 이와 같이 텍스쳐가 한쪽으로 치우치는 등 불규칙한 텍스쳐는 응답 속도를 감소시킬 수 있으며, 잔상을 유발할 수 있는 바, 텍스쳐 제어 수단(240)으로 이를 방지할 수 있다.
본 실시예의 텍스쳐 제어 수단(240)은 상술한 바와 같이 예를 들어 오버코트층(235)으로부터 액정층(300)측으로 돌출된 돌기일 수 있다. 돌기의 단면 형상은 제2 절연 기판(210)으로부터 액정층(300)으로 갈수록 폭이 좁아질 수 있다. 구체적으로 돌기의 단면 형상은 삼각형, 사다리꼴 등의 다각형, 원형, 렌티큘러형 등일 수 있으나 돌기의 단면 형상이 이에 한정되는 것은 아니다. 이하, 돌기의 단면 형상이 삼각형인 경우를 예로 들어 설명한다. 이러한 돌기의 상부에도 수직 배향막(252)이 형성되어 있다. 이에 따라 액정 표시 장치에 구동 전압이 인가된 경우 액정분자(310)는 돌기에 수직한 방향으로 배향된다. 결과적으로 액정분자(310)들은 텍스쳐 제어 수단 중심부(240_1), 즉 삼각형 단면을 가지는 돌기의 경우 돌기의 꼭지점 부위에서 수직으로 배향되며, 삼각형의 양변에 수직인 방향으로 배향되어 전 체적으로 등전위면(ES: Equipotential Surface)에 수직으로 배향된다. 즉, 도 4에 도시한 바와 같이 제1 선형 전극 패턴(82_2), 제2 선형 전극 패턴(83_2) 및 텍스쳐 제어 수단 중심부(240_1)에서는 액정분자(310)가 수직으로 배향되며, 액정분자(310)의 텍스쳐는 텍스쳐 제어 수단 중심부(240_1)에 고정되어 자가 분할된 도메인의 경계가 텍스쳐 제어 수단 중심부(240_1)에 고정된다. 한편, 액정분자(310)의 응답 속도를 향상시키기 위해 텍스쳐 제어 수단(240)과 제1 선형 전극 패턴(82_2)의 거리 및 텍스쳐 제어 수단(240)과 제2 선형 전극 패턴(83_2)의 거리는 실질적으로 동일한 것이 바람직하다. 즉, 텍스쳐가 고정되는 부위가 제1 선형 전극 패턴(82_2)과 제2 선형 전극 패턴(83_2)의 간극을 반분하는 위치로 되는 것이 액정분자(310)의 응답 속도를 향상시키는 데 도움이 된다. 또한, 제1 선형 전극 패턴(82_2) 및 제2 선형 전극 패턴(83_2)이 형성된 부위에서는 액정분자(310)들이 수직 배향하여 블랙으로 시인되므로 이들의 폭(w2, w1)은 3 ~ 4 ㎛으로 좁을 수 있다. 또한, 투과율이 향상될 수 있도록 텍스쳐 제어 수단(240)의 최대폭(w3), 구체적으로 돌기의 단면 중 폭이 최대인 부위의 폭은 3 ~ 5 ㎛일 수 있다. 제1 선형 전극 패턴(82_2) 및 제2 선형 전극 패턴(83_2)의 간극(g)는 5 ~ 13 ㎛일 수 있다. 또한, 텍스쳐 제어 수단(240)의 높이(h1)는 액정분자(310)의 배향을 고려하여 0.1 ~ 1 ㎛일 수 있다.
이하, 도 4 및 도 5를 참조하여 텍스쳐 제어 수단(240)의 유전율에 대하여 설명한다. 상술한 바와 같이 본 실시예의 액정 표시 장치에는 제1 선형 전극 패 턴(82_2)과 제2 선형 전극 패턴(83_2) 사이에 포물선 형상의 전기장이 형성된다. 또한 등전위면(ES)은 이들 전기장에 수직한다. 돌기의 유전율이 액정분자(310)의 수평 유전율보다 높은 경우, 돌기 부위는 액정층(300) 부위보다 전압 강하가 작으므로 액정층의 등전위 간격(ΔE1)보다 돌기 부위의 등전위 간격(ΔE2)이 더 넓어지게 된다. 결과적으로 돌기 부위에서의 전기장(EF)의 방향은 화살표로 표시한 방향이 된다. 즉, 돌기 부위의 전기장(EF)이 액정층의 전기장에 비해 상부로 돌출되게 된다. 높은 유전율을 가지는 돌기에 의해 형성된 전기장(EF)에 의한 액정 분자(320)의 배열 방향은 제1 선형 전극 패턴(82_2)과 제2 선형 전극 패턴(83_2)에 의해 형성된 전기장에 의한 액정 분자(310)의 배열 방향과 대체적으로 일치하게 되어 텍스쳐를 더욱 용이하게 제어할 수 있다. 이러한 돌기의 유전율은 예를 들어 2 ~ 10 C2/Nm2일 수 있다.
이하, 도 6을 참조하여, 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치의 투과율 및 응답 속도를 확인한다. 도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치의 위치별 투과율을 나타낸 개략도이다.
도 6은 셀 갭이 4.1 ㎛이고, 전압이 12 V이며, 제1 선형 전극 패턴(82_2)과 제2 선형 전극 패턴(83_2)의 폭(w2, w1)이 3 ~ 4 ㎛이고, 제1 선형 전극 패턴(82_2)과 제2 선형 전극 패턴(83_2) 사이의 간극(g)이 12 ㎛이며, 액정의 Δε=9 C2/Nm2이고, 회전 점성(rotation viscosity)이 80mPas이고, 돌기의 유전율이 6.6 C2/Nm2인 경우의 소자의 위치별 투과율을 나타낸 그래프이다. 여기서 Δε는 수평 유전율과 수직 유전율의 차이이다. 도 6에서 텍스쳐 제어 수단 중심부(240_1)에서 투과율이 낮은 피크를 확인할 수 있으며, 이는 액정분자(310)의 텍스쳐가 텍스쳐 제어 수단 중심부(240_1)에 정확히 고정되었다는 점을 의미한다. 한편, 이와 같은 액정 표시 장치의 응답 속도는 돌기가 없는 경우에 비해 12% 개선되었다. 따라서, 본 실시예의 액정 표시 장치는 돌기에 의해 텍스쳐가 제어되어 응답 속도가 향상되었음을 확인할 수 있다.
액정 표시 장치는 상술한 박막 트랜지스터 표시판(100), 컬러필터 표시판(200) 및 이들 사이에 개재된 액정층(300) 하부에 램프를 포함하는 백라이트 어셈블리를 배치하여 완성된다.
이하, 도 7을 참조하여, 본 발명의 제2 실시예에 따른 액정 표시 장치에 대하여 상세히 설명한다. 도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 액정 표시 장치를 자른 단면도이다. 이하의 실시예들에서는 설명의 편의상 본 발명의 제1 실시예와 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 번호를 사용하며, 그 설명을 생략하거나 간략화한다.
도 7을 참조하면, 본 실시예의 박막 트랜시스터 표시판(101)은 보호막(70)에 형성된 텍스쳐 제어 수단(241)을 포함한다. 즉, 이전 실시예와 달리 텍스쳐 제어 수단(241)이 컬러필터 기판(201) 대신 박막 트랜지스터 기판(101) 상에 형성되어 있다.
보호막(70)은 이전 실시예와 동일하게 질화규소 또는 산화규소로 이루어진 무기물 또는 유기물로 이루어질 수 있다.
본 실시예에 따른 텍스쳐 제어 수단(241)은 보호막(70)에 패터닝된 홈일 수 있다. 즉, 텍스쳐 제어 수단(241)은 보호막(70)을 상부로부터 하부로 소정의 깊이(도 9의 d1)를 가지도록 패터닝하여 형성된 홈일 수 있다. 홈은 제1 선형 전극 패턴(82_2) 및 제2 선형 전극 패턴(83_2)과 평행한 바 형상을 가질 수 있다. 홈의 형상에 따라 액정층(301)에 개재된 액정분자의 배향은 이전 실시예와 다소 달라지며, 홈의 바람직한 형상 및 조건에 대해서는 이후에 상세히 설명한다.
이하, 도 8 및 도 9를 참조하여, 본 실시예의 홈의 위치 및 형상과 이에 따른 액정분자의 배향에 대하여 상세히 설명한다. 도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 액정 표시 장치에 구동 전압 인가시 액정분자의 배열 방향을 나타낸 개략도이다. 도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 액정 표시 장치에 포함된 텍스쳐 제어 수단의 깊이 및 각도를 나타낸 개략도이다.
도 8을 참조하면, 본 실시예의 텍스쳐 제어 수단(241)은 상술한 바와 같이 예를 들어 보호막(70) 상부로부터 보호막(70) 하부로 패터닝된 홈일 수 있다. 홈의 단면 형상은 제1 절연 기판(10)으로부터 액정층(301)으로 갈수록 폭이 넓어질 수 있다. 구체적으로 홈의 단면 형상은 삼각형, 사다리꼴 등의 다각형, 원형, 렌티큘러형 등일 수 있으나 홈의 단면 형상이 이에 한정되는 것은 아니다. 이하, 홈의 단면 형상이 삼각형인 경우를 예로 들어 설명한다. 이러한 홈의 상부에도 수직 배향막(252)이 형성되어 있다. 이에 따라 액정 표시 장치에 구동 전압이 인가된 경우 액정분자(311)는 홈에 수직한 방향으로 배향된다. 결과적으로 액정분자(311)들은 텍스쳐 제어 수단 중심부(241_1), 즉 삼각형 단면을 가지는 홈의 경우 홈의 꼭지점 부위에서 수직으로 배향되며, 삼각형의 양변에 수직인 방향으로 배향되어 전체적으로 등전위면(ES)에 수직으로 배향된다. 즉, 제1 선형 전극 패턴(82_2), 제2 선형 전극 패턴(83_2) 및 텍스쳐 제어 수단 중심부(241_1)에서는 액정분자(311)가 수직으로 배향되며, 액정분자(311)의 텍스쳐는 텍스쳐 제어 수단 중심부(241_1)에 고정되어 자가 분할된 도메인의 경계가 텍스쳐 제어 수단 중심부(241_1)에 고정된다. 한편, 액정분자(311)의 응답 속도를 향상시키기 위해 텍스쳐 제어 수단(241)과 제1 선형 전극 패턴(82_2)의 거리 및 텍스쳐 제어 수단(241)과 제2 선형 전극 패턴(83_2)의 거리는 실질적으로 동일한 것이 바람직하다. 즉, 텍스쳐가 고정되는 부위가 제1 선형 전극 패턴(82_2)과 제2 선형 전극 패턴(83_2)의 간극을 반분하는 위치로 되는 것이 액정분자(311)의 응답 속도를 향상시키는 데 도움이 된다. 또한, 제1 선형 전극 패턴(82_2) 및 제2 선형 전극 패턴(83_2)의 폭(w2, w1) 및 제1 선형 전극 패턴(82_2) 및 제2 선형 전극 패턴(83_2)의 간극(g) 등은 이전 실시예와 동일할 수 있다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 텍스쳐 제어 수단(241)의 최대폭(w4), 구체적으로 홈의 단면 중 폭이 최대인 부위의 폭은 3 ㎛ 이상일 수 있다. 텍스쳐 제어 수단(241)의 최대폭(w4)은 제1 선형 전극 패턴(82_2) 및 제2 선형 전극 패턴(83_2)의 간극(g) 이하일 수 있다. 이 경우 텍스쳐 제어 수단(241)의 깊이(d1)는 텍스쳐 제 어 수단(241)의 경사각(θ), 즉 보호막(70)과 텍스쳐 제어 수단이 이루는 각도가 1 ~ 45˚가 되도록 조절한다.
상술한 바와 같이 본 실시예의 텍스쳐 제어 수단(241)의 폭을 넓게 함으로써 미스 얼라인(misalign)에 의해 텍스쳐 제어 수단(241)의 위치가 변동되더라도 응답 속도를 저하시키지 않을 수 있다. 이에 대하여 후술한다. 텍스쳐 제어 수단(241)의 경사각(θ)이 45˚이하인 경우 구동 전압이 인가되지 않은 경우에도 초기 빛샘이 발생하여 명암대비비(contrast ratio)가 저하되는 현상을 방지할 수 있으며, 텍스쳐 제어 수단(241)의 경사각(θ)이 1˚이상인 경우 응답 속도를 향상시킬 수 있다.
이하, 도 9, 도 10 및 표 1을 참조하여, 응답 속도가 향상되는 바람직한 텍스쳐 제어 수단의 폭(w4) 및 경사각(θ)을 확인한다. 도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 액정 표시 장치에 포함된 텍스쳐 제어 수단의 폭을 결정하기 위해 측정한 결과를 나타낸 그래프이다.
폭(w4) 깊이(d1) 경사각(θ) 미스얼라인(㎛) 응답시간(msec)
4 0.5 14.04 0 11.9
4 1 26.57 0 11.7
4 2 45.00 0 11.9
6 0.5 9.46 0 11.9
6 1 18.43 0 11.4
6 2 33.69 0 13.6
8 0.5 7.13 0 12.0
8 1 14.04 0 11.6
8 2 26.57 0 13.9
4 0.5 14.04 2 14.0
4 1 26.57 2 13.8
4 2 45.00 2 14.1
6 0.5 9.46 2 13.1
6 1 18.43 2 13.1
6 2 33.69 2 15.7
8 0.5 7.13 2 13.0
8 1 14.04 2 12.8
8 2 26.57 2 14.8
표 1에서 확인할 수 있는 바와 같이 텍스쳐 제어 수단(241)의 경사각(θ)이 작더라도 응답 시간의 증가량은 미미하여 우수한 응답 속도 특성을 가짐을 확인할 수 있다.
도 10 및 표 1을 참조하면, 텍스쳐 제어 수단(241)의 폭(w4)이 증가함에 따라 텍스쳐 제어 수단(241)에 미스얼라인이 발생한 경우의 응답 시간의 증가가 감소함을 확인할 수 있다. 즉, 표 1 및 도 10으로부터 텍스쳐 제어 수단(241)의 폭(w4)은 넓은 것이 바람직하고, 경사각(θ)은 45˚이하인 것이 바람직하다.
이하, 도 11 및 도 12를 참조하여, 본 발명의 제3 실시예에 따른 액정 표시 장치에 대하여 상세히 설명한다. 도 11은 본 발명의 제3 실시예에 따른 액정 표시 장치의 배치도이다. 도 12는 도 11의 C 부분의 확대도이다.
도 11을 참조하면, 본 실시예의 화소 전극(84) 및 공통 전극(85)에는 적어도 하나의 절곡부(184, 185)가 각각 형성되어 있다.
구체적으로 본 실시예의 화소 전극(84)은 화소 영역 하부에 가로 방향으로 형성된 제1 연결 패턴(84_1) 및 이로부터 분지된 복수의 제1 선형 전극 패턴(84_2)을 포함한다.
제1 선형 전극 패턴(84_2)은 편광판(미도시)의 편광축과 실질적으로 45°의 각을 가지도록 제1 연결 패턴(84_1)으로부터 분지되어 화소 영역의 중앙부에서 편광축의 편광축과 실질적으로 135°의 각을 가지도록 절곡된다.
본 실시예의 공통 전극(85)은 화소 영역 상부에 가로 방향으로 형성된 제2 연결 패턴(85_1) 및 이로부터 분지된 복수의 제2 선형 전극 패턴(85_2)을 포함한다.
제2 선형 전극 패턴(85_2)은 편광판(미도시)의 편광축과 실질적으로 135°의 각을 가지도록 제2 연결 패턴(85_1)으로부터 분지되어 화소 영역의 중앙부에서 편광축의 편광축과 실질적으로 45°의 각을 가지도록 절곡된다.
제1 선형 전극 패턴(84_2)과 제2 선형 전극 패턴(85_2)은 절곡부(184, 185)를 중심으로 V자 형상을 가진다. 제1 선형 전극 패턴(84_2)과 제2 선형 전극 패턴(85_2)은 서로 평행하게 교대로 배치된다. 이들 제1 선형 전극 패턴(84_2)과 제2 선형 전극 패턴(85_2) 사이의 간극에는 텍스쳐 제어 수단(242)이 배치된다. 텍스쳐 제어 수단(242)은 제1 절연 기판(미도시) 상에 형성된 홈이거나 제2 절연 기판(미도시) 상에 형성된 돌기일 수 있다.
도 12를 참조하면, 본 실시예의 액정분자(312)들은 텍스쳐 제어 수단(242)을 중심으로 제1 선형 전극 패턴(84_2)과 제2 선형 전극 패턴(85_2)에 서로 반대 방향으로 배향되어 서로 다른 4개의 자가 도메인을 형성한다.
본 실시예의 경우 텍스쳐가 텍스쳐 제어 수단 중심부(242_1)에 고정되고, 절곡부(184, 185)에 의해 4개의 도메인이 형성되어 액정분자(312)의 응답 속도가 더욱 향상될 수 있다. 본 실시예에서 화소 전극(84)의 절곡부(184) 및 공통 전극(85)의 절곡부(185)는 서로 대향하는 위치에 형성될 수 있으며, 도시된 바와 달리 하나 이상의 절곡부(184, 185)를 포함할 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치의 배치도이다.
도 2는 도 1의 A-A'선을 따라, 액정 표시 장치를 자른 단면도이다.
도 3은 도 1의 B 부분의 확대도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치에 구동 전압 인가시 액정분자의 배열 방향을 나타낸 개략도이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치에 포함된 텍스쳐 제어 수단의 유전율과 액정분자의 배열 방향을 나타낸 개략도이다.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치의 위치별 투과율을 나타낸 개략도이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 액정 표시 장치를 자른 단면도이다.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 액정 표시 장치에 구동 전압 인가시 액정분자의 배열 방향을 나타낸 개략도이다.
도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 액정 표시 장치에 포함된 텍스쳐 제어 수단의 깊이 및 각도를 나타낸 개략도이다.
도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 액정 표시 장치에 포함된 텍스쳐 제어 수단의 폭을 결정하기 위해 측정한 결과를 나타낸 그래프이다.
도 11은 본 발명의 제3 실시예에 따른 액정 표시 장치의 배치도이다.
도 12는 도 11의 C 부분의 확대도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10: 제1 절연 기판 22: 게이트선
26a: 제1 게이트 전극 26b: 제2 게이트 전극
28: 스토리지 배선 30: 게이트 절연막
40a, 40b: 반도체층 55a, 56a: 오믹 콘택층
62a: 제1 데이터선 62b: 제2 데이터선
65a: 제1 소스 전극 65b: 제2 소스 전극
66a: 제1 드레인 전극 66b: 제2 드레인 전극
70: 보호막 76a: 제1 콘택홀
76b: 제2 콘택홀 82, 84: 화소 전극
82_1, 84_1: 제1 연결 패턴 82_2, 84_2: 제1 선형 전극 패턴
83, 85: 공통 전극 83_1, 85_1: 제2 연결 패턴
83_2, 85_2: 제2 선형 전극 패턴 92, 252: 수직 배향막
100, 101: 박막 트랜지스터 표시판 184, 185: 절곡부
200, 201: 컬러필터 표시판 210: 제2 절연 기판
220: 블랙 매트릭스 230: 컬러필터
235: 오버코트층 240, 241: 텍스쳐 제어 수단
240_1, 241_1: 텍스쳐 제어 수단 중심부
300. 301: 액정층 310, 311: 액정분자

Claims (23)

  1. 서로 이격되어 대향하는 제1 및 제2 절연 기판;
    상기 제1 절연 기판과 상기 제2 절연 기판 사이에 개재되고, 액정분자를 포함하는 액정층;
    상기 제1 절연 기판 상에 배치되고, 복수의 제1 선형 전극 패턴을 포함하는 화소 전극;
    상기 제1 절연 기판 상에 배치되고, 상기 복수의 제1 선형 전극 패턴과 간극을 두고 교대로 배치된 복수의 제2 선형 전극 패턴을 포함하는 공통 전극; 및
    상기 간극 내에 위치하고, 상기 제1 또는 제2 절연 기판 상에 형성된 텍스쳐 제어 수단을 포함하는 액정 표시 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 텍스쳐 제어 수단은 상기 제2 절연 기판으로부터 상기 액정층으로 돌출된 돌기인 액정 표시 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 텍스쳐 제어 수단의 유전율은 상기 액정분자의 수평 유전율보다 높은 액정 표시 장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 텍스쳐 제어 수단의 유전율은 2 ~ 10 C2/Nm2인 액정 표시 장치.
  5. 제 2항에 있어서,
    상기 텍스쳐 제어 수단은 유기물 또는 무기물로 이루어지고, 상기 제1 및 제2 선형 전극 패턴과 평행한 액정 표시 장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 텍스쳐 제어 수단과 상기 제1 선형 전극 패턴의 거리 및 상기 텍스쳐 제어 수단과 상기 제2 선형 전극 패턴의 거리는 실질적으로 동일한 액정 표시 장치.
  7. 제 2항에 있어서,
    상기 텍스쳐 제어 수단의 높이는 0.1 ~ 1 ㎛인 액정 표시 장치.
  8. 제 2항에 있어서,
    상기 텍스쳐 제어 수단은 상기 제2 절연 기판으로부터 상기 액정층으로 갈수록 폭이 좁아지는 액정 표시 장치.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 텍스쳐 제어 수단의 최대폭은 3 ~ 5 ㎛인 액정 표시 장치.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 절연 기판 상에 형성된 보호막을 더 포함하고, 상기 텍스쳐 제어 수단은 상기 보호막에 패터닝된 홈인 액정 표시 장치.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 보호막은 유기물 또는 무기물로 이루어지고, 상기 텍스쳐 제어 수단은 상기 제1 및 제2 선형 전극 패턴과 평행한 액정 표시 장치.
  12. 제 10항에 있어서,
    상기 텍스쳐 제어 수단의 폭은 상기 제1 절연 기판으로부터 상기 액정층으로 갈수록 폭이 넓어지는 액정 표시 장치.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 텍스쳐 제어 수단의 최대폭은 3 ㎛ 이상 상기 간극의 폭 이하인 액정 표시 장치.
  14. 제 12항에 있어서,
    상기 보호막의 표면과 상기 텍스쳐 제어 수단이 이루는 각도는 1 ~ 45°인 액정 표시 장치.
  15. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 선형 전극 패턴의 이격 거리는 5 ~ 13 ㎛인 액정 표시 장치.
  16. 제 1항에 있어서,
    상기 액정층의 두께는 3 ~ 5 ㎛인 액정 표시 장치.
  17. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 절연 기판 및 제2 절연 기판 상에 각각 형성된 수직 배향막을 더 포함하는 액정 표시 장치.
  18. 제 17항에 있어서,
    상기 액정분자는 양의 유전율 이방성을 가지는 액정 표시 장치.
  19. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 절연 기판 상에 형성되어 상기 화소 전극에 데이터 전압을 제공하는 제1 데이터 배선; 및 상기 제1 데이터 배선과 실질적으로 평행하게 형성되어 상 기 공통 전극에 공통 전압을 제공하는 제2 데이터 배선을 더 포함하는 액정 표시 장치.
  20. 제 19항에 있어서,
    상기 데이터 전압과 상기 공통 전압의 차이는 5 ~ 15 V인 액정 표시 장치.
  21. 제 1항에 있어서,
    상기 화소 전극은 상기 복수의 제1 선형 전극 패턴을 서로 연결하는 제1 연결 패턴을 더 포함하고, 상기 공통 전극은 상기 복수의 제2 선형 전극 패턴을 서로 연결하는 제2 연결 패턴을 더 포함하는 액정 표시 장치.
  22. 제 21항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 선형 전극 패턴은 각각 상기 제1 및 제2 연결 패턴으로부터 바 형상으로 분지된 액정 표시 장치.
  23. 제 21항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 선형 전극 패턴은 각각 상기 제1 및 제2 연결 패턴으로부터 분지되고, 상기 제1 및 제2 선형 전극 패턴은 각각 적어도 하나의 절곡부를 포함하는 액정 표시 장치.
KR1020070092716A 2007-09-12 2007-09-12 액정 표시 장치 KR101471546B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070092716A KR101471546B1 (ko) 2007-09-12 2007-09-12 액정 표시 장치
US12/121,877 US8310642B2 (en) 2007-09-12 2008-05-16 Liquid crystal display with texture control portion between pixel and common electrodes and method thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070092716A KR101471546B1 (ko) 2007-09-12 2007-09-12 액정 표시 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20090027474A true KR20090027474A (ko) 2009-03-17
KR101471546B1 KR101471546B1 (ko) 2014-12-11

Family

ID=40431476

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020070092716A KR101471546B1 (ko) 2007-09-12 2007-09-12 액정 표시 장치

Country Status (2)

Country Link
US (1) US8310642B2 (ko)
KR (1) KR101471546B1 (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100718276B1 (ko) * 2006-08-01 2007-05-15 세메스 주식회사 기판 에싱 방법
US9594279B2 (en) 2013-03-06 2017-03-14 Samsung Display Co., Ltd. Liquid crystal display
US10078249B2 (en) 2015-06-29 2018-09-18 Samsung Display Co., Ltd. Liquid crystal display

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20100067481A (ko) * 2008-12-11 2010-06-21 삼성전자주식회사 액정 표시 장치
KR101613636B1 (ko) * 2009-02-13 2016-05-02 삼성디스플레이 주식회사 어레이 기판 및 이를 갖는 표시장치
WO2011118085A1 (ja) * 2010-03-26 2011-09-29 シャープ株式会社 液晶表示装置
JP5937389B2 (ja) * 2011-10-25 2016-06-22 株式会社ジャパンディスプレイ 表示装置、電子機器、および、表示装置の製造方法
CN104808401B (zh) * 2015-04-15 2018-01-26 深圳市华星光电技术有限公司 一种液晶显示面板
CN104914630B (zh) * 2015-07-07 2019-01-29 重庆京东方光电科技有限公司 阵列基板、显示面板以及显示装置
TWI724808B (zh) * 2020-03-02 2021-04-11 友達光電股份有限公司 顯示裝置

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0916992B1 (en) * 1992-09-18 2003-11-26 Hitachi, Ltd. A liquid crystal display device
TW454101B (en) * 1995-10-04 2001-09-11 Hitachi Ltd In-plane field type liquid crystal display device comprising liquid crystal molecules with more than two different kinds of reorientation directions and its manufacturing method
JP3608755B2 (ja) * 1995-12-28 2005-01-12 株式会社半導体エネルギー研究所 液晶電気光学装置及びその駆動方法
KR100301034B1 (ko) 1996-10-05 2001-10-22 윤종용 액정표시소자
KR100375732B1 (ko) 1997-11-25 2004-10-14 비오이 하이디스 테크놀로지 주식회사 액정표시장치
WO1999031545A1 (fr) * 1997-12-17 1999-06-24 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Panneau d'affichage a cristaux liquides de type dispersion de polymere et son procede de fabrication
JPH11231344A (ja) 1998-02-18 1999-08-27 Hoshiden Philips Display Kk 液晶表示素子
TWI251697B (en) * 1999-05-26 2006-03-21 Matsushita Electric Ind Co Ltd Liquid crystal display element and producing method thereof
JP2002062544A (ja) * 2000-08-22 2002-02-28 Nec Corp アクティブマトリクス型液晶表示装置
JP2002323706A (ja) * 2001-02-23 2002-11-08 Nec Corp 横電界方式のアクティブマトリクス型液晶表示装置及びその製造方法
JP3788259B2 (ja) * 2001-03-29 2006-06-21 株式会社日立製作所 液晶表示装置
KR101053293B1 (ko) * 2004-06-16 2011-08-01 엘지디스플레이 주식회사 액정표시장치 및 그 제조방법

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100718276B1 (ko) * 2006-08-01 2007-05-15 세메스 주식회사 기판 에싱 방법
US9594279B2 (en) 2013-03-06 2017-03-14 Samsung Display Co., Ltd. Liquid crystal display
US10078249B2 (en) 2015-06-29 2018-09-18 Samsung Display Co., Ltd. Liquid crystal display

Also Published As

Publication number Publication date
US20090066891A1 (en) 2009-03-12
US8310642B2 (en) 2012-11-13
KR101471546B1 (ko) 2014-12-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101471546B1 (ko) 액정 표시 장치
US7880845B2 (en) Liquid crystal display with a control electrode partially overlapping slits forming domains with a pixel electrode and a protrusion pattern providing higher position for the control electrode than the pixel electrode
JP4152623B2 (ja) 液晶表示装置
TWI533051B (zh) 液晶顯示器
US7929096B2 (en) Liquid crystal display
KR20080071001A (ko) 액정 표시 패널 및 이의 제조 방법
KR20080030244A (ko) 액정 표시 장치
US20060125984A1 (en) Display device and thin film transistor array panel for display device and manufacturing method thereof
KR102051563B1 (ko) 액정 표시 장치
EP1480070B1 (en) LCD - TFT array with electrode cutouts for multi-domain pixels
KR20090083753A (ko) 액정 표시 장치
KR20090084176A (ko) 액정표시장치
KR101344874B1 (ko) 액정 표시 장치
KR101382480B1 (ko) 액정 표시 장치
KR20060116580A (ko) 액정 표시 장치
KR101398641B1 (ko) 액정 표시 장치
KR20070025458A (ko) 컬러필터 기판, 이의 제작방법 및 이를 포함하는 다중도메인 액정 표시 장치
KR20080100642A (ko) 액정 표시 장치
KR101529943B1 (ko) 액정 표시 장치
KR20080100027A (ko) 액정 표시 장치
KR20070063967A (ko) 횡전계 방식 액정표시장치용 어레이 기판과 그 제조방법
KR101297737B1 (ko) 액정 표시 장치
KR20070092896A (ko) 액정표시소자
KR20060034802A (ko) 반투과형 액정 표시 장치
JP2024008438A (ja) 表示装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
N231 Notification of change of applicant
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20171129

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20181126

Year of fee payment: 5