KR20140069462A

KR20140069462A - 액정 표시 장치

Info

Publication number: KR20140069462A
Application number: KR1020120136723A
Authority: KR
Inventors: 이노우에; 김미숙; 김태호; 박소연; 조다혜; 오근찬
Original assignee: 삼성디스플레이 주식회사
Priority date: 2012-11-29
Filing date: 2012-11-29
Publication date: 2014-06-10
Also published as: US9207486B2; US20140146277A1; KR101951280B1

Abstract

액정 표시 장치는 제1 기판 상기 제1 기판상에 형성된 공통 전극, 일 방향으로 연장되는 복수의 분기(branch)부를 가지며, 상기 공통 전극과 중첩되는 화소 전극 및 상기 화소 전극의 가장자리에 대응하는 제1 분기부와 부분적으로 중첩하는 차광막을 포함한다. 상기 차광막이 화소 전극의 분기부와 부분적으로 중첩되어 플리커를 최소화 하고 잔상을 개선하여 액정 표시 장치의 표시 품질을 향상 시킬 수 있다.

Description

액정 표시 장치{LIQUID CRYSTAL DISPLAY APPARATUS}

본 발명은 액정 표시 장치 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차광막을 포함하여 플리커 및 잔상을 최소화 하는 액정 표시 장치에 관한 것이다.

일반적으로 액정 표시 패널은 표시 기판, 표시 기판과 마주하는 상부 기판, 및 표시 기판과 상부 기판과의 사이에 개재된 액정층으로 이루어진다. 표시 기판은 복수의 신호 배선들과 상기 신호 배선들에 연결된 복수의 박막 트랜지스터들이 형성된다.

일반적으로 액정 표시 패널은 TN(twisted nematic) 모드를 이용하고 있으며, 최근에는 광시야각 확보를 위해 PLS (plane to line switching) 모드를 많이 이용하고 있다.

상기 PLS 모드의 액정 표시 패널은 박막 트랜지스터가 형성되는 박막 트랜지스터(thin film Transistor) 기판 상에 화소 전극(14) 및 상기 화소 전극(14)과 중첩되는 공통 전극을 형성하여 상기 화소 전극(14)과 상기 공통 전극 간에 인가된 전계에 의해 수평 배향된 액정 분자들이 회전함에 따라 계조를 구현한다.

그러나, 쐐기체형(wedge type)의 전극 구조에서 스플레이 변형(splay deformation)이나 벤드 변형(bending deformation)등에 의해 분극이 발생되는 현상은 일반적으로 플렉소일렉트릭 효과(flexsoelectric effect)로 알려져 있다. 일반적으로 플렉소일레트릭효과(flexsoelectric effect)는 쐐기체형(wedge type) 셀에 주입된 액정이나 셀을 변형시킨 경우에 발생하는 것으로 알려져 있지만, PLS와 같이 액정 분자에 프린지 필드가 걸리고 전계 방향으로 배향될 때, 스플레이 변형이나 벤드 변형 등의 배향 변형이 발생한 경우에도 플렉소일렉트릭 효과에 의한 거시적인 분극이 발생할 수 있다.

또한, 액정 표시 장치에서는 액정 재료의 열화를 방지하기 위해 소위 교류 구동이 통상적으로 행해진다. 교류 구동에서는 화소 전극(14)의 전압과 공통 전극의 전압 간의 전위차의 극성을 정기적인 주기로 반전시킨다. 플렉소일렉트릭 효과를 갖는 액정을 이러한 액정 표시 장치에 사용한 경우에는 교류 구동에 있어서 상기 전위차의 극성을 반전시켜도 플렉소일렉트릭 효과에 기인하는 액정의 분극의 극성은 단순하게 반전되지 않는다. 그 결과, 전위차의 극성에 따라 화소마다 광 투과율이 상이하게 된다. 특히, 각 프레임에서의 전위차의 극성을 반전시키기 위해 액정에 교류 구동을 행했을 경우에는, 화소 전극(14)의 전압이 공통 전극의 전압보다 큰 포지티브 프레임과 화소 전극(14)의 전압이 공통 전극의 전압보다 작은 네거티브 프레임간의 광 투과율이 상이하게 된다. 이에 따라, 액정 표시 장치의 휘도가 프레임마다 다르게 되어, 화면이 깜빡거리는 플리커(flicker) 및 잔상이 발생되어 화질이 저하되는 문제점을 가진다.

이에 본 발명의 기술적 과제는 이러한 점에서 착안된 것으로, 본 발명의 목적은 플리커 및 잔상의 문제점을 개선하여 표시 품질이 향상된 액정 표시 장치를 제공하는 것이다.

상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 액정 표시 장치는 제1 기판, 상기 제1 기판상에 형성된 공통 전극, 일 방향으로 연장되는 복수의 분기(branch)부를 가지며, 상기 공통 전극과 중첩되는 화소 전극(14) 및 상기 화소 전극(14)의 가장자리에 대응하는 제1 분기부와 부분적으로 중첩하는 차광막을 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 공통전극 및 상기 화소전극 사이에 형성되는 절연막을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 화소 전극(14) 및 상기 절연막은 다음 수식을 만족할 수 있다.

(단, T는 상기 절연막의 두께이고, L은 상기 분기부의 폭이고, P는 상기 분기부 사이의 간격이다.)

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 기판상에 형성되는 데이터 라인을 더 포함하고, 상기 차광막은 상기 데이터 라인일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 기판상에 형성되는 게이트 라인을 더 포함하고, 상기 차광막과 상기 게이트 라인은 동일한 재료로 형성될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 기 차광막과 상기 게이트 라인은 동일한 층에 형성될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 액정 표시 장치는 상기 제1 기판과 대향하며, 컬러 필터를 포함하는 제2 기판을 더 포함하고, 상기 차광막은 상기 제2 기판에 형성될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 차광막은 블랙 매트릭스일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 분기부와 상기 차광막이 중첩되는 총 면적은 분기부 하나의 면적과 동일할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 분기부와 중첩하는 상기 차광막의 가장자리는, 상기 분기부와 동일한 방향으로 연장되며, 상기 제1 분기부의 중심을 지나는 가상의 선과 평면도 상에서 일치할 수 있다.

상기한 본 발명의 다른 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 액정 표시 장치는 제1 기판, 상기 제1 기판상에 형성된 공통 전극, 일 방향으로 연장되는 복수의 절곡된 분기(branch)부를 가지며, 상기 공통 전극과 중첩되는 화소 전극(14) 및 상기 화소 전극(14)의 가장자리에 대응하는 제1 분기부와 부분적으로 중첩하는 차광막을 포함한다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 차광막이 화소 전극(14)의 가장 자리에 대응하는 분기(branch)부와 부분적으로 중첩하므로, 차광막과 차광막 사이의 전극의 개수와 전극간 공간의 개수가 동일하게 된다. 이에 따라 포지티브 프레임 및 네거티브 프레임 간의 휘도 차이가 최소가 되어 플리커 또한 최소가 될 수 있다. 따라서 상기 플리커를 최소화하여 액정 표시 장치의 표시 품질이 향상될 수 있다.

또한, 최외부 전극의 바깥쪽에서는 플렉소 분극이 심해져 잔상이 나빠질 수있는데 그 부분을 차광막이 가림으로써, 잔상을 개선할 수 있다. 따라서 액정 표시 장치의 품질을 향상 시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치를 나타내는 블럭도이다.
도 2는 도1의 표시부의 화소의 구성을 나타내는 회로도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시부를 나타내는 평면도이다.
도 4는 도 3의 I-I'선을 따라 절단한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치에서 포지티브 프레임/네거티브 프레임의 휘도 프로파일을 나타내는 그래프이다.
도 6은 화소 전극(14)의 분기부 개수와 분기부 사이의 슬릿의 개수가 동일할 때 전압에 따른 투과율을 나타내는 그래프이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 액정 경사 각도를 나타내는 그래프이다.
도 8은 화소전극의 분기부 폭/ 분기부 사이의 간격 값이 0.41일 때 휘도 차이를 나타내는 그래프이다.
도 9는 절연막 두께 및 화소 전극(14)의 분기부 폭/ 분기부 사이의 간격에 따른 투과율을 나타내는 그래프이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 평면도이다.
도 11은 도 10의 II-II' 선을 따라 절단한 단면도이다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 평면도이다.
도 13은 도 12의 III-III' 선을 따라 절단한 단면도이다.
도 14는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 평면도이다.

이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치를 나타내는 블럭도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치(1)는 표시 제어부(2), 공통 신호 구동부(3), 게이트 구동부(4), 소스 구동부(5) 및 표시부(6)를 포함한다.

상기 표시 제어부(2)는 SRAM(Static Random Access Memory) 등으로 이루어지는 프레임 메모리에 각 프레임마다 공급되는 화상 신호를 저장하고 유지한다. 또한 상기 표시 제어부(2)는 상기 표시부(6)를 구동하는 상기 공통 신호 구동부(3), 상기 게이트 구동부(4) 및 상기 소스 구동부(5)를 서로 연동하여 동작하도록 제어하는 기능을 갖고 있다. 구체적으로는 상기 표시 제어부(2)는 상기 공통 신호 구동부(3) 및 상기 게이트 구동부(4)에 각각 공통 신호 타이밍 제어 신호 및 주사 타이밍 제어 신호를 공급하고, 프레임 메모리에 유지되고 있는 화상 신호에 기초하는 1 수평 라인 분의 화상 신호와 표시 타이밍 제어 신호를 소스 구동부(5)에 공급한다.

상기 공통 신호 구동부(3)는 상기 표시 제어부(2)로부터 공급되는 공통 신호 타이밍 제어 신호에 따라 상기 표시부(6)에 공통 신호를 공급하는 회로이다. 본 발명의 일 실시예에서 상기 표시부(6)는 프레임 반전 구동에 의해 동작할 수 있다. 즉, 상기 공통 신호 구동부(3)는 상기 표시부(6) 상에 표시될 각 프레임마다 공통 신호의 극성을 반전시키고 그 공통 신호를 출력한다.

상기 게이트 구동부(4)는 상기 표시 제어부(2)로부터 공급되는 주사 타이밍 신호에 따라 표시 구동의 대상이 되는 상기 표시부(6) 내의 화소를 선택하는 기능을 갖는다. 상기 게이트 구동부(4)는 게이트 라인(GL)을 통해 주사 신호를 화소의 트랜지스터의 게이트에 인가함으로써 화소로 구성된 매트릭스로부터 한 라인을 구성하는 화소를 표시 구동이 되는 화소로서 선택한다. 이 선택된 화소는 상기 소스 구동부(5)로부터 공급되는 화소 신호에 따라 1 수평 라인의 표시를 행한다. 이에 따라, 상기 게이트 구동부(4)는 시분할적으로 1 수평 라인씩 순차 주시를 행하고, 상기 표시부(6)의 표시면 전체에 걸쳐 표시를 행하도록 동작한다.

상기 소스 구동부(5)는 상기 표시 제어부(2)로부터 공급되는 1 수평 라인 분의 화상 신호를 상기 표시부(6) 내의 각 화소에 화소 신호로서 공급하는 회로이다. 상기 소스 구동부(5)는 상기 게이트 구동부(4)에 의해 선택된 1 수평 라인을 구성하는 화소에 데이터 라인(DL)을 통해 화소 신호를 공급한다.

도 2는 도1의 표시부의 화소의 구성을 나타내는 회로도이다.

도 2를 참조하면, 상기 표시부(6)는 매트릭스 형상으로 배열된 복수의 화소를 포함한다. 상기 각 화소들은 트랜지스터 및 액정소자를 포함한다. 상기 트랜지스터는 박막 트랜지스터를 포함할 수 있다. 상기 트랜지스터에서 소스는 데이터 라인(DL)에 접속되고 게이트는 게이트 라인(GL)에 접속되고 드레인은 화소 전극(14)을 통해서 액정 소자에 접속된다. 상기 액정 소자(LC)의 일단은 화소 전극(14)을 통해서 트랜지스터의 드레인에 접속되고, 상기 액정소자(LC)의 타단은 공통전극에 접속되어 있어, 공통 신호는 공통 신호 구동부(3)에 의해 상기 액정 소자(LC)에 공급된다.

상기 화소는 게이트 라인(GL)에 의해 상기 표시부(6)의 같은 행에 속하는 다른 화소에 접속된다. 상기 게이트 라인(GL)은 상기 게이트 구동부(4)에 접속되고 주사 신호는 상기 게이트 구동부(4)로부터 상기 게이트 라인(GL)에 공급된다. 또한 상기 화소는 상기 데이터 라인(DL)에 의해 상기 표시부(6)의 같은 열에 속하는 다른 화소에 접속된다. 상기 데이터 라인(DL)은 상기 소스 구동부(5)에 접속되고 화소 신호는 상기 소스 구동부(5)로부터 데이터 라인(DL)에 공급된다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시부를 나타내는 평면도이다. 도 4는 도 3의 I-I'선을 따라 절단한 단면도이다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 표시부는 화소 전극(14) 및 상기 화소 전극(14)과 일부가 중첩되는 블랙 매트릭스(23)를 포함한다. 상기 화소 전극(14)은 ITO(Indum Tin Oxide)와 같은 투명 도전성 물질로 구성될 수 있으며, 간격을 두고 나란히 배치된 복수의 분기부(branch)가 그 길이 방향의 양단부에서 서로 접속된 형상을 갖는 투명한 전극이다. 각 화소 전극(14)들은 제1 및 제2 방향을 따라 연장된다. 상기 제1 방향은 상기 게이트 라인(GL)과 나란한 방향에 해당하고, 상기 제2 방향은 상기 데이터 라인(DL) 또는 길이 방향과 나란한 방향에 해당한다. 상기 화소 전극(14)의 복수의 분기부는 제1 방향을 따라 배치되며, 상기 화소 전극(14)의 복수의 분기부는 각각 제2 방향을 따라 연장된다. 인접하는 분기부들 사이에는 슬릿이 배치된다. 상기 슬릿은 상기 제2 방향을 따라 연장되며, 복수의 슬릿이 상기 제1 방향을 따라 배치된다.

상기 화소 전극(14)과 트랜지스터(Tr)는 컨택부(CONT)를 통해서 서로 접속되어 있다. 블랙 매트릭스(23)는 제2 방향을 따라 연장되고 제1 방향을 따라 상기 화소 전극(14)의 가장자리에 대응하는 제1 분기부와 부분적으로 중첩되도록 배치된다. 상기 블랙 매트릭스(23)의 끝단은 상기 화소 전극(14)의 최외부에 배치된 분기부의 중앙부에 배치된다. 따라서 상기 블랙 매트릭스(23)는 인접하는 화소전극(14)들의 사이에 일부가 중첩되게 배치되며, 상기 화소전극(14)들의 최외부에 배치된 분기부의 중앙부에 양 끝단이 배치된다. 공통전극(13)은 상기 화소 전극(14) 아래의 층 전체에 걸쳐 형성된다. 상기 공통 전극(13)은 상기 화소전극(14)과 마찬가지로 ITO와 같은 투명 도전성 물질로 구성될 수 있는 투명전극이다.

도 4를 참조하면, 상기 표시부(6)는 제1 기판(10), 제2 기판(20) 및 액정층(9)을 포함한다. 상기 제1 기판(10)은 어레이 기판으로서, 베이스 기판(11), 제1 절연막(121), 데이터 라인(DL), 제2 절연막(122), 공통 전극(13), 제3 절연막(123) 및 화소 전극(14)이 순차적으로 적층된 구조를 가진다. 상기 제1 기판(10)에 대향하는 제2 기판(20)은 컬러기판으로서, 베이스 기판(21), 컬러 필터(22) 및 블랙 매트릭스(23)를 포함한다. 상기 제1 기판(10) 및 상기 제2 기판(20) 사이에는 상기 액정층(9)이 형성된다.

상기 제1 기판(10)에는 제1 절연막(121)이 형성된 베이스 기판(11) 상에 상기 데이터 라인(DL)이 형성되고, 상기 데이터 라인(DL)이 형성된 베이스 기판상에 제2 절연막(122)이 형성된다. 상기 제2 절연막(122)이 형성된 기판상에 상기 공통 전극(13)이 형성된다. 상기 공통 전극은 상기 제2 절연막(122) 상에전체에 걸쳐 형성된다. 상기 공통 전극(13)이 형성된 후 그 위에 상기 제3 절연막(123)이 형성되며, 상기 제3 절연막(123) 상에 상기 화소 전극(14)이 형성된다. 따라서 상기 공통 전극(13)과 상기 화소 전극(14)은 서로 중첩되게 배치되며 제3 절연막(123)에 의해 절연된다.

상기 제2 기판(20)은 상기 베이스 기판(21), 컬러 필터(22) 및 블랙 매트릭스(23)를 포함한다. 상기 컬러 필터(22)는 적색, 녹색 및 청색의 3색의 컬러 필터를 주기적으로 배열하여 구성된다. 상기 컬러 필터(22)에서는 개구부 이외의 부분에서의 광의 차단 또는 인접하는 3색의 컬러 필터로부터 출사하는 3색의 광의 혼색을 방지하기 위해 상기 블랙 매트릭스(23)가 형성된다. 도면상에서는 상기 컬러 필터(22) 하부에 상기 블랙 매트릭스(23)가 형성된 것이 도시되었지만, 본 발명의 다른 실시예에서는 상기 컬러 필터(22)와 상기 블랙 매트릭스(23)의 위치가 서로 바뀔 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치에서 포지티브 프레임/네거티브 프레임의 휘도 프로파일을 나타내는 그래프이다. 도 8은 화소 전극(14)의 분기부 개수와 분기부 사이의 슬릿의 개수가 동일할 때 전압에 따른 투과율을 나타내는 그래프이다.

도 5를 참조하면, 포지티브 프레임 및 네거티브 프레임의 휘도 프로파일이 나타난다. PLS 모드에서 교류 구동시 포지티브 프레임으로 전극에, 네거티브 프레임으로 상기 전극간 슬릿에 텍스쳐가 발생하게 된다. 또한, 상기 화소 전극(14)의 분기부의 개수와 상기 분기부 사이의 슬릿 개수가 동일이 아닐 때 포지티브 프레임 및 네거티브 프레임 간 휘도 차이가 생겨서 플리커로 나타나게 된다. 따라서 상기 화소 전극(14)의 분기부의 개수와 상기 분기부 사이의 슬릿의 개수를 동일하게 하면 휘도 차이가 최소로 되며 플리커 또한 최소가 된다.

도 6의 그래프는 상기 화소 전극(14)의 분기부의 개수와 상기 분기부 사이의 슬릿의 개수가 동일한 경우의 투과율을 나타낸 것으로서 포지티브 프레임 및 네거티브 프레임의 투과율의 차이가 거의 없는 것을 알 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치는 상기 블랙 매트릭스(23)의 끝단이 상기 화소 전극(14)의 최외부 분기부의 중앙부에 배치되어 상기 화소 전극(14)의 분기부의 개수와 상기 분기부 사이의 슬릿의 개수가 동일하게 된다. 따라서, 포지티브 프레임 및 네거티브 프레임 간 휘도 차이가 최소가 되어 플리커 또한 최소가 될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 블랙 매트릭스(23)는 끝단이 상기 화소 전극(14)의 최외부 분기부의 중앙부에 배치된다. 따라서 상기 블랙 매트릭스(23)와 상기 화소 전극(14)의 최외부 분기부의 절반에 해당하는 면적이 중첩된다. 또한, 상기 블랙 매트릭스(23)는 화소 전극(14)의 양끝단에 배치되므로 결과적으로 상기 화소 전극(14)의 최외부 분기부는 양 끝단에서 두 개의 중첩되는 영역을 가지게 된다. 즉, 상기 화소 전극(14)의 복수의 분기부 중 하나의 분기부에 해당되는 면적이 상기 블랙 매트릭스(23)에 의해 가려지게 되어 상기 화소 전극(14)의 분기부의 개수와 상기 분기부 사이의 슬릿의 개수가 동일하게 된다. 이때, 상기 블랙 매트릭스(23)와 상기 화소 전극(14)의 최외부 분기부가 중첩되는 면적은 상기 화소 전극(14)의 양 끝단에서 중첩되는 총 면적이 상기 화소 전극(14)의 분기부 하나의 면적과 동일하면 된다. 따라서, 반드시 상기 블랙 매트릭스(23)의 끝단이 상기 화소 전극(14)의 최외부 분기부의 중앙부에 배치될 필요는 없다. 예를 들어 상기 화소 전극(14)의 좌측 최외부 분기부와 상기 블랙 매트릭스(23)가 분기부 하나 면적의 30%가 중첩된 경우라면, 상기 화소 전극(14)의 우측 최외부 분기부와 상기 블랙 매트릭스(23)는 분기부 하나 면적의 70%가 중첩되면 된다. 이로 인해, 포지티브 프레임 및 네거티브 프레임 간 휘도 차이가 최소로 되며 플리커 또한 최소로 된다. 따라서 플리커를 최소화할 수 있어 액정 표시 장치의 고화질을 실현할 수 있다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 액정 경사 각도를 나타내는 그래프이다.

도 7을 참조하면, 상기 화소 전극(14)의 분기부 및 상기 분기부 사이의 슬릿이 배치된 중앙부에서는 액정 경사 각도가 대칭으로 나타난다. 그러나 상기 화소 전극(14)의 최외부 영역에서는 액정 경사 각도가 비대칭으로 나타난다. 따라서, 상기 액정 표시 장치의 화소의 양끝단에서 스플레이(splay) 배향각도의 비대칭성이 있으며, 상기 화소의 양 끝단에서 플렉소 분극의 비대칭성에 의한 잔상이 발생하게 된다.

본 발명의 일 실시예에 따른 상기 블랙 매트릭스(23)는 끝단이 상기 화소 전극(14)의 최외부 분기부의 중앙부에 배치된다. 상기 블랙 매트릭스(23)는 상기 화소 전극(14)의 최외부 분기부와 중첩되고, 상기 액정 경사 각도가 비대칭성을 보이고 있는 상기 화소 전극(14)의 최외부 영역이 가려지게 된다. 따라서 상기 화소 전극(14)의 최외부 영역에서의 잔상의 발생이 나타나지 않게 되어 액정 표시 장치의 고화질을 실현할 수 있다. 이때, 상기 블랙 매트릭스(23)와 상기 화소 전극(14)의 최외부 분기부가 중첩되는 면적은 상기 화소 전극(14)의 양 끝단에서 중첩되는 총 면적이 상기 화소 전극(14)의 분기부 하나의 면적과 동일하면 된다. 따라서, 반드시 상기 블랙 매트릭스(23)의 끝단이 상기 화소 전극(14)의 최외부 분기부의 중앙부에 배치될 필요는 없다. 예를 들어 상기 화소 전극(14)의 좌측 최외부 분기부와 상기 블랙 매트릭스(23)가 분기부 하나 면적의 30%가 중첩된 경우라면, 상기 화소 전극(14)의 우측 최외부 분기부와 상기 블랙 매트릭스(23)는 분기부 하나 면적의 70%가 중첩되면 된다.

도 8은 화소 전극(14)의 분기부 폭/ 분기부 사이의 간격 값이 0.41일 때 휘도 차이를 나타내는 그래프이다. 도 9는 절연막 두께 및 화소 전극(14)의 분기부 폭/ 분기부 사이의 간격에 따른 투과율을 나타내는 그래프이다.

도 8을 참조하면, 제2 절연막의 두께를 T, 상기 화소 전극(14)의 분기부의 폭을 L, 상기 화소 전극(14)의 분기부 사이의 간격을 P라고 할 때, T = 2000, L = 3.3㎛, P = 8.0㎛ 값을 가질 때 즉, L/P = 0.41의 값을 가질 때, 3.6V의 전압에서 포지티브 프레임과 네거티브 프레임간의 휘도 차이가 최소가 되는 것이 나타난다. 상기 조건에서 휘도 차이가 최소로 나타나게 되므로 플리커도 최소가 된다.

도 9를 참조하면, 상기 화소 전극(14)의 분기부의 폭을 L, 상기 화소 전극(14)의 분기부 사이의 간격을 P, 상기 공통 전극(13) 및 상기 화소 전극(14) 사이에 배치되는 제2 절연막(122)의 두께를 T라고 할 때, T 및 L/P 값에 따른 휘도가 나타난다. T = 2000 일때의 값을 참조하면, L/P = 0.41일 때 휘도가 최대값을 갖는 것이 나타난다. 따라서, 플리커가 최소가 되는 L/P는 휘도가 최대가 되는 L/P와 일치하는 것을 알 수 있다.

[표 1]은 P 값을 고정했을 때, T, L 및 L/P 값을 측정한 결과이다.

T(Å)	L	L/P
2000	3.197	0.400
3000	3.047	0.381
4000	2.917	0.365
5000	2.771	0.346
6000	2.665	0.333
7000	2.564	0.321
8000	2.413	0.302

상기 [표 1]의 값을 통해 T 및 L/P 값 사이의 관계는 아래의 [식 1]으로 나타낼 수 있다.

[식 1]

도 9를 참조하면, 상기 L/P 값은 T = 2000일 때, 투과율이 1이 되는 값으로서, 바람직하게는 투과율이 0.998이 되는 L/P 값을 가질 경우에도 플리커가 최소가 되는 효과를 가질 수 있다. 따라서, 플리커를 최소로 하기 위한 L/P 값은 아래의 [식 2]로 나타내지는 범위의 값을 가질 수 있다.

[식 2]

도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 평면도이다. 도 11은 도 10의 II-II' 선을 따라 절단한 단면도이다.

도 10을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 화소는 화소 전극(14) 및 차광막 역할을 하는 데이터 라인(DL)을 포함한다. 상기 화소 전극(14)은 ITO(Indum Tin Oxide)와 같은 투명 도전성 물질로 구성될 수 있으며, 간격을 두고 나란히 배치된 복수의 분기부가 그 길이 방향의 양단부에서 서로 접속된 형상을 갖는 투명한 전극이다. 각 화소 전극(14)들은 제1 및 제2 방향을 따라 연장된다. 상기 제1 방향은 상기 게이트 라인(GL)과 나란한 방향에 해당하고, 상기 제2 방향은 상기 데이터 라인(DL) 또는 길이 방향과 나란한 방향에 해당한다. 상기 복수의 화소 전극(14)의 분기부는 제1 방향을 따라 배치되며, 상기 복수의 화소 전극(14)의 분기부는 각각 제2 방향을 따라 연장된다.

상기 화소 전극(14)과 트랜지스터는 컨택부(CONT)를 통해서 서로 접속되어 있다. 공통전극(13)은 상기 화소 전극(14) 아래의 층 전체에 걸쳐 형성된다. 상기 공통 전극(13)은 상기 화소전극(14)과 마찬가지로 ITO와 같은 투명 도전성 물질로 구성될 수 있는 투명전극이다.

도 11을 참조하면, 상기 표시부(6)는 제1 기판(10), 제2 기판(20) 및 액정층(9)을 포함한다. 상기 제1 기판(10)은 어레이 기판으로서, 베이스 기판(11), 제1 절연막(121), 데이터 라인(DL), 제2 절연막(122), 공통 전극(13), 제3 절연막(123) 및 화소 전극(14)이 순차적으로 적층된 구조를 가진다. 본 실시예에서는 상기 데이터 라인(DL)이 차광막으로서 작용한다. 즉, 상기 데이터 라인(DL)은 상기 화소 전극(14)의 가장자리에 대응하는 제1 분기부와 부분적으로 중첩한다. 상기 데이터 라인(DL)의 끝단은 상기 화소 전극(14)의 최외부에 배치된 분기부의 중앙부에 배치된다. 따라서 상기 데이터 라인(DL)과 상기 화소 전극(14)의 최외부 분기부의 절반에 해당하는 면적이 중첩된다. 또한, 상기 데이터 라인(DL)은 화소 전극(14)의 양끝단에 배치되므로 결과적으로 상기 화소 전극(14)의 최외부 분기부는 양 끝단에서 두 개의 중첩되는 영역을 가지게 된다. 즉, 상기 화소 전극(14)의 복수의 분기부 중 한 개의 분기부에 해당되는 면적이 상기 데이터 라인(DL)에 의해 가려지게 되어 상기 화소 전극(14)의 분기부의 개수와 분기부 사이의 슬릿의 개수가 동일하게 된다. 이때, 상기 데이터 라인(DL)과 상기 화소 전극(14)의 최외부 분기부가 중첩되는 면적은 상기 화소 전극(14)의 양 끝단에서 중첩되는 총 면적이 상기 화소 전극(14)의 분기부 하나의 면적과 동일하면 된다. 따라서, 반드시 상기 데이터 라인(DL)의 끝단이 상기 화소 전극(14)의 최외부 분기부의 중앙부에 배치될 필요는 없다. 예를 들어 상기 화소 전극(14)의 좌측 최외부 분기부와 상기 데이터 라인(DL)이 분기부 하나 면적의 30%가 중첩된 경우라면, 상기 화소 전극(14)의 우측 최외부 분기부와 상기 데이터 라인(DL)은 분기부 하나 면적의 70%가 중첩되면 된다. 이로 인해, 포지티브 프레임 및 네거티브 프레임 간 휘도 차이가 최소로 되며 플리커 또한 최소로 된다. 따라서 플리커를 최소화할 수 있어 액정 표시 장치의 고화질을 실현할 수 있다.

도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 평면도이다. 도 13은 도 12의 III-III' 선을 따라 절단한 단면도이다.

도 12를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 화소는 화소 전극(14) 및 차광막(30)을 포함한다. 상기 화소 전극(14)은 ITO(Indum Tin Oxide)와 같은 투명 도전성 물질로 구성될 수 있으며, 간격을 두고 나란히 배치된 복수의 분기부가 그 길이 방향의 양단부에서 서로 접속된 형상을 갖는 투명한 전극이다. 각 화소 전극(14)들은 제1 및 제2 방향을 따라 연장된다. 상기 제1 방향은 상기 게이트 라인(GL)과 나란한 방향에 해당하고, 상기 제2 방향은 상기 데이터 라인(DL) 또는 길이 방향과 나란한 방향에 해당한다. 상기 복수의 화소 전극(14)의 분기부는 제1 방향을 따라 배치되며, 상기 복수의 화소 전극(14)의 분기부는 각각 제2 방향을 따라 연장된다.

상기 화소 전극(14)과 트랜지스터는 컨택부를 통해서 서로 접속되어 있다. 공통전극(13)은 상기 화소 전극(14) 아래의 층 전체에 걸쳐 형성된다. 상기 공통 전극(13)은 상기 화소전극(14)과 마찬가지로 ITO와 같은 투명 도전성 물질로 구성될 수 있는 투명전극이다.

도 13을 참조하면, 상기 표시부(6)는 제1 기판(10), 제2 기판(20) 및 액정층(9)을 포함한다. 상기 제1 기판(10)은 어레이 기판으로서, 베이스 기판(11), 제1 절연막(121), 차광막(30), 데이터 라인(DL), 제2 절연막(122), 공통 전극(13), 제3 절연막(123) 및 화소 전극(14)이 순차적으로 적층된 구조를 가진다. 본 실시예에서는 상기 차광막(30)은 게이트 라인(GL)과 같은 층에 형성되고, 동일한 재료로 형성된다. 상기 차광막(30)은 상기 화소 전극(14)의 가장자리에 대응하는 제1 분기부와 부분적으로 중첩한다. 상기 차광막(30)의 끝단은 상기 화소 전극(14)의 최외부에 배치된 분기부의 중앙부에 배치된다. 따라서 상기 차광막(30)과 상기 화소 전극(14)의 최외부 분기부의 절반에 해당하는 면적이 중첩된다. 또한, 상기 차광막(30)은 화소 전극(14)의 양끝단에 배치되므로 결과적으로 상기 화소 전극(14)의 최외부 분기부는 양 끝단에서 두 개의 중첩되는 영역을 가지게 된다. 즉, 상기 화소 전극(14)의 복수의 분기부 중 한 개의 분기부에 해당되는 면적이 상기 차광막(30)에 의해 가려지게 되어 상기 화소 전극(14)의 분기부의 개수와 상기 분기부 사이의 슬릿의 개수가 동일하게 된다. 이로 인해, 포지티브 프레임 및 네거티브 프레임 간 휘도 차이가 최소로 되며 플리커 또한 최소로 된다. 따라서 플리커를 최소화할 수 있어 액정 표시 장치의 고화질을 실현할 수 있다.

도 14는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 평면도이다.

도 14를 참조하면, 화소 전극(14)은 상기 실시예와 같이 복수의 곧은 분기부를 포함하지 않고, 본 실시예에 따른 화소 전극(14)은 도 14에 도시된 것처럼 복수의 절곡된 분기부를 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 표시부는 화소 전극(14) 및 상기 화소 전극(14)과 일부가 중첩되는 차광막(미도시)을 포함한다. 상기 화소 전극(14)은 ITO(Indum Tin Oxide)와 같은 투명 도전성 물질로 구성될 수 있으며, 간격을 두고 나란히 배치된 복수의 절곡된 분기부가 그 길이 방향의 양단부에서 서로 접속된 형상을 갖는 투명한 전극이다. 각 화소 전극(14)들은 제1 및 제2 방향을 따라 절곡된 형상으로 연장된다. 상기 제1 방향은 게이트 라인(GL)과 나란한 방향에 해당하고, 상기 제2 방향은 상기 데이터 라인(DL) 또는 길이 방향과 나란한 방향에 해당한다. 상기 복수의 화소 전극(14)의 절곡된 분기부는 제1 방향을 따라 배치되며, 상기 복수의 화소 전극(14)의 절곡된 분기부는 각각 제2 방향을 따라 연장된다. 상기 화소 전극(14)의 분기부가 절곡된 형상을 가지므로 상기 차광막(130)의 형상도 절곡된 형상을 가지게 된다. 그 밖의 구성은 상기 실시예와 동일하다. 따라서 상기 실시예에 따른 액정 표시 장치와 실질적으로 동일한 구성 부분에는 동일한 부호를 부여하고 이에 대한 자세한 설명은 생략한다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 차광막의 끝단이 화소 전극(14)의 최외부 분기부의 중앙부에 배치되므로, 차광막과 차광막 사이의 분기부 개수와 분기부 사이 슬릿의 개수가 동일하게 된다. 이때, 상기 차광막과 상기 화소 전극(14)의 최외부 분기부가 중첩되는 면적은 상기 화소 전극(14)의 양 끝단에서 중첩되는 총 면적이 상기 화소 전극(14)의 분기부 하나의 면적과 동일하면 된다. 따라서, 반드시 상기 차광막의 끝단이 상기 화소 전극(14)의 최외부 분기부의 중앙부에 배치될 필요는 없다. 예를 들어 상기 화소 전극(14)의 좌측 최외부 분기부와 상기 차광막이 분기부 하나 면적의 30%와 중첩된 경우라면, 상기 화소 전극(14)의 우측 최외부 분기부와 상기 차광막은 분기부 하나 면적의 70%가 중첩되면 된다. 이에 따라 포지티브 프레임 및 네거티브 프레임 간의 휘도 차이가 최소가 되어 플리커 또한 최소가 될 수 있다. 따라서 상기 플리커를 최소화하여 액정 표시 장치의 표시 품질이 향상될 수 있다.

또한, 최외부 전극의 바깥쪽에서는 플렉소 분극이 심해져 잔상이 나빠질 수 있는데 그 부분을 차광막이 가림으로써, 잔상을 개선할 수 있다. 따라서 액정 표시 장치의 품질을 향상 시킬 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따른 액정 표시 장치는 다양한 형태의 표시장치에 사용될 수 있는 산업상 이용 가능성을 갖는다.

이상에서는 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 통상의 기술자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

1: 액정표시장치 2: 표시제어부
3: 공통신호 구동부 4: 게이트 구동부
5: 소스 구동부 6: 표시부
DL: 데이터 라인 GL: 게이트 라인
LC: 액정 소자 Tr: 트랜지스터
CONT: 컨택부 9: 액정층
10: 제1 기판 11: 베이스 기판
13: 공통 전극 14: 화소 전극
21: 베이스 기판 22: 컬러 필터
23: 블랙 매트릭스 30: 차광막
121: 제1 절연막 122: 제2 절연막
123: 제3 절연막

Claims

제1 기판
상기 제1 기판상에 형성된 제1 전극
일 방향으로 연장되는 복수의 분기(branch)부를 가지며, 상기 제1 전극과 중첩되는 제2 전극 및
상기 제2 전극의 가장자리에 대응하는 제1 분기부와 부분적으로 중첩하는 차광막을 포함하는 액정 표시 장치.
제1항에 있어서, 상기 제1 전극은 공통 전극이고 상기 제2 전극은 화소 전극이며, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 사이에 형성되는 절연막을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제2항에 있어서, 상기 화소 전극 및 상기 절연막은 아래 수식을 만족하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.

(단, T는 상기 절연막의 두께이고, L은 상 분기부의 폭이고, P는 상기 분기부 사이의 간격이다.)
제3항에 있어서, 상기 제1 기판상에 형성되는 데이터 라인을 더 포함하고, 상기 차광막은 상기 데이터 라인인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제3항에 있어서, 상기 제1 기판상에 형성되는 게이트 라인을 더 포함하고, 상기 차광막과 상기 게이트 라인은 동일한 재료로 형성되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제5항에 있어서, 상기 차광막과 상기 게이트 라인은 동일한 층에 형성되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 기판과 대향하며, 컬러 필터를 포함하는 제2 기판을 더 포함하고,
상기 차광막은 상기 제2 기판에 형성되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제7항에 있어서, 상기 차광막은 블랙 매트릭스인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제1항에 있어서, 상기 분기부와 상기 차광막이 중첩되는 총 면적은 분기부 하나의 면적과 동일한 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제1항에 있어서, 상기 제1 분기부와 중첩하는 상기 차광막의 가장자리는, 상기 분기부와 동일한 방향으로 연장되며, 상기 제1 분기부의 중심을 지나는 가상의 선과 평면도 상에서 일치하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제1 기판
상기 제1 기판상에 형성된 제1 전극
일 방향으로 연장되는 복수의 절곡된 분기부를 가지며, 상기 1 전극과 중첩되는 제2 전극 및
상기 제2 전극의 가장자리에 대응하는 제1 분기부와 부분적으로 중첩하는 차광막을 포함하는 액정 표시 장치.
제11항에 있어서, 상기 제1 전극은 공통 전극이고 상기 제2 전극은 화소 전극이며, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 사이에 형성되는 절연막을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제12항에 있어서, 상기 화소 전극 및 상기 절연막은 아래 수식을 만족하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.

(단, T는 상기 절연막의 두께이고, L은 상기 분기부의 폭이고, P는 상기 분기부 사이의 간격이다.)
제13항에 있어서, 상기 제1 기판상에 형성되는 데이터 라인을 더 포함하고, 상기 차광막은 상기 데이터 라인인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제13항에 있어서, 상기 제1 기판상에 형성되는 게이트 라인을 더 포함하고, 상기 차광막과 상기 게이트 라인은 동일한 재료로 형성되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제15항에 있어서, 상기 차광막과 상기 게이트 라인은 동일한 층에 형성되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제11항에 있어서,
상기 제1 기판과 대향하며, 컬러 필터를 포함하는 제2 기판을 더 포함하고,
상기 차광막은 상기 제2 기판에 형성되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제17항에 있어서, 상기 차광막은 블랙 매트릭스인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제11항에 있어서, 상기 분기부와 상기 차광막이 중첩되는 총 면적은 분기부 하나의 면적과 동일한 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제11항에 있어서, 상기 제1 분기부와 중첩하는 상기 차광막의 가장자리는, 상기 분기부와 동일한 방향으로 연장되며, 상기 제1 분기부의 중심을 지나는 가상의 선과 평면도 상에서 일치하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.