KR20170001840A - 어레이 기판 및 이를 포함하는 표시 장치 - Google Patents

어레이 기판 및 이를 포함하는 표시 장치 Download PDF

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KR20170001840A
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임용운
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Abstract

어레이 기판 및 이를 포함하는 표시 장치가 제공된다. 어레이 기판은, 제1영역 및 상기 제1영역 주변을 둘러싸는 제2영역을 포함하는 화소영역이 정의된 베이스 기판, 상기 화소영역에 위치하는 화소전극을 포함하고, 상기 화소전극은, 중심이 상기 제1영역에 위치하는 십자 형상의 줄기부, 상기 줄기부로부터 연장되고 상기 제1영역에 위치하는 제1부분 및 상기 제1부분으로부터 연장되고 상기 제2영역에 위치하는 제2부분을 포함하는 복수의 가지부를 포함하고, 상기 제1부분의 폭은, 상기 제2부분의 폭과 상이할 수 있다.

Description

어레이 기판 및 이를 포함하는 표시 장치{ARRAY SUBSTRATE AND DISPLAY DEVICE INCLUDING THE SAME}
본 발명은 어레이 기판 및 이를 포함하는 표시 장치에 관한 것이다.
일반적으로 액정표시장치는 어레이 기판, 어레이 기판과 마주보는 대향기판 및 양 기판 사이에 개재되는 액정층을 포함할 수 있다.
액정표시장치는 상기 액정층에 전압을 인가하여 광의 투과율을 제어함으로써 영상을 표시한다. 이러한 액정표시장치는 상기 액정층의 액정분자에 의해 차폐되지 않은 방향으로만 광이 투과되어 영상을 표시하기 때문에 다른 표시장치들에 비해 상대적으로 시야각이 좁다.
이러한 단점을 극복하고자 시야각을 넓히기 위한 다양한 기술이 개발되고 있다. 일 예로서 PVA 모드(patterned vertical alignment mode) 액정 표시 장치는, 패터닝된 화소 전극을 이용하여 액정 분자들을 서로 다른 방향으로 배열시켜 액정 도메인을 형성함으로써 액정 표시 장치의 시야각을 향상시킨다. 그러나 이러한 액정표시장치는 박막 트랜지스터와 같은 스위칭 소자, 게이트선, 데이터선 등과 같은 각종 배선들, 화소 전극 등을 동일한 어레이 기판에 형성하기 때문에, 개구율이 감소하기 쉽다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 개구율 및 표시 품질이 향상된 어레이 기판 및 이를 포함하는 표시 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 어레이 기판은, 제1영역 및 상기 제1영역 주변을 둘러싸는 제2영역을 포함하는 화소영역이 정의된 베이스 기판, 상기 화소영역에 위치하는 화소전극을 포함하고, 상기 화소전극은, 중심이 상기 제1영역에 위치하는 십자 형상의 줄기부, 상기 줄기부로부터 연장되고 상기 제1영역에 위치하는 제1부분 및 상기 제1부분으로부터 연장되고 상기 제2영역에 위치하는 제2부분을 포함하는 복수의 가지부를 포함하고, 상기 제1부분의 폭은, 상기 제2부분의 폭과 상이할 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 어레이 기판에 있어서, 상기 줄기부는 상기 화소영역을 복수의 도메인으로 구분하고, 상기 가지부는 상기 복수의 도메인마다 서로 다른방향으로 연장될 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 어레이 기판에 있어서, 서로 인접한 제1부분들 간의 제1이격거리는, 서로 인접한 제2부분들 간의 제2이격거리와 상이할 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 어레이 기판에 있어서, 상기 제1부분의 폭과 상기 제1이격거리의 합은, 상기 제2부분의 폭과 상기 제2이격거리의 합과 동일할 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 어레이 기판에 있어서, 상기 제1부분의 폭은, 상기 제2부분의 폭보다 작고, 상기 제1이격거리는, 상기 제2이격거리보다 클 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 어레이 기판에 있어서, 상기 제1부분의 폭은, 상기 제2부분의 폭보다 크고, 상기 제1이격거리는, 상기 제2이격거리보다 작을 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 어레이 기판에 있어서, 상기 제1부분의 피치는, 상기 제2부분의 피치와 실질적으로 동일할 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 어레이 기판에 있어서, 상기 제1영역의 평면형상은 사각형 형상일 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 어레이 기판은, 상기 베이스 기판 상에 위치하고 서로 절연되어 교차하는 게이트선 및 데이터선, 상기 게이트선 및 상기 데이터선과 연결된 박막 트랜지스터를 더 포함하고, 상기 화소전극은 상기 박막 트랜지스터와 연결될 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 어레이 기판은, 상기 베이스 기판 상에 위치하고 상기 박막 트랜지스터를 커버하는 절연막을 더 포함하고, 상기 화소전극은, 상기 절연막 상에 위치하고, 상기 절연막에 형성된 컨택홀을 통해 상기 박막 트랜지스터와 연결될 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 어레이 기판에 있어서, 상기 절연막은, 색필터일 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는, 어레이 기판, 상기 어레이 기판과 대향하고 공통전극을 포함하는 대향기판, 상기 어레이 기판과 상기 대향기판 사이에 개재되는 액정층을 포함하고, 상기 어레이 기판은, 제1영역 및 상기 제1영역 주변을 둘러싸는 제2영역을 포함하는 화소영역이 정의된 베이스 기판, 상기 화소영역에 위치하는 화소전극을 포함하고, 상기 화소전극은, 중심이 상기 제1영역에 위치하는 십자 형상의 줄기부, 상기 줄기부로부터 연장되고, 상기 제1영역에 위치하는 제1부분 및 상기 제1부분으로부터 연장되고 상기 제2영역에 위치하는 제2부분을 포함하는 복수의 가지부를 포함하고, 상기 제1부분의 폭은, 상기 제2부분의 폭과 상이할 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치에 있어서, 상기 줄기부는 상기 화소영역을 복수의 도메인으로 구분하고, 상기 가지부는 상기 복수의 도메인마다 서로 다른방향으로 연장될 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치에 있어서, 서로 인접한 제1부분들 간의 제1이격거리는, 서로 인접한 제2부분들 간의 제2이격거리와 상이할 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치에 있어서, 상기 제1부분의 피치는, 상기 제2부분의 피치와 실질적으로 동일할 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치에 있어서, 상기 제1영역의 평면형상은 사각형 형상일 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는, 상기 베이스 기판 상에 위치하고 서로 교차하는 게이트라인 및 데이터라인, 상기 게이트라인 및 상기 데이터라인과 연결된 박막 트랜지스터, 상기 베이스 기판 상에 위치하고 상기 박막 트랜지스터를 커버하는 절연막을 더 포함하고, 상기 화소전극은, 상기 절연막 상에 위치하고, 상기 절연막에 형성된 컨택홀을 통해 상기 박막 트랜지스터와 연결될 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치에 있어서, 상기 대향기판은, 상기 박막 트랜지스터와 중첩하는 차광부재를 더 포함할 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치에 있어서, 상기 절연막은, 색필터일 수 있다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면 적어도 다음과 같은 효과가 있다.
즉, 개구율 및 표시 품질을 향상시킬 수 있는 어레이 기판 및 이를 포함하는 표시 장치를 제공할 수 있다.
본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 표시 장치의 개략적인 평면도이다.
도 2는 도 1의 A부분을 확대 도시한 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 표시 장치를 X1-X1', X2-X2'선을 따라 절단한 예시적인 단면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따른 표시 장치의 개략적인 평면도이다.
도 5는 도 4의 B부분을 확대 도시한 도면이다.
도 6은 도 4에 도시된 표시 장치를 Y1-Y1', Y2-Y2'선을 따라 절단한 예시적인 단면도이다.
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 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
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 다른 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)", "위(on)", "상(on)", "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. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 소자를 뒤집을 경우, 다른 소자의 "아래"로 기술된 소자는 다른 소자의 "위"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 소자는 다른 방향으로도 배향될 수 있으며, 이 경우 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한 "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는다.
명세서 전체를 통하여 동일하거나 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용한다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 표시 장치의 개략적인 평면도, 도 2는 도 1의 A부분을 확대 도시한 도면, 도 3은 도 2에 도시된 표시 장치를 X1-X1', X2-X2'선을 따라 절단한 예시적인 단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 표시 장치는, 어레이 기판(110), 대향기판(130) 및 액정층(150)을 포함할 수 있다.
어레이 기판(110)은 액정층(150)의 액정 분자들을 구동하기 위한 박막 트랜지스터들이 형성된 박막 트랜지스터 어레이 기판이며, 대향 기판(130)은 어레이 기판(110)에 대향하는 기판이다.
이하 어레이 기판(110)에 대해 설명한다.
제1 베이스 기판(SUB1)은 투명 절연 기판일 수 있다. 예를 들면, 제1 베이스 기판(SUB1)은 유리 기판, 석영 기판, 투명 수지 기판 등으로 이루어질 수 있다. 또한, 제1 베이스 기판(SUB1)은 고내열성을 갖는 고분자 또는 플라스틱을 포함할 수도 있다.
몇몇 실시예에서 제1 베이스 기판(SUB1)은 가요성을 가질 수도 있다. 즉, 제1 베이스 기판(SUB1)은 롤링(rolling), 폴딩(folding), 벤딩(bending) 등으로 형태 변형이 가능한 기판일 수 있다.
제1 베이스 기판(SUB1) 위에는 복수의 게이트선(GLn) 및 게이트 전극(GE)을 포함하는 게이트 도전체가 위치할 수 있다. 게이트선(GLn)은 게이트 신호를 전달하며 주로 가로 방향으로 뻗을 수 있다. 게이트선(GLn)은 게이트 전극(GE)을 포함한다. 게이트선(GLn)은 알루미늄(Al)이나 알루미늄 합금 등 알루미늄 계열 금속, 은(Ag)이나 은합금 등 은계열 금속, 구리(Cu)나 구리 합금 등 구리 계열 금속, 몰리브덴(Mo)이나 몰리브덴 합금 등 몰리브덴 계열 금속, 크롬(Cr), 탄탈륨(Ta) 및 티타늄(Ti) 등을 포함할 수 있다 게이트선(GLn)은 단일층 구조를 가질 수 있으며, 또는 물리적 성질이 다른 적어도 두 개의 도전막을 포함하는 다층 구조를 가질 수도 있다. 이 중 한 도전막은 게이트선(GLn)의 신호 지연이나 전압 강하를 줄일 수 있도록 저저항의 금속, 예를 들면 알루미늄 계열 금속, 은 계열 금속, 구리 계열 금속 등으로 이루어질 수 있다. 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 이루어질 수 있다. 이러한 조합의 예로는, 크롬 하부막과 알루미늄 상부막 및 알루미늄 하부막과 몰리브덴 상부막을 들 수 있다. 다만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 게이트선(GLn)은 다양한 여러 가지 금속과 도전체로 형성될 수 있다.
게이트 전극(GE)은 게이트선(GLn)으로부터 돌출될 수 있으며, 게이트선(GLn)과 연결될 수 있다.
게이트선(GLn) 및 게이트 전극(GE) 위에는 게이트 절연막(GI)이 위치할 수 있다. 게이트 절연막(GI)은 절연물질로 이루어질 수 있으며, 예시적으로 실리콘 질화물 또는 실리콘 산화물 등으로 이루어질 수 있다. 게이트 절연막(GI)은 단일층 구조로 이루어질 수 있으며, 또는 물리적 성질이 다른 적어도 두 개의 절연층을 포함하는 다층 구조를 가질 수도 있다.
게이트 절연막(GI) 위에는 반도체층(SM)이 위치할 수 있으며, 게이트 전극(GE)과 적어도 일부가 중첩할 수 있다. 반도체층(SM)은 비정질 규소, 다결정 규소, 또는 산화물 반도체를 포함할 수 있다.
도면에는 미도시하였으나, 몇몇 실시예에서 반도체층(SM) 위에는 저항성 접촉 부재가 더 위치할 수 있다. 상기 저항성 접촉 부재는 n형 불순물이 고농도로 도핑되어 있는 n+ 수소화 비정질 실리콘 등으로 형성되거나 실리사이드(silicide)로 형성될 수 있다. 상기 저항성 접촉 부재는 쌍을 이루어 반도체층(SM) 위에 위치할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 반도체층(SM)이 산화물 반도체인 경우, 상기 저항성 접촉 부재는 생략될 수 있다.
반도체층(SM) 및 게이트 절연막(GI) 위에는 데이터 도전체가 위치할 수 있으며, 상기 데이터 도전체는 데이터선(DLm)을 포함할 수 있다.
데이터선(DLm)은 데이터 신호를 전달하며 주로 세로 방향으로 뻗어 게이트선(GLn)과 교차할 수 있다. 데이터선(DLm)과 게이트선(GLn)은 서로 절연되어 교차하여 특정 영역을 정의할 수 있으며, 상기 특정 영역은 화소영역(PXA)을 포함할 수 있다. 여기서 화소영역(PXA)이란, 후술할 화소전극(PE)이 위치하는 영역일 수 있다.
화소영역(PXA)은 제1영역(PXA1) 및 제1영역(PXA1)을 둘러싸는 제2영역(PXA2)을 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에서 제1영역(PXA1)의 평면 형상은 도면에 도시된 바와 같이 사각형 형상일 수 있으며, 보다 구체적으로 마름모 형상일 수 있다. 다만 이에 한정되는 것은 아니며, 제1영역(PXA1)의 평면 형상은 이외에도 다양하게 변경될 수 있다. 제2영역(PXA2)은 제1영역(PXA1)의 주변을 감쌀 수 있다. 제2영역(PXA2)은 화소영역(PXA1) 중 제1영역(PXA1)을 제외한 영역의 일부 또는 전부를 의미할 수 있다.
제1영역(PXA1)의 면적과 제2영역(PXA2)의 면적 간의 비율은 다양하게 변경될 수 있다. 몇몇 실시예에서 도면에 도시된 바와 같이 제1영역(PXA1)의 면적과 제2영역(PXA2)의 면적비는 실질적으로 1:1일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 제1영역(PXA1)의 면적이 제2영역(PXA2)의 면적보다 작게 형성될 수도 있으며, 필요에 따라 제1영역(PXA1)의 면적이 제2영역(PXA2)의 면적보다 더 크게 형성될 수도 있다.
소스 전극(SE)은 데이터선(DLm)에서 분지되어 적어도 일부가 게이트 전극(GE)과 중첩될 수 있다. 도면에는 소스 전극(SE)이 게이트선(GLn)과 중첩되는 것으로 도시되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
드레인 전극(DE)은 반도체층(SM)을 사이에 두고 소스 전극(SE)으로부터 이격되며, 적어도 일부가 게이트 전극(GE)과 중첩될 수 있다. 도면에는 드레인 전극(DE)이 게이트선(GLn)과 중첩되는 것으로 도시되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상술한 데이터 도전체는 알루미늄, 구리, 은, 몰리브덴, 크롬, 티타늄, 탄탈륨 또는 이들의 합금으로 형성될 수 있으며, 내화성 금속(refractory metal) 등의 하부막(미도시)과 그 위에 형성된 저저항 상부막(미도시)으로 이루어진 다층 구조를 가질 수도 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
게이트 전극(GE), 소스 전극(SE) 및 드레인 전극(DE)은 반도체층(SM)과 함께 하나의 박막 트랜지스터(thin film transistor, Tr)를 이루며, 박막 트랜지스터(Tr)의 채널(channel)은 반도체층(SM) 중 소스 전극(SE)과 드레인 전극(DE) 사이에 형성된다. 이러한 박막 트랜지스터(Tr)는 상술한 게이트선(GLn) 및 데이터선(DLm)과 전기적으로 연결된다.
게이트 절연막(GI) 및 박막 트랜지스터(Tr) 상에는 패시베이션층(PA)이 위치할 수 있다. 패시베이션층(PA)는 유기절연물질 또는 무기절연물질로 이루어질 수 있으며, 박막 트랜지스터(Tr)을 커버할 수 있다.
패시베이션층(PA) 위에는 절연막(IL)이 위치할 수 있다. 몇몇 실시예에서 절연막(IL)은 패시베이션층(PA)의 상부를 평탄화하는 기능을 가질 수 있다. 절연막(IL)은 유기물로 이루어질 수 있으며, 몇몇 실시예에서 절연막(IL)은 감광성 유기 조성물로 이루어질 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 또는 몇몇 실시예에서 절연막(IL)은 감광성 유기 조성물에 색을 구현하기 위한 안료가 포함된 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 절연막(IL)는 감광성 유기 조성물에 적색, 녹색 또는 청색의 안료 중 어느 하나를 포함할 수도 있다. 즉, 절연막(IL)은 색필터일 수도 있다. 절연층(IL) 및 패시베이션층(PA)에는 박막 트랜지스터(Tr)의 일부, 보다 구체적으로 드레인 전극(DE)의 일부를 드러내는 컨택홀(C)이 형성될 수 있다.
절연막(IL) 위에는 위에는 화소전극(PE)이 위치할 수 있다. 화소전극(PE)은 일부분이 컨택홀(C)을 통해 드레인 전극(DE)과 물리적 전기적으로 연결되어 드레인 전극(DE)으로부터 전압을 인가 받을 수 있다.
화소전극(PE)은 ITO, IZO, ITZO, AZO 등의 투명 도전성 물질로 이루어질 수 있다.
화소전극(PE)은 십자 형상의 줄기부(PE1) 및 줄기부(PE1)에서 연장된 복수의 가지부(PE2)를 포함할 수 있다. 화소전극(PE) 또는 화소영역(PXA)은, 십자 형상의 줄기부(PE1)에 의해 복수의 도메인으로 구분될 수 있다. 예시적인 실시예에서 화소전극(PE) 또는 화소영역(PXA)은, 도면에 도시된 바와 같이 십자 형상의 줄기부(PE1)에 의해 크게 4개의 도메인으로 구분될 수 있다.
줄기부(PE1)의 중심(T)은 화소영역(PXA) 중 제1영역(PXA1)에 위치할 수 있다. 여기서 중심(T)이란, 십자 형상 구조의 줄기부(PE1)에서, 가로 방향으로 뻗은 부분과 세로 방향으로 뻗은 부분의 교차점을 의미한다.
복수의 가지부(PE2)는, 십자 형상의 줄기부(PE1)로부터 바깥쪽으로 비스듬하게 신장할 수 있으며, 줄기부(PE1)에 의해 구분된 각 도메인마다 서로 다른 방향으로 배열될 수 있다. 복수의 가지부(PE2) 각각은 서로 인접한 가지부(PE2)와 만나지 않도록 이격될 수 있다. 즉, 서로 인접한 가지부(PE2)들 사이에는 이격공간(OPa, OPb)이 존재할 수 있다. 복수의 가지부(PE2)는 줄기부(PE1)에 의해 구분된 각 도메인에서 각각이 실질적으로 서로 평행하게 연장될 수 있다. 복수의 가지부(PE2)는, 십자 형상의 줄기부(PE1)의 가로 부분 및 세로 부분 중 적어도 하나에 대해 대칭적으로 형성될 수 있다.
복수의 가지부(PE2) 각각은, 제1영역(PXA1)에 위치하는 제1부분(PE2a) 및 제2영역(PXA2)에 위치하는 제2부분(PE2b)을 포함할 수 있다. 제1부분(PE2a)은 줄기부(PE1)과 연결될 수 있으며, 제2부분(PE2b)은 제1부분(PE2a)과 연결될 수 있다. 즉, 제1부분(PE2a)은 줄기부(PE1)로부터 연장되고, 제2부분(PE2b)은 제1부분(PE2a)으로부터 연장될 수 있다.
제1부분(PE2a)의 폭(Wa)은 제2부분(PE2b)의 폭(Wb)과 상이할 수 있다. 몇몇 실시예에서 제1부분(PE2a)의 폭(Wa)은 제2부분(PE2b)의 폭(Wb)보다 클 수 있다.
서로 인접한 제1부분(PE2a)들 사이의 이격거리는 서로 인접한 제2부분(PE2b)들 사이의 이격거리와 서로 상이할 수 있다. 즉, 이격부(OPa, OPb) 중 서로 인접한 제1부분(PE2a)들 사이의 부분을 제1이격부(OPa), 서로 인접한 제2부분(PE2b)들 사이의 부분을 제2이격부(OPb)라고 지칭하면, 제1이격부(OPa)의 폭(WOPa)은 제2이격부(OPb)의 폭(WOPb)과 상이할 수 있다. 몇몇 실시예에서 서로 인접한 제1부분(PE2a)들 사이의 이격거리는 서로 인접한 제2부분(PE2b)들 사이의 이격거리보다 작을 수 있다. 즉, 서로 인접한 제1부분(PE2a)들 사이의 이격거리는 서로 인접한 제2부분(PE2b)들 사이의 이격거리보다 작을 수 있다.
몇몇 실시예에서 제1부분(PE2a)의 폭(Wa)과 제1이격부(OPa)의 폭(WOPa)의 합은, 제2부분(PE2b)의 폭(Wb)과 제2이격부(OPb)의 폭(WOPb)의 합과 실질적으로 동일할 수 있다. 즉, 제1부분(PE2a)이 반복되는 간격을 제1피치, 제2부분(PE2b)이 반복되는 간격을 제2피치라고 정의하면, 상기 제1피치와 상기 제2피치는 실질적으로 동일할 수 있다.
예시적인 실시예에서 화소영역(PXA) 또는 화소전극(PE)은 도면에 도시된 바와 같이 줄기부(PE1)에 의해 4개의 도메인으로 구분될 수 있다. 또한, 화소영역(PXA)은 제1영역(PXA1) 및 제2영역(PXA2)으로 구분될 수 있으며, 제1영역(PXA1) 및 제2영역(PXA2)에 위치하는 가지부(PE2)의 폭 및 이격거리는 서로 상이할 수 있다. 즉, 줄기부(PE1)에 의해 구분된 4개의 도메인 각각은 가지부(PE2)의 제1부분(PE2a)이 위치하는 제1영역(PXA1) 및 가지부(PE2)의 제2부분(PE2b)이 위치하는 제2영역(PXA2)로 구분될 수 있다. 이에 따라 화소영역(PXA) 또는 화소전극(PE)은 최종적으로 8개의 서브도메인으로 구분될 수 있다. 다만, 상술한 내용은 하나의 예시일 뿐이다. 예컨대, 화소영역(PXA)은 3 이상의 영역으로 구분될 수도 있으며, 이러한 경우 가지부(PE2)는 제1영역(PXA1)에 위치하는 제1부분(PE2a), 제2영역(PXA2)에 위치하는 제2부분(PE2a) 뿐만 아니라 제1영역(PXA1) 및 제2영역(PXA2) 이외의 영역에 위치하는 부분을 더 포함할 수도 있다. 또한, 몇몇 실시예에서 가지부(PE2)의 제1부분(PE2a) 및 제2부분(PE2b)이 복수의 도메인 각각에 모두 위치하지 않고, 일부 도메인에만 위치할 수도 있다.
몇몇 실시예에서 제1베이스 기판(SUB1) 상에는 스토리지 전극부가 더 위치할 수 있다. 상기 스토리지 전극부는, 게이트선(GLn) 연장방향으로 연장된 스토리지 라인(SLn)과, 스토리지 라인(SLn)으로부터 분기되어 데이터선(DLm) 연장방향으로 연장된 제1 및 제2 분기 전극(LSLn, RSLn)을 더 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에서 화소 전극(PE)은 스토리지 라인(SLn), 제1 및 제2 분기 전극(LSLn, RSLn)과 부분적으로 오버랩되어 스토리지 커패시터를 형성할 수 잇다. 또한 제1 및 제2 분기 전극들(LSLn, RSLn)은 데이터선(DLm)과 화소 전극(PE) 사이의 커플링 전계를 차폐할 수 있다.
이하 대향기판(130)에 대해 설명한다.
대향기판(130)은 제2베이스 기판(SUB2), 차광부재(BM) 및 공통전극(CE)을 포함할 수 있으며, 오버코트층(OC)을 더 포함할 수 있다.
차광부재(BM)는 제2 베이스 기판(SUB2) 상에 위치할 수 있다. 차광부재(BM)는 박막 트랜지스터(Tr), 데이터선(DLm), 게이트선(GLn)과 중첩하도록 배치될 수 있으며, 이에 따라 액정 분자들의 오배열로 인한 빛샘을 막을 수 있다. 차광부재(220)는 블랙 카본(black carbon) 등의 차광성 안료를 포함할 수 있으며, 감광성의 유기 물질을 포함할 수 있다.
제2베이스 기판(SUB2) 및 차광부재(BM) 위에는 오버코트층(OC)이 위치할 수 있으며, 차광부재(BM)로 인한 단차를 감소시킬 수 있다. 몇몇 실시예에서 오버코트층(OC)은 필요에 따라 생략될 수도 있다.
오버코트층(OC) 상에는 공통전극(CE)이 위치할 수 있다. 몇몇 실시예에서 오버코트층(OC)이 생략되는 경우, 공통전극(CE)은 제2베이스 기판(SUB2) 및 차광부재(BM) 위에 위치할 수 있다. 공통전극(CE)은 투명 도전성 물질로 이루어질 수 있으며, 제2 베이스 기판(SUB2)의 전면에 걸쳐 전체적으로 형성될 수 있다. 공통전극(CE)에는 공통 전압(Vcom)이 인가되어 화소전극(PE)과 함께 전계를 형성할 수 있다.
이하 액정층(150)에 대해 설명한다.
액정층(150)은 유전율 이방성을 가지는 복수의 액정 분자들을 포함할 수 있다. 상기 액정 분자들은 어레이 기판(110)과 대향 기판(120) 사이에서 상기 두 기판(110, 130)에 수직한 방향으로 배열된 수직 배향형 액정 분자들일 수 있다. 어레이 기판(110)과 대향 기판(130) 사이에 전계가 인가되면 상기 액정 분자들이 어레이 기판(110)과 대향 기판(120) 사이에서 특정 방향으로 회전함으로써 광을 투과시키거나 차단할 수 있다. 상기 액정 분자들이 회전한다는 의미는, 상기 액정 분자들이 실제로 회전하는 것뿐만 아니라, 상기 전계에 의해 액정 분자들의 배향이 바뀐다는 의미를 포함할 수 있다.
한편, 액정층(150)의 액정분자들을 프리틸트 시키기 위해 반응성 메조겐 층(RM1, RM2)이 더 제공될 수 있다. 반응성 메조겐층(RM1, RM2)은 화소 전극(PE)과 액정층(150) 사이에 위치하는 제1 반응성 메조겐층(RM1) 및 공통전극(CE)과 액정층(150) 사이에 위치하는 제2 반응성 메조겐층(RM2)을 포함할 수 있다.
반응성 메조겐(Reactive Mesogen)은 통상적인 액정 분자와 유사한 성질을 가진 물질로서, 광반응성 모노머가 중합된 형태이다. 상기 반응성 메조겐으로 이루어진 반응성 메조겐층(RM1, RM2)은 상기 광반응성 모노머들에 자외선과 같은 광을 가하여 상기 광반응성 모노머들을 중합시킴으로써 형성할 수 있다.
상기 광반응성 모노머는 액정층(150)에 포함될 수 있다. 예컨대 액정층(150)은 액정 분자들뿐만 아니라 광반응성 모노머를 더 포함할 수도 있으며, 액정층(150)에 전계가 인가된 상태에서 액정층(150)에 자외선과 같은 광을 가하여 상기 광반응성 모노머를 경화함으로써 반응성 메조겐층(RM1, RM2)을 형성할 수 있다.
상기 광반응성 모노머가 중합된 중합체는 소정 방향으로 연장되어 프리틸트 각을 형성할 수 있으며, 액정 분자들을 프리틸트시킬 수 있다. 즉, 액정층(150)의 액정분자들은 프리틸트 각을 갖는 반응성 메조겐층(RM1, RM2)에 의해 소정 각도로 프리틸트될 수 있다. 소정 각도로 프리틸트된 액정층(150)의 액정 분자들은 프리틸트되지 않은 액정 분자들에 비해 전계 인가시 더욱 빠른 응답속도를 가질 수 있다. 이와 같이, 반응성 메조겐층(RM1, RM2)을 액정층(150)의 방향자로 사용할 수 있다.
반응성 메조겐층(RM1, RM2) 중 제1영역(PXA1)에 위치하는 부분과, 반응성 메조겐층(RM1, RM2) 중 제2영역(PXA2)에 위치하는 부분은 서로 프리틸트각이 상이할 수 있다. 가지부(PE2) 중 제1영역(PXA1)에 위치하는 제1부분(PE2a)과 제2영역(PXA2)에 위치하는 제2부분(PE2b)은 서로 폭이 상이할 수 있으며, 이에 따라 화소전극(PE)과 공통전극(CE)이 형성하는 전계는 제1영역(PXA1)과 제2영역(PXA2)에서 서로 상이할 수 있다. 이에 따라 액정층(150)에 전계가 인가된 상태에서 액정층(150)에 자외선과 같은 광을 조사하는 경우, 제1영역(PXA1)에 제공되는 전계와 제2영역(PXA2)에 제공되는 전계는 서로 상이한 바, 반응성 메조겐층(RM1, RM2) 중 제1영역(PXA1)에 위치하는 부분과, 반응성 메조겐층(RM1, RM2) 중 제2영역(PXA2)에 위치하는 부분은 서로 프리틸트각이 상이할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 제1부분(PE2a)의 폭(Wa)이 제2부분(PE2b)의 폭(Wb)보다 큰 경우, 반응성 메조겐층(RM1, RM2) 중 제1영역(PXA1)에 위치하는 부분의 프리틸트 각은, 반응성 메조겐층(RM1, RM2) 중 제2영역(PXA2)에 위치하는 부분의 프리틸트 각보다 더 클 수 있다. 이에 따라 무전계 상태에서 제1영역(PXA1)에서 액정 분자들의 프리틸트 각은 제2영역(PXA2)에서 액정 분자들의 프리틸트 각보다 더 클 수 있다.
도 4는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 표시 장치의 개략적인 평면도, 도 5는 도 4의 B부분을 확대 도시한 도면, 도 6은 도 4에 도시된 표시 장치를 Y1-Y1', Y2-Y2'선을 따라 절단한 예시적인 단면도이다.
이하에서는 앞에서 설명한 실시예와 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용한다. 또한, 중복되는 설명은 생략하며 차이점을 중심으로 설명한다.
도 4 내지 도 6을 참조하면, 본 실시예에 따른 표시 장치는 어레이 기판(120), 대향기판(130) 및 액정층(150)을 포함할 수 있다.
어레이 기판(120)은 액정층(150)의 액정 분자들을 구동하기 위한 박막 트랜지스터들이 형성된 박막 트랜지스터 어레이 기판이며, 대향 기판(130)은 어레이 기판(120)에 대향하는 기판이다.
이하 어레이 기판(120)에 대해 설명한다.
본 실시예에 따른 어레이 기판(120)은 화소전극(PE)의 형상이 도 1 내지 3의 설명에서 상술한 어레이 기판(도 3의 110)과 상이하며, 이외의 구성은 실질적으로 동일할 수 있다. 따라서 중복되는 내용은 생략한다.
절연막(IL) 위에는 위에는 화소전극(PE)이 위치할 수 있다. 화소전극(PE)은 일부분이 컨택홀(C)을 통해 드레인 전극(DE)과 물리적 전기적으로 연결되어 드레인 전극(DE)으로부터 전압을 인가 받을 수 있다.
화소전극(PE)은 ITO, IZO, ITZO, AZO 등의 투명 도전성 물질로 이루어질 수 있다.
화소전극(PE)은 십자 형상의 줄기부(PE1) 및 줄기부(PE1)에서 연장된 복수의 가지부(PE2)를 포함할 수 있다.
줄기부(PE1)의 중심(T)은 화소영역(PXA) 중 제1영역(PXA1)에 위치할 수 있다.
복수의 가지부(PE2)는, 십자 형상의 줄기부(PE1)로부터 바깥쪽으로 비스듬하게 신장할 수 있으며, 줄기부(PE1)에 의해 구분된 각 도메인마다 서로 다른 방향으로 배열될 수 있다.
복수의 가지부(PE2) 각각은, 제1영역(PXA1)에 위치하는 제1부분(PE2a) 및 제2영역(PXA2)에 위치하는 제2부분(PE2b)을 포함할 수 있다. 제1부분(PE2a)은 줄기부(PE1)과 연결될 수 있으며, 제2부분(PE2b)은 제1부분(PE2a)과 연결될 수 있다. 즉, 제1부분(PE2a)은 줄기부(PE1)로부터 연장되고, 제2부분(PE2b)은 제1부분(PE2a)으로부터 연장될 수 있다.
제1부분(PE2a)의 폭(Wa)은 제2부분(PE2b)의 폭(Wb)과 상이할 수 있으며, 몇몇 실시예에서 제1부분(PE2a)의 폭(Wa)은 제2부분(PE2b)의 폭(Wb)보다 작을 수 있다.
서로 인접한 제1부분(PE2a)들 사이의 이격거리는 서로 인접한 제2부분(PE2b)들 사이의 이격거리와 서로 상이할 수 있다. 즉, 제1이격부(OPa)의 폭(WOPa)은 제2이격부(OPb)의 폭(WOPb)과 상이할 수 있다. 몇몇 실시예에서 서로 인접한 제1부분(PE2a)들 사이의 이격거리는 서로 인접한 제2부분(PE2b)들 사이의 이격거리보다 클 수 있다. 즉, 서로 인접한 제1부분(PE2a)들 사이의 이격거리는 서로 인접한 제2부분(PE2b)들 사이의 이격거리보다 클 수 있다.
몇몇 실시예에서 제1부분(PE2a)의 폭(Wa)과 제1이격부(OPa)의 폭(WOPa)의 합은, 제2부분(PE2b)의 폭(Wb)과 제2이격부(OPb)의 폭(WOPb)의 합과 실질적으로 동일할 수 있다. 즉, 제1부분(PE2a)이 반복되는 간격을 제1피치, 제2부분(PE2b)이 반복되는 간격을 제2피치라고 정의하면, 상기 제1피치와 상기 제2피치는 실질적으로 동일할 수 있다.
이하 대향기판(130)에 대해 설명한다.
대향기판(130)은 제2베이스 기판(SUB2), 차광부재(BM) 및 공통전극(CE)을 포함할 수 있으며, 오버코트층(OC)을 더 포함할 수 있으며, 구체적 내용은 도 1 내지 도 3의 설명에서 상술한 바와 같다.
이하 액정층(150)에 대해 설명한다.
액정층(150)은 유전율 이방성을 가지는 복수의 액정 분자들을 포함할 수 있다. 상기 액정 분자들은 어레이 기판(110)과 대향 기판(120) 사이에서 상기 두 기판(110, 130)에 수직한 방향으로 배열된 수직 배향형 액정 분자들일 수 있다.
한편, 액정층(150)의 액정분자들을 프리틸트 시키기 위해 반응성 메조겐 층(RM1, RM2)이 더 제공될 수 있다. 반응성 메조겐층(RM1, RM2)은 화소 전극(PE)과 액정층(150) 사이에 위치하는 제1 반응성 메조겐층(RM1) 및 공통전극(CE)과 액정층(150) 사이에 위치하는 제2 반응성 메조겐층(RM2)을 포함할 수 있다.
반응성 메조겐층(RM1, RM2) 중 제1영역(PXA1)에 위치하는 부분과, 반응성 메조겐층(RM1, RM2) 중 제2영역(PXA2)에 위치하는 부분은 서로 프리틸트각이 상이할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 제1부분(PE2a)의 폭(Wa)이 제2부분(PE2b)의 폭(Wb)보다 작은 경우, 반응성 메조겐층(RM1, RM2) 중 제1영역(PXA1)에 위치하는 부분의 프리틸트 각은, 반응성 메조겐층(RM1, RM2) 중 제2영역(PXA2)에 위치하는 부분의 프리틸트 각보다 더 작을 수 있다. 이에 따라 무전계 상태에서 제1영역(PXA1)에서 액정 분자들의 프리틸트 각은 제2영역(PXA2)에서 액정 분자들의 프리틸트 각보다 더 작을 수 있다.
상술한 본 발명의 예시적 실시예에 따른 표시 장치의 경우, 하나의 화소전극(PE)을 이용하여 복수의 도메인, 예컨대 8개의 도메인을 형성할 수 있는 이점을 갖게 되며, 이에 따라 하나의 화소전극(PE)을 이용하여 측면 시인성을 향상시킬 수 있는 이점을 갖는다. 또한 하나의 화소전극(PE)을 이용함에 따라 박막 트랜지스터(Tr)의 개수를 감소시킬 수 있게 되어 차광부재(BM)의 크기를 감소시킬 수 있는 이점, 개구율을 향상시킬 수 있는 이점을 갖게 된다.
이상에서 본 발명의 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 본 발명의 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (19)

  1. 제1영역 및 상기 제1영역 주변을 둘러싸는 제2영역을 포함하는 화소영역이 정의된 베이스 기판;
    상기 화소영역에 위치하는 화소전극; 을 포함하고,
    상기 화소전극은,
    중심이 상기 제1영역에 위치하는 십자 형상의 줄기부;
    상기 줄기부로부터 연장되고, 상기 제1영역에 위치하는 제1부분 및 상기 제1부분으로부터 연장되고 상기 제2영역에 위치하는 제2부분을 포함하는 복수의 가지부; 를 포함하고,
    상기 제1부분의 폭은, 상기 제2부분의 폭과 상이한 어레이 기판.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 줄기부는 상기 화소영역을 복수의 도메인으로 구분하고,
    상기 가지부는 상기 복수의 도메인마다 서로 다른방향으로 연장된 어레이 기판.
  3. 제1항에 있어서,
    서로 인접한 제1부분들 간의 제1이격거리는,
    서로 인접한 제2부분들 간의 제2이격거리와 상이한 어레이 기판.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1부분의 폭과 상기 제1이격거리의 합은,
    상기 제2부분의 폭과 상기 제2이격거리의 합과 동일한 어레이 기판.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 제1부분의 폭은, 상기 제2부분의 폭보다 작고,
    상기 제1이격거리는, 상기 제2이격거리보다 큰 어레이 기판.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 제1부분의 폭은, 상기 제2부분의 폭보다 크고,
    상기 제1이격거리는, 상기 제2이격거리보다 작은 어레이 기판.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1부분의 피치는, 상기 제2부분의 피치와 실질적으로 동일한 어레이 기판.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1영역의 평면형상은 사각형 형상인 어레이 기판.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 베이스 기판 상에 위치하고 서로 절연되어 교차하는 게이트선 및 데이터선;
    상기 게이트선 및 상기 데이터선과 연결된 박막 트랜지스터; 를 더 포함하고,
    상기 화소전극은 상기 박막 트랜지스터와 연결된 어레이 기판.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 베이스 기판 상에 위치하고 상기 박막 트랜지스터를 커버하는 절연막; 을 더 포함하고,
    상기 화소전극은,
    상기 절연막 상에 위치하고, 상기 절연막에 형성된 컨택홀을 통해 상기 박막 트랜지스터와 연결된 어레이 기판.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 절연막은, 색필터인 어레이 기판.
  12. 어레이 기판;
    상기 어레이 기판과 대향하고 공통전극을 포함하는 대향기판;
    상기 어레이 기판과 상기 대향기판 사이에 개재되는 액정층; 을 포함하고,
    상기 어레이 기판은,
    제1영역 및 상기 제1영역 주변을 둘러싸는 제2영역을 포함하는 화소영역이 정의된 베이스 기판;
    상기 화소영역에 위치하는 화소전극; 을 포함하고,
    상기 화소전극은,
    중심이 상기 제1영역에 위치하는 십자 형상의 줄기부;
    상기 줄기부로부터 연장되고, 상기 제1영역에 위치하는 제1부분 및 상기 제1부분으로부터 연장되고 상기 제2영역에 위치하는 제2부분을 포함하는 복수의 가지부; 를 포함하고,
    상기 제1부분의 폭은, 상기 제2부분의 폭과 상이한 표시 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 줄기부는 상기 화소영역을 복수의 도메인으로 구분하고,
    상기 가지부는 상기 복수의 도메인마다 서로 다른방향으로 연장된 표시 장치.
  14. 제12항에 있어서,
    서로 인접한 제1부분들 간의 제1이격거리는, 서로 인접한 제2부분들 간의 제2이격거리와 상이한 표시 장치.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 제1부분의 피치는, 상기 제2부분의 피치와 실질적으로 동일한 표시 장치.
  16. 제12항에 있어서,
    상기 제1영역의 평면형상은 사각형 형상인 표시 장치.
  17. 제12항에 있어서,
    상기 베이스 기판 상에 위치하고 서로 교차하는 게이트라인 및 데이터라인;
    상기 게이트라인 및 상기 데이터라인과 연결된 박막 트랜지스터;
    상기 베이스 기판 상에 위치하고 상기 박막 트랜지스터를 커버하는 절연막; 을 더 포함하고,
    상기 화소전극은,
    상기 절연막 상에 위치하고, 상기 절연막에 형성된 컨택홀을 통해 상기 박막 트랜지스터와 연결된 표시 장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 대향기판은,
    상기 박막 트랜지스터와 중첩하는 차광부재를 더 포함하는 표시 장치.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 절연막은, 색필터인 표시 장치.
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