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KR20020020457A - In Plane Switching mode Liquid crystal display device - Google Patents

In Plane Switching mode Liquid crystal display device Download PDF

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KR20020020457A
KR20020020457A KR1020000053614A KR20000053614A KR20020020457A KR 20020020457 A KR20020020457 A KR 20020020457A KR 1020000053614 A KR1020000053614 A KR 1020000053614A KR 20000053614 A KR20000053614 A KR 20000053614A KR 20020020457 A KR20020020457 A KR 20020020457A
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KR
South Korea
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liquid crystal
signal
electrodes
dielectric
crystal display
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KR1020000053614A
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KR100345957B1 (en
Inventor
유장진
홍형기
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구본준, 론 위라하디락사
엘지.필립스 엘시디 주식회사
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Abstract

PURPOSE: An in-plane switching mode liquid crystal display is provided to form domains in which liquid crystal molecules rotate in two opposite directions, thereby improving the color inversion and the gray inversion according to viewing angles. CONSTITUTION: An in-plane switching mode liquid crystal display includes first and second opposite substrates, first and second signal arrays(150,170) respectively extended in first and second directions to cross each other on the first substrate, thin film transistors formed on the crossing points between the first and second signal arrays and applied with signals from the first and second signal arrays, a third signal array(160) extended in the same direction with the first signal array and applied with the first voltage, a plurality of first electrodes(162) branched in the second direction from the third signal array, a plurality of second electrodes crossing the first electrodes in the second direction between the first electrodes and applied with a second voltage signal corresponding to the first voltage, a plurality of chevron type dielectric protrusions(190) continuously formed on the first and second electrodes in parallel to the first and third signal lines with a predetermined interval vertically, and liquid crystal(189) implanted between the first and second substrates and having a different dielectric constant from the dielectric protrusions.

Description

인플레인 스위칭모드 액정 표시장치{In Plane Switching mode Liquid crystal display device}In plane switching mode liquid crystal display device

본 발명은 화상 표시장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor : TFT)를 포함하는 액정표시장치(Liquid Crystal Display : LCD)에 관한 것이다.The present invention relates to an image display device, and more particularly, to a liquid crystal display (LCD) including a thin film transistor (TFT).

특히, 본 발명은 액정표시장치의 액정을 구동하는 제 1 및 제 2 전극이 동일한 기판에 형성된 횡전계 방식(In-Plane Switching : 이하 IPS 모드라 칭함)의 액정표시장치에 관한 것이다.In particular, the present invention relates to a liquid crystal display of an in-plane switching (hereinafter referred to as IPS mode) in which first and second electrodes for driving a liquid crystal of a liquid crystal display are formed on the same substrate.

일반적으로 액정표시장치의 구동원리는 액정의 광학적 이방성과 분극성질을 이용한다. 상기 액정은 구조가 가늘고 길기 때문에 분자의 배열에 방향성을 가지고 있으며, 인위적으로 액정에 전기장을 인가하여 분자배열의 방향을 제어할 수 있다.In general, the driving principle of the liquid crystal display device uses the optical anisotropy and polarization of the liquid crystal. Since the liquid crystal is thin and long in structure, the liquid crystal has directivity in the arrangement of molecules, and the direction of the molecular arrangement can be controlled by artificially applying an electric field to the liquid crystal.

따라서, 상기 액정의 분자배열 방향을 임의로 조절하면, 액정의 분자배열이 변하게 되고, 광학적 이방성에 의하여 편광된 빛이 임의로 변조되어 화상정보를 표현할 수 있다.Accordingly, when the molecular arrangement direction of the liquid crystal is arbitrarily adjusted, the molecular arrangement of the liquid crystal is changed, and light polarized by optical anisotropy may be arbitrarily modulated to express image information.

이러한 액정은 전기적인 특성분류에 따라 유전율 이방성이 양(+)인 포지티브액정과 음(-)인 네거티브 액정으로 구분될 수 있으며, 유전율 이방성이 양인 액정분자는 전기장이 인가되는 방향으로 액정분자의 장축이 평행하게 배열하고, 유전율이방성이 음인 액정분자는 전기장이 인가되는 방향과 액정분자의 장축이 수직하게 배열한다.Such liquid crystals may be classified into positive liquid crystals having positive dielectric anisotropy and negative liquid crystals having negative dielectric anisotropy according to the electrical characteristics. The liquid crystal molecules having positive dielectric anisotropy have long axes of liquid crystal molecules in a direction in which electric fields are applied The liquid crystal molecules arranged in parallel and having negative dielectric anisotropy are arranged perpendicularly to the direction in which the electric field is applied and the long axis of the liquid crystal molecules.

현재에는 박막 트랜지스터와 상기 박막 트랜지스터에 연결된 화소전극이 행렬 방식으로 배열된 능동행렬 액정표시장치(Active Matrix LCD : AM-LCD)가 해상도 및 동영상 구현능력이 우수하여 가장 주목받고 있다.Currently, active matrix LCDs (AM-LCDs) in which thin film transistors and pixel electrodes connected to the thin film transistors are arranged in a matrix manner have attracted the most attention due to their excellent resolution and video performance.

일반적으로 액정표시장치를 구성하는 기본적인 부품인 액정 패널의 구조를 살펴보면 다음과 같다.In general, the structure of a liquid crystal panel, which is a basic component of a liquid crystal display, will be described.

도 1은 일반적인 TN 액정 표시장치의 일부를 나타낸 분해사시도이다.1 is an exploded perspective view showing a part of a general TN liquid crystal display.

도시한 바와 같이, 일반적인 컬러 액정표시장치는 블랙매트릭스(6)와 서브컬러필터(적,녹,청)(8)를 포함한 컬러필터(7)와 컬러필터 상에 투명한 공통전극(18)이 형성된 상부기판(5)과, 화소영역(P)과 화소영역 상에 형성된 화소전극(17)과 스위칭소자(T)를 포함한 어레이배선이 형성된 하부기판(22)으로 구성되며, 상기 상부기판(5)과 하부기판(22) 사이에는 액정(14)이 충진되어 있다.As illustrated, a general color liquid crystal display device includes a color filter 7 including a black matrix 6 and a sub color filter (red, green, blue) 8 and a transparent common electrode 18 formed on the color filter. The upper substrate 5 includes a lower substrate 22 having an array wiring including an upper substrate 5, a pixel region P and a pixel electrode 17 formed on the pixel region, and a switching device T. The liquid crystal 14 is filled between the lower substrate 22 and the lower substrate 22.

상기 하부기판(22)은 어레이기판이라고도 하며, 스위칭 소자인 박막트랜지스터(T)가 매트릭스형태(matrix type)로 위치하고, 이러한 다수의 박막트랜지스터를 교차하여 지나가는 게이트배선(13)과 데이터배선(15)이 형성된다.The lower substrate 22 is also referred to as an array substrate, and the thin film transistor T, which is a switching element, is positioned in a matrix type, and the gate wiring 13 and the data wiring 15 passing through the plurality of thin film transistors cross each other. Is formed.

상기 화소(P)영역은 상기 게이트배선(13)과 데이터배선(15)이 교차하여 정의되는 영역이다. 상기 화소영역(P)상에 형성되는 화소전극(17)은 인듐-틴-옥사이드(indium-tin-oxide : ITO)와 같이 빛의 투과율이 비교적 뛰어난 투명도전성 금속을 사용한다.The pixel P area is an area where the gate line 13 and the data line 15 cross each other. The pixel electrode 17 formed on the pixel region P uses a transparent conductive metal having relatively high light transmittance, such as indium-tin-oxide (ITO).

전술한 바와 같이 구성되는 액정표시장치는 상기 화소전극(17)상에 위치한 액정층(14)이 상기 박막트랜지스터(T)로부터 인가된 신호에 의해 배향되고, 상기 액정층의 배향정도에 따라 상기 액정층(14)을 투과하는 빛의 양을 조절하는 방식으로 화상을 표현할 수 있다.In the liquid crystal display device configured as described above, the liquid crystal layer 14 disposed on the pixel electrode 17 is oriented by a signal applied from the thin film transistor T, and the liquid crystal layer is aligned according to the degree of alignment of the liquid crystal layer. The image can be represented in a manner that controls the amount of light that passes through layer 14.

상술한 액정표시장치는 상부 패널인 컬러필터 패널에 공통 전극이 형성된 구조이다. 즉, 상기 공통 전극이 상기 화소 전극과 수직으로 형성된 구조의 액정표시장치는 상-하로 걸리는 전기장에 의해 액정을 구동하는 방식으로, 투과율과 개구율 등의 특성이 우수하며, 상부패널의 공통전극이 접지역할을 하게 되어 정전기로 인한 액정셀의 파괴를 방지할 수 있다.The liquid crystal display described above has a structure in which a common electrode is formed on a color filter panel which is an upper panel. That is, the liquid crystal display device having a structure in which the common electrode is perpendicular to the pixel electrode drives liquid crystal by an electric field applied up and down, and has excellent characteristics such as transmittance and aperture ratio, and the common electrode of the upper panel is grounded. It serves to prevent the destruction of the liquid crystal cell due to static electricity.

도 2a와 도 2b는 상기 TN(twisted nematic) 액정패널의 전압인가시 액정(10)의 동작을 도시한 도면으로, 도 2a는 전압 무인가시의 TN 액정패널의 액정의 배열을 도시한 도면이다. 이 때, 상기 액정(14)은 유전성이방성이 양(+)이고, 배향방향에서 부터 평면적으로 보아 상, 하 액정이 90o로 꼬인 수평적 배열상태를 갖는다.2A and 2B illustrate an operation of the liquid crystal 10 when voltage is applied to the twisted nematic liquid crystal panel, and FIG. 2A is a view showing an arrangement of liquid crystals of the TN liquid crystal panel when no voltage is applied. At this time, the liquid crystal 14 has a dielectric anisotropy is positive, when viewed in plan phase, since in the orientation direction and a liquid crystal to have a twisted state to the horizontally arranged 90 o.

도 2b는 상/하 기판에 전압을 인가했을 때의 액정분자의 배열상태를 도시한 도면으로, 상기 상/하 기판에 전압을 인가하면, 상기 90o로 꼬인 액정분자(14)는 전기장의 방향으로 재배열하게 되어 액정분자의 극값은 대체로 90°가 된다.2B is a diagram illustrating an arrangement state of liquid crystal molecules when a voltage is applied to upper and lower substrates. When voltage is applied to the upper and lower substrates, the liquid crystal molecules 14 twisted to 90 o are in the direction of an electric field. As a result, the extreme value of the liquid crystal molecules becomes approximately 90 °.

따라서 시야각에 따른 C/R(contrast ratio)과 휘도의 변화가 심하게 되어 광시야각을 구현할 수 없게되는 문제점이 있다.Therefore, there is a problem in that the change in C / R (contrast ratio) and luminance according to the viewing angle becomes severe, and thus the wide viewing angle cannot be realized.

도 3은 이러한 수직 전기장에 의한 시야각의 문제를 해결하기 위해 제안된IPS 모드의 액정표시장치의 구성을 도시한 도면으로, 기판(30) 상에 화소전극(34)과 공통전극(36)이 동일 평면상에 형성되어 있다. 즉, 액정(14)은 상기 동일 기판상에 상기 화소전극(34)과 공통전극(36)의 수평 전계(35)에 의해 작동한다. 상기 액정층(14) 상에는 컬러필터 패널(32)이 형성되어 있다.FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of a liquid crystal display device in an IPS mode proposed to solve the problem of the viewing angle caused by the vertical electric field. The pixel electrode 34 and the common electrode 36 are the same on the substrate 30. It is formed on a plane. That is, the liquid crystal 14 is operated by the horizontal electric field 35 of the pixel electrode 34 and the common electrode 36 on the same substrate. The color filter panel 32 is formed on the liquid crystal layer 14.

도 4a와 도 4b는 IPS 모드에서 전압 온/오프시 액정분자 배열의 변화를 나타내는 도면으로, 도 4a와 같이, 화소전극(34) 또는 공통전극(36)에 전계(35)가 인가되지 않은 오프상태에서는 액정분자 배열의 변화가 일어나지 않고 있음을 보이고 있다.4A and 4B illustrate a change in arrangement of liquid crystal molecules during voltage on / off in IPS mode. As shown in FIG. 4A, an electric field 35 is not applied to the pixel electrode 34 or the common electrode 36. It is shown that the change of the arrangement of the liquid crystal molecules does not occur in the state.

도 4b는 상기 화소전극(34)과 공통전극(36)에 전압이 인가되었을 때 액정 분자배열의 변화를 도시한 도면으로, 횡전계(35)가 형성됨을 알 수 있다.4B is a diagram illustrating a change in liquid crystal molecular array when a voltage is applied to the pixel electrode 34 and the common electrode 36, and it can be seen that a transverse electric field 35 is formed.

도 5a와 도 5b는 상기 공통전극과 화소전극에 전기장의 인가여부에 따른 액정의 분자배열상태를 평면적으로 도시한 도면으로, 도 5a는 상기 공통전극(34)과 화소전극(36)에 전압이 인가되지 않았을 경우에는 액정분자의 배열방향(41)은 초기 배향막(미도시)의 배열방향과 동일한 방향으로 배열된다.5A and 5B are plan views illustrating molecular arrangements of liquid crystals according to whether an electric field is applied to the common electrode and the pixel electrode, and FIG. 5A shows a voltage difference between the common electrode 34 and the pixel electrode 36. When not applied, the alignment direction 41 of the liquid crystal molecules is arranged in the same direction as the alignment direction of the initial alignment layer (not shown).

도 5b는 화소전극(34)과 공통전극(36)에 전압이 인가될 때 액정분자의 배열방향(41a)을 도시한 도면으로, 전기장이 인가되는 방향(42)으로 액정분자가 배열함을 알 수 있다.FIG. 5B illustrates an arrangement direction 41a of the liquid crystal molecules when a voltage is applied to the pixel electrode 34 and the common electrode 36. It is understood that the liquid crystal molecules are arranged in the direction 42 in which the electric field is applied. Can be.

상기 IPS 모드의 장점은 전기장인가시 각 액정의 극값의 변화가 작으므로 광시야각이 가능하다는 것이다. 즉, 액정표시장치를 정면에서 보았을 때, 상/하/좌/우 방향으로 약 70°방향에서 가시 할 수 있다.The advantage of the IPS mode is that the wide field of view is possible because the change of the extreme value of each liquid crystal is small when the electric field is applied. That is, when the liquid crystal display device is viewed from the front, the liquid crystal display device may be visible in the up / down / left / right directions at about 70 °.

도 6은 상기 IPS 모드의 액정 표시장치의 시야각에 따른 색좌표의 특성으로 좌/우, 상/하, 45o, 135o의 각에 따른 특성을 도시한 도면이다.FIG. 6 is a diagram illustrating characteristics of color coordinates according to viewing angles of the liquid crystal display of the IPS mode according to angles of 45 ° and 135 ° .

상기 IPS 모드는 광시야각의 장점은 있으나, 표준 백색광(0.329, 0.333)에서 시야각에 따라 색변이가 일어나는 것을 알 수 있다. 이는 액정의 복굴절특성에 기인하고, 엔도(S.Endow) 등이 발표한 "광시야각과 20 ms의 빠른 응답속도를 갖는 18.1인치의 액정표시장치"(Advanced 18.1-inch Diagonal Super-TFT-LCDs with Mega Wide Viewing Angle and Fast Response Speed of 20ms : IDW 99' 187page)에서도 이 문제를 지적하고 있다.The IPS mode has the advantage of a wide viewing angle, but it can be seen that color shift occurs depending on the viewing angle in standard white light (0.329, 0.333). This is due to the birefringence characteristics of the liquid crystal, and published by S. Endow et al., "18.1-inch Diagonal Super-TFT-LCDs with wide viewing angle and fast response time of 20 ms" (Advanced 18.1-inch Diagonal Super-TFT-LCDs with Mega Wide Viewing Angle and Fast Response Speed of 20ms: IDW 99 ', p. 187) also point to this problem.

한편, 도 7은 일반적인 액정 표시장치의 계조를 8단계로 구분하여 각 계조에서 시야각에 따른 투과도를 도시한 도면으로, 정면에서 투과도가 0 %의 계조를 표현할 때, 좌/우측의 시야각이 60o가 되는 영역에서는 투과도가 약 25 %정도로 제 4 레벨의 계조를 표현할 때보다도 투과도가 큼을 알 수 있다.Meanwhile, FIG. 7 is a diagram illustrating transmittance according to a viewing angle in each grayscale by dividing the grayscales of a general liquid crystal display into eight levels. When the grayscale having 0% transmittance is expressed from the front, the left / right viewing angle is 60 °. It is understood that the transmittance is greater than that when expressing the fourth level of gray level in the region of about 25%.

즉, 다시 설명하면, 암 상태를 표시하는 1 레벨의 계조는 정면에서는 암상 태를 표시하나, 좌/우 시야각이 약 60o정도 되면 계조반전이 발생하여 약 4레벨에 해당하는 계조반전(grey inversion)이 발생하여 암 상태가 아닌 백 상태가 된다.That is, once again, the gray level of one level indicating the dark state displays the dark state from the front, but when the left / right viewing angle is about 60 o , gray level inversion occurs and gray inversion corresponding to about four levels (grey inversion). ) Is generated and becomes a white state rather than a dark state.

상기와 같은 현상을 계조반전이라 하며, 이러한 현상은 액정의 복굴절특성에 기인한 것으로 각 계조 레벨간의 투과도의 역전현상이 존재하게 되어 고품위의 액정표시장치를 구현하는데 문제점이 있다.Such a phenomenon is called gradation inversion, and this phenomenon is caused by the birefringence characteristic of the liquid crystal, and thus there is a problem in implementing a high-quality liquid crystal display device due to the inversion of transmittance between the gradation levels.

이와 같이, 중간계조에서 밝기의 불균일이 발생하는 원인은 액정 자체의 복굴절 특성에 기인한다.As such, the cause of the unevenness of brightness in the halftone is due to the birefringence characteristic of the liquid crystal itself.

즉, 액정 표시장치에서 완전한 암 상태를 표시하기 위해서는 두 장의 편광판 사이에 복굴절이 0이 되어야 하나, 액정의 자체 특성이 복굴절로 동작하는 광학계(optical system)이기 때문에 이를 보상하기 위해서는 값은 반대이고 크기는 동일한 복굴절을 갖는 새로운 계(system)를 만들면 된다.That is, the birefringence should be zero between the two polarizers in order to display the complete dark state in the liquid crystal display. However, since the liquid crystal itself is an optical system operating by birefringence, the value is opposite and the magnitude is corrected. Is to create a new system with the same birefringence.

이를 위해 본 발명에서는 동일한 화소영역 내에 크기는 같고 방향은 반대인 적어도 2개의 도메인(domain)을 형성하여 액정의 복굴절을 보상하는 방법을 사용하면 된다. 이하 도 8a 와 8b를 참조하여 복굴절을 보상하는 방법에 대해 설명한다.To this end, in the present invention, a method of compensating birefringence of the liquid crystal may be performed by forming at least two domains having the same size and opposite directions in the same pixel area. Hereinafter, a method of compensating birefringence will be described with reference to FIGS. 8A and 8B.

도 8a와 도 8b는 일반적인 액정 표시장치와 2 도메인을 갖는 액정 표시장치의 시야각에 따른 복굴절의 차이를 도시한 도면으로, 서로 다른 방향으로 배열되는 2 도메인 액정 표시장치의 경우 한 방향의 복굴절 값을 다른 도메인이 보상하기 때문에 시야각에 따른 계조반전의 현상이 줄어들게 된다.8A and 8B illustrate differences in birefringence according to a viewing angle of a general liquid crystal display and a liquid crystal display having two domains. In the case of a two domain liquid crystal display arranged in different directions, the birefringence value of one direction is shown. Since other domains compensate, the phenomenon of gray level inversion with the viewing angle is reduced.

즉, 도 8a는 한 도메인을 갖는 액정 표시장치의 단면을 도시한 도면으로, a, b, c의 위치에서의 복굴절 값은 각각 다르게 된다. 따라서, 도 8a에 도시된 한 도메인을 갖는 액정 표시장치에서는 필연적으로 시야각에 따른 화질특성의 저하가 발생하게 된다.That is, FIG. 8A is a diagram showing a cross section of a liquid crystal display having one domain, wherein the birefringence values at positions a, b, and c are different. Therefore, in a liquid crystal display having one domain shown in FIG. 8A, a deterioration in image quality characteristics inevitably occurs due to a viewing angle.

도 8b는 한 화소영역에 두개의 도메인을 형성한 액정 표시장치의 단면을 도시한 도면으로, 제 1 액정분자의 a1의 복굴절 값은 제 1 액정 분자와 반대방향으로분자배열을 취하는 제 2 액정 분자의 a2의 복굴절 값이 보상하게 되어(결과적으로 복굴절 값이 약 0이 된다) 시야각에 따른 화질의 저하가 작게 된다.Figure 8b is a diagram showing the cross section of the liquid crystal display device forming the two domains in the pixel region, the second liquid-crystal birefringence value of a first of the liquid crystal molecules will take a molecular arrangement in a direction opposite to the first liquid crystal molecules The birefringence value of a 2 of the molecule is compensated (as a result, the birefringence value is about 0), so that the deterioration of the image quality according to the viewing angle is small.

따라서, 이러한 복굴절 보상을 위한 전극형태가 제안되었으며, 이하 도 9에서는 공통전극과 화소전극이 지그자그 방식으로 구성된 IPS모드 액정표시장치를 예를 들어 설명한다.Accordingly, an electrode shape for such birefringence compensation has been proposed. Hereinafter, an IPS mode liquid crystal display device in which a common electrode and a pixel electrode are configured in a zigzag manner will be described below.

도 9는 종래의 지그자그 방식(Zigzag method)으로 구성된 횡전계방식 액정표시장치용 어레이기판의 일부 화소를 도시한 확대 평면도이다.FIG. 9 is an enlarged plan view showing some pixels of an array substrate for a transverse electric field type liquid crystal display device constructed by a conventional Zigzag method.

도시한 바와 같이, 공통전극(36)과 화소전극(34)의 구성을 지그자그(zigzag) 형태의 꺽이는 구조로 형성하고, 한쪽방향(61)으로 러빙동작을 실행하여 주입된 액정에 인가되는 전기장(63)의 방향을 변화시킨다.As illustrated, the common electrode 36 and the pixel electrode 34 are formed in a zigzag-shaped bending structure, and a rubbing operation is performed in one direction 61 to apply an electric field applied to the injected liquid crystal. The direction of 63 is changed.

이와 같은 전극의 형태는 액정의 배향특성이 서로 대칭성을 가지도록 한다.The shape of the electrode allows the alignment characteristics of the liquid crystal to have symmetry with each other.

그러므로, 한 화소에 위치하는 액정이 모두 해당하는 한 방향으로 배향 되지 않고 다양한 방향으로 배향될 수 있도록 하여, 한 화소에서 배향되는 액정의 배향방향을 다양하게 할 수 있는 멀티 도메인(multi domain)을 유도할 수 있다.Therefore, the liquid crystal positioned in one pixel can be oriented in various directions without being aligned in the corresponding one direction, thereby inducing a multi domain that can vary the alignment direction of the liquid crystal oriented in one pixel. can do.

전술한 바와 같이 서로 대칭성을 가지는 멀티도메인 구조로 인해 액정배향 방향에 따른 복굴절을 서로 상쇄시켜 컬러 시프트 현상을 최소화 하고, 계조반전이 없는 영역을 넓힐 수 있다.As described above, due to the symmetrical multi-domain structure, the birefringence in the liquid crystal alignment direction is canceled with each other to minimize the color shift phenomenon and widen the region without gray scale inversion.

그러나, 이와 같은 구조는 공통전극(36)과 화소전극(34)의 굴곡부분의 밴딩에지부(C)에서 발생하는 전계의 방향(63)이 러빙방향(61)에 의해 결정되는 액정의초기 배향방향과 수직이 되기 때문에 전계의 세기에 관계없이 액정이 돌아가지 못하여 블랙상태로 남게 되고, 화소내의 가장자리(D)에 위치한 전극의 바깥부분에 형성되는 전계의 방향 또한 액정을 정상적으로 트위스트(twist)시키지 못한다.However, such a structure has an initial orientation of the liquid crystal in which the direction 63 of the electric field generated at the bending edge portion C of the bent portion of the common electrode 36 and the pixel electrode 34 is determined by the rubbing direction 61. Since it is perpendicular to the direction, the liquid crystal does not rotate regardless of the intensity of the electric field and remains black, and the direction of the electric field formed on the outer portion of the electrode located at the edge (D) in the pixel also does not twist the liquid crystal normally. can not do it.

따라서, 전술한 밴딩 에지부(C)와 화소내 가장자리 부분(D)에서의 액정의 이상 배향은 빛 누설을 유발하게 되어 디스클리네이션(disclination)(흰줄무늬가 보이는 화질불량현상)으로 나타난다. 따라서, 화소의 가장자리에서 크게 발생하는 디스클리네이션을 외부로 보이지 않도록 하기 위한 방법으로, 상부기판에 형성되는 블랙매트릭스(미도시)를 화소영역으로 연장형성하는 방법을 사용하지만, 이러한 구조는 액정패널의 개구율(aperture ratio)을 감소하는 문제를 유발한다.Therefore, the above-described abnormal alignment of the liquid crystals at the banding edge portion C and the intra-pixel edge portion D causes light leakage, resulting in discrepancy (defective image quality with white streaks). Therefore, a method of extending the black matrix (not shown) formed on the upper substrate to the pixel region is used as a method for preventing the disclination, which is largely generated at the edge of the pixel, from being seen from the outside. It causes a problem of decreasing the aperture ratio of the.

따라서, 본 발명은 멀티도메인을 구현하는 동시에 휘도와 개구율이 감소하지 않는 횡전계방식 액정표시장치를 제안하는데 그 목적이 있다,Accordingly, an object of the present invention is to propose a transverse electric field type liquid crystal display device which realizes a multi-domain and does not reduce luminance and aperture ratio.

도 1은 일반적인 TN 액정표시장치의 일부를 도시한 분해 사시도이고,1 is an exploded perspective view showing a part of a general TN liquid crystal display device;

도 2a와 도 2b는 TN 모드 액정표시장치의 동작을 도시한 도면이고,2A and 2B illustrate an operation of a TN mode liquid crystal display device.

도 3은 일반적인 IPS 모드의 액정표시장치의 한 화소부에 해당하는 단면을 도시한 도면이고,FIG. 3 is a cross-sectional view corresponding to one pixel part of a liquid crystal display device in a general IPS mode.

도 4a와 도 4b는 각각 오프상태와 온상태일 때의 IPS 모드 액정표시장치의 동작을 나타내는 사시도이고,4A and 4B are perspective views showing the operation of the IPS mode liquid crystal display device in the off state and the on state, respectively.

도 5a와 도 5b는 일반적인 IPS 모드의 액정 표시장치의 동작을 나타낸 평면도이고,5A and 5B are plan views illustrating the operation of a liquid crystal display device in a general IPS mode.

도 6은 일반적인 IPS 모드 액정표시장치의 시야각에 따른 색좌표를 도시한 도면이고,6 is a diagram illustrating color coordinates according to a viewing angle of a general IPS mode LCD.

도 7은 일반적인 액정 표시장치의 각 계조에 따라 시야각에 따른 투과도를 도시한 도면이고,7 is a diagram illustrating transmittance according to a viewing angle according to each gray level of a general liquid crystal display device.

도 8a와 8b는 각각 단일 도메인의 액정 분자에 대한 빛의 경로와 다중 도메인의 액정분자에 대한 빛의 경로를 도시한 도면이고,8A and 8B are diagrams illustrating a light path for a liquid crystal molecule of a single domain and a light path for liquid crystal molecules of a multidomain, respectively.

도 9는 지그자그(ZIGZAG)의 전극 형태를 가지는 종래의 횡전계방식 액정표시장치용 어레이기판의 일부 화소를 도시한 평면도이고,9 is a plan view showing some pixels of a conventional array substrate for a transverse electric field type liquid crystal display device having an electrode form of ZIGZAG,

도 10은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 횡전계방식 액정표시장치용 어레이기판의 일부 화소를 도시한 평면도이고,10 is a plan view showing some pixels of an array substrate for a transverse electric field type liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention;

도 11a와 도 11c는 유전체 돌기가 구성된 액정패널의 일부를 도시한 확대 단면도이고,11A and 11C are enlarged cross-sectional views illustrating a part of a liquid crystal panel having dielectric protrusions;

도 12a 와 도 12b는 각각 본발명의 제 1 실시예에 따른 액정의 배향특성을 도시한 도면이고,12A and 12B are views illustrating alignment characteristics of liquid crystals according to the first embodiment of the present invention, respectively.

도 13은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 횡전계 방식 액정표시장치용 어레이기판의 일부 화소를 도시한 평면도이고,FIG. 13 is a plan view showing some pixels of an array substrate for a transverse electric field type liquid crystal display device according to a second embodiment of the present invention;

14a 와 도 14b는 각각 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정의 배향특성을 도시한 도면이고,14A and 14B are views illustrating alignment characteristics of the liquid crystal according to the second embodiment of the present invention, respectively.

도 15는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 횡전계 방식 액정표시장치용 어레이기판의 일부 화소를 도시한 평면도다.FIG. 15 is a plan view illustrating some pixels of an array substrate for a transverse electric field type liquid crystal display device according to a third exemplary embodiment of the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

150 : 게이트배선 152 : 게이트전극150: gate wiring 152: gate electrode

160 : 공통배선 162 : 공통전극160: common wiring 162: common electrode

170 : 데이터배선 172 : 소스전극170: data wiring 172: source electrode

174 : 드레인전극 176 : 화소전극174 drain electrode 176 pixel electrode

190 : 쉐브로 형태의 유전체 돌기190: Dielectric protrusions in the form of chevrons

전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 횡전계방식 액정표시장치는 서로 마주보며 대응하는 제 1, 2 기판과; 상기 제 1 기판 상에 제 1 방향으로 연장 형성된 제 1 신호배선 및 상기 제 1 신호배선과 교차하며 제 2 방향으로 연장 형성된 제 2 신호배선과; 상기 제 1 신호배선 및 제 2 신호배선이 교차하는 부분에 형성되며 상기 제 1, 2 신호배선에서 신호를 인가 받는 박막 트랜지스터와;In accordance with an aspect of the present invention, a transverse electric field type liquid crystal display device includes: first and second substrates facing each other; A first signal wire formed on the first substrate in a first direction and a second signal wire extending in a second direction while crossing the first signal wire; A thin film transistor formed at a portion where the first signal line and the second signal line cross each other and receive a signal from the first and second signal lines;

상기 제 1 신호배선과 동일한 방향으로 연장되고 제 1 전압을 인가 받는 제3 신호배선과; 상기 제 3 신호배선에서 상기 제 2 방향으로 분기된 다수개의 제 1 전극과; 상기 각 제 1 전극의 사이에 상기 제 2 방향으로 서로 엇갈리게 형성되고, 상기 박막 트랜지스터로부터 상기 제 1 전압에 대응하는 제 2 전압신호를 인가 받는 다수개의 제 2 전극과; 상기 다수개의 제 1, 2 전극 상에 걸쳐 형성되고, 상기 제 1 신호배선 및 제 3 신호배선에 평행하게 "∧" 또는 "∨"형태가 연속하여 구성되고, 연속된 각각은 상/하로 소정간격 이격하여 평행하게 구성된 다수의 유전체 돌기와; 상기 제 1, 2 기판 사이에 위치하고 상기 제 1 유전체 돌기와 유전율이 다른 액정을 포함한다.A third signal wire extending in the same direction as the first signal wire and receiving a first voltage; A plurality of first electrodes branched from the third signal line in the second direction; A plurality of second electrodes interposed between the first electrodes in the second direction and receiving a second voltage signal corresponding to the first voltage from the thin film transistor; It is formed over the plurality of first and second electrodes, the "∧" or "∨" shape is formed continuously in parallel to the first signal wiring and the third signal wiring, each successive interval is up / down a predetermined interval A plurality of dielectric protrusions configured to be spaced apart in parallel; And a liquid crystal disposed between the first and second substrates and having a different dielectric constant from the first dielectric protrusion.

이때, 상기 유전체 돌기의 일부분인 "∧" 또는 "∨"형태는 화소전극 또는 공통전극에 걸쳐 구성되며, 다른 방법으로 이러한 형태의 유전체 돌기는 다수의 화소전극과 공통전극을 포함하는 넓은 영역에 걸쳐 구성될 수도 있다.In this case, the "∧" or "∨" shape, which is a part of the dielectric protrusion, is formed over the pixel electrode or the common electrode. Alternatively, the dielectric protrusion of this type may cover a large area including a plurality of pixel electrodes and the common electrode. It may be configured.

상기 유전체 돌기는 상기 액정보다 유전율이 작거나 또는 큰 것을 사용 할 수 있다.The dielectric protrusion may use a smaller or larger dielectric constant than the liquid crystal.

이때, 상기 유전체 돌기는 일반적으로 유기물질을 사용하여 구성한다.In this case, the dielectric protrusion is generally configured using an organic material.

이러한 유기물질은 포토레지스트, BCB, 아크릴 등으로 예를 들 수 있다.Such organic materials may be exemplified by photoresist, BCB, acrylic, and the like.

상기 액정은 유전율 이방성이 양(+)인 포지티브 액정이고 초기 배향방향은 상기 제 1 전극 및 제 2 전극에 수직인 방향으로 처리한다.The liquid crystal is a positive liquid crystal in which dielectric anisotropy is positive and the initial alignment direction is processed in a direction perpendicular to the first electrode and the second electrode.

또는, 상기 액정은 유전율 이방성이 음(-)인 네거티브 액정이고, 이때는 상기 액정의 초기 배향방향은 제 1 전극 및 제 2 전극에 수직한 방향으로 처리한다.Alternatively, the liquid crystal is a negative liquid crystal in which dielectric anisotropy is negative, and in this case, the initial alignment direction of the liquid crystal is processed in a direction perpendicular to the first electrode and the second electrode.

전술한 구성에서, 상기 제 1 배선은 게이트 배선이고, 상기 제 1 전극은 공통전극을 나타낸다.In the above configuration, the first wiring is a gate wiring, and the first electrode represents a common electrode.

본 발명의 다른 특징에 따른 액정표시장치는 서로 마주보며 대응하는 제 1, 2 기판과; 상기 제 1 기판 상에 제 1 방향으로 연장 형성된 제 1 신호배선 및 상기 제 1 신호배선과 교차하며 제 2 방향으로 연장 형성된 제 2 신호배선과; 상기 제 1 신호배선 및 제 2 신호배선이 교차하는 부분에 형성되며 상기 제 1, 2 신호배선에서 신호를 인가 받는 박막 트랜지스터와; 상기 제 1 신호배선과 동일한 방향으로 연장되고 제 1 전압을 인가 받는 제3 신호배선과; 상기 제 3 신호배선에서 상기 제 2 방향으로 분기된 수직패턴과, 상기 수직패턴에서 분기되어 상기 제 3 신호배선에 평행한 다수의 수평패턴으로 구성된 제 1 전극과; 상기 각 제 1 전극의 수평패턴 사이에 서로 엇갈리게 형성되고, 상기 박막 트랜지스터로부터 상기 제 1 전압에 대응하는 제 2 전압신호를 인가 받는 다수개의 제 2 전극과; 상기 제 1 전극의 수평패턴과 이에 엇갈려 구성되는 다수개의 2 전극의 상부에 형성되고, 상기 제 2 신호배선에 평행하게 "∧" 또는 "∨"형태가 연속하여 구성되고, 연속된 각각은 좌/우로 소정간격 이격하여 평행하게 구성된 다수의 유전체 돌기와; 상기 제 1, 2 기판 사이에 위치하고 상기 제 1 유전체 돌기와 유전율이 다른 액정을 포함한다.According to another aspect of the present invention, a liquid crystal display device includes: first and second substrates facing each other; A first signal wire formed on the first substrate in a first direction and a second signal wire extending in a second direction while crossing the first signal wire; A thin film transistor formed at a portion where the first signal line and the second signal line cross each other and receive a signal from the first and second signal lines; A third signal wire extending in the same direction as the first signal wire and receiving a first voltage; A first electrode formed of a vertical pattern branched from the third signal line in the second direction and a plurality of horizontal patterns branched from the vertical pattern and parallel to the third signal line; A plurality of second electrodes alternately formed between the horizontal patterns of the first electrodes, and receiving a second voltage signal corresponding to the first voltage from the thin film transistor; It is formed on top of a plurality of two electrodes that are alternately arranged with the horizontal pattern of the first electrode, the "∧" or "∨" form is formed in parallel to the second signal wiring, each successive left / A plurality of dielectric protrusions configured to be parallel to each other at predetermined intervals; And a liquid crystal disposed between the first and second substrates and having a different dielectric constant from the first dielectric protrusion.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 액정 표시장치를 상세히 설명한다.Hereinafter, a liquid crystal display according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

-- 제 1 실시예 --First Embodiment

본 발명의 제 1 실시예에서는 IPS 모드의 액정 표시장치에서 멀티 도메인을 형성하기 위해 화소전극 또는 공통전극을 서로 엇갈리게 배치하고, 상기 각 전극의 상부에 다수개의 쉐브론형태(chevron type)의 유전체 돌기를 형성하여 전기장의 배열을 흩트림으로써, 다중 도메인을 형성하는 액정 표시장치의 구조에 관한 것이다.In the first embodiment of the present invention, in the IPS mode liquid crystal display, pixel electrodes or common electrodes are alternately arranged to form a multi-domain, and a plurality of chevron type dielectric protrusions are disposed on the electrodes. The present invention relates to a structure of a liquid crystal display device which forms multiple domains by forming and dispersing an array of electric fields.

도 10은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 IPS 모드 액정표시장치의 일부 화소를 도시한 확대 평면도이다.FIG. 10 is an enlarged plan view illustrating some pixels of an IPS mode liquid crystal display according to a first exemplary embodiment of the present invention.

도시한 바와 같이, 가로방향으로는 게이트 배선(150)과 공통배선(160)이 서로 평행하게 배치되며, 세로방향으로는 데이터 배선(170)이 위치한다.As shown in the drawing, the gate wiring 150 and the common wiring 160 are arranged in parallel with each other, and the data wiring 170 is positioned in the vertical direction.

상기 게이트 배선(150)과 데이터 배선(170)이 교차하는 부분의 게이트 배선(150)과 데이터 배선(170)에는 각각 게이트 전극(152)과 소스 전극(172)을 형성하며, 상기 소스전극(172)과 대응하는 위치에는 드레인 전극(174)을 형성한다.A gate electrode 152 and a source electrode 172 are formed on the gate wiring 150 and the data wiring 170 at the portion where the gate wiring 150 and the data wiring 170 cross each other, and the source electrode 172 is formed. ), A drain electrode 174 is formed.

또한, 상기 게이트 전극(152)의 상부에는 상기 소스 전극(172)및 드레인 전극(174)과 동시에 접촉하는 액티브층(154)을 형성한다.In addition, an active layer 154 is formed on the gate electrode 152 to be in contact with the source electrode 172 and the drain electrode 174 at the same time.

한편, 가로방향으로 배열되는 상기 공통배선(160)에는 세로방향으로 다수 개로 분기되어 형성되는 공통전극(162)을 형성한다. 상기 공통전극(162)은 상기 데이터 배선(170)과 평행한 방향으로 형성한다.On the other hand, the common wiring 160 arranged in the horizontal direction is formed with a plurality of common electrodes 162 are formed in a plurality of branches in the vertical direction. The common electrode 162 is formed in a direction parallel to the data line 170.

그리고, 상기 다수의 드레인 전극(174)과 접촉하는 화소전극(176)이 상기 공통전극(162)이 수직으로 분기되어 형성되는 방향으로 상기 공통전극(162)과 서로 엇갈리게 형성된다.The pixel electrodes 176 contacting the plurality of drain electrodes 174 are alternately formed with the common electrodes 162 in a direction in which the common electrodes 162 are vertically branched.

그리고, 상기 다수의 화소전극(176)과 상기 공통전극(162)에 걸쳐 위치하는 쉐브론형태(chevron : "∧"또는"∨" 모양이 연속하여 구성된 형태)의 유전체 돌기(190)를 상/하로 소정간격 이격하여 평행하게 한 화소영역(P)내에 다수개 형성한다.In addition, a chevron shape (chevron: "∧" or "∨" shape) is disposed continuously across the plurality of pixel electrodes 176 and the common electrode 162 up and down. A plurality of pixels are formed in the pixel region P, which are parallel to each other at predetermined intervals.

이와 같은 구성은 상기 공통전극(162)과 화소전극 사이에 소정의 기울기로 위치하는 각 유전체 돌기가 서로 대칭적으로 구성된 형태이다.In such a configuration, each dielectric protrusion positioned at a predetermined slope between the common electrode 162 and the pixel electrode is symmetrically configured.

상기 유전체 돌기(190)는 액정(189)의 유전율보다 작은 물질이 사용되며, 바람직하게는 유전율이 약 5 이하인 물질이 사용된다.As the dielectric protrusion 190, a material having a dielectric constant smaller than that of the liquid crystal 189 is used. Preferably, a material having a dielectric constant of about 5 or less is used.

상기와 같이 액정보다 상대적으로 작은 유전율을 갖는 유전체 돌기(190)의 주변에서 발생하는 전기장은 액정만 존재하는 부분에서 발생하는 전기장에 비해서 매우 희박하다.As described above, the electric field generated in the vicinity of the dielectric protrusion 190 having a relatively smaller dielectric constant than the liquid crystal is very thin compared to the electric field generated in the portion where only the liquid crystal is present.

바꾸어 말하면, 유전체 돌기(190)는 상대적으로 상기 액정에 비해서 유전율이 작기 때문에 전기장과의 친화도가 액정보다 작게되므로, 상기 유전체 돌기(190)를 중심으로 전기장의 배열이 일정하게 소정의 각을 이루며 공통전극에서 화소전극으로 진행하게 된다. 즉, 유전체 돌기의 방향과 수직한 방향으로 전기장의 방향이 기울어진다.In other words, since the dielectric protrusion 190 has a relatively low dielectric constant compared to the liquid crystal, the affinity with the electric field is smaller than that of the liquid crystal. Thus, the arrangement of the electric field is constant at a predetermined angle around the dielectric protrusion 190. Proceeding from the common electrode to the pixel electrode. That is, the direction of the electric field is inclined in the direction perpendicular to the direction of the dielectric projection.

여기서, 유전체 돌기는 상기 다수의 화소전극(176)과 공통전극(162)사이마다 소정의 기울기를 가지고 대칭적으로 구성되었기 때문에, 이러한 유전체 돌기의 영향으로 상기 다수의 화소전극(176)과 공통전극(162)간에는 서로 반대방향으로 흐트러지는 프린지필드(fringe field)가 형성된다.Here, since the dielectric protrusions are symmetrically configured with a predetermined slope between the plurality of pixel electrodes 176 and the common electrode 162, the plurality of pixel electrodes 176 and the common electrode are influenced by the dielectric protrusions. Between 162, fringe fields are formed which are distorted in opposite directions.

따라서, 각 전극간에 위치하는 액정은 전기장의 인가에 따라 서로 다른 방향으로 배열하는 제 1, 2 도메인이 형성된다.Therefore, the first and second domains of the liquid crystal positioned between the electrodes are arranged in different directions according to the application of the electric field.

상기와 같이 화소전극(176)과 공통전극(162)을 기준으로 서로 반대방향으로 액정(189)이 배열하는 이유는 액정의 자유도(degree of freedom)는 2가 되기 때문이다.The reason why the liquid crystals 189 are arranged in opposite directions with respect to the pixel electrode 176 and the common electrode 162 as described above is that the degree of freedom of the liquid crystal becomes two.

즉, 초기 액정의 분자 배열방향(즉, 배향방향)이 상기 화소전극(176) 및 공통전극(162)의 연장방향과 동일한 방향이라고 하면, 액정의 자유도는 2가 되기 때문에 좌/우로 배열하게 된다. 이 때, 액정이 좌/우로 배열되게 하는 힘은 상기 유전체 돌기(190)에 의해 흐트러지는 전기장 때문이며, 이 전기장에 의해서 2가지 서로 다른 도메인이 형성되게 되는 것이다.That is, if the molecular alignment direction (ie, the alignment direction) of the initial liquid crystal is the same direction as the extension direction of the pixel electrode 176 and the common electrode 162, the degree of freedom of the liquid crystal becomes 2, so that the liquid crystals are arranged left / right. . At this time, the force causing the liquid crystal to be arranged left / right is due to the electric field disturbed by the dielectric protrusion 190, and two different domains are formed by this electric field.

즉, 다시 설명하면, 초기 배열 방향이 화소전극(176) 및 공통전극(162)과 평행하게 위치하는 액정은 전기장이 인가되면, 전기장의 방향의 수평으로 재배열하게 되는데 이 때, 액정의 회전 방향은 전기장과 이루는 각이 작은 방향으로 회전하게 된다.In other words, the liquid crystal having the initial arrangement direction parallel to the pixel electrode 176 and the common electrode 162 is rearranged horizontally in the direction of the electric field when an electric field is applied. Is rotated in a small direction of the angle with the electric field.

따라서, 유전체 돌기(190)에 의해 전기장과 액정(189)의 초기 배열 방향이 이루는 각이 각각 다르게 되므로, 서로 다른 도메인이 형성되게 된다.Therefore, since the angle formed between the electric field and the initial arrangement direction of the liquid crystal 189 is different by the dielectric protrusion 190, different domains are formed.

이하, 도 11a와 도 11b를 참조하여 상기 유전체 돌기의 구성을 알아본다.Hereinafter, the structure of the dielectric protrusion will be described with reference to FIGS. 11A and 11B.

도 11a와 도 11b는 도 10의 일부를 따라 절단한 단면을 도시한 단면도이다.11A and 11B are cross-sectional views illustrating a cross section taken along a portion of FIG. 10.

도 11a에 도시한 바와 같이, 단일 기판에 공통전극(162)과 화소전극(176)이 절연층을 개재하여 같은 평면상에 구성되며, 상기 유전체 돌기(190)는 상기 공통전극(162)과 화소전극(176)에 걸쳐 형성된다.As shown in FIG. 11A, the common electrode 162 and the pixel electrode 176 are formed on the same plane on the same plane through an insulating layer, and the dielectric protrusion 190 is formed of the common electrode 162 and the pixel. Formed over electrode 176.

반대로, 도 11b에 도시한 바와 같이, 상기 유전체 돌기(190)를 상부기판에 구성하되, 상기 공통전극(162)과 화소전극(176)이 구성된 하부기판에 근접하게 형성하여 제작할 수 있다.On the contrary, as shown in FIG. 11B, the dielectric protrusion 190 may be formed on the upper substrate, but may be formed to be formed close to the lower substrate including the common electrode 162 and the pixel electrode 176.

이때, 도 11c 에 도시한 바와 같이, 상기 유전체 돌기(190)는 액정패널의 상/하기판 사이에 유지되는 갭(gap)(G)만큼의 높이로 구성할 수 있으며, 이러한 경우 액정패널의 갭을 유지하기 위해 사용되는 스페어서(positive)(미도시)를 대신할 수 도 있다.In this case, as shown in FIG. 11C, the dielectric protrusion 190 may be configured to have a height equal to a gap G maintained between the upper and lower substrates of the liquid crystal panel, and in this case, the gap of the liquid crystal panel. It may also be substituted for a positive (not shown) used to maintain.

이와 같은 구성에서 액정은 포지티브형 액정과 네가티브형 액정을 모두 사용할 수 있으며, 이때 액정의 초기배향방향을 다르게 처리하면 된다.In such a configuration, the liquid crystal may use both a positive type liquid crystal and a negative type liquid crystal, in which case the initial alignment direction of the liquid crystal may be treated differently.

도 12a와 도 12b는 각각 포지티브형 액정과 네가티브형 액정의 배향방향을 도시한 도면이다.12A and 12B show the alignment directions of the positive liquid crystal and the negative liquid crystal, respectively.

도 12a는 포지티브형 액정을 사용하고 액정의 초기 배향이 상기 공통전극과 화소전극에 평행한 방향이 되도록 처리하였을 경우, 전압에 따른 액정(189)의 배향상태를 도시하였다.FIG. 12A illustrates the alignment state of the liquid crystal 189 according to the voltage when the positive type liquid crystal is used and the initial alignment of the liquid crystal is processed in a direction parallel to the common electrode and the pixel electrode.

도시한 바와 같이 전압이 인가되면, 상기 공통전극(도 10의 162)과 화소전극 (도 10의 176)에 분포되는 수평전계는 상기 유전체 돌기에 의해 왜곡된 강한 프린지 필드를 형성하여, 상기 포지티브 액정이 공통전극을 중심으로 서로 대칭되는 방향(f,g)으로 각각 회전하게 된다.As shown, when a voltage is applied, a horizontal electric field distributed between the common electrode 162 of FIG. 10 and the pixel electrode 176 of FIG. 10 forms a strong fringe field distorted by the dielectric protrusion, thereby forming the positive liquid crystal. The common electrodes are rotated in the directions f and g which are symmetrical with each other.

따라서, 서로 대칭성을 가지는 2-도메인을 구성할 수 있다.Therefore, two-domains having symmetry with each other can be configured.

도 12b에 도시한 네가티브형 액정을 사용하였을 경우도 도 12a의 경우와 마찬가지로 서로 대칭성을 가지는 2도메인을 구성할 수 있으며, 이때 상기 액정의 배향처리는 상기 화소전극(도 10의 176)과 공통전극(도 10의 162)에 대해 수직하게 처리한다.In the case where the negative liquid crystal shown in FIG. 12B is used, two domains having symmetry can be configured as in the case of FIG. 12A, and the alignment process of the liquid crystal is performed by the pixel electrode (176 of FIG. 10) and the common electrode. The processing is perpendicular to (162 in FIG. 10).

따라서, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 IPS모드 액정표시장치용 어레이기판은 시야각에 대한 색반전 효과를 각각의 도메인이 서로 보상한다. 각각의 도메인이 이러한 광학효과를 보상하므로 계조반전이 없는 영역을 넓힐 수 있다.Accordingly, in the array substrate for the IPS mode liquid crystal display according to the first embodiment of the present invention, the domains compensate each other for the color inversion effect on the viewing angle. Since each domain compensates for these optical effects, it is possible to widen the region without gray scale inversion.

더욱이, 이러한 구조는 기존의 IPS모드 액정표시장치에 비해 액정의 이상배향성이 나타나지 않기 때문에 디스클리네이션이 존재하지 않아 휘도를 개선할 수 있다.In addition, since this structure does not exhibit abnormal alignment of the liquid crystal as compared to the conventional IPS mode liquid crystal display device, there is no disclination, thereby improving luminance.

-- 제 2 실시예 --Second Embodiment

본 발명에 따른 제 2 실시예는 상기 제 1 실시예와는 달리 상기 공통전극과화소전극을 상기 공통배선 및 게이트배선과 평행한 방향으로 서로 엇갈리게 구성하여 멀티도메인(multi-domain)을 유도한 IPS모드 액정표시장치용 어레이기판을 제안한다.According to the second embodiment of the present invention, unlike the first embodiment, the common electrode and the pixel electrode are alternately formed in a direction parallel to the common wiring and the gate wiring to induce a multi-domain IPS. An array substrate for a mode liquid crystal display device is proposed.

이하, 도 13를 참조하여 설명한다.A description with reference to FIG. 13 is as follows.

도 13은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 IPS모드 액정표시장치용 어레이기판의 일부 화소를 도시한 확대 평면도이다.FIG. 13 is an enlarged plan view illustrating some pixels of an array substrate for an IPS mode liquid crystal display according to a second exemplary embodiment of the present invention.

도시한 바와 같이, 공통전극(162)과 상기 화소전극(176)을 상기공통배선(160)및 상기 게이트배선(150)과 평행한 방향으로 서로 엇갈려 구성한다.As illustrated, the common electrode 162 and the pixel electrode 176 are alternately formed in a direction parallel to the common wiring 160 and the gate wiring 150.

즉, 상기 공통배선(160)에서 상기 화소영역(P)을 정의하는 양측의 데이터배선(170)과 평행하게 근접하여 각각 수직으로 분지하고, 상기 수직으로 분지한 공통전극(162)의 양측에 연장 형성되고, 상기 공통배선과 평행한 다수의 수평성분의 공통전극을 형성한다.That is, the common wiring 160 is vertically branched in parallel with each other in parallel with the data wirings 170 on both sides of the pixel region P, and extends on both sides of the vertically branched common electrode 162. And a common electrode having a plurality of horizontal components parallel to the common wiring.

이때, 상기 화소전극(176)은 상기 다수의 수평성분의 공통전극(162)과 소정간격 이격하여 엇갈려 구성한다.In this case, the pixel electrodes 176 are alternately spaced apart from the common electrodes 162 of the plurality of horizontal components by a predetermined interval.

이와 같은 구성에서, 상기 공통전극(162)과 화소전극(176)에 걸쳐 전술한 바아 같은 쉐브론(chevron)형태의 유전체 돌기(190)를 더욱 구성한다.In such a configuration, a chevron type dielectric protrusion 190 is further formed over the common electrode 162 and the pixel electrode 176.

즉, 상기 쉐브론 형태인 "∧"또는 "∨"형태의 돌기를 각각 상기 각 화소전극과 공통전극을 중심으로 대칭적으로 양분되도록 구성한다.That is, the chevron shaped “∧” or “∨” shaped protrusions are configured to be symmetrically divided around the pixel electrode and the common electrode, respectively.

따라서, 상기 각 전극을 중심으로 소정의 기울기를 가지는 유전체 돌기(190)가 대칭적으로 구성되며, 이러한 대칭적인 구성이 화소영역(P)상에 연속적으로 이루어진다. 이러한 구성은 전술한 바와 같이 수평전계를 대칭적으로 왜곡하는 구조이므로, 액정분자(189)를 각각 대칭적으로 회전하게 된다.Accordingly, the dielectric protrusion 190 having a predetermined slope around each of the electrodes is symmetrically configured, and this symmetrical configuration is continuously performed on the pixel region P. FIG. Since this configuration is a structure in which the horizontal electric field is symmetrically distorted as described above, the liquid crystal molecules 189 are rotated symmetrically.

이하 도 14a 와 도 14b를 참조하여 제 2 실시예의 전극구조를 가지는 액정패널의 동작특성을 설명한다.Hereinafter, operation characteristics of the liquid crystal panel having the electrode structure of the second embodiment will be described with reference to FIGS. 14A and 14B.

도 14a는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 기판의 구조를 포함하는 액정패널에서, 액정의 배향방향이 상기 공통전극과 화소전극과 평행하게 처리되고, 포지티브형 액정을 사용하였을 경우를 나타낸다.FIG. 14A illustrates a case in which a liquid crystal panel including a structure of a substrate according to a second embodiment of the present invention is processed in which an alignment direction of liquid crystal is parallel to the common electrode and a pixel electrode, and a positive liquid crystal is used.

도시한 바와 같이, 전압이 인가되었을 경우, 상기 공통전극(도 13의 162)과 화소전극(도 13의 176) 사이에 분포하는 전계는 상기 유전체 돌기에 의해 경사각을 가지는 왜곡된 강한 프린지 필드가 분포되며, 이로 인해 액정은 상기 각 전극을 중심으로 대칭성(h,i)을 가지며 분포하게 된다.As illustrated, when a voltage is applied, the electric field distributed between the common electrode 162 of FIG. 13 and the pixel electrode 176 of FIG. 13 has a strong distorted fringe field having an inclination angle due to the dielectric protrusion. As a result, the liquid crystal has a symmetry (h, i) around each electrode and is distributed.

따라서, 서로 대칭성을 가지는 도메인을 구성할 수 있다.Therefore, domains having symmetry with each other can be configured.

이와 같은 경우는, 도 14b에 도시한 바와 같이 네가티브 액정을 사용하고 액정의 배향방향이 상기 공통전극(도 13의 162)과 화소전극(도 13의 176)에 수직하게 처리되었을 경우에도 적용되며, 전술한 바와 같이 대칭성을 가지고 액정의 배향이 이루어진다.This case also applies to the case where a negative liquid crystal is used as shown in FIG. 14B and the alignment direction of the liquid crystal is processed perpendicular to the common electrode 162 of FIG. 13 and the pixel electrode 176 of FIG. As described above, the alignment of the liquid crystal is achieved with symmetry.

상기 제 1 실시예와 제 2 실시예와는 다른 변형예를 이하 실시예 3에서 설명한다.Modifications different from those of the first and second embodiments will be described in Example 3 below.

-- 제 3 실시예 --Third Embodiment

도 15는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 액정표시장치용 어레이기판의 일부 화소를 도시한 평면도이다.FIG. 15 is a plan view illustrating some pixels of an array substrate for a liquid crystal display according to a third exemplary embodiment of the present invention.

도시한 바와 같이, 본 발명의 제 3 실시예는 상기 유전체 돌기(190)가 각 전극을 중심으로 대칭적으로 구성된 것과는 달리, 화소(P)를 둘 이상의 영역으로 정의하고, 전술한 쉐브론 형태의 유전체 돌기가 두 영역에 걸쳐 위치하도록 한다.As shown, the third embodiment of the present invention defines the pixel P as two or more regions, unlike the dielectric protrusion 190 symmetrically configured around each electrode, and the above-described chevron-type dielectric material. Make sure the projections are located over two areas.

즉. "∧"와 "∨"형태의 유전체 돌기가 좀더 넓은 영역에 걸쳐 구성되며 이러한 형상은 연속적으로 이루어진다.In other words. Dielectric protrusions in the form of "돌" and "∨" are constructed over a wider area and these shapes are continuous.

결과적으로, 각 영역에 위치한 유전체 돌기가 소정의 각으로 대칭적으로 위치하게 된다.As a result, dielectric protrusions located in each region are symmetrically positioned at a predetermined angle.

이와 같은 구성 또한 전술한 제 1 실시예와 제 2 실시예와 동일한 액정패널의 동작특성을 얻을 수 있다.Such a configuration can also obtain operating characteristics of the same liquid crystal panel as those of the first and second embodiments described above.

상술한 바와 같이 본 발명은 각 실시예에서 자세히 설명했듯이 기본적인 개념은 종래 IPS 모드의 액정 표시장치가 시야각에 따라 색변이와 계조반전 등의 시야각에 따른 화질의 불량을 개선하기 위해 액정(189)에 다중 도메인을 형성시켜 서로 각 도메인이 화질을 보상하게끔 하는 것이다.As described above, the present invention, as described in detail in each embodiment, the basic concept is that the conventional liquid crystal display device of the IPS mode is applied to the liquid crystal 189 to improve the poor quality of the image according to the viewing angle, such as color shift and gradation inversion depending on the viewing angle By forming multiple domains, each domain compensates for image quality.

이를 위해 본 발명의 각 실시예에서는 화소전극 또는 공통전극에 "∧"또는 "∨"의 형태가 연속적으로 구성되는 쉐브론 형태의 유전체 돌기를 각각 형성함으로써 각 전극에 인가되는 전기장의 배열을 흐트러트리는 방법을 사용한다.To this end, in each embodiment of the present invention, a method of disrupting the arrangement of electric fields applied to each electrode by forming chevron-type dielectric protrusions each having a continuous shape of "∧" or "∨" on the pixel electrode or the common electrode. Use

상기와 같이 화소전극 및 공통전극에 변화를 주어 전기장의 방향을 왜곡하면, 전기장의 인가에 따라 서로 다른 방향으로 배열하는 적어도 2개의 도메인이 형성되며, 이들 도메인이 시야각에 따른 빛의 복굴절을 보상함으로써, 시야각에 따른 화질의 저하를 개선할 수 있는 장점이 있다.As described above, when the direction of the electric field is distorted by changing the pixel electrode and the common electrode, at least two domains arranged in different directions are formed according to the application of the electric field, and these domains compensate for the birefringence of light according to the viewing angle. Therefore, there is an advantage of improving the deterioration of the image quality according to the viewing angle.

또한, 상술한 제 1, 제 2, 제 3 실시예에서는 상기 유전체 돌기가 액정 보다 유전율이 작은 경우에 관해 설명하였으나, 상기 유전체 돌기는 액정(189)과 유전율이 다른 물질을 사용하면 다중 도메인의 형성에 문제가 없다.In addition, in the above-described first, second, and third embodiments, the case where the dielectric protrusion has a lower dielectric constant than the liquid crystal has been described. However, when the dielectric protrusion uses a material having a different dielectric constant from that of the liquid crystal 189, the formation of multiple domains is performed. There is no problem.

상술한 바와 같이 본 발명의 각 실시예에 따라 액정 표시장치를 제작할 경우 다음과 같은 특징이 있다.As described above, the liquid crystal display according to the exemplary embodiments of the present invention has the following characteristics.

첫째, 종래의 IPS 모드의 액정 표시장치에서는 액정분자가 평면적으로 한 방향으로만 회전함으로 시야각에 따른 색반전의 특성이 존재하였으나, 본 발명에 따른 액정 표시장치에서는 적어도 2개의 서로 다른 반대 방향으로 회전하는 도메인이 형성됨에 따라 시야각에 따른 색반전의 특성을 개선할 수 있는 장점이 있다.First, in the liquid crystal display of the conventional IPS mode, the liquid crystal molecules are rotated in one direction in a plane, so that the color inversion according to the viewing angle exists, but the liquid crystal display according to the present invention rotates in at least two different opposite directions. As the domain is formed, there is an advantage of improving the characteristics of color inversion according to the viewing angle.

둘째, 서로 다른 방향으로 회전하는 두 개의 도메인에 의해 시야각에 따른 계조반전의 특성을 개선할 수 있는 장점이 있다.Second, there is an advantage that can improve the characteristics of grayscale inversion according to the viewing angle by the two domains that rotate in different directions.

Claims (12)

서로 마주보며 대응하는 제 1, 2 기판과;First and second substrates facing each other; 상기 제 1 기판 상에 제 1 방향으로 연장 형성된 제 1 신호배선 및 상기 제 1 신호배선과 교차하며 제 2 방향으로 연장 형성된 제 2 신호배선과;A first signal wire formed on the first substrate in a first direction and a second signal wire extending in a second direction while crossing the first signal wire; 상기 제 1 신호배선 및 제 2 신호배선이 교차하는 부분에 형성되며 상기 제 1, 2 신호배선에서 신호를 인가 받는 박막 트랜지스터와;A thin film transistor formed at a portion where the first signal line and the second signal line cross each other and receive a signal from the first and second signal lines; 상기 제 1 신호배선과 동일한 방향으로 연장되고 제 1 전압을 인가 받는 제3 신호배선과;A third signal wire extending in the same direction as the first signal wire and receiving a first voltage; 상기 제 3 신호배선에서 상기 제 2 방향으로 분기된 다수개의 제 1 전극과;A plurality of first electrodes branched from the third signal line in the second direction; 상기 각 제 1 전극의 사이에 상기 제 2 방향으로 서로 엇갈리게 형성되고, 상기 박막 트랜지스터로부터 상기 제 1 전압에 대응하는 제 2 전압신호를 인가 받는 다수개의 제 2 전극과;A plurality of second electrodes interposed between the first electrodes in the second direction and receiving a second voltage signal corresponding to the first voltage from the thin film transistor; 상기 다수개의 제 1, 2 전극 상에 형성되고,상기 제 1 신호배선 및 제 3 신호배선에 평행하게 "∧" 또는 "∨"형태가 연속하여 구성되고, 연속된 각각은 상/하로 소정간격 이격하여 평행하게 구성된 다수의 유전체 돌기와; It is formed on the plurality of first and second electrodes , "∧" or "∨" shape is formed continuously in parallel to the first signal wiring and the third signal wiring, each successive spaced up and down a predetermined interval A plurality of dielectric protrusions configured in parallel; 상기 제 1, 2 기판 사이에 위치하고 상기 제 1 유전체 돌기와 유전율이 다른 액정A liquid crystal positioned between the first and second substrates and having a different dielectric constant from the first dielectric protrusion 을 포함하는 액정 표시장치.Liquid crystal display comprising a. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 유전체 돌기의 일부분인 "∧" 또는 "∨"형태는 화소전극 또는 공통전극 상에 구성된 액정표시장치.The "∧" or "∧" shape, which is a part of the dielectric protrusion, is formed on the pixel electrode or the common electrode. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 유전체 돌기의 일부분인 "∧" 또는 "∨"형태는 다수의 화소전극과 공통전극을 포함하는 넓은 영역 상에 구성된 액정표시장치.The "∧" or "∧" shape, which is a part of the dielectric protrusion, is formed on a wide area including a plurality of pixel electrodes and a common electrode. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 유전체 돌기는 상기 액정보다 유전율이 작은 액정 표시장치.And the dielectric protrusion has a lower dielectric constant than the liquid crystal. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 유전체 돌기는 상기 액정보다 유전율이 큰 액정 표시장치.And the dielectric protrusion has a higher dielectric constant than the liquid crystal. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 유전체 돌기는 유기물질인 액정 표시장치.The dielectric protrusion is an organic material. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 유전체 돌기는 상부기판에 형성된 액정표시장치.And a dielectric protrusion formed on the upper substrate. 제 6 항에 있어서,The method of claim 6, 상기 유기물질은 포토레지스트, BCB, 아크릴로 구성된 집단에서 선택한 물질인 액정 표시장치.The organic material is a liquid crystal display device selected from the group consisting of photoresist, BCB, acrylic. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제 1 배선은 게이트 배선이고, 상기 제 1 전극은 공통전극인 액정 표시장치.The first wiring is a gate wiring, and the first electrode is a common electrode. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 액정은 유전율 이방성이 양(+)인 포지티브 액정이고 초기 배향방향은 상기 제 2 방향인 액정 표시장치.And the liquid crystal is a positive liquid crystal having a positive dielectric anisotropy and an initial alignment direction is the second direction. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 액정은 유전율 이방성이 음(-)인 네거티브 액정이고 초기 배향방향은 상기 제 1 방향인 액정 표시장치.Wherein the liquid crystal is a negative liquid crystal in which dielectric anisotropy is negative and the initial alignment direction is the first direction. 서로 마주보며 대응하는 제 1, 2 기판과;First and second substrates facing each other; 상기 제 1 기판 상에 제 1 방향으로 연장 형성된 제 1 신호배선 및 상기 제 1 신호배선과 교차하며 제 2 방향으로 연장 형성된 제 2 신호배선과;A first signal wire formed on the first substrate in a first direction and a second signal wire extending in a second direction while crossing the first signal wire; 상기 제 1 신호배선 및 제 2 신호배선이 교차하는 부분에 형성되며 상기 제 1, 2 신호배선에서 신호를 인가 받는 박막 트랜지스터와;A thin film transistor formed at a portion where the first signal line and the second signal line cross each other and receive a signal from the first and second signal lines; 상기 제 1 신호배선과 동일한 방향으로 연장되고 제 1 전압을 인가 받는 제3 신호배선과;A third signal wire extending in the same direction as the first signal wire and receiving a first voltage; 상기 제 3 신호배선에서 상기 제 2 방향으로 분기된 수직패턴과, 상기 수직패턴에서 분기되어 상기 제 3 신호배선에 평행한 다수의 수평패턴으로 구성된 제 1 전극과;A first electrode formed of a vertical pattern branched from the third signal line in the second direction and a plurality of horizontal patterns branched from the vertical pattern and parallel to the third signal line; 상기 각 제 1 전극의 수평패턴 사이에 서로 엇갈리게 형성되고, 상기 박막 트랜지스터로부터 상기 제 1 전압에 대응하는 제 2 전압신호를 인가 받는 다수개의 제 2 전극과;A plurality of second electrodes alternately formed between the horizontal patterns of the first electrodes, and receiving a second voltage signal corresponding to the first voltage from the thin film transistor; 상기 제 1 전극의 수평패턴과 이에 엇갈려 구성되는 다수개의 2 전극 상부에형성되고, 상기 제 2 신호배선에 평행하게 "∧" 또는 "∨"형태가 연속하여 구성되고, 연속된 각각은 좌/우로 소정간격 이격하여 평행하게 구성된 다수의 유전체 돌기와;It is formed on the plurality of two electrodes that are alternate with the horizontal pattern of the first electrode, the "∧" or "∨" shape is formed in parallel to the second signal wiring, each successive left / right A plurality of dielectric protrusions arranged in parallel at a predetermined interval; 상기 제 1, 2 기판 사이에 위치하고 상기 제 1 유전체 돌기와 유전율이 다른 액정A liquid crystal positioned between the first and second substrates and having a different dielectric constant from the first dielectric protrusion 을 포함하는 액정 표시장치.Liquid crystal display comprising a.
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