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KR20000009312A - 광시야각 액정 표시 장치 - Google Patents

광시야각 액정 표시 장치 Download PDF

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Abstract

가로 방향으로 게이트선 및 게이트선의 일부인 게이트 전극으로 이루어진 게이트 패턴이 형성되어 있다. 게이트선과 교차하여 화소 영역을 정의하는 데이터선, 데이터선의 일부인 소스 전극 및 게이트 전극을 중심으로 소스 전극과 마주하는 드레인 전극으로 이루어진 데이터 패턴이 형성되어 있다. 화소 영역에는 가로 및 세로 방향으로 분리되어 있으며, 투명한 도전 물질인 ITO(indium tin oxide)로 이루어진 4개의 부화소 전극으로 이루어진 화소 전극이 형성되어 있다. 이때, 드레인 전극은 4개의 부화소 전극의 중앙까지 연장되어 있으며, 접촉 구멍을 통하여 4개의 부화소 전극과 공통으로 연결되어 있다. 여기서, 4개의 부화소 전극이 서로 분리되어 있으므로 액정 분자의 배열을 흐트러트리는 전경(disclination)이 발생되는 부분이 없다. 따라서, 빛샘 현상이 발생하지 않아 개구율이 최대가 된다.

Description

광시야각 액정 표시 장치
본 발명은 광시야각 액정 표시 장치에 관한 것이다.
일반적으로 액정 표시 장치는 두 장의 기판 사이에 액정을 주입하고, 여기에 가하는 전장의 세기를 조절하여 광 투과량을 조절하는 구조로 되어 있다.
수직 배향 비틀린 네마틱(vertically aligned twisted nematic ; VATN) 방식의 액정 표시 장치는, 안쪽 면에 투명 전극이 형성되어 있는 한 쌍의 투명 기판, 두 투명 기판 사이의 액정 물질, 각각의 투명 기판의 바깥 면에 부착되어 빛을 편광시키는 두 장의 편광판으로 구성된다. 전기장을 인가하지 않은 상태에서는 액정 분자는 두 기판에 대하여 수직으로 배향되어 있고, 전기장을 인가하게 되면 두 기판 사이에 채워진 액정 분자들이 기판에 평행하며 일정한 피치(pitch)를 가지고 나선상으로 꼬이게 된다.
VATN 액정 표시 장치의 경우 전계가 인가되지 않은 상태에서 액정 분자가 기판에 대하여 수직으로 배향되어 있어, 직교하는 편광판을 사용할 경우 전계가 인가되지 않은 상태에서 완전히 빛을 차단할 수 있다. 즉, 노멀리 블랙 모드에서 오프(off) 상태의 휘도가 매우 낮으므로 종래의 비틀린 네마틱 액정 표시 장치에 비해 높은 대비비를 얻을 수 있다. 그러나, 전계가 인가된 상태, 특히 계조 전압이 인가된 상태에서는 통상의 비틀린 네마틱 모드와 마찬가지로 액정 표시 장치를 보는 방향에 따라 빛의 지연(retardation)에 큰 차이가 생겨 시야각이 좁다는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 전극을 패터닝하는 방법(PVA : patterned vertical alignment), 즉 전극의 선형 개구부를 형성하여 액정 분자의 경사각을 조절하여 광시야각을 구현하는 여러 가지 방법이 제시되었다.
그러면, 첨부한 도면을 참고로 하여 종래의 기술에 따른 액정 표시 장치의 구조에 대하여 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 종래의 기술에 따른 액정 표시 장치에서 단위 화소의 구조를 개략적으로 도시한 배치도이다.
도 1에서 보는 바와 같이, 서로 교차하여 화소 영역(P)을 정의하는 게이트선(2) 및 데이터선(6)이 형성되어 있다. 게이트선(2)과 데이터선(6)이 교차하는 부분에는 반도체층(4), 게이트선(2)의 일부인 게이트 전극(21), 데이터선(6)의 일부인 소스 전극(61) 및 게이트 전극(21)을 중심으로 소스 전극(61)과 마주하는 드레인 전극(62)으로 이루어진 박막 트랜지스터(TFT : thin film transistor)가 형성되어 있다. 화소 영역(P)에는 접촉 구멍(7)을 통하여 드레인 전극(62)과 연결되어 있는 화소 전극(8)이 형성되어 있으며, 화소 전극(8)에는 선형의 개구부(81)가 가로 방향으로 형성되어 있다.
이러한 종래의 광시야각 액정 표시 장치에서는 개구부(81)로 인하여 프린지 필드가 형성되어 액정 분자의 경사각을 조절한다.
그러나, 이러한 종래의 기술에서 개구부(81)의 양쪽 끝부분에서는 액정 분자의 배열이 흐트러져 전경(disclination)이 형성되고, 이로 인하여 빛샘 현상이 발생하며, 이를 가리게 되면 개구율이 감소하는 문제점이 발생한다.
본 발명의 과제는 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 액정 표시 장치의 개구율을 넓히는 것이다.
도 1은 종래의 기술에 따른 액정 표시 장치에서 단위 화소의 구조를 개략적으로 도시한 배치도이고,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치에서 단위 화소의 구조를 개략적으로 도시한 배치도이다.
위와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 따른 액정 표시 장치에서는 화소 전극의 ITO 패턴을 분할하여 액정 분자를 분할 배향한다.
이와 같이 분할 배향을 하기 위해서는 액정 표시 장치의 한쪽 기판에 형성되어 있는 화소 영역의 화소 전극은 둘 이상의 부화소 전극으로 분할되어 있으며, 이러한 다수의 부화소 전극은 하나의 접촉 구멍을 통하여 드레인 전극과 연결되어 있다.
그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치에서 단위 화소의 구조를 개략적으로 도시한 배치도이다.
도 2에서 보는 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치에서 단위 화소의 구조는, 가로 방향으로 게이트선(200) 및 게이트선(200)의 일부인 게이트 전극(210)으로 이루어진 게이트 패턴이 형성되어 있다. 게이트선(200)과 교차하여 화소 영역(P)을 정의하는 데이터선(600), 데이터선(600)의 일부인 소스 전극(610) 및 게이트 전극(210)을 중심으로 소스 전극(610)과 마주하는 드레인 전극(620)으로 이루어진 데이터 패턴이 형성되어 있다. 여기서, 게이트 패턴(200, 210)과 데이터 패턴(600, 610, 620)은 서로 절연되어 있다. 또한, 게이트 전극(210) 상부에는 소스/드레인 전극(610, 620)과 중첩되어 있는 반도체층(400)이 형성되어 있다. 실질적으로 반도체층(400)은 비정질 실리콘으로 이루어져 있으며, 소스/드레인 전극(610, 620)과 연결되어 있다. 화소 영역(P)에는 가로 및 세로 방향으로 분리되어 있으며, 투명한 도전 물질인 ITO(indium tin oxide)로 이루어진 4개의 부화소 전극(810, 820, 830, 840)으로 이루어진 화소 전극이 형성되어 있다. 이때, 드레인 전극(620)은 가로 및 세로 방향으로 뻗어 4개의 부화소 전극(810, 820, 830, 840)의 중앙까지 연장되어 있으며, 접촉 구멍(710)을 통하여 4개의 부화소 전극(810, 820, 830, 840)과 공통으로 연결되어 있다.
이러한 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 단위 화소 구조에서는 4개의 부화소 전극(810, 820, 830, 840)이 서로 분리되어 있어 종래의 기술과 다르게 액정 분자의 배열을 흐트러트리는 전경(disclination)이 발생되지 않는다. 따라서, 빛샘 현상이 발생하지 않아 개구율이 최대가 된다.
여기서, 부화소 전극은 둘 이상의 다수로 형성할 수 있으며, 드레인 전극을 통하여 공통으로 데이터 신호가 인가되도록 연결하면 된다.
상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 분할 배향을 이용한 액정 표시 장치는 다수의 부화소 전극인 ITO 패턴을 이용하여 액정 분자의 배향 방향을 다양하게 함으로써 시야각을 넓힐 수 있고, 전경의 발생을 없앰으로써 개구율을 증가시킬 수 있다.

Claims (2)

  1. 가로 방향으로 형성되어 있는 게이트선, 상기 게이트선의 일부인 게이트 전극으로 이루어진 게이트 패턴,
    상기 게이트 패턴과 절연되어 있으며, 상기 게이트선과 교차하여 화소 영역을 정의하는 데이터선, 상기 데이터선의 일부인 소스 전극, 상기 게이트 전극을 중심으로 상기 소스 전극과 마주하는 드레인 전극으로 이루어진 데이터 패턴,
    상기 게이트 전극과 중첩되어 있으며, 상기 소스/드레인 전극과 연결되어 있는 반도체층,
    상기 화소 영역에 다수로 분리되어 있으며, 상기 드레인 전극과 공통으로 연결되어 있는 부화소 전극으로 이루어진 화소 전극
    을 포함하는 액정 표시 장치.
  2. 제1항에서, 상기 부화소 전극은 하나의 접촉 구멍을 통하여 상기 드레인 전극과 공통으로 연결되어 있는 액정 표시 장치.
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