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KR102296300B1 - 액정 표시 장치 - Google Patents

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KR102296300B1
KR102296300B1 KR1020150002972A KR20150002972A KR102296300B1 KR 102296300 B1 KR102296300 B1 KR 102296300B1 KR 1020150002972 A KR1020150002972 A KR 1020150002972A KR 20150002972 A KR20150002972 A KR 20150002972A KR 102296300 B1 KR102296300 B1 KR 102296300B1
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South Korea
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electrode
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cross
liquid crystal
shaped stem
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KR1020150002972A
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정재훈
양단비
한민주
홍지표
신기철
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삼성디스플레이 주식회사
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Publication date
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Abstract

본 발명에 따른 액정 표시 장치는 제1 기판; 상기 제1 기판 위에 위치하며 제1 부화소 전극과 제2 부화소 전극을 포함하고, 3개의 부영역으로 구분되는 화소 전극; 상기 제1 기판과 마주하는 제2 기판; 상기 제2 기판 위에 형성되어 있는 공통 전극; 및 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 위치하는 액정층을 포함하고, 상기 제1 부화소 전극은 제1 부화소 영역에 위치하는 제1 십자형 줄기부와 상기 제1 십자형 줄기부로부터 대각선 방향으로 뻗어 있는 복수의 제1 미세 가지부를 포함하고, 제3 부화소 영역에 위치하며 서로 분리 되어 있는 제1 및 제2 몸체부, 상기 제1 및 제2 몸체부로부터 각각 대각선 방향으로 뻗어 있는 복수의 제1 및 제2 슬릿부를 포함하고, 상기 제2 부화소 전극은 제2 부화소 영역에 위치하는 제2 십자형 줄기부와 상기 제2 십자형 줄기부로부터 대각선 방향으로 뻗어 있는 복수의 제2 미세 가지부를 포함하고, 제3 부화소 영역에 위치하는 제3 십자형 줄기부, 및 상기 제3 십자형 줄기부로부터 대각선 방향으로 뻗어 있는 복수의 제3 미세 가지부를 포함한다.

Description

액정 표시 장치{LIQUID CRYSTAL DISPLAY}
본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것이다.
액정 표시 장치는 현재 가장 널리 사용되고 있는 평판 표시 장치 중 하나로서, 화소 전극과 공통 전극 등 전기장 생성 전극이 형성되어 있는 두 장의 표시판과 그 사이에 들어 있는 액정층으로 이루어진다.
전기장 생성 전극에 전압을 인가하여 액정층에 전기장을 생성하고 이를 통하여 액정층의 액정 분자들의 배향을 결정하고 입사광의 편광을 제어함으로써 영상을 표시한다.
액정 표시 장치는 또한 각 화소 전극에 연결되어 있는 스위칭 소자 및 스위칭 소자를 제어하여 화소 전극에 전압을 인가하기 위한 게이트선과 데이터선 등 다수의 신호선을 포함한다.
이러한 액정 표시 장치 중에서도, 전기장이 인가되지 않은 상태에서 액정 분자의 장축을 표시판에 대하여 수직을 이루도록 배열한 수직 배향 방식(vertically aligned mode)의 액정 표시 장치가 대비비가 크고 기준 시야각이 넓어서 각광받고 있다. 여기에서 기준 시야각이란 대비비가 1:10인 시야각 또는 계조간 휘도 반전 한계 각도를 의미한다.
이러한 방식의 액정 표시 장치의 경우에는 측면 시인성을 정면 시인성에 가깝게 하기 위하여, 하나의 화소를 두 개의 부화소로 분할하고 두 부화소의 전압을 달리 인가함으로써 투과율을 다르게 하는 방법이 제시되었다.
그러나, 이처럼 하나의 화소를 두 개의 부화소로 구분하고, 투과율을 다르게 하여 측면 시인성을 정면 시인성에 가깝게 하는 경우, 저계조 또는 고계조에서 휘도가 높아져서, 측면에서의 계조 표현이 어렵고, 이에 따라 화질이 저하되는 문제점이 발생하기도 한다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 측면 시인성을 정면 시인성에 가깝게 하면서도 저계조 영역에서 정확한 계조 표현이 가능한 액정 표시 장치를 제공하는 것이다.
이러한 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치는 제1 기판; 상기 제1 기판 위에 위치하며 제1 부화소 전극과 제2 부화소 전극을 포함하고, 3개의 부영역으로 구분되는 화소 전극; 상기 제1 기판과 마주하는 제2 기판; 상기 제2 기판 위에 형성되어 있는 공통 전극; 및 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 위치하는 액정층을 포함하고, 상기 제1 부화소 전극은 제1 부화소 영역에 위치하는 제1 십자형 줄기부와 상기 제1 십자형 줄기부로부터 대각선 방향으로 뻗어 있는 복수의 제1 미세 가지부를 포함하고, 제3 부화소 영역에 위치하며 서로 분리 되어 있는 제1 및 제2 몸체부, 상기 제1 및 제2 몸체부로부터 각각 대각선 방향으로 뻗어 있는 복수의 제1 및 제2 슬릿부를 포함하고, 상기 제2 부화소 전극은 제2 부화소 영역에 위치하는 제2 십자형 줄기부와 상기 제2 십자형 줄기부로부터 대각선 방향으로 뻗어 있는 복수의 제2 미세 가지부를 포함하고, 제3 부화소 영역에 위치하는 제3 십자형 줄기부, 및 상기 제3 십자형 줄기부로부터 대각선 방향으로 뻗어 있는 복수의 제3 미세 가지부를 포함한다.
상기 제1 부화소 전극과 상기 제2 부화소 전극은 모두 동일한 층에서 동일한 물질로 이루어질 수 있다.
상기 제1 및 제2 슬릿부는 각각 상기 제3 미세 가지부와 서로 엇갈려 배치될 수 있다.
상기 제1 및 제2 슬릿부와 상기 제3 미세 가지부가 서로 하나씩 교대로 배치될 수 있다.
이웃하는 상기 제1 슬릿부 사이에 복수의 상기 제3 미세 가지부가 배치되어 있고, 이웃하는 상기 제2 슬릿부 사이에 복수의 상기 제3 미세 가지부가 배치될 수 있다.
복수의 상기 제1 슬릿부가 이웃하는 상기 제3 미세 가지부 사이에 배치되어 있고, 복수의 상기 제2 슬릿부가 이웃하는 상기 제3 미세 가지부 사이에 배치될 수 있다.
상기 제1 부화소 전극은, 상기 제1 십자형 줄기부와 상기 제1 몸체부를 연결하는 제1 연결부; 및 상기 제1 십자형 줄기부와 상기 제2 몸체부를 연결하는 제2 연결부를 포함할 수 있다.
상기 제1 몸체부와 상기 제2 몸체부는 상기 제3 십자형 줄기부를 기준으로 서로 분리될 수 있다.
상기 제1 몸체부 및 상기 제1 슬릿부는 상기 제3 십자형 줄기부를 기준으로 좌측에 배치되어 있고, 상기 제2 몸체부 및 상기 제2 슬릿부는 상기 제3 십자형 줄기부를 기준으로 우측에 배치될 수 있다.
상기 제1 내지 제3 십자형 줄기부는 각각 서로 교차하는 가로 줄기부 및 세로 줄기부를 포함할 수 있다.
상기 제1 내지 제3 미세 가지부는 상기 가로 줄기부에 대하여 40도 내지 50도의 방향으로 형성될 수 있다.
상기 제1 부화소 전극과 상기 제2 부화소 전극은 서로 상이한 전압이 인가될 수 있다.
상기 제1 부화소 전극에 공급되는 전압이 상기 제2 부화소 전극에 공급되는 전압보다 클 수 있다.
상기 제1 및 제2 슬릿부와 상기 제3 미세 가지부 사이에 수평 방향의 전기장이 형성될 수 있다.
상기 제1 부화소 전극은 상기 제1 십자형 줄기부 및 상기 제1 미세 가지부와 연결되면서 가장 자리를 따라 형성되어 있는 제1 테두리부를 더 포함할 수 있다.
상기 제2 부화소 전극은 상기 제2 십자형 줄기부 및 상기 제2 복수의 미세 가지부와 연결되면서 가장 자리를 따라 형성되어 있는 제2 테두리부를 더 포함할 수 있다.
위에서 언급된 본 발명의 기술적 과제 외에도, 본 발명의 다른 특징 및 이점들이 이하에서 기술되거나, 그러한 기술 및 설명으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
이상과 같은 본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.
본 발명 실시예에 따른 표시 장치는 동일 층에서 제1 부화소 전극 및 제2 부화소 전극을 형성하여 별도의 층으로 분리하지 않고도 화소 전극을 세 영역으로 분리함으로써 시인성을 향상시키는 동시에 공정 비용을 절감할 수 있다.
이 밖에도, 본 발명의 실시 예들을 통해 본 발명의 또 다른 특징 및 이점들이 새롭게 파악될 수도 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 한 화소의 등가 회로도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 평면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시장치의 단면도이다.
도 4는 도 2의 Ⅳ-Ⅳ 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
도 5는 도 2의 Ⅴ-Ⅴ 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 화소 전극을 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제1 부화소 전극을 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제2 부화소 전극을 도시한 도면이다.
도 9는 도 6의 A-A' 선을 따라 자른 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 부화소 전극의 단면도이다.
도 10는 제3 부화소 영역(L)에서의 휘도를 나타내는 도면이다.
도 11은 도 6의 A-A' 선을 따라 자른 본 발명의 다른 실시예에 따른 제2 부화소 전극의 단면도이다.
도 12는 제3 부화소 영역(L)에서의 휘도를 나타내는 도면이다.
도 13은 도 6의 A-A' 선을 따라 자른 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 제2 부화소 전극의 단면도이다.
도 14는 각 영역에서 전압 인가에 따른 V-T 곡선을 나타낸 것이다.
도 15 내지 도 18은 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 하나의 화소에 대한 등가 회로도이다.
첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.
이제 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 한 화소의 등가 회로도이다.
먼저 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 액정 표시 장치는 복수의 신호선(Gn, Dn, SL)과 이에 연결되어 있는 복수의 화소(PX)를 포함한다.
신호선(Gn, Dn, SL)은 게이트 신호("주사 신호"라고도 함)를 전달하는 게이트선(Gn), 데이터 전압을 전달하는 데이터선(Dn), 및 일정한 전압이 인가되는 유지 전극선(SL)을 포함한다.
동일한 게이트선(Gn) 및 동일한 데이터선(Dn)에 연결되어 있는 제1 박막 트랜지스터(T1) 및 제2 박막 트랜지스터(T2)가 형성되어 있다. 또한, 제1 및 제2 박막 트랜지스터(T1, T2)와 동일한 게이트선(Gn)에 연결되어 있고, 제2 박막 트랜지스터(T2) 및 유지 전극선(SL)에 연결되어 있는 제3 박막 트랜지스터(T3)가 더 형성되어 있다.
각 화소(PX)는 두 개의 부화소(PXa, PXb)를 포함하고, 제1 부화소(PXa)에는 제1 박막 트랜지스터(T1)와 연결되어 있는 제1 액정 축전기(Clca)가 형성되어 있고, 제2 부화소(PXb)에는 제2 박막 트랜지스터(T2)와 연결되어 있는 제2 액정 축전기(Clcb)가 형성되어 있다.
제1 박막 트랜지스터(T1)의 제1 단자는 게이트선(Gn)에 연결되어 있고, 제2 단자는 데이터선(Dn)에 연결되어 있으며, 제3 단자는 제1 액정 축전기(Clca)에 연결되어 있다. 제2 박막 트랜지스터(T2)의 제1 단자는 게이트선(Gn)에 연결되어 있고, 제2 단자는 데이터선(Dn)에 연결되어 있으며, 제3 단자는 제2 액정 축전기(Clcb)에 연결되어 있다. 제3 박막 트랜지스터(T3)의 제1 단자는 게이트선(Gn)에 연결되어 있고, 제2 단자는 제2 박막 트랜지스터(T2)의 제3 단자에 연결되어 있으며, 제3 단자는 유지 전극선(SL)에 연결되어 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 액정 표시 장치의 동작을 살펴보면, 게이트선(Gn)에 게이트 온 전압이 인가되면 이에 연결된 제1, 제2, 및 제3 박막 트랜지스터(T1, T2, T3)는 턴 온 되고, 데이터선(Dn)을 통해 전달된 데이터 전압에 의해 제1 액정 축전기(Clca) 및 제2 액정 축전기(Clcb)가 충전된다.
이때, 제3 박막 트랜지스터(T3)가 턴 온 상태에 있으므로, 제2 액정 축전기(Clcb)에 충전된 전압의 일부가 유지 전극선(SL)으로 빠져 나간다. 따라서, 데이터선(Dn)을 통해 제1 부화소(PXa) 및 제2 부화소(PXb)에 전달된 데이터 전압이 동일하더라도 제1 액정 축전기(Clca)와 제2 액정 축전기(Clcb)에 충전되는 전압은 서로 달라진다. 즉, 제2 액정 축전기(Clcb)에 충전되는 전압이 제1 액정 축전기(Clca)에 충전되는 전압보다 낮아진다. 이로 인해 동일한 화소(PX) 내의 서로 다른 부화소(PXa, PXb)에 충전되는 전압을 달리하여 측면 시인성을 향상시킬 수 있다.
이하에서는 도 2 내지 도 8을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 구조에 대해 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 평면도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시장치의 단면도로서, 도 2의 Ⅲ-Ⅲ 선을 따라 잘라 도시한 단면도이고, 도 4는 도 2의 Ⅳ-Ⅳ 선을 따라 잘라 도시한 단면도이고, 도 5는 도 2의 Ⅴ-Ⅴ 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
도 2 내지 도 5를 참조하면, 본 실시예에 따른 액정 표시 장치는 서로 마주하는 하부 표시판(100)과 상부 표시판(200), 이들 두 표시판(100, 200) 사이에 들어 있는 액정층(3) 및 표시판(100, 200) 바깥 면에 부착되어 있는 한 쌍의 편광자(도시하지 않음)를 포함한다.
먼저, 하부 표시판(100)에 대해 설명한다.
투명한 유리 또는 플라스틱 따위로 만들어진 제1 기판(110) 위에 게이트선(121), 제1 게이트 전극(124a), 제2 게이트 전극(124b), 보조 전극(125) 및 제3 게이트 전극(124c)을 포함하는 게이트 금속층이 형성되어 있다.
게이트선(121)은 주로 가로 방향으로 뻗어 있으며 게이트 신호를 전달한다. 제1 게이트 전극(124a) 및 제2 게이트 전극(124b)은 게이트선(121)으로부터 돌출되어 서로 연결되어 있다. 제1 게이트 전극(124a) 및 제2 게이트 전극(124b)은 평면 상에서 게이트선(121)으로부터 위쪽으로 돌출되어 있고, 제1 게이트 전극(124a)이 제2 게이트 전극(124b)보다 위쪽에 위치할 수 있다. 보조 전극(125) 및 제3 게이트 전극(124c)은 게이트선(121)으로부터 돌출되어 서로 연결되어 있다. 보조 전극(125) 및 제3 게이트 전극(124c)은 평면 상에서 게이트선(121)으로부터 위쪽으로 돌출되어 있고, 보조 전극(125)이 제3 게이트 전극(124c)보다 위쪽에 위치할 수 있다.
제1 게이트 전극(124a)과 보조 전극(125)은 소정의 간격을 두고 서로 이격되어 있다. 제2 게이트 전극(124b)과 제3 게이트 전극(124c)은 소정의 간격을 두고 서로 이격되어 있다.
제1 게이트 전극(124a), 제2 게이트 전극(124b), 제3 게이트 전극(124c), 및 보조 전극(125)은 동일한 게이트선(121)에 연결되어, 동일한 게이트 신호를 인가 받는다.
제1 기판(110) 위에는 유지 전극(133)이 더 형성될 수 있다. 유지 전극(133)은 두 개의 부화소(PXa, PXb)의 가장자리를 둘러싸도록 형성될 수 있다.
또한, 유지 전극(133)은 두 개의 부화소(PXa, PXb)의 중앙에 세로 방향으로 더 형성될 수 있다. 서로 이웃한 화소(PX)에 위치하는 복수의 유지 전극(133)은 서로 연결되어 있다. 유지 전극(133)에는 공통 전압 등과 같은 일정한 전압이 인가된다.
유지 전극(133)으로부터 연장되어 제1 전극(135) 및 제2 전극(137)이 더 형성될 수 있다. 제1 전극(135)은 제1 게이트 전극(124a)과 보조 전극(125) 사이에 위치하고, 제2 전극(137)은 제2 게이트 전극(124b)과 제3 게이트 전극(124c) 사이에 위치한다. 제1 전극(135) 및 제2 전극(137)은 유지 전극(133)과 연결되어 일정한 전압을 인가 받는다.
게이트선(121), 제1 게이트 전극(124a), 제2 게이트 전극(124b), 제3 게이트 전극(124c), 유지 전극(133), 제1 전극(135), 및 제2 전극(137) 위에는 게이트 절연막(140)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 제1 반도체(154a), 제2 반도체(154b), 및 제3 반도체(154c)가 형성되어 있다. 제1 반도체(154a)는 제1 게이트 전극(124a)의 위에 위치하고, 제2 반도체(154b)는 제2 게이트 전극(124b)의 위에 위치하며, 제3 반도체(154c)는 제3 게이트 전극(124c)의 위에 위치할 수 있다.
제1 반도체(154a), 제2 반도체(154b), 및 제3 반도체(154c)는 비정질 실리콘(amorpous silicon), 다결정 실리콘(polycystalline silicon), 금속 산화물(metal oxide) 등으로 이루어질 수 있다.
도시는 생략하였으나, 제1 반도체(154a), 제2 반도체(154b), 및 제3 반도체(154c) 위에는 각각 저항성 접촉 부재가 더 위치할 수 있다. 저항성 접촉 부재는 실리사이드(silicide) 또는 n형 불순물이 고농도로 도핑되어 있는 n+ 수소화 비정질 규소 따위의 물질로 만들어질 수 있다.
제1, 제2, 및 제3 반도체(154a, 154b, 154c) 및 게이트 절연막(140) 위에는 유지 전극선(177), 데이터선(171), 제1 소스 전극(173a), 제1 드레인 전극(175a), 제2 소스 전극(173b), 제2 드레인 전극(175b), 제3 소스 전극(173c), 및 제3 드레인 전극(175c)을 포함하는 데이터 금속층이 형성되어 있다.
도시된 바와 같이 제1, 제2, 및 제3 반도체(154a, 154b, 154c)는 데이터선(171) 아래에도 형성될 수 있다.
또한, 제1 반도체(154a)와 제2 반도체(154b)는 서로 연결될 수 있고, 제2 반도체(154b)는 제3 반도체(154c)와 서로 연결될 수 있다. 다만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 제1, 제2, 및 제3 반도체(154a, 154b, 154c)이 제1, 제2, 및 제3 게이트 전극(124a, 124b, 124c) 위에만 형성될 수도 있고, 제1 반도체(154a), 제2 반도체(154b), 및 제3 반도체(154c)가 서로 분리될 수도 있다.
유지 전극선(177)은 일정한 전압을 전달하며, 주로 세로 방향으로 뻗어 게이트선(121)과 교차한다. 유지 전극선(177)은 각 부화소(PXa, PXb)의 중앙에 세로 방향으로 형성될 수 있다. 유지 전극선(177)은 유지 전극(133)과 중첩할 수 있다.
유지 전극선(177)은 두 개의 부화소(PXa, PXb) 사이의 영역에서 가장자리로 우회하도록 형성되어 있다. 유지 전극선(177)은 제1 게이트 전극(124a), 제2 게이트 전극(124b), 보조 전극(125), 제1 전극(135), 및 제2 전극(137)과 중첩하지 않는다.
유지 전극선(177)에는 유지 전극(133)에 인가되는 전압과 동일한 전압이 인가될 수도 있고, 상이한 전압이 인가될 수도 있다. 예를 들면, 유지 전극선(177)에 인가되는 전압과 유지 전극(133)에 인가되는 전압은 약 3V 가량 차이가 날 수도 있다.
데이터선(171)은 데이터 신호를 전달하며 주로 세로 방향으로 뻗어 게이트선(121)과 교차한다. 데이터선(171)은 유지 전극선(177)과 대략 나란한 방향으로, 유지 전극선(177)과 동일한 층에 형성되어 있다.
제1 소스 전극(173a)은 데이터선(171)으로부터 제1 게이트 전극(124a) 위로 돌출되어 형성되어 있다. 제1 소스 전극(173a)은 제1 게이트 전극(124a) 위에서 C자형으로 구부러진 형태를 가질 수 있다.
제1 드레인 전극(175a)은 제1 게이트 전극(124a) 위에서 제1 소스 전극(173a)과 이격되도록 형성되어 있다. 서로 이격되도록 형성된 제1 소스 전극(173a)과 제1 드레인 전극(175a) 사이로 노출된 부분의 제1 반도체(154a)에 채널이 형성되어 있다.
제1 드레인 전극(175a)은 제1 게이트 전극(124a)과 중첩하는 제1 막대부(176a), 제1 막대부(176a)로부터 연장되어 있는 제1 확장부(177a), 및 제1 확장부(177a)로부터 연장되어 있는 제2 막대부(178a)를 포함한다.
제1 막대부(176a)는 제1 소스 전극(173a)에 의해 둘러싸여 있다. 제1 확장부(177a)는 제1 막대부(176a)보다 넓은 폭으로 이루어져 있고, 제1 게이트 전극(124a)과 보조 전극(125) 사이에 위치한다. 제1 확장부(177a)는 제1 전극(135)과 중첩할 수 있다. 제2 막대부(178a)는 보조 전극(125)과 중첩한다.
제1 드레인 전극(175a)의 제1 막대부(176a), 제1 확장부(177a), 및 제2 막대부(178a)는 게이트선(121)과 나란한 방향으로 일직선 상에 위치할 수 있다.
제2 소스 전극(173b)은 데이터선(171)으로부터 제2 게이트 전극(124b) 위로 돌출되어 형성되어 있다. 제2 소스 전극(173b)은 제2 게이트 전극(124b) 위에서 C자형으로 구부러진 형태를 가질 수 있다.
제2 드레인 전극(175b)은 제2 게이트 전극(124b) 위에서 제2 소스 전극(173b)과 이격되도록 형성되어 있다. 서로 이격되도록 형성된 제2 소스 전극(173b)과 제2 드레인 전극(175b) 사이로 노출된 부분의 제2 반도체(154b)에 채널이 형성되어 있다.
제2 드레인 전극(175b)은 제2 게이트 전극(124b)과 중첩하는 제3 막대부(176b), 제3 막대부(176b)로부터 연장되어 있는 제2 확장부(177b)를 포함한다. 제3 막대부(176b)는 제2 소스 전극(173b)에 의해 둘러싸여 있다. 제2 확장부(177b)는 제3 막대부(176b)보다 넓은 폭으로 이루어져 있고, 제2 게이트 전극(124b)과 제3 게이트 전극(124c) 사이에 위치한다. 제2 확장부(177b)는 제2 전극(137)과 중첩할 수 있다.
제3 소스 전극(173c)은 제2 드레인 전극(175b), 특히 제2 드레인 전극(175b)의 제2 확장부(177b)와 연결되어 있으며, 제3 게이트 전극(124c) 위에 위치한다. 제3 소스 전극(173c)은 막대형으로 이루어진다. 제3 소스 전극(173c)은 제3 게이트 전극(124c)의 중앙부와 중첩하는 부분이 다른 부분보다 좀 더 넓은 폭으로 이루어질 수 있다.
제2 드레인 전극(175b)의 제3 막대부(176b), 제2 확장부(177b), 및 제3 소스 전극(173c)은 게이트선(121)과 나란한 방향으로 일직선 상에 위치할 수 있다.
제3 드레인 전극(175c)는 제3 게이트 전극(124c) 위에서 제3 소스 전극(173c)과 이격되도록 형성되어 있다. 서로 이격되도록 형성된 제3 소스 전극(173c)과 제3 드레인 전극(175c) 사이로 노출된 부분의 제3 반도체(154c)에 채널이 형성되어 있다.
상기에서 설명한 제1 게이트 전극(124a), 제1 반도체(154a), 제1 소스 전극(173a), 및 제1 드레인 전극(175a)은 제1 박막 트랜지스터를 이룬다.
또한, 제2 게이트 전극(124b), 제2 반도체(154b), 제2 소스 전극(173b), 및 제2 드레인 전극(175b)은 제2 박막 트랜지스터를 이룬다.
제3 게이트 전극(124c), 제3 반도체(154c), 제3 소스 전극(173c), 및 제3 드레인 전극(175c)은 제3 박막 트랜지스터를 이룬다.
데이터선(171), 제1, 제2, 및 제3 소스 전극(173a, 173b, 173c), 제1, 제2, 및 제3 드레인 전극(175a, 175b, 175c) 위에는 제1 보호막(180)이 형성되어 있다. 제1 보호막(180)은 무기 절연 물질로 이루어질 수 있다.
제1 보호막(180)에는 제1 드레인 전극(175a)의 적어도 일부를 노출시키는 제1 접촉 구멍(185a)이 형성되어 있고, 제2 드레인 전극(175b)의 적어도 일부를 노출시키는 제2 접촉 구멍(185b)이 형성되어 있다.
제1 접촉 구멍(185a)은 제1 드레인 전극(175a)의 제1 확장부(177a)를 노출시킬 수 있고, 제1 게이트 전극(124a)과 보조 전극(125) 사이에 위치할 수 있다. 또한, 제1 접촉 구멍(185a)은 제1 전극(135)과 중첩할 수 있다.
제2 접촉 구멍(185b)은 제2 드레인 전극(175b)의 제2 확장부(177b)를 노출시킬 수 있고, 제2 게이트 전극(124b)과 제3 게이트 전극(124c) 사이에 위치할 수 있다. 또한, 제2 접촉 구멍(185b)은 제2 전극(137)과 중첩할 수 있다.
제1 접촉 구멍(185a)과 제2 접촉 구멍(185b)은 서로 인접한다. 평면 상에서 제1 접촉 구멍(185a)과 제2 접촉 구멍(185b)은 상하로 나란히 배치되어 있다.
제1 보호막(180) 위에는 제2 보호막(230)이 형성되어 있다. 제2 보호막(230)은 유기 절연 물질로 이루어질 수 있으며, 특히 색필터(color filter)로 이루어질 수 있다.
색필터는 적색, 녹색 및 청색의 삼원색 등 기본색(primary color) 중 하나를 표시할 수 있다. 기본색의 예로는 적색, 녹색, 청색 등 삼원색 등을 들 수 있다. 또한, 색필터는 기본색 외에 백색(white)을 표시하는 색필터를 포함한다. 백색 색필터는 투명한 유기 물질일 수 있다.
제2 보호막(230)에는 개구부(185c)가 형성되어 있으며, 개구부(185c)는 제1 접촉 구멍(185a) 및 제2 접촉 구멍(185b)과 중첩한다.
개구부(185c)는 제1 접촉 구멍(185a)과 중첩하는 위치와 제2 접촉 구멍(185b)과 중첩하는 위치에 각각 형성되지 않고, 단일의 개구부(185c)가 형성된다. 따라서, 개구부(185c)는 제1 접촉 구멍(185a)과 제2 접촉 구멍(185b) 사이에 위치하는 제1 보호막(180)을 노출시킨다. 개구부(185c)의 가장자리는 제1 접촉 구멍(185a) 및 제2 접촉 구멍(185b)의 가장자리를 둘러싸고 있다.
제2 보호막(230) 위에는 복수의 화소 전극(pixel electrode)(191)이 형성되어 있다.
화소 전극(191)은 제1 부화소 전극(191a)와 제2 부화소 전극(191b) 포함한다. 화소 전극(191)은 ITO 및 IZO 등의 투명 물질로 이루어 질 수 있다. 화소 전극(191)은 ITO 또는 IZO 등의 투명한 도전 물질이나 알루미늄, 은, 크롬 또는 그 합금 등의 반사성 금속으로 만들어질 수도 있다.
이때, 제1 부화소 전극(191a)와 제2 부화소 전극(191b)은 제2 보호막(230)의 동일한 층에서 하나의 마스크를 이용하여 동일한 물질로 동시에 형성될 수 있다.
제1 부화소 전극(191a)은 제1 접촉 구멍(185a)과 개구부(185c)을 통해 제1 드레인 전극(175a)과 연결되어 있고, 제2 부화소 전극(191b)은 제2 접촉 구멍(185b)과 개구부(185c)를 통해 제2 드레인 전극(175b)과 연결되어 있다. 특히, 제1 부화소 전극(191a)은 제1 드레인 전극(175a)의 제1 확장부(177a)와 연결될 수 있고, 제2 부화소 전극(191b)은 제2 드레인 전극(175b)의 제2 확장부(177b)과 연결될 수 있다.
개구부(185c)를 통해 제1 부화소 전극(191a)과 제1 드레인 전극(175a)이 서로 연결되어 있고, 제2 부화소 전극(191b)과 제2 드레인 전극(175b)이 서로 연결되어 있다.
구체적인 제1 부화소 전극(191a)과 제2 부화소 전극(191b)의 형상에 대하여는 후술한다.
제1 부화소 전극(191a) 및 제2 부화소 전극(191b)은 각각 제1 드레인 전극(175a) 및 제2 드레인 전극(175b)으로부터 데이터 전압을 인가 받는다. 이때, 제2 드레인 전극(175b)에 인가된 데이터 전압 중 일부는 제3 소스 전극(173c)을 통해 분압되어, 제2 부화소 전극(191b)에 인가되는 전압의 크기는 제1 부화소 전극(191a)에 인가되는 전압의 크기보다 작아지게 된다.
데이터 전압이 인가된 제1 부화소 전극(191a)과 제2 부화소 전극(191b)은 상부 표시판(200)의 공통 전극(270)과 함께 전기장을 생성함으로써 두 전극(191, 270) 사이의 액정층(3)의 액정 분자의 방향을 결정한다. 이와 같이 결정된 액정 분자의 방향에 따라 액정층(3)을 통과하는 빛의 휘도가 달라진다.
이제 상부 표시판(200)에 대하여 설명한다.
투명한 유리 또는 플라스틱 등으로 만들어진 제2 기판(210) 위에 차광 부재(light blocking member)(220)가 형성되어 있다.
차광 부재(220)는 블랙 매트릭스(black matrix)라고도 하며 빛샘을 막아준다. 차광 부재(220)는 게이트선(121), 데이터선(171), 제1, 제2, 및 제3 박막 트랜지스터, 제1 접촉 구멍(185a), 제2 접촉 구멍(185b), 및 개구부(185c)와 중첩할 수 있다.
도시는 생략하였으나, 제2 기판(210) 위에 복수의 색 필터가 형성될 수 있다. 본 실시예에서 제2 보호막(230)이 색 필터로 이루어질 수 있고, 이때 제2 기판(210) 위에는 색 필터가 형성되지 않을 수 있다.
상기에서 차광 부재(220)는 상부 표시판(200)에 형성되어 있는 것으로 설명하였으나 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 차광 부재(220)는 하부 표시판(100)에 형성될 수도 있다.
차광 부재(220) 위에는 덮개막(overcoat)(250)이 형성될 수 있고, 덮개막(250) 위에는 공통 전극(270)이 형성되어 있다.
공통 전극(270) 위에는 상부 배향막(도시하지 않음)이 형성되어 있다. 상부 배향막은 수직 배향막일 수 있다.
액정층(3)은 음의 유전율 이방성을 가지며, 액정층(3)의 액정 분자는 전기장이 없는 상태에서 그 장축이 두 표시판(100, 200)의 표면에 대하여 수직을 이루도록 배향되어 있다.
또한, 도시하지 않았으나 하부 표시판 아래에서는 하부 편광판이, 상부 표시판 위에는 상부 편광판이 존재한다. 이러한 편광판은 백라이트 유닛(미도시) 등으로부터 입사된 빛을 일정 방향으로 편광시켜 액정 표시 장치 내로 유입시키고, 액정 표시 장치를 통과한 빛을 다시 일정 방향으로 편광시켜 외부로 방출시킨다.
그러면, 도 6 내지 도 8을 참고하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 화소 전극의 형상에 대하여 설명한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 화소 전극을 도시한 도면이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제1 부화소 전극을 도시한 도면이고, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제2 부화소 전극을 도시한 도면이다.
도 6 내지 도 8을 참조하면, 화소 전극(191)은 제1 부화소 전극(191a)과 제2 부화소 전극(191b)를 포함하고, 3개의 부화소 영역으로 구분될 수 있다.
제1 부화소 영역(H)에는 제1 부화소 전극(191a)이 배치되어 있고, 제2 부화소 영역(M)에는 제2 부화소 전극(191b)이 배치되어 있고, 제3 부화소 영역(L)에는 제1 부화소 전극(191a)과 제2 부화소 전극(191b)이 모두 배치되어 있다.
제1 부화소 영역(H)에 위치하는 제1 부화소 전극(191a)은 제1 부화소 영역(H)에 위치하는 제1 십자형 줄기부(192a, 193a)와 제1 십자형 줄기부(192a, 193a)로부터 대각선 방향으로 뻗어 있는 복수의 제1 미세 가지부(194a)를 포함하고, 제3 부화소 영역(L)에 위치하며 서로 분리 되어 있는 제1 및 제2 몸체부(196a1, 196a2), 제1 및 제2 몸체부(196a1, 196a2)로부터 각각 대각선 방향으로 뻗어 있는 복수의 제1 및 제2 슬릿부(198a1, 198a2)를 포함할 수 있다.
제1 십자형 줄기부(192a, 193a)는 제1 가로 줄기부(192a)와 제1 가로 줄기부(192a)와 교차하는 제1 세로 줄기부(193a)를 포함한다. 또한, 제1 가로 줄기부(192a)와 제1 세로 줄기부(193a)에 의해 네 개의 부영역으로 나뉘어지며 각 부영역에는 복수의 제1 미세 가지부(194a)를 포함하고, 제1 십자형 줄기부(192a, 193a)와 제1 미세 가지부(194a)와 연결되면서 가장 자리를 따라 사각형 형태로 형성되어 있는 제1 테두리부(195a)를 포함할 수 있다.
네 개의 부영역에 위치하는 제1 미세 가지부(194a) 중 하나는 제1 가로 줄기부(192a) 또는 제1 세로 줄기부(193a)에서부터 왼쪽 위 방향으로 비스듬하게 뻗어 있으며, 다른 하나의 제1 미세 가지부(194a)는 제1 가로 줄기부(192a) 또는 제1 세로 줄기부(193a)에서부터 오른쪽 위 방향으로 비스듬하게 뻗어 있다. 또한 다른 하나의 제1 미세 가지부(194a)는 제1 가로 줄기부(192a) 또는 제1 세로 줄기부(193a)에서부터 왼쪽 아래 방향으로 뻗어 있으며, 나머지 하나의 제1 미세 가지부(194a)는 제1 가로 줄기부(192a) 또는 제1 세로 줄기부(193a)에서부터 오른쪽 아래 방향으로 비스듬하게 뻗어 있다.
각 제1 미세 가지부(194a)는 게이트선(121) 또는 제1 가로 줄기부(192a)와 대략 40도 내지 45도의 각을 이룬다. 또한, 이웃하는 두 부영역의 제1 미세 가지부(194a)는 서로 직교할 수 있다.
제2 부화소 영역(M)에 위치하는 제2 부화소 전극(191b)은 제2 가로 줄기부(192b)와 제2 가로 줄기부(192b)와 교차하는 제2 세로 줄기부(193b)으로 이루어진 제2 십자형 줄기부를 포함한다. 또한, 제2 가로 줄기부(192b)와 제2 세로 줄기부(193b)에 의해 네 개의 부영역으로 나뉘어지며 각 부영역에는 복수의 제2 미세 가지부(194b)를 포함하고, 제2 십자형 줄기부와 제2 미세 가지부(194b)와 연결되면서 가장 자리를 따라 사각형 형태로 형성되어 있는 제2 테두리부(195b)를 포함할 수 있다.
네 개의 부영역에 위치하는 제2 미세 가지부(194b) 중 하나는 제2 가로 줄기부(192b) 또는 제2 세로 줄기부(193b)에서부터 왼쪽 위 방향으로 비스듬하게 뻗어 있으며, 다른 하나의 제2 미세 가지부(194b)는 제2 가로 줄기부(192b) 또는 제2 세로 줄기부(193b)에서부터 오른쪽 위 방향으로 비스듬하게 뻗어 있다. 또한 다른 하나의 제2 미세 가지부(194b)는 제2 가로 줄기부(192b) 또는 제2 세로 줄기부(193b)에서부터 왼쪽 아래 방향으로 뻗어 있으며, 나머지 하나의 제2 미세 가지부(194b)는 제2 가로 줄기부(192b) 또는 제2 세로 줄기부(193b)에서부터 오른쪽 아래 방향으로 비스듬하게 뻗어 있다.
각 제2 미세 가지부(194b)는 게이트선(121) 또는 제2 가로 줄기부(192b)와 대략 40도 내지 45도의 각을 이룬다. 또한, 이웃하는 두 부영역의 제2 미세 가지부(194b)는 서로 직교할 수 있다.
제3 부화소 영역(L)에는 제1 부화소 전극(191a)과 제2 부화소 전극(191b)이 위치하고 있다.
제3 부화소 영역(L)에 위치하는 제1 부화소 전극(191a)은 서로 분리되어 있는 제1 몸체부(196a1)와 제2 몸체부(196a2), 제1 몸체부(196a1)와 제2 몸체부(196a2)로부터 각각 대각선 방향으로 뻗어 있는 복수의 제1 슬릿부(198a1)과 제2 슬릿부(198a2)를 포함할 수 있다.
또한, 제1 부화소 전극(191a)은 제1 부화소 영역(H)에 위치하는 제1 세로 줄기부(193a)와 제3 부화소 영역(L)에 위치하는 제1 몸체부(196a1)와 제2 몸체부(196a2)를 각각 연결하며 서로 분리되어 있는 제1 연결부(197a)와 제2 연결부(197b)를 포함할 수 있다.
제3 부화소 영역(L)에 위치하는 제2 부화소 전극(191b)은 제2 부화소 영역(M)에 위치하는 제2 세로 줄기부(193b)와 연결되어 있어 있는 제3 세로 줄기부(193c) 및 제3 세로 줄기부(193c)와 교차되어 있는 제3 가로 줄기부(192c)를 포함하는 제3 십자형 줄기부(192c, 193c), 제3 십자형 줄기부(192c, 193c)로부터 대각선 방향으로 뻗어 있는 복수의 제3 미세 가지부(194c)를 포함할 수 있다.
제1 몸체부(196a1)와 제2 몸체부(196a2)는 제3 십자형 줄기부(192c, 193c)를 기준으로 서로 분리되어 있다.
제1 몸체부(196a1)와 복수의 제1 슬릿부(198a1)는 제3 십자형 줄기부(192c, 193c)를 기준으로 좌측에 배치될 수 있고, 제2 몸체부(196a2)와 복수의 제2 슬릿부(198a2)는 제3 십자형 줄기부(192c, 193c)를 기준으로 우측에 배치될 수 있다.
제2 부화소 전극(191b)의 제2 세로 줄기부(193b)와 제3 세로 줄기부(193c)는 서로 연결되어 있다.
앞서 설명하였듯이, 제1 부화소 전극(191a)과 제2 부화소 전극(191b)에는 서로 상이한 전압이 인가된다.
이때, 제1 및 제2 슬릿부(198a1, 198a2)와 복수의 제3 미세 가지부(194c)는 서로 엇갈려 배치되어 있고, 제1 및 제2 슬릿부(198a1, 198a2)와 복수의 제3 미세 가지부(194c) 사이에는 수평 방향의 전기장이 형성될 수 있다.
즉, 제1 부화소 전극(191a)이 위치하는 제1 부화소 영역(H), 제2 부화소 전극(191b)이 위치하는 제2 부화소 영역(M), 및 제1 부화소 전극(191a)과 제2 부화소 전극(191b)이 위치하는 제3 부화소 영역(L)에는 각각 서로 다른 종류의 전계를 형성하게 된다. 이후 설명하겠지만 제1 부화소 영역(H)은 가장 높은 전계가 형성되고, 제2 부화소 영역(M)은 중간의 전계가 형성되고, 제3 부화소 영역(L)은 가장 낮은 전계가 형성된다. 따라서 이러한 영역별로 액정이 눕는 정도가 달라지게 되며, 측면 시인성을 보다 더 개선할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제3 부화소 영역에 위치하는 제1 부화소 전극과 제2 부화소 전극의 다양한 배치를 설명한다.
도 9, 도 11, 및 도 13은 도 6의 A-A' 선을 따라 자른 단면도이고, 도 10과 도 12는 제3 부화소 영역(L)에서의 휘도를 나타내는 도면이다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치는 제1 부화소 전극(191a)의 슬릿부(198a)와 제2 부화소 전극(191b)의 제3 미세 가지부(194c)가 서로 하나씩 교대로 배치될 수 있다.
슬릿부(198a)와 제3 미세 가지부(194c)는 공통 전극(270)과 함께 수직 방향의 전계를 형성하고, 슬릿부(198a)와 제3 미세 가지부(194c)는 수평 방향의 전계를 형성할 수 있다.
이때, 제1 부화소 영역(high)과 제2 부화소 영역(middle)에서의 휘도는 일정하게 나타나는 반면에, 제3 부화소 영역(low)에서의 휘도는 높은 휘도와 낮은 휘도가 교대로 나타나는 것을 알 수 있다.
도 11 및 도 도 12를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치는 제1 부화소 전극(191a)의 슬릿부(198a) 사이에 제2 부화소 전극(191b)의 복수의 제3 미세 가지부(194c)가 배치될 수 있다.
슬릿부(198a)와 제3 미세 가지부(194c)는 공통 전극(270)과 함께 수직 방향의 전계를 형성하고, 슬릿부(198a)와 제3 미세 가지부(194c)는 수평 방향의 전계를 형성할 수 있다.
이때, 제1 부화소 영역(high)와 제2 부화소 영역(middle)에서의 휘도는 일정하게 나타나는 반면에, 제3 부화소 영역(low)에서의 휘도는 높은 휘도와 낮은 휘도가 교대로 나타나는 것을 알 수 있다. 또한, 제3 부화소 영역(low)에서도 슬릿부(198a)와 제3 미세 가지부(194c)에 인가되는 전압에 따라 휘도가 달라지는 것을 알 수 있다.
도 13을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치는 제1 부화소 전극(191a)의 복수의 슬릿부(198a)가 이웃하는 제2 부화소 전극(191b)의 제3 미세 가지부(194c) 사이에 배치될 수 있다.
이와 같이 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치는 제1 부화소 전극(191a)의 슬릿부(198a)와 제2 부화소 전극(191b)의 제3 미세 가지부(194c)의 배치를 조절하거나 슬릿부(198a)와 제3 미세 가지부(194c)에 인가되는 전압을 조절함으로써 다양한 휘도를 표현할 수 있다.
도 14는 각 영역에서 전압 인가에 따른 V-T 곡선을 나타낸 것이다.
도 14를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 하나의 화소 전극에서 각 영역별로 V-T 곡선이 상이하게 나타남을 알 수 있다.
제1 부화소 영역(H)에는 가장 높은 전압이 인가되는 제1 부화소 전극(191a)만이 위치하고, 이때 동일 전압 대비 액정의 투과율이 가장 높음을 알 수 있다.
제2 부화소 영역(M)에는 가장 낮은 전압이 인가되는 제2 부화소 전극(191b)만이 위치하고, 이때 동일 전압 대비 액정의 투과율이 중간임을 알 수 있다.
제3 부화소 영역(L)에는 가장 높은 전압이 인가되는 복수의 슬릿부(198a)와 가장 낮은 전압이 인가되는 제3 미세 가지부(194c)가 교대로 배치되어 있고, 이때 동일 전압 대비 액정의 투과율이 가장 낮음을 알 수 있다.
즉, 앞서 설명한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치는 하나의 화소 전극에서 전압비가 다르게 나타나는 세 영역이 존재한다. 따라서 각각의 영역마다 액정의 눕는 정도가 달라지게 되고, 시청자는 정면 및 측면에서 액정의 머리 몸통 꼬리를 골고루 보게 되므로 시인성을 개선할 수 있다.
즉, 시인성을 개선하기 위해서 종래에는 화소 영역을 제1 부화소 전극 영역 및 제2 부화소 전극 영역으로 분리하고 각 부화소 전극에 서로 다른 전압을 인가하였다.
그러나 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치는 동일한 트랜지스터 구조를 사용하면서도 화소 영역을 전압비가 서로 다른 세 영역으로 분리함으로써 화소 영역을 두 영역으로 분리하는 경우에 비하여 시인성을 더욱 개선할 수 있다.
또한 도시하지는 않았지만, 본 발명 다른 비교예에 따른 표시 장치의 경우 화소 영역을 세 영역으로 분리하기 위하여, 제1 부화소 전극의 일부를 다른 층에 형성하여 제2 부화소 전극과 절연층을 사이에 두고 상하로 오버랩 되도록 형성하였다. 그러나 본 발명 비교에에 따른 표시 장치의 경우, 화소 전극의 형성 단계에서 제1 부화소 전극의 일부를 다른 층에 별도로 형성해야 하므로 공정 과정이 복잡해지는 문제점이 있었다.
그러나 본 발명 실시예에 따른 표시 장치는 동일 층에서 제1 부화소 전극(191a)과 제2 부화소 전극(191b)을 형성하여 별도의 층으로 분리하지 않고도 화소 전극을 세 영역으로 분리함으로써 시인성을 향상시키는 동시에 공정 비용을 절감할 수 있다.
그러면 이하 도 15 내지 도 18을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 하나의 화소가 적용 가능한 등가 회로에 대하여 설명한다.
도 15 내지 도 18은 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 하나의 화소에 대한 등가 회로도이다.
도 15를 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 액정 표시 장치는 복수의 게이트선(GL)과 복수의 데이터선(DL), 복수의 유지 전극선(SL)을 포함하는 신호선과 이에 연결되어 있는 복수의 화소(PX)를 포함한다. 각 화소(PX)는 한 쌍의 제1 및 제2 부화소(PXa, PXb)를 포함하고, 제1 부화소(PXa)에는 제1 부화소 전극이 형성되고, 제2 부화소(PXb)에는 제2 부화소 전극이 형성된다.
본 발명의 실시예에 의한 액정 표시 장치는 게이트선(GL) 및 데이터선(DL)에 연결되어 있는 스위칭 소자(Q), 스위칭 소자(Q)와 연결되어 제1 부화소(PXa)에 형성되는 제1 액정 축전기(Clca)와 제1 유지 축전기(Csta), 스위칭 소자(Q)와 연결되어 제2 부화소(PXb)에 형성되는 제2 액정 축전기(Clcb)와 제2 유지 축전기(Cstb), 및 스위칭 소자(Q) 및 제2 액정 축전기(Clcb) 사이에 형성되는 보조 축전기(Cas)를 더 포함한다.
스위칭 소자(Q)는 하부 표시판(100)에 구비되어 있는 박막 트랜지스터 등의 삼단자 소자로서, 그 제어 단자는 게이트선(GL)과 연결되어 있고, 입력 단자는 데이터선(DL)과 연결되어 있으며, 출력 단자는 제1 액정 축전기(Clca), 제1 유지 축전기(Csta), 보조 축전기(Cas)와 연결되어 있다.
보조 축전기(Cas)의 일측 단자는 스위칭 소자(Q)의 출력 단자에 연결되고, 타측 단자는 제2 액정 축전기(Clcb) 및 제2 유지 축전기(Cstb)에 연결된다.
보조 축전기(Cas)에 의해 제2 액정 축전기(Clcb)의 충전 전압이 제1 액정 축전기(Clca)의 충전 전압보다 낮게 하여 액정 표시 장치의 측면 시인성을 향상시킬 수 있다.
이하에서는 도 16의 실시예를 살펴본다.
본 발명의 실시예에 의한 액정 표시 장치는 복수의 게이트선(GLn, GLn+1), 복수의 데이터선(DL), 복수의 유지 전극선(SL)을 포함하는 신호선과 이에 연결되어 있는 복수의 화소(PX)를 포함한다. 각 화소(PX)는 한 쌍의 제1 및 제2 부화소(PXa, PXb)를 포함하고, 제1 부화소(PXa)에는 제1 부화소 전극이 형성되고, 제2 부화소(PXb)에는 제2 부화소 전극이 형성된다.
본 발명의 실시예에 의한 액정 표시 장치는 게이트선(GLn) 및 데이터선(DL)에 연결되어 있는 제1 스위칭 소자(Qa)와 제2 스위칭 소자(Qb), 제1 스위칭 소자(Qa)와 연결되어 제1 부화소(PX)에 형성되는 제1 액정 축전기(Clca)와 제1 유지 축전기(Csta), 제2 스위칭 소자(Qb)와 연결되어 제2 부화소에 형성되는 제2 액정 축전기(Clcb)와 제2 유지 축전기(Cstb), 제2 스위칭 소자(Qb)와 연결되고 다음 단의 게이트선(GLn+1)에 의해 스위칭되는 제3 스위칭 소자(Qc), 및 제3 스위칭 소자(Qc)와 연결되어 있는 보조 축전기(Cas)를 더 포함한다.
제1 스위칭 소자(Qa) 및 제2 스위칭 소자(Qb)는 하부 표시판(100)에 구비되어 있는 박막 트랜지스터 등의 삼단자 소자로서, 그 제어 단자는 게이트선(GLn)과 연결되어 있고, 입력 단자는 데이터선(DL)과 연결되어 있으며, 출력 단자는 각각 제1 액정 축전기(Clca) 및 제1 유지 축전기(Csta), 제2 액정 축전기(Clcb) 및 제2 유지 축전기(Cstb)와 각각 연결되어 있다.
제3 스위칭 소자(Qc) 역시 하부 표시판(100)에 구비되어 있는 박막 트랜지스터 등의 삼단자 소자로서, 제어 단자는 다음 단의 게이트선(GLn+1)과 연결되어 있고, 입력 단자는 제2 액정 축전기(Clcb)와 연결되어 있으며, 출력 단자는 보조 축전기(Cas)와 연결되어 있다.
보조 축전기(Cas)의 일측 단자는 제3 스위칭 소자(Qc)의 출력 단자에 연결되고, 타측 단자는 유지 전극선(SL) 에 연결된다.
본 발명의 실시예에 의한 액정 표시 장치의 동작을 살펴보면, 게이트선(GLn)에 게이트 온 전압이 인가되면 이에 연결된 제1 스위칭 소자 및 제2 스위칭 소자(Qa, Qb)가 턴 온 되고, 데이터선(171)의 데이터 전압이 제1 및 제2 부화소 전극에 인가된다.
이어, 게이트선(GLn)에 게이트 오프 전압이 인가되고, 다음 단의 게이트선(GLn+1)에 게이트 온 전압이 인가되면 제1 및 제2 스위칭 소자(Qa, Qb)는 턴 오프되고 제3 스위칭 소자(Qc)는 턴 온된다. 이에 따라 제2 스위칭 소자(Qb)의 출력 단자와 연결된 제2 부화소 전극의 전하가 보조 축전기(Cas)로 흘러 들어 제2 액정 축전기(Clcb)의 전압이 하강한다.
이와 같이 제1 및 제2 액정 축전기(Clca, Clcb)의 충전 전압을 다르게 하여 액정 표시 장치의 측면 시인성을 향상시킬 수 있다.
이하에서는 도 17의 실시예를 살펴본다.
본 발명의 실시예에 의한 액정 표시 장치는 복수의 게이트선(GL), 복수의 데이터선(DL1, DL2), 복수의 유지 전극선(SL)을 포함하는 신호선과 이에 연결되어 있는 복수의 화소(PX)를 포함한다. 각 화소(PX)는 한 쌍의 제1 및 제2 액정 축전기(Clca, Clab)와 제1 및 제2 유지 축전기(Csta, Cstb)를 포함한다.
각 부화소는 하나의 액정 축전기와 유지 축전기를 포함하며, 추가적으로 하나의 박막 트랜지스터(Q)를 포함한다. 하나의 화소에 속하는 두 부화소의 박막 트랜지스터(Q)는 동일한 게이트선(GL)에 연결되어 있지만, 서로 다른 데이터선(DL1, DL2)에 연결되어 있다. 서로 다른 데이터선(DL1, DL2)은 서로 다른 레벨의 데이터 전압을 동시에 인가하여 두 부화소의 제1 및 제2 액정 축전기(Clca, Clcb)가 서로 다른 충전 전압을 가지도록 한다. 그 결과 액정 표시 장치의 측면 시인성을 향상시킬 수 있다.
이하에서는 도 18의 실시예를 살펴본다.
본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치는 도 27에 도시된 바와 같이 게이트선(GL), 데이터선(DL), 제1 전원선(SL1), 제2 전원선(SL2), 게이트선(GL) 및 데이터선(DL)에 연결되는 제1 스위칭 소자(Qa), 제2 스위칭 소자(Qb)를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치는 제1 스위칭 소자(Qa)에 연결되는 보조 승압 축전기(Csa) 및 제1 액정 축전기(Clca), 제2 스위칭 소자(Qb)에 연결되는 보조 감압 축전기(Csb) 및 제2 액정 축전기(Clcb)를 더 포함한다.
제1 스위칭 소자(Qa) 및 제2 스위칭 소자(Qb)는 박막 트랜지스터 등의 삼단자 소자로 이루어진다. 제1 스위칭 소자(Qa) 및 제2 스위칭 소자(Qb)는 동일한 게이트선(GL) 및 동일한 데이터선(DL)에 연결되어 동일한 타이밍에 턴 온되어 동일한 데이터 신호를 출력한다.
제1 전원선(SL1) 및 제2 전원선(SL2)에는 일정한 주기를 가지고 스윙하는 형태의 전압이 인가된다. 제1 전원선(SL1)에는 일정 주기(예를 들면, 1H) 동안 제1 저전압이 인가되고, 그 다음 일정 주기 동안 제1 고전압이 인가된다. 제2 전원선(SL2)에는 일정 주기 동안 제2 고전압이 인가되고, 그 다음 일정 주기 동안 제2 저전압이 인가된다. 이때, 제1 주기와 제2 주기는 한 프레임 동안 복수 회 반복되어 제1 전원선(SL1)과 제2 전원선(SL2)에는 스윙하는 형태의 전압이 인가되는 것이다. 이때, 제1 저전압과 제2 저전압은 동일하고 제1 고전압과 제2 고전압도 동일할 수 있다.
보조 승압 축전기(Csa)는 제1 스위칭 소자(Qa) 및 제1 전원선(SL1)에 연결되고, 보조 감압 축전기(Csb)는 제2 스위칭 소자(Qb) 및 제2 전원선(SL2)에 연결된다.
보조 승압 축전기(Csa)가 제1 스위칭 소자(Qa)와 연결된 부분의 단자(이하, '제1 단자'라 함)의 전압(Va)은 제1 전원선(SL1)에 제1 저전압이 인가되면 낮아지고, 제1 고전압이 인가되면 높아진다. 그 후 제1 전원선(SL1)의 전압이 스윙함에 따라서 제1 단자의 전압(Va)도 스윙하게 된다.
이상에서 설명한 본 발명이 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지로 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
100, 200: 표시판 191: 화소 전극
191a: 제1 부화소 전극 191b: 제2 부화소 전극
192: 가로 줄기부 193: 세로 줄기부
194: 미세 가지부 195: 테두리부
196: 몸체부 197: 연결부
198: 슬릿부

Claims (16)

  1. 제1 기판;
    상기 제1 기판 위에 위치하며 제1 부화소 전극과 제2 부화소 전극을 포함하고, 3개의 부영역으로 구분되는 화소 전극;
    상기 제1 기판과 마주하는 제2 기판;
    상기 제2 기판 위에 형성되어 있는 공통 전극; 및
    상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 위치하는 액정층을 포함하고,
    상기 제1 부화소 전극은 제1 부화소 영역에 위치하는 제1 십자형 줄기부와 상기 제1 십자형 줄기부로부터 대각선 방향으로 뻗어 있는 복수의 제1 미세 가지부를 포함하고, 제3 부화소 영역에 위치하며 서로 분리 되어 있는 제1 및 제2 몸체부, 상기 제1 및 제2 몸체부로부터 각각 대각선 방향으로 뻗어 있는 복수의 제1 및 제2 슬릿부를 포함하고,
    상기 제2 부화소 전극은 제2 부화소 영역에 위치하는 제2 십자형 줄기부와 상기 제2 십자형 줄기부로부터 대각선 방향으로 뻗어 있는 복수의 제2 미세 가지부를 포함하고, 제3 부화소 영역에 위치하는 제3 십자형 줄기부, 및 상기 제3 십자형 줄기부로부터 대각선 방향으로 뻗어 있는 복수의 제3 미세 가지부를 포함하고,
    상기 제1 몸체부와 상기 제2 몸체부는 상기 제3 십자형 줄기부를 기준으로 서로 분리되어 있는 액정 표시 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 제1 부화소 전극과 상기 제2 부화소 전극은 모두 동일한 층에서 동일한 물질로 이루어진 액정 표시 장치.
  3. 제1항에서,
    상기 제1 및 제2 슬릿부는 각각 상기 제3 미세 가지부와 서로 엇갈려 배치되어 있는 액정 표시 장치.
  4. 제3항에서,
    상기 제1 및 제2 슬릿부와 상기 제3 미세 가지부가 서로 하나씩 교대로 배치되어 있는 액정 표시 장치.
  5. 제3항에서,
    이웃하는 상기 제1 슬릿부 사이에 복수의 상기 제3 미세 가지부가 배치되어 있고, 이웃하는 상기 제2 슬릿부 사이에 복수의 상기 제3 미세 가지부가 배치되어 있는 액정 표시 장치.
  6. 제3항에서,
    복수의 상기 제1 슬릿부가 이웃하는 상기 제3 미세 가지부 사이에 배치되어 있고, 복수의 상기 제2 슬릿부가 이웃하는 상기 제3 미세 가지부 사이에 배치되어 있는 액정 표시 장치.
  7. 제1항에서,
    상기 제1 부화소 전극은,
    상기 제1 십자형 줄기부와 상기 제1 몸체부를 연결하는 제1 연결부; 및
    상기 제1 십자형 줄기부와 상기 제2 몸체부를 연결하는 제2 연결부를 포함하는 액정 표시 장치.
  8. 삭제
  9. 제1항에서,
    상기 제1 몸체부 및 상기 제1 슬릿부는 상기 제3 십자형 줄기부를 기준으로 좌측에 배치되어 있고, 상기 제2 몸체부 및 상기 제2 슬릿부는 상기 제3 십자형 줄기부를 기준으로 우측에 배치되어 있는 액정 표시 장치.
  10. 제1항에서,
    상기 제1 내지 제3 십자형 줄기부는 각각 서로 교차하는 가로 줄기부 및 세로 줄기부를 포함하는 액정 표시 장치.
  11. 제10항에서,
    상기 제1 내지 제3 미세 가지부는 상기 가로 줄기부에 대하여 40도 내지 50도의 방향으로 형성되어 있는 액정 표시 장치.
  12. 제1항에서,
    상기 제1 부화소 전극과 상기 제2 부화소 전극은 서로 상이한 전압이 인가되는 액정 표시 장치.
  13. 제12항에서,
    상기 제1 부화소 전극에 공급되는 전압이 상기 제2 부화소 전극에 공급되는 전압보다 큰 액정 표시 장치.
  14. 제13항에서,
    상기 제1 및 제2 슬릿부와 상기 제3 미세 가지부 사이에 수평 방향의 전기장이 형성되는 액정 표시 장치.
  15. 제1항에서,
    상기 제1 부화소 전극은 상기 제1 십자형 줄기부 및 상기 제1 미세 가지부와 연결되면서 가장 자리를 따라 형성되어 있는 제1 테두리부를 더 포함하고 있는 액정 표시 장치.
  16. 제1항에서,
    상기 제2 부화소 전극은 상기 제2 십자형 줄기부 및 복수의 상기 제2 미세 가지부와 연결되면서 가장 자리를 따라 형성되어 있는 제2 테두리부를 더 포함하고 있는 액정 표시 장치.
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