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KR20080032768A - 액정표시장치 - Google Patents

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KR20080032768A
KR20080032768A KR1020060098661A KR20060098661A KR20080032768A KR 20080032768 A KR20080032768 A KR 20080032768A KR 1020060098661 A KR1020060098661 A KR 1020060098661A KR 20060098661 A KR20060098661 A KR 20060098661A KR 20080032768 A KR20080032768 A KR 20080032768A
Authority
KR
South Korea
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electrode
branch
pixel
liquid crystal
insulating substrate
Prior art date
Application number
KR1020060098661A
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English (en)
Inventor
지안강 루
이창훈
Original Assignee
삼성전자주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
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Priority to US11/764,541 priority patent/US20080084528A1/en
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Abstract

본 발명은 액정표시장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 액정표시장치는 제1절연기판과; 상기 제1절연기판 상에 형성되어 있으며 서로 절연교차하여 화소영역을 정의하는 게이트선 및 데이터선과; 상기 게이트선 및 상기 데이터선에 전기적으로 연결되어 있으며, 상기 데이터선과 평행한 줄기전극과, 상기 줄기전극에 연결되고 상기 게이트선의 연장방향에 대하여 제1 각도로 기울어져 있는 복수의 제1가지전극과, 상기 줄기전극에 연결되고 상기 게이트선의 연장방향에 대하여 제2각도로 기울어져 있는 복수의 제2가지전극과; 상기 제1가지전극과 상기 제2가지전극 사이에 상기 제1가지전극 및 상기 제2가지전극의 폭보다 큰 폭을 갖는 제1유지전극을 포함하며 상기 화소영역에 마련되는 화소전극과; 상기 제1절연기판과 대향하는 제2절연기판과; 상기 제2절연기판에 형성되어 있으며 상기 제1가지전극의 사이 및 상기 제2가지전극의 사이에 위치하며, 상기 제1가지전극 및 상기 제2가지전극과 실질적으로 평행하게 배열되어 있는 제3가지전극과, 상기 제1유지전극 상에 위치하는 제2유지전극을 포함한다. 이에 의해 유지용량을 증가시켜 킥백전압이 감소되는 액정표시장치가 제공된다.

Description

액정표시장치{LIQUID CRYSTAL DISPLAY}
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 액정표시장치에서 제1기판의 배치도이고,
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 액정표시장치에서 공통전극의 배치도이고,
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 액정표시장치에서 화소전극과 공통전극의 배치관계를 설명하기 위한 도면이고,
도 4는 도 1의 Ⅳ-Ⅳ에 따른 도면이고,
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 제1실시예에 따른 액정표시장치에서 액정분자의 정렬을 설명하기 위한 도면이고,
도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 액정표시장치에서 화소전극의 배치도이고,
도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 화소전극과 공통전극의 배치관계를 설명하기 위한 도면이고,
도 8은 본 발명의 제3실시예에 따른 액정표시장치를 설명하기 위한 도면이고,
도 9a 및 도 9b는 본 발명의 제3실시예에 따른 액정표시장치에서 액정분자의 정렬을 설명하기 위한 도면이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
100 : 제1기판 121 : 게이트선
141 : 데이터선 160 : 화소전극
200 : 제2기판 250 : 공통전극
300 : 액정층 310 : 액정분자
본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 가지 형상의 전극을 포함하는 액정표시장치에 관한 것이다.
액정표시장치는 액정표시패널을 포함한다. 액정표시패널은 박막트랜지스터가 형성되어 있는 제1기판, 제1기판과 대향하는 제2기판, 그리고 양 기판 사이에 위치하는 액정층을 포함한다. 액정표시패널은 비발광소자이기 때문에 제1기판의 후방에는 백라이트 유닛이 마련될 수 있다.
제1기판에는 화소전극이 마련되어 있으며, 제2기판에는 공통전극이 마련되어 있다. 액정층은 화소전극과 공통전극 사이에 위치하며, 양 전극 사이에 형성되는 전계에 의해 정렬상태가 결정된다.
액정표시장치 중 화소전극과 공통전극을 패터닝하여, 화소영역을 복수의 서브화소영역을 나누는 구조가 있다. 화소전극과 공통전극은 서로 이격되도록 패터닝 되며, 화소전극과 공통전극 간의 전압차에 의해 전계가 발생한다.
그런데 이러한 구조를 사용하는 액정표시장치는 화소전극이 가는 가지형상을 마련되기 때문에 유지용량이 다른 구조를 사용하는 액정표시장치보다 낮은 단점이 있다. 유지용량이 감소할 경우, 데이터 전압이 충분히 충전되지 않으며 킥백 전압이 증가하는 문제점이 있다.
또한, 상기 구조는 전계 방향이 불균일한 부분이 존재하는 문제가 있다. 전계 방향이 불균일하면 액정 분자의 배향이 제어되지 않는 부분으로 인해 개구율이 저하되는 문제가 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 유지용량을 증가시켜 킥백전압이 감소되는 액정표시장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 텍스쳐가 감소되어 화질이 개선되는 액정표시장치를 제공하는 것이다.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 제1절연기판과; 상기 제1절연기판 상에 형성되어 있으며 서로 절연교차하여 화소영역을 정의하는 게이트선 및 데이터선과; 상기 게이트선 및 상기 데이터선에 전기적으로 연결되어 있으며, 상기 데이터선과 평행한 줄기전극과, 상기 줄기전극에 연결되고 상기 게이트선의 연장방향에 대하여 제1 각도로 기울어져 있는 복수의 제1가지전극과, 상기 줄기전극에 연결되고 상기 게이트선의 연장방향에 대하여 제2각도로 기울어져 있는 복수의 제2가지전극과; 상 기 제1가지전극과 상기 제2가지전극 사이에 상기 제1가지전극 및 상기 제2가지전극의 폭보다 큰 폭을 갖는 제1유지전극을 포함하며 상기 화소영역에 마련되는 화소전극과; 상기 제1절연기판과 대향하는 제2절연기판과; 상기 제2절연기판에 형성되어 있으며 상기 제1가지전극의 사이 및 상기 제2가지전극의 사이에 위치하며, 상기 제1가지전극 및 상기 제2가지전극과 실질적으로 평행하게 배열되어 있는 제3가지전극과, 상기 제1유지전극 상에 위치하는 제2유지전극을 포함하는 공통전극을 포함하는 액정표시장치에 의해 달성된다.
줄기전극 및 제1가지전극과 줄기전극 과 제2가지전극이 연결되는 부분에서 발생하는 텍스처를 감소시키기 위하여 상기 줄기전극과 상기 제1가지전극 간의 연결영역 및 상기 줄기전극과 상기 제2가지전극 간의 연결영역에 위치하며 상기 제1가지전극 사이의 영역 및 상기 제2가지전극의 사이의 영역으로 연장되어 있는 모서리 전극을 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 모서리 전극과 상기 제1가지전극 간의 사이각과 상기 모서리 전극과 상기 제2가지전극 간의 사이각은 90도 내지 135도 일 수 있다.
텍스처 발생을 감소시키기 위하여 상기 제1유지전극의 면적은 상기 제2유지전극의 면적보다 큰 것이 바람직하다.
유지용량을 증가시키기 위하여 상기 화소전극은 상기 화소영역의 모서리 부분에 형성되어 있는 제1추가 유지전극을 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 공통전극은 상기 제1추가 유지전극의 상부에 위치하는 제2추가유지전극을 더 포함할 수 있다.
상기 제1추가유지전극의 면적은 상기 제2추가유지전극의 면적보다 큰 것이 바람직하다.
상기 게이트선과 동일한 층에 형성되며 상기 제1유지전극과 중첩되는 제3유지전극을 더 포함할 수 있다.
상기 제1가지전극 및 상기 제2가지전극은 상기 게이트선의 연장방향에 대하여 실질적으로 대칭이다.
상기 화소전극 상에 형성되고 제1 방향으로 러빙된 수평 배향막 및 상기 공통전극 상에 형성되고 제2 방향으로 러빙된 수평 배향막을 더 포함하고, 상기 제1 방향과 상기 제2 방향은 상기 게이트선의 연장방향과 실질적으로 평행하고, 방향은 반대일 수 있다.
상기 제1가지전극 및 상기 제2가지전극의 연장방향은 상기 게이트선의 연장방향과 0도 내지 30도를 이루는 것이 바람직하다.
상기 제1절연기판 및 상기 제2절연기판 사이에 개재된 액정층을 더 포함하고, 상기 액정층은 양의 유전률 이방성을 갖는 액정을 포함하며, 상기 제1가지전극과 상기 제1가지전극 사이의 전극 간격 및 상기 제3가지전극과 상기 제3가지전극 사이의 전극 간격은 25~45μm 인 것이 바람직하다.
상기 제1절연기판 및 상기 제2절연기판 사이에 개재된 액정층을 더 포함하고, 상기 액정층은 음의 유전률 이방성을 갖는 액정을 포함하며, 상기 제1가지전극과 상기 제1가지전극 사이의 전극 간격 및 상기 제3가지전극과 상기 제3가지전극 사이의 전극 간격은 8~14μm 인 것이 바람직하다.
상기 제1가지전극, 상기 제2가지전극 및 상기 제3가지전극의 폭은 6μm이하인 것이 바람직하며 최대한 가지전극의 폭은 좁은 것이 바람직하다.
한편, 상기 목적은, 본 발명에 따라, 제1절연기판과; 상기 제1절연기판 상에 형성되어 있으며 서로 절연교차하여 화소영역을 정의하는 게이트선 및 데이터선과; 상기 데이터선에 평행한 줄기전극과, 상기 줄기전극에 연결되고 상기 게이트선의 연장방향에 대하여 소정의 각도로 기울어져 있는 복수의 화소가지전극과, 상기 줄기전극과 상기 화소가지전극 간의 연결영역에 위치하며 상기 화소가지전극 사이의 영역으로 연장되어 있는 모서리 전극과, 상기 화소가지전극의 폭보다 넓은 폭을 갖는 화소유지전극을 포함하는 화소전극과; 상기 제1절연기판과 대향하는 제2절연기판과; 상기 제2절연기판에 형성되어 있으며 상기 화소가지전극의 사이에 위치하며, 상기 화소가지전극과 실질적으로 평행하게 배열되어 있는 공통가지전극과, 상기 화소유지전극 상에 위치하는 공통유지전극을 포함하는 공통전극을 포함하는 액정표시장치에 의해서도 달성될 수 있다.
이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명에 대하여 설명한다.
여러 실시예에 있어서 동일한 구성요소에 대하여는 동일한 참조번호를 부여하였으며, 동일한 구성요소에 대하여는 제1실시예에서 대표적으로 설명하고 다른 실시예에서는 생략될 수 있다. 본 명세서에서 ‘각도가 A도 내지 B도’라고 하면, 그 각도는 A 도 및 B도는 포함하지 않는다. 예를 들어 각도가 0도 내지 45도라 하면 0도와 45도는 포함하지 않는다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 액정표시장치에서 제1기판의 배치도이고, 도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 액정표시장치에서 공통전극의 배치도이고, 도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 액정표시장치에서 화소전극과 공통전극의 배치관계를 설명하기 위한 도면이고, 도 4는 도 1의 Ⅳ-Ⅳ에 따른 도면이고, 도 5a 및 도 5b는 본 발명의 제1실시예에 따른 액정표시장치에서 액정분자의 정렬을 설명하기 위한 도면이다. 도1 내지 도5는 참조하여 제1실시예에 따른 액정표시장치를 설명하면 다음과 같다.
우선, 도4를 보면, 액정표시장치(1)는 서로 대향하는 제1기판(100), 제2기판(200), 그리고 양 기판(100, 200) 사이에 위치하는 액정층(300)을 포함한다. 제1실시예에서 액정층(300)의 액정분자(310)는 이방성유전율이 양으로서, 액정분자(310)는 제1기판(100) 및 제2기판(200)에 대하여 수평으로 배향되어 있다. 이러한 액정층(300)에 전계를 가하면 액정분자(310)는 장축이 전계에 평행하게 정렬된다. 또한, 액정분자(310)는 제1기판(100) 및 제2기판(200)에 대하여 수직방향으로 약 0.5도 내지 3도 정도 기울어져 있다. 액정분자(310)가 기판에 대하여 수직방향으로 기울어져 있는 각도를 프리틸트(pretilt) 각도라고 하며 이러한 프리틸트는 액정분자(310)의 배향을 돕고 응답속도를 개선시키는 효과가 있다.
도 1 및 도 4을 참조하여 제1기판(100)을 설명한다.
제1절연기판(111)위에 게이트 배선(121, 122, 123)이 형성되어 있다. 게이트 배선(121, 122, 123)은 금속 단일층 또는 다중층일 수 있다. 게이트 배선(121, 122, 123)은 가로 방향으로 뻗어 있는 게이트선(121), 게이트선(121)에 연결되어 있는 게이트 전극(122), 그리고 제3유지전극(123)을 포함한다. 제3유지전극(123)은 게이트선(121)과 평행하게 연장되어 있으며 화소전극(160)의 중심부에서 약 삼각형의 형상으로 제1유지전극(165)과 중첩되어 저장 용량(storage capacitor)을 형성한다.
제1절연기판(111) 위에는 질화규소(SiNx) 등으로 이루어진 게이트 절연막(131)이 게이트 배선(121, 122, 123)을 덮고 있다.
게이트 전극(122)의 게이트 절연막(131) 상부에는 비정질 규소 등의 반도체로 이루어진 반도체층(132)이 형성되어 있으며, 반도체층(132)의 상부에는 실리사이드 또는 n형 불순물이 고농도로 도핑되어 있는 n+ 수소화 비정질 규소 등의 물질로 만들어진 저항 접촉층(133)이 형성되어 있다. 저항 접촉층(133)은 2부분으로 분리되어 있다.
저항 접촉층(133) 및 게이트 절연막(131) 위에는 데이터 배선(141, 142, 143)이 형성되어 있다. 데이터 배선(141, 142, 143) 역시 금속층으로 이루어진 단일층 또는 다중층일 수 있다. 데이터 배선(141, 142, 143)은 세로방향으로 형성되어 게이트선(121)과 교차하는 데이터선(141), 데이터선(141)의 분지이며 저항 접촉층(133)의 상부까지 연장되어 있는 소스 전극(142), 소스 전극(142)과 분리되어 있으며 일측의 저항 접촉층(133) 상부에 형성되어 있는 드레인 전극(143)을 포함한다.
화소영역은 게이트선(121) 및 데이터선(141)으로 둘러싸인 부분으로서 대략 사각형 형상을 가진다. 화소영역은 제3유지전극(123)을 중심으로 상부 화소영역과 하부 화소영역으로 나누어진다.
데이터 배선(141, 142, 143) 및 이들이 가리지 않는 반도체층(132)의 상부에는 질화규소, PECVD 방법에 의하여 증착된 a-Si:C:O 또는 a-Si:O:F 그리고 코팅 등의 방법으로 형성된 아크릴계 유기절연물질 등으로 이루어진 보호막(151)이 형성되어 있다. 보호막(151)에는 드레인 전극(143)을 드러내는 접촉구(152)가 형성되어 있다.
보호막(151)의 상부에는 화소전극(160)이 형성되어 있다. 화소전극(160)은 통상 ITO(indium tin oxide) 또는 IZO(indium zinc oxide)등의 투명한 도전물질로 이루어져 있다.
화소전극(160)은 데이터선의 연장방향과 나란하게 형성되어 있는 한 쌍의 제1줄기전극(161)과, 한 쌍의 제1줄기전극(161)을 연결하며 길게 연장되어 있는 제1가지전극(162)과 제2가지전극(163), 삼각형 형상의 제3유지전극(123)과 중첩되어 저장용량을 형성하는 제1유지전극(165) 및 화소영역의 모서리 부분에 형성되어 있는 제1추가유지전극(166)을 포함한다.
제1가지전극(162)은 게이트선(121)과 평행하지 않게 연장되어 있으며, 게이트선(121)의 연장방향에 대하여 제1각도(θ1)로 기울어져 있다. 제2가지전극(163) 은 게이트선(121)에 대하여 제2각도(θ2)로 기울어져 있으며, 게이트선(121)과 나란하게 연장되어 있는 제3유지전극(123)을 중심으로 제1가지전극(162)과 대략 대칭을 이루고 있다.
제1유지전극(165)은 제1가지전극(162) 및 제2가지전극(163)의 폭보다 큰 두께를 가지며, 상부 화소영역 및 하부 화소영역 사이에 형성되어 있다. 가지전극을 포함하는 화소전극은 통상적으로 가지전극을 제외한 화소영역의 대부분 영역에 형성되어 있는 개구를 포함한다. 이러한 화소전극의 경우, 공통전극에 형성되어 있는 가지전극과 액정분자(310)의 배향을 효과적으로 조절할 수 있는 장점이 있지만 다른 화소전극보다 그 면적이 작기 때문에 저장용량이 작은 문제점이 있다. 저장용량의 감소는 킥백전압(Vbk)의 증가를 유발시키는 문제점이 있다. 킥백전압은 계조와 극성에 따라 변화하여 프레임마다 화소에 인가되는 화소전압을 상이하게 한다. 이에 의해 휘도차에 의한 플리커 불량이 유발되기도 한다. 통상적으로 가지전극을 포함하는 화소전극의 저장용량은 다른 화소전극의 저장용량의 약 20%에 불과하다. 또한, 이러한 화소전극은 게이트선(121)에 대하여 소정의 기울기로 기울어져 있는 가지전극(162, 163)을 포함하기 때문에 가지전극이 형성되어 있지 않은 가운데 부분에서는 액정분자(310)를 제어할 수 없다. 따라서, 이 부분은 투과율에 영향이 없는 부분으로 간주된다.
본 실시예에서는 투과율에 영향이 없는 화소영역의 가운데 부분에 제1유지전극(165)을 형성하여 저장용량을 증가시킨다. 저장용량의 증가는 킥백전압의 감소를 유도하고, 화소전압에 영향을 미치는 킥백전압이 감소함으로써 휘도차가 줄어들고 플리커 등에 의한 불량을 방지할 수 있다.
제1추가유지전극(166) 역시 제1유지전극(165)과 함께 저장용량을 증가시키며 공통전극(250)에 형성되어 있는 제2추가유지전극(253)과 함께 저장용량을 형성한다.
화소전극(160)은 접촉구(152)를 통해 드레인 전극(143)과 전기적으로 연결되어 있다.
화소전극(160)의 상부에는 제1배향막(171)이 형성되어 있다.
도 2 및 도 4를 참조하여 제2기판(200)에 대하여 설명한다.
제2절연기판(211) 위에 블랙매트릭스(221)가 형성되어 있다. 블랙매트릭스(221)는 일반적으로 적색, 녹색 및 청색 필터 사이를 구분하며, 제1기판(100)에 위치하는 반도체층(132)으로의 직접적인 광조사를 차단하는 역할을 한다. 블랙매트릭스(221)는 통상 검은색 안료가 첨가된 감광성 유기물질로 이루어져 있다. 상기 검은색 안료로는 카본블랙이나 티타늄 옥사이드 등을 사용한다.
컬러필터(231)는 블랙매트릭스(221)를 경계로 하여 형성되어 있다. 도시ㄷ하지는 않았지만 컬러필터(231)는 각각 적색, 녹색 및 청색을 가지는 3개의 서브층을 포함한다. 컬러필터(231)는 백라이트 유닛(도시하지 않음)으로부터 조사되어 액정층(300)을 통과한 빛에 색상을 부여하는 역할을 한다. 컬러필터(231)는 통상 감광성 유기물질로 이루어져 있다.
컬러필터(231)와 블랙매트릭스(221) 상에는 오버 코트층(241)이 형성되어 있다. 오버 코트층(241)은 유기물질로 이루어져 있으며, 평탄한 표면을 제공한다. 오버 코트층(241)은 생략될 수 있다.
오버 코트층(241) 상에는 공통전극(250)이 형성되어 있다. 공통전극(250)은 ITO(indium tin oxide) 또는 IZO(indium zinc oxide)등의 투명한 도전물질로 이루어진다. 공통전극(250)은 제1기판(100)의 화소전극(160)과 함께 액정층(300)에 전압을 인가한다.
공통전극(250)은 화소영역에 대응되는 부분에서 패터닝되어 있다. 패터닝된 공통전극(250)은 화소영역을 가로지르는 제3가지전극(251), 화소영역의 중심부에 형성되어 있는 제2유지전극(252) 및 화소영역의 모서리 부분에 형성되어 있는 제2추가유지전극(253)을 포함한다. 본 실시예에 따른 공통전극(250)은 화소전극(160)의 줄기전극(161)에 대응하는 줄기전극을 포함하지 않는다. 이는 줄기전극에 의하여 유도되는 전기장 발생을 감소시켜 텍스쳐를 방지하는 효과가 있다.
제3가지전극(251)은 화소전극(160)의 제1가지전극(162) 및 제2가지전극(163) 사이마다 형성되어 있으며, 제1가지전극(162) 및 제2가지전극과 평행하게 형성된다. 따라서, 제3가지전극(251) 역시 게이트선(121)의 연장방향과 제1각도(θ1)정도 기울어져 있으며, 제2유지전극(252)에 대하여 실질적으로 대략 대칭을 이루고 있다.
제2유지전극(252)은 제1유지전극(165)과 겹쳐 저장용량을 형성하며, 전기장 형성에 따른 텍스쳐를 방지하기 위하여 제1유지전극(165)의 면적보다 작게 형성된다. 제2추가유지전극(253)의 면적 역시 제1추가유지전극(166)의 면적보다 작다.
공통전극(250) 상에는 제2배향막(261)이 형성되어 있다.
제1배향막(171)과 제2배향막(261)은 게이트선(121)과 평행한 방향으로 러빙되어 있다.
화소전극(160)과 공통전극(250)의 배치 관계를 도 3을 참조하여 설명한다. 도 3은 상부 화소영역의 일부를 나타낸 것이다.
도 3을 보면 화소영역은 화소전극(160)과 공통전극(250)으로 둘러싸인 복수의 서브화소영역으로 나누어진다. 각 서브화소영역의 크기는 실질적으로 동일하다.
서브화소영역은 길게 연장되어 있는 평행사변형 형상이다. 서브화소영역의 3변은 화소전극(160)으로 둘러싸여 있으며, 다른 1변은 공통전극(250)으로 둘러싸여 있다. 구체적으로 서브화소영역은 화소전극(160)의 줄기전극(161), 제1가지전극(162), 그리고 공통전극(250)의 제3가지전극(251)으로 둘러싸여 있다. 서브화소영역을 구획하는 제1가지전극(162) 및 제3가지전극(251)의 폭(d1)은 최대 6μm, 바람직하게는 4μm를 초과하지 않도록 형성된다. 투과율 향상을 위하여 가지전극의 폭은 최대한 작은 것이 바람직하다. 제1가지전극(162) 사이 또는 제3가지전극(251) 사이의 전극 간격(d2)은 25 내지 45 μm으로 마련된다.
서브화소영역의 장변을 이루는 화소전극(160)의 제1가지전극(162)과 공통전극(250)의 제3가지전극(251)은 서로 마주보고 있으며, 서로 평행하다. 서브화소영역은 상부화소영역과 하부화소영역에서 서로 다른 방향으로 연장되어 있다.
화소전극(160)의 제1가지전극(162)과 게이트선(121)의 연장방향이 이루는 제 1각도, 즉 기울기각(θ1)은 0 도 내지 45도, 보다 바람직하게는 0 내지 30도 이다. 여기서 공통전극(250)의 제3가지전극(251)와 게이트선(121)의 연장방향도 기울기각(θ1)을 형성한다. 또한 화소전극의 연장방향과 게이트선(121)의 연장방향도 기울기각(θ1)을 형성한다.
제1배향막(171)은 게이트선(121)과 평행한 제1방향으로 러빙되어 있으며, 제2배향막(261)은 제1방향과 평행하며 반대방향인 제2방향으로 러빙되어 있다.
한편 도시하지는 않았지만 하부화소영역에서 화소전극(160)의 제2가지전극(161)과 러빙방향이 이루는 기울기각(θ2)은 135내지 180도, 보다 바람직하게는150도 내지 180도이다. 하부화소영역과 상부화소영역의 기울기각 합은 180도일 수 있다.
전압이 인가되지 않은 상태에서 액정층(300)의 액정분자(310)는 절연기판(111, 211)에 거의 평행하게 배향되며, 액정분자는 장축이 러빙방향과 실질적으로 평행하게 정렬된다.
전압이 인가되어 전계가 형성된 경우, 액정분자(310)의 정렬을 도 4, 도 5a 및 도 5b를 참조하여 설명한다. 도 5a 및 도 5b는 수평방향에서의 액정분자(310)의 정렬을 나타낸 것으로 도 5a는 상부화소영역을 도 5b는 하부화소영역을 나타낸다.
전압이 인가되면, 도 4과 같이 화소전극(160)과 공통전극(250) 사이에 전계가 형성된다. 특히 서로 길게 마주하고 있는 화소전극(160)의 제1가지전극(162) 및 제2가지전극(163)과, 공통전극(250)의 제3가지전극(251) 사이에 전계가 형성된다. 화소전극(160)과 공통전극(250)은 액정층(300)을 사이에 두고 수직방향으로 이격되어 있으므로, 전계는 수평 전계와 수직 전계가 모두 형성된다. 그러나 수평 방향의 전계가 우세하므로, 액정 분자는 주로 절연기판(111, 211)과 평행한 평면 상에서 회전하여 광투과율을 조절한다.
수평 방향의 전계는 도 5a 및 도 5b와 같이 화소전극(160)의 연장방향의 수직방향으로 형성되며, 액정분자(310)는 장축이 전계와 평행하도록 정렬된다. 도 5a 및 도 5b와 같이 상부 화소영역과 하부 화소영역의 기울기각(θ1, θ2)은 서로 다르다. 이에 따라 액정분자(310)는 상부 화소영역과 하부 화소영역에서 다른 방향으로 회전하며, 두 개의 도메인을 형성한다. 하나의 화소영역이 두 개의 도메인으로 나누어져 시인성이 개선된다.
도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 액정표시장치에서 화소전극의 배치도이고, 도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 화소전극과 공통전극의 배치관계를 설명하기 위한 도면이다. 본 실시예에 따른 화소전극(160)은 줄기전극(161)과 가지전극(162, 163) 간의 연결영역에 위치하며 가지전극(162, 163) 사이의 영역으로 연장되어 있는 모서리 전극(164)을 더 포함한다.
모서리 전극(164)은 줄기전극(161)과 가지전극(162, 163)이 만나는 모든 영역에 위치하고 있다. 가지전극(162, 163)과 모서리 전극(164)이 이루는 사이각(θ3) 은 90도 내지 135이다. 이러한 모서리 전극(164)에 의하여 가지전극(162, 163)이 연결되는 측변은 지그재그 형상이 되고, 도7와 같이 화소전극(160)의 서브화소영역은 사다리꼴 형상이 된다.
도 7는 서브화소영역과, 서브화소영역을 둘러싸고 있는 화소전극(160)과 공통전극(250)을 개략적으로 나타낸 것이다. 도7을 보면 화소전극(160)의 제1가지전극(162)과 게이트선(121)의 연장방향이 이루는 기울기각(θ1)은 0 도 내지 45도이다. 여기서 공통전극(250)의 제3가지전극(251)와 게이트선(121)의 연장방향도 기울기각(θ1)을 형성한다. 또한 화소전극의 연장방향과 게이트선(121)의 연장방향도 기울기각(θ1)을 형성한다. 전계는 공통전극(250)의 제3가지전극(251)으로부터 화소전극(160)의 제1가지전극(162)으로 형성된다.
점선은 모서리 전극(164)이 형성되지 않은 경우의 서브화소영역을 도시한 것이다. 도시한 바와 같이, 서브화소영역의 모서리 부분에서는 서로 상이한 방향의 전계가 형성되기 때문에 액정분자(310)의 배열이 일정하지 못하고, 이로 인한 텍스처가 발생된다. 텍스처가 발생하는 영역은 투과율에 기여하지 못하므로 본 실시예에 따른 화소전극(160)은 서브화소영역의 모서리 부분에 모서리 전극(164)을 형성하여 텍스처를 최소한으로 감소시키고, 동일한 방향으로 액정분자(310)가 배열될 수 있도록 한다. 텍스처를 최소화 시킴으로써 개구율을 향상시킬 수 있다.
이상의 실시예에서 액정층(300)의 액정분자(310)는 양의 이방성유전율을 가 진다. 이와 달리 액정층(300)의 액정분자(310)가 음의 이방성유전율을 가질 수 있으며 이를 도 8, 도 9a 및 도 9b를 참조하여 설명한다. 도 8은 본 발명의 제3실시예에 따른 액정표시장치를 설명하기 위한 도면이고, 도 9a 및 도 9b는 본 발명의 제3실시예에 따른 액정표시장치에서 액정분자의 정렬을 설명하기 위한 도면이다.
액정분자(310)가 음의 이방성유전율을 가질 경우, 제1가지전극(162), 제2가지전극(163) 및 제3가지전극(251) 간의 전극 간격은 양의 이방성유전율을 갖는 액정분자(310)의 경우보다 작다. 약 8 내지 14 μm인 것이 바람직하다. 음의 이방성 유전율을 갖는 액정분자(310)는 유전율이 작기 때문에 액정분자(310)의 제어를 위하여 전극 간의 간격을 좁히는 것이 유리하다. 상술한 전극 간격은 액정분자(310)의 유전율 및 다른 성질에 의하여 가변적이며, 사용자가 원하는 액정표시장치의 조건에 따라 변경될 수 있다. 예컨대, 빠른 응답속도를 원할 경우 전극 간격은 작아지며, 반면 높은 투과율을 우선시 할 경우 전극 간격은 증가된다. 따라서, 상기 조건을 적절히 만족시키는 범위에서 전극 간격이 설정될 것이다.
도 8을 보면 화소영역은 복수의 서브화소영역을 포함하며, 서브화소영역은 상부화소영역과 하부화소영역에서 서로 대칭되도록 배치되어 있다. 상부화소영역에서 화소전극(160)의 제1가지전극(162)과 게이트선(121)이 이루는 기울기각(θ1)은 45 도 내지 90도이다. 하부화소영역에서의 기울기각(θ2)은 90도 내지 135도이다. 상부화소영역과 하부화소영역의 기울기각의 합은 180도일 수 있다.
도 9a 및 도 9b를 보면 전압이 인가되어 전계가 형성된 경우, 수평 방향의 전계는 서브화소영역의 연장방향의 수직방향으로 형성되며, 액정분자(310)는 단축이 전계와 평행하도록 정렬된다. 도 9a는 상부화소영역을 나타내며, 도 9b는 상부화소영역을 나타낸다.
상부 화소영역과 하부 화소영역의 기울기각(θ1, θ2)은 서로 다르다. 이에 따라 액정분자(310)는 상부 화소영역과 하부 화소영역에서 다른 방향으로 회전하며, 두 개의 도메인을 형성한다. 하나의 화소영역이 두 개의 도메인으로 나누어져 시인성이 개선된다.
비록 본 발명의 몇몇 실시예들이 도시되고 설명되었지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 당업자라면 본 발명의 원칙이나 정신에서 벗어나지 않으면서 본 실시예를 변형할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 발명의 범위는 첨부된 청구항과 그 균등물에 의해 정해질 것이다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 유지용량을 증가시켜 킥백전압이 감소되는 액정표시장치가 제공된다.
또한, 텍스쳐가 감소되어 화질이 개선되는 액정표시장치가 제공된다.

Claims (19)

  1. 제1절연기판과;
    상기 제1절연기판 상에 형성되어 있으며 서로 절연교차하여 화소영역을 정의하는 게이트선 및 데이터선과;
    상기 게이트선 및 상기 데이터선에 전기적으로 연결되어 있으며, 상기 데이터선과 평행한 줄기전극과, 상기 줄기전극에 연결되고 상기 게이트선의 연장방향에 대하여 제1 각도로 기울어져 있는 복수의 제1가지전극과, 상기 줄기전극에 연결되고 상기 게이트선의 연장방향에 대하여 제2각도로 기울어져 있는 복수의 제2가지전극과; 상기 제1가지전극과 상기 제2가지전극 사이에 상기 제1가지전극 및 상기 제2가지전극의 폭보다 큰 폭을 갖는 제1유지전극을 포함하며 상기 화소영역에 마련되는 화소전극과;
    상기 제1절연기판과 대향하는 제2절연기판과;
    상기 제2절연기판에 형성되어 있으며 상기 제1가지전극의 사이 및 상기 제2가지전극의 사이에 위치하며, 상기 제1가지전극 및 상기 제2가지전극과 실질적으로 평행하게 배열되어 있는 제3가지전극과, 상기 제1유지전극 상에 위치하는 제2유지전극을 포함하는 공통전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 줄기전극과 상기 제1가지전극 간의 연결영역 및 상기 줄기전극과 상기 제2가지전극 간의 연결영역에 위치하며 상기 제1가지전극 사이의 영역 및 상기 제2가지전극의 사이의 영역으로 연장되어 있는 모서리 전극을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 모서리 전극과 상기 제1가지전극 간의 사이각과 상기 모서리 전극과 상기 제2가지전극 간의 사이각은 90도 내지 135도인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1유지전극의 면적은 상기 제2유지전극의 면적보다 큰 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 화소전극은 상기 화소영역의 모서리 부분에 형성되어 있는 제1추가 유지전극을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 공통전극은 상기 제1추가 유지전극의 상부에 위치하는 제2추가유지전극을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  7. 제6에 있어서,
    상기 제1추가유지전극의 면적은 상기 제2추가유지전극의 면적보다 큰 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 게이트선과 동일한 층에 형성되며 상기 제1유지전극과 중첩되는 제3유지전극을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제1가지전극 및 상기 제2가지전극은 상기 게이트선의 연장방향에 대하여 실질적으로 대칭인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 화소전극 상에 형성되고 제1 방향으로 러빙된 수평 배향막 및 상기 공통전극 상에 형성되고 제2 방향으로 러빙된 수평 배향막을 더 포함하고,
    상기 제1 방향과 상기 제2 방향은 상기 게이트선의 연장방향과 실질적으로 평행하고, 방향은 반대인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제1가지전극 및 상기 제2가지전극의 연장방향은 상기 게이트선의 연장방향과 0도 내지 30도를 이루는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제1절연기판 및 상기 제2절연기판 사이에 개재된 액정층을 더 포함하고, 상기 액정층은 양의 유전률 이방성을 갖는 액정을 포함하며,
    상기 제1가지전극과 상기 제1가지전극 사이의 전극 간격 및 상기 제3가지전극과 상기 제3가지전극 사이의 전극 간격은 25~45μm 인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 제1절연기판 및 상기 제2절연기판 사이에 개재된 액정층을 더 포함하고, 상기 액정층은 음의 유전률 이방성을 갖는 액정을 포함하며,
    상기 제1가지전극과 상기 제1가지전극 사이의 전극 간격 및 상기 제3가지전극과 상기 제3가지전극 사이의 전극 간격은 8~14μm 인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  14. 제12항 또는 제13항에 있어서,
    상기 제1가지전극, 상기 제2가지전극 및 상기 제3가지전극의 폭은 6μm이하인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  15. 제1절연기판과;
    상기 제1절연기판 상에 형성되어 있으며 서로 절연교차하여 화소영역을 정의하는 게이트선 및 데이터선과;
    상기 데이터선에 평행한 줄기전극과, 상기 줄기전극에 연결되고 상기 게이트선의 연장방향에 대하여 소정의 각도로 기울어져 있는 복수의 화소가지전극과, 상기 줄기전극과 상기 화소가지전극 간의 연결영역에 위치하며 상기 화소가지전극 사이의 영역으로 연장되어 있는 모서리 전극과, 상기 화소가지전극의 폭보다 넓은 폭을 갖는 화소유지전극을 포함하는 화소전극과;
    상기 제1절연기판과 대향하는 제2절연기판과;
    상기 제2절연기판에 형성되어 있으며 상기 화소가지전극의 사이에 위치하며, 상기 화소가지전극과 실질적으로 평행하게 배열되어 있는 공통가지전극과, 상기 화소유지전극 상에 위치하는 공통유지전극을 포함하는 공통전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 화소유지전극은 상기 화소전극의 가운데 영역에 형성되며, 상기 화소가지전극은 상기 화소유지전극에 대하여 실질적으로 대칭인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 화소유지전극의 면적은 상기 공통유지전극의 면적보다 큰 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  18. 제15항에 있어서,
    상기 화소전극은 상기 화소영역의 모서리 부분에 형성되어 있는 추가 화소유지전극을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 공통전극은 상기 추가 화소유지전극의 상부에 위치하는 추가 공통유지전극을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
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