KR101206406B1

KR101206406B1 - 액정표시장치

Info

Publication number: KR101206406B1
Application number: KR1020060078908A
Authority: KR
Inventors: 김성만; 허명구; 이종환; 이용우; 이홍우; 서진숙
Original assignee: 삼성디스플레이 주식회사
Priority date: 2006-08-21
Filing date: 2006-08-21
Publication date: 2012-11-29
Anticipated expiration: 2026-08-21
Also published as: US20080043191A1; KR20080017612A; US8259274B2; US7564527B2; US20090219477A1

Abstract

제1 및 제2 기판과 그 사이에 개재된 액정층을 포함하는 액정표시장치가 제공된다. 상기 제1 기판상에는 상호 절연되게 교차하는 게이트 라인과 데이터 라인 및 그 상부에 화소 전극이 형성된다. 상기 화소 전극은 상호 이격된 제1 및 제2 부화소 전극과 이들을 연결하는 연결 전극을 포함한다. 상기 제2 기판상에는 공통 전극이 형성되며, 상기 공통 전극은 상기 제1 부화소 전극의 중심에 위치하는 제1 도메인 구분 수단과 상기 제2 부화소 전극의 중심에 위치하는 제2 도메인 구분 수단을 포함한다.

액정, 시야각, 도메인, 절개 패턴, 돌기

Description

액정표시장치{Liquid Crystal Display Apparatus}

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정표시장치의 화소 영역의 일부를 도시한 평면도이다.

도 2a 및 도 2b는 도 1의 액정표시장치의 동작 과정을 설명하는 평면도들이다.

도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 액정표시장치의 화소 영역의 일부를 도시한 평면도이다.

도 4a는 도 3의 제1 부화소 전극의 단부를 상세하게 도시한 평면도이다.

도 4b는 도 3의 연결 전극을 상세하게 도시한 평면도이다.

도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 액정표시장치의 화소 영역의 일부를 도시한 평면도이다.

도 6a 및 도 6b는 본 발명의 제4 및 제5 실시예들에 따른 액정표시장치의 화소 영역의 일부를 도시한 평면도이다.

도 7은 본 발명의 제6 실시예에 따른 액정표시장치의 화소 영역의 일부를 도시한 평면도이다.

도 8은 본 발명의 제7 실시예에 따른 액정표시장치의 화소 영역의 일부를 도시한 평면도이다.

도 9는 본 발명의 제8 실시예에 따른 액정표시장치의 평면도이다.

도 10은 도 9의 Ⅰ-Ⅰ' 라인을 따라 취해진 단면도이다.

도 11은 본 발명의 제9 실시예에 따른 액정표시장치의 평면도이다.

도 12는 도 11의 Ⅱ-Ⅱ' 라인을 따라 취해진 단면도이다.

도 13은 본 발명의 제10 실시예에 따른 액정표시장치의 평면도이다.

도 14는 도 13의 Ⅲ-Ⅲ' 라인을 따라 취해진 단면도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

100 -- 제1 기판 160 -- 화소 전극

200 -- 제2 기판 240 -- 공통 전극

250 -- 도메인 구분 수단 300 -- 액정층

본 발명은 표시장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 액정을 사용하는 액정표시장치에 관한 것이다.

액정표시장치는 액체와 결정의 중간 상태의 물성을 갖는 액정(liquid crystal)을 이용하는 표시장치이다. 액정표시장치에는 두 개의 기판이 구비되며, 상기 액정을 포함하는 액정층은 상기 두 개의 기판 사이에 개재된다. 상기 액정은 상기 두 개의 기판 사이에서 배열되며 전기장이 인가되었을 때 그 배열이 변경된다. 상기 액정은 굴절률 이방성을 가지며 그 배열 상태에 따라 광에 대한 투과도가 달라진다. 따라서, 액정표시장치는 상기 전기장을 조절하여 상기 액정이 영상 정보에 대응되는 광 투과도를 갖도록 제어하면서 영상을 표시한다.

상기 굴절률 이방성으로 인하여 액정표시장치의 시야각이 좁아지게 되며, 영상은 정면에 비해 측면으로 갈수록 왜곡된다. 예컨대, 상기 액정이 정면에 대해 소정 각도로 경사지게 배열된 경우, 액정표시장치의 정면에서 올바른 영상이 표시되더라도 상기 소정 각도에 대응되는 측면에서는 광이 투과되지 못하여 영상이 왜곡되고 화질이 저하될 수 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 시야각을 넓히고 고화질의 영상을 표시하는 액정표시장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치는 제1 기판, 게이트 라인과 데이터 라인, 제1 및 제2 부화소 전극, 제2 기판, 공통 전극 및 액정층을 포함한다. 상기 제1 기판에는 화소 영역이 정의된다. 상기 게이트 라인과 데이터 라인은 상기 제1 기판상에서 상기 화소 영역에 대응되도록 형성되며, 상호 절연되게 교차한다. 상기 제1 및 제2 부화소 전극은 상기 데이터 라인상에서 상기 화소 영역에 위치하도록 형성되며 상호 이격된다. 상기 제2 기판은 상기 제1 기판과 마주본다. 상기 공통 전극은 상기 제2 기판상에 형성되며, 상기 화소 영역을 복수의 도메인으로 구분하고 상호 이격된 제1 및 제2 도메인 구분 수단을 갖는다. 상기 액정층은 상기 제1 및 제2 기판 사이에 개재된다.

상기 제1 도메인 구분 수단은 상기 제1 부화소 전극의 중심에 위치하며 상기 제1 도메인 구분 수단과 상기 제1 부화소 전극은 상기 게이트 라인의 길이 방향에 대해 경사지는 제1 방향으로 신장한다. 상기 제2 도메인 구분 수단은 상기 제2 부화소 전극의 중심에 위치하며 상기 제2 도메인 구분 수단과 상기 제2 부화소 전극은 상기 게이트 라인의 길이 방향을 기준으로 상기 제1 방향에 대칭인 제2 방향으로 신장한다. 또한 상기 제2 도메인 구분 수단의 단부에서 상기 제2 방향으로 연장된 가상선이 상기 제1 부화소 전극의 단부와 교차한다.

이하 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 살펴보기로 한다. 다만 본 발명은 여기서 설명되어지는 실시예들에 한정되지 않고 다양한 형태로 응용되어 변형될 수도 있다. 오히려 아래의 실시예들은 본 발명에 의해 개시된 기술 사상을 보다 명확히 하고 나아가 본 발명이 속하는 분야에서 평균적인 지식을 가진 당업자에게 본 발명의 기술 사상이 충분히 전달될 수 있도록 제공되는 것이다. 따라서 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들로 인해 한정되는 것으로 해석되어서는 안 될 것이다. 또한 하기 실시예와 함께 제시된 도면들에 있어서, 층 및 영역들의 크기는 명확한 설명을 강조하기 위해서 간략화되거나 다소 과장되어진 것이며, 도면상에 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정표시장치의 화소 영역의 일부를 도시한 평면도이다. 다만, 액정표시장치에 있어서 화소 영역은 동일한 구조를 갖는 복수로 형성되므로, 이하의 설명에서는 어느 하나의 화소 영역을 위주로 하여 설명한다.

도 1을 참조하면, 제1 기판(100)과 제2 기판(200)이 구비된다. 제1 기판(100)에는 영상을 표시하는 최소 단위가 되는 화소 영역들이 정의된다. 제1 기판(100)의 각 화소 영역들 마다 화소 전극(160)이 구비된다. 화소 전극(160)은 제1 부화소 전극(161), 제2 부화소 전극(162) 및 연결 전극(163)을 포함한다. 제2 기판(200)에는 화소 전극(160)에 대응되는 공통 전극(240)이 구비되며, 공통 전극(240)은 도메인 구분 수단(250)을 갖는다. 도메인 구분 수단(250)은 제1 도메인 구분 수단(251)과 제2 도메인 구분 수단(252)을 포함한다.

제1 부화소 전극(161)은 제1 방향(D1)으로 신장하며 제2 부화소 전극(162)은 제2 방향(D2)으로 신장한다. 제1 및 제2 방향(D1,D2)은 기준 방향, 예컨대 행 방향에 대해 상호 대칭이며 도 1에 도시된 바와 같이 상호간에 수직인 것이 바람직하다. 제1 도메인 구분 수단(251)은 제1 부화소 전극(161)의 중심에 위치하며, 제1 방향(D1)을 따라 형성된다. 제2 도메인 구분 수단(252)은 제2 부화소 전극(162)의 중심에 위치하며, 제2 방향(D2)을 따라 형성된다.

구체적으로, 제1 부화소 전극(161)은 제1 및 제2 장변(11,12)과 제1 단변(21)을 포함한다. 제1 및 제2 장변(11,12)은 제1 방향(D1)을 따라 서로 마주보며, 제1 단변(21)은 제1 및 제2 장변(11,12)을 연결한다. 또한 제1 단변(21)은 제2 방향(D2)에 대해 평행하며 제1 도메인 구분 수단(251)에 대해 수직이다. 도 1에 도시되지는 않았지만, 제1 단변(21)에 대향되는 제2 단변(도 7의 도면 부호 22 참조)이 더 포함된다.

제2 부화소 전극(162)은 제3 및 제4 장변(13,14)과 제3 단변(23)을 포함한 다. 제3 및 제4 장변(13,14)은 제2 방향(D2)을 따라 서로 마주보며, 제3 단변(23)은 제3 및 제4 장변(13,14)을 연결한다. 제3 단변(23)은 제1 방향(D1)에 대해 평행하며 제2 도메인 구분 수단(252)에 대해 수직이다. 제3 단변(23)은 제1 장변(11)과 서로 마주보며, 제4 장변(14)은 제1 단변(21)과 나란하게 이격되어 있다. 도 1에 도시되지는 않았지만, 제3 단변(23)에 대향되는 제4 단변(도 7의 도면 부호 24 참조)이 더 포함된다.

도 2a를 참조하면, 제1 및 제2 기판(100,200) 사이에 액정(301)이 배열된다. 액정(301)은 장축과 단축이 상이한 타원 형상을 가지며 상기 장축의 방향에 의해 그 배열 방향이 정의된다. 액정(301)은 제1 및 제2 기판(100,200)에 대해 수직한 방향으로 배열된다. 이러한 배열 상태에서 액정(301)은 액정(301)을 투과하는 광에 대해 어떠한 위상 변화도 유발하지 않는다. 제1 및 제2 기판(100,200)의 외부에는 흡수축이 상호간에 수직으로 배치된 편광판(미도시)이 부착된다. 따라서, 광은 상기 제1 기판(100)의 외부에 부착된 편광판을 통과하여 선편광되어 상기 제2 기판(200)의 외부에 부착된 편광판을 통과하지 못하게 되고, 액정표시장치는 블랙 상태가 된다.

도 2b를 참조하면, 액정표시장치의 동작시 화소 전극(160)과 공통 전극(240)에 각각 서로 다른 전압이 인가된다. 화소 전극(160)에는 영상 정보에 따라 변동되는 데이터 전압이 인가되며, 공통 전극(240)에는 일정한 공통 전압이 인가된다. 상 기 데이터 전압과 공통 전압의 차이로 제1 및 제2 기판(100,200)의 사이에 전기장이 형성된다. 상기 전기장에 따라 액정(301)이 제1 및 제2 기판(100,200)에 대해 경사지는 방향으로 배열된다.

이러한 배열 상태에서 액정(301)은 액정(301)을 투과하는 광에 대해 위상 변화를 유발한다. 상기 위상 변화 값은 액정(301)의 경사지는 정도에 따라 달라지며, 상기 경사지는 정도는 상기 전기장의 세기에 따라 조절된다. 상기 제1 기판(100)의 외부에 부착된 편광판을 통과하여 선편광된 광은 액정(301)을 통과하면서 위상 변화가 발생된다. 상기 위상이 변화된 광은 상기 제2 기판(200)의 외부에 부착된 편광판을 통과하고, 외부에 영상이 표시된다.

도메인 구분 수단(250)은 자신을 경계로 하여 그 양측에서 액정(301)의 배열방향을 변화시킨다. 즉, 도메인 구분 수단(250)은 공통 전극(240)의 소정 영역이 절개된 절개 패턴이나 공통 전극(240)상에 형성된 절연성의 돌기로 형성될 수 있는데, 이러한 절개 패턴이나 돌기에는 상기 공통 전압이 인가될 수 없으므로 상기 전기장의 세기나 방향이 변화된다. 상기 변화된 전기장은 대략적으로 도메인 구분 수단(250)을 경계로 하여 그 양측에서 서로 대칭적으로 나타난다.

따라서, 도메인 구분 수단(250)을 경계로 그 양측에서 액정(301)의 배열이 서로 상이하게 된다. 상기 액정(301)의 배열에 따라 화소 영역을 구분하고 각 구분된 영역을 하나의 도메인이라 명명하면, 도메인 구분 수단(250)에 의해 화소 영역은 복수의 도메인으로 구분된다. 상기 복수의 도메인에서 각각 액정(301)이 상이하게 배열되면서, 각 도메인에서 광특성이 보상되어 액정표시장치의 시야각이 넓어진 다.

액정(301)은 대략적으로 평면상에서 도메인 구분 수단(250)에 대해 수직하게 배열되는데, 액정(301)의 배열은 서로 도메인의 경계에서 흐뜨러질 수 있다. 예컨대, 만약 제1 및 제2 도메인 구분 수단(251,252)이 상호간에 연결되어 있다면, 이들이 연결된 영역 근방에서 액정(301)은 제1 도메인 구분 수단(251)과 제2 도메인 구분(252)의 양쪽에서 영향을 받아 어느 한 방향으로 배열되지 못하고 그 배열이 흐뜨러질 수 있다.

본 실시예에 의하면, 제1 및 제2 부화소 전극(161,162)이 상호간에 분리되고, 제1 및 제2 도메인 구분 수단(252,252)은 상기 분리된 제1 및 제2 부화소 전극(161,162) 내부에 분리되게 위치한다. 그 결과, 제1 부화소 전극(161)상의 액정(301)은 제1 도메인 구분 수단(251)에 의해서만 제어되어 제1 방향(D1)에 수직하게 배열될 수 있다. 또한 제2 부화소 전극(162)상의 액정(301)은 제2 도메인 구분 수단(252)에 의해서만 제어되어 제2 방향(D2)에 수직하게 배열된다. 따라서 액정(301)의 배열이 흐뜨러지는 것을 방지하여 고화질의 영상이 표시될 수 있다.

도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 액정표시장치의 화소 영역 일부에 대한 평면도이다. 본 실시예에 있어서, 상기 제1 실시예와 공통적인 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 번호를 사용하였으며, 상기 공통적인 부분에 대한 상세 설명은 생략한다.

도 3을 참조하면, 화소 전극(160)이 형성된 제1 기판(100)과 공통 전극(240)이 형성된 제2 기판(200)이 구비된다. 화소 전극(160)은 제1 부화소 전극(161), 제 2 부화소 전극(162) 및 연결 전극(163)을 포함한다. 공통 전극(240)은 도메인 구분 수단(250)을 갖는다. 도메인 구분 수단(250)은 제1 도메인 구분 수단(251)과 제2 도메인 구분 수단(252)을 포함한다. 제1 및 제2 도메인 구분 수단(251,252)은 폭이 일정하지 않고 그 단부에서 폭이 확장되는 부분을 갖는다.

도 4a를 참조하면, 제1 도메인 구분 수단(251)은 몸체(51), 연결부(52) 및 확장부(53)을 포함한다. 몸체(51)는 제1 도메인 구분 수단(251)에서 대부분의 면적을 차지하는 것으로 제1 방향(D1)을 따라 신장한다. 확장부(53)는 제1 도메인 구분 수단(251)의 단부에 위치하며, 연결부(52)는 몸체(51)와 확장부(53)를 연결한다.

몸체(51)는 제1 폭(w1)을 갖는다. 확장부(52)는 제1 폭(w1) 보다 큰 제2 폭(w2)을 가지며 제1 부화소 전극(161)의 외부에 형성된다. 연결부(52)는 일정한 기울기에 의해 그 폭이 제1 폭(w1)에서 제2 폭(w2)으로 변경된다.

앞서 살핀 바와 같이, 제1 도메인 구분 수단(251)은 절개 패턴이나 돌기로 형성되어 액정(301)의 배열에 영향을 주는데, 이는 화소 전극(160)에도 동일하게 적용된다. 예컨대, 제1 부화소 전극(161)에 있어서 제1 단변(21)은 다른 화소 영역에 속하는 화소 전극과 인접하며, 인접하는 화소 전극 사이 간격은 일종의 절개 패턴으로 볼 수 있다. 따라서, 제1 부화소 전극(161)에 있어서 제1 단변(21)에 인접하는 액정(302)은 제1 단변(21)의 영향으로 제1 방향(D1)으로 배열되려는 경향을 갖는다. 또한 상기 액정(302)은 제1 도메인 구분 수단(251)의 영향으로 제2 방향(D2)으로 배열되려는 경향을 가지며, 이와 같이 상반된 배열 경향으로 인하여 상 기 액정(302)의 배열이 흐뜨러질 수 있다.

본 실시예에 있어서, 연결부(52)는 일정한 기울기를 가지며 상기 액정(302)이 제1 및 제2 방향(D1,D2)의 중간 방향으로 배열되도록 작용한다. 상기 중간 방향은 제1 방향(D1)에 대해 연결부(52)가 기울어진 각도(θ1)에 따라 달라진다. 상기 각도(θ1)는 제1 도메인 구분 수단(251)에 있어서 몸체(51)의 폭(w1)과 제1 단변(21)의 길이의 비에 따라 달라질 수 있다.

예컨대, 제2 폭(w2)과 제1 폭(w1)간 차이의 절반에 해당하는 제1 길이(a)와 몸체(51)에서 제2 장변(12)까지의 제2 길이(b)를 고려한다. 상기 제2 길이(b)가 상기 제1 길이(a)의 대략 두 배 정도일 때, 상기 각도(θ1)는 제1 및 제2 방향(D1,D2)의 중간이 되도록 45°로 설정될 수 있다. 또한 제2 길이(b)가 제1 길이(a)의 두 배 보다 크거나 작을 때는 그 차이에 따라 상기 각도(θ1)는 0 ~ 90°범위내에서 설정될 수 있다.

위와 같이, 제1 도메인 구분 수단(251)의 단부에 경사를 갖는 연결부(52)를 형성함으로써, 상기 연결부(52)가 형성된 영역에서 액정(302)의 배열이 흐뜨러지지 않게 되고 고화질의 영상이 표시될 수 있다.

이상, 제1 부화소 전극(161)을 중심으로 제1 도메인 구분 수단(251)의 단부에 형성된 연결부(52)와 확장부(53)의 작용에 대해 살펴보았다. 상기 연결부(52)와 확장부(53)는 제2 부화소 전극(162)의 제2 도메인 구분 수단(252)에도 동일하게 형성되며 동일한 작용을 한다.

도 4b는 도 3의 연결 전극을 상세하게 도시한 평면도이다.

도 4b를 참조하면, 연결 전극(163)은 제1 및 제2 부화소 전극(161,162)을 전기적으로 연결하여 양자에 동일한 전압이 인가되도록 하는 역할을 한다. 연결 전극(163)은 제1 및 제2 부화소 전극(161,162)을 연결하는데 필요한 최소한의 크기를 가지며, 그 폭이 도메인 구분 수단(250)과 대응되도록 형성될 수 있다. 예컨대, 연결 전극의 폭(w)은 몸체(51)의 폭(w1) 이하이거나 또는 몸체(51)와 확장부(53)의 중간 정도의 폭(w1<w<w2)을 가질 수 있다.

연결 전극(163)과 제3 단변(13)이 이루는 각도(θ2)에 따라 연결 전극(163)의 길이가 달라질 수 있으며, 상기 각도(θ2)는 예각에서 둔각의 범위(예컨대, 10°< θ1 < 170°)를 포함한다. 다만, 연결 전극(163)이 제1 및 제2 부화소 전극(161,162)을 연결하는데 필요한 최소한의 길이를 갖도록, 상기 각도(θ2)는 직각인 것이 바람직하다.

도 5를 참조하면, 화소 전극(160)이 형성된 제1 기판(100)과 공통 전극(240)이 형성된 제2 기판(200)이 구비된다. 화소 전극(160)은 제1 부화소 전극(161), 제2 부화소 전극(162) 및 연결 전극(163)을 포함한다. 공통 전극(240)은 도메인 구분 수단(250)을 갖는다.

제1 부화소 전극(161)은 제1 단변(21)과 제1 및 제2 장변(11,12)을 포함한다. 제2 부화소 전극(162)은 제3 단변(23)과 제3 및 제4 장변(13,14)을 포함한다. 제1 및 제3 단변(21,23)의 각 모서리는 모따기 되어 있다. 상기 모따기된 부분은, 앞선 실시예에서 설명한 도메인 구분 수단(250)의 연결부(52)와 동일한 역할을 한다.

가령, 제1 부화소 전극(161)의 제1 단변(21)과 제1 장변(11)이 만나는 모서리 부분의 액정(303)을 살펴 본다. 상기 액정(303)은 제1 단변(21)의 영향으로 제1 방향(D1)으로 배열하려는 경향과 제1 장변(11)의 영향으로 제2 방향(D2)으로 배열하려는 경향을 갖는다. 그 결과, 상기 액정(303)은 어느 한 방향으로 배열되지 못하고 그 배열이 흐뜨러질 수 있는데, 상기 모따기된 부분은 상기 액정(302)이 제1 및 제2 방향(D1,D2)의 중간 방향으로 배열되도록 작용한다.

상기 모따기된 부분의 형상 및 크기에 대해 살펴본다. 상기 모따기된 부분의 형상은 동일한 역할을 하는 연결부(52)와 대응되게 형성될 수 있다. 예컨대, 상기 모따기된 부분은 연결부(52)와 대응되는 빗변을 가질 수 있다.

이 경우, 제1 단변(21)과 상기 모따기된 빗변(30)이 이루는 각도(θ3)는 제1 방향(D1)에 대해 연결부(52)가 기울어진 각도(θ4)와 대응되며, 상기 각도(θ3)는 제1 단변(21)의 길이에 따라 0 ~ 90°범위내에서 조절될 수 있다. 한편, 제1 단변(21)에서 제2 장변(12)까지의 모따기된 부분의 높이(c)를 고려하면, 상기 높이(c)가 클수록 모따기된 빗변(30)의 길이가 증가된다. 상기 빗변(30)의 길이가 증가될수록 개구율이 감소되므로, 상기 높이(c)에는 일정한 제한이 필요한다. 에컨대, 상기 높이(c)는 제1 단변(11) 길이의 절반 이하의 범위에서 설정되는 것이 바람직하다.

상기한 제1 부화소 전극(161)에서의 모따기된 부분에 대한 것은 제2 도메인 구분 수단(252)에도 동일하게 적용된다. 위와 같이, 제1 및 제2 부화소 전극(161,162)의 단부의 모서리가 모따기됨으로써, 상기 모따기된 영역에서 액정(303)의 배열이 흐뜨러지지 않게 되고 고화질의 영상이 표시될 수 있다.

도 6a를 참조하면, 제2 부화소 전극(162)의 제3 단변(23)의 양 모서리는 모따기되어 있다. 제1 부화소 전극(161)의 제1 장변(21)은 제3 단변(23)에 대응되게 돌출된다. 상기 모따기된 부분과 돌출된 부분은 상호 대응되는 빗변 형상을 갖는다.

상기 모따기된 빗변(41)의 작용은 앞서 제3 실시예에서 설명한 바와 동일하다. 상기 돌출 빗변(42)은 제3 단변(23)이 모따기되면서 감소된 부분의 면적을 보충한다. 따라서, 상기 돌출 빗변(42)은 상기 모따기된 부분만큼 감소된 개구율을 보충하여, 액정표시장치의 전체 개구율을 유지하는 역할을 한다.

상기 모따기된 빗변(41)과 돌출 빗변(42)은 그 형상이나 크기에 있어서 상호 대응된다. 예컨대, 제1 방향(D1)에 대해 상기 돌출 빗변(42)이 경사지는 각도(θ5)와 제2 방향(D2)에 대해 상기 모따기된 빗변(41)이 경사지는 각도(θ6)는 상호간에 일정한 견련성을 갖는다. 즉, 상기한 각도들의 합(θ5+θ6)은 직각이 되며, 바람직하게는 각각의 각도(θ5,θ6)가 45°인 것이 좋다.

도 6b를 참조하면, 제1 장변(11)에서 상기 돌출된 부분의 밑변의 길이(d)는 소정 길이로 제한된다. 상기 길이(d)는 상기 돌출 빗변(42)이 제2 도메인 구분 수 단(252)과 중첩되지 않도록 제한된다. 왜냐하면, 상기 돌출 빗변(42)과 제2 도메인 구분 수단(252)이 중첩되면, 제2 도메인 구분 수단(252)에 의해 제1 화소 전극(161)에서의 액정의 배열에 영향을 미치기 때문이다. 따라서, 상기한 각도(θ5,θ6)가 45°일 때, 상기 길이(d)의 최대값은 제1 단변(21)의 모서리에서 제2 부화소 전극(162)의 몸체(51)까지의 거리(도 6b에 도시) 이하로 제한됨이 바람직하다.

도 7을 참조하면, 제1 부화소 전극(161)은 제1 및 제2 장변(11,12) 그리고 제1 및 제2 단변(21,22)을 포함한다. 제1 및 제2 장변(11,12)은 제1 방향(D1)을 따라 서로 평행하다. 제1 단변(21)은 제2 방향(D2)에 평행하며, 제2 단변(22)은 제3 방향(D3)에 평행하다. 제1 및 제2 방향(D1,D2)은 제3 방향(D3)에 대해 상호간에 대칭이다.

제1 도메인 구분 수단(251)은 제1 방향(D1)으로 신장한다. 제1 도메인 구분 수단(251)의 일 단부는 제1 단변(21)이 형성된 영역에서 제1 단변(21)에 수직이며 그 폭이 확장된다. 제1 도메인 구분 수단(251)의 반대측 단부는 제2 단변(22)이 형성된 영역에서 제2 단변(22)에 평행하며 그 폭이 유지된다.

제1 기판(100)에는 각종 신호를 전달하는 신호 배선(미도시)이 형성되는데, 제2 단변(22)은 제1 부화소 전극(161)에 인접하여 제3 방향(D3)으로 형성된 신호 배선의 방향과 부합되게 형성된 것이다. 이 경우, 상기 신호 배선과 제2 단변(22)사이의 이격 거리를 좁혀서 개구율을 높일 수 있다. 한편, 제1 도메인 구분 수 단(251)의 단부는 제2 단변(22)의 형상과 대응되게 형성된다.

제2 부화소 전극(162)은 제3 및 제4 장변(13,14) 그리고 제3 및 제4 단변(23,24)을 포함한다. 제3 및 제4 장변(13,14)은 제2 방향(D2)을 따라 서로 평행하다. 제3 단변(23)은 제1 방향(D1)에 평행하며, 제4 단변(24)은 제3 방향(D3)에 평행하다.

제2 도메인 구분 수단(252)은 제2 방향(D2)으로 신장한다. 제2 도메인 구분 수단(252)의 일 단부는 제3 단변(23)이 형성된 영역에서 제3 단변(23)에 수직이며 그 폭이 확장된다. 제2 도메인 구분 수단(252)의 반대측 단부는 제4 단변(24)이 형성된 영역에서 제4 단변(24)에 평행하며 그 폭이 유지된다.

제4 단변(24)은 제2 부화소 전극(162)에 인접하는 신호 배선의 방향과 부합되게 형성되며, 제1 도메인 구분 수단(252)의 단부는 제4 단변(24)의 형상과 대응되게 형성된다.

한편, 도메인 구분 수단(250)은 적어도 하나 이상의 노치(notch)(50)를 갖는다. 노치(50)는 도메인 구분 수단(250)의 일부를 오목하게 절개하여 형성한다. 또는 노치(50)는 도메인 구분 수단(250)의 일부를 볼록하게 돌출하여 형성할 수도 있다. 노치(50)는 도메인 구분 수단(250)이 형성된 영역 내부에 있는 액정이 흐뜨러지지 않게 그 배열 방향을 조절하기 위해 설치된다.

도 8을 참조하면, 제1 및 제2 부화소 전극(161)은 장방형의 형상을 갖는다. 제1 및 제2 단변(21,22)은 서로 평행하며 제2 방향(D2)을 따라 형성되며, 제3 및 제4 단변(23,24)은 서로 평행하며 제1 방향(D1)을 따라 형성된다. 제1 도메인 구분 수단(251)은 제1 방향(D1)을 따라 신장하며, 양 단부에서 동일하게 폭이 확장된다. 제2 도메인 구분 수단(252)은 제2 방향(D2)을 따라 신장하며, 양 단부에서 동일하게 그 폭이 확장된다.

따라서, 제1 단변(21)과 이에 대응되는 제1 도메인 구분 수단(251)의 일 단부는, 제2 단변(22)과 이에 대응되는 제1 도메인 구분 수단(252)의 반대측 단부와 동일한 형상을 갖는다. 그 결과, 제1 부화소 전극(161)상의 전 영역에서 액정이 모두 균일하게 배열된다. 마찬가지로 제2 부화소 전극(162)에서도 전 영역에 걸쳐 액정이 균일하게 배열되며, 전체적으로 액정표시장치의 화질이 개선될 수 있다.

도 9는 본 발명의 제8 실시예에 따른 액정표시장치의 평면도이고, 도 10은 도 9의 Ⅰ-Ⅰ' 라인을 따라 취해진 단면도이다.

도 9 및 도 10을 참조하면, 제1 및 제2 기판(100,200)과 그 사이의 액정층(300)이 구비된다. 제1 기판(100)상에는 복수의 게이트 라인(110)과 데이터 라인(140)이 교차하며, 이들에 대응되게 복수의 화소 영역이 정의된다. 복수의 화소 영역들은 반복적인 구조를 가지며, 각 화소 영역에는 박막 트랜지스터(T)와 화소 전극(160)이 구비된다.

데이터 라인(140)은 제1 및 제2 방향(D1,D2)을 따라 대칭적으로 굴곡지게 신장하며, 게이트 라인(110)은 제3 방향(D3)으로 곧게 신장한다. 제1 및 제2 방향(D1,D2)은 제3 방향(D3)에 대해 상호 대칭이다.

박막 트랜지스터(T)는 게이트 전극(111), 소오스 전극(141) 및 드레인 전극(142)을 포함한다. 게이트 전극(111)은 제1 기판(100)상에 형성되며, 게이트 전극(111)은 게이트 라인(110)으로부터 분기되어 형성된다. 게이트 전극(111)은 제1 기판(100)의 전면을 덮는 게이트 절연막(120)에 의해 절연된다. 게이트 전극(111)이 형성된 영역의 게이트 절연막(120)상에는 반도체 패턴(130)이 형성된다. 반도체 패턴(130)은 진성 반도체로 이루어진 액티브 패턴(131)과 불순물이 도핑된 반도체로 이루어진 오믹 콘택 패턴(132)을 포함한다. 오믹 콘택 패턴(132)는 두 부분으로 분리되며, 상기 분리된 부분을 따라 소오스 전극(141)과 드레인 전극(142)이 형성된다. 소오스 전극(141)은 데이터 라인(140)으로부터 분기되며, 드레인 전극(142)은 소오스 전극(141)으로부터 이격된다.

소오스 전극(141)과 드레인 전극(142)상에는 보호막(151)이 제1 기판(100)의 전면을 덮도록 형성된다. 보호막(151)은 무기물, 예컨대 실리콘 질화막으로 형성될 수 있다. 보호막(151)은 드레인 전극(142)을 노출하는 콘택홀(155)을 갖는다. 보호막(151)상에는 화소 전극(160)이 형성되고, 화소 전극(160)은 콘택홀(155)을 통하여 드레인 전극(142)과 전기적으로 연결된다.

제2 기판(200)상에는 차광막 패턴(210), 컬러 필터(220), 오버코트막(230) 및 공통 전극(240)이 형성된다. 차광막 패턴(210)은 화소 영역의 경계 및 박막 트랜지스터(T)에 대응되는 영역에 형성되어, 화소 영역의 경계에서 광을 차단한다. 컬러 필터(200)는 차광막 패턴(210)상에 형성되며, 광의 삼원색에 해당하는 적색, 녹색 및 청색의 광을 필터링하여 컬러 영상을 표시한다. 오버코트막(230)은 차광막 패턴(210)과 컬러 필터(220)에 의해 제2 기판(200) 표면이 단차지는 것을 평탄화한다. 오버코트막(230)은 또한 컬러 필터(220)를 보호하는 역할도 수행한다. 오버코트막(230)상에는 공통 전극(240)이 형성되며, 공통 전극(240)은 소정 영역이 절개되어 형성된 도메인 구분 수단(250)을 갖는다.

평면상에서 볼 때, 화소 전극(160)은 제6 실시예에서 살핀 것과 동일한 형상을 갖는다. 즉, 제1 방향(D1)으로 신장하는 제1 부화소 전극(161)과 제2 방향(D2)으로 신장하는 제2 부화소 전극(162)을 포함한다. 제1 및 제2 부화소 전극(161,162)의 단부는 게이트 라인(110)과 인접하는 영역에서 제3 방향(D3)으로 형성된다. 제1 및 제2 부화소 전극(161,162)이 상호간에 비대칭이며, 게이트 라인(110)을 사이에 두고 인접하는 두 개의 화소 전극(160)은 게이트 라인(110)에 대해 거울상 대칭이 된다.

액정표시장치의 동작시, 게이트 라인(110)으로 게이트 신호가 전송되어 박막 트랜지스터(T)가 턴 온된다. 데이터 라인(140)으로는 영상 정보에 대응되는 데이터 신호가 전송되며 박막 트랜지스터(T)를 통하여 화소 전극(160)에 데이터 전압이 인가된다.

상기 데이터 신호가 전송되면서, 데이터 라인(140)으로부터 전기장이 발생되며 이 또한 액정의 배열에 영향을 줄 수 있다. 도 9에 도시된 바와 같이, 화소 전극(160)과 데이터 라인(140)이 동일한 방향으로 신장하면, 데이터 라인(140)과 도메인 구분 수단(250)이 서로 나란하게 된다. 이 경우, 상기 데이터 라인(140)에서 발생하는 전기장이 상기 도메인 구분 수단(250)에서 액정을 배열하는 방향과 동일 한 방향으로 작용한다. 따라서, 전기장이 인가되었을 때 액정이 신속하게 배열될 수 있어 액정표시장치의 동작 속도가 향상된다.

도 11은 본 발명의 제9 실시예에 따른 액정표시장치의 평면도이고, 도 12는 도 11의 Ⅱ-Ⅱ' 라인을 따라 취해진 단면도이다.

도 11 및 도 12를 참조하면, 제1 및 제2 기판(100,200)과 그 사이의 액정층(300)이 구비된다. 화소 전극(160)은 제7 실시예에서 살핀 것과 동일한 형상을 갖는다. 데이터 라인(140)은 게이트 라인(110)과 수직으로 곧게 형성되며, 그에 따라 데이터 라인(140)의 길이가 감소되어 저항을 낮출 수 있다.

제1 기판(100)의 전면에는 보호막(151,152)이 형성되어 소오스 전극(141)과 드레인 전극(142)을 덮는다. 보호막(151,152)은 이중막으로 무기막(151)과 유기막(152)을 포함한다. 유기막(152)은 수 마이크로 미터 정도로 두껍게 형성되어 소오스 전극(141)에서 화소 전극(160)까지의 수직 이격 거리를 증가시킨다. 소오스 전극(141)은 데이터 라인(140)에서 분기되므로, 유기막(152)에 의해 데이터 라인(140)으로부터 화소 전극(160) 까지의 수직 이격 거리가 증가된다.

제2 기판(200)상에는 공통 전극(240)이 형성된다. 공통 전극(240)은 절연성의 돌기로 형성된 도메인 구분 수단(250)을 갖는다.

도 11에 도시된 바와 같이, 데이터 라인(140)은 화소 영역 내부에서 화소 전극(160)과 중첩된다. 상기 데이터 라인(140)과 화소 전극(160)이 상하로 중첩되므로 상기 데이터 라인(140)과 화소 전극(160)이 커플링된다. 따라서, 데이터 라인(140)으로 전송되는 데이터 신호에 의해 화소 전극(160)에 인가되는 데이터 전압 이 왜곡될 수 있다. 유기막(152)은 데이터 라인(140)으로부터 화소 전극(160)까지의 이격을 증가시키며, 상기 커플링을 차단하여 상기 데이터 전압이 왜곡되는 것을 방지한다.

도 13은 본 발명의 제10 실시예에 따른 액정표시장치의 평면도이고, 도 14는 도 13의 Ⅲ-Ⅲ' 라인을 따라 취해진 단면도이다.

도 13 및 도 14를 참조하면, 제1 기판(100)에는 유지 전극(112)이 형성된다. 유지 전극(112)은 그 상부의 화소 전극(160)과 중첩되어 유지 축전기를 형성한다. 상기 유지 축전기는 상기 데이터 전압을 일정 주기 동안 유지하는 역할을 한다.

유지 전극(112)은 광을 차단하는 도전성막으로 형성되며, 유지 전극(112)이 형성된 영역의 면적만큼 개구율이 감소될 수 있다. 본 실시예에서, 유지 전극(112)은 화소 영역의 경계에서 제1 및 제2 방향(D1,D2) 방향으로 신장하면서 화소 전극(160)과 대응되는 형상을 갖는다. 즉, 유지 전극(112)은 화소 영역 경계의 차광막 패턴(210)으로 커버되는 부분에 형성되어, 유지 전극(112)으로 인한 개구율 감소를 최소로 할 수 있다.

유지 전극(112)상에는 게이트 절연막(120)과 보호막(151)이 형성된다. 보호막(151)상에는 컬러 필터(220)가 형성된다. 컬러 필터(220)는 각 화소 영역마다 교대로 배치된 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 조합에 의해 컬러 영상을 표시한다. 또한 컬러 필터(220)는 제1 기판(100)에 형성되어, 데이터 라인(140)과 화소 전극(160)간 수직 이격 거리를 증가한다. 이로써 컬러 필터(220)는 상기 제9 실시예에서의 유기막(152)을 사용하지 않고도 데이터 라인(140)과 화소 전극(160)간 커플 링을 방지할 수 있다. 다만, 컬러 필터(220)상에는 보호 기능을 강화하기 위해 유기막(152)이 추가될 수 있다.

이상 예시적인 관점에서 몇 가지 실시예를 살펴보았지만, 해당 기술 분야의 통상의 지식을 갖는 당업자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

상기한 실시예들에 따르면, 액정을 여러 방향으로 배열하여 시야각이 넓어지는 효과가 있다. 또한 액정이 서로 상이한 방향으로 배열되는 영역간 경계에서도, 액정이 방향성을 갖고 배열되어 액정표시장치의 동작 속도가 향상되는 효과가 있다.

Claims

화소 영역이 정의된 제1 기판;

상기 제1 기판상에서 상기 화소 영역에 대응되도록 형성되며, 상호 절연되게 교차하는 게이트 라인과 데이터 라인;

상기 데이터 라인상에서 상기 화소 영역에 위치하도록 형성되며 상호 이격된 제1 및 제2 부화소 전극;

상기 제1 기판과 마주보는 제2 기판;

상기 제2 기판상에 형성되며, 상기 화소 영역을 복수의 도메인으로 구분하고 상호 이격된 제1 및 제2 도메인 구분 수단을 갖는 공통 전극; 및

상기 제1 및 제2 기판 사이에 개재된 액정층을 포함하고,

상기 제1 도메인 구분 수단은 상기 제1 부화소 전극의 중심에 위치하며 상기 제1 도메인 구분 수단과 상기 제1 부화소 전극은 상기 게이트 라인의 길이 방향에 대해 경사지는 제1 방향으로 신장하고,

상기 제2 도메인 구분 수단은 상기 제2 부화소 전극의 중심에 위치하며 상기 제2 도메인 구분 수단과 상기 제2 부화소 전극은 상기 게이트 라인의 길이 방향을 기준으로 상기 제1 방향에 대칭인 제2 방향으로 신장하고,

상기 제2 도메인 구분 수단의 단부에서 상기 제2 방향으로 연장된 가상선이 상기 제1 부화소 전극의 단부와 교차하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제 1항에 있어서,

상기 가상선과 중첩되는 영역에 형성되며, 상기 제1 및 제2 부화소 전극을 연결하는 연결 전극을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제 2항에 있어서,

상기 연결 전극에 연결된 상기 제2 부화소 전극의 단변은 상기 연결 전극에 연결된 상기 제1 부화소 전극의 장변과 마주보며, 상기 제1 부화소 전극의 장변과 연결된 상기 제1 부화소 전극의 단변은 상기 제2 방향과 평행하고 상기 제2 부화소 전극의 단변은 상기 제1 방향과 평행한 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제 3항에 있어서,

상기 제1 및 제2 부화소 전극의 단변은 각각 상기 제1 및 제2 도메인 구분 수단과 직교하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제 1항에 있어서,

상기 제1 및 제2 도메인 구분 수단은 상기 공통 전극이 절개된 절개 패턴인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제 1항에 있어서,

상기 제1 및 제2 도메인 구분 수단은 상기 공통 전극상에 형성된 돌기인 것 을 특징으로 하는 액정표시장치.
제 2항에 있어서,

상기 제1 부화소 전극은,

상기 제1 방향과 평행하며 상기 연결 전극에 연결되는 제1 장변;

상기 제1 장변과 마주보는 제2 장변;

상기 연결 전극이 형성된 영역과 인접하는 영역에서, 상기 제2 방향과 평행하고 상기 제1 및 제2 장변을 연결하는 제1 단변; 및

상기 제1 및 제2 장변을 연결하고 상기 제1 단변에 대향되는 제2 단변을 포함하고,

상기 제2 부화소 전극은,

상기 제2 방향과 평행하며 서로 마주보는 제3 및 제4 장변;

상기 연결 전극이 형성된 영역과 인접하는 영역에서, 상기 제1 방향과 평행하고 상기 제3 및 제4 장변을 연결하며 상기 제1 장변과 마주보는 제3 단변; 및

상기 제3 및 제4 장변을 연결하고 상기 제3 단변에 대향되는 제4 단변을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제 7항에 있어서,

상기 제2 및 제4 단변은 각각 상기 제1 및 제3 단변과 평행한 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제 7항에 있어서,

상기 제2 및 제4 단변은 상기 게이트 라인과 평행한 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제 7항에 있어서,

상기 데이터 라인은 상기 게이트 라인과 수직한 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제 7항에 있어서,

상기 데이터 라인은 상기 제1 및 제2 부화소 전극을 따라 제1 및 제2 방향으로 굴곡지는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제 4항에 있어서,

상기 연결 전극은 상기 제1 및 제2 도메인 구분 수단 보다 좁은 폭을 갖는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제 12항에 있어서,

상기 연결 전극은 상기 제2 도메인 구분 수단의 단부와 평면상에서 부분적으로 중첩되며 상기 제2 방향과 평행한 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제 12항에 있어서,

상기 제1 및 제2 도메인 구분 수단은 각각,

제1 폭을 갖는 몸체;

상기 제1 및 제2 부화소 전극이 인접하는 영역에서 상기 제1 폭 보다 큰 제2 폭을 갖는 확장부; 및

상기 몸체와 상기 확장부를 연결하며 그 폭이 상기 제1 폭에서 상기 제2 폭으로 변동되는 연결부를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제 14항에 있어서,

상기 제1 및 제2 도메인 구분 수단의 확장부는 각각 상기 제1 및 제2 부화소 전극의 외부에 위치하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제 14항에 있어서,

상기 연결부의 두께는 상기 제1 및 제2 부화소 전극의 단변 길이의 절반 이하인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제 14항에 있어서,

상기 연결 전극이 형성된 영역과 인접하는 영역에서, 상기 제1 부화소 전극의 단변과 상기 제2 부화소 전극의 단변은 그 모서리가 모따기되어 있는 것을 특징 으로 하는 액정표시장치.
제 17항에 있어서,

상기 모따기 된 빗변과 상기 연결부는 서로 대응되는 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제 14항에 있어서,

상기 연결 전극이 형성된 영역과 인접하는 영역에서, 상기 제2 부화소 전극은 모따기되어 있으며 상기 제1 부화소 전극은 상기 모따기된 빗변과 대응되는 형상을 갖는 돌출 빗변을 갖는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제 19항에 있어서,

상기 모따기된 빗변 및 상기 돌출 빗변은 각각 상기 제1 및 제2 방향에 대해 각각 45°로 경사지는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제 1항에 있어서,

상기 제1 및 제2 부화소 전극과 평면상에서 부분적으로 중첩되며, 상기 제1 기판상에서 상기 제1 및 제2 부화소 전극 사이의 이격된 영역에 위치하고, 상기 제1 및 제2 방향을 따라 굴곡지게 형성된 유지 전극을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.