KR20170047585A - 표시 장치 - Google Patents

표시 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20170047585A
KR20170047585A KR1020150147881A KR20150147881A KR20170047585A KR 20170047585 A KR20170047585 A KR 20170047585A KR 1020150147881 A KR1020150147881 A KR 1020150147881A KR 20150147881 A KR20150147881 A KR 20150147881A KR 20170047585 A KR20170047585 A KR 20170047585A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
pixel electrode
common electrode
liquid crystal
layer
electrode
Prior art date
Application number
KR1020150147881A
Other languages
English (en)
Inventor
양단비
송동한
한민주
홍지표
Original Assignee
삼성디스플레이 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성디스플레이 주식회사 filed Critical 삼성디스플레이 주식회사
Priority to KR1020150147881A priority Critical patent/KR20170047585A/ko
Priority to US15/154,133 priority patent/US20170115536A1/en
Priority to CN201610669300.8A priority patent/CN106610549A/zh
Publication of KR20170047585A publication Critical patent/KR20170047585A/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/133377—Cells with plural compartments or having plurality of liquid crystal microcells partitioned by walls, e.g. one microcell per pixel
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1343—Electrodes
    • G02F1/134309—Electrodes characterised by their geometrical arrangement
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/13306—Circuit arrangements or driving methods for the control of single liquid crystal cells
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/136—Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
    • G02F1/1362—Active matrix addressed cells
    • G02F1/136227—Through-hole connection of the pixel electrode to the active element through an insulation layer
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/136—Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
    • G02F1/1362—Active matrix addressed cells
    • G02F1/1368—Active matrix addressed cells in which the switching element is a three-electrode device
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/20—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
    • G09G3/34—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source
    • G09G3/36—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source using liquid crystals
    • G09G3/3607—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source using liquid crystals for displaying colours or for displaying grey scales with a specific pixel layout, e.g. using sub-pixels
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1343—Electrodes
    • G02F1/134309—Electrodes characterised by their geometrical arrangement
    • G02F1/134381—Hybrid switching mode, i.e. for applying an electric field with components parallel and orthogonal to the substrates
    • G02F2001/134372—

Abstract

본 발명은 표시 장치에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치는 기판, 상기 기판 위에 위치하는 박막 트랜지스터, 상기 박막 트랜지스터에 연결되어 있는 화소 전극, 절연층을 사이에 두고, 상기 화소 전극과 중첩하는 제1 공통 전극, 복수의 미세 공간을 사이에 두고, 상기 제1 공통 전극과 이격되어 있는 제2 공통 전극, 상기 제2 공통 전극 위에 위치하는 지붕층, 상기 미세 공간을 채우고 있는 액정층, 및 상기 지붕층 위에 형성되어 상기 미세 공간을 밀봉하는 덮개막을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

표시 장치{DISPLAY DEVICE}
본 발명은 표시 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 블랙 상태에서 빛샘을 방지할 수 있는 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 들어 있는 액정층으로 이루어지며, 전기장 생성 전극에 전압을 인가하여 액정층에 전기장을 생성하고 이를 통하여 액정층의 액정 분자들의 배향을 결정하고 입사광의 편광을 제어함으로써 영상을 표시한다.
액정 표시 장치를 구성하는 두 장의 표시판은 박막 트랜지스터 표시판과 대향 표시판으로 이루어질 수 있다. 박막 트랜지스터 표시판에는 게이트 신호를 전송하는 게이트선과 데이터 신호를 전송하는 데이터선이 서로 교차하여 형성되고, 게이트선 및 데이터선과 연결되어 있는 박막 트랜지스터, 박막 트랜지스터와 연결되어 있는 화소 전극 등이 형성될 수 있다. 대향 표시판에는 차광부재, 색 필터, 공통 전극 등이 형성될 수 있다. 경우에 따라 차광 부재, 색 필터, 공통 전극이 박막 트랜지스터 표시판에 형성될 수도 있다.
그러나, 종래의 액정 표시 장치에서는 두 장의 기판이 필수적으로 사용되고, 두 장의 기판 위에 각각의 구성 요소들을 형성함으로써, 표시 장치가 무겁고, 두꺼우며, 비용이 많이 들고, 공정 시간이 오래 걸리는 등의 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 하나의 기판을 이용하여 표시 장치를 제조함으로써, 무게, 두께, 비용 및 공정 시간을 줄일 수 있는 표시 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 블랙 상태에서 빛샘을 방지할 수 있는 표시 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적에 따른 본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치는 기판, 상기 기판 위에 위치하는 박막 트랜지스터, 상기 박막 트랜지스터에 연결되어 있는 화소 전극, 절연층을 사이에 두고, 상기 화소 전극과 중첩하는 제1 공통 전극, 복수의 미세 공간을 사이에 두고, 상기 제1 공통 전극과 이격되어 있는 제2 공통 전극, 상기 제2 공통 전극 위에 위치하는 지붕층, 상기 미세 공간을 채우고 있는 액정층, 및 상기 지붕층 위에 형성되어 상기 미세 공간을 밀봉하는 덮개막을 포함하는 것을 특징으로 한다.
제1 공통 전극에 제1 공통 전압이 인가되고, 상기 화소 전극에 최저 계조 및 최고 계조를 포함하는 다수의 계조를 나타내는 데이터 전압이 인가될 수 있다.
상기 화소 전극에 상기 최저 계조를 나타내는 데이터 전압이 인가될 때, 상기 제2 공통 전극에 제2 공통 전압이 인가될 수 있다.
상기 화소 전극에 최저 계조를 나타내는 데이터 전압이 인가될 때, 상기 제1 공통 전극과 상기 제2 공통 전극 사이에 수직 전계가 형성될 수 있다.
상기 화소 전극에 최저 계조를 나타내는 데이터 전압이 인가될 때, 상기 액정층에 수직 전계가 형성될 수 있다.
상기 화소 전극에 최저 계조를 나타내는 데이터 전압이 인가될 때, 상기 액정층의 액정 분자는 상기 기판에 수직한 방향으로 정렬될 수 있다.
상기 화소 전극에 상기 최저 계조를 제외한 나머지 계조를 나타내는 데이터 전압이 인가될 때, 상기 제2 공통 전극에는 전압이 인가되지 않을 수 있다.
상기 화소 전극에 상기 최저 계조를 제외한 나머지 계조를 나타내는 데이터 전압이 인가될 때, 상기 화소 전극과 상기 제1 공통 전극 사이에 수평 전계가 형성될 수 있다.
상기 화소 전극에 상기 최저 계조를 제외한 나머지 계조를 나타내는 데이터 전압이 인가될 때, 상기 액정층에 수평 전계가 형성될 수 있다.
상기 화소 전극에 상기 최저 계조를 제외한 나머지 계조를 나타내는 데이터 전압이 인가될 때, 상기 액정층의 액정 분자는 상기 기판에 수평한 방향으로 정렬될 수 있다.
상기 화소 전극에 상기 최저 계조를 제외한 나머지 계조를 나타내는 데이터 전압이 인가되기 직전에, 상기 제2 공통 전극에 제2 공통 전압이 인가될 수 있다.
상기 화소 전극에 상기 최저 계조를 제외한 나머지 계조를 나타내는 데이터 전압이 인가되기 직전에, 상기 제1 공통 전극과 상기 제2 공통 전극 사이에 수직 전계가 형성될 수 있다.
상기 화소 전극에 상기 최저 계조를 제외한 나머지 계조를 나타내는 데이터 전압이 인가되기 직전에, 상기 액정층에 수직 전계가 형성될 수 있다.
상기 화소 전극에 상기 최저 계조를 제외한 나머지 계조를 나타내는 데이터 전압이 인가되기 직전에, 상기 액정층의 액정 분자는 상기 기판에 수직한 방향으로 정렬될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치는 상기 화소 전극 위에 위치하는 제1 배향막, 및 상기 제2 공통 전극 아래에 위치하는 제2 배향막을 더 포함할 수 있다.
상기 제1 배향막 및 상기 제2 배향막은 수평 배향막으로 이루어질 수 있다.
상기 제1 배향막 및 상기 제2 배향막은 상기 미세 공간의 측벽 내에서 서로 연결될 수 있다.
상기 절연층은 상기 제1 공통 전극 위에 위치하고, 상기 화소 전극은 상기 절연층 위에 위치할 수 있다.
상기 화소 전극은 복수의 가지 전극 및 상기 복수의 가지 전극 사이에 위치하는 슬릿을 포함할 수 있다.
상기 기판은 구부러지는 재질로 이루어질 수 있다.
상기한 바와 같은 본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치는 다음과 같은 효과가 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치는 하나의 기판을 이용하여 표시 장치를 제조함으로써, 무게, 두께, 비용 및 공정 시간을 줄일 수 있다.
또한, 블랙 상태에서 수직 전계를 형성함으로써, 빛샘을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치를 나타낸 평면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치의 일부를 나타낸 배치도이다.
도 3은 도 2의 III-III선을 따라 나타낸 본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치의 단면도이다.
도 4는 도 2의 IV-IV선을 따라 나타낸 본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치의 단면도이다.
도 5는 초기 상태의 액정 분자의 정렬 방향을 나타낸 도면이다.
도 6은 초기 상태에서 기판을 구부릴 때 액정 분자의 정렬 방향을 나타낸 도면이다.
도 7은 최저 계조를 나타내도록 구동할 때의 액정 분자의 정렬 방향을 나타낸 도면이다.
도 8은 최저 계조를 제외한 나머지 계조를 나타내도록 구동할 때의 액정 분자의 정렬 방향을 나타낸 도면이다.
도 9는 참고예에 의한 표시 장치가 최저 계조를 나타낼 때 액정의 정렬 상태를 나타낸 시뮬레이션 결과이다.
도 10은 참고예에 의한 표시 장치가 최저 계조를 나타낼 때 위치에 따른 휘도를 나타낸 그래프이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치가 최저 계조를 나타낼 때 액정의 정렬 상태를 나타낸 시뮬레이션 결과이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치가 최저 계조를 나타낼 때 위치에 따른 휘도를 나타낸 그래프이다.
이하에서 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.
먼저, 도 1을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치에 대해 개략적으로 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치를 나타낸 평면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치는 유리 또는 플라스틱 등과 같은 재료로 만들어진 기판(110)을 포함한다.
기판(110) 위에는 지붕층(360)에 의해 덮여있는 미세 공간(305)이 형성되어 있다. 지붕층(360)은 행 방향으로 뻗어있고, 하나의 지붕층(360) 아래에는 복수의 미세 공간(305)이 형성되어 있다. 다만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 지붕층(360)은 열 방향으로 뻗을 수도 있다.
미세 공간(305)은 매트릭스 형태로 배치될 수 있으며, 열 방향으로 인접한 미세 공간(305)들 사이에는 제1 영역(V1)이 위치하고 있고, 행 방향으로 인접한 미세 공간(305)들 사이에는 제2 영역(V2)이 위치하고 있다.
복수의 지붕층(360) 사이에는 제1 영역(V1)이 위치하고 있다. 제1 영역(V1)과 접하는 부분에서 미세 공간(305)은 지붕층(360)에 의해 덮여있지 않고, 외부로 노출될 수 있다. 이를 주입구(307a, 307b)라 한다.
주입구(307a, 307b)는 미세 공간(305)의 양측 가장자리에 형성되어 있다. 주입구(307a, 307b)는 제1 주입구(307a)와 제2 주입구(307b)로 이루어지고, 제1 주입구(307a)는 미세 공간(305)의 제1 가장자리의 측면을 노출시키도록 형성되고, 제2 주입구(307b)는 미세 공간(305)의 제2 가장자리의 측면을 노출시키도록 형성된다. 미세 공간(305)의 제1 가장자리의 측면과 제2 가장자리의 측면은 서로 마주본다.
각 지붕층(360)은 인접한 제2 영역(V2)들 사이에서 기판(110)으로부터 떨어지도록 형성되어, 미세 공간(305)을 형성한다. 즉, 지붕층(360)은 주입구(307a, 307b)가 형성되어 있는 제1 가장자리 및 제2 가장자리의 측면을 제외한 나머지 측면들을 덮도록 형성되어 있다.
상기에서 설명한 본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치의 구조는 예시에 불과하며, 다양한 변형이 가능하다. 예를 들면, 미세 공간(305), 제1 영역(V1), 및 제2 영역(V2)의 배치 형태의 변경이 가능하고, 복수의 지붕층(360)이 제1 영역(V1)에서 서로 연결될 수도 있으며, 각 지붕층(360)의 일부가 제2 영역(V2)에서 기판(110)으로부터 떨어지도록 형성되어 인접한 미세 공간(305)이 서로 연결될 수도 있다.
이하에서 도 2 내지 도 4를 더욱 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치의 한 화소의 구조에 대해 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치의 일부를 나타낸 배치도이고, 도 3은 도 2의 III-III선을 따라 나타낸 본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치의 단면도이며, 도 4는 도 2의 IV-IV선을 따라 나타낸 본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치의 단면도이다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 투명한 유리 또는 플라스틱 등으로 이루어진 절연 기판(110) 위에 게이트선(121, gate line) 및 게이트선(121)으로부터 돌출되어 있는 게이트 전극(124)이 형성되어 있다.
기판(110)은 투명하고, 유리, 플라스틱 등과 같이 구부러지는 재질로 이루어진다. 기판(110) 위에 복수의 구성 요소들을 모두 형성한 후 기판(110)을 구부림으로써, 곡면 표시 장치를 형성할 수 있다.
게이트선(121)은 게이트 신호를 전달하며 주로 가로 방향으로 뻗을 수 있다. 게이트선(121)은 열 방향으로 인접하는 미세 공간(305) 사이에 위치할 수 있다. 즉, 게이트선(121)은 제1 영역(V1)에 위치한다.
게이트선(121) 및 게이트 전극(124) 위에는 게이트 절연막(140, gate insulating layer)이 형성되어 있다. 게이트 절연막(140)은 실리콘 질화물(SiNx), 실리콘 산화물(SiOx) 등과 같은 무기 절연 물질로 이루어질 수 있다. 또한, 게이트 절연막(140)은 단일막 또는 다중막으로 이루어질 수 있다.
게이트 절연막(140) 위에는 반도체(154, semiconductor)가 형성되어 있다. 반도체(154)는 게이트 전극(124) 위에 위치할 수 있다. 경우에 따라 반도체(154)는 데이터선(171)의 아래에 더 위치할 수 있다. 반도체(154)는 비정질 실리콘(amorphous silicon), 다결정 실리콘(polycrystalline silicon), 금속 산화물(metal oxide) 등으로 이루어질 수 있다.
반도체(154) 위에는 저항성 접촉 부재(ohmic contact member)(도시하지 않음)가 더 형성될 수 있다. 저항성 접촉 부재는 실리사이드(silicide) 또는 n형 불순물이 고농도로 도핑되어 있는 n+ 수소화 비정질 규소 따위의 물질로 만들어질 수 있다.
반도체(154) 및 게이트 절연막(140) 위에는 데이터선(171), 데이터선(171)과 이격되어 있는 드레인 전극(175)이 형성되어 있다. 데이터선(171)은 소스 전극(173)을 포함하고, 소스 전극(173)과 드레인 전극(175)은 서로 마주보도록 위치한다.
데이터선(171)은 데이터 신호를 전달하며 주로 세로 방향으로 뻗어 게이트선(121)과 교차한다. 데이터선(171)은 행 방향으로 인접하는 미세 공간(305) 사이에 위치한다. 즉, 데이터선(171)은 제2 영역(V2)에 위치한다. 데이터선(171)은 주기적으로 굴곡되어 있을 수 있다. 예를 들어 도 2에 도시된 바와 같이 각 데이터선(171)은 한 화소(PX)의 가로 중심선(CL)에 대응하는 부분에서 적어도 한 번 꺾일 수 있다.
소스 전극(173)은 도 2에 도시된 바와 같이 데이터선(171)으로부터 돌출되지 않고 데이터선(171)과 동일선상에 위치할 수 있다. 드레인 전극(175)은 소스 전극(173)과 대체로 나란하게 뻗는 막대형 부분과 그 반대쪽의 확장부(177)를 포함할 수 있다.
게이트 전극(124), 소스 전극(173) 및 드레인 전극(175)은 반도체(154)와 함께 하나의 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor, TFT)를 이룬다. 박막 트랜지스터는 데이터선(171)의 데이터 전압을 전달하는 스위칭 소자(SW)로서 기능할 수 있다. 이때, 스위칭 소자(SW)의 채널(channel)은 소스 전극(173)과 드레인 전극(175) 사이의 반도체(154)에 형성되어 있다.
데이터선(171), 소스 전극(173), 드레인 전극(175), 및 반도체(154)의 노출된 부분 위에는 보호막(180)이 형성되어 있다. 보호막(180)은 유기 절연 물질 또는 무기 절연 물질로 이루어질 수 있으며, 단일막 또는 다중막으로 이루어질 수 있다.
보호막(180) 위에는 각 화소(PX) 내에 색 필터(230)가 형성되어 있다.
각 색 필터(230)는 적색, 녹색 및 청색의 삼원색 등 기본색(primary color) 중 어느 하나를 표시할 수 있다. 색 필터(230)는 적색, 녹색, 및 청색의 삼원색에 한정되지 아니하고, 청록색(cyan), 자홍색(magenta), 옐로(yellow), 화이트 계열의 색 등을 표시할 수도 있다. 색 필터(230)는 제1 영역(V1) 및/또는 제2 영역(V2)에는 형성되지 않을 수 있다.
이웃하는 색 필터(230) 사이의 영역에는 차광 부재(220)가 형성되어 있다. 차광 부재(220)는 화소(PX)의 경계부와 스위칭 소자(SW) 위에 형성되어 빛샘을 방지할 수 있다. 즉, 차광 부재(220)는 제1 영역(V1) 및 제2 영역(V2)에 형성될 수 있다. 다만, 본 실시예는 이에 한정되지 아니하며, 차광 부재(220)는 제1 영역(V1)에만 형성되고, 제2 영역(V2)에는 형성되지 않을 수도 있다. 이때, 제2 영역(V2)에서는 인접한 화소(PX) 내의 색 필터(230)가 서로 중첩할 수 있다. 색 필터(230)와 차광 부재(220)는 일부 영역에서 서로 중첩할 수 있다.
색 필터(230) 및 차광 부재(220) 위에는 제1 절연층(240)이 더 형성될 수 있다. 제1 절연층(240)은 유기 절연 물질로 이루어질 수 있으며, 색 필터(230) 및 차광 부재(220)의 상부면을 평탄화시키는 역할을 할 수 있다. 제1 절연층(240)은 유기 절연 물질로 이루어진 층과 무기 절연 물질로 이루어진 층을 포함하는 이중층으로 이루어질 수도 있다. 또한, 제1 절연층(240)은 경우에 따라 생략될 수도 있다.
제1 절연층(240) 위에는 제1 공통 전극(270, first common electrode)이 형성되어 있다. 복수의 화소(PX) 내에 위치하는 제1 공통 전극(270)은 연결 다리(276) 등을 통해 서로 연결되어 실질적으로 동일한 전압을 전달할 수 있다. 각 화소(PX) 내에 위치하는 제1 공통 전극(270)은 면형(planar shape)으로 이루어질 수 있다. 제1 공통 전극(270)은 인듐-주석 산화물(ITO, Indium Tin Oxide), 인듐-아연 산화물(IZO, Indium Zinc Oxide) 등과 같은 투명한 금속 산화물로 이루어질 수 있다.
제1 공통 전극(270)에는 제1 공통 전압(first common voltage)이 인가될 수 있다. 제1 공통 전압은 일정한 전압일 수 있다.
제1 공통 전극(270) 위에는 제2 절연층(250)이 형성되어 있다. 제2 절연층(250)은 실리콘 질화물(SiNx), 실리콘 산화물(SiOx) 등과 같은 무기 절연 물질로 이루어질 수 있다.
보호막(180), 제1 절연층(240), 및 제2 절연층(250)에는 드레인 전극(175)의 일부, 예를 들어 확장부(177)를 드러내는 접촉 구멍(185a)이 형성되어 있다.
제2 절연층(250) 위에는 화소 전극(191, pixel electrode)이 형성되어 있다. 화소 전극(191)은 복수의 가지 전극(193) 및 복수의 가지 전극(193) 사이에 위치하는 슬릿(93)을 포함할 수 있다. 화소 전극(191)의 복수의 가지 전극(193)은 제1 공통 전극(270)과 중첩한다. 화소 전극(191)과 제1 공통 전극(270)은 제2 절연층(250)에 의해 분리되어 있다. 제2 절연층(250)은 화소 전극(191)과 제1 공통 전극(270)을 절연시키는 역할을 한다.
화소 전극(191)은 다른 층과의 연결을 위한 돌출부(195)를 포함할 수 있다. 화소 전극(191)의 돌출부(195)는 접촉 구멍(185a)을 통해 드레인 전극(175)과 물리적, 전기적으로 연결되어 드레인 전극(175)으로부터 전압을 인가 받는다. 화소 전극(191)은 인듐-주석 산화물(ITO, Indium Tin Oxide), 인듐-아연 산화물(IZO, Indium Zinc Oxide) 등과 같은 투명한 금속 산화물로 이루어질 수 있다.
화소 전극(191)은 데이터선(171)의 굴곡 형상을 따라 굴곡된 변을 포함할 수 있다. 예를 들면, 화소 전극(191)은 화소(PX)의 가로 중심선(CL)에 대응하는 부분에서 적어도 한 번 꺾어진 변을 포함하는 다각형으로 이루어질 수 있다.
화소 전극(191)에는 데이터 전압(data voltage)이 인가된다. 데이터 전압은 데이터선(171)을 통해 스위칭 소자(SW)가 온 상태일 때 화소 전극(191)에 전달된다. 데이터 전압은 최저 계조 및 최고 계조를 포함하는 복수의 계조를 나타내는 데이터 전압들로 이루어질 수 있다. 최저 계조와 최고 계조 사이에는 복수의 계조가 존재한다. 예를 들면, 최저 계조는 0계조(gray)이고, 최고 계조는 62계조(gray)이며, 최저 계조와 최고 계조 사이에는 62개의 계조가 존재할 수 있다.
상기에서 설명한 화소의 배치 형태, 박막 트랜지스터의 형상 등은 다양하게 변경 가능하다. 또한, 화소 전극(191)과 제1 공통 전극(270)의 적층 위치는 서로 변경될 수 있다. 즉, 상기에서는 제1 공통 전극(270) 위에 제2 절연층(250)이 형성되고, 제2 절연층(250) 위에 화소 전극(191)이 형성되는 것으로 설명하였으나, 이와 반대로 화소 전극 위에 절연층이 형성되고, 절연층 위에 공통 전극이 형성될 수도 있다. 또한, 화소 전극(191)이 면형으로 이루어지고, 제1 공통 전극(270)이 가지 전극 및 슬릿을 포함할 수도 있다.
화소 전극(191) 위에는 화소 전극(191)으로부터 일정한 거리를 가지고 이격되도록 제2 공통 전극(280, common electrode)이 형성되어 있다. 화소 전극(191)과 제2 공통 전극(280) 사이에는 미세 공간(microcavity, 305)이 위치하고 있다. 즉, 미세 공간(305)은 화소 전극(191) 및 제2 공통 전극(280)에 의해 둘러싸여 있다. 제2 공통 전극(280)은 행 방향으로 연장되어 있고, 미세 공간(305) 위와 제2 영역(V2)에 형성되어 있다. 제2 공통 전극(280)은 미세 공간(305)의 상부면과 측면의 일부를 덮도록 형성되어 있다. 미세 공간(305)의 크기는 표시 장치의 크기 및 해상도에 따라 다양하게 변경될 수 있다.
제2 공통 전극(280)은 인듐-주석 산화물(ITO, Indium Tin Oxide), 인듐-아연 산화물(IZO, Indium Zinc Oxide) 등과 같은 투명한 금속 산화물로 이루어질 수 있다.
제2 공통 전극(280)에는 제2 공통 전압(second common voltage)이 인가될 수 있다. 제2 공통 전압은 일정한 전압일 수 있다. 제1 공통 전극(270)과 제2 공통 전극(280) 사이에는 전계가 형성될 수 있다.
화소 전극(191) 위와 제2 공통 전극(280) 아래에는 배향막(11, 21)이 형성되어 있다.
배향막(11, 21)은 제1 배향막(11)과 제2 배향막(21)을 포함한다. 제1 배향막(11)과 제2 배향막(21)은 수평 배향막으로 이루어질 수 있고, 폴리 아믹산(Polyamic acid), 폴리 실록산(Polysiloxane), 폴리 이미드(Polyimide) 등의 배향 물질로 이루어질 수 있다. 제1 및 제2 배향막(11, 21)은 미세 공간(305)의 가장자리의 측벽에서 연결될 수 있다.
제1 배향막(11)은 화소 전극(191) 위에 형성되어 있다. 제1 배향막(11)은 화소 전극(191)에 의해 덮여있지 않은 제2 절연층(250) 바로 위에도 형성될 수 있다. 또한, 제1 배향막(11)은 제1 영역(V1)에도 형성될 수 있다.
제2 배향막(21)은 제1 배향막(11)과 마주보도록 제2 공통 전극(280) 아래에 형성되어 있다.
화소 전극(191)과 제2 공통 전극(280) 사이에 위치한 미세 공간(305) 내에는 액정 분자(310)들로 이루어진 액정층이 형성되어 있다. 액정 분자(310)들은 양의 유전율 이방성 또는 음의 유전율 이방성을 가진다. 액정 분자(310)들은 전계가 인가되지 않은 상태에서 그 장축 방향이 기판(110)에 평행한 방향으로 배열될 수 있다. 즉, 수평 배향이 이루어질 수 있다.
스위칭 소자(SW)를 통해 데이터 전압을 인가 받은 화소 전극(191)은 제1 공통 전압을 인가 받은 제1 공통 전극(270)과 함께 전기장을 생성함으로써, 미세 공간(305) 내에 위치한 액정층의 액정 분자(310)의 방향을 결정한다. 특히, 화소 전극(191)의 가지 전극(193)은 제1 공통 전극(270)과 함께 액정층에 프린지 필드를 형성하여 액정 분자(310)의 배열 방향을 결정할 수 있다. 이와 같이 결정된 액정 분자(310)의 방향에 따라 액정층을 통과하는 빛의 휘도가 달라지도록 하여 화면을 표시한다.
화소 전극(191)에 최저 계조 즉, 블랙 계조를 나타내는 데이터 전압이 인가될 때, 제2 공통 전극(280)에는 제2 공통 전압이 인가된다. 이때, 제1 공통 전압이 인가되는 제1 공통 전극(270)과 제2 공통 전압이 인가되는 제2 공통 전극(280) 사이에는 수직 전계가 형성된다. 따라서, 제1 공통 전극(270)과 제2 공통 전극(280) 사이에 위치하는 액정층에 수직 전계가 형성되고, 액정층 내의 액정 분자(310)들은 기판(110)에 수직한 방향으로 정렬된다. 액정 분자(310)들이 기판(110)에 수직한 방향으로 정렬하게 되면 빛샘 없이 최저 계조를 나타낼 수 있다.
화소 전극(191)에 최저 계조를 제외한 나머지 계조를 나타내는 데이터 전압이 인가될 때, 제2 공통 전극(280)에는 어떠한 전압도 인가되지 않을 수 있다. 제2 공통 전극(280)에 전압이 인가되지 않으면, 화소 전극(191)과 제1 공통 전극(270) 사이에는 수평 전계가 형성된다. 따라서, 미세 공간(305) 내에 위치하는 액정층에는 수평 전계가 형성되고, 액정층 내의 액정 분자(310)들은 기판(110)에 수평한 방향으로 정렬된다. 액정 분자(310)들이 기판(110)에 수평한 방향으로 정렬되고, 액정 분자(310)의 방향에 따라 소정의 계조를 표현할 수 있다.
상기에서는 최저 계조를 나타낼 경우에만 제2 공통 전극(280)에 소정의 전압을 인가하여 액정층에 수직 전계를 형성하고, 최저 계조를 제외한 나머지 계조를 나타낼 경우에는 제2 공통 전극(280)에 전압을 인가하지 않는 것으로 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.
최저 계조를 제외한 나머지 계조를 나타낼 경우에도 구동 초기에 제2 공통 전극(280)에 소정의 전압을 인가할 수도 있다. 예를 들면, 화소 전극(191)에 최저 계조를 제외한 나머지 계조를 나타내는 데이터 전압이 인가되기 직전에 제2 공통 전극(280)에 제2 공통 전압이 인가될 수 있다. 이때, 제1 공통 전극(270)과 제2 공통 전극(280) 사이에는 수직 전계가 형성된다. 따라서, 액정층에 수직 전계가 형성되고, 액정층 내의 액정 분자(310)들은 기판(110)에 수직한 방향으로 정렬된다. 최저 계조를 제외한 나머지 계조를 나타낼 경우에도 초기에 액정 분자를 기판에 수직한 방향으로 정렬시켰다가 소정의 계조를 표현하도록 기판에 수평한 방향으로 이동시킴으로써, 응답 속도를 개선할 수 있다. 즉, 액정 분자가 수평 정렬되어 있는 상태에서 소정의 계조를 표현하도록 수평 이동하는 것보다 액정 분자가 수직 정렬되어 있는 상태에서 기판에 수평한 방향으로 이동하는 것이 응답 속도 측면에서 더 유리하다.
제2 공통 전극(280) 위에는 제3 절연층(350)이 더 형성될 수 있다. 제3 절연층(350)은 실리콘 질화물(SiNx), 실리콘 산화물(SiOx) 등과 같은 무기 절연 물질로 이루어질 수 있으며, 경우에 따라 생략될 수도 있다.
제3 절연층(350) 위에는 지붕층(360, roof layer)이 형성되어 있다. 지붕층(360)은 유기 물질로 이루어질 수 있다. 지붕층(360)은 행 방향으로 형성되어 있고, 미세 공간(305) 위와 제2 영역(V2)에 형성되어 있다. 지붕층(360)은 미세 공간(305)의 상부면과 측면의 일부를 덮도록 형성되어 있다. 지붕층(360)은 경화 공정에 의해 단단해져 미세 공간(305)의 형상을 유지시키는 역할을 할 수 있다. 지붕층(360)은 화소 전극(191)과 미세 공간(305)을 사이에 두고 이격되도록 형성되어 있다.
제2 공통 전극(280) 및 지붕층(360)은 미세 공간(305)의 가장자리의 측면의 일부를 덮지 않도록 형성되며, 미세 공간(305)이 제2 공통 전극(280) 및 지붕층(360)에 의해 덮여있지 않은 부분을 주입구(307a, 307b)라 한다. 주입구(307a, 307b)는 미세 공간(305)의 제1 가장자리의 측면을 노출시키는 제1 주입구(307a) 및 미세 공간(305)의 제2 가장자리의 측면의 노출시키는 제2 주입구(307b)를 포함한다. 제1 가장자리와 제2 가장자리는 서로 마주보는 가장자리로써, 예를 들면, 평면도 상에서 제1 가장자리가 미세 공간(305)의 상측 가장자리이고, 제2 가장자리가 미세 공간(305)의 하측 가장자리일 수 있다. 표시 장치의 제조 과정에서 주입구(307a, 307b)에 의해 미세 공간(305)이 노출되므로, 주입구(307a, 307b)를 통해 미세 공간(305) 내부로 배향액 또는 액정 물질 등을 주입할 수 있다.
지붕층(360) 위에는 제4 절연층(370)이 더 형성될 수 있다. 제4 절연층(370)은 실리콘 질화물(SiNx), 실리콘 산화물(SiOx) 등과 같은 무기 절연 물질로 이루어질 수 있다. 제4 절연층(370)은 지붕층(360)의 상부면 및/또는 측면을 덮도록 형성될 수 있다. 제4 절연층(370)은 유기 물질로 이루어진 지붕층(360)을 보호하는 역할을 하며, 경우에 따라 생략될 수도 있다.
제4 절연층(370) 위에는 덮개막(390, encapsulation layer)이 형성되어 있다. 덮개막(390)은 미세 공간(305)의 일부를 외부로 노출시키는 주입구(307a, 307b)를 덮도록 형성된다. 즉, 덮개막(390)은 미세 공간(305)의 내부에 위치하는 액정 분자(310)가 외부로 나오지 않도록 미세 공간(305)을 밀봉할 수 있다. 덮개막(390)은 액정 분자(310)와 접촉하게 되므로, 액정 분자(310)과 반응하지 않는 물질로 이루어지는 것이 바람직하다. 예를 들면, 덮개막(390)은 페릴렌(Parylene) 등으로 이루어질 수 있다.
덮개막(390)은 이중막, 삼중막 등과 같이 다중막으로 이루어질 수도 있다. 이중막은 서로 다른 물질로 이루어진 두 개의 층으로 이루어져 있다. 삼중막은 세 개의 층으로 이루어지고, 서로 인접하는 층의 물질이 서로 다르다. 예를 들면, 덮개막(390)은 유기 절연 물질로 이루어진 층과 무기 절연 물질로 이루어진 층을 포함할 수 있다.
도시는 생략하였으나, 표시 장치의 상하부 면에는 편광판이 더 형성될 수 있다. 편광판은 제1 편광판 및 제2 편광판으로 이루어질 수 있다. 제1 편광판은 기판(110)의 하부 면에 부착되고, 제2 편광판은 덮개막(390) 위에 부착될 수 있다.
다음으로, 도 5 내지 도 8을 참고하여, 본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치의 초기 상태와 구동시의 액정 분자의 정렬 방향에 대해 설명한다.
도 5는 초기 상태의 액정 분자의 정렬 방향을 나타낸 도면이고, 도 6은 초기 상태에서 기판을 구부릴 때 액정 분자의 정렬 방향을 나타낸 도면이다. 도 7은 최저 계조를 나타내도록 구동할 때의 액정 분자의 정렬 방향을 나타낸 도면이고, 도 8은 최저 계조를 제외한 나머지 계조를 나타내도록 구동할 때의 액정 분자의 정렬 방향을 나타낸 도면이다. 도 5 내지 도 8은 표시 장치의 일부 구성 요소만을 간략히 도시하고 있는 단면도이다. 도 5 내지 도 8은 화소 전극, 제2 절연층, 제1 공통 전극, 액정 분자, 및 제2 공통 전극만을 도시하고 있으며, 나머지 구성 요소들은 생략되어 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 초기 상태에서 액정 분자(310)는 수평 방향으로 정렬되어 있다. 배향막이 수평 배향막으로 이루어져 있고, 초기 상태에서 화소 전극(191), 제1 공통 전극(270), 및 제2 공통 전극(280)에는 전압이 인가되지 않으므로, 액정 분자(310)는 수평 방향으로 정렬된다.
도 6에 도시된 바와 같이, 초기 상태에서 곡면 표시 장치를 형성하기 위해 표시 장치를 구부리면 액정층 내의 액정 분자(310)들의 정렬 상태가 흐트러지게 된다. 특히 미세 공간 내의 가장자리 부분에서 정렬 상태의 변형이 가장 많이 발생한다. 이러한 액정 분자(310)의 정렬 상태의 변형에 의해 빛샘이 발생할 수 있다. 아울러, 미세 공간 내의 가장자리 부분은 배향막의 뭉침 현상이 일어날 수 있으며, 이에 따른 빛샘이 발생할 수도 있다.
도 7에 도시된 바와 같이, 최저 계조를 나타내도록 표시 장치를 구동할 때 제1 공통 전극(270)과 제2 공통 전극(280) 사이에 수직 전계를 형성하여 액정 층 내의 액정 분자(310)를 수직 방향으로 정렬시킨다. 제1 공통 전극(270)에 인가되는 제1 공통 전압과 제2 공통 전극(280)에 인가되는 제2 공통 전압에 의해 수직 방향의 전계가 형성된다. 제1 공통 전압과 제2 공통 전압의 차는 수평 정렬되어 있는 액정 분자(310)를 수직 방향으로 이동시키기 위한 최소 전압 이상이 되어야 한다. 최저 계조를 나타낼 때 액정 분자(310)를 수직 방향으로 정렬시킴으로써, 미세 공간 내의 가장자리에서 빛샘이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
도 8에 도시된 바와 같이, 최저 계조를 제외한 나머지 계조를 나타내도록 표시 장치를 구동할 때는 제2 공통 전극(280)에 전압을 인가하지 않는다. 화소 전극(191)과 제1 공통 전극(270) 사이에 수평 전계가 형성된다. 액정 분자(310)는 수평 방향으로 정렬되고, 액정 분자(310)의 방향에 따라 소정의 계조를 표시할 수 있다.
이하에서는 도 9 내지 도 12를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치의 최저 계조에서의 휘도에 대해 설명한다. 참고예에 의한 표시 장치의 최저 계조에서의 휘도와 함께 비교하여 설명한다.
도 9는 참고예에 의한 표시 장치가 최저 계조를 나타낼 때 액정의 정렬 상태를 나타낸 시뮬레이션 결과이고, 도 10은 참고예에 의한 표시 장치가 최저 계조를 나타낼 때 위치에 따른 휘도를 나타낸 그래프이다. 도 11은 본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치가 최저 계조를 나타낼 때 액정의 정렬 상태를 나타낸 시뮬레이션 결과이고, 도 12는 본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치가 최저 계조를 나타낼 때 위치에 따른 휘도를 나타낸 그래프이다. 도 10 및 도 12는 미세 공간의 중심부로부터 상대적인 거리에 따른 상대적인 휘도를 나타낸 그래프이다.
참고예에 의한 표시 장치의 경우, 본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치와 달리 제2 공통 전극이 존재하지 않는다. 따라서, 화소 전극과 제1 공통 전극에 의한 수평 전계만 형성되며, 수직 전계는 형성되지 않는다.
도 9에 도시된 바와 같이, 참고예에 의한 표시 장치의 경우 최저 계조를 표시할 때 액정 분자들이 수평 방향으로 정렬되어 있다. 이때, 곡면 표시 장치를 구현하기 위해 표시 장치를 구부리면 미세 공간의 가장자리 부분인 A영역에서 액정의 정렬 상태에 변화가 발생할 수 있다. 이러한 왜곡에 의해 빛샘이 발생할 수 있다.
도 10에 도시된 바와 같이, 미세 공간의 중심부에서 약 0.025의 휘도를 나타내고, 미세 공간의 가장자리로 갈수록 휘도가 증가하는 것을 확인할 수 있다. A영역에서 휘도는 약 0.045까지 증가하게 된다.
도 11에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 의한 표시 장치의 경우 최저 계조를 표시할 때 액정 분자들이 수직 방향으로 정렬되어 있다. 이때, 곡면 표시 장치를 구현하기 위해 표시 장치를 구부리더라도 미세 공간의 가장자리 부분인 A영역에서 액정 분자들은 수직 방향으로 정렬되어 있으므로, 빛샘이 거의 발생하지 않는다.
도 12에 도시된 바와 같이, 위치에 따른 큰 차이 없이, 전체적으로 약 0.005 이하의 휘도를 나타내는 것을 확인할 수 있다. A영역에서도 약 0.005 이하의 휘도를 나타내며 빛샘이 발생하지 않게 된다. 또한, A영역뿐만 아니라 전체 영역에서 참고예에 비해 더 낮은 휘도를 나타낸다. 즉, 최저 계조를 표시하기 위해 제1 공통 전극과 제2 공통 전극 사이에 수직 전계를 형성함으로써, 빛샘을 방지함으로써, 매우 낮은 휘도의 블랙을 표현할 수 있다.
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.
110: 기판 121: 게이트선
171: 데이터선 191: 화소 전극
193: 가지 전극 270: 제1 공통 전극
280: 제2 공통 전극 305: 미세 공간
307a, 307b: 주입구 310: 액정 분자
360: 지붕층 390: 덮개막

Claims (20)

  1. 기판,
    상기 기판 위에 위치하는 박막 트랜지스터,
    상기 박막 트랜지스터에 연결되어 있는 화소 전극,
    절연층을 사이에 두고, 상기 화소 전극과 중첩하는 제1 공통 전극,
    복수의 미세 공간을 사이에 두고, 상기 제1 공통 전극과 이격되어 있는 제2 공통 전극,
    상기 제2 공통 전극 위에 위치하는 지붕층,
    상기 미세 공간을 채우고 있는 액정층, 및
    상기 지붕층 위에 형성되어 상기 미세 공간을 밀봉하는 덮개막을 포함하는 표시 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    제1 공통 전극에 제1 공통 전압이 인가되고,
    상기 화소 전극에 최저 계조 및 최고 계조를 포함하는 다수의 계조를 나타내는 데이터 전압이 인가되는 표시 장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 화소 전극에 상기 최저 계조를 나타내는 데이터 전압이 인가될 때, 상기 제2 공통 전극에 제2 공통 전압이 인가되는 표시 장치.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 화소 전극에 최저 계조를 나타내는 데이터 전압이 인가될 때, 상기 제1 공통 전극과 상기 제2 공통 전극 사이에 수직 전계가 형성되는 표시 장치.
  5. 제3 항에 있어서,
    상기 화소 전극에 최저 계조를 나타내는 데이터 전압이 인가될 때, 상기 액정층에 수직 전계가 형성되는 표시 장치.
  6. 제3 항에 있어서,
    상기 화소 전극에 최저 계조를 나타내는 데이터 전압이 인가될 때, 상기 액정층의 액정 분자는 상기 기판에 수직한 방향으로 정렬되는 표시 장치.
  7. 제3 항에 있어서,
    상기 화소 전극에 상기 최저 계조를 제외한 나머지 계조를 나타내는 데이터 전압이 인가될 때, 상기 제2 공통 전극에는 전압이 인가되지 않는 표시 장치.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 화소 전극에 상기 최저 계조를 제외한 나머지 계조를 나타내는 데이터 전압이 인가될 때, 상기 화소 전극과 상기 제1 공통 전극 사이에 수평 전계가 형성되는 표시 장치.
  9. 제7 항에 있어서,
    상기 화소 전극에 상기 최저 계조를 제외한 나머지 계조를 나타내는 데이터 전압이 인가될 때, 상기 액정층에 수평 전계가 형성되는 표시 장치.
  10. 제7 항에 있어서,
    상기 화소 전극에 상기 최저 계조를 제외한 나머지 계조를 나타내는 데이터 전압이 인가될 때, 상기 액정층의 액정 분자는 상기 기판에 수평한 방향으로 정렬되는 표시 장치.
  11. 제2 항에 있어서,
    상기 화소 전극에 상기 최저 계조를 제외한 나머지 계조를 나타내는 데이터 전압이 인가되기 직전에, 상기 제2 공통 전극에 제2 공통 전압이 인가되는 표시 장치.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 화소 전극에 상기 최저 계조를 제외한 나머지 계조를 나타내는 데이터 전압이 인가되기 직전에, 상기 제1 공통 전극과 상기 제2 공통 전극 사이에 수직 전계가 형성되는 표시 장치.
  13. 제11 항에 있어서,
    상기 화소 전극에 상기 최저 계조를 제외한 나머지 계조를 나타내는 데이터 전압이 인가되기 직전에, 상기 액정층에 수직 전계가 형성되는 표시 장치.
  14. 제11 항에 있어서,
    상기 화소 전극에 상기 최저 계조를 제외한 나머지 계조를 나타내는 데이터 전압이 인가되기 직전에, 상기 액정층의 액정 분자는 상기 기판에 수직한 방향으로 정렬되는 표시 장치.
  15. 제1 항에 있어서,
    상기 화소 전극 위에 위치하는 제1 배향막, 및
    상기 제2 공통 전극 아래에 위치하는 제2 배향막을 더 포함하는 표시 장치.
  16. 제15 항에 있어서,
    상기 제1 배향막 및 상기 제2 배향막은 수평 배향막으로 이루어지는 표시 장치.
  17. 제16 항에 있어서,
    상기 제1 배향막 및 상기 제2 배향막은 상기 미세 공간의 측벽 내에서 서로 연결되어 있는 표시 장치.
  18. 제1 항에 있어서,
    상기 절연층은 상기 제1 공통 전극 위에 위치하고,
    상기 화소 전극은 상기 절연층 위에 위치하는 표시 장치.
  19. 제18 항에 있어서,
    상기 화소 전극은 복수의 가지 전극 및 상기 복수의 가지 전극 사이에 위치하는 슬릿을 포함하는 표시 장치.
  20. 제1 항에 있어서,
    상기 기판은 구부러지는 재질로 이루어지는 표시 장치.
KR1020150147881A 2015-10-23 2015-10-23 표시 장치 KR20170047585A (ko)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150147881A KR20170047585A (ko) 2015-10-23 2015-10-23 표시 장치
US15/154,133 US20170115536A1 (en) 2015-10-23 2016-05-13 Display device
CN201610669300.8A CN106610549A (zh) 2015-10-23 2016-08-15 显示装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150147881A KR20170047585A (ko) 2015-10-23 2015-10-23 표시 장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20170047585A true KR20170047585A (ko) 2017-05-08

Family

ID=58558495

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150147881A KR20170047585A (ko) 2015-10-23 2015-10-23 표시 장치

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20170115536A1 (ko)
KR (1) KR20170047585A (ko)
CN (1) CN106610549A (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109752892B (zh) * 2019-03-20 2022-05-31 厦门天马微电子有限公司 一种液晶显示面板及显示装置

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5797956B2 (ja) * 2011-07-13 2015-10-21 株式会社ジャパンディスプレイ 液晶表示装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN106610549A (zh) 2017-05-03
US20170115536A1 (en) 2017-04-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101335276B1 (ko) 어레이 기판, 이를 갖는 표시패널 및 그 제조 방법
KR101997745B1 (ko) 액정 표시 장치
KR20160056494A (ko) 액정 표시 장치
KR20150058609A (ko) 표시 장치
KR20150080147A (ko) 곡면 액정 표시 장치
KR20150097897A (ko) 표시 장치
KR20150018241A (ko) 표시 장치
US10067393B2 (en) Thin film display panel and liquid crystal display device including the same
KR20150078310A (ko) 표시 장치
KR101682079B1 (ko) 표시 장치 및 그 제조 방법
JP7037268B2 (ja) 表示装置
KR20150110962A (ko) 액정 표시 장치
KR20160124290A (ko) 액정 표시 장치
KR20150086821A (ko) 액정 표시 장치 및 그 제조 방법
US10649282B2 (en) Display device
US8477269B2 (en) Liquid crystal display device
KR20170047585A (ko) 표시 장치
US20160109765A1 (en) Curved display device
KR20150122898A (ko) 표시 장치 및 이의 제조 방법
KR20160090452A (ko) 곡면 표시 장치
KR20150121390A (ko) 표시 장치 및 그 제조 방법
KR20150141260A (ko) 표시 장치
KR101676771B1 (ko) 표시 장치 및 그 제조 방법
EP3156840A1 (en) Liquid crystal display device of the microcavity-type having planarized surface
US10423036B2 (en) Display device