KR20070060820A - 표시판 및 액정 표시 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 표시판 기판, 기판 위에 형성되어 있으며 화소 영역을 정의하는 제1 차광 부재, 제1 차광 부재와 연결되어 있으며 화소 영역 내에 위치하는 복수의 제2 차광 부재, 제2 차광 부재 위에 형성되어 있는 색필터, 그리고 색필터 위에 형성되어 있는 공통 전극을 포함하고 공통 전극은 제2 차광 부재에 의해서 돌출되어 있다.

절개부, 공통전극, 수직배향, 차광부재

Description

표시판 및 액정 표시 장치{PANEL AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY}

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 배치도이다.

도 2는 도 1의 II-II선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.

도 3은 도 1의 III-III선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.

도 4는 도1의 액정 표시 장치에서 하나의 화소 전극과 차광 부재의 배치도이다.

도 5 내지 도 7은 도 4에 도시한 각 부화소 전극의 기본이 되는 전극편의 평면도이다.

*도면부호의 설명*

11, 21: 배향막

91a, 91b, 91c, 91d: 화소 전극 절개부

81, 81a, 81b, 82: 접촉 보조 부재

110, 210: 기판

121, 121a, 121b, 129a, 129b: 게이트선

124a, 124b: 게이트 전극

131: 유지 전극선 140: 게이트 절연막

154, 154a-154d: 반도체

161, 163a, 165a, 163b, 165b: 저항성 접촉 부재

171: 데이터선 173a, 173b: 소스 전극

175a, 175b: 드레인 전극

180: 보호막

181, 181a, 181b, 185a, 185b: 접촉 구멍

191: 화소 전극

220: 차광 부재 230: 색필터

250: 덮개막 270: 공통 전극

본 발명은 표시판 및 이를 포함하는 액정 표시 장치에 관한 것이다.

액정 표시 장치는 현재 가장 널리 사용되고 있는 평판 표시 장치 중 하나로서, 화소 전극과 공통 전극 등 전계 생성 전극이 형성되어 있는 두 장의 표시판과 그 사이에 삽입되어 있는 액정층을 포함한다. 액정 표시 장치는 전계 생성 전극에 전압을 인가하여 액정층에 전계를 생성하고 이를 통하여 액정층의 액정 분자들의 방향을 결정하고 입사광의 편광을 제어함으로써 영상을 표시한다.

액정 표시 장치 중에서도 전계가 인가되지 않은 상태에서 액정 분자를 그 장축이 표시판에 대하여 수직을 이루도록 배열한 수직 배향 모드 방식(vertically aligned mode) 액정 표시 장치는 대비비가 크고 기준 시야각이 넓어서 각광받고 있 다.

수직 배향 방식 액정 표시 장치에서 광시야각을 구현하기 위한 수단으로는 전계 생성 전극에 절개부를 형성하는 방법과 전계 생성 전극 위에 돌기를 형성하는 방법 등이 있다. 절개부 또는 돌기는 액정 분자가 기울어지는 방향을 결정해 주므로, 이들을 다양하게 배치하여 액정 분자의 경사 방향을 여러 방향으로 분산시킴으로써 기준 시야각을 넓힐 수 있다.

그러나 절개부를 형성하는 방법은, 공통 전극을 패터닝하기 위하여 별도의 마스크가 필요하고, 패터닝시에 공통 전극 형성용 도전체가 완전하게 패터닝되지 않거나 절개부 폭이 불균일하여 도메인 형성이 제대로 되지 않을 수 있다. 또한, 절개부는 정전기에 취약하기 때문에 정전기로 인해서 절개부가 손상될 수 있다.

본 발명이 이루고자 하는 한 기술적 과제는 공통 전극을 패터닝하지 않으면서도 도메인을 형성하는 것이다.

상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 표시판 기판, 기판 위에 형성되어 있으며 화소 영역을 정의하는 제1 차광 부재, 제1 차광 부재와 연결되어 있으며 화소 영역 내에 위치하는 복수의 제2 차광 부재, 제2 차광 부재 위에 형성되어 있는 색필터, 그리고 색필터 위에 형성되어 있는 공통 전극을 포함하고 공통 전극은 제2 차광 부재에 의해서 돌출되어 있다.

제1 차광 부재는 상부 및 하부에 나란하게 가로로 뻗은 상부 및 하부 가로 부, 상부 및 하부 가로부를 연결하는 세로부를 포함하고, 제2 차광 부재는 상부 및 하부 가로부를 연결하며 화소 영역을 복수의 영역으로 구획할 수 있다.

제1 기판 위에 형성되어 있는 복수의 박막 트랜지스터, 박막 트랜지스터와 각각 연결되어 있는 복수의 화소 전극, 제1 기판과 마주하는 제2 기판, 제2 기판 위에 형성되어 있으며 화소 전극의 가장자리와 대응하는 복수의 제1 차광 부재, 제1 차광 부재와 연결되어 있으며 화소 전극의 내부와 대응하는 복수의 제2 차광 부재, 제2 차광 부재 위에 형성되어 있으며 화소 전극과 대응하는 복수의 색필터, 색필터 위에 형성되어 있으며 제2 차광 부재에 의해서 돌출되어 있는 공통 전극, 그리고 제1 기판과 제2 기판 사이에 형성되어 있는 액정층을 포함한다.

색필터와 공통 전극 사이에 형성되어 있는 덮개막을 더 포함할 수 있다.

제1 차광 부재는 상부 및 하부에 나란하게 가로로 뻗은 상부 및 하부 가로부, 상부 및 하부 가로부를 연결하는 세로부를 포함하고, 제2 차광 부재는 상부 및 하부 가로부를 연결하며 공통 전극을 복수의 영역으로 구획할 수 있다.

화소 전극은 복수의 절개부를 포함할 수 있다.

절개부는 제2 차광 부재와 교대로 배치되어 있을 수 있다.

제2 차광 부재는 5㎛의 두께로 형성되어 있을 수 있다.

화소 전극은 두 개의 가로변과, 두 가로변을 연결하는 세로변으로 이루어지며, 세로변은 적어도 한 번 이상 꺾어질 수 있다.

제2 차광 부재는 적어도 한 번 이상 꺾어질 수 있다.

첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기 술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.

그러면 도 1 내지 도 4를 참고로 하여 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치에 대하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 배치도이고, 도 2는 도 1의 II-II선을 따라 잘라 도시한 단면도이고, 도 3은 도 1의 III-III선을 따라 잘라 도시한 단면도이고, 도 4는 도1의 액정 표시 장치에서 하나의 화소 전극과 차광 부재의 배치도이고, 도 5 내지 도 7은 도 4에 도시한 각 부화소 전극의 기본이 되는 전극편의 평면도이다.

도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 투명한 유리 또는 플라스틱 따위로 만들어진 절연 기판(110) 위에 복수 쌍의 제1 및 제2 게이트선(gate line)(121a, 121b)과 복수의 유지 전극선(storage electrode lines)(131a, 131b)을 포함하는 복수의 게이트 도전체가 형성되어 있다.

제1 및 제2 게이트선(121a, 121b)은 게이트 신호를 전달하고 주로 가로 방향으로 뻗으며, 각각 아래쪽 및 위쪽에 위치한다.

제1 게이트선(121a)은 위로 돌출한 복수의 제1 게이트 전극(gate electrode)(124a)과 다른 층 또는 게이트 구동부와의 접속을 위한 넓은 끝 부분(129a)을 포함한다. 제2 게이트선(121b)은 아래로 돌출한 복수의 제2 게이트 전극(124b)과 다른 층 또는 게이트 구동부와의 접속을 위한 넓은 끝 부분(129b)을 포함한다. 게이트 구동부가 기판(110) 위에 집적되어 있는 경우 게이트선(121a, 121b)이 연장되어 이와 직접 연결될 수 있다.

유지 전극선(131a, 131b)은 공통 전압(Vcom) 등 소정의 전압을 인가 받으며, 주로 가로 방향으로 뻗어 있다. 각 유지 전극선(131a, 131b)은 제1 게이트선(121a)과 제2 게이트선(121b) 사이에 위치한다.

각 유지 전극선(131a, 131b)은 아래위로 확장된 복수의 유지 전극(storage electrode)(137a, 137b)을 포함한다. 그러나 유지 전극(137a, 137b)을 비롯한 유지 전극선(131a, 131b)의 모양 및 배치는 여러 형태로 변형될 수 있다.

게이트 도전체(121a, 121b, 131a, 131b)는 알루미늄(Al)이나 알루미늄 합금 등 알루미늄 계열 금속, 은(Ag)이나 은 합금 등 은 계열 금속, 구리(Cu)나 구리 합금 등 구리 계열 금속, 몰리브덴(Mo)이나 몰리브덴 합금 등 몰리브덴 계열 금속, 크롬(Cr), 탄탈륨(Ta) 및 티타늄(Ti) 따위로 만들어질 수 있다. 그러나 이들은 물리적 성질이 다른 두 개의 도전막(도시하지 않음)을 포함하는 다중막 구조를 가질 수도 있다. 이 중 한 도전막은 신호 지연이나 전압 강하를 줄일 수 있도록 비저항 (resistivity)이 낮은 금속, 예를 들면 알루미늄 계열 금속, 은 계열 금속, 구리 계열 금속 등으로 만들어진다. 이와는 달리, 다른 도전막은 다른 물질, 특히 ITO(indium tin oxide) 및 IZO(indium zinc oxide)와의 물리적, 화학적, 전기적 접촉 특성이 우수한 물질, 이를테면 몰리브덴 계열 금속, 크롬, 탄탈륨, 티타늄 등으로 만들어진다. 이러한 조합의 좋은 예로는 크롬 하부막과 알루미늄 (합금) 상부막 및 알루미늄 (합금) 하부막과 몰리브덴 (합금) 상부막을 들 수 있다. 그러나 게이트 도전체(121a, 121b, 131a, 131b)는 이외에도 여러 가지 다양한 금속 또는 도전체로 만들어질 수 있다.

게이트 도전체(121a, 121b, 131a, 131b)의 측면은 기판(110) 면에 대하여 경사져 있으며 그 경사각은 약 30° 내지 약 80°인 것이 바람직하다.

게이트 도전체(121a, 121b, 131a, 131b) 위에는 질화규소(SiNx) 또는 산화규소(SiOx) 따위로 만들어진 게이트 절연막(gate insulating layer)(140)이 형성되어 있다.

게이트 절연막(140) 위에는 수소화 비정질 규소(hydrogenated amorphous silicon)(비정질 규소는 약칭 a-Si로 씀) 또는 다결정 규소(polysilicon) 등으로 만들어진 복수의 제1 및 제2 섬형 반도체(154a, 154b)가 형성되어 있다. 제1 및 제2 반도체(154a, 154b)는 각각 제1 및 제2 게이트 전극(124a, 124b) 위에 위치한다.

각각의 제1 반도체(154a) 위에는 한 쌍의 섬형 저항성 접촉 부재(ohmic contact)(163a, 165a)가 형성되어 있고, 각각의 제2 반도체(154b) 위에도 한 쌍의 섬형 저항성 접촉 부재(163b, 165b)가 형성되어 있다. 저항성 접촉 부재(163a, 165a, 163b, 164b)는 인 따위의 n형 불순물이 고농도로 도핑되어 있는 n+ 수소화 비정질 규소 따위의 물질로 만들어지거나 실리사이드(silicide)로 만들어질 수 있다.

반도체(154a, 154b)와 저항성 접촉 부재(163a, 165a, 163b, 164b)의 측면 역시 기판(110) 면에 대하여 경사져 있으며 경사각은 30° 내지 80° 정도이다.

저항성 접촉 부재(163a, 165a, 163b, 164b) 및 게이트 절연막(140) 위에는 복수의 데이터선(data line)(171)과 복수 쌍의 제1 및 제2 드레인 전극(drain electrode)(175a, 175b)을 포함하는 데이터 도전체가 형성되어 있다.

데이터선(171)은 데이터 신호를 전달하며 주로 세로 방향으로 뻗어 게이트선(121a, 121b) 및 유지 전극선(131a, 131b)과 교차한다. 각 데이터선(171)은 제1 및 제2 게이트 전극(124a, 124b)을 향하여 각각 뻗은 복수 쌍의 제1 및 제2 소스 전극(source electrode)(173a, 173b)과 다른 층 또는 데이터 구동부(도시하지 않음)와의 접속을 위하여 면적이 넓은 끝 부분(179)을 포함한다. 데이터 구동부가 기판(110) 위에 집적되어 있는 경우, 데이터선(171)이 연장되어 이와 직접 연결될 수 있다.

반도체(154a, 154b)와 중첩하는 데이터선(171) 아래에도 저항성 접촉 부재(161)가 형성되어 있다. 그리고 데이터선(171)과 중첩하는 유지 전극선(131a, 131b) 및 드레인 전극(177a, 177b)과 중첩하는 유지 전극(137a, 137b)의 경계선에도 반도체(152, 153)가 형성될 수 있다.

제1 및 제2 드레인 전극(175a, 175b)은 서로 분리되어 있고 데이터선(171)과도 분리되어 있다.

제1/제2 드레인 전극(175a/175b)은 제1/제2 게이트 전극(124a/124b)을 중심으로 제1/제2 소스 전극(173a/173b)과 마주하며, 넓은 한 쪽 끝 부분(177a/177b)과 막대형인 다른 쪽 끝 부분(176a, 176b)을 포함한다. 넓은 끝 부분(177a, 177b)은 각각 제1 및 제2 유지 전극(137a, 137b)과 중첩하며, 막대형 끝 부분(176a, 176b)은 구부러진 제1 및 제2 소스 전극(173a, 173b)으로 일부 둘러싸여 있다.

제1/제2 게이트 전극(124a/124b), 제1/제2 소스 전극(173a/173b) 및 제1/제2 드레인 전극(175a/175b)은 제1/제2 반도체(154a, 154b)와 함께 제1/제2 박막 트랜지스터(thin film transistor, TFT)(Qa/Qb)를 이루며, 제1/제2 박막 트랜지스터(Qa/Qb)의 채널(channel)은 제1/제2 소스 전극(173a/173b)과 제1/제2 드레인 전극(175a/175b) 사이의 제1/제2 반도체(154a/154b)에 형성된다.

데이터 도전체(171, 175a, 175b)는 몰리브덴, 크롬, 탄탈륨 및 티타늄 등 내화성 금속(refractory metal) 또는 이들의 합금으로 만들어지는 것이 바람직하며, 내화성 금속막(도시하지 않음)과 저저항 도전막(도시하지 않음)을 포함하는 다중막 구조를 가질 수 있다. 다중막 구조의 예로는 크롬 또는 몰리브덴 (합금) 하부막과 알루미늄 (합금) 상부막의 이중막, 몰리브덴 (합금) 하부막과 알루미늄 (합금) 중간막과 몰리브덴 (합금) 상부막의 삼중막을 들 수 있다. 그러나 데이터 도전체(171, 175a, 175b)는 이외에도 여러 가지 다양한 금속 또는 도전체로 만들어질 수 있다.

데이터 도전체(171, 175a, 175b) 또한 그 측면이 기판(110) 면에 대하여 30° 내지 80° 정도의 경사각으로 기울어진 것이 바람직하다.

저항성 접촉 부재(161, 163a, 163b, 165a, 165b)는 그 아래의 반도체(154a, 154b)와 그 위의 데이터 도전체(171, 175a, 175b) 사이에만 존재하며 이들 사이의 접촉 저항을 낮추어 준다. 반도체(154a, 154b)에는 소스 전극(173a, 173b)과 드레인 전극(175a, 175b) 사이를 비롯하여 데이터 도전체(171, 175a, 175b)로 가리지 않고 노출된 부분이 있다.

데이터 도전체(171, 175a, 175b) 및 노출된 반도체(154a, 154b) 부분 위에는 보호막(passivation layer)(180)이 형성되어 있다. 보호막(180)은 무기 절연물 또는 유기 절연물 따위로 만들어지며 표면이 평탄할 수 있다. 유기 절연물은 4.0 이하의 유전 상수를 가지는 것이 바람직하고, 감광성(photosensitivity)을 가질 수도 있다. 그러나 보호막(180)은 유기막의 우수한 절연 특성을 살리면서도 노출된 반도체(154a, 154b) 부분에 해가 가지 않도록 하부 무기막과 상부 유기막의 이중막 구조를 가질 수 있다.

보호막(180)에는 데이터선(171)의 끝 부분(179)과 제1 및 제2 드레인 전극(175a, 175b)의 넓은 끝 부분(177a, 177b)을 각각 드러내는 복수의 접촉 구멍(contact hole)(182, 185a, 185b)이 형성되어 있으며, 보호막(180)과 게이트 절연막(140)에는 게이트선(121a, 121b)의 끝 부분(129a, 129b)을 각각 드러내는 복수의 접촉 구멍(181a, 181b)이 형성되어 있다.

보호막(180) 위에는 복수의 화소 전극(pixel electrode)(191) 및 복수의 접 촉 보조 부재(contact assistant)(81a, 81b, 82)가 형성되어 있다. 이들은 ITO 또는 IZO 등의 투명한 도전 물질이나 알루미늄, 은, 크롬 또는 그 합금 등의 반사성 금속으로 만들어질 수 있다.

각 화소 전극(191)은 서로 분리되어 있는 한 쌍의 제1 및 제2 부화소 전극(191a, 191b)을 포함하며, 각 부화소 전극(191a, 191b)은 절개부(91a, 91b)를 가지고 있다.

화소 전극(191)의 기타 모양 및 배치는 도 4 내지 도 7을 참고로 하여 상세히 설명하면, 도시한 바와 같이 제1 부화소 전극(191a)과 제2 부화소 전극(191b)은 행 방향으로 인접해 있다.

제1 및 제2 부화소 전극(191a, 191b) 각각은 적어도 도 5에 도시한 평행사변형의 전극편(196) 하나와 도 6에 도시한 평행사변형의 전극편(197) 하나를 포함한다. 도 5 및 도 6에 도시한 전극편(196, 197)을 상하로 연결하면 도 7에 도시한 기본 전극(198)이 되는데, 각 부화소 전극(191a, 191b)은 이러한 기본 전극(198)을 근간으로 하는 구조를 가진다.

도 5 및 도 6b에 도시한 바와 같이, 전극편(196, 197) 각각은 한 쌍의 빗변(oblique edge)(196o, 197o) 및 한 쌍의 가로변(transverse edge)(196t, 197t)을 가지며 대략 평행사변형이다. 각 빗변(196o, 197o)은 가로변(196t, 197t)에 대하여 빗각(oblique angle)을 이루며, 빗각의 크기는 대략 45도 내지 135도인 것이 바람직하다. 편의상 앞으로 밑변(196t, 197t)을 중심으로 수직인 상태에서 기울어진 방향("경사 방향")에 따라 구분하며, 도 5와 같이 오른쪽으로 기울어진 경우를 "우 경사"라 하고 도 6과 같이 왼쪽으로 기울어진 경우를 "좌경사"라 한다.

전극편(196, 197)에서 가로변(196t, 197t)의 길이, 즉 너비(W)와 가로변(196t, 197t) 사이의 거리, 즉 높이(H)는 표시판 조립체(300)의 크기에 따라서 자유롭게 결정할 수 있다. 또한 각 전극편(196, 197)에서 가로변(196t, 197t)은 다른 부분과의 관계를 고려하여 꺾이거나 튀어나오는 등 변형될 수 있으며, 앞으로는 이러한 변형도 모두 포함하여 평행사변형이라 일컫는다.

도 7에 도시한 기본 전극(198)은 우경사 전극편(196)과 좌경사 전극편(197)이 결합하여 이루어진다. 우경사 전극편(196)과 좌경사 전극편(197)이 이루는 각도는 대략 직각인 것이 바람직하며, 두 전극편(196, 197)의 연결은 일부에서만 이루어진다. 연결되지 않은 부분은 절개부(90)를 이루며 오목하게 들어간 쪽에 위치한다. 그러나 절개부(90)는 생략될 수도 있다.

두 전극편(196, 197)의 바깥 쪽 가로변(196t, 197t)은 기본 전극(198)의 가로변(198t)을 이루며, 두 전극편(196)의 대응하는 빗변(196o, 197o)는 서로 연결되어 기본 전극(198)의 굴곡변(curved edge)(198o1, 198o2)을 이룬다.

굴곡변(198o1, 198o2)은 가로변(198t)과 둔각, 예를 들면 약 135°를 이루며 만나는 볼록변(convex edge)(198o1) 및 가로변(198t)과 예각, 예를 들면 약 45°를 이루며 만나는 오목변(concave edge)(198o2)을 포함한다. 굴곡변(198o1, 198o2)은 한 쌍의 빗변(196o, 197o)이 대략 직각으로 만나 이루어지므로 그 꺾인 각도는 대략 직각이다.

기본 전극(198)은 기본 전극(198)의 볼록 꼭지점(VV)과 오목 꼭지점(CV)를 잇는 가상의 직선(앞으로 "가로 중심선"이라 함)에 대하여 대략 반전 대칭이다.

그러면, 도 4를 참조하면 각 화소 전극(191)에서 제1 부화소 전극(191a)의 크기는 제2 부화소 전극(191b)의 크기보다 작다. 특히 제2 부화소 전극(191b)의 높이가 제1 부화소 전극(191a)의 높이보다 높으며, 두 부화소 전극(191b)의 너비는 실질적으로 동일하다. 제2 부화소 전극(191b)의 전극편의 수효는 제1 부화소 전극(191b)의 전극편 수효보다 많다.

제1 부화소 전극(191a)은 좌경사 전극편(197)과 우경사 전극편(196)으로 이루어지며, 도 7에 도시한 기본 전극(198)과 실질적으로 동일한 구조를 가진다.

제2 부화소 전극(191b)은 두 개 이상의 좌경사 전극편(197)과 두 개 이상의 우경사 전극편(196)의 조합으로 이루어지며, 도 7에 도시한 기본 전극(198)과 이에 결합된 좌경사 및 우경사 전극편(196, 197)을 포함한다.

도 1 및 도 4에 도시한 제2 부화소 전극(191b)은 모두 6개의 전극편(191b1-191b6)으로 이루어지며, 이 중 두 개의 전극편(191b5, 191b6)은 제1 부화소 전극(191a) 상하에 배치되어 있다. 화소 전극(191b)은 세 번 꺾인 구조를 가지며, 한 번 굴곡된 구조에 비해 세로줄 표현이 우수하다.

도 4에 도시한 구조에서는 중간의 전극편(191a1, 191a2, 191b1, 191b2)과 그 상하에 배치된 전극편(191b3-191b6)의 높이가 다르지만 동일(도시하지 않음)할 수도 있다. 도 4에는 상하 전극편(191b3-191b6)의 높이가 중간 전극편(191a1, 191a2, 191b1, 191b2)의 약 1/2이고, 이에 따라 제1 부화소 전극(191a)과 제2 부화소 전극(191b)의 면적비는 대략 1:2가 된다. 바람직하게는 중간 전극편(191a1, 191a2, 191b1, 191b2)의 높이가 상하 전극편(191b3-191b6) 높이의 1배 내지 2.5배일 수 있다. 이와 같이 상하 전극편(191b3-191b6)의 높이를 조절하면 원하는 면적비를 얻을 수 있으며, 대략 1:1.1 에서 1:3 정도의 면적비를 가지는 것이 바람직하다.

제1 및 제2 부화소 전극(191a, 191b)의 위치 관계 및 꺾인 방향은 바뀔 수 있으며, 화소 전극(191)을 상하좌우로 반전 대칭 이동하거나 회전 이동함으로써 변형할 수 있다.

유지 전극선(131a, 131b)은 굴곡점을 연결한 가상의 직선과 대응한다.

유지 전극선(131a, 131b), 드레인 전극(175a, 175b)의 확장부(177a, 177b) 및 접촉 구멍(185a, 185b)은 화소 전극(191)의 굴곡점을 연결한 직선 위에 위치하고 있다. 부화소 전극(191a, 191b)의 굴곡점을 연결하는 직선은 앞서 설명한 부영역의 경계로서, 이 부분에서는 액정 분자의 배열이 흐트러져 텍스처(texture)가 나타난다. 따라서 이와 같이 배치하면 텍스처를 가리면서 개구율을 향상할 수 있다.

또한 데이터선(171)이 한 화소 전극(191)의 제1 부화소 전극(191a)과 중첩하는 길이와 이웃하는 화소 전극(191)의 제2 부화소 전극(191b)과 중첩하는 길이는 서로 동일할 수 있다.

제1/제2 부화소 전극(191a/191b)은 접촉 구멍(185a/185b)을 통하여 제1/제2 드레인 전극(175a/175b)과 연결되어 있다. 제1/제2 부화소 전극(191a/191b)과 상부 표시판(200)의 공통 전극(270)은 그 사이의 액정층(3) 부분과 함께 제1/제2 액정 축전기(Clca/Clcb)를 이루어 박막 트랜지스터(Qa/Qb)가 턴 오프된 후에도 인가된 전압을 유지한다.

제1/제2 부화소 전극(191a/191b)과 연결된 제1/제2 드레인 전극(175a/175b)의 넓은 끝 부분(177a/177b)은 게이트 절연막(140)을 사이에 두고 제1 및 제2 유지 전극(137a, 137b)과 중첩하여 제1/제2 유지 축전기(Csta/Cstb)를 이루며, 제1/제2 유지 축전기(Csta/Cstb)는 제1/제2 액정 축전기(Clca/Clcb)의 전압 유지 능력을 강화한다.

접촉 보조 부재(81a, 81b, 82)는 각각 접촉 구멍(181a, 181b, 182)을 통하여 게이트선(121a, 121b)의 끝 부분(129a, 129b) 및 데이터선(171)의 끝 부분(179)과 연결된다. 접촉 보조 부재(81a, 81b, 82)는 게이트선(121a, 121b)의 끝 부분(129a, 129b) 및 데이터선(171)의 끝 부분(179)과 외부 장치와의 접착성을 보완하고 이들을 보호한다.

다음, 상부 표시판(200)에 대하여 설명한다.

투명한 유리 또는 플라스틱 등으로 만들어진 절연 기판(210) 위에 차광 부재(light blocking member)(220)가 형성되어 있다. 차광 부재(220)는 게이트선(121a)과 대응하는 가로부(222), 화소 전극(191)의 굴곡변에 대응하는 제1 굴곡부(221), 화소 전극(191)과 대응하며 제1 굴곡부(221)를 따라 굽어진 제2 굴곡부(223, 224) 및 박막 트랜지스터에 대응하는 사각형 부분(225)을 포함한다.

제2 굴곡부(223, 224)는 화소 전극(191)의 절개부(91b)의 좌, 우에 위치하여 절개부(91b)와 교대로 배치되도록 한다.

도 4를 참조하면 제2 굴곡부(223, 224)는 전극편(196, 197)의 빗변(196o, 197o)과 나란한 사선부(61, 62)와 사선부(61, 62)와 둔각을 이루는 가로부를 포함 한다. 사선부(61, 62)는 전극편(196, 197)과 마주하며, 전극편(196, 197)을 두 개의 부 영역(S1, S2)로 나눈다.

제2 굴곡부(223, 224)는 볼록 꼭지점(VV)과 오목 꼭지점(CV)을 잇는 가상의 직선에 대하여 대략 반전 대칭이다.

차광 부재(220)는 화소 전극(191) 사이의 빛샘을 막고 화소 전극(191)과 마주하는 개구 영역을 정의한다. 그리고 차광 부재(220)는 차광 부재(220)의 두께로 인해서 차광 부재(220) 위에 형성되는 막이 단차를 가지도록 한다.

차광 부재(220)의 두께는 상부막이 충분히 단차를 가지도록 약 5㎛의 두께로 형성되어 있다.

기판(210) 및 차광 부재(220) 위에는 또한 복수의 색필터(230)가 형성되어 있다. 색필터(230)는 차광 부재(230)로 둘러싸인 영역 내에 대부분 존재하며, 화소 전극(191) 열을 따라서 길게 뻗을 수 있다. 각 색필터(230)는 적색, 녹색 및 청색의 삼원색 등 기본색(primary color) 중 하나를 표시할 수 있다.

색필터(230)는 차광 부재(220)의 표면을 따라 형성되므로 차광 부재(220)의 단차만큼 색필터(230)도 단차지게 형성된다.

색필터(230) 및 차광 부재(220) 위에는 덮개막(overcoat)(도시하지 않음)이 형성될 수 있다.

덮개막은 (유기) 절연물로 만들어질 수 있으며, 색필터(230)가 노출되는 것을 방지한다. 덮개막(250)을 형성하는 경우에도 덮개막(250)이 색필터(230)의 표면을 따라 형성되기 때문에 차광 부재(220)의 두께 차이만큼 단차가 형성된다.

색필터(230) 위에는 공통 전극(270)이 형성되어 있다. 공통 전극(270)은 ITO, IZO 등의 투명한 도전체 따위로 만들어진다.

공통 전극(270) 또한 색필터(230)를 따라 형성되므로 차광 부재(220)의 두께 차이만큼 단차지게 형성된다.

이처럼 제2 굴곡부(223, 224)를 형성하면 공통 전극(270)이 제2 굴곡부(223, 224)의 표면을 따라 형성되기 때문에 공통 전극(270)도 단차지게 형성된다. 따라서 공통 전극(270) 중 제2 굴곡부(223, 224) 바로 위에 위치하는 부분이 다른 부분에 비해서 돌출된다.

표시판(100, 200)의 안쪽 면에는 배향막(alignment layer)(11, 21)이 형성되어 있으며 이들은 수직 배향막일 수 있다.

표시판(100, 200)의 바깥쪽 면에는 편광자(polarizer)(도시하지 않음)가 구비되어 있는데, 두 편광자의 편광축은 직교하며 이중 한 편광축은 게이트선(121a, 121b)에 대하여 나란한 것이 바람직하다. 반사형 액정 표시 장치의 경우에는 두 개의 편광자 중 하나가 생략될 수 있다.

액정 표시 장치는 편광자, 위상 지연막, 표시판(100, 200) 및 액정층(3)에 빛을 공급하는 조명부(backlight unit)(도시하지 않음)를 포함할 수 있다.

액정층(3)은 음의 유전율 이방성을 가지며, 액정층(3)의 액정 분자는 전기장이 없는 상태에서 그 장축이 두 표시판의 표면에 대하여 수직을 이루도록 배향되어 있다.

따라서 입사광은 직교 편광자(12, 22)를 통과하지 못하고 차단된다.

공통 전극(270)에 공통 전압을 인가하고 화소 전극(191)에 데이터 전압을 인가하면 표시판(100, 200)의 표면에 거의 수직인 전기장(전계)이 생성된다. [앞으로는 화소 전극(191)과 공통 전극(270)을 통틀어 전기장 생성 전극이라 한다.] 액정 분자들(31)은 전기장에 응답하여 그 장축이 전기장의 방향에 수직을 이루도록 방향을 바꾸고자 한다.

전기장 생성 전극(191)의 절개부(91a, 91b)와 화소 전극(191)의 변은 제2 굴곡부(223, 224)에 의해서 돌출된 전기장 생성 전극(270)과 함께 전기장을 왜곡하여 액정 분자들(31)의 경사 방향을 결정하는 수평 성분을 만들어낸다. 전기장의 수평 성분은 제2 굴곡부(223, 224), 절개부(91a, 92b)의 변과 화소 전극(191)의 변에 거의 수직이다.

도 4를 참고하면, 하나의 절개부 집합(91a, 91b) 및 제2 굴곡부(223, 224)는 화소 전극(191)을 복수의 부영역(sub-area)으로 나누며, 각 부영역은 화소 전극(191)의 주 변과 빗각을 이루는 두 개의 주 변(primary edge)을 가진다. 각 부영역의 주 변은 편광자의 편광축과 약 45°를 이루며, 이는 광효율을 최대로 하기 위해서이다.

각 부영역 위의 액정 분자들(31)은 대부분 주 변에 수직인 방향으로 기울어지므로, 기울어지는 방향을 추려보면 대략 네 방향이다. 이와 같이 액정 분자(31)가 기울어지는 방향을 다양하게 하면 액정 표시 장치의 기준 시야각이 커진다.

절개부(91a, 91b)는 돌기(protrusion)(도시하지 않음)나 함몰부(depression)(도시하지 않음)로 대체할 수 있다. 돌기는 유기물 또는 무기물로 만 들어질 수 있고 전기장 생성 전극(191) 의 위 또는 아래에 배치될 수 있다.

이와 같이 본 발명에서는 화소 크기가 큰 중대형 표시 장치 등에 적합한 화소 전극 배치를 만들 수 있고, 세로줄 표시에 유리하다. 그리고 개구율 및 투과율이 더 향상되며, 기준 시야각을 크게 할 수 있다. 제1 및 제2 부화소 전극의 면적비를 1:1 에서 1:3까지 다양하게 할 수 있으며 측면 시인성을 더욱 좋게 할 수 있다.

또한, 차광 부재를 이용하여 공통 전극을 돌출 시킴으로써 공통 전극을 패터닝하지 않아도 되므로 정전기의 유입 등으로 인한 손상 및 패터닝이 제대로 되지 않는 것을 방지할 수 있다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims (10)

1. 기판,

   상기 기판 위에 형성되어 있으며 화소 영역을 정의하는 제1 차광 부재,

   상기 제1 차광 부재와 연결되어 있으며 상기 화소 영역 내에 위치하는 복수의 제2 차광 부재,

   상기 제2 차광 부재 위에 형성되어 있는 색필터, 그리고

   상기 색필터 위에 형성되어 있는 공통 전극을 포함하고

   상기 공통 전극은 상기 제2 차광 부재에 의해서 돌출되어 있는 표시판.
2. 제1항에서,

   상기 제1 차광 부재는 상부 및 하부에 나란하게 가로로 뻗은 상부 및 하부 가로부,

   상기 상부 및 하부 가로부를 연결하는 세로부를 포함하고,

   상기 제2 차광 부재는 상기 상부 및 하부 가로부를 연결하며 상기 화소 영역을 복수의 영역으로 구획하는 표시판.
3. 제1 기판,

   상기 제1 기판 위에 형성되어 있는 복수의 박막 트랜지스터,

   상기 박막 트랜지스터와 각각 연결되어 있는 복수의 화소 전극,

   상기 제1 기판과 마주하는 제2 기판,

   상기 제2 기판 위에 형성되어 있으며 상기 화소 전극의 가장자리와 대응하는 복수의 제1 차광 부재,

   상기 제1 차광 부재와 연결되어 있으며 상기 화소 전극의 내부와 대응하는 복수의 제2 차광 부재,

   상기 제2 차광 부재 위에 형성되어 있으며 상기 화소 전극과 대응하는 복수의 색필터,

   상기 색필터 위에 형성되어 있으며 상기 제2 차광 부재에 의해서 돌출되어 있는 공통 전극, 그리고

   상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 형성되어 있는 액정층

   을 포함하는 액정 표시 장치.
4. 제3항에서,

   상기 색필터와 상기 공통 전극 사이에 형성되어 있는 덮개막을 더 포함하는 액정 표시 장치.
5. 제3항에서,

   상기 제1 차광 부재는 상부 및 하부에 나란하게 가로로 뻗은 상부 및 하부 가로부,

   상기 상부 및 하부 가로부를 연결하는 세로부를 포함하고,

   상기 제2 차광 부재는 상기 상부 및 하부 가로부를 연결하며 상기 공통 전극을 복수의 영역으로 구획하는 액정 표시 장치
6. 제3항에서,

   상기 화소 전극은 복수의 절개부를 포함하는 액정 표시 장치.
7. 제6항에서,

   상기 절개부는 상기 제2 차광 부재와 교대로 배치되어 있는 액정 표시 장치.
8. 제3항에서,

   상기 제2 차광 부재는 5㎛의 두께로 형성되어 있는 액정 표시 장치.
9. 제3항에서,

   상기 화소 전극은 두 개의 가로변과,

   상기 두 가로변을 연결하는 세로변으로 이루어지며,

   상기 세로변은 적어도 한 번 이상 꺾어진 액정 표시 장치.
10. 제9항에서,

    상기 제2 차광 부재는 적어도 한 번 이상 꺾어진 액정 표시 장치.

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