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KR980010539A - 화질이 개선된 인플레인형 액정 디스플레이 장치 - Google Patents

화질이 개선된 인플레인형 액정 디스플레이 장치 Download PDF

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KR980010539A
KR980010539A KR1019970032366A KR19970032366A KR980010539A KR 980010539 A KR980010539 A KR 980010539A KR 1019970032366 A KR1019970032366 A KR 1019970032366A KR 19970032366 A KR19970032366 A KR 19970032366A KR 980010539 A KR980010539 A KR 980010539A
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KR
South Korea
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liquid crystal
display device
common electrode
respect
ladder
Prior art date
Application number
KR1019970032366A
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KR100307984B1 (ko
Inventor
데루아끼 스즈끼
시니찌 니시다
마사요시 스즈끼
다까히꼬 와따나베
마꼬또 와따나베
Original Assignee
가네꼬 히사시
닛뽕덴끼 가부시끼가이샤
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Publication date
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Publication of KR980010539A publication Critical patent/KR980010539A/ko
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Publication of KR100307984B1 publication Critical patent/KR100307984B1/ko

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Abstract

두 개의 제1평행측과 두 개의 평행측 사이에 복수개의 제1가로대를 갖는 사다리형 소오스전극(S) 및 두 개의 제2평행측과 제2평행측 사이에 복수개의 제2가로대를 갖는 사다리형 공통전극(CE)을 포함하는 인플레인(in­plain)액정 디스플레이 장치에 있어서, 사다리형 소오스전극 및 사다리형 공통전극은 복수개의 부화소 영역으로 분할되는 한 개의 화소영역을 한정한다. 각각의 부화소 영역은 제1평행측, 한 개의 제1가로대, 한 개의 제2평행측 및 한 개의 제2가로대에 의해 구분된다.

Description

화질이 개선된 인플레인형 액정 디스플레이 장치
본 발명은 인플레인형 액정 디스플레이 (LCD) 장치에 관한 것이다.
인플레인 LCD 장치에서, 액정은 기판에 대해 평행하게 형성되는 전계의 의해 구동된다.
종래기술 1의 인플레인형 LCD 장치는 서로 인터리브되어, 그 사이에서 수평한 전계를 형성시키는 빗형 소오스전극 및 빗형 공통전극을 포함한다. 결과적으로, 액정분자는 수평 전계에 의해 임의의 방향으로 회전된다(미국 특허 제3,807,831 ＆JP－A－56－91277 참조). 이것은 이후에 상세하게 설명된다.
종래기술 1의 LCD에서, 소오스전극과 공통전극의 빗형태 부분의 상부 및 저부 주위에서 생성된 전계는 방사상으로 배치된다. 결국, 토크가 반대방향에서 약간의 액정분자에 인가된다. 그러므로, 약간의 액정분자가 반대방향으로 회전되어, 비정상 도메인(어두운 도메인)을 생성한다. 또한, 이 경우에, 디스크리메이션(discrimation)또는 경계면이 비정상 도메인(어두운 도메인)과 정상 도메인(밝은 도메인)사이에서 생성되며, 그러한 경계면은 제어될 수 없으며, 그러므로 비안정적이다.
종래기술 2의 인플레인형 LCD장치(JP－A－7－36058 참조)에서, 소오스전극의 일부 및 공통전극의 일부가 확대되어 상기 비정상 도메인을 억제한다. 이것도 또한 이후에 설명할 것이다. 하지만, 본 발명자는 종래기술 2의 LCD장치는 비정상 도메인의 감소를 결코 보여주지 않는다는 것을 발견하였다.
종래기술 3의 인플레인형 LCD장치(JP－A－7－36058 참조)에서, 소오스전극 및 공통전극은 둘다 사다리형이다. 또한, 소오스전극은 절연층에 의해 공통전극으로부터 고립된다. 소오스전극은 공통전극상에 부분적으로 겹쳐져서, 그 사이의 커패시턴스를 증가시킨다. 결국, 개구수가 증가될 수 있으며, 전압 보유특성이 개선될 수 있다. 또한, 단락회로 및 소오스전극과 공통전극의 해체가 회피되어, 제조수율을 증가시킬 수 있다. 이것도 또한 이후에 상세하게 설명하기로 한다. 하지만, 종래기술 3의 LCD 장치에서도, 소오스전극과 공통전극의 에지부 주위에서 생성된 전계는 방사상이다. 결국, 액정분자가 반대방향으로 회전되어, 비정상 도메인(어두운 도메인)을 생성한다.
또한, 종래기술 4의 인플레인형 LCD 장치는 TN형 LCD 장치(WO 91／10936에 대응하는JP－A－5－505247 참조)에 비해 가시각 특성을 개선시킨다. 하지만, 이 종래기술4의 인플레인형 LCD 장치는 빗형 전극을 가져 상기한 비정상 도메인을 행성하여, 화질을 저하시킨다.
본 발명은 목적은 고화질의 인플레인형 LCD 장치를 제공하는 것이다.
도1은 종래기술 1의 인플레이형 LCD장치의 평면도.
도2a 및 도2b는 도1의 액정 분자의 회전을 도시하는 도면.
도3 및 도4는 도1의 장치에서 비정상 도메인의 생성을 도시하는 사진.
도5는 도1의 장치의 전압 대 광 투과율 특성을 도시하는 그래프.
도6a 내지 도6h는 종래기술 2의 인플레인형 LCD장치를 도시하는 평면도.
도7은 종래기술 3의 인플레인형 LCD장치를 도시하는 평면도.
도8은 도7의 장치에서 비정상 도메인의 생성을 도시하는 사진.
도9는 본 발명에 따른 인플레인형 LCD장치의 실시예1의 평면도.
도10은 도9의 선Ⅰ－Ⅰ'를 따르는 단면도.
도11은 도9의 장치의 동작을 설명하는 평면도.
도12는 도11의 선Ⅰ－Ⅰ'를 따르는 단면도.
도13a 및 도13b는 도11의 액정분자의 회전을 도시하는 도면.
도14는 도9의 장치의 단순한 일 예를 도시하는 평면도.
도15는 도14의 장치에서 비정상 도메인의 생성을 도시하는 사진.
도16은 본 발명에 따른 인플레인형 LCD장치의 실시예 2를 도시하는 평면도.
도17은 본 발명에 따른 인플레인형 LCD 장치의 실시예 3을 도시하는 평면도.
도18은 본 발명에 따른 인플레인형 LCD 장치의 실시예 4를 도시하는 평면도.
도19a 및 도19b는 도18의 액자분자의 회전을 설명하는 도면.
도20은 본 발명에 따른 인플레인형 LCD 장치의 실시예 5를 도시하는 평면도.
도21은 도20의 장치의 부분 확대도.
도22는 도9의 장치의 변형을 도시하는 평면도.
본 발명에 따라, 두 개의 제1평행측 및 제1평행측 사이에서 복수개의 제1가로대를 갖는 사다리형 소오스전극과 두 개의 제2평행측 및 제2평행측 사이에서 복수개의 제2가로대를 갖는 사다리형 공통전극을 포함하는 인플레인형 액정 디스플레이 장치에 있어서, 사다리형 소오스전극 및 사다리형 공통전극은 복수개의 부화소 영역으로 나뉘어지는 한 개의 화소영역을 정의한다. 각각의 부화소 영역은 한 개의 제1평행측, 한 개의 제1가로대, 한 개의 제2평행측, 및 한 개의 제2가로대에 의해 구분된다.
본 발명은 첨부도면을 참조하여, 종래기술과 비교하는 이하의 기재로부터 더욱 명백하게 이해될 것이다.
바람직한 실시예의 기재에 앞서, 종래의 인플레인형 LCD 장치는 도1, 도2a, 도2b, 도3, 도4, 도5, 도6a 내지 도6h, 도7 및 도8을 참조하여 설명될 것이다.
종래기술 1의 인플레인형 LCD 장치(JP－A－56－91277 참초)를 도시하는 도1에서, 주사 버스선이라고도 불리우는 GLi와 같은 복수개의 게이트 버스선이 서로 평행하게 배열된다. 또한, 신호 버스선이라고도 불리우는 DLi와 같은 복수개의 드레인 버스선이 서로에 대해 평행하게 배열된다. 드레인 버스선은 게이트 버스선과 수직이다.
Qij와 같은 복수개의 박막 트랜지스터 (TFT)가 게이트 버스선과 드레인 버스선 사이의 각 교차점에 설치된다. TFT(Qij)는 게이트 버스선(GLi)에 접속된 게이트전극과 드레인 버스선 (DLj)에 의해 형성된 드레인전극 및 소오스전극(S)을 갖는다. 또한, 공통전극(CE)은 소오스전극(S)에 대향한다.
소오스전극(S)과 공통전극(CE)은 빗형태이며, 소오스전극(S)은 공통전극(CE)과 인터리브된다. 즉, 공통전극(CE) 과 게이트 버스선 사이의 기생 커패시턴스와 공통전극(CE)과 드레인 버스선 사이의 기생 커패시턴스가 감소될 수 있다.
또한, 양의 이방성 유전상수를 갖는 네마틱 액정 재료가 예를 들면, 두 개의 투명기판(도시하지 않음)사이에 삽입된다. 이 경우에, 액정분자(M)의 초기 방위각(φLC)은 45°≤φLC＜90°이다. 도2a 및 도2b에 도시된 바와 같이, 방위각은 소오스전극(S)과 공통전극(CE)의 빗형태부분에 수직인 방향에 대해 액정 분자(M)의 광축(수직방향)에 의해 한정된다.
소오스전극(S)과 공통전극(CE)사이에 전압이 인가되지 않을 경우, 액정 분자(M)의 방위각은 유한하다(＝φLC).
반면에, 소오스전극(S)과 공통전극(CE)사이에 전압이 인가될 경우, 전계(E1)가 소오스전극(S)과 공통전극(CE)의 빗형태 부분에 수직으로 발생된다. 결국, 토크가 액정분자(M)에 인가되어, 액정분자(M)가 전계E1)와 평행하게 된다. 이 경우에, 액정분자(M)가 기판의 배향층에서 고정되므로, 기판과는 별도로 액정분자(M)의 중심부반이 변형, 즉 뒤틀리게 된다. 또한, 일반적으로, 액정분자(M)의 뒤틀린 각도는 그의 초기 방위에 의존하며, 뒤틀린 각도의 양은 전계(E1)에 의존한다. 즉, 액정(M)는 도2a뿐만 아니라 도1에서 R1으로 지시된 바와 같이 시계방향으로 회전된다.
즉, 전계의 존재 또는 부재는 액정분자(M)의 방위각(φLC)을 변화시켜, 입사광의 편광판이 액정 물질의 복굴절 특성에 의해 변화된다. 이 경우에, 전압의 부재는 광의 투과를 금지하여 어두운 상태를 구현한다. 이와 반대로, 전압의 존재는 광의 투과를 허용하여 밝은 상태를 구현한다.
하지만, 도1의 장치에서, 소오스 전극(S)과 게이트전극(CE)의 빗형태 부분의 상부 및 저부에서 발생된 전계는 방사상이다. 결국, 토크는 반시계 방향으로 액정분자(M)의 일부하에서 실행된다. 그러므로, 액정분자(M)의 일부는 도2b 및 도1에서 R2로 지시된 바와 같이 반시계 방향으로 회전되어, 도3에 도시된 바와 같이, 비정상 도메인(어두운 도메인)을 생성한다. 또한, 이 경우에, 디스크리메이션 또는 경계면이 비정상 도메인(어두운 도메인)과 정상 도메인(밝은 도메인)사이에서 생성되므로, 그러한 경계면은 제어될 수 없으며, 그러므로 비안정적이다.
도3에서, 5V의 전압이 소오스전극(S)과 공통전극( CE)사이에 인가된다. 이 전압이 10V로 증가될 경우, 비정상 도메인은 도4에 도시된 바와 같이 성장된다. 그러한 비정상 도메인은 화질을 저하시킨다.
반면에, 도3은 전극(S 및 CE )의 폭 및 간격이 3㎛ 및 10㎛이며, 액정부낮의 유전 이방성이 0.6이며, 액정재료의 복굴절률 이방성이 0.27인 전압대 광 투과율 특성을 도시한다. 또한, 폴리이미드로 이루어진 배향층이 사용되어 종래 러빙처리에 의해 약2°낸지 3°의 프리틸트(pretilt)각도가 주어진다. 인가된 전압이 6V보다 높게 될 경우, 도6은 비정상 도메인이 발생되는 것을 도시한다. 인가전압은 주변회로등의 초기 동작으로 인해 6V이상일 수 있다. 즉, 비정상 도메인이 쉽게 생성될 수 있다고 고려된다.
또한 소오스전극(S)과 공통전극(CE)사이에 인가된 전압이 0V로 되돌아가게 된다면, 비정상 도메인이 지체되며, 하지만, 그 후, 전압이 다시 소오스 전극(S)과 공통전극(CE)사이에서 인가된다면, 비정상 도메인은 더욱 잘 성장되어, 화질을 또한 저하시킨다. 예를들면, 장치가 하루이상 오프상태일 경우에도, 화질은 회복될 수 없다.
제2종래기술의 인플레인형 LCD장치(JP－A－7－36058 참조)를 도시하는 도6a내지 도6h에서, 소오스전극(S)의 일부 및 공통전극(CE) 의 일부가 확대되어 상기 비정상 도메인을 억제한다. 하지만, 발명자는 도6a내지 도6h에 도시된 어떤 장치도 비정상 도메인의 감소를 보여주지 않는다는 것을 발견하였다.
종래기술 3의 인플레인형 LCD장치(JP－A－7－36058참조)를 도시하는 도7에서, 소오스전극(S)과 공통전극(CE)은 둘다 사다리형태이다. 또한, 소오스전극은 절연층(도시하지 않음)에 의해 공통전극(CE)으로부터 고립된다. 소오스전극(S)은 공통전극(CE)상에서 부분적으로 겹쳐져서, 그 사이의 커패시턴스를 증가시킨다. 결국, 개구수가 증가될 수 있으며, 전압 보유특성이 개선될 수 있다. 또한, 단락회로 및 소오스전극(S)과 공통전극(CE)의 비접속이 회피되어, 수득률을 증가시킨다.
하지만, 도7의 장치에서도, 소오스전극(S)과 공통전극(CE)의 에지부 주위에서 발생된 전계는 방사상이다. 결국, 약간의 액정분자(M)가 도7에서 R2로 지시되는 바와 같이 반시계 방향으로 회전되어, 소오스전극(S) 과 공통전극(CE)사이에서 5V의 전압이 인가되는 도8에 도시된 바와 같이 비정상 도메인(어두운 도메인)을 생성한다. 그러한 비정상 도메인은 화질을 저하시킨다. 도8에서, 한 개의 사각 화소가 삼색 성분(R, G, B)에 의해 이루어진다.
또한, 종래기술4의 인플레인형 LCD장치는 TN형 LCD장치(제 91／10936에 대응하는 JP－A－5－505247 참조)에 비해 시야각 특성을 개선시킨다. 하지만, 종래기술4의 인플레인형 LCD장치는 빗형 전극을 가져 상기한 비정상 도메인을 생성하여 화질을 저하시킨다.
도9는 본 발명의 실시예1을 도시하는 평면도이며, 도10은 도9의 선Ⅰ－Ⅰ'를 따르는 단면도이다.
도9에서, 도7에서와 동일한 방법으로, 소오스전극(S)과 공통전극(CE)이 절연층(도시되지 않음)에 의해 0공통전극(CE)으로부터 고립된다. 소오스전극(S)은 공통전극(CE)상에 부분적으로 겹쳐져서, 그 사이의 커패시턴스를 증가시킨다. 결국, 개구수가 증가될 수 있으며, 전압 보유특성이 개선될 수 있다. 또한, 소오스전극(S)과 공통전극(CE) 의 단락회로 및 비접속이 회피되어, 수득률을 증가시킨다.
또한, 도9에서, 소오스전극(S)과 공통전극(CE)은 한 개의 화소영역을 4개의 부화소 영역 (SP1, SP2, SP3및 SP4)으로 분할한다. 이 경우에, 부화소 영역(SP1)은 부화소 영역(SP3)과 동일하며, 부화소 영역(SP2)은 부화소영역(SP4)과 동일하다. 즉, 부화소 영역(SP1, SP3)에 있어서, 상부 및 우측이 소오스전극(S)에 의해 구분되며, 하부 및 좌측이 공통전극(CE)에 의해 구분된다. 더욱 상세하게, 부화소 영역(SP1, SP3)의 상부에서, 소오스전극(S)의 에지가 공통전극(CE)의 에지로부터 약 2㎛만큼 돌출된다. 또한, 부화소 영역(SP1, SP3)의 하부에서, 소오스전극(S)의 에지가 공통전극(CE)의 에지로부터 약 2㎛만큼 파이게 된다. 반대로 부화소 영역(SP2, SP4)의 상부에서, 소오스전극(S)의 에지가 공통전극(CE)의 에지로부터 약 2㎛만큼 파이게 된다. 또한, 부화소 영역(SP2, SP4)의 하부에서, 소오스 전극(S)의 에지가 공통전극(CE)의 에지로부터 약 2㎛만큼 돌출된다. 그러므로, 공통전극(CE)의 평행측의 폭이 7㎛일 경우, 소오스전극(S)은 7㎛폭 부분과 3㎛폭 부분을 갖는다. 이 경우에, 소오스전극(S)과 공통전극(CE)의 가로대는 폭이 3㎛이며, 피치가 15㎛이다.
화소영역(SP1, SP2, SP3, SP3)의 상부 및 하부에서, 공통전극(CE), 에지 및 소오스전극(S)의 시퀀스가 액정분자(M)의 회전방향(R1；도11참조)과 일치할 경우, 에지는 소오스전극(S)에 의해 형성된다. 반면에, 공통전극(CE), 에지 및 소오스전극(S)의 시퀀스가 액정분자(M)의 회전방향(R1； 도11참조)과 일치하지 않을 경우, 에지는 공통전극(CE)에 의해 형성된다.
또한, 도9 및 도10을 참조하면, 공통전극(CE)이 유리기판(1) 상에 형성된다. 이 경우에, GLi와 같은 게이트 버스선은 공통전극(CE)의 Cr과 같이 동일한 물질로 만들어진다. 또한, 질화 실리콘으로 만들어진 절연층(2)이 공통전극(CE)과 GLi와 같은 게이트 버스선 상에 형성된다. 비정질 실리콘층(도시하지 않음)이 게이트 버스선(GLi)의 TFT부분상에 형성된다. 또한, DLi와 같은 드레이 버스선 및 Cr으로 만들어진 소오스 전극(S)이 절연층(2)상에 형성된다. 또한, 질화 실리콘으로 만들어진 절연층(3)이 드레인전극(DLi)과 소오스전극(S)상에 형성된다. 또한, 절연 유기물질로 만들어진 배향층(4)이 절연층(3)상에 형성된다.
반면에, 카운터 유리기판(5)은 그 위에 배향층(6)을 갖는다. 또한, 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 의 스트립 형태의 색필터와 차광 블랙 매트릭스가 카운터 유리기판(5)상에 형성된다.
러빙동작이 배향층(4, 5)상에서 실행되며, 0.067의 복굴절 이방성을 갖는 네막틱 액정의 액정층(7)이 그 사이의 갭이 약4.5㎛인 배향층(3, 6)을 갖는 유리기판(1, 5)사이에서 삽입된다. 예를 들면, 액정층(7)의 유전 이방성 특성은 양이며, 초기 방위각도 (φLC)(도2a 및 도2b참조)는 수학식1과 같다.
45°≤φLC＜90° (1)
액정층(7)의 유전 이방성 특성이 음일 경우, 초기 방위각도(φLC)는 －45°≤φLC＜－0°이다.
또한, 편광판(도시하지 않음)은 유리기판(1, 5)의 외부측에 부착된다. 이 경우에, 편광판 중 한 개의 편광면은 서로에 대해 수직이며, 상기 러빙동작의 러빙방향과 일치한다.
또한, 구동회로 및 백라이트가 장착되어 4096(640×3(R, G, B) ×480)화소의 LCD장치가 완결된다.
한 개의 화소의 크기는 예를 들면, 110㎛×330㎛이다. 또한, GLi와 같은 게이트 버스선의 폭은 16㎛이며, DLi와 같은 드레인 버스선의 폭은 8㎛이다.
도9 및 도10의 장치의 동작은 도11, 12, 13을 참조하여 이하에 설명된다.
우선, 소오스전극(S)과 공통전극(CE)사이에 전압이 인가되지 않을 경우, 액정분자(M)의 방위각도도 또한 유한하다(＝φLC).
다음에, 소오스전극(S)과 공통전극(CE)사이에 전압이 인가될 경우, 전극(E1)가 도11 및 도12에 도시된 바와 같이 소오스전극(S)과 공통전극(CE)사이에서 행성된다. 즉, 전계(E1)가 소오스전극(S)과 공통전극(CE)에 수직하게 생성된다. 결국, 토크가 액정분자(M)에 인가되어, 액정분자(M)가 전계(E1)에 평행하게 된다. 이 경우에, 액정분자(M)가 기판의 배향층에서 고정되므로, 기판과는 별도로 액정분자의 중심부만이 변형, 즉 뒤틀리게 된다.
각 부화소(SP1, SP2, SP3, SP4)의 중심부에서, 전계(E1)의 각(φE1)은 도13a에 도시된 바와 같이 거의 0이다. 그러므로, 중심부의 액정분자(M)는 도13a 및 도11에서 R1으로 지시된 바와 같이 시계방향으로 회전된다.
또한, 각 부화소(SP1, SP2, SP3, SP4)의 상부 및 저부에서, 전계(E1)의 각(φE1)은 도13b에 도시되며, 즉 수학식 2와 같다.
φLC－90°＜φE1＜φLC(2)
그러므로, 상부 및 저부의 액정분자(M)는 또한 도11 및 도13b에서 R1으로 지시된 바와 같이 시계방향으로 회전된다.
즉, 실시예 1에서, 비정상 도메인(어두운 도메인)이 생성되지 않으며, 화질이 개선된다.
실시예 1의 장치는 도14에 도시된 바와 같이 단순한 구조에 의해 실현되며, Cr로 만들어진 전극(EP1, EP2)은 간격이 12㎛인 도11 및 도12의 공통전극(CE)과 소오스전극(S)을 형성한다. 이 경우에, 러빙동작이 폴리이미드로 만들어진 배향층(도시하지 않음)에서 실행되어, 액정분자(M)의 초기 방위각(φLC)은 75°이다. 또한, 두 개판(도시하지 않음)사이의 거리는 4.5㎛이다. 또한, 한 개의 화소는 6개의 부화소 영역으로 분할된다.
전압이 전극(EP1, EP2)사이에 인가될 경우, 도15에 도시된 바와 같이, 이상항 도메인(어두운 도메인)이 생성되지 않는 것이 도시된다.
본 발명의 실시예 2를 도시하는 도16에서, 소오스전극(S)과 공통전극(CE)은 한 개의 화소영역을 8개의 부화소 영역(SP1내지 SP8)으로 분할한다. 이 경우에, 부화소 영역(SP1, SP3, SP5, SP7)은 동일하며, 부화소 영역(SP2, SP4, SP6, SP8)은 서로 동일하다. 즉, 부화소 영역(SP1, SP3, SP5, SP7)에서, 상부 및 우측은 소오스전극(S)에 의해 분할되며, 하부 및 좌측은 공통전극(CE)에 의해 분할된다. 더욱 상세하게, 부화소 영역(SP1, SP3, SP5, SP7)의 상부에서, 소오스전극(S)의 에지는 공통전극(CE) 으로부터 약 2㎛만큼 돌출된다. 또한, 부화소영역(SP1, SP3, SP5, SP7)의 하부에서, 소오스전극(S)의 에지는 공통전극(CE)으로부터 약 2㎛만큼 파여진다. 반면에, 부화소영역(SP2, SP4, SP6, SP8)의 상부에서, 소오스전극(S)의 에지는 공통전극(CE)으로부터의 약 2㎛만큼 파여진다. 또한, 부화소 영역(SP2, SP4, SP6, SP8)의 하부에서, 소오스전극(S)의 에지는 공통전극(CE)으로부터 약 2㎛만큼 돌출된다.
도16에서도, 전압이 소오스전극(S)과 공통전극(CE)사이에 인가되는 경우, 각 부화소 영역의 상부 및 저부의 액정분자(M)는 실시예1과 동일한 방식으로 시계방향으로 회전된다. 즉, 실시예에서, 비정상 도메인(어두운 도메인)이 생성되지 않으며, 따라서, 화질을 개선시킨다.
또한, 실시예 2에서, 소오스전극(S)과 공통전극(CE)사이의 커피시턴스가 실시예1에 비해 증가되기 때문에, 개구수가 감소되지만, 전압 보유특성이 또한 개선될 수 있다.
본 발명의 실시예 3을 도시하는 도17에서, 공통전극(CE)의 평행측과 소오스전극(S)의 평행측이 교대로 스텝화된다. 도9에 도시된 바와 같은 실시예1에서, 소오스전극(S)의 평행측도 스텝화되지만, 공통전극(CE)의 평행측은 스텝화되지 않는다. 그러므로, 소오스전극(S)의 평행측은 단순할 수 있다. 또한, 단락 및 소오스 전극(S)과 공통전극(CE)의 비접속도 회피되어, 수득률을 증가시킨다.
본 발명의 실시예 4를 도시하는 도18에서, 도18의 장치는 도17의 장치를 내부로 뒤집어서 얻어진다. 결국, 수학식3이 만족된다.
－90°＜φLC≤－45° (3)
또한, 각 부화소(SP1, SP2, SP3, SP4)의 중심부에서, 전계(E1) 의 각(φE1)은 도19a에 도시된 바와 같이 거의 0이다. 그러므로, 중심부의 액정 분자(M)는 도19a에서 R2로 지시된 바와 같이 시계방향으로 회전된다. 또한, 각 부화소(SP1, SP2, SP3, SP4)의 상부 및 저부에서, 전계(E1)의 각(φE1)은 도19b에 도시되며, 즉, 수학식4와 같다.
φLC＜φE1≤φLC＋90° (4)
그러므로, 상부 및 저부의 액정분자(M)는 또한 도19b에서 R2로 지시된 바와 같이 시계방향으로 회전된다.
즉, 실시예 4에서는, 비정상 도메인(어두운 도메인)이 생성되지 않으며, 화질이 개선된다.
한 개의 LCD장치의 좌측 절반이 도17에 도시된 바와 같은 화소에 의해 형성되며, LCD장치의 우측 절반이 도18에 도시된 바와 같은 화소에 의해 형성된다면, 그의 양측으로부터 기판 사이에 액정을 주입하여, 액정의 주입시간을 감소시킬 수 있다. 이것은 LCD장치를 단순화시키는데 도움이 된다.
도20은 본 발명의 실시예5의 평면도이며, 도21은 도20의 장치의 부분적인 확대도이다. 즉, 부화소 영역( SP1, SP3)에서, 소오스전극(S)의 상부 평행측의 비스듬하게 되며, 공통전극(CE)의 하부 평행측이 비스듬하게 된다. 또한, 부화소 영역(SP2, SP4)에서, 소오스전극(S)의 상부 평행측이 비스듬하게 되며, 공통전극(CE)의 하부 평행측의 비스듬하게 된다. 예를들면, 도21에 도시된 바와 같은 전극(S, CE)의 평행측의 경사각(φA)은 수학식 5와 같다.
－90°＜φA≤φLC－90° (5)
예를 들면, φA＝15°이다. 도20의 장치가 도18의 장치에 적용 된다면, 수학식5는 수학식6으로 대체된다.
φLC＋90°≤φA＜90° (6)
소오스전극(S)과 공통전극(CE) 의 경사진 평행측으로 인해, 각 화소영역의 상부 및 저부에서의 전계(E1)의 각(φE1)은 도9에 도시된 바와 같은 실시예1의 것 보다 더 작을 수 있다. 이것은 또한 비정상 도메인(어두운 도메인)의 생성을 억제한다.
또한, 도20의 소오스전극(S)와 공통전극(CE)의 패터닝 정확도는 도9에 도시된 실시예1에 비해 완화되어, 제조비용을 감소시킨다.
소오스전극(S)과 공통전극(CE)의 경사진 평행측은 스텝화되거나 굴곡될 수 있다.
상기 실시예가 양의 유전 이방성을 갖는 액정을 사용하였지만, 본 발명은 음의 유전 이방성을 갖는 액정을 사용하는 LCD장치에 적용될 수 있다. 이 경우에, 액정의 초기 방위각은 상기 실시예로부터 90°만큼 차이를 갖는다. 예를 들면, 실시예1은 도21에 도시된 LCD장치로 변경된다. 이 경우에, 수학식 1, 2, 3, 4, 5, 6은 각각 다음의 수학식 7, 8, 9, 10, 11, 12로 대체된다.
－45°≤φLC＜0° (7)
φLC＜φE1≤φLC＋90° (8)
0°＜φLC≤45° (9)
φLC－90°≤φE1＜φLC(10)
－90°＜φA≤0° (11)
0°≤φA＜90° (12)
상기한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 비정상 도메인의 생성이 억제되어 화질을 개선시킨다.

Claims (13)

  1. 두 개의 제1평행측과 상기 제1평행측 사이에 복수개의 제1가로대를 갖는 사다리형 소오스전극(S), 두 개의 제2평행측과 상기 제2평행측 사이에 복수개의 제2가로대를 갖는 사다리형 공통전극(CE)를 구비하며, 상기 사다리형 소오스전극 및 상기 사다리형 공통전극은 복수개의 부화소영역으로 분할되는 한 개의 화소 영역을 한정하며, 상기 각 부화소 영역은 상기 한 개의 평행측, 상기 한 개의 제1가로대, 상기 한 개의 제2평행측, 및 상기 한 개의 제2가로대에 의해 구분되는 것을 특징으로 하는 인플레인형 액정 디스플레이 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 각 부화소 영역에서의 상기 한 개의 제1평행측, 상기 한 개의 제1가로대, 상기 한 개의 제2평행측 및 상기 한 개의 제2가로대의 시퀀스는 상기 각 부화소 영역 내에서 액정의 회전방향에 좌우하는 것을 특징으로 하는 인플레인형 액정 디스플레이 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 장치로 삽입된 액정이 양의 유전 이방성을 가질 경우, 상기 각 부화소 영역에서 다음의 조건, 45°≤ φLC＜ 90°, φLC－90°＜ φE1≤ φLC이 만족되며, φLC는 상기 제1 및 제2가로대에 수직인 방향에 대한 상기 액정의 초기 방위각이며, φE1은 상기 방향에 대해 상기 사다리형 소오스 및 상기 사다리형 공통전극에 의해 인가된 전계의 방향인 것을 특징으로 하는 인플레인형 액정 디스플레이 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 장치로 삽입된 액정이 양의 유전 이방성을 가질 경우, 상기 각 부화소 영역에서 다음의 조건, －90°＜ φLC＜ －45°, φLC≤ φE1＜ φLC＋90°이 만족되며, φLC는 상기 제1 및 제2가로대에 수직인 방향에 대한 상기 액정의 초기 방위각이며, φE1은 상기 방향에 대해 상기 사다리형 소오스 및 상기 사다리형 공통전극에 의해 인가된 전계의 방향인 것을 특징으로 하는 인플레인형 액정 디스플레이 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 장치로 삽입된 액정이 음의 유전 이방성을 가질 경우, 상기 각 부화소 영역에서 다음의 조건, －45°≤ φLC＜0°, φLC＜ φE1≤ φLC＋90°이 만족되며, φLC는 상기 제1 및 제2가로대에 수직인 방향에 대한 상기 액정의 초기 방위각이며, φE1은 상기 방향에 대해 상기 사다리형 소오스 및 상기 사다리형 공통전극에 의해 인가된 전계의 방향인 것을 특징으로 하는 인플레인형 액정 디스플레이 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 장치로 삽입된 액정이 양의 유전 이방성을 가질 경우, 상기 각 부화소 영역에서 다음의 조건, 0°＜ φLC≤ 45°, φLC－90°≤ φE1＜ φLC이 만족되며, φLC는 상기 제1 및 제2가로대에 수직인 방향에 대한 상기 액정의 초기 방위각이며, φE1은 상기 방향에 대해 상기 사다리형 소오스 및 상기 사다리형 공통전극에 의해 인가된 전계의 방향인 것을 특징으로 하는 인플레인형 액정 디스플레이 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 제1평행측은 상기 제2평행측 상에 겹쳐지며, 상기 제1평행측은 스텝화되며, 상기 제2평행측은 곧게 뻗어있는 것을 특징으로 하는 인플레인형 액정 디스플레이 장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 제1평행측은 상기 제2평행측 상에 겹쳐지며, 상기 제1평행측은 스텝화되며, 상기 제2평행측은 수텝화되는 것을 특징으로 하는 인플레인형 액정 디스플레이 장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 제1및 제2평행측은 경사진 에지를 갖는 것을 특징으로 하는 인플레인형 액정 디스플레이 장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 장치로 삽입된 액정이 양의 유전 이방성을 가질 경우, 상기 각 부화소 영역에서 다음의 조건, 45°≤ φLC＜ 90°, －90°＜ φA≤ φLC－90°이 만족되며, φLC는 상기 제1 및 제2가로대에 수직인 방향에 대한 상기액정의 초기 방위각이며, φA는 상기 방향에 대해 상기 제1 및 제2평행측의 상기 에지의 경사각인 것을 특징으로 하는 인플레인형 액정 디스플레이 장치.
  11. 제9항에 있어서, 상기 장치로 삽입된 액정이 양의 유전 이방성을 가질 경우, 상기 각 부화소 영역에서 다음의 조건, －90°＜ φLC≤－45°, φLC＋90°≤ φA＜ 90°이 만족되며, φLC는 상기 제1 및 제2가로대에 수직인 방향에 대한 상기액정의 초기 방위각이며, φA는 상기 방향에 대해 상기 제1 및 제2평행측의 상기 에지의 경사각인 것을 특징으로 하는 인플레인형 액정 디스플레이 장치.
  12. 제9항에 있어서, 상기 장치로 삽입된 액정이 양의 유전 이방성을 가질 경우, 상기 각 부화소 영역에서 다음의 조건, －45°≤ φLC＜ 90°, －90°＜ φA≤ 0°이 만족되며, φLC는 상기 제1 및 제2가로대에 수직인 방향에 대한 상기액정의 초기 방위각이며, φA는 상기 방향에 대해 상기 제1 및 제2평행측의 상기 에지의 경사각인 것을 특징으로 하는 인플레인형 액정 디스플레이 장치.
  13. 제9항에 있어서, 상기 장치로 삽입된 액정이 양의 유전 이방성을 가질 경우, 상기 각 부화소 영역에서 다음의 조건, －90°＜ φLC≤－45°, 0°＜ φA＜ 90°이 만족되며, φLC는 상기 제1 및 제2가로대에 수직인 방향에 대한 상기액정의 초기 방위각이며, φA는 상기 방향에 대해 상기 제1 및 제2평행측의 상기 에지의 경사각인 것을 특징으로 하는 인플레인형 액정 디스플레이 장치.
    ※ 참고사항 : 최초출원 내용에 의하여 공개하는 것임.
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