KR20090131842A

KR20090131842A - 액정 표시 장치

Info

Publication number: KR20090131842A
Application number: KR1020080057798A
Authority: KR
Inventors: 조윤정; 이성영; 김동규
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2008-06-19
Filing date: 2008-06-19
Publication date: 2009-12-30
Also published as: US20090316102A1

Abstract

본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치는 쌍을 이루는 제1 및 제2 게이트선, 상기 제1 및 제2 게이트선과 교차하며 서로 이웃하는 제1 및 제2 데이터선, 상기 제1 게이트선 및 상기 제1 데이터선에 연결되어 있는 제1 박막 트랜지스터, 상기 제2 게이트선 및 상기 제1 데이터선에 연결되어 있는 제2 박막 트랜지스터, 제1 및 제2 부화소 전극을 포함하는 화소 전극을 포함하고, 상기 제1 부화소 전극은 상기 제1 박막 트랜지스터에 연결되고, 상기 제2 부화소 전극은 상기 제2 박막 트랜지스터에 연결되고, 상기 제1 및 제2 부화소 전극에 인가되는 데이터 전압의 크기는 서로 다르며 하나의 영상 정보로부터 얻어지고, 상기 제2 부화소 전극은 상기 제1 및 제2 데이터선의 일부와 각기 중첩하고, 상기 제1 부화소 전극은 제1 및 제2 데이터선과 중첩하지 않으며, 상기 제2 부화소 전극이 상기 제1 데이터선 및 상기 박막 트랜지스터와 중첩하는 면적과 상기 제2 부화소 전극이 상기 제2 데이터선과 중첩하는 면적은 약 0.8:1 내지 1.2:1일 수 있다.

2G1D, 크로스토크, 데이터선, 화소 전극

Description

액정 표시 장치{LIQUID CRYSTAL DISPLAY}

본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것이다.

액정 표시 장치는 현재 가장 널리 사용되고 있는 평판 표시 장치 중 하나로서, 화소 전극과 공통 전극 등 전기장 생성 전극이 형성되어 있는 두 장의 표시판과 그 사이에 삽입되어 있는 액정층으로 이루어지며, 전기장 생성 전극에 전압을 인가하여 액정층에 전기장을 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. 여기에서 기준 시야각이란 대비비가 1:10인 시야각 또는 계조간 휘도 반전 한계 각도를 의미한다.

수직 배향 방식 액정 표시 장치에서 광시야각을 구현하기 위한 수단으로는 전계 생성 전극에 절개부를 형성하는 방법과 전계 생성 전극 위에 돌기를 형성하는 방법 등이 있다. 절개부 또는 돌기는 액정 분자가 기울어지는 방향을 결정해 주므로 이들을 다양하게 배치하여 액정 분자의 경사 방향을 여러 방향으로 분산시킴으 로써 기준 시야각을 넓힐 수 있다.

수직 배향 모드 액정 표시 장치는 상하 좌우 방향으로 고른 시야각의 확보를 위해 전계 생성 전극에 절개부 또는 돌기를 생성하여 액정 분자의 배향 방향을 제어한다. 그러나 전계 생성 전극에 형성된 절개부 또는 돌기는 화소의 개구율을 감소시키는 문제가 있다. 이러한 개구율을 높이기 위하여 화소 전극을 신호선과 중첩하도록 형성할 경우, 신호선과 화소 전극 사이의 기생 용량(parasitic capacitance)이 증가하여 크로스토크에 의하여, 화면 표시품질이 낮아질 수 있다.

한편 하나의 화소 전극을 두개의 부화소 전극으로 나누어 각각 하이(high) 전압과 로우(low) 전압을 인가하여 두 화소 전극의 액정 분자의 정렬 방향을 다르게 하여 좌우 시야각 방향에서의 시인성을 개선하는 기술이 개발되었다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 높은 개구율을 가짐과 동시에 신호선과 화소 전극 사이의 기생 용량 증가로 인한 크로스토크 불량을 방지하며, 측면 시인성이 우수한 다중 도메인 액정 표시 장치를 제공하는 것이다.

이러한 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치는 쌍을 이루는 제1 게이트선 및 제2 게이트선, 상기 제1 게이트선 및 상기 제2 게이트선과 교차하며 서로 이웃하는 제1 데이터선과 제2 데이터선, 상기 제1 게이트선 및 상기 제1 데이터선에 연결되어 있는 제1 박막 트랜지스터, 상기 제2 게 이트선 및 상기 제1 데이터선에 연결되어 있는 제2 박막 트랜지스터, 제1 부화소 전극과 제2 부화소 전극을 포함하는 화소 전극을 포함하고, 상기 제1 부화소 전극은 상기 제1 박막 트랜지스터에 연결되어 있고, 상기 제2 부화소 전극은 상기 제2 박막 트랜지스터에 연결되어 있고, 상기 제1 부화소 전극은 상기 제1 데이터선 및 상기 제2 데이터선과 중첩하지 않으며, 상기 제2 부화소 전극은 상기 제1 데이터선 및 상기 제2 데이터선 각각과 중첩한다.

상기 제2 부화소 전극이 상기 제1 데이터선, 그리고 상기 제1 및 제2 박막 트랜지스터의 소스 전극과 중첩하는 면적 대 상기 제2 부화소 전극이 상기 제2 데이터선과 중첩하는 면적의 비는 0.8:1 내지 1.2:1일 수 있다.

상기 액정 표시 장치는 상기 화소 전극 아래에 배치되어 있는 색필터를 더 포함

상기 제1 데이터선 및 상기 제2 데이터선은 각각 제1 가상의 직선 위에 놓인 제1 부분과 상기 제1 가상의 직선과 이격되어 있고 평행한 제2 가상의 직선 위에 놓인 제2 부분, 그리고 상기 제1 부분과 상기 제2 부분 사이를 연결하고 있는 제3 부분을 포함하고, 상기 제2 부화소 전극은 상기 제1 데이터선의 제1 부분 및 상기 제2 데이터선의 제2 부분과 중첩할 수 있다.

상기 제1 부화소 전극, 상기 제1 데이터선 및 상기 제2 데이터선을 같은 평면 위로 투영하였을 때, 이들의 투영 패턴은 서로 이격될 수 있다.

상기 제2 부화소 전극은 상기 제1 부화소 전극을 둘러쌀 수 있다.

상기 제1 부화소 전극의 면적은 상기 제2 부화소 전극의 면적보다 작을 수 있다.

상기 제1 부화소 전극의 전압은 상기 제2 부화소 전극의 전압보다 높을 수 있다.

상기 제1 및 제2 부화소 전극 중 적어도 하나에는 제1 절개부를 가질 수 있다.

상기 액정 표시 장치는 상기 화소 전극과 마주하는 공통 전극을 더 포함하고, 상기 공통 전극은 제2 절개부를 가질 수 있다.

상기 액정 표시 장치는 상기 화소 전극 아래에 배치되어 있는 색필터를 더 포함할 수 있다.

상기 액정 표시 장치는 상기 화소 전극 아래에 배치되어 있는 유기 절연막을 더 포함할 수 있다.

상기 유기 절연막의 두께는 약 1㎛이상일 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 화소 전극을 제1 및 제2 부화소 전극으로 나누어 형성하고, 서로 다른 감마 곡선을 나타내도록 구동함으로써, 액정 표시 장치의 시인성이 향상된다.

또한, 제1 부화소 전극은 데이터선과 중첩하지 않고 데이터선과 이격되도록 형성하고, 제2 부화소 전극은 데이터선과 중첩하도록 형성함으로써, 제1 부화소 전극과 데이터선과의 기생 용량을 현저히 감소시켜 크로스토크 불량이 발생하지 않도록 함과 동시에, 액정 표시 장치의 개구율을 높일 수 있다. 이와 함께, 제2 부화 소 전극이 제1 데이터선 및 제2 데이터선과 중첩하는 면적 비율을 0.8:1 내지 1.2:1로 조절함으로써, 제2 부화소 전극이 각각 좌 우측에 이웃하는 데이터선과 형성하는 기생 용량 크기 차이를 작게하여, 제2 부화소 전극과 이웃하는 데이터선 사이의 기생 용량 편차에 의해 발생하는 크로스 토크 불량을 방지할 수 있다.

따라서, 광학적 특성이 우수한 액정 표시 장치를 제공할 수 있다.

그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.

이제 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 블록도이고, 도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 두 부화소에 대한 등가 회로도이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치는 액정 표시판 조립체(liquid crystal panel assembly)(300) 및 이에 연결된 게이트 구동부(400)와 데이터 구동부(500), 데이터 구동부(500)에 연결된 계조 전압 생성부(800), 그리고 이들을 제어하는 신호 제어부(600)를 포함한다.

액정 표시판 조립체(300)는 등가 회로로 볼 때 복수의 신호선(G_1a-G_nb, D₁-D_m)과 이에 연결되어 있으며 대략 행렬의 형태로 배열된 복수의 화소(pixel)(PX)를 포함한다. 반면, 도 2에 도시한 구조로 볼 때 액정 표시판 조립체(300)는 서로 마주하는 하부 및 상부 표시판(100, 200)과 그 사이에 들어 있는 액정층(3)을 포함한다.

신호선(G_1a-G_nb, D₁-D_m)은 게이트 신호("주사 신호"라고도 함)를 전달하는 복수의 게이트선(G_1a-G_nb)과 데이터 신호를 전달하는 복수의 데이터선(D₁-D_m)을 포함한다. 게이트선(G_1a-G_nb)은 대략 행 방향으로 뻗으며 서로가 거의 평행하고, 데이터선(D₁-D_m)은 대략 열 방향으로 뻗으며 서로가 거의 평행하다.

각 화소(PX)는 한 쌍의 부화소(PEa, PEb)를 포함한다. 각 부화소(PEa, PEb)는 신호선(GL, DL)에 연결된 스위칭 소자(도시하지 않음)와 이에 연결된 액정 축전기(liquid crystal capacitor)(Clca, Clcb) 및 유지 축전기(storage capacitor)(Cst)를 포함한다. 유지 축전기(Cst)는 필요에 따라 생략할 수 있다.

스위칭 소자는 하부 표시판(100)에 구비되어 있는 박막 트랜지스터 등의 삼 단자 소자로서, 그 제어 단자는 게이트선(GL)과 연결되어 있고, 입력 단자는 데이터선(DL)과 연결되어 있으며, 출력 단자는 액정 축전기(Clca, Clcb)와 연결되어 있다.

액정 축전기(Clca/Clcb)는 하부 표시판(100)의 부화소 전극(PEa/PEb)과 상부 표시판(200)의 공통 전극(CE)을 두 단자로 하며 부화소 전극(PEa/PEb)과 공통 전극(CE) 사이의 액정층(3)은 유전체로서 기능한다. 한 쌍의 부화소 전극(PEa, PEb)은 서로 분리되어 있으며 하나의 화소 전극(PE)을 이룬다. 공통 전극(CE)은 상부 표시판(200)의 전면에 형성되어 있고 공통 전압(Vcom)을 인가 받는다. 액정층(3)은 음의 유전율 이방성을 가지며, 액정층(3)의 액정 분자는 전기장이 없는 상태에서 그 장축이 두 표시판의 표면에 대하여 수직을 이루도록 배향되어 있을 수 있다.

액정 축전기(Clc)의 보조적인 역할을 하는 유지 축전기(Cst)는 하부 표시판(100)에 구비된 별개의 신호선(도시하지 않음)과 화소 전극(191)이 절연체를 사이에 두고 중첩되어 이루어지며 이 별개의 신호선에는 공통 전압(Vcom) 따위의 정해진 전압이 인가된다. 그러나 유지 축전기(Cst)는 화소 전극(PE)이 절연체를 매개로 바로 위의 전단 게이트선과 중첩되어 이루어질 수 있다.

한편, 색 표시를 구현하기 위해서는 각 화소(PX)가 기본색(primary color) 중 하나를 고유하게 표시하거나(공간 분할) 각 화소(PX)가 시간에 따라 번갈아 기본색을 표시하게(시간 분할) 하여 이들 기본색의 공간적, 시간적 합으로 원하는 색상이 인식되도록 한다. 기본색의 예로는 적색, 녹색, 청색 등 삼원색을 들 수 있다. 도시하지는 않았지만, 색 필터는 하부 표시판(100)의 부화소 전극(PEa, PEb) 위 또는 아래에 형성할 수 있고, 상부 표시판(200)의 공통 전극(CE) 아래에 형성할 수도 있다.

표시판(100, 200)의 바깥 면에는 편광자(polarizer)(도시하지 않음)가 구비되어 있는데, 두 편광자의 편광축은 직교할 수 있다. 반사형 액정 표시 장치의 경우에는 두 개의 편광자 중 하나가 생략될 수 있다. 직교 편광자인 경우 전기장이 없는 액정층(3)에 들어온 입사광을 차단한다.

다시 도 1을 참고하면, 계조 전압 생성부(800)는 화소(PX)의 투과율과 관련된 복수의 계조 전압(또는 기준 계조 전압)을 생성한다. 두 벌 중 한 벌은 공통 전압(Vcom)에 대하여 양의 값을 가지고 다른 한 벌은 음의 값을 가진다.

게이트 구동부(400)는 액정 표시판 조립체(300)의 게이트선과 연결되어 게이트 온 전압(Von)과 게이트 오프 전압(Voff)의 조합으로 이루어진 게이트 신호(Vg)를 게이트선에 인가한다.

데이터 구동부(500)는 액정 표시판 조립체(300)의 데이터선과 연결되어 있으며, 계조 전압 생성부(800)로부터의 계조 전압을 선택하고 이를 데이터 신호로서 데이터선에 인가한다. 그러나 계조 전압 생성부(800)가 모든 계조에 대한 전압을 모두 제공하는 것이 아니라 정해진 수의 기준 계조 전압만을 제공하는 경우에, 데이터 구동부(500)는 기준 계조 전압을 분압하여 전체 계조에 대한 계조 전압을 생성하고 이 중에서 데이터 신호를 선택한다.

신호 제어부(600)는 게이트 구동부(400) 및 데이터 구동부(500) 등을 제어한다.

이러한 구동 장치(400, 500, 600, 800) 각각은 적어도 하나의 집적 회로 칩의 형태로 액정 표시판 조립체(300) 위에 직접 장착되거나, 가요성 인쇄 회로막(flexible printed circuit film)(도시하지 않음) 위에 장착되어 TCP(tape carrier package)의 형태로 액정 표시판 조립체(300)에 부착되거나, 별도의 인쇄 회로 기판(printed circuit board)(도시하지 않음) 위에 장착될 수도 있다

그러면, 이러한 액정 표시판 조립체의 구조에 대하여 도 3 내지 도 6, 그리고 앞에서 설명한 도 1 및 도 2를 참고하여 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 한 화소에 대한 등가 회로도이다.

도 3을 참고하면, 본 실시예에 따른 액정 표시판 조립체는 복수 쌍의 게이트선(GLa, GLb), 복수의 데이터선(DL) 및 복수의 유지 전극선(SL)을 포함하는 신호선과 이에 연결된 복수의 화소(PX)를 포함한다.

각 화소(PX)는 한 쌍의 부화소(PXa, PXb)를 포함하며, 각 부화소(PXa/PXb)는 각각 해당 게이트선(GLa/GLb) 및 데이터선(DL)에 연결되어 있는 스위칭 소자(Qa/Qb)와 이에 연결된 액정 축전기(Clca/Clcb), 그리고 스위칭 소자(Qa/Qb) 및 유지 전극선(SL)에 연결되어 있는 유지 축전기(storage capacitor)(Csta/Cstb)를 포함한다.

각 스위칭 소자(Qa/Qb)는 하부 표시판(100)에 구비되어 있는 박막 트랜지스터 등의 삼단자 소자로서, 그 제어 단자는 게이트선(GLa/GLb)과 연결되어 있고, 입 력 단자는 데이터선(DL)과 연결되어 있으며, 출력 단자는 액정 축전기(Clca/Clcb) 및 유지 축전기(Csta/Cstb)와 연결되어 있다.

액정 축전기(Clca/Clcb)의 보조적인 역할을 하는 유지 축전기(Csta/Cstb)는 하부 표시판(100)에 구비된 유지 전극선(SL)과 화소 전극(PE)이 절연체를 사이에 두고 중첩되어 이루어지며 유지 전극선(SL)에는 공통 전압(Vcom) 따위의 정해진 전압이 인가된다. 그러나 유지 축전기(Csta, Cstb)는 부화소 전극(PEa, PEb)이 절연체를 매개로 바로 위의 전단 게이트선과 중첩되어 이루어질 수 있다.

액정 축전기(Clca, Clcb) 등에 대해서는 앞에서 설명하였으므로 상세한 설명은 생략한다.

이와 같은 액정 표시판 조립체를 포함하는 액정 표시 장치에서는, 신호 제어부(600)가 한 화소(PX)에 대한 입력 영상 신호(R, G, B)를 수신하여 두 부화소(PXa, PXb)에 대한 출력 영상 신호(DAT)로 변환하여 데이터 구동부(500)에 전송할 수 있다. 계조 전압 생성부(800)에서 두 부화소(PXa, PXb)에 대한 계조 전압 집합을 따로 만들고 이를 번갈아 데이터 구동부(500)에 제공하거나, 데이터 구동부(500)에서 이를 번갈아 선택함으로써, 두 부화소(PXa, PXb)에 서로 다른 전압을 인가할 수 있다. 단, 이 때 두 부화소(PXa, PXb)의 합성 감마 곡선이 정면에서의 기준 감마 곡선에 가깝게 되도록 영상 신호를 보정하거나 계조 전압 집합을 만드는 것이 바람직하다. 예를 들면 정면에서의 합성 감마 곡선은 이 액정 표시판 조립체에 가장 적합하도록 정해진 정면에서의 기준 감마 곡선과 일치하도록 하고 측면에서의 합성 감마 곡선은 정면에서의 기준 감마 곡선과 가장 가깝게 되도록 한다.

이제 도 4 내지 도 6을 참고하여 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시판 조립체에 대하여 더욱 상세하게 설명한다. 도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 한 화소에 대한 배치도이고, 도 5 및 도 6은 도 4에 도시한 액정 표시 장치를 V-V선 및 VI-VI 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.

본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치는 박막 트랜지스터 표시판(100)과 이와 마주보는 공통 전극 표시판(200), 그리고 두 표시판(100, 200) 사이에 들어 있는 액정층(3)을 포함한다.

먼저, 도 4 내지 도 6을 참고로 하여 박막 트랜지스터 표시판(100)에 대하여 상세하게 설명한다.

투명한 유리 등으로 이루어진 절연 기판(110) 위에 복수 쌍의 제1 및 제2 게이트선(gate line)(121a, 121b)과 유지 전극선(storage electrode lines)(131)이 형성되어 있다.

제1 및 제2 게이트선(121a, 121b)은 주로 가로 방향으로 뻗어 있고 서로 분리되어 있으며, 게이트 신호를 전달한다. 제1 및 제2 게이트선(121a, 121b) 각각은 복수의 제1 및 제2 게이트 전극(gate electrode)(124a, 124b)을 이루는 복수의 돌출부와 다른 층 또는 외부 구동 회로와의 연결을 위하여 면적이 넓은 끝 부분(129a, 129b)을 포함한다.

유지 전극선(131)은 주로 가로 방향으로 뻗어 있으며, 유지 전극(135)을 이루는 복수의 돌출부를 포함한다. 유지 전극선(131)에는 액정 표시 장치의 공통 전극 표시판(200)의 공통 전극(common electrode)(270)에 인가되는 공통 전압(Vcom) 따위의 소정의 전압이 인가된다.

게이트선(121a, 121b)과 유지 전극선(131)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 만들어질 수 있다. 그러나 게이트선(121)과 유지 전극선(131)은 물리적 성질이 다른 두 개의 도전막(도시하지 않음)을 포함하는 다중막 구조를 가질 수도 있다. 게이트선(121a, 121b)과 유지 전극선(131)은 이외에도 다양한 금속과 도전체로 만들어질 수 있다.

게이트선(121a, 121b) 및 유지 전극선(131) 위에는 질화규소(SiNx) 따위로 이루어진 게이트 절연막(gate insulating layer)(140)이 형성되어 있다.

게이트 절연막(140) 위에는 수소화 비정질 규소(hydrogenated amorphous silicon)(비정질 규소는 약칭 a-Si로 씀) 또는 다결정 규소(polysilicon) 등으로 이루어진 복수의 섬형 반도체(154a, 154b)가 형성되어 있다.

반도체(154a, 154b) 위에는 실리사이드(silicide) 또는 인 따위의 n형 불순물이 고농도로 도핑되어 있는 n+ 수소화 비정질 규소 따위의 물질로 만들어진 복수의 섬형 저항성 접촉 부재(ohmic contact)(163a, 165a, 163b, 165b)가 형성되어 있다. 섬형 저항성 접촉 부재(163a, 165a, 163b, 165b)는 각기 쌍을 이루어 반도체(154a, 154b) 위에 각각 위치한다.

저항성 접촉 부재(163a, 165a, 163b, 165b) 및 게이트 절연막(140) 위에는 복수 쌍의 데이터선(data line)(171, 172), 복수 쌍의 제1 및 제2 드레인 전 극(drain electrode)(175a, 175b)이 형성되어 있다.

데이터선(171, 172)은 주로 세로 방향으로 뻗어 게이트선(121a, 121b) 및 유지 전극선(131)과 교차하며 데이터 전압(data voltage)을 전달한다. 쌍을 이루는 두 데이터선(171, 172)은 유지 전극(135)을 사이에 두고 서로 이웃한다. 데이터선(171, 172)은 전체에 걸쳐 일직선 상에 있지 않으며 한 화소 당 적어도 두 번 꺾여 있다. 구체적으로 데이터선(171, 172)은 도 4에서 보는 바와 같이 세로 방향으로 뻗은 제1 세로부(171a, 172a), 제1 세로부(171a, 172a)에서 오른쪽으로 꺾인 후 가로 방향으로 뻗은 제1 가로부(171c, 172c), 제1 가로부(171c, 172c)에서 아래쪽으로 꺾인 후 세로 방향으로 뻗은 제2 세로부(171b, 172b), 그리고 제2 세로부(171b, 172b)에서 왼쪽으로 꺾인 후 가로 방향으로 뻗은 제2 가로부(171d, 172d)를 포함한다. 두 데이터선(171, 172)의 제1 세로부(171a, 172a)와 제2 세로부(171b, 172b) 각각은 서로 평행하고 서로 이격되어 있는 가상의 직선 위에 놓인다.

데이터선(171)은 게이트 전극(124a, 124b)을 향하여 뻗은 복수의 제1 및 제2 소스 전극(source electrode)(173a, 173b)과 다른 층 또는 외부 구동 회로와의 접속을 위하여 폭이 확장되어 있는 끝 부분(179)을 포함한다.

드레인 전극(175a, 175b)은 데이터선(171)과 분리되어 있고 각각 게이트 전극(124a, 124b)을 중심으로 소스 전극(173a, 173b)과 마주 본다.

제1 및 제2 드레인 전극(175a, 175b) 각각은 넓은 한 쪽 끝 부분과 막대형인 다른 쪽 끝 부분을 포함한다. 넓은 끝 부분은 접촉 구멍(185a, 185b)을 통해 화소 전극(191a, 191b)과 연결되며, 막대형 끝 부분은 C자형으로 구부러진 소스 전극(173a, 173b)으로 일부 둘러싸여 있다.

제1/제2 게이트 전극(124a/124b), 제1/제2 소스 전극(173a/173b) 및 제1/제2 드레인 전극(175a/175b)은 반도체(154a/154b)와 함께 제1/제2 박막 트랜지스터(thin film transistor, TFT)(Qa/Qb)를 이루며, 박막 트랜지스터(Qa/Qb)의 채널(channel)은 제1/제2 소스 전극(173a/173b)과 제1/제2 드레인 전극(175a/175b) 사이의 반도체(154a/154b)에 형성된다.

데이터선(171, 172) 및 드레인 전극(175a, 175b)는 몰리브덴, 크롬, 탄탈륨 및 티타늄 등 내화성 금속(refractory metal) 또는 이들의 합금으로 만들어지는 것이 바람직하며, 내화성 금속막(도시하지 않음)과 저저항 도전막(도시하지 않음)을 포함하는 다중막 구조를 가질 수 있다. 그러나 데이터선(171, 172) 및 드레인 전극(175a, 175b)은 이외에도 여러 가지 다양한 금속 또는 도전체로 만들어질 수 있다.

저항성 접촉 부재(163a, 165a, 163b, 165b)는 그 하부의 반도체(154a, 154b)와 그 상부의 데이터선(171) 및 드레인 전극(175a, 175b) 사이에만 존재하며 접촉 저항을 낮추어 주는 역할을 한다.

데이터선(171, 172) 및 드레인 전극(175a, 175b)과 노출된 반도체(154a, 154b) 부분의 위에는 보호막(passivation layer)(180)이 형성되어 있다. 보호막(180)은 질화규소나 산화규소 따위의 무기 절연물로 만들어진 하부막(180q)과 유기 절연물로 만들어진 상부막(180q)을 포함한다. 유기 절연물은 4.0 이하의 유전 상수를 가지는 것이 바람직하고, 감광성(photosensitivity)을 가질 수도 있으며, 평탄면을 제공할 수도 있다. 보호막(180)은 무기 절연물 또는 유기 절연물 따위로 만들어진 단일막 구조를 가질 수도 있다.

보호막(180)의 상부막(180q)은 화소 전극(191)과 데이터선(171, 172)과의 커플링 현상을 감소시키고 기판을 평탄화하기 위해서 1.0㎛이상 형성하는 것이 바람직하다.

보호막(180)에는 데이터선(171)의 끝 부분(179) 및 제1 및 제2 드레인 전극(175a, 175b)을 각각 드러내는 복수의 접촉 구멍(contact hole)(182, 185a, 185b)이 형성되어 있으며, 보호막(180)과 게이트 절연막(140)에는 게이트선(121a, 121b)의 끝 부분(129a, 129b)을 드러내는 복수의 접촉 구멍(181a, 181b)이 형성되어 있다.

보호막(180) 위에는 제1 및 제2 부화소 전극(subpixel electrode)(191a, 191b)을 포함하는 복수의 화소 전극(pixel electrode)(191) 및 복수의 접촉 보조 부재(contact assistant)(81a, 81b, 82)가 형성되어 있다. 이들은 ITO 또는 IZO 따위의 투명 도전 물질이나 알루미늄, 은 또는 그 합금 등의 반사성 금속으로 이루어진다.

제1/제2 부화소 전극(191a/191b)은 접촉 구멍(185a/185b)을 통하여 제1/제2 드레인 전극(175a/175b)과 물리적, 전기적으로 연결되어 제1/제2 드레인 전극(175a/175b)으로부터 데이터 전압을 인가 받는다. 한 쌍의 부화소 전극(191a, 191b)에는 하나의 입력 영상 신호에 대하여 미리 설정되어 있는 서로 다른 데이터 전압이 인가되는데, 그 크기는 부화소 전극(191a, 191b)의 크기 및 모양에 따라 설정될 수 있다. 부화소 전극(191a, 191b)의 면적은 서로 다를 수 있다. 한 예로 제1 부화소 전극(191a)은 제2 부화소 전극(191b)에 비하여 높은 전압을 인가 받으며, 제2 부화소 전극(191b)보다 면적이 작다.

데이터 전압이 인가된 부화소 전극(191a, 191b)은 공통 전극(270)과 함께 전기장을 생성함으로써 두 전극(191a/191b, 270) 사이의 액정층(3)의 액정 분자들의 배열을 결정한다.

또한 앞서 설명했듯이, 각 부화소 전극(191a, 191b)과 공통 전극(270)은 액정 축전기(Clca, Clcb)를 이루어 박막 트랜지스터(Qa, Qb)가 턴 오프된 후에도 인가된 전압을 유지한다. 전압 유지 능력을 강화하기 위하여 액정 축전기(Clca, Clcb)와 병렬로 연결된 유지 축전기(Csta. Cstb)는 제1 및 제2 부화소 전극(191a, 191b)과 유지 전극(135)의 중첩 등으로 만들어진다.

한편, 제1 부화소 전극(191a)의 가로 양 경계는 각각 화소 전극(191)을 기준으로 밖으로 꺾여 있는 데이터선(171)의 제1 세로부(171a)와 이웃하는 데이터선(172)의 제2 세로부(172b)에 이웃하여 형성되어 있으며 소정의 간격으로 이격되어 있다. 즉, 제1 부화소 전극은 제1 데이터선 및 상기 제2 데이터선과 같은 평면 위로 투영하였을 때, 이들의 투영 패턴은 서로 이격되어 있다. 따라서, 제1 부화소 전극(191a)은 데이터선(171, 172)과 중첩하지 않고, 데이터선(171, 172)과 이격되어 있으므로, 제1 부화소 전극(191a)과 데이터선(171, 172)과의 커플링 현상을 감소시켜, 제1 부화소 전극(191a)과 데이터선(171, 172)의 커플링에 의해 발생하는 크로스 토크불량이 방지된다.

제2 부화소 전극(191b)은 데이터선(171)의 일부(171b)와 중첩하고, 데이터선(171)과 이웃하는 데이터선(172)의 일부(172a)와 중첩한다. 이처럼, 제2 부화소 전극(191b)은 데이터선(171)의 일부(171b) 및 이웃하는 데이터선(172)의 일부(172a)와 중첩하도록 넓게 형성되어, 액정 표시 장치의 개구율을 높일 수 있다. 이때, 제2 부화소 전극(191b)이 데이터선(171) 및 드레인 전극(175b)과 중첩하는 면적과 제2 부화소 전극(191b)이 이웃하는 데이터선(172)의 일부(172a)와 중첩하는 면적은 약 0.8:1 내지 약 1.2:1인 것이 바람직하다. 이처럼, 제2 부화소 전극(191b)이 각각 좌 우측에 이웃하는 데이터선(171, 172)과 중첩하는 면적 비율을 조절함으로써, 1:1, 제2 부화소 전극(191b)이 각각 좌 우측에 이웃하는 데이터선(171, 172)과 형성하는 기생 용량 크기 차이를 작게하여, 제2 부화소 전극(191b)과 이웃하는 데이터선(171, 172) 간의 기생 용량 편차에 의해 발생하는 크로스 토크 불량을 방지할 수 있다.

하나의 화소 전극(191)을 이루는 한 쌍의 제1 및 제2 부화소 전극(191a, 191b)은 간극(gap)(94)을 사이에 두고 서로 맞물려 있으며, 제1 부화소 전극(191a)은 제2 부화소 전극(191b)의 중앙에 삽입되어 있다. 즉, 제2 부화소 전극(191b)은 제1 부화소 전극(191a)을 둘러싸는 형태이고, 간극(94)으로 이격되어 있어서 서로 중첩하지 않는다.

제2 부화소 전극(191b)에는 상부 절개부(92a, 93a) 및 하부 절개부(92b, 93b)가 형성되어 있으며, 제2 부화소 전극(191b)은 이들 절개부(92a, 92b, 93a, 93b)에 의하여 복수의 영역(partition)으로 분할된다. 절개부(92a, 92b, 93a, 93b)는 유지 전극선(131) 에 대하여 거의 반전 대칭을 이룬다.

하부 및 상부 절개부(92a, 92b, 93a, 93b)는 대략 화소 전극(191)의 오른쪽 변에서부터 왼쪽 변, 위쪽 변 또는 아래쪽 변으로 비스듬하게 뻗어 있다. 하부 및 상부 절개부(92a, 92b, 93a, 93b)는 유지 전극선(131) 에 대하여 하반부와 상반부에 각각 위치하고 있다. 하부 및 상부 절개부(92a, 92b, 93a, 93b)는 게이트선(121)에 대하여 약 45°의 각도를 이루며 서로 수직으로 뻗어 있다.

따라서, 화소 전극(191)의 하반부는 간극(91) 및 하부 절개부(92b, 93b)에 의하여 4 개의 영역(partition)으로 나누어지고, 상반부 또한 간극(91) 및 상부 절개부(92a, 93a)에 의하여 4 개의 영역(partition)으로 분할된다. 이 때, 영역의 수효 또는 절개부의 수효는 화소의 크기, 화소 전극의 가로변과 세로 변의 길이 비, 액정층(3)의 종류나 특성 등 설계 요소에 따라서 달라질 수 있다.

절개부(92a, 92b, 93a, 93b)의 사선부에는 삼각형 모양의 노치(notch)가 형성되어 있다. 이러한 노치는 사각형, 사다리꼴 또는 반원형의 모양을 가질 수도 있으며, 볼록하게 또는 오목하게 이루어질 수 있다. 이러한 노치는 절개부(92a, 92b, 93a, 93b)에 대응하는 영역 경계에 위치하는 액정 분자(3)의 배열 방향을 결정해준다.

접촉 보조 부재(81a, 81b, 82)는 접촉 구멍(181a, 181b, 182)을 통하여 각각 게이트선(121a, 121b)의 끝 부분(129a, 129b) 및 데이터선(171)의 끝 부분(179)과 연결된다. 접촉 보조 부재(81, 82)는 데이터선(171) 및 게이트선(121)의 끝 부 분(179, 129)과 외부 장치와의 접착성을 보완하고 이들을 보호한다.

다음, 도 4 및 도 5를 참고로 하여, 공통 전극 표시판(200)에 대하여 설명한다.

투명한 유리 또는 플라스틱 등으로 만들어진 절연 기판(210) 위에 차광 부재(light blocking member)(220)가 형성되어 있다. 차광 부재(220)는 블랙 매트릭스(black matrix)라고도 하며 빛샘을 막아준다. 차광 부재(220)는 화소 전극(191) 사이의 빛샘을 막고 화소 전극(191)과 마주하는 개구 영역을 정의한다. 그러나 차광 부재(220)는 화소 전극(191)과 마주보며 화소 전극(191)과 거의 동일한 모양을 가지는 복수의 개구부(도시하지 않음)를 가질 수도 있다.

기판(210) 위에는 또한 복수의 색필터(230)가 형성되어 있다. 색필터(230)는 차광 부재(230)로 둘러싸인 영역 내에 대부분 존재하며, 화소 전극(191) 열을 따라서 세로 방향으로 길게 뻗을 수 있다. 각 색필터(230)는 적색, 녹색 및 청색의 삼원색 등 기본색(primary color) 중 하나를 표시할 수 있다.

색필터(230) 및 차광 부재(220) 위에는 덮개막(overcoat)(250)이 형성되어 있다. 덮개막(250)은 (유기) 절연물로 만들어질 수 있으며, 색필터(230)가 노출되는 것을 방지하고 평탄면을 제공한다. 덮개막(250)은 생략할 수 있다.

덮개막(250) 위에는 공통 전극(270)이 형성되어 있다. 공통 전극(270)은 ITO, IZO 등의 투명한 도전체 따위로 만들어진다.

공통 전극(270)에는 복수의 절개부(71, 72, 73a, 73b, 74a, 74b) 집합이 형성되어 있다.

하나의 절개부(71~74b) 집합은 하나의 화소 전극(191)과 마주 보며 제1 및 제2 중앙 절개부(71, 72), 상부 절개부(73a, 74a) 및 하부 절개부(73b, 74b)를 포함한다. 절개부(71~74b) 각각은 화소 전극(191)의 인접 절개부(91~94b) 사이에 배치되어 있다. 또한, 각 절개부(71~74b)는 화소 전극(191)의 하부 절개부(93a, 94a) 또는 상부 절개부(93b, 94b)와 평행하게 뻗은 적어도 하나의 사선 가지를 포함한다.

하부 및 상부 절개부(73a~74b) 각각은 사선 가지, 가로 가지 및 세로 가지를 포함한다. 사선 가지는 대략 화소 전극(191)의 오른쪽 변에서 왼쪽, 위쪽 또는 아래쪽 변으로 화소 전극(191)의 하부 또는 상부 절개부(92a~93b)와 거의 나란하게 뻗는다. 가로 가지 및 세로 가지는 사선 가지의 각 끝에서부터 화소 전극(191)의 변을 따라 중첩하면서 뻗으며 사선 가지와 둔각을 이룬다.

제1 및 제2 중앙 절개부(71)는 중앙 가로 가지, 한 쌍의 사선 가지 및 한 쌍의 종단 세로 가지를 포함한다. 중앙 가로 가지는 대략 화소 전극(191)의 오른쪽 변에서부터 화소 전극(191)의 가로 중심선을 따라 왼쪽으로 뻗으며, 한 쌍의 사선 가지는 중앙 가로 가지의 끝에서 화소 전극(191)의 왼쪽 변을 향하여 각각 하부 및 상부 절개부(73a, 73b, 74a, 74b)와 거의 나란하게 뻗는다. 종단 세로 가지는 사선 가지의 각 끝에서부터 화소 전극(191)의 왼쪽 변을 따라 중첩하면서 뻗으며 사선 가지와 둔각을 이룬다.

절개부(71-74b)의 사선부에는 삼각형 모양의 노치가 형성되어 있다. 노치는 사각형, 사다리꼴 또는 반원형의 모양을 가질 수도 있다.

절개부(71~74b)의 수효 및 방향 또한 설계 요소에 따라 달라질 수 있다.

표시판(100, 200)의 안쪽 면에는 배향막(alignment layer)(도시하지 않음)이 도포되어 있으며 수직 배향막일 수 있다.

표시판(100, 200)의 바깥쪽 면에는 편광자(polarizer)(도시하지 않음)가 구비되어 있는데, 두 편광자의 투과축은 직교하며 이중 한 투과축은 게이트선(121)에 대하여 나란한 것이 바람직하다.

액정 표시 장치는 편광자, 표시판(100, 200) 및 액정층(3)에 빛을 공급하는 조명부(backlight unit)(도시하지 않음)를 포함할 수 있다.

액정층(3)은 음의 유전율 이방성을 가지며, 액정층(3)의 액정 분자는 전기장이 없는 상태에서 그 장축이 두 표시판(100, 200)의 표면에 대하여 수직을 이루도록 배향되어 있다. 따라서 입사광은 직교 편광자를 통과하지 못하고 차단된다.

공통 전극(270)에 공통 전압을 인가하고 화소 전극(191)에 데이터 전압을 인가하면 표시판(100, 200)의 표면에 거의 수직인 전기장(전계)이 생성된다. 액정 분자들은 전기장에 응답하여 그 장축이 전기장의 방향에 수직을 이루도록 방향을 바꾸고자 한다. 앞으로는 화소 전극(191)과 공통 전극(271)을 통틀어 전기장 생성 전극이라 한다.

한편, 전기장 생성 전극(191, 270)의 화소 전극의 절개부(92a, 92b, 93a, 93b) 및 공통전극의 절개부(71~74b)와 이들과 평행한 화소 전극(191)의 빗변은 전기장을 왜곡하여 액정 분자들의 경사 방향을 결정하는 수평 성분을 만들어낸다. 전기장의 수평 성분은 절개부(92a~93b, 92b, 71~74b)의 빗변과 화소 전극(191)의 빗변에 수직이다.

하나의 공통 전극 절개부 집합(71~74b) 및 화소 전극 절개부 집합(92a~93b)은 화소 전극(191)을 복수의 부영역(sub-area)으로 나누며, 각 부영역은 화소 전극(191)의 주 변과 빗각을 이루는 두 개의 주 변(major edge)을 가진다. 각 부영역 위의 액정 분자들은 대부분 주 변에 수직인 방향으로 기울어지므로, 기울어지는 방향을 추려보면 대략 네 방향이다. 이와 같이 액정 분자가 기울어지는 방향을 다양하게 하면 액정 표시 장치의 기준 시야각이 커진다.

적어도 하나의 절개부(92a~93b, 71-74b)는 돌기나 함몰부로 대체할 수 있으며, 절개부(92a~93b, 71-74b)의 모양 및 배치는 변형될 수 있다.

이제 도 7과 함께 도 4를 참고하여 본 발명의 다른 한 실시예에 따른 액정 표시 장치에 대하여 설명한다. 도 7은 본 발명의 다른 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 단면도이다.

본 실시예에 따른 액정 표시판 조립체의 층상 구조는 대개 도 4 내지 도 6에 도시한 액정 표시판 조립체의 층상 구조와 동일하다.

박막 트랜지스터 표시판에 대하여 설명하자면, 절연 기판(도시하지 않음) 위에 복수 쌍의 게이트선(121a, 121b) 및 복수의 유지 전극선(131)을 포함하는 복수의 게이트 도전체가 형성되어 있다. 각 게이트선(121a, 121b)은 제1 및 제2 게이트 전극(124a, 124b)과 끝 부분(129a, 129b)을 포함하고 각 유지 전극선(131)은 유지 전극(135)을 포함한다. 게이트 도전체(121a, 121b, 131) 위에는 게이트 절연막(도시하지 않음)이 형성되어 있다. 게이트 절연막 위에는 제1 및 제2 섬형 반도 체(154a, 154b)가 형성되어 있고, 그 위에는 복수의 저항성 접촉 부재(도시하지 않음)가 형성되어 있다. 저항성 접촉 부재 및 게이트 절연막 위에는 복수의 데이터선(171, 172)과 복수의 제1 및 제2 드레인 전극(175a, 175b)를 포함하는 데이터 도전체가 형성되어 있다. 데이터선(171)은 복수의 제1 및 제2 소스 전극(173a, 173b)과 끝 부분(179a, 179b)을 포함한다. 데이터선(171, 172)은 도 4에서 보는 바와 같이 세로 방향으로 뻗은 제1 세로부(171a, 172a), 제1 세로부(171a, 172a)에서 오른쪽으로 꺾인 후 가로 방향으로 뻗은 제1 가로부(171c, 172c), 제1 가로부(171c, 172c)에서 아래쪽으로 꺾인 후 세로 방향으로 뻗은 제2 세로부(171b, 172b), 그리고 제2 세로부(171b, 172b)에서 왼쪽으로 꺾인 후 가로 방향으로 뻗은 제2 가로부(171d, 172d)를 포함한다. 두 데이터선(171, 172)의 제1 세로부(171a, 172a)와 제2 세로부(171b, 172b) 각각은 서로 평행하고 서로 이격되어 있는 가상의 직선 위에 놓인다.

데이터 도전체(171, 172, 175a, 175b) 및 노출된 반도체(154a, 154b) 부분 위에는 보호막(180)이 형성되어 있고, 보호막 위에는 제1 및 제2 부화소 전극(191a, 191b)과 복수의 접촉 보조 부재(81a, 81b, 82)가 형성되어 있다.

그러나, 도 7에 도시한 액정 표시 장치는 도 4 내지 도 6에 도시한 액정 표시장치와 달리 하부 보호막(180p) 위에 색필터(230)가 형성되어 있다. 하부 보호막(180p)은 색필터(230)의 안료가 노출된 반도체(154a, 154b) 부분으로 유입되는 것을 방지할 수 있다. 색필터(230)는 사진 공정이나 잉크젯 인쇄 방식으로 형성될 수 있다. 색필터 및 하부 보호막(180p) 위에는 상부 보호막(180q)이 형성되어 있 다. 상부 보호막(180q)은 감광성을 가지는 유기 물질로 형성할 수 있다. 또한, 상부 보호막(180q)은 화소 전극(191)과 데이터선(171a, 171b)과의 커플링 현상을 감소시키고 기판을 평탄화하기 위해서 1.0㎛이상 형성하는 것이 바람직하다.

공통 전극 표시판에 대하여 설명하자면, 절연 기판(210) 위에 차광 부재(220), 덮개막(250) 및 공통 전극(270)이 형성되어 있다. 그러나, 차광 부재(220)는 색필터(230)가 형성되는 박막 트랜지스터 표시판 위에 형성될 수 있으며, 색필터(230)가 잉크젯 인쇄 방식으로 형성될 경우, 차광 부재(220)는 잉크가 충진되는 격벽역할을 할 수도 있다.

도 7에 도시한 액정 표시 장치는 도 4 내지 도 6에 도시한 액정 표시장치와 같이, 제1 부화소 전극(191a)의 가로 양 경계는 각각 화소 전극(191)을 기준으로 밖으로 꺾여 있는 데이터선(171)의 제1 세로부(171a)와 이웃하는 데이터선(172)의 제2 세로부(172b)에 이웃하여 형성되어 있으며 소정의 간격으로 이격되어 있다. 즉, 제1 부화소 전극은 제1 데이터선 및 제2 데이터선과 같은 평면 위로 투영하였을 때, 이들의 투영 패턴은 서로 이격되어 있다. 따라서, 제1 부화소 전극(191a)은 데이터선(171, 172)과 중첩하지 않고, 데이터선(171, 172)과 이격되어 있으므로, 제1 부화소 전극(191a)과 데이터선(171, 172)과의 커플링 현상을 감소시켜, 제1 부화소 전극(191a)과 데이터선(171, 172)의 커플링에 의해 발생하는 크로스 토크 불량이 방지된다.

제2 부화소 전극(191b)은 데이터선(171)의 일부(171b)와 중첩하고, 데이터선(171)과 이웃하는 데이터선(172)의 일부(172a)와 중첩한다. 이처럼, 제2 부화소 전극(191b)은 데이터선(171)의 일부(171b) 및 데이터선(172)의 일부(172a)와 중첩하도록 넓게 형성되어, 액정 표시 장치의 개구율을 높일 수 있다. 이때, 제2 부화소 전극(191b)이 데이터선(171) 및 드레인 전극(175b)과 중첩하는 면적과 제2 부화소 전극(191b)이 이웃하는 데이터선(172)의 일부(172a)와 중첩하는 면적은 약 0.8:1 내지 약 1.2:1인 것이 바람직하다. 이처럼, 제2 부화소 전극(191b)이 각각 좌우측에 이웃하는 두 데이터선(171, 172)과 중첩하는 면적 비율을 조절함으로써, 제2 부화소 전극(191b)과 각각 좌 우측에 이웃하는 두 데이터선(171, 172)과 형성하는 기생 용량 크기 차이를 작게하여, 제2 부화소 전극과 이웃하는 두 데이터선 사이의 기생 용량 편차에 의해 발생하는 크로스 토크 불량을 방지할 수 있다.그러면 이러한 액정 표시 장치의 표시 동작에 대하여 설명한다.

다시 도 1을 참조하면 신호 제어부(600)는 외부의 그래픽 제어기(도시하지 않음)로부터 입력 영상 신호(R, G, B) 및 이의 표시를 제어하는 입력 제어 신호, 예를 들면 수직 동기 신호(Vsync)와 수평 동기 신호(Hsync), 메인 클록(MCLK), 데이터 인에이블 신호(DE) 등을 제공받는다. 신호 제어부(600)의 입력 영상 신호(R, G, B)와 입력 제어 신호를 기초로 입력 영상 신호(R, G, B)를 액정 표시판 조립체(300)의 동작 조건에 맞게 적절히 처리하고 게이트 제어 신호(CONT1) 및 데이터 제어 신호(CONT2) 등을 생성한 후, 게이트 제어 신호(CONT1)를 게이트 구동부(400)로 내보내고 데이터 제어 신호(CONT2)와 처리한 영상 신호(DAT)를 데이터 구동부(500)로 내보낸다.

게이트 제어 신호(CONT1)는 게이트 온 전압(Von)의 주사 시작을 지시하는 주 사 시작 신호(STV)와 게이트 온 전압(Von)의 출력 시기를 제어하는 게이트 클록 신호(CPV) 및 게이트 온 전압(Von)의 폭을 한정하는 출력 인에이블 신호(OE) 등을 포함한다.

데이터 제어 신호(CONT2)는 한 행의 부화소(PXa, PXb)에 대한 데이터의 전송을 알리는 수평 동기 시작 신호(STH)와 데이터선(D₁-D_2m)에 해당 데이터 전압을 인가하라는 로드 신호(LOAD) 및 데이터 클록 신호(HCLK)를 포함한다. 데이터 제어 신호(CONT2)는 또한 공통 전압(Vcom)에 대한 데이터 전압의 극성(이하 "공통 전압에 대한 데이터 전압의 극성"을 줄여 "데이터 전압의 극성"이라 함)을 반전시키는 반전 신호(RVS)를 포함한다.

데이터 구동부(500)는 신호 제어부(600)로부터의 데이터 제어 신호(CONT2)에 따라 한 행의 부화소(PXa, PXb)에 대한 영상 데이터(DAT)를 차례로 입력받아 시프트시키고, 계조 전압 생성부(800)로부터의 계조 전압 중 각 영상 데이터(DAT)에 대응하는 계조 전압을 선택함으로써 영상 데이터(DAT)를 해당 아날로그 데이터 전압으로 변환한 후, 이를 해당 데이터선(D₁-D_2m)에 인가한다.

게이트 구동부(400)는 신호 제어부(600)로부터의 게이트 제어 신호(CONT1)에 따라 게이트 온 전압(Von)을 게이트선(G₁-G_n)에 차례로 인가하여 이 게이트선(G₁-G_n)에 연결된 스위칭 소자(Qa, Qb)를 턴 온시키며, 이에 따라 데이터선(D₁-D_2m)에 인가된 데이터 전압이 턴 온된 스위칭 소자(Qa, Qb)를 통하여 해당 부화소(PXa, PXb)에 인가된다.

부화소(PXa, PXb)에 인가된 데이터 전압과 공통 전압(Vcom)의 차이는 각 액정 축전기(Clca, Clcb)의 충전 전압, 즉 부화소 전압으로서 나타난다. 액정 분자들은 부화소 전압의 크기에 따라 그 배열을 달리하며 이에 따라 액정층(3)을 통과하는 빛의 편광이 변화한다. 이러한 편광의 변화는 표시판(100, 200)에 부착된 편광판에 의하여 빛의 투과율 변화로 나타난다.

하나의 입력 영상 데이터는 한 쌍의 출력 영상 데이터로 변환되고 이들은 한 쌍의 부화소(PXa, PXb)에 서로 다른 투과율을 부여한다. 따라서 두 부화소(PXa, PXb)는 서로 다른 감마 곡선을 나타내며 한 화소(PX)의 감마 곡선은 이들을 합성한 곡선이 된다. 정면에서의 합성 감마 곡선은 가장 적합하도록 정해진 정면에서의 기준 감마 곡선과 일치하도록 하고 측면에서의 합성 감마 곡선은 정면에서의 기준 감마 곡선과 가장 가깝게 되도록 한다. 이와 같이 영상 데이터를 변환함으로써 측면 시인성이 향상된다. 또한 앞서 설명한 바와 같이 상대적으로 높은 데이터 전압을 인가 받는 제1 부화소 전극(191a)의 면적을 제2 부화소 전극(191b)의 면적보다 작게 함으로써 측면에서의 합성 감마 곡선의 왜곡을 작게 할 수 있다.

1 수평 주기(또는 "1H")[수평 동기 신호(Hsync), 데이터 인에이블 신호(DE)의 한 주기]가 지나면 데이터 구동부(500)와 게이트 구동부(400)는 다음 행의 부화소(PXa, PXb)에 대하여 동일한 동작을 반복한다. 이러한 방식으로, 한 프레임(frame) 동안 모든 게이트선(G₁-G_n)에 대하여 차례로 게이트 온 전압(Von)을 인가하여 모든 부화소(PXa, PXb)에 데이터 전압을 인가한다.

그러면, 도 8 및 도 9를 참고로 하여, 본 발명의 한 실험예에 따른 액정 표시 장치의 표시 특성 및 크로스 토크에 대하여 설명한다.

도 8은 본 발명의 한 실험예에 따른 액정 표시 장치의 영역 별 휘도차를 나타내는 그래프이고, 도 9는 본 발명의 한 실험예에 따른 액정 표시 장치의 크로스 토크를 나타내는 그래프이다.

먼저, 본 발명의 제1 실험예에서는 화소 전극을 제1 및 제2 부화소 전극으로 나누고 제1 부화소부 전극과 제1 데이터 라인이나 제 2데이터 라인이 중첩되는, 복수의 경우(B1, B2, B3, B4, B5)와 본 발명의 실시예와 같이, 화소 전극을 제1 및 제2 부화소 전극으로 나누어 형성 및 구동함과 동시에, 제1 부화소 전극은 데이터선과 중첩하지 않고 데이터선과 이격되도록 형성하고, 제2 부화소 전극은 데이터선과 중첩하도록 넓게 형성하고, 제2 부화소 전극과 이웃하는 두 데이터선과의 중첩 면적을 0.8:1 내지 1.2:1로 조절한 경우(A)를 나누어, 크로스토크 테스트 패턴에서의 계조 별 테스트 패턴 영역과 기타 영역 간의 휘도차를 측정하였다. 실험 예에서, 화소 전극 및 데이터선의 형태 및 중첩 관계를 제외하고 다른 조건은 모두 동일하게 하였다.

도 8을 참고하면, 단지 화소 전극을 제1 및 제2 부화소 전극으로 나누고 제1 부화소부 전극과 제1 데이터 라인이나 제 2데이터 라인이 중첩된 경우(B1, B2, B3, B4, B5)에 비하여, 본 발명의 실시예와 같은 경우(A) 전 계조에 따라 영역 별로 휘도차가 발생하지 않음을 알 수 있었다. 즉, 본 발명의 실시예와 같은 경우(A) 액정 표시 장치의 시인성이 향상되었음을 알 수 있다.

다음으로, 본 발명의 실시예와 같이, 화소 전극을 제1 및 제2 부화소 전극으로 나누어 형성 및 구동함과 동시에, 제1 부화소 전극은 데이터선과 중첩하지 않고 데이터선과 이격되도록 형성하고, 제2 부화소 전극은 데이터선과 중첩하도록 넓게 형성하고, 제2 부화소 전극과 이웃하는 두 데이터선과의 중첩 면적을 0.8:1 내지 1.2:1로 조절한 다양한 경우 (A1, A2, A3)에 대하여 액정 표시 장치의 구동 시, 액정 표시 장치의 하단부에서 크로스 토크 비율을 측정하였다. 본 실험예에서는 다른 조건은 동일하게 하면서, 액정 표시 장치의 화소의 크기나 절개부의 위치 등을 변화시킨 다양한 경우(A1, A2, A3)에 대하여 동일 위치에서 크로스 토크 비율을 측정하였다.

도 9를 참고하면, 본 발명의 실시예와 같은 액정 표시 장치의 경우, 액정 표시 장치의 크로스 토크 비율이 1% 이내로 매우 낮음을 알 수 있었다. 따라서, 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 경우, 제1 부화소 전극은 데이터선과 중첩하지 않고 데이터선과 이격되도록 형성하여 제1 부화소 전극과 데이터선과의 크로스 토크를 감소함과 동시에, 제2 부화소 전극과 이웃하는 두 데이터선과의 중첩 면적을 같도록 하여 제2 부화소 전극과 이웃하는 두 데이터선과의 커플링에 의한 크로스 토크를 감소할 수 있었음을 알 수 있었다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 블록도이다.

도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 두 부화소에 대한 등가 회로도이다.

도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 한 화소에 대한 배치도이다.

도 5 및 도 6은 도 4에 도시한 액정 표시 장치를 V-V선 및 VI-VI 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.

도 7은 본 발명의 다른 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 한 화소에 대해 도 4의 V-V선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.

도 8은 본 발명의 한 실험예에 따른 액정 표시 장치의 영역 별 휘도차를 나타내는 그래프이다.

도 9는 본 발명의 한 실험예에 따른 액정 표시 장치의 크로스 토크를 나타내는 그래프이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

3: 액정층 100: 박막 트랜지스터 표시판

110, 210: 절연 기판 121: 게이트선

124a, 124b: 게이트 전극 131: 유지 전극선

135: 유지 전극 140: 게이트 절연막

154a, 154b: 반도체 163a, 165a, 163b, 165b: 저항성 접촉 부재

171, 172: 데이터선 173a, 173b: 소스 전극

175a, 175b: 드레인 전극 180p, 180q: 보호막

185a 185b: 접촉 구멍 191: 화소 전극

200: 공통 전극 표시판 220: 차광 부재

230: 색필터 270: 공통 전극

Claims

쌍을 이루는 제1 게이트선 및 제2 게이트선,

상기 제1 게이트선 및 상기 제2 게이트선과 교차하며 서로 이웃하는 제1 데이터선과 제2 데이터선,

상기 제1 게이트선 및 상기 제1 데이터선에 연결되어 있는 제1 박막 트랜지스터,

상기 제2 게이트선 및 상기 제1 데이터선에 연결되어 있는 제2 박막 트랜지스터,

제1 부화소 전극과 제2 부화소 전극을 포함하는 화소 전극을 포함하고,

상기 제1 부화소 전극은 상기 제1 박막 트랜지스터에 연결되어 있고, 상기 제2 부화소 전극은 상기 제2 박막 트랜지스터에 연결되어 있고,

상기 제1 부화소 전극은 상기 제1 데이터선 및 상기 제2 데이터선과 중첩하지 않으며,

상기 제2 부화소 전극은 상기 제1 데이터선 및 상기 제2 데이터선 각각과 중첩하는

액정 표시 장치.
제1항에서,

상기 제2 부화소 전극이 상기 제1 데이터선, 그리고 상기 제1 및 제2 박막 트랜지스터의 소스 전극과 중첩하는 면적 대 상기 제2 부화소 전극이 상기 제2 데이터선과 중첩하는 면적의 비는 0.8:1 내지 1.2:1인 액정 표시 장치.
제2항에서,

상기 화소 전극 아래에 배치되어 있는 색필터를 더 포함하는 액정 표시 장치.
제2항에서,

상기 제1 데이터선 및 상기 제2 데이터선은 각각 제1 가상의 직선 위에 놓인 제1 부분과 상기 제1 가상의 직선과 이격되어 있고 평행한 제2 가상의 직선 위에 놓인 제2 부분, 그리고 상기 제1 부분과 상기 제2 부분 사이를 연결하고 있는 제3 부분을 포함하고, 상기 제2 부화소 전극은 상기 제1 데이터선의 제1 부분 및 상기 제2 데이터선의 제2 부분과 중첩하는 액정 표시 장치.
제4항에서,

상기 제1 부화소 전극, 상기 제1 데이터선 및 상기 제2 데이터선을 같은 평면 위로 투영하였을 때, 이들의 투영 패턴은 서로 이격되어 있는 액정 표시 장치.
제5항에서,

상기 제2 부화소 전극은 상기 제1 부화소 전극을 둘러싸는 액정 표시 장치.
제6항에서,

상기 제1 부화소 전극의 면적은 상기 제2 부화소 전극의 면적보다 작은 액정 표시 장치.
제7항에서,

상기 제1 부화소 전극의 전압은 상기 제2 부화소 전극의 전압보다 높은 액정 표시 장치.
제1항에서,

상기 제1 부화소 전극 및 제2 부화소 전극 중 적어도 하나에는 제1 절개부가 형성되어 있는 액정 표시 장치.
제8항에서,

상기 화소 전극과 마주하는 공통 전극을 더 포함하고,

상기 공통 전극은 제2 절개부가 형성되어 있는 액정 표시 장치.
제1항에서,

상기 화소 전극 아래에 배치되어 있는 색필터를 더 포함하는 액정 표시 장치.
제1항에서,

상기 화소 전극 아래에 배치되어 있는 유기 절연막을 더 포함하는 액정 표시 장치.
제12항에서,

상기 유기 절연막의 두께는 약 1㎛이상인 액정 표시장치.
제1항에서,

상기 제1 데이터선 및 상기 제2 데이터선은 각각 제1 가상의 직선 위에 놓인 제1 부분과 상기 제1 가상의 직선과 이격되어 있고 평행한 제2 가상의 직선 위에 놓인 제2 부분, 그리고 상기 제1 부분과 상기 제2 부분 사이를 연결하고 있는 제3 부분을 포함하고, 상기 제2 부화소 전극은 상기 제1 데이터선의 제1 부분 및 상기 제2 데이터선의 제2 부분과 중첩하는 액정 표시 장치.
제2항에서,

상기 제1 부화소 전극 및 제2 부화소 전극 중 적어도 하나에는 제1 절개부가 형성되어 있는 액정 표시 장치.
제2항에서,

상기 화소 전극과 마주하는 공통 전극을 더 포함하고,

상기 공통 전극은 제2 절개부가 형성되어 있는 액정 표시 장치.
제2항에서,

상기 화소 전극 아래에 배치되어 있는 유기 절연막을 더 포함하는 액정 표시 장치.