KR100312761B1 - a liquid crystal display - Google Patents
a liquid crystal display Download PDFInfo
- Publication number
- KR100312761B1 KR100312761B1 KR1019990028449A KR19990028449A KR100312761B1 KR 100312761 B1 KR100312761 B1 KR 100312761B1 KR 1019990028449 A KR1019990028449 A KR 1019990028449A KR 19990028449 A KR19990028449 A KR 19990028449A KR 100312761 B1 KR100312761 B1 KR 100312761B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- liquid crystal
- substrate
- pixel
- pixel electrode
- protrusions
- Prior art date
Links
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 title claims abstract description 73
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 63
- 239000010408 film Substances 0.000 claims abstract description 20
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 11
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 13
- 238000002161 passivation Methods 0.000 claims 1
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 claims 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 abstract description 19
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- YVTHLONGBIQYBO-UHFFFAOYSA-N zinc indium(3+) oxygen(2-) Chemical compound [O--].[Zn++].[In+3] YVTHLONGBIQYBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 12
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 5
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 3
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 description 1
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 239000012044 organic layer Substances 0.000 description 1
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
- 238000001039 wet etching Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/1337—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers
- G02F1/133707—Structures for producing distorted electric fields, e.g. bumps, protrusions, recesses, slits in pixel electrodes
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Liquid Crystal (AREA)
Abstract
하부 기판 위에 삼각 기둥 모양의 돌기가 다수로 형성되어 있다. 이 돌기는 각 화소 내에 적어도 하나의 쌍으로 형성되어 있으며, 박막 트랜지스터를 형성하는 데에 사용되는 절연막 또는 반도체막 등으로 형성되어 있다. 그 위에는 ITO (indium-tin-oxide) 또는 IZO (indium-zinc-oxide) 등으로 각 화소 마다 화소 전극이 형성되어 있다. 화소 전극에 형성되어 있는 개구 패턴이 쌍으로 이루어진 돌기 중 하나를 드러내며, 이를 제외한 나머지 돌기는 화소 전극에 덮여 있으며, 그 상부에 수직 배향막이 도포되어 있다. 공통 전극과 수직 배향막이 차례로 형성되어 있는 상부 기판이 하부 기판과 대응되어 있으며, 상부 및 하부 기판 사이에는 음의 유전율 이방성을 가지는 액정 물질이 주입되어 있다. 이러한 액정 표시 장치에 전압이 인가되면, 개구 패턴을 통해 드러나 있는 돌기 주변에서는 하부 기판으로부터 상부 기판 쪽으로 모이는 형태의 전기장이 형성되고, 화소 전극으로 덮인 돌기 주변에서는 하부 기판으로부터 상부 기판 쪽으로 퍼지는 형태의 전기장이 형성된다. 이런 형태의 전기장에 의해, 개구 패턴 및 돌기 패턴을 기준으로 하여 양쪽에서 액정 분자의 배열 방향이 반대가 되는 서로 다른 영역이 형성된다.A plurality of triangular pillar-like protrusions are formed on the lower substrate. These projections are formed in at least one pair in each pixel, and are formed of an insulating film, a semiconductor film, or the like used to form a thin film transistor. A pixel electrode is formed on each pixel of ITO (indium-tin-oxide) or IZO (indium-zinc-oxide). An opening pattern formed in the pixel electrode exposes one of the pair of protrusions, and the other protrusions are covered by the pixel electrode, and a vertical alignment layer is coated on the pixel electrode. The upper substrate on which the common electrode and the vertical alignment layer are sequentially formed corresponds to the lower substrate, and a liquid crystal material having negative dielectric anisotropy is injected between the upper and lower substrates. When a voltage is applied to the liquid crystal display, an electric field is formed around the protrusion exposed through the opening pattern from the lower substrate toward the upper substrate, and the electric field is spread from the lower substrate toward the upper substrate around the protrusion covered by the pixel electrode. Is formed. By this type of electric field, different regions in which the alignment directions of the liquid crystal molecules are reversed on both sides of the opening pattern and the projection pattern are formed.
Description
본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것으로서, 특히 하나의 화소 영역 내에서 액정 분자의 배열 방향을 분할하기 위한 구조를 가지는 수직 배향 액정 표시 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal display, and more particularly, to a vertically aligned liquid crystal display having a structure for dividing an arrangement direction of liquid crystal molecules in one pixel area.
일반적으로 액정 표시 장치는 두 장의 기판 사이에 액정을 주입하고, 여기에 가하는 전장의 세기를 조절하여 광 투과량을 조절하는 구조로 되어 있다.In general, a liquid crystal display device has a structure in which a liquid crystal is injected between two substrates, and the amount of light transmitted is controlled by adjusting the intensity of the electric field applied thereto.
가장 널리 사용되고 있는 비틀린 네마틱(twisted-nematic ; TN) 방식 액정 표시 장치는 두 기판 사이에 채워진 액정 분자들이 기판에 평행하며 일정한 피치(pitch)를 가지고 나선상으로 꼬여 있어서 액정 분자의 장축이 연속적으로 변하도록 배향되어 있으며, 액정 분자의 장축과 단축의 배열에 따라 시각 특성이 결정된다. 그러나, 이러한 TN 방식의 액정 표시 장치는 노멀리 블랙 모드(normally black mode)의 오프(off) 상태에서 빛이 완전히 차단되지 않기 때문에 대비비가 좋지 않을 뿐 아니라 대비비가 각도에 따라 변하며, 각도가 변화함에 따라 중간조의 휘도가 반전하는 등 안정적인 화상을 얻기 어렵다. 또한, 화질이 정면에 대해 대칭이 되지 않는 등의 시야각 문제를 가진다.The most widely used twisted-nematic (TN) type liquid crystal display device is that liquid crystal molecules filled between two substrates are parallel to the substrate and twisted in a spiral with a constant pitch so that the long axis of the liquid crystal molecules is continuously changed. And the visual characteristics are determined according to the arrangement of the major and minor axes of the liquid crystal molecules. However, since the TN type liquid crystal display does not completely block light in the normally black mode off state, the contrast ratio is not good and the contrast ratio varies with angle, and the angle changes. Therefore, it is difficult to obtain a stable image such as the brightness of the halftones is reversed. In addition, there is a viewing angle problem such as that the image quality is not symmetrical with respect to the front face.
한편, 전압이 인가되지 않은 상태에서 액정 분자들이 기판 면에 대해 수직하게 배열되어 있다가 전압이 인가되면 액정 분자들이 여러 방향으로 쓰러지는 수직배향 (vertically aligned) 액정 표시 장치는 비틀린 네마틱 방식에 비해 대비비, 응답 속도 등의 여러 가지 면에서 우수하다. 또한, 액정 분자가 쓰러지는 방향을 정해진 다수의 방향으로 분할해 주고 보상 필름을 사용하는 경우, 효과적으로 광시야각을 구현할 수 있다는 장점이 있다.Meanwhile, a vertically aligned liquid crystal display in which liquid crystal molecules are vertically arranged with respect to the substrate surface when no voltage is applied, and then the liquid crystal molecules fall in various directions when voltage is applied, is compared with a twisted nematic method. It is excellent in many aspects, such as rain and response speed. In addition, when dividing the direction in which the liquid crystal molecules fall into a plurality of predetermined directions and using a compensation film, there is an advantage that can effectively implement a wide viewing angle.
최근, 액정 분자의 배향을 분할하는 방법으로서 기판 면에 삼각 돌기 등의 배향을 제어하는 구조물을 형성하는 방법, 투명 전극에 개구 패턴을 형성하는 방법 또는 한쪽 기판에는 돌기를 형성하고 그 대향 기판에는 개구 패턴을 형성하는 등의방법이 제시되었으며, 이때 돌기나 개구 패턴들은 빛의 이용 효율이 최대가 되는 4분할 배향을 형성할 수 있는 형태로 주로 설계되고 있다.Recently, as a method of dividing the orientation of liquid crystal molecules, a method of forming a structure for controlling the orientation of triangular projections or the like on the surface of a substrate, a method of forming an opening pattern in a transparent electrode, or forming a protrusion in one substrate and openings in the opposite substrate A method of forming a pattern has been proposed, and the protrusions and the opening patterns are mainly designed in such a way as to form a quadrilateral orientation in which light utilization efficiency is maximized.
그러면, 첨부한 도면을 참고로 하여 종래의 기술에 따른 수직 배향 액정 표시 장치에 대하여 좀 더 설명한다.Next, a vertical alignment liquid crystal display according to the related art will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1a 및 도 1b는 종래의 기술에 따른 수직 배향 액정 표시 장치에서 시야각을 보상하기 위해 제안된 구조를 도시한 단면도로서, 각각 전압이 인가되지 않은 상태와 전압이 인가된 상태에서의 액정 분자의 배열을 각각 보여준다.1A and 1B are cross-sectional views illustrating a structure proposed for compensating a viewing angle in a vertically aligned liquid crystal display device according to the related art, in which an arrangement of liquid crystal molecules in a state where a voltage is not applied and a state where a voltage is applied, respectively. Shows each.
도 1a 및 도 1b에 도시한 바와 같이, 하부 기판(10) 면에는 투명한 화소 전극(11)이 형성되어 있고, 화소 전극(11)에는 그 일부가 제거된 제1 개구부(1)가 형성되어 있다. 하부 기판(10)과 마주 보도록 상부 기판(20)이 대응되어 있고, 상부 기판(20) 면에는 투명 공통 전극(21)이 형성되어 있으며, 공통 전극(21)에는 그 일부가 제거된 제2 개구부(2)가 형성되어 있다. 여기에서, 상부 기판(20)과 하부 기판(10)은 각각의 제1 개구부(1)와 제2 개구부(2)가 서로 비껴 위치하도록 대응되어 있다. 상부 기판(20)과 하부 기판(10) 사이에는 음의 유전율 이방성을 가지는 액정 분자(30)가 주입되어 있다.As shown in FIGS. 1A and 1B, a transparent pixel electrode 11 is formed on a surface of a lower substrate 10, and a first opening 1 having a portion thereof removed is formed in the pixel electrode 11. . The upper substrate 20 corresponds to face the lower substrate 10, the transparent common electrode 21 is formed on a surface of the upper substrate 20, and a second opening portion of which is partially removed from the common electrode 21. (2) is formed. Here, the upper substrate 20 and the lower substrate 10 correspond to each of the first opening 1 and the second opening 2 so as to be offset from each other. Liquid crystal molecules 30 having negative dielectric anisotropy are injected between the upper substrate 20 and the lower substrate 10.
도 1a에서와 같이, 화소 전극(11)과 공통 전극(21) 사이에 전압이 인가되지 않은 상태에서는 액정 분자(30)가 두 기판(10, 20) 면에 대해 수직하게 배열되어 있다.As shown in FIG. 1A, when no voltage is applied between the pixel electrode 11 and the common electrode 21, the liquid crystal molecules 30 are vertically arranged with respect to the surfaces of the two substrates 10 and 20.
도 1b에서와 같이, 화소 전극(11)과 공통 전극(21)에 전압이 인가된 상태에서는 대부분의 영역에서 기판(10, 20)에 수직인 전기장이 형성되지만 화소전극(11)이 제거된 개구부(1, 2) 근처에서의 전기장은 두 기판(10, 20)에 대하여 완전히 수직으로 형성되지 않고 개구부(1, 2)의 가장자리에서 각각 휘어져 나와 일정 지점에서 모이는 형태의 프린지 필드(fringe field)를 형성한다. 음의 유전율 이방성을 가지는 액정 분자(30) 들은 전기장의 방향에 수직한 방향으로 배열하려는 경향이 있으므로, 개구부(1, 2) 부근의 액정 분자(3)의 장축은 두 기판(10, 20) 표면에 대하여 기울어진 채로 비틀리게 된다. 이렇게 되면, 개구부(1, 2)의 중심선을 기준으로 양쪽에서 액정 분자(30)의 기울어지는 방향이 반대로 되는 두 영역이 생기게 되고 두 영역의 광학적 특성이 서로 보상되어 시야각이 넓어지게 된다.As shown in FIG. 1B, when a voltage is applied to the pixel electrode 11 and the common electrode 21, an electric field perpendicular to the substrates 10 and 20 is formed in most regions, but the pixel electrode 11 is removed. The electric field near (1, 2) is not formed completely perpendicular to the two substrates (10, 20), but bends at the edges of the openings (1, 2), respectively, to form a fringe field that gathers at a certain point. Form. Since the liquid crystal molecules 30 having negative dielectric anisotropy tend to align in a direction perpendicular to the direction of the electric field, the major axis of the liquid crystal molecules 3 near the openings 1 and 2 is the surface of the two substrates 10 and 20. Twisting with respect to In this case, two regions in which the inclination directions of the liquid crystal molecules 30 are reversed on both sides of the center lines of the openings 1 and 2 are generated, and the optical characteristics of the two regions are compensated for each other, thereby widening the viewing angle.
다음으로, 도 2a 및 도 2b는 종래의 기술에 따른 수직 배향 액정 표시 장치에서 시야각을 보상하기 위해 제안된 구조의 단면도로서, 각각 전압이 인가되지 않은 상태와 전압이 인가된 상태에서의 액정 분자의 배열을 각각 보여준다.Next, FIGS. 2A and 2B are cross-sectional views of structures proposed for compensating a viewing angle in a vertically aligned liquid crystal display device according to the related art, respectively. Show each array.
도 2a 및 도 2b에 도시한 바와 같이, 하부 기판(10)에 ITO 등과 같은 투명한 도전 물질로 화소 전극(12)이 형성되어 있고 그 위에 삼각 기둥 모양의 제1 돌기(13)가 형성되어 있으며, 그 위에는 수직 배향막(도시하지 않음)이 형성되어 있다. 또한, 상부 기판(20) 면에 투명한 도전 물질로 공통 전극(22)이 형성되어 있고, 그 위에 삼각 기둥 모양의 제2 돌기(23)가 형성되어 있으며, 그 위에 수직 배향막(도시하지 않음)이 형성되어 있다. 수직 배향막 사이에 음의 유전율 이방성을 가지는 액정 분자(30)가 주입되어 있다.As shown in FIGS. 2A and 2B, the pixel electrode 12 is formed of a transparent conductive material such as ITO on the lower substrate 10, and a triangular columnar first protrusion 13 is formed thereon. A vertical alignment film (not shown) is formed thereon. In addition, the common electrode 22 is formed of a transparent conductive material on the upper substrate 20 surface, a triangular pillar-like second protrusion 23 is formed thereon, and a vertical alignment layer (not shown) is formed thereon. Formed. Liquid crystal molecules 30 having negative dielectric anisotropy are injected between the vertical alignment layers.
전압이 인가되지 않은 상태에서, 액정 분자(30)는 수직 배향막의 배향력에 의해 수직 배향막 표면에 대해 수직으로 배열하여, 도 2a에서와 같이, 돌기(13,23) 근처에서는 돌기(13, 23)의 경사진 표면에 수직인 방향으로 액정 분자(30)가 기울어지게 되고, 나머지 부분에서는 기판(10, 20)에 수직하게 액정 분자(30)가 배열된다.In the state where no voltage is applied, the liquid crystal molecules 30 are arranged perpendicularly to the surface of the vertical alignment layer by the alignment force of the vertical alignment layer, and the protrusions 13 and 23 near the protrusions 13 and 23 as shown in FIG. 2A. The liquid crystal molecules 30 are inclined in a direction perpendicular to the inclined surface of, and the liquid crystal molecules 30 are arranged perpendicularly to the substrates 10 and 20 in the remaining portion.
도 2b에 도시한 바와 같이, 전계가 두 기판(10, 20) 사이에 인가되면, 액정 분자(30)는 전계의 방향에 대해 수직으로 배열되려고 하므로 기판(10, 20)에 대해 평행하게 배열되는 방향으로 액정 분자(30)가 비틀린다. 초기 상태에서 돌기(13) 양쪽의 액정 분자(30)는 서로 반대 방향으로 일정 각도만큼 기울어져 있기 때문에 초기에 기울어진 방향을 따라 눕게 되고, 이렇게 되면 돌기(13)의 양쪽에서 액정 분자(30)가 눕는 방향이 반대가 되도록 비틀려 움직인다. 따라서, 돌기(13)의 중심선을 기준으로 양쪽에서 액정 분자(30)의 기울어지는 방향이 반대로 되는 두 영역이 생기게 되므로 두 영역의 광학적 특성이 서로 보상되어 시야각이 넓어지게 된다. 게다가, 액정 분자(30)의 배열 방향이 무질서하게 나타나는 디스클리네이션(disclination) 영역이 삼각 기둥 모양의 돌기(13, 23)의 중심선 부근에 집중되므로, 디스클리네이션 영역을 가리는 블랙 매트릭스(black matrix)를 고정된 위치에 형성할 수 있다.As shown in FIG. 2B, when an electric field is applied between the two substrates 10 and 20, the liquid crystal molecules 30 are arranged parallel to the substrates 10 and 20 because the liquid crystal molecules 30 are arranged to be perpendicular to the direction of the electric field. The liquid crystal molecules 30 are twisted in the direction. In the initial state, since the liquid crystal molecules 30 on both sides of the protrusion 13 are inclined by a predetermined angle in opposite directions, the liquid crystal molecules 30 lie along the initial inclined direction. Twist so that the lying direction is reversed. Accordingly, since two regions in which the inclination directions of the liquid crystal molecules 30 are opposite to each other based on the center line of the protrusion 13 are formed, the optical characteristics of the two regions are compensated for each other, thereby widening the viewing angle. In addition, since the disclination region in which the alignment direction of the liquid crystal molecules 30 is disordered is concentrated near the center line of the triangular columnar protrusions 13 and 23, the black matrix covering the disclination region is black. ) Can be formed in a fixed position.
그러나, 도 1a 및 도 1b와 도 2a 및 도 2b에 도시한 액정 표시 장치의 경우, 돌기(13, 14) 또는 개구부(1, 2) 등을 형성하는 공정이 증가하는 단점이 있다. 즉, 도 1a 및 도 1b에 도시한 구조의 경우, 컬러 필터(도시하지 않음)가 형성되어 있는 상부 기판(20)의 ITO 공통 전극(21)에 개구부(2)를 형성하는 습식 식각 공정이 추가된다. 또한, ITO 식각액이 컬러 필터에 스며들어 컬러 필터를 오염시키거나 손상을 가하는 것을 막기 위해, ITO 공정 이전에 유기 물질 또는 무기 물질의 보호막(도시하지 않음)을 추가로 입혀 주어야 한다. 또한, 도 2a 및 도 2b에 도시한 구조의 경우, 돌기(13, 23)는 하부 및 상부 기판(10, 20)의 화소 전극(12) 및 공통 전극(22) 위에 별도의 유기막을 도포하고 패터닝하여 형성한다.However, in the case of the liquid crystal display shown in FIGS. 1A and 1B and FIGS. 2A and 2B, a process of forming the protrusions 13 and 14, the openings 1 and 2, and the like increases. That is, in the structure shown in FIGS. 1A and 1B, a wet etching process of forming the opening 2 in the ITO common electrode 21 of the upper substrate 20 where the color filter (not shown) is formed is added. do. Further, in order to prevent the ITO etchant from penetrating the color filter and contaminating or damaging the color filter, a protective film (not shown) of an organic material or an inorganic material should be additionally applied before the ITO process. In addition, in the structure shown in FIGS. 2A and 2B, the protrusions 13 and 23 apply and pattern a separate organic layer on the pixel electrode 12 and the common electrode 22 of the lower and upper substrates 10 and 20. To form.
본 발명의 과제는 화소 분할 패턴 구조를 가지는 새로운 수직 배향 액정 표시 장치를 제시하는 것이다.An object of the present invention is to propose a new vertically aligned liquid crystal display device having a pixel division pattern structure.
본 발명의 다른 과제는 단순화된 공정으로 제조할 수 있는 화소 분할 패턴 구조를 가지는 수직 배향 액정 표시 장치를 제시하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a vertically aligned liquid crystal display device having a pixel division pattern structure which can be manufactured by a simplified process.
도 1a 및 도 1b는 종래의 기술에 따른 수직 배향 액정 표시 장치의 단면도로서, 각각 전압이 인가되지 않은 상태와 전압이 인가된 상태에서의 액정 분자의 배열을 보여주는 단면도이고,1A and 1B are cross-sectional views of a vertically aligned liquid crystal display device according to the related art, which is a cross-sectional view showing an arrangement of liquid crystal molecules in a state where no voltage is applied and a state where a voltage is applied, respectively.
도 2a 및 도 2b는 종래의 기술에 따른 다른 수직 배향 액정 표시 장치의 분할 배향을 위한 구조의 단면도로서, 각각 전압이 인가되지 않은 상태와 전압이 인가된 상태에서의 액정 분자의 배열을 각각 보여주는 단면도이고,2A and 2B are cross-sectional views of a structure for splitting alignment of another vertically aligned liquid crystal display according to the related art, and show cross-sectional views showing arrangements of liquid crystal molecules in a state where no voltage is applied and a state where a voltage is applied, respectively. ego,
도 3은 본 발명에 따른 수직 배향 액정 표시 장치에서 분할 배향을 위한 구조를 보여주는 단면도이고,3 is a cross-sectional view illustrating a structure for split alignment in a vertical alignment liquid crystal display according to the present invention;
도 4는 도 3의 수직 배향 액정 표시 장치에 전기장이 인가된 상태에서의 전기장 및 액정 분자의 배열을 보여주는 단면도이다.4 is a cross-sectional view illustrating an arrangement of an electric field and liquid crystal molecules when an electric field is applied to the vertically aligned liquid crystal display of FIG. 3.
이러한 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 따른 액정 표시 장치에서는 돌기가 쌍으로 형성되어 있고, 그 상부에 돌기 하나를 드러내는 개구 패턴을 가지며 나머지 돌기는 덮는 화소 전극이 형성되어 있다.In order to solve this problem, in the liquid crystal display according to the present invention, projections are formed in pairs, and pixel electrodes are formed on the upper part of which has an opening pattern exposing one projection and covering the remaining projections.
본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치에 의하면, 제1 기판의 각각의 화소 영역에 적어도 하나의 돌기 쌍과 그 상부의 화소 전극이 형성되어 있다. 이 화소 전극에는 개구 패턴이 뚫려 있어, 이 객구 패턴을 통해 돌기 쌍 중 하나의 돌기를 드러내며, 돌기 쌍 중 나머지 돌기는 덮고 있다. 이러한 제1 기판과 마주보도록 제2 기판이 대응되어 있으며, 이 제2 기판에는 공통 전극이 형성되어 있다.According to the liquid crystal display according to the exemplary embodiment of the present invention, at least one protrusion pair and a pixel electrode thereon are formed in each pixel area of the first substrate. An opening pattern is drilled through the pixel electrode, and the projection of one of the pair of protrusions is exposed through the target ball pattern, and the other of the protrusion pair is covered. The second substrate corresponds to face the first substrate, and a common electrode is formed on the second substrate.
여기에서, 제1 기판과 제2 기판 사이에는 음의 유전율 이방성을 가지는 액정 물질이 주입되고, 제1 기판의 공통 전극 상부와 제2 기판의 화소 전극 및 제1 돌기상부에는 각각 수직 배향막이 도포되어 있는 것이 바람직하다.Here, a liquid crystal material having negative dielectric anisotropy is injected between the first substrate and the second substrate, and a vertical alignment layer is coated on the common electrode of the first substrate and the pixel electrode and the first protrusion of the second substrate, respectively. It is desirable to have.
또한, 제1 돌기와 제2 돌기는 서로 나란하게 형성되어 있을 수 있으며, 각각은 삼각 기둥 모양인 것이 좋다.In addition, the first protrusion and the second protrusion may be formed in parallel with each other, each of which is preferably a triangular pillar shape.
게이트 전극, 게이트 전극 상부의 게이트 절연막, 게이트 전극 상부의 게이트 절연막 위에 형성되어 있는 반도체 패턴, 반도체 패턴의 양쪽 가장자리와 각각 중첩하는 소스 및 드레인 전극으로 이루어진 박막 트랜지스터가 각각의 화소 영역에 형성되어 있을 수 있고, 그 위에 보호막이 덮여 있을 수 있다. 또한, 돌기 쌍은 게이트 절연막, 반도체 패턴 또는 보호막과 동일한 물질로 형성되어 있을 수 있다.A thin film transistor including a gate electrode, a gate insulating film on the gate electrode, a semiconductor pattern formed on the gate insulating film on the gate electrode, and source and drain electrodes overlapping both edges of the semiconductor pattern may be formed in each pixel area. And a protective film thereon. In addition, the pair of protrusions may be formed of the same material as the gate insulating film, the semiconductor pattern, or the protective film.
또한, 화소 전극과 공통 전극은 ITO 또는 IZO로 형성되어 있을 수 있다.In addition, the pixel electrode and the common electrode may be formed of ITO or IZO.
그러면, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 따른 수직 배향 액정 표시 장치에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세하게 설명한다.Next, a vertical alignment liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that a person skilled in the art may easily implement the present invention.
도 3은 본 발명에 따른 수직 배향 액정 표시 장치에서 분할 배향을 위한 패턴 구조를 도시한 단면도이다.3 is a cross-sectional view illustrating a pattern structure for split alignment in the vertical alignment liquid crystal display according to the present invention.
게이트 전극(도시하지 않음), 게이트 전극 상부의 게이트 절연막(도시하지 않음), 게이트 전극 상부의 게이트 절연막 위에 형성되어 있는 반도체 패턴(도시하지 않음), 반도체 패턴의 양쪽 가장자리와 각각 중첩하는 소스 및 드레인 전극(도시하지 않음)을 포함하는 박막 트랜지스터(도시하지 않음) 등이 형성되어 있는 하부 기판(100) 위의 한 화소 내에, 도 3에 도시한 바와 같이, 적어도 하나의 쌍으로이루어진 돌기(110, 120)가 형성되어 있다. 이 돌기(110, 120)는 삼각 기둥 모양을 하고 있으며, 박막 트랜지스터의 반도체 패턴 및 게이트 절연막, 또는 박막 트랜지스터 상부를 덮는 보호막(도시하지 않음) 등과 동일한 물질로 형성되어 있다.A gate electrode (not shown), a gate insulating film (not shown) on the gate electrode, a semiconductor pattern (not shown) formed on the gate insulating film on the gate electrode, a source and a drain overlapping both edges of the semiconductor pattern, respectively As shown in FIG. 3, in one pixel on a lower substrate 100 on which a thin film transistor (not shown) including an electrode (not shown) and the like are formed, at least one pair of protrusions 110, 120 is formed. The protrusions 110 and 120 have a triangular pillar shape and are formed of the same material as the semiconductor pattern of the thin film transistor, the gate insulating film, or a protective film (not shown) covering the thin film transistor.
돌기(110, 120)가 형성되어 있는 층의 상부에 화소 전극(130)이 형성되어 있는데, 이 화소 전극(130)은 돌기 쌍 중에서 하나의 돌기(110)를 드러내는 개구 패턴(5)을 가지고 있으며, 돌기 쌍 중 나머지 돌기(120)를 덮고 있다. 화소 전극(130) 및 드러난 돌기(110) 위에는 액정 분자(310, 320)를 수직으로 배향하기 위한 수직 배향막(140)이 도포되어 있다.The pixel electrode 130 is formed on the layer on which the protrusions 110 and 120 are formed. The pixel electrode 130 has an opening pattern 5 exposing one of the protrusions 110. , Covering the remaining protrusions 120 of the pair of protrusions. The vertical alignment layer 140 is disposed on the pixel electrode 130 and the exposed protrusion 110 to vertically align the liquid crystal molecules 310 and 320.
이러한 하부 기판(100)과 마주보도록 상부 기판(200)이 대응되어 있으며, 마주보는 상부 기판(200) 면에는 투명한 공통 전극(210)이 형성되어 있고, 그 위에 수직 배향막(220)이 도포되어 있다.The upper substrate 200 corresponds to face the lower substrate 100, and a transparent common electrode 210 is formed on the surface of the upper substrate 200 facing each other, and a vertical alignment layer 220 is coated thereon. .
하부 기판(100)과 상부 기판(200) 사이에는 음의 유전율 이방성을 가지는 액정 분자(310, 320)가 주입되어 있다. 수직 배향막(210, 220)의 수직 배향력에 의해 대부분의 액정 분자(310)는 기판(100, 200) 사이에 수직하게 배열되어 있으며, 돌기(110, 120) 근처에서는 돌기(110, 120)의 경사진 표면에 수직인 방향으로 액정 분자(310)가 기울어져 있다.Liquid crystal molecules 310 and 320 having negative dielectric anisotropy are injected between the lower substrate 100 and the upper substrate 200. Due to the vertical alignment force of the vertical alignment layers 210 and 220, most of the liquid crystal molecules 310 are vertically arranged between the substrates 100 and 200, and near the protrusions 110 and 120, The liquid crystal molecules 310 are inclined in a direction perpendicular to the inclined surface.
이러한 액정 표시 장치에 전압이 인가되면 액정이 도 4에 도시한 바와 같이 배열한다.When voltage is applied to the liquid crystal display, the liquid crystal is arranged as shown in FIG. 4.
도 4는 도 3의 수직 배향 액정 표시 장치에 전기장이 인가된 상태에서의 전기장 및 액정 분자의 배열을 보여주는 단면도이다.4 is a cross-sectional view illustrating an arrangement of an electric field and liquid crystal molecules when an electric field is applied to the vertically aligned liquid crystal display of FIG. 3.
도 4에 도시한 바와 같이, 하부 기판(100)의 화소 전극(130)과 상부 기판(200)의 공통 전극(210)에 전압이 인가되면, 돌기(110, 120) 및 개구 패턴(5) 부근을 제외한 나머지 부분에서 두 기판(100, 200) 면에 대해 수직한 전기장이 형성된다. 한편, 돌기(110)가 드러나 있는 화소 전극(130)의 개구 패턴(5) 부근에서는 개구 패턴(5)의 가장자리로부터 시작되어 상부 기판(200)의 공통 전극(210)의 한 지점으로 모이는 형태의 전기장(E1)이 형성되며, 화소 전극(130)으로 덮인 돌기(120) 부근에서는 돌기(120)로부터 상부 기판(200)의 공통 전극(210) 쪽으로 퍼지는 형태의 전기장(E2)이 형성된다.As shown in FIG. 4, when a voltage is applied to the pixel electrode 130 of the lower substrate 100 and the common electrode 210 of the upper substrate 200, the protrusions 110 and 120 and the opening pattern 5 are nearby. In the remaining parts except for the electric field perpendicular to the two substrates (100, 200) surface is formed. Meanwhile, in the vicinity of the opening pattern 5 of the pixel electrode 130 where the protrusion 110 is exposed, the protrusion 110 starts from the edge of the opening pattern 5 and converges to a point of the common electrode 210 of the upper substrate 200. The electric field E 1 is formed, and in the vicinity of the protrusion 120 covered by the pixel electrode 130, an electric field E 2 is formed to spread from the protrusion 120 toward the common electrode 210 of the upper substrate 200. .
이처럼, 개구 패턴(5)과 돌기(120)를 중심으로 양쪽에서 대칭적으로 균일하게 형성되는 전기장(E1, E2)에 의해, 액정 분자(330)가 돌기(120)와 개구 패턴(5)을 중심으로 양쪽에 위치한 두 영역에서 서로 다른 방향으로 기울어져, 두 영역의 광학적 특성이 보상되어 시야각이 넓어진다.As described above, the liquid crystal molecules 330 form the protrusions 120 and the opening patterns 5 by the electric fields E 1 and E 2 , which are formed symmetrically and uniformly on both sides of the opening pattern 5 and the protrusion 120. In the two regions located at both sides with respect to), they are inclined in different directions, thereby compensating for the optical characteristics of the two regions, thereby widening the viewing angle.
여기에서, 액정 분자(330)가 서로 다른 방향으로 기울어져 화소 영역이 분할되는 경계 부근에서는 액정 분자(340)가 무질서하게 배열되는 영역인 디스클리네이션 영역(D1, D2)이 나타난다. 일반적으로, 돌기(120)에 의해 영역 분할이 이루어지는 부분에서보다 개구 패턴(110)에 의해 영역 분할이 이루어지는 부분에서 상대적으로 디스클리네이션 영역이 넓게 나타나는데, 개구 패턴(5) 내에 돌기(110)가 형성되어 있는 본 발명의 실시예에 따른 구조에서는 개구 패턴(5) 부근에서의 디스클리네이션 영역(D1)의 폭이 현저히 줄어든다. 이는 전압이 인가되기 이전에 개구 패턴(5) 부근에서의 액정 분자(도 3의 320)의 배열 방향과 전압이 인가된 후 개구 패턴(5) 부근에서 형성되는 전기장(E1)의 방향이 서로 나란하지 않고, 비교적 큰 각도를 가지게 되기 때문이다. 즉, 전압이 인가되기 이전에 액정 분자(도 3의 320)가 돌기(110)에 대해 수직한 방향, 즉 기판(100)에 대해 일정한 각도를 가지고 배열되어 있으므로, 전압이 인가된 후에 전기장(E1)에 수직으로 배열하는 데에 필요한 에너지가 상대적으로 작아 비교적 수월하게 대부분의 액정 분자(330)들이 강하게 방향성을 가진다. 따라서, 개구 패턴(5) 내에 돌기(110)가 형성되어 있지 않을 경우에 개구 패턴(5)이 존재하는 부분에 비교적 넓게 분포하게 되는 디스클리네이션 영역을 좁혀 삼각 기둥 모양의 돌기(110)의 꼭대기에 안정적으로 고정시키는 것이 가능하다.Here, the declining regions D 1 and D 2 , which are regions in which the liquid crystal molecules 340 are randomly arranged, appear near the boundary where the liquid crystal molecules 330 are inclined in different directions to divide the pixel regions. In general, the disclination region is relatively wider in the region where the region is divided by the opening pattern 110 than in the region where the region is divided by the protrusion 120, and the protrusion 110 is formed in the opening pattern 5. In the structure according to the embodiment of the present invention, the width of the disclination region D 1 in the vicinity of the opening pattern 5 is significantly reduced. This is because the arrangement direction of the liquid crystal molecules (320 in FIG. 3) near the opening pattern 5 before the voltage is applied and the direction of the electric field E 1 formed near the opening pattern 5 after the voltage is applied to each other. This is because they have a relatively large angle rather than side by side. That is, since the liquid crystal molecules 320 of FIG. 3 are arranged at a direction perpendicular to the protrusion 110, that is, at a predetermined angle with respect to the substrate 100, before the voltage is applied, the electric field E after the voltage is applied. Most of the liquid crystal molecules 330 are strongly oriented so that the energy required to vertically arrange them in 1 ) is relatively small. Therefore, when the protrusion 110 is not formed in the opening pattern 5, the top of the triangular pillar-shaped protrusion 110 is narrowed by narrowing the disclination region, which is relatively widely distributed in the portion where the opening pattern 5 is present. It is possible to fix it stably.
이하에서는 이러한 액정 표시 장치의 모드(mode)를 EV(Enhanced Vertical alingment) 모드라 부르기로 한다.Hereinafter, the mode of the liquid crystal display is referred to as an enhanced vertical alingment (EV) mode.
이처럼, 본 발명에 따른 EV 모드를 적용한 수직 배향 액정 표시 장치에서는, 박막 트랜지스터 기판의 한 화소 영역에 적어도 두 개의 돌기, 그리고 개구 패턴을 가지는 화소 전극이 형성되어 있고, 인접한 임의의 두 개의 돌기 중 하나는 화소 전극에 덮여 있고, 나머지는 화소 전극에 뚫려 있는 개구 패턴을 통해 드러나 있어서, 돌기와 개구 패턴을 이용하여 효과적으로 한 화소의 배향을 분할 할 수 있을 뿐 아니라, 돌기 꼭대기에 안정적으로 디스클리네이션 영역이 집중되는 효과가 있다. 또한, 돌기는 보호막, 게이트 절연막, 반도체막 등과 같이 박막 트랜지스터 공정 시에 사용하는 막들을 이용하여 형성할 수 있고, 개구 패턴은 화소 전극을 형성하는 단계에서 형성할 수 있어 별도의 공정이 필요하지 않은 구조이다.As described above, in the vertically aligned liquid crystal display device to which the EV mode according to the present invention is applied, at least two protrusions and a pixel electrode having an opening pattern are formed in one pixel region of the thin film transistor substrate, and one of two adjacent protrusions is formed. Is covered by the pixel electrode, and the rest is exposed through the opening pattern drilled in the pixel electrode, so that the projection and the opening pattern can effectively divide the orientation of one pixel, and the disclination region is stably formed on the top of the projection. There is a concentrated effect. In addition, the protrusions may be formed using films used in the thin film transistor process, such as a protective film, a gate insulating film, a semiconductor film, and the like, and the opening pattern may be formed in the step of forming the pixel electrode, thus requiring no separate process. Structure.
이상에서와 같이, 본 발명에 따르면, 화소를 효과적으로 분할 배향하는 새로운 패턴 구조를 하나의 기판에 모두 형성함으로써, 수직 배향 액정 표시 장치를 단순한 공정으로 구현할 수 있다.As described above, according to the present invention, the vertical alignment liquid crystal display device may be implemented in a simple process by forming all the new pattern structures on the single substrate to effectively divide and align the pixels.
Claims (9)
Priority Applications (8)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019990028449A KR100312761B1 (en) | 1999-07-14 | 1999-07-14 | a liquid crystal display |
| US09/559,483 US6657695B1 (en) | 1999-06-30 | 2000-04-27 | Liquid crystal display wherein pixel electrode having openings and protrusions in the same substrate |
| TW089108523A TW554193B (en) | 1999-06-30 | 2000-05-04 | Liquid crystal display |
| JP2000139881A JP4625561B2 (en) | 1999-06-30 | 2000-05-12 | Liquid crystal display device |
| US10/699,819 US6894753B2 (en) | 1999-06-30 | 2003-11-04 | Method for forming protrusion and opening in pixel region |
| US11/107,929 US7110078B2 (en) | 1999-06-30 | 2005-04-18 | Liquid crystal display having particular pixel electrode and particular pixel area |
| US11/502,197 US7385663B2 (en) | 1999-06-30 | 2006-08-10 | Liquid crystal display having a pixel area divided into multiple domains |
| JP2010198658A JP5480072B2 (en) | 1999-06-30 | 2010-09-06 | Liquid crystal display |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019990028449A KR100312761B1 (en) | 1999-07-14 | 1999-07-14 | a liquid crystal display |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20010009850A KR20010009850A (en) | 2001-02-05 |
| KR100312761B1 true KR100312761B1 (en) | 2001-11-03 |
Family
ID=19601693
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1019990028449A KR100312761B1 (en) | 1999-06-30 | 1999-07-14 | a liquid crystal display |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR100312761B1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7697096B2 (en) | 2003-12-03 | 2010-04-13 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Liquid crystal display and panel therefor |
| WO2012074209A2 (en) | 2010-11-30 | 2012-06-07 | (주)송현 | Connection device for tractor work |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002229029A (en) * | 2000-11-28 | 2002-08-14 | Sharp Corp | Liquid crystal display and method for manufacturing the same |
| KR100674237B1 (en) * | 2000-12-29 | 2007-01-25 | 비오이 하이디스 테크놀로지 주식회사 | Liquid crystal display for extending sight angle |
| KR100769178B1 (en) * | 2001-02-16 | 2007-10-23 | 엘지.필립스 엘시디 주식회사 | Liquid crystal display device and method for fabricating the same |
| JP3875125B2 (en) * | 2001-04-11 | 2007-01-31 | シャープ株式会社 | Liquid crystal display |
-
1999
- 1999-07-14 KR KR1019990028449A patent/KR100312761B1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7697096B2 (en) | 2003-12-03 | 2010-04-13 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Liquid crystal display and panel therefor |
| WO2012074209A2 (en) | 2010-11-30 | 2012-06-07 | (주)송현 | Connection device for tractor work |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20010009850A (en) | 2001-02-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6657695B1 (en) | Liquid crystal display wherein pixel electrode having openings and protrusions in the same substrate | |
| KR100887669B1 (en) | Liquid Crystal Display Devices and Manufacturing Method of the same | |
| KR100670058B1 (en) | A liquid crystal display | |
| KR20020012367A (en) | liquid crystal display with wide viewing angle | |
| KR20100072852A (en) | Liquid crystal display | |
| KR20020078148A (en) | a liquid crystal display | |
| KR100380222B1 (en) | array substrate for in-plane switching mode liquid crystal display device | |
| KR100366769B1 (en) | a liquid crystal display | |
| JP2005122173A (en) | In-plane switching liquid crystal display device | |
| KR20040099749A (en) | Multi-domain liquid crystal display | |
| KR100312761B1 (en) | a liquid crystal display | |
| KR100601173B1 (en) | a liquid crystal display | |
| KR100350641B1 (en) | a vertically-aligned liquid crystal display and a manufacturing method thereof | |
| KR20060108012A (en) | Liquid crystal display device | |
| JP3776891B2 (en) | Liquid crystal display device and manufacturing method thereof | |
| KR100422501B1 (en) | vertically-aligned liquid crystal display | |
| KR100516056B1 (en) | Vertical alignment mode liquid crystal display | |
| KR100767371B1 (en) | A vertically aligned mode liquid crystal display | |
| KR100816331B1 (en) | Vertically aligned mode liquid crystal display | |
| KR19990079743A (en) | Vertically Oriented Liquid Crystal Display | |
| KR100653470B1 (en) | Method for manufacturing optical visual field angle tn mode lcd | |
| KR20000009312A (en) | Wide viewing angle liquid crystal display | |
| KR100269352B1 (en) | Lcd device and the method of manufacturing the same | |
| KR20010096155A (en) | liquid crystal displays | |
| KR100538292B1 (en) | In-plane switching mode liquid crystal display device and manufacturing method |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20120914 Year of fee payment: 12 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20130930 Year of fee payment: 13 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20141001 Year of fee payment: 14 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20150930 Year of fee payment: 15 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20170928 Year of fee payment: 17 |
|
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |