KR20160043595A - 액정표시장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 응답속도가 향상되며, 개구율 및 투과율 저하 없이 컬러쉬프트가 개선된 액정표시장치를 제공하고자 하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 특징은 커 효과를 구현하는 액정층을 포함하는 액정표시장치가 하나의 화소영역에는 단일 도메인을 형성하여 각 화소영역의 개구율 및 투과율을 향상시키면서, 이웃하는 화소영역 또는 이웃하는 화소에는 전극구조가 수직한 보상화소영역 또는 보상화소를 형성하는 것을 특징으로 한다.
이를 통해, 빠른 응답속도를 가지면서도 개구율 및 투과율 저하없이 다중 도메인을 형성함으로써 컬러쉬프트 현상을 개선할 수 있다.

Description

액정표시장치{Liquid crystal display device}

본 발명은 응답속도가 향상되며, 개구율 및 투과율 저하 없이 컬러쉬프트가 개선된 액정표시장치를 제공하고자 하는 것을 목적으로 한다.

최근 정보화 시대에 발맞추어 디스플레이(display) 분야 또한 급속도로 발전해 왔고, 이에 부응해서 박형화, 경량화, 저소비전력화 장점을 지닌 평판표시장치(flat panel display device : FPD)로서 액정표시장치(liquid crystal display device : LCD), 플라즈마표시장치(plasma display panel device : PDP), 전기발광표시장치(electroluminescence display device : ELD), 전계방출표시장치(field emission display device : FED) 등이 소개되어 기존의 브라운관(cathode ray tube : CRT)을 빠르게 대체하며 각광받고 있다.

이중에서도 액정표시장치는 동화상 표시에 우수하고 높은 콘트라스트비(contrast ratio)로 인해 노트북, 모니터, TV 등의 분야에서 가장 활발하게 사용되고 있다.

이러한 액정표시장치에 이용되는 액정으로는 네마틱(nematic)액정, 스멕틱(smectic)액정 및 콜레스테릭(cholesteric) 액정 등이 있으며, 주로 네마틱 액정이 이용된다.

한편, 이러한 액정표시장치는 응답속도가 낮아 동영상 구현 시 화질 저하를 야기할 수 있다.

따라서, 최근에는 고속 응답속도를 갖는 액정표시장치에 대한 연구가 활발히 진행되고 있고, 이를 통해 액정에 전계를 인가하였을 때 굴절률이 인가된 전압의 제곱에 비례하는 광학효과를 발휘하게 되는 커 효과(kerr effect)를 구현하는 액정층을 포함하는 액정표시장치가 제안되고 있다.

특히, 고속 응답속도를 가지면서도, 개구율 및 투과율이 증가되고 컬러쉬프트(color shift) 현상이 개선된 액정표시장치에 대해 요구되고 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 응답속도가 향상된 액정표시장치를 제공하고자 하는 것을 제 1 목적으로 한다.

또한, 개구율 및 투과율이 향상되고 컬러쉬프트가 개선된 액정표시장치를 제공하고자 하는 것을 제 2 목적으로 한다.

전술한 바와 같이 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 제 1 방향을 따라 연장된 게이트배선과, 상기 제 1 방향에 수직한 제 2 방향을 따라 연장된 데이터배선과 상기 게이트배선 및 상기 데이터배선에 의해 정의되는 다수의 화소영역을 포함하는 화소와 상기 화소영역 내에서 서로 교대로 나란하게 위치하며, 서로 이웃하는 상기 화소영역 또는 상기 화소 사이에는 연장방향이 서로 수직하게 배치된 다수의 바 형상의 화소전극 및 다수의 바 형상의 공통전극과 상기 화소전극 및 상기 공통전극 사이에 전계가 생성되면 광학적 이방성을 가지며, 상기 화소전극 및 상기 공통전극 사이에 전계가 생성되지 않으면 광학적 등방성을 갖는 액정층과 상기 액정층의 하부로 위치하며, 상기 화소전극과 상기 공통전극 사이에 생성되는 전계에 45도 기울어진 제 1 편광축을 포함하는 제 1 편광판과 상기 액정층의 상부로 위치하며, 상기 화소전극과 상기 공통전극 사이에 생성되는 전계에 45도 기울어지며 상기 제 1 편광축과 수직한 제 2 편광축을 포함하는 제 2 편광판을 포함하는 액정표시장치를 제공한다.

이때, 상기 화소에 포함된 다수의 상기 화소영역은 R, G, B 컬러를 구현하는 각각 제 1 내지 제 3 화소영역을 포함하고, 상기 제 1 및 제 3 화소영역 내에 각각 위치하는 상기 다수의 바 형상의 화소전극 및 상기 다수의 바 형상의 공통전극은 상기 제 2 방향을 따라 연장되며, 상기 제 2 화소영역 내에 위치하는 상기 다수의 바 형상의 화소전극 및 상기 다수의 바 형상의 공통전극은 상기 제 1 방향을 따라 연장되며, 상기 제 1 방향을 따라 이웃하는 제 1 및 제 2 화소를 포함하고, 상기 제 1 화소의 상기 다수의 화소영역에 위치하는 상기 다수의 바 형상의 화소전극 및 상기 다수의 바 형상의 공통전극은 상기 제 2 방향을 따라 연장되며, 상기 제 2 화소의 상기 다수의 화소영역에 위치하는 상기 다수의 바 형상의 화소전극 및 상기 다수의 바 형상의 공통전극은 상기 제 1 방향을 따라 연장된다.

그리고, 상기 제 2 방향을 따라 상기 제 1 및 제 2 화소 각각에 이웃하는 제 3 및 제 4 화소를 포함하고, 상기 제 3 화소의 상기 다수의 화소영역에 위치하는 상기 다수의 바 형상의 화소전극 및 상기 다수의 바 형상의 공통전극은 상기 제 1 방향을 따라 연장되며, 상기 제 4 화소의 상기 다수의 화소영역에 위치하는 상기 다수의 바 형상의 화소전극 및 상기 다수의 바 형상의 공통전극은 상기 제 2 방향을 따라 연장되며, 상기 다수의 화소영역에 각각 위치하는 다수의 바 형상의 화소전극 및 다수의 바 형상의 공통전극은 각각 화소영역의 길이방향을 따라 구성되며, 상기 제 1 방향을 따라 서로 이웃하는 제 1 및 제 2 화소를 포함하고, 상기 제 1 화소의 상기 다수의 화소영역의 길이방향은 상기 제 2 방향이며, 상기 제 2 화소의 상기 다수의 화소영역의 길이방향은 상기 제 1 방향이다.

이때, 상기 제 2 방향을 따라 상기 제 1 및 제 2 화소에 각각 이웃하는 제 3 및 제 4 화소를 포함하고, 상기 제 3 화소의 상기 다수의 화소영역의 길이방향은 상기 제 1 방향이며, 상기 제 4 화소의 상기 다수의 화소영역의 길이방향은 상기 제 2 방향이다.

그리고, 제 1 방향을 따라 이웃하는 제 1 및 제 2 화소를 포함하고, 상기 제 1 화소의 상기 다수의 화소영역에 위치하는 상기 다수의 바 형상의 화소전극 및 상기 다수의 바 형상의 공통전극은 상기 제 2 방향에 +45도 기울어져 연장되며, 상기 제 2 화소의 상기 다수의 화소영역에 위치하는 상기 다수의 바 형상의 화소전극 및 상기 다수의 바 형상의 공통전극은 상기 제 2 방향에 -45도 기울어져 연장되며, 상기 제 2 방향을 따라 상기 제 1 및 제 2 화소에 각각 이웃하는 제 3 및 제 4 화소를 포함하고, 상기 제 3 화소의 상기 다수의 화소영역에 위치하는 상기 다수의 바 형상의 화소전극 및 상기 다수의 바 형상의 공통전극은 상기 제 2 방향에 -45도 기울어져 연장되고, 상기 제 4 화소의 상기 다수의 화소영역에 위치하는 상기 다수의 바 형상의 화소전극 및 상기 다수의 바 형상의 공통전극은 상기 제 2 방향에 +45도 기울어져 연장된다.

또한, 상기 다수의 화소영역은 R, G, B, W 화소영역을 포함하며, 상기 R, G, B 화소영역 내에 위치하는 상기 다수의 바 형상의 화소전극 및 상기 다수의 바 형상의 공통전극은 상기 제 1 방향을 따라 연장되며, 상기 W 화소영역 내에 위치하는 상기 다수의 바 형상의 화소전극 및 상기 다수의 바 형상의 공통전극은 상기 제 2 방향을 따라 연장되며, 상기 다수의 화소영역은 R, G, B, W 화소영역을 포함하며, 상기 R, G, B 화소영역 내에 위치하는 상기 다수의 바 형상의 화소전극 및 상기 다수의 바 형상의 공통전극은 상기 제 2 방향에 +45도 기울어져 연장되며, 상기 W 화소영역 내에 위치하는 상기 다수의 바 형상의 화소전극 및 상기 다수의 바 형상의 공통전극은 상기 제 2 방향에 -45도 기울어져 연장된다.

그리고, 상기 제 1 방향을 따라 이웃하는 제 1 및 제 2 화소를 포함하며, 상기 제 1 및 제 2 화소는 각 R, G, B, W 화소영역을 포함하며, 상기 제 1 화소의 상기 다수의 화소영역에 위치하는 상기 다수의 바 형상의 화소전극 및 상기 다수의 바 형상의 공통전극은 상기 제 2 방향에 +45도 기울어져 연장되며, 상기 제 2 화소의 상기 다수의 화소영역에 위치하는 상기 다수의 바 형상의 화소전극 및 상기 다수의 바 형상의 공통전극은 상기 제 2 방향에 -45도 기울어져 연장되며, 상기 제 1 방향을 따라 이웃하는 제 1 및 제 2 화소를 포함하며, 상기 제 1 및 제 2 화소는 각 R, G, B, W 화소영역을 포함하며, 상기 제 1 화소의 R, G, B 화소영역에 위치하는 상기 다수의 바 형상의 화소전극 및 상기 다수의 바 형상의 공통전극은 상기 제 2 방향에 +45도 기울어져 연장되며, 상기 W 화소영역에 위치하는 상기 다수의 바 형상의 화소전극 및 상기 다수의 바 형상의 공통전극은 상기 제 2 방향에 -45도 기울어져 연장되며, 상기 제 2 화소의 R, G, B 화소영역에 위치하는 상기 다수의 바 형상의 화소전극 및 상기 다수의 바 형상의 공통전극은 상기 제 2 방향에 -45도 기울어져 연장되며, 상기 W 화소영역에 위치하는 상기 다수의 바 형상의 화소전극 및 상기 다수의 바 형상의 공통전극은 상기 제 2 방향에 +45도 기울어져 연장된다.

또한, 상기 액정층은 블루상 모드 액정층 또는 나노캡슐 액정층 중 선택된 하나이며, 상기 블루상 모드 액정층은 액정분자가 꼬인형태로 원기둥 내에 배치되는 더블 트위스트 실린더(double twist cylinder : DTS) 구조를 가지며, 상기 더블 트위스트 실린더들은 격자(lattice) 구조로 배치되며, 상기 나노캡슐 액정층은 불규칙한 액정분자가 내부에 채워진 나노캡슐과, 상기 나노캡슐이 분산된 버퍼층을 포함하며, 상기 나노캡슐의 직경은 1nm ~ 320nm로 이루어진다.

위에 상술한 바와 같이, 본 발명에 따라 커 효과를 구현하는 액정층을 포함하는 액정표시장치가 하나의 화소영역에는 단일 도메인을 형성하여 각 화소영역의 개구율 및 투과율을 향상시키면서, 이웃하는 화소영역 또는 이웃하는 화소에는 전극구조가 수직한 보상화소영역 또는 보상화소를 형성함으로써, 이를 통해, 빠른 응답속도를 가지면서도 개구율 및 투과율 저하없이 다중 도메인을 형성함으로써 컬러쉬프트 현상을 개선할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 화소영역을 개략적으로 도시한 단면도.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 커 효과를 구현하는 액정층을 포함하는 액정표시장치의 어레이기판의 서로 이웃한 3개의 화소영역에 대한 평면도.
도 3a는 일반적인 네마틱 액정을 포함하는 액정표시장치의 전극과 편광판이 이루는 각을 변경하여 시뮬레이션한 투과율 실험결과.
도 3b는 도 3a의 전계와 제 1 및 제 2 편광판의 편광축이 이루는 각도의 변화에 따른 최대 투과율을 측정한 실험결과.
도 4a는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 커 효과를 구현하는 액정층을 포함하는 액정표시장치의 전극과 편광판이 이루는 각을 변경하여 시뮬레이션한 투과율 실험결과.
도 4b는 도 4a의 전극과 편광판이 이루는 각도의 변경에 따른 최대 측정한 실험결과.
도 5a ~ 5c는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 커 효과를 구현하는 액정층을 포함하는 액정표시장치의 어레이기판의 서로 이웃하는 화소에 대한 평면도.
도 6a ~ 6b는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 커 효과를 구현하는 액정층을 포함하는 액정표시장치의 어레이기판의 서로 이웃한 4개의 화소영역에 대한 평면도.
도 7a ~ 7b는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 커 효과를 구현하는 액정층을 포함하는 액정표시장치의 어레이기판의 서로 이웃하는 화소에 대한 평면도.
도 8a는 단일 도메인에서의 컬러 쉬프트 현상을 측정한 시뮬레이션 결과.
도 8b는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 커 효과를 구현하는 액정층을 포함하는 액정표시장치의 컬러 쉬프트 현상을 측정한 시뮬레이션 결과.
도 8c는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 커 효과를 구현하는 액정층을 포함하는 액정표시장치의 컬러 쉬프트 현상을 측정한 시뮬레이션 결과.

이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 화소영역을 개략적으로 도시한 단면도이다.

도시한 바와 같이, 본 발명의 액정표시장치(100)는 어레이기판인 제 1 기판(102)과 컬러필터기판인 제 2 기판(104)이 서로 이격되어 대향하고 있으며, 이 제 1 및 제 2 기판(102, 104)은 액정층(103)을 사이에 두고 대면 합착되어 구성된다.

이때, 하부기판인 제 1 기판(102) 상에는 다수의 박막트랜지스터(T)가 형성되며, 상부기판인 제 2 기판(104) 상에는 컬러필터(123)이 구성되며, 제 1및 제 2 기판(102, 104) 사이에 개재되는 액정층(103)은 커 효과(kerr effect)를 구현하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 커 효과란 등방성 물체를 정전기장(靜電氣場) 속에 두면, 마치 변형을 가한 경우에는 일시적으로 비등방성을 띠게 되고, 복굴절성(複屈折性) 물질로 변하는 현상을 의미한다.

이러한 커 효과에 의해 액정층(103)에 전계를 인가하면, 굴절율이 인가된 전압의 제곱에 비례하는 광학효과를 발휘하게 된다. 이에 따라 표시장치에서 영상을 구현함에 있어 표시장치의 응답속도가 향상되게 된다.

이러한 커 효과를 구현하는 액정층(103)은 블루상 모드(blue phase) 액정층과 나노캡슐 액정층을 포함하는데, 블루상 모드 액정층은 각각의 액정분자가 꼬인형태로 원기둥 내에 배치되며, 이러한 배치구조를 더블 트위스트 실린더(double twist cylinder : DTC, 이하 DTC라 함) 구조라 한다.

이러한 블루상 모드 액정층의 액정분자는 DTC의 중심축으로부터 외측 방향으로 갈수록 점점 꼬이게 배치된다. 즉, 액정분자들은 DTC 내에서 서로 직교하는 두 개의 트위스트 축(X, Y)을 따라 꼬이도록 배치된다.

따라서, 액정분자들은 DTC의 중심축을 기준으로 DTC 내에서 방향성을 갖는다. 또한, 이러한 DTC들은 격자(lattice) 구조로 배치된다.

이러한 블루상 모드 액정은 등방성(isotropic) 액정으로, 등방성 액정은 전압 무인가 시에는 3차원 또는 2차원에 있어서 광학적으로 등방이기는 하지만, 전계를 인가하면 그 방향으로만 복굴절이 생기는 성질을 갖는다.

따라서, 전압 인가시에는 광학적으로 일축성을 나타내게 되고, 투과율에 시야각 의존성이 생긴다. 또한, 등방성 액정은 광학적 이방성(optical anisotropic)이 있는 초기 배향이 존재하지 않는다.

그리고, 나노캡슐 액정층은 불규칙한 액정분자가 내부에 채워진 나노캡슐이 버퍼층에 분산되어, 나노캡슐 액정층의 광투과량을 변경하여 화상을 표시하게 된다.

여기서, 나노캡슐의 직경은 1nm ~ 320nm로 이루어질 수 있는데, 바람직하게는 30nm ~ 100nm로 형성한다. 나노캡슐을 가시광선의 파장(320nm) 이하의 크기로 형성함으로써, 굴절율에 의한 광학적 변화가 발생하지 않으며 광학적으로 등방한 특성을 가질 수 있게 된다. 또한, 가시광선에 의해 산란의 영향을 최소화할 수 있다.

특히, 나노캡슐을 100nm 이하로 형성할 경우에는 높은 콘트라스트비 특성을 가질 수 있다.

이러한 나노캡슐 액정층은 등방성(isotropic) 액정으로, 등방성 액정은 전압 무인가 시에는 3차원 또는 2차원에 있어서 광학적으로 등방성을 갖지만, 전계를 인가하면 전압 차이에 비례하는 픽셀 전압의 전계방향에 수직하거나 수평한 방향으로 복굴절이 생기는 성질을 갖는다.

따라서, 커 효과를 구현하는 액정층인 블루상 모드 액정층과 나노캡슐 액정층은 전압 무인가시 광학적으로 등방이고, 전압 인가에 의해 전압 인가 방향으로 복굴절성을 발생시킴으로써, 이 성질로부터 액정층(103)의 투과율을 제어하기 위해서는 제 1 및 제 2 편광판(131, 133)을 서로의 편광축이 수직하게 배치하고, 기판(102, 104)의 면내 방향(가로방향)으로 전계를 인가하는 것이 필요하다.

따라서, 커 효과를 구현하는 액정층(103)을 이용한 액정표시장치(100)에서는 기본적으로 횡전계 방식(in-plane switching mode)의 전극 구조가 적합하다.

이를 위해, 하부기판인 제 1 기판(102)의 일면에는 게이트절연막(113)을 사이에 두고 서로 수직하게 교차하여 화소영역(SP)을 정의하는 게이트배선(미도시)과 데이터배선(미도시)이 형성되며, 게이트배선(미도시)과 데이터배선(미도시)의 교차영역에는 박막트랜지스터(T)가 형성된다.

그리고, 박막트랜지스터(T)를 포함하는 제 1기판(102)의 전면에는 보호층(116)이 형성되어 있으며, 보호층(116) 상부의 실질적으로 화상이 구현되는 표시영역(AA)에는 박막트랜지스터(T)와 연결되는 화소전극(114) 그리고 화소전극(114)과 일정간격 이격하여 공통전극(112)이 형성되어 있다.

여기서, 박막트랜지스터(T)는 게이트전극(111), 게이트절연막(113), 반도체층(115), 소스 및 드레인전극(117, 119)으로 이루어진다.

이때 화소전극(114)은 바(bar) 형태로 다수개로 분리되어 서로 이격하며, 각 화소영역(SP) 내에 형성되고 있다. 또한 게이트배선(미도시)과 나란하게 동일한 층에 공통배선(미도시)이 형성되고, 공통배선(미도시)과 전기적으로 연결되며 각 화소영역(SP) 내에 다수의 화소전극(114)과 교대하여 이격하는 다수의 공통전극(112)이 형성된다.

한편, 다른예로서 화소전극(114)은 판 형태로 각 화소영역(SP) 별로 형성될 수도 있다. 이때 화소전극(114)의 일부는 게이트배선(미도시)과 중첩되어 형성되어, 스토리지 커패시터(미도시)를 이루도록 구성될 수도 있다.

그리고, 제 1 기판(10)과 마주보는 제 2기판(104)의 내면으로는 표시영역(AA)에 대응하는 개구부를 가지는 격자 형상의 블랙매트릭스(121)가 형성되어 있으며, 블랙매트릭스(121)의 격자 내부에서 각 화소영역(SP)에 대응되게 순차적으로 반복 배열되는 일예로 적(R), 녹(G), 청(B)색의 컬러필터(123)가 형성되어 있다.

적(R), 녹(G), 청(B)색의 컬러필터(123)는 컬러필터층을 이루게 되며, 각 컬러필터의 배치는 다양하게 변형할 수 있다.

따라서, 본 발명의 액정표시장치(100)는 각 화소영역(SP) 별로 R, G, B 컬러를 발하게 되어, 빛들의 혼색을 통해 풀컬러를 구현하게 된다.

그리고, 블랙매트릭스(121)와 컬러필터(123) 상부에는 오버코트층(125)이 형성되어 있다.

이러한 제 1 및 제 2 기판(102, 104)의 각 외면, 더욱 정확하게는 커 효과를 구현하는 액정층(103)의 양측으로는 특정 광만을 선택적으로 투과시키는 제 1 및 제 2 편광판(131, 133)이 부착되는데, 제 1 편광판(131)은 제 1 방향의 편광축을 가지며, 제 2 편광판(133)은 제 1 방향에 수직한 제 2 방향의 편광축을 갖는다.

이때, 제 1 및 제 2 편광판(131, 133)은 각 편광축이 화소전극(114)과 공통전극(112) 사이에 생성되는 전계에 45도 기울어져 형성되도록 하는 것이 바람직하다.

아울러 액정표시장치(100)가 나타내는 투과율의 차이가 외부로 발현되도록 이의 배면에서 빛을 공급하는 백라이트 유닛(140)이 구비된다.

백라이트 유닛(140)은 빛을 발하는 광원(미도시)의 위치에 따라 측광형(side type)과 직하형(direct type)으로 구분되는데, 측광형은 액정표시장치(100)에 대해 이의 후방의 일측면으로부터 출사된 광원(미도시)의 빛을 별도의 도광판(미도시)으로 굴절시켜 액정표시장치(100)로 입사시키며, 직하형은 액정표시장치(100) 배면으로 복수개의 광원(미도시)을 직접 배치시켜 빛을 입사시킨다.

본 발명은 이 둘 중 어느 것이나 이용가능하다.

이때, 광원(미도시)은 음극전극형광램프(cold cathode fluorescent lamp)나 외부전극형광램프(external electrode fluorescent lamp)와 같은 형광램프가 이용될 수 있다. 또는, 이러한 형광램프 이외에 발광다이오드 램프(light emitting diode lamp)가 램프로 이용될 수도 있다.

이와 같이, 커 효과를 구현하는 액정층(103)을 포함하는 액정표시장치(100)는 동일 기판(102) 상에 화소전극(114)과 공통전극(112)을 형성하고, 두 전극(112, 114) 사이에 수평전계를 생성하여 액정층(103)이 기판(102)에 평행한 수평전계와 나란하게 배열되도록 함으로써, 화상을 구현하게 된다.

이러한 커 효과를 구현하는 액정층(103)을 포함하는 액정표시장치(100)는 전계 인가시 커 효과를 구현하는 액정(103)을 다이나믹하게 회전시킴으로써 응답시간이 빨라지는 효과를 갖게 된다.

또한, 커 효과를 구현하는 액정층(103)은 광학적 이방성(optical anisotropic)이 있는 초기 배향이 필요하지 않으므로, 배향할 필요가 없어 표시장치에 배향막(미도시)을 구비할 필요가 없으며, 러빙공정 등 배향막(미도시) 공정을 진행할 필요가 없다.

따라서, 배향막(미도시) 형성 및 러빙공정을 삭제함으로써, 공정의 효율성을 향상시키게 된다.

또한, 커 효과를 구현하는 액정층(103)이 나노캡슐 액정층으로 이루어질 경우, 나노캡슐 액정층은 경화되어 형성됨에 따라 컬러필터(123)를 모두 제 1 기판(102) 상에 형성할 경우에는, 제 2 기판(104)을 삭제할 수 있다.

이를 통해, 액정표시장치(100)의 전체적인 두께를 줄일 수 있으므로, 경량 및 박형의 액정표시장치(100)를 제공할 수 있는 동시에 유연한 특성을 갖는 플렉서블 표시장치로 적용할 수도 있다.

또한, 제 1 기판(102)과 제 2 기판(104) 사이의 액정층(103)이 충진될 이격 간격을 위한 갭(gap) 형성공정을 생략할 수 있으며, 액정층(103)의 액정이 새지 않도록 하기 위한 실패턴(미도시)을 형성하는 공정 또한 생략할 수 있다.

이에, 공정의 효율성을 보다 향상시킬 수 있다.

또한, 이러한 액정표시장치(100)는 외력이 가해지더라도 액정층(103)의 액정분자가 나노캡슐 내부에 위치하여, 액정분자 배열 방향의 틀어짐이 캡슐 벽에 의해 차단되므로 외력으로 인한 빛샘이 발생하지 않게 된다. 이는, 본 발명의 액정표시장치(100)가 플렉서블 표시장치에 적용되어, 휨이 가해지더라도 나노캡슐 내의 액정분자 배열에 영향이 없으므로 휨에 의한 빛샘 또한 방지할 수 있다.

한편, 전술한 구성을 갖는 액정표시장치(100)는 하나의 화소영역(SP) 내에 단일 도메인을 형성함으로써, 상/하/좌/우 측에서 보면 컬러쉬프트(color shift) 현상이 발생하고 있다. 즉, 상/하 측에서 화상을 바라보면 황색이 강하게 나타나며 좌/우 측에서 바라보면 청색이 강하게 나타나게 되어 표시품질이 저하되게 된다.

따라서, 이러한 컬러쉬프트 현상을 개선하기 위하여 하나의 화소영역(SP) 내에 다중 도메인을 형성하려고 하나, 하나의 화소영역(SP) 내에 다중 도메인을 형성할 경우에는 단일 도메인에 비해 개구율 및 투과율이 낮은 단점을 갖는다.

여기서, 본 발명의 실시예에 따른 커 효과를 구현하는 액정층(103)을 포함하는 액정표시장치(100)는 개구율 및 투과율 저하없이 다중 도메인을 형성함으로써 컬러쉬프트 현상을 개선하는 것을 특징으로 한다.

이를 위해, 하나의 화소영역(SP)에는 단일 도메인을 형성하여 각 화소영역(SP)의 개구율 및 투과율을 향상시키면서, 이웃하는 화소영역(SP) 또는 이웃하는 화소(P, 도 2 참조)에는 전극구조(112, 114)가 수직한 보상화소영역 또는 보상화소를 형성하는 것을 특징으로 한다.

이에 대해 아래 실시예들을 참조하여 좀더 자세히 살펴보도록 하겠다.

- 제 1 실시예 -

도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 커 효과를 구현하는 액정층을 포함하는 액정표시장치의 어레이기판의 서로 이웃한 3개의 화소영역에 대한 평면도이다.

그리고, 도 3a는 일반적인 네마틱 액정을 포함하는 액정표시장치의 전극과 편광판이 이루는 각을 변경하여 시뮬레이션한 투과율 실험결과이며, 도 3b는 도 3a의 전계와 제 1 및 제 2 편광판의 편광축이 이루는 각도의 변화에 따른 최대 투과율을 측정한 실험결과이다.

또한, 도 4a는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 커 효과를 구현하는 액정층을 포함하는 액정표시장치의 전극과 편광판이 이루는 각을 변경하여 시뮬레이션한 투과율 실험결과이며, 도 4b는 도 4a의 전극과 편광판이 이루는 각도의 변경에 따른 최대 측정한 실험결과이다.

먼저 도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 커 효과를 구현하는 액정층(도 1의 103)을 포함하는 액정표시장치(도 1의 100)의 어레이기판(도 1의 103)은, 각 화소영역(R-SP, G-SP, B-SP) 별로 동일하게 제 1 방향으로 게이트배선(105)이 연장되어 있으며, 제 2 방향으로 연장하며 게이트배선(105)과 교차하여 각 화소영역(R-SP, G-SP, B-SP)을 정의하는 데이터배선(107)이 구성되어 있다.

그리고, 게이트배선(105)과 나란하게 소정간격 이격하며 공통배선(106)이 형성되어 있다.

또한, 각 화소영역(R-SP, G-SP, B-SP)에는 게이트배선(105) 및 데이터배선(107)과 연결되며, 게이트전극(111), 게이트절연막(도 1의 113)과, 액티브층과 오믹콘택층으로 구성된 반도체층(115)과, 서로 이격하는 소스 및 드레인전극(117, 119)을 포함하는 박막트랜지스터(T)가 형성되어 있다.

여기서, 각 화소영역(R-SP, G-SP, B-SP)은 각각 R, G, B 컬러를 구현하며, 이러한 R, G, B컬러를 구현하는 3개의 화소영역(이하, 각 R, G, B 화소영역이라 정의함)이 하나의 화소(P)를 이루게 된다.

각 R, G, B 화소영역(R-SP, G-SP, B-SP)은 게이트배선(105)의 길이방향에 대응하는 가로방향인 행방향으로 순차적으로 배열되는 수직 스트라이프(vertical stripe) 방식으로 배열 된다.

한편, R, G, B 화소영역(R-SP, G-SP, B-SP) 각각에는 박막트랜지스터(T)의 드레인전극(119)과 드레인콘택홀(119a)을 통해 연결되며, 다수의 바 형상의 화소전극(114)이 형성되어 있으며, 공통배선(106)과 연결되며 다수의 바 형상의 공통전극(112)이 다수의 바 형상의 화소전극(114)과 교대로 번갈아가며 형성되어 있다.

도면에서는 공통전극(112)이 공통배선(106)으로부터 직접 분기한 형태로 형성된 것과 공통배선(106)과 공통콘택홀(106a)을 통해 연결된 것으로 도시하고 있으나, 이는 일예로서 공통전극(112)은 모두 동일한 층에 형성될 수도 있다.

이때, R 화소영역(R-SP)에 형성된 다수의 바 형상의 화소전극(114)과 다수의 바 형상의 공통전극(112)은 데이터배선(107)의 길이방향을 따라 대응되어 형성되며, R 화소영역(R-SP)에 인접하여 이웃하는 G 화소영역(G-SP)에 형성된 다수의 바 형상의 화소전극(114)과 다수의 바 형상의 공통전극(112)은 게이트배선(105)의 길이방향을 따라 대응되어 형성하는 것을 특징으로 한다.

또한, G 화소영역(G-SP)에 인접하여 이웃하는 B 화소영역(B-SP)에 형성된 다수의 바 형상의 화소전극(114)과 다수의 바 형상의 공통전극(112)은 데이터배선(107)의 길이방향을 따라 대응되어 형성된다.

이러한 구성에 의해, R, G, B 화소영역(R-SP, G-SP, B-SP)으로 이루어지는 하나의 화소(P) 내에서 G 화소영역(G-SP)이 R 화소영역(R-SP)과 B 화소영역(B-SP)의 보상화소영역을 이루게 된다.

따라서, 각 화소영역(R-SP, G-SP, B-SP)은 하나의 도메인을 갖도록 형성되지만, 하나의 화소(P)로써는 보상화소영역에 의해 다중 도메인을 갖도록 형성되게 된다.

여기서, 하나의 화소(P)를 여러 도메인으로 나누어 각 도메인의 주시야각 방향을 다르게 하여 시야각에 따른 색편차가 발생하는 컬러쉬프트 현상을 개선할 수 있다.

즉, R, G, B 화소영역(R-SP, G-SP, B-SP) 별로 각각 별도의 도메인이 형성되지만, 서로 인접하여 이웃하는 화소영역(R-SP, G-SP, B-SP)에는 화소전극(114)과 공통전극(112)이 서로 수직하게 형성되므로, 도메인 또한 서로 수직하게 형성되게 된다.

따라서, R, G, B 화소영역(R-SP, G-SP, B-SP)으로 이루어지는 하나의 화소(P)로써는 3개의 도메인을 형성하게 되는 것이다.

이를 통해, 각 화소영역(R-SP, G-SP, B-SP)이 단일 도메인으로 형성됨에 따라 높은 개구율과 투과율을 갖는 동시에, 하나의 화소(P)로써는 사용자의 보는 위치에 따라 색편차가 발생하는 컬러쉬프트 현상을 개선할 수 있는 것이다.

한편, 커 효과를 구현하는 액정층(도 1의 103)을 포함하는 액정표시장치(도 1의 100)는 액정이 전압 무인가시 광학적으로 등방이고, 전압 인가에 의해 전압 인가 방향으로 복굴절성을 발생시킴으로써, 이 성질로부터 액정층(도 1의 103)의 투과율을 제어하기 위해서는 제 1 및 제 2 편광판(도 1의 131, 133)을 서로의 편광축이 수직하게 배치하면서 제 1 및 제 2 편광판(도 1의 131, 133)의 각 편광축이 화소전극(114)과 공통전극(112) 사이에 생성되는 전계에 45도 기울어져 형성되도록 하는 것이 바람직하다.

첨부한 도 3a는 일반적인 네마틱 액정을 포함하는 액정표시장치의 전극과 편광판이 이루는 각을 변경하여 시뮬레이션한 투과율 실험결과이며, 도 3b는 도 3a의 전계와 제 1 및 제 2 편광판의 편광축이 이루는 각도의 변화에 따른 최대 투과율을 측정한 실험결과이다.

또한, 도 4a는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 커 효과를 구현하는 액정층을(도 1의 103) 포함하는 액정표시장치(도 1의 100)의 전극(112, 114)과 편광판(도 1의 131, 133)이 이루는 각을 변경하여 시뮬레이션한 투과율 실험결과이며, 도 4b는 도 4a의 전극(112, 114)과 편광판(도 1의 131, 133)이 이루는 각도의 변경에 따른 최대 측정한 실험결과이다.

도 3a와 도 3b를 참조하면, 일반적인 횡전계형 액정표시장치에서는 제 1 및 제 2 편광판의 편광축이 전계와 70도 또는 85도 기울기를 갖도록 형성될 경우 낮은 구동전압에서 높은 투과율을 갖는 것을 확인할 수 있다.

그리고, 일반적인 횡전계형 액정표시장치에서는 제 1 및 제 2 편광판의 편광축이 전계와 45도 기울기를 갖도록 형성될 경우에는 높은 구동전압을 요하는 것을 확인할 수 있다.

이에 반해, 도 4a와 도 4b를 참조하면, 본 발명의 제 1 실시예에 따라 커 효과를 구현하는 액정층(도 1의 103)을 포함하는 액정표시장치(도 1의 100)의 경우 제 1 및 제 2 편광판(도 1의 131, 133)의 편광축이 화소전극(114)과 공통전극(112) 사이에 생성되는 전계와 45도 기울기를 갖도록 형성될 경우 낮은 구동전압에서 높은 투과율을 갖는 것을 확인할 수 있다.

이에 반해, 일반적인 횡전계형 액정표시장치에서는 제 1 및 제 2 편광판의 편광축이 전계와 70도 또는 85도 기울기를 갖도록 형성될 경우 낮은 구동전압에서 높은 투과율을 갖는 것을 확인할 수 있다.

이를 통해, 본 발명의 제 1 실시예에 따라 커 효과를 구현하는 액정층(도 1의 103)을 포함하는 액정표시장치(도 1의 100)는 제 1 및 제 2 기판(도 1의 102, 104)의 각 외면으로 부착되는 제 1 및 제 2 편광판(도 1의 131, 133)의 각 편광축이 서로 수직하면서도 화소전극(114)과 공통전극(112) 사이에 생성되는 전계에 45도 기울기를 갖도록 형성하는 것이 바람직함을 확인할 수 있다.

여기서, 커 효과를 구현하는 액정층(도 1의 103)이 나노캡슐 액정층으로 이루어질 경우, 나노캡슐 액정층은 경화되어 형성됨에 따라 컬러필터(도 1의 123)를 모두 제 1 기판(도 1의 102) 상에 형성할 경우에는, 제 2 기판(도 1의 104)을 삭제할 수 있으므로, 제 2 편광판(도 1의 133)은 경화된 나노캡슐 액정층에 직접 부착될 수 있다.

- 제 2 실시예 -

도 5a ~ 5c는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 커 효과를 구현하는 액정층을 포함하는 액정표시장치의 어레이기판의 서로 이웃하는 화소에 대한 평면도이다.

먼저 도 5a에 도시한 바와 같이, R, G, B 화소영역이 하나의 화소(P1, P2, P3, P4)를 이루며, 각 R, G, B 화소영역은 하나의 화소(P1, P2, P3, P4)내에서 게이트배선(도 2의 105)의 길이방향에 대응하는 가로방향인 행방향으로 순차적으로 배열되는 수직 스트라이프(vertical stripe) 방식으로 배열 된다.

그리고, 각 화소(P1, P2, P3, P4)는 게이트배선(도 2의 105)과 데이터배선(도 2의 107)에 대응하는 열방향과 행방향으로 순차적으로 배열된다.

여기서, 제 1 행에 위치하는 제 1 화소(P1) 내에 위치하는 각 R, G, B 화소영역에 형성된 다수의 바 형상의 화소전극(114)과 다수의 바 형상의 공통전극(112)은 데이터배선(도 2의 107)의 길이방향을 따라 대응되어 형성되며, 제 1 행에서 제 1 화소(P1)에 인접하여 이웃하는 제 2 화소(P2) 내에 위치하는 각 R, G, B 화소영역에 형성된 다수의 바 형상의 화소전극(114)과 다수의 바 형상의 공통전극(112)은 게이트배선(도 2의 105)의 길이방향을 따라 대응되어 형성된다.

그리고, 제 2 행에 위치하며 제 1 화소(P1)에 인접하여 이웃하는 제 3 화소(P3) 내에 위치하는 각 R, G, B 화소영역에 형성된 다수의 바 형상의 화소전극(114)과 다수의 바 형상의 공통전극(112)은 게이트배선(도 2의 105)의 길이방향을 따라 대응되어 형성되며, 제 2 행에서 제 3 화소(P3)에 인접하여 이웃하여 위치하는 제 4 화소(P4) 내에 위치하는 각 R, G, B 화소영역에 형성된 다수의 바 형상의 화소전극(114)과 다수의 바 형상의 공통전극(112)은 데이터배선(도 2의 107)의 길이방향을 따라 대응되어 형성된다.

즉, 각 화소(P1, P2, P3, P4)는 서로 상/하/좌/우로 이웃하는 화소(P1, P2, P3, P4)는 서로 대칭적으로 형성된 것이 특징이다.

이러한 구성에 의해, 서로 이웃하는 화소(P1, P2, P3, P4)는 각각 서로 다른 주시야각 방향을 갖는 도메인을 갖게 되므로, 서로 이웃하는 화소(P1, P2, P3, P4)는 각각 서로의 보상화소를 이루게 된다.

따라서, 시야각에 따른 색편차가 발생하는 컬러쉬프트 현상을 개선할 수 있다.

즉, 서로 인접하여 이웃하여 위치하는 화소(P1, P2, P3, P4)는 다수의 바 형상의 화소전극(114)과 다수의 바 형상의 공통전극(112)이 이루는 전계가 서로 수직하게 형성됨으로써, 서로 다른 도메인을 갖도록 형성된다.

이를 통해, 각 화소영역이 단일 도메인으로 형성됨에 따라 높은 개구율과 투과율을 갖는 동시에, 서로 이웃하는 화소(P1, P2, P3, P4)는 서로 다른 도메인을 형성하게 되므로, 사용자의 보는 위치에 따라 색편차가 발생하는 컬러쉬프트 현상을 개선할 수 있다.

그리고, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 커 효과를 구현하는 액정층(도 1의 103)을 포함하는 액정표시장치(도 1의 100)는 도 5b에 도시한 바와 같이 이웃하는 화소(P1, P2, P3, P4) 내에 위치하는 R, G, B 화소영역이 서로 수직하게 형성될 수 있다.

즉, 각 화소영역 내에 위치하는 다수의 바 형상의 화소전극(114)과 다수의 바 형상의 공통전극(112)은 각 화소영역의 길이방향을 따라 형성되는데, 이때 제 1 행에 위치하는 제 1 화소(P1) 내에 위치하는 R, G, B 화소영역은 제 1 화소(P1)내에서 게이트배선(도 2의 105)의 길이방향에 대응하는 가로방향인 행방향으로 순차적으로 배열되는 수직 스트라이프(vertical stripe) 방식으로 배열 되며, 제 1 열에서 제 1 화소(P1)에 인접하여 위치하는 제 2 화소(P2) 내에 위치하는 R, G, B 화소영역은 제 2 화소(P2)내에서 데이터배선(도 2의 107)의 길이방향에 대응하는 세로방향인 열방향으로 순차적으로 배열되는 수평 스트라이프(horizontal stripe) 방식으로 배열될 수 있다.

또한, 도 5c에 도시한 바와 같이 각 R, G, B 화소영역 내에 위치하는 다수의 바 형상의 화소전극(114)과 다수의 바 형상의 공통전극(112)은 데이터배선(도 2의 107)의 길이방향을 기준축(OL)으로 할 때, 기준축(OL)에 -45도 또는 +45도의 각도를 가지며 형성하는 것을 특징으로 한다.

이때 제 1 행에 위치하는 제 1 화소(P1) 내에 위치하는 각 R, G, B 화소영역에 형성된 다수의 바 형상의 화소전극(114)과 다수의 바 형상의 공통전극(112)은 기준축(OL)에 +45도의 각도(Θ1)를 갖도록 형성되며, 제 1 행에서 제 1 화소(P1)에 인접하여 이웃하는 제 2 화소(P2) 내에 위치하는 각 R, G, B 화소영역(P2)에 형성된 다수의 바 형상의 화소전극(114)과 다수의 바 형상의 공통전극(112)은 기준축에 -45도의 각도(Θ2)를 갖도록 형성된다.

그리고, 제 2 열에 위치하며 제 1 화소(P1)에 인접하여 이웃하는 제 3 화소(P3) 내에 위치하는 각 R, G, B 화소영역에 형성된 다수의 바 형상의 화소전극(114)과 다수의 바 형상의 공통전극(112)은 기준축(OL)에 -45도의 각도(Θ2)를 갖도록 형성되며, 제 2 열에서 제 3 화소(P3)에 인접하여 이웃하여 위치하는 제 4 화소(P4) 내에 위치하는 각 R, G, B 화소영역에 형성된 다수의 바 형상의 화소전극(114)과 다수의 바 형상의 공통전극(112)은 기준축(OL)에 -45도의 각도(Θ1)를 갖도록 형성할 수 있다.

한편, 도 5a와 도 5b와 같이 각 화소영역 내에 형성되는 다수의 바 형상의 화소전극(114)과 다수의 바 형상의 공통전극(112)이 게이트배선(도 2의 105) 및 데이터배선(도 2의 107)의 길이방향을 따라 대응되어 형성될 경우, 커 효과를 구현하는 액정층(도 1의 103)의 양측으로 위치하는 제 1 및 제 2 편광판(도 1의 131, 133)은 각각 편광축이 수직하면서도 게이트배선(도 2의 105) 및 데이터배선(도 2의 107)에 45도 기울기를 갖도록 형성되도록 하는 것이 바람직하다.

그리고, 도 5c와 같이 각 화소영역 내에 형성되는 다수의 바 형상의 화소전극(114)과 다수의 바 형상의 공통전극(112)이 기준축(OL)에 +45도 또는 -45도 기울기를 갖도록 형성될 경우, 커 효과를 구현하는 액정층(도 1의 103)의 양측으로 위치하는 제 1 및 제 2 편광판(도 1의 131, 133)은 각각 편광축이 수직하면서도 게이트배선(도 2의 105) 및 데이터배선(도 2의 107)의 길이방향에 대응하여 형성되도록 하는 것이 바람직하다.

전술한 바와 같이, 각 화소(P1, P2, P3, P4)를 이루는 각 화소영역은 단일 도메인을 갖도록 형성하여 높은 개구율과 투과율을 구현하면서도, 서로 이웃하는 화소(P1, P2, P3, P4)가 서로 다른 주시야각 방향을 갖도록 형성함으로써, 시야각에 따른 색편차가 발생하는 컬러쉬프트 현상을 개선할 수 있다.

한편, 제 1 및 제 2 실시예에서 하나의 화소(P1, P2, P3, P4)가 3개의 R, G, B 화소영역으로 이루어짐을 설명 및 도시하였으나, R, G, B 화소영역 외에도 W 화소영역을 더욱 포함할 수도 있다.

- 제 3 실시예 -

도 6a ~ 6b는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 커 효과를 구현하는 액정층을 포함하는 액정표시장치의 어레이기판의 서로 이웃한 4개의 화소영역에 대한 평면도이다.

도시한 바와 같이, 3개의 R(red), G(green), B(blue) 화소영역에 W(white) 컬러의 W 화소영역을 부가하여 4개의 화소영역이 하나의 화소(P)를 이루도록 하는 쿼드(quad) 방식으로 배열되어 있다.

R, G, B, W 화소영역은 동일한 면적으로 매트릭스(matrix) 형태로 행과 열 방향으로 배치된다.

이러한 쿼드 방식은 3개의 R, G, B 화소영역에 W 서브화소를 더욱 부가하여 하나의 화소(P)를 정의함으로써, 기존의 3개의 R, G, B 화소영역만을 사용하는 액정표시장치에 비해 높은 백색 휘도를 얻을 수 있다.

여기서, 도 6a에 도시한 바와 같이 R, G, B 화소영역에 각각 형성된 다수의 바 형상의 화소전극(114)과 다수의 바 형상의 공통전극(112)은 데이터배선(도 2의 107)의 길이방향을 따라 대응되어 형성되며, W 화소영역에 형성된 다수의 바 형상의 화소전극(114)과 다수의 바 형상의 공통전극(112)은 게이트배선(도 2의 105)의 길이방향을 따라 대응되어 형성하는 것을 특징으로 한다.

즉, W 화소영역 내에 형성되는 화소전극(114)과 공통전극(112)은 R, G, B 화소영역 내에 형성된 화소전극(114) 및 공통전극(112)은 연장방향이 서로 수직을 이루도록 형성하는 것이다.

이러한 구성에 의해, R, G, B, W 화소영역으로 이루어지는 하나의 화소(P) 내에서 W 화소영역이 R, G, B 화소영역의 보상화소영역을 이루게 된다.

따라서, 각 화소영역은 하나의 도메인을 갖도록 형성되지만, 하나의 화소(P)로써는 보상화소영역에 의해 다중 도메인을 갖도록 형성되게 된다.

여기서, 하나의 화소(P)를 여러 도메인으로 나누어 각 도메인의 주시야각 방향을 다르게 하여 시야각에 따른 색편차가 발생하는 컬러쉬프트 현상을 개선할 수 있다.

이를 통해, 각 화소영역이 단일 도메인으로 형성됨에 따라 높은 개구율과 투과율을 갖는 동시에, 하나의 화소(P)로써는 사용자의 보는 위치에 따라 색편차가 발생하는 컬러쉬프트 현상을 개선할 수 있다.

또한, 도 6b에 도시한 바와 같이 R, G, B 화소영역에 각각 형성된 다수의 바 형상의 화소전극(114)과 다수의 바 형상의 공통전극(112)은 데이터배선(도 2의 107)의 길이방향을 기준축(OL)으로 할 때 기준축(OL)에 +45도의 각도(Θ1)를 갖도록 형성하며, W 화소영역에 형성된 다수의 바 형상의 화소전극(114)과 다수의 바 형상의 공통전극(112)은 기준축(OL)에 -45도의 각도(Θ2)를 갖도록 형성할 수도 있다.

- 제 4 실시예 -

도 7a ~ 7b는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 커 효과를 구현하는 액정층을 포함하는 액정표시장치의 어레이기판의 서로 이웃하는 화소에 대한 평면도이다.

먼저 도 7a에 도시한 바와 같이, R, G, B, W 화소영역이 하나의 화소(P1, P2)를 이루며, 각 R, G, B, W 화소영역은 동일한 면적으로 매트릭스(matrix) 형태로 행과 열 방향으로 배치된다.

그리고, 각 화소(P1, P2)는 게이트배선(도 2의 105)과 데이터배선(도 2의 107)에 대응하는 열방향과 행방향으로 순차적으로 배열된다.

여기서, 서로 이웃하는 제 1 및 제 2 화소(P1, P2) 중에서 제 1 화소(P1) 내에 위치하는 각 R, G, B, W 화소영역에 형성된 다수의 바 형상의 화소전극(114)과 다수의 바 형상의 공통전극(112)은 데이터배선(도 2의 107)의 길이방향을 기준축(OL)으로할 때, 기준축(OL)에 +45도의 각도(Θ1)를 갖도록 형성한다.

그리고, 제 1 화소(P1)에 인접하여 이웃하는 제 2 화소(P2) 내에 위치하는 각 R, G, B, W 화소영역에 형성된 다수의 바 형상의 화소전극(114)과 다수의 바 형상의 공통전극(112)은 데이터배선(도 2의 107)의 길이방향을 기준축(OL)으로할 때, 기준축(OL)에 -45도의 각도(Θ2)를 갖도록 형성하는 것을 특징으로 한다.

이러한 구성에 의해, 서로 이웃하는 화소(P1, P2)는 서로간의 보상화소를 이루게 된다.

따라서, 각 화소영역은 하나의 도메인을 갖도록 형성되지만, 서로 이웃하는 화소(P1, P2)는 서로 다른 주시야각 방향을 갖도록 형성됨으로써, 이를 통해, 각 화소영역이 단일 도메인으로 형성됨에 따라 높은 개구율과 투과율을 갖는 동시에, 하나의 화소(P1, P2)로써는 사용자의 보는 위치에 따라 색편차가 발생하는 컬러쉬프트 현상을 개선할 수 있다.

또는 도 7b에 도시한 바와 같이, 제 1 화소(P1) 내에 위치하는 각 R, G, B 화소영역에 형성된 다수의 바 형상의 화소전극(114)과 다수의 바 형상의 공통전극(112)은 기준축(OL)에 +45도의 각도(Θ1)를 갖도록 형성하며, W 화소영역에 형성된 다수의 바 형상의 화소전극(114)과 다수의 바 형상의 공통전극(112)은 기준축(OL)에 -45도의 각도(Θ2)를 갖도록 형성한다.

그리고, 제 1 화소(P1)에 인접하여 이웃하는 제 2 화소(P2) 내에 위치하는 각 R, G, B 화소영역에 형성된 다수의 바 형상의 화소전극(114)과 다수의 바 형상의 공통전극(112)은 기준축(OL)에 -45도의 각도(Θ2)를 갖도록 형성하며, W 화소영역에 형성된 다수의 바 형상의 화소전극(114)과 다수의 바 형상의 공통전극(112)은 기준축(OL)에 +45도의 각도(Θ1)를 갖도록 형성한다.

전술한 바와 같이, 각 화소(P1, P2)를 이루는 각 화소영역은 단일 도메인을 갖도록 형성하여 높은 개구율과 투과율을 구현하면서도, 서로 이웃하는 화소(P1, P2)가 서로 다른 주시야각 방향을 갖도록 형성함으로써, 시야각에 따른 색편차가 발생하는 컬러쉬프트 현상을 개선할 수 있다.

도 8a는 단일 도메인에서의 컬러 쉬프트 현상을 측정한 시뮬레이션 결과이며, 도 8b는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 커 효과를 구현하는 액정층을 포함하는 액정표시장치의 컬러 쉬프트 현상을 측정한 시뮬레이션 결과이다.

그리고, 도 8c는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 커 효과를 구현하는 액정층을 포함하는 액정표시장치의 컬러 쉬프트 현상을 측정한 시뮬레이션 결과이다.

설명에 앞서, 도 8a ~ 8c는 동일한 컬러가(A컬러) 바라보는 시야각에 따라 다른 컬러로 변화되는 모습을 CIE 1976 L'u'v' 색좌표 상에 평면적으로 표현한 색좌표이다. 여기서, CIE 1976 L'u'v' 색좌표는 지각생공간(CIE 1976 L'u'v' color space)으로, 1976년에 CIE에서 정해진 균등 지각색 공간(또는 ULCS 표색계)의 일종이다. L'u'v' 표색계의 명도 지수 L' 지각색도지수 u', v' 와 XYZ 표색계에 있어서의 시료색 자극의 제량과의 사이에는 다음의 관계가 있다.

여기서 Y : 시료색 자극의 Y자극치, Yn : 특정한 백색 물체 색자극(표준 백색을 가리킨다)의 Y자극치, (u´, υ´) : CIE 1976 UCS 색도도 상에서의 시료 색자극의 색도 좌표, (un´, υn´) : 표준 백색의 색도 좌표를 나타낸다.

먼저, 도 8a를 살펴보면, 하나의 화소영역 내에 도메인이 단일로 형성될 경우, 표현되는 특정 컬러(A)가 바라보는 방향에서 컬러쉬프트 현상이 발생하는 것을 확인할 수 있다.

즉, 단일로 형성된 도메인에서 실제 화소에서 표현되는 특정컬러(A)가 바라보는 시야각에 따라 실제 표현되는 컬러와 상이한 컬러로 보이는 현상이 색좌표가 이동하는 것으로 표시되게 된다.

이에 반해, 도 8b의 본 발명의 제 1 실시예와 같이 서로 이웃하는 화소영역(도 2의 R-SP, B-SP, G-SP)이 서로 다른 주시야각 방향을 갖도록 형성하거나, 도 8c의 제 3 실시예와 같이 R, G, B, W의 4개의 화소영역이 하나의 화소(도 6a의 P)를 이룰 때, W 화소영역이 R, G, B 화소영역과 다른 주시야각 방향을 갖도록 형성함으로써, 시야각이 바뀌어도 다른 컬러로 이동되어져 표시되지 않는 것을 확인할 수 있다.

따라서, 본 발명의 제 1 및 제 3 실시예에 따른 커효과를 구현하는 액정층(도 1의 103)을 포함하는 액정표시장치(도 1의 100)는 시야각에 따른 색편차가 발생하는 컬러 쉬프트 현상이 개선 할 수 있다.

본 발명은 상기 실시예로 한정되지 않고, 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있다.

105 : 게이트배선
106 : 공통배선(106a : 공통콘택홀)
107 : 데이터배선
111 : 게이트전극, 115 : 반도체층, 117, 119 : 소스 및 드레인전극(119a : 드레인콘택홀)
112 : 공통전극
114 : 화소전극
T : 박막트랜지스터
R-SP, G-SP, B-SP : R, G, B 화소영역
P : 화소

Claims (15)

1. 제 1 방향을 따라 연장된 게이트배선과, 상기 제 1 방향에 수직한 제 2 방향을 따라 연장된 데이터배선과;
   상기 게이트배선 및 상기 데이터배선에 의해 정의되는 다수의 화소영역을 포함하는 화소와;
   상기 화소영역 내에서 서로 교대로 나란하게 위치하며, 서로 이웃하는 상기 화소영역 또는 상기 화소 사이에는 연장방향이 서로 수직하게 배치된 다수의 바 형상의 화소전극 및 다수의 바 형상의 공통전극과;
   상기 화소전극 및 상기 공통전극 사이에 전계가 생성되면 광학적 이방성을 가지며, 상기 화소전극 및 상기 공통전극 사이에 전계가 생성되지 않으면 광학적 등방성을 갖는 액정층과;
   상기 액정층의 하부에 위치하며, 상기 화소전극과 상기 공통전극 사이에 생성되는 전계에 45도 기울어진 제 1 편광축을 포함하는 제 1 편광판과;
   상기 액정층의 상부에 위치하며, 상기 화소전극과 상기 공통전극 사이에 생성되는 전계에 45도 기울어지며 상기 제 1 편광축과 수직한 제 2 편광축을 포함하는 제 2 편광판
   을 포함하는 액정표시장치.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 화소에 포함된 다수의 상기 화소영역은 R, G, B 컬러를 구현하는 각각 제 1 내지 제 3 화소영역을 포함하고,
   상기 제 1 및 제 3 화소영역 내에 각각 위치하는 상기 다수의 바 형상의 화소전극 및 상기 다수의 바 형상의 공통전극은 상기 제 2 방향을 따라 연장되며,
   상기 제 2 화소영역 내에 위치하는 상기 다수의 바 형상의 화소전극 및 상기 다수의 바 형상의 공통전극은 상기 제 1 방향을 따라 연장되는 액정표시장치.
   
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 제 1 방향을 따라 이웃하는 제 1 및 제 2 화소를 포함하고,
   상기 제 1 화소의 상기 다수의 화소영역에 위치하는 상기 다수의 바 형상의 화소전극 및 상기 다수의 바 형상의 공통전극은 상기 제 2 방향을 따라 연장되며,
   상기 제 2 화소의 상기 다수의 화소영역에 위치하는 상기 다수의 바 형상의 화소전극 및 상기 다수의 바 형상의 공통전극은 상기 제 1 방향을 따라 연장되는 액정표시장치.
   
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 제 2 방향을 따라 상기 제 1 및 제 2 화소 각각에 이웃하는 제 3 및 제 4 화소를 포함하고,
   상기 제 3 화소의 상기 다수의 화소영역에 위치하는 상기 다수의 바 형상의 화소전극 및 상기 다수의 바 형상의 공통전극은 상기 제 1 방향을 따라 연장되며,
   상기 제 4 화소의 상기 다수의 화소영역에 위치하는 상기 다수의 바 형상의 화소전극 및 상기 다수의 바 형상의 공통전극은 상기 제 2 방향을 따라 연장되는 액정표시장치.
   
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 다수의 화소영역에 각각 위치하는 다수의 바 형상의 화소전극 및 다수의 바 형상의 공통전극은 각각 화소영역의 길이방향을 따라 구성되며,
   상기 제 1 방향을 따라 서로 이웃하는 제 1 및 제 2 화소를 포함하고,
   상기 제 1 화소의 상기 다수의 화소영역의 길이방향은 상기 제 2 방향이며, 상기 제 2 화소의 상기 다수의 화소영역의 길이방향은 상기 제 1 방향인 액정표시장치.
   
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 제 2 방향을 따라 상기 제 1 및 제 2 화소에 각각 이웃하는 제 3 및 제 4 화소를 포함하고,
   상기 제 3 화소의 상기 다수의 화소영역의 길이방향은 상기 제 1 방향이며, 상기 제 4 화소의 상기 다수의 화소영역의 길이방향은 상기 제 2 방향인 액정표시장치.
   
7. 제 1 항에 있어서,
   제 1 방향을 따라 이웃하는 제 1 및 제 2 화소를 포함하고,
   상기 제 1 화소의 상기 다수의 화소영역에 위치하는 상기 다수의 바 형상의 화소전극 및 상기 다수의 바 형상의 공통전극은 상기 제 2 방향에 +45도 기울어져 연장되며,
   상기 제 2 화소의 상기 다수의 화소영역에 위치하는 상기 다수의 바 형상의 화소전극 및 상기 다수의 바 형상의 공통전극은 상기 제 2 방향에 -45도 기울어져 연장되는 액정표시장치.
   
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 제 2 방향을 따라 상기 제 1 및 제 2 화소에 각각 이웃하는 제 3 및 제 4 화소를 포함하고,
   상기 제 3 화소의 상기 다수의 화소영역에 위치하는 상기 다수의 바 형상의 화소전극 및 상기 다수의 바 형상의 공통전극은 상기 제 2 방향에 -45도 기울어져 연장되고,
   상기 제 4 화소의 상기 다수의 화소영역에 위치하는 상기 다수의 바 형상의 화소전극 및 상기 다수의 바 형상의 공통전극은 상기 제 2 방향에 +45도 기울어져 연장되는 액정표시장치.
   
9. 제 1 항에 있어서,
   상기 다수의 화소영역은 R, G, B, W 화소영역을 포함하며,
   상기 R, G, B 화소영역 내에 위치하는 상기 다수의 바 형상의 화소전극 및 상기 다수의 바 형상의 공통전극은 상기 제 1 방향을 따라 연장되며,
   상기 W 화소영역 내에 위치하는 상기 다수의 바 형상의 화소전극 및 상기 다수의 바 형상의 공통전극은 상기 제 2 방향을 따라 연장되는 액정표시장치.
   
10. 제 1 항에 있어서,
    상기 다수의 화소영역은 R, G, B, W 화소영역을 포함하며,
    상기 R, G, B 화소영역 내에 위치하는 상기 다수의 바 형상의 화소전극 및 상기 다수의 바 형상의 공통전극은 상기 제 2 방향에 +45도 기울어져 연장되며,
    상기 W 화소영역 내에 위치하는 상기 다수의 바 형상의 화소전극 및 상기 다수의 바 형상의 공통전극은 상기 제 2 방향에 -45도 기울어져 연장되는 액정표시장치.
    
11. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 방향을 따라 이웃하는 제 1 및 제 2 화소를 포함하며, 상기 제 1 및 제 2 화소는 각 R, G, B, W 화소영역을 포함하며,
    상기 제 1 화소의 상기 다수의 화소영역에 위치하는 상기 다수의 바 형상의 화소전극 및 상기 다수의 바 형상의 공통전극은 상기 제 2 방향에 +45도 기울어져 연장되며,
    상기 제 2 화소의 상기 다수의 화소영역에 위치하는 상기 다수의 바 형상의 화소전극 및 상기 다수의 바 형상의 공통전극은 상기 제 2 방향에 -45도 기울어져 연장되는 액정표시장치.
    
12. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 방향을 따라 이웃하는 제 1 및 제 2 화소를 포함하며, 상기 제 1 및 제 2 화소는 각 R, G, B, W 화소영역을 포함하며,
    상기 제 1 화소의 R, G, B 화소영역에 위치하는 상기 다수의 바 형상의 화소전극 및 상기 다수의 바 형상의 공통전극은 상기 제 2 방향에 +45도 기울어져 연장되며, 상기 W 화소영역에 위치하는 상기 다수의 바 형상의 화소전극 및 상기 다수의 바 형상의 공통전극은 상기 제 2 방향에 -45도 기울어져 연장되며,
    상기 제 2 화소의 R, G, B 화소영역에 위치하는 상기 다수의 바 형상의 화소전극 및 상기 다수의 바 형상의 공통전극은 상기 제 2 방향에 -45도 기울어져 연장되며, 상기 W 화소영역에 위치하는 상기 다수의 바 형상의 화소전극 및 상기 다수의 바 형상의 공통전극은 상기 제 2 방향에 +45도 기울어져 연장되는 액정표시장치.
    
13. 제 1 항에 있어서,
    상기 액정층은 블루상 모드 액정층 또는 나노캡슐 액정층 중 선택된 하나인 액정표시장치.
    
14. 제 13 항에 있어서,
    상기 블루상 모드 액정층은 액정분자가 꼬인형태로 원기둥 내에 배치되는 더블 트위스트 실린더(double twist cylinder : DTS) 구조를 가지며, 상기 더블 트위스트 실린더들은 격자(lattice) 구조로 배치되는 액정표시장치.
    
15. 제 13 항에 있어서,
    상기 나노캡슐 액정층은 불규칙한 액정분자가 내부에 채워진 나노캡슐과, 상기 나노캡슐이 분산된 버퍼층을 포함하며, 상기 나노캡슐의 직경은 1nm ~ 320nm로 이루어지는 액정표시장치.

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