KR100426920B1 - 액정 디스플레이 장치 - Google Patents

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KR100426920B1
KR100426920B1 KR10-2000-0081091A KR20000081091A KR100426920B1 KR 100426920 B1 KR100426920 B1 KR 100426920B1 KR 20000081091 A KR20000081091 A KR 20000081091A KR 100426920 B1 KR100426920 B1 KR 100426920B1
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기까와히로노리
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엔이씨 엘씨디 테크놀로지스, 엘티디.
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Abstract

근방의 전계나 상기 배향 표면의 불규칙성으로 인해 액정 분자의 외란을 억제함으로써 고 신뢰성을 갖는 OCB(광학적으로 보상된 벤드)형 액정 디스플레이 장치를 제공한다. OCB형 액정 디스플레이 장치는, 복수의 장방형 화소 영역 - 이들 각각은 평행하게 배열된 복수의 주사선들 중 하나 및 절연층을 통해 상기 복수의 주사선과 교차하는 복수의 신호선들 중 하나로 둘러싸이며, 화소 전극 및 박막 트랜지스터를 포함하여 이루어짐 -을 포함하는 액티브 매트릭스 기판, 및 공통 전극이 설치된 투명 기판을 대향시켜 조립되며, 상기 액티브 매트릭스 기판의 대향 표면과 상기 투명 기판의 대향 표면은 동일한 배향 방향을 갖도록 처리되며, 상기 화소 전극이 상기 신호선의 것 보다 더 가까운 층 내에 형성된다.

Description

액정 디스플레이 장치{LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}
본 발명은 OCB (Optically Compensated Bend)형 액정 표시 장치에 관한 것으로, 특히 외주 전계나 배향면의 불규칙성으로 인한 배향면의 외란을 방지하는, 고 이용율의 OCB형 액정 디스플레이 장치에 관한 것이다.
액정 디스플레이 장치는 대량의 정보를 용이하게 표시할 수 있기 때문에, CRT형 디스플레이 장치와 대체되어, 급속히 확산되고 있다.
종래에는, 액정 분자가 상부판과 하부판 사이에 삽입되어 분자축 방향 (이하, 디렉터로 부름)의 회전으로 평면에서 90도 트위스트 배향되어 있으며, 수직 전계에 의해 기판에 대해 수직 방향으로 디렉터를 회전시켜 화상을 표시하는, 트위스트형 네마틱 모드 (이하, TN 모드로 언급)가 주로 사용되었다.
그러나, 이 TN 모드는 가시 각도가 좁다는 문제를 안고 있다. 따라서, TN 모드는 화상이 일정 각도로부터는 보이지 않을 뿐만 아니라, 대형 스크린 제작의 진보로 디스플레이 스크린이 커지면, 화상의 선명도가 스크린의 중심과 모서리에서 달라지게 되어, 비동질의 시야성이 초래된다는 점에서 문제를 안고 있다. 위상 보상판을 추가하여 가시 각도를 확장하는 기술이 일본 비심사 특허 출원, 공개 공보 번호 6-75116에 개시되어 있긴 하지만, TN 모드 액정의 트위스트 구조를 완전히 보상하는 것이 어려워, 여전히 이 문제의 해결의 필요가 있다.
좁은 가시 각도의 문제를 해결하기 위해서, 위상 보상판을 각 벤드 배향셀에 적용하는 시스템에 관심을 모았다. 위상 보상판이 벤드 배향셀과 결합한 시스템을 OCB(광학적으로 보상된 벤드, 또는 광학적으로 보상된 양굴절성)로 부르며, OCB 장치의 고속 응답 속도에 상당한 관심이 모여지고 있다. OCB 장치에 대해 이하 설명한다.
OCB 장치는 벤드 배향 셀 및 액정층의 위상을 보상하기 위한 위상 보상판이 두 기판 사이에 배열된 구조를 갖는다. 여러 유형의 위상 보상판을 사용하는 여러 유형의 OCB 장치가 있다. 한 유형의 OCB 장치는 음의 양굴절성을 갖는 위상 보상판을 이용하며, 다른 장치는 SID'94 Digest에서 Kuo에 의해 개시된 양축성 위상 보상판을 이용하며, 또 다른 장치는 일본 비심사 특허 출원, 공개 공보 번호 평10-197862에 기재된, 하이브리드 구조의 음의 양굴절성을 갖는 한 쌍의 상부 및 하부 위상 보상판을 사용한다.
OCB 장치에 사용되는 액정 셀을 두 기판 사이에 액정을 삽입하여 형성하며, 이 두 기판의 대향면은 한방향으로 배향 처리되고, 액정 Lc은 기판 표면의 인터페이스에서 틸트각(tilt angle) 범위 (θ, -θ)로 배향된다. 전계가 상기 상태에서 액정 셀에 인가되면, 틸트각은 액정 셀의 중심을 향해 제로로 감소하게 된다. 틸트각이 중심을 향해 감소되면서 셀 갭의 중심에서 제로가 되어, 액정 분자가 상부 및 하부 기판 둘 다에 평행하게 배향된다 (이 상태를 분무 배향으로 부름). 액정 분자가 상술된 배향으로 배열되면, 원하는 더 넓은 가시 각도를 취득할 수 없다. OCB 모드에서는, 액정이 예를 들어, 셀 갭에 큰 각도를 인가하여 활 형상의 구조로 재배열될 필요가 있고 (이 상태를 벤드 구조로 부름), 여기에서 셀 갭의 중심에서의 액정 분자는 기립되어 기판과의 인터페이스에서의 액정 분자의 틸트각이 제로가 된다.
OCB 모드에서, 셀 갭의 중심에서의 액정 분자가 기립 상태에 유지되어 있는 동안, 셀 갭의 중심에 위치하지 않은 액정 분자의 틸트각을 제어하여 디스플레이를 동작시킨다. 예를 들어, 갭 중심에서의 액정 분자가 도 17a에서 나타낸 바와 같이 기립하고 있는 동안, 갭 중심에 위치하지 않은 액정 분자의 틸트각이 좁을 때 (경사질 때) 위상 보상판을 디스플레이의 암 표현과 일치하도록 구성하면, 갭 중심에 위치하지 않은 액정 분자의 틸트각이 도 17b에서 나타낸 바와 같이 또한 기립하고 있는 동안 갭 중심에 위치하지 않은 액정 분자의 틸트각이 넓을 때 (기립하고 있을 때) 명 표현을 취득한다.
그러나, 벤드형 배향을 액티브 매트릭스 액정 디스플레이 장치에 적용할 때에도 문제는 발생한다.
제1 문제는 벤드형 배향으로 배향된 액정 분자가 화소 전극과 배선 사이에 기생적으로 생성된 근방의 전계에 영향을 받기 쉽다는 것이다. 예를 들어, 전위차가 특정 화소 영역 상의 화소 전극과 화성 매트릭스 기판 상의 화소 전극에 인접한 신호선 사이에 생성될 때, 이 전위차는 액정층의 전계를 기판에 평행하게 형성하고, 이는 액정 배향이 전계의 영향을 받는 영역 내의 액정 배향을 회전시키게 하여, 이 영역 내의 벤드형 배향의 액정이 트위스트형 배향으로 변환된다. 액정이 트위스트 배향으로 변환되면, 액정 분자의 기립이 억제되어 이들을 벤드 배향으로 재배열시키는 것이 어려워진다. 원하는 복굴절성을 벤드 배향이 변형되는 영역에서 성취할 수 없기 때문에, 화상 품질이 저하된다. 배향 코어가 의문시되는 화소 영역에서 국부적으로라도 형성되면, 이 배향의 경향이 액정 특성으로 인해 전파되고, 이는 또한 액정 배열을 외란시켜 화상 품질의 저하를 불러일으킨다.
벤드형 배향의 다른 문제는 기판 근처의 액정 분자가 기판 표면의 불규칙성에 영향을 받기 쉽다는 것이다. 일반적으로, 기판 표면 상에는 반복되는 적층 및 에칭으로 기판 상에 형성되는 박막 트랜지스터나 보호성 절연층으로 인해 다수의 불규칙 부분이 존재하게 된다. 액정층은 불규칙성의 경사를 따라 배향되기 쉬우며, 약간의 액정 분자의 틸트각은 정상 배향과 반대 방향이 되고, 이를 역전 경사 현상으로 부르는데, 이로 인해 벤드 배향이 외란된다.
상술된 바와 같이, 액티브 매트릭스 액정 디스플레이에 벤드형 배향 모드를 적용하기 위해서는, 근방의 전계에 의해 야기된 벤드형 액정 배향의 외란이나 기판 표면의 불규칙성은 완전히 배제되어야 한다.
따라서 본 발명의 목적은 벤드형 액정 배향 모드가 수평 전계나 기판 표면의 불규칙성에 의해 외란되지 않는 액정 디스플레이를 제공하는 데에 있다.
본 발명은 평행하게 배열된 복수의 주사선 및 이 주사선과 교차하는 복수의 신호선으로 정의되는 장방형 화소 영역을 형성하는 액정 디스플레이 장치를 제공하고, 여기에서 액정은 화소 전극 및 박막 트랜지스터를 포함하는 액티브 매트릭스 기판, 및 공통 전극을 포함하는 투명 기판으로 이루어진 두 개의 대향 기판 사이에 삽입되고, 액티브 매트릭스 기판과 투명 기판의 대향면은 동일 방향으로 배향 처리되고, 여기에서 배향 방향은 화소 영역의 단측 방향에 대해 ±45°이내로 제한된다.
상기 구성에서, 신호선은 화소 영역의 장측 방향을 따라 연장되는 것이 바람직하다.
일반적으로, 컬러 액정 디스플레이 장치의 화소 영역은 장방형상으로 형성되며, 적색, 녹색, 청색의 컬러 필터를 갖는 화소 영역은 화소 영역의 단측에서 주사선을 따라 순차적으로 형성된다. 따라서, 신호선은 화소 영역의 장측 방향을 따라 연장된다. 이 경우, 근방의 전계는 주변의 배선과 화소 전극 사이에 형성된다. 근방 전계가 형성되는 영역의 크기는 단측 방향에서의 것 보다 장측 방향에서 더 큰 것이 명백하다. 따라서, 액정 분자 상에 미치는 전계의 효과는 단측 방향을 따른 것 보다 장측 방향을 따라서가 더 크다. 본 발명의 액정 디스플레이 장치에서는, 두 기판이 동일한 방향으로 배향 처리되고 배향 방향이 화소 영역의 단측의 ±45° 내이기 때문에, 화소 전극과 공통 전극 사이에 전압이 인가되지 않으면, 액정 분자가 화소 영역의 단측에 평행하거나 거의 평행한 방향으로 배향된다.
이들 조건 하에서, 화소 영역과 신호선 사이에 전위차가 생성되면, 이 전위차로 생성되는 수평 전계의 역선이 화소 영역의 단측을 가리킨다. 따라서, 역선이 액정 분자의 배향 방향에 평행하거나 거의 평행한 경향이 있어 화소 영역의 장축 주변의 근방 전계에 의해 트위스트된 배향 코어의 생성을 억제할 수 있다. 액정 디스플레이 장치에서는, 모든 화소 영역의 단측 방향이 동일하고, 액정 분자가 화소의 단측 방향에 대해 ±45°내에 구성되기 때문에, 액정 분자는 화소 전극과 공통 전극 사이에 전압이 인가되지 않을 때 화소의 단축에 평행하거나 거의 평행하게 배향된다.
본 발명은 복수의 장방형 화소 영역 - 이들 각각은 평행하게 배열된 복수의 주사선들 중 하나 및 절연층을 통해 상기 복수의 주사선과 교차하는 복수의 신호선들 중 하나로 둘러싸이며, 화소 전극 및 박막 트랜지스터를 포함하여 이루어짐 -을 포함하는 액티브 매트릭스 기판, 및 공통 전극이 설치된 투명 기판을 대향시켜 조립한 액정 표시 장치를 제공하고, 액티브 매트릭스 기판의 대향 표면과 투명 기판의 대향 표면은 동일한 배향 방향을 갖도록 처리되며, 화소 전극은 신호선과 주사선 보다 공통 전극에 더 가까이 위치한 층 내에 형성된다.
분무 배향으로부터 벤드 배향으로의 변경은 화소 전극과 공통 전극 사이에 생성된 수직 전계로 유도된다. 이 때, 신호선과 공통 전극 사이의 거리가 화소 전극과 공통 전극 사이의 거리 보다 더 길 때, 주변 배선과 화소 전극 사이에 생성된 전계가 액정층 내로 확산되기 어려우므로, 벤드형 배향이 외란되게 된다. 공통 전극에 대한 신호와 주사선의 위치 보다 공통 전극에 대한 화소 전극의 위치를 더 가까이 배열하기 위해서, 절연층이 신호 및 주사선과 화소 전극 사이에 절연층을 형성한다.
상기 구조에서, 화소 전극의 단부는 절연층을 통해 신호 및 주사선의 단부 위치와 중첩되는 것이 바람직하다.
화소 전극과 신호 및 주사선 사이에 생성된 전계는 주로 각 단부에 위치된 원점으로부터 생성되게 된다. 따라서, 화소 전극의 단부가 절연층을 통해 신호 및 주사선의 단부와 중첩되면, 화소 전극과 신호 및 주사선 사이에 생성된 전계가 화소 전극의 후면측에 생성되기 때문에, 전계가 수직 자계에 미치는 효과가 더욱 감소되게 된다.
본 발명은 또한 복수의 장방형 화소 영역 - 이들 각각은 평행하게 배열된 복수의 주사선들 중 하나 및 절연층을 통해 상기 복수의 주사선과 교차하는 복수의 신호선들 중 하나로 둘러싸이며, 화소 전극 및 박막 트랜지스터를 포함하여 이루어짐 -을 포함하는 액티브 매트릭스 기판, 및 공통 전극이 설치된 투명 기판을 대향시켜 조립되며, 액티브 매트릭스 기판의 대향 표면과 투명 기판의 대향 표면이 동일한 배향 방향을 갖도록 처리되는 액정 디스플레이 장치를 제공하고, 여기에서 상기 신호선이나 주사선 사이에 전계를 형성할 수 있는 보상 전극은 상기 화소의 주사선과 신호선 사이에 주사선이나 신호선의 것과 동일한 층에 형성된다.
이 액정 디스플레이 장치에서, 보상 전극이 주사선이나 신호선과 동일한 층에 형성되기 때문에, 주사선이나 신호선으로 생성된 전계의 역선이 보상 전극에 의해 흡수되므로, 액정층에 영향을 주지 않으므로 액정층의 배향을 외란시키지 않는다. 보상 전극은 화소 전극과 부분적으로 중첩되도록 형성되는 것이 바람직하다. 이로 인해, 보상 전극과 화소 전극 사이에 생성된 전계의 역선이 화소 전극의 후변측 주위에 중첩되고, 이는 액정 분자에 미치는 영향을 더욱 감소시킨다. 보상 전극의 전위를 공통 전극의 것과 동일하게 유지하는 것이 바람직하기 때문에, 보상 전극은 공통 전극이나 공통 전극과 동일한 전위에 유지되는 공통 배선에 접속되는 바람직하다.
본 발명은 또한 복수의 장방형 화소 영역 - 이들 각각은 평행하게 배열된 복수의 주사선들 중 하나 및 절연층을 통해 상기 복수의 주사선과 교차하는 복수의신호선들 중 하나로 둘러싸이며, 화소 전극 및 박막 트랜지스터를 포함하여 이루어짐 -을 포함하는 액티브 매트릭스 기판, 및 공통 전극이 설치된 투명 기판을 대향시켜 조립되며, 상기 액티브 매트릭스 기판의 대향 표면과 상기 투명 기판의 대향 표면이 동일한 배향 방향을 갖도록 처리되며, 여기에서 상기 액티브 매트릭스 기판의 대향 표면이 평평한 표면으로 형성된다.
액정 분자의 틸트각은 기판 표면의 불규칙성의 영향을 받기 쉽다. 즉, 기판 표면이 틸트각과 반대의 방향으로 경사지게 되면, 액정 분자는 원하지 않는 방향으로 배향되게 되고, 이는 액정 분자의 정상 벤드형 배향을 외란시키게 된다. 반복되는 적층과 에칭으로 형성되는 액티브 매트릭스 기판의 대향 표면의 불규칙성을 제거하여 평활한 표면을 취득할 수 있으면, 원하지 않는 방향으로의 액정 분자의 경사를 방지하여 정상의 벤드형 배향을 취득할 수가 있다. 편평하며 평활한 표면을 유기 절연 후막의 형성으로 제공할 수가 있다.
본 발명은 복수의 장방형 화소 영역 - 이들 각각은 평행하게 배열된 복수의 주사선들 중 하나 및 절연층을 통해 상기 복수의 주사선과 교차하는 복수의 신호선들 중 하나로 둘러싸이며, 화소 전극 및 박막 트랜지스터를 포함하여 이루어짐 -을 포함하는 액티브 매트릭스 기판, 및 공통 전극이 설치된 투명 기판을 대향시켜 조립되며, 상기 액티브 매트릭스 기판의 대향 표면과 상기 투명 기판의 대향 표면은 동일한 배향 방향을 갖도록 처리되며, 여기에서 액티브 매트릭스 기판의 대향 표면과 투명 기판의 대향 표면은 배향 방향을 따라 서로 반대 방향으로 경사져 있다.
기판 표면 근방의 액정 분자는 기판 표면의 경사 방향에 이어져 경사진다.벤드형 배향에서는, 비전압 인가 모드시, 액정에 전압이 인가되지 않으면, 액티브 매트릭스 기판 근처의 액정 분자와 투명 기판 근처의 액정 분자는 대향 방향으로 배향되어야 한다. 두 기판의 대향면이 서로 대향 방향으로 경사지면, 대향면 근처의 액정 분자는 대향하여 경사진 기판 표면을 따라 대향 방향으로 경사지게 되고 두 기판 표면 근처의 액정 분자는 액정 분자를 유도하는 코어를 벤드형 배향을 형성하도록 형성한다.
본 발명은 또한 복수의 장방형 화소 영역 - 이들 각각은 평행하게 배열된 복수의 주사선들 중 하나 및 절연층을 통해 상기 복수의 주사선과 교차하는 복수의 신호선들 중 하나로 둘러싸이며, 화소 전극 및 박막 트랜지스터를 포함하여 이루어짐 -을 포함하는 액티브 매트릭스 기판, 및 공통 전극이 설치된 투명 기판을 대향시켜 조립되며, 상기 액티브 매트릭스 기판의 대향 표면과 상기 투명 기판의 대향 표면은 동일한 배향 방향을 갖도록 처리되며, 여기에서 액티브 매트릭스 기판의 대향 표면과 투명 기판의 대향 표면은 배향 방향을 따라 양 대향 표면에 의해 형성된 갭 폭이 화소 영역의 중심에서 넓고 양 단부에서 좁은 V 형상이 되도록 경사져 있다.
이 액정 디스플레이 장치에서는, 액티브 매트릭스 기판과 투명 기판이 화소 영역을 형성하기 때문에, 이들 표면 각각은 갭폭이 단부에서 좁고 중심에서 넓도록 형성되므로, 액정 분자가 배향 방향을 따라 양 단부에서 대향 방향으로 경사지게 된다. 이로 인해, 시야 각도의 디스플레이 장치의 광 차폐 특성에 대한 의존성이 감소하게 되고, 이는 시야 각도 및 화상 콘트라스트를 개선시킨다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 화소 영역을 나타내는 사시도.
도 2는 도 1의 A-A'선을 따른 단면도.
도 3a 및 도 3b는 비동작 및 동작 모드시의 액정 분자를 나타내는 단면도로, 도 3a는 전압이 인가되지 않은 상태를, 도 3b는 전압이 인가되는 상태를 나타내는 도면.
도 4는 도 14의 A-A'선을 따른 단면도.
도 5는 액정 디스플레이 장치에서의 액정 분자의 행동을 나타내는 개략 단면도.
도 6는 본 발명의 제2 실시예에 따른 화소 영역의 단면도.
도 7은 액정 장치의 액정 분자의 행동을 나타내는 개략 단면도.
도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 화소 영역의 사시도.
도 9는 도 8의 B-B'를 따른 단면도.
도 10은 액정 장치의 액정 분자의 행동을 나타내는 개략 단면도.
도 11은 본 발명의 제4 실시예에 다른 화소 영역의 단면도.
도 12는 본 발명의 제5 실시예에 따른 화소 영역의 단면도.
도 13은 본 발명의 제6 실시예에 따른 화소 영역의 단면도.
도 14는 본 발명의 제7 실시예에 따른 화소 영역의 단면도.
도 15는 본 발명의 제8 실시예에 따른 화소 영역의 단면도.
도 16은 벤드형 배향을 설명하는 사시도.
도 17a 및 도 17b는 화소 영역의 액정 분자의 배열을 나타내는 단면도.
<도면의 주요 부분에 대한 간단한 설명>
1 : 기판
2 : 게이트 절연층
3 : 보호성 절연층
7 : 컬러 필터
11 : 주사선
12 : 게이트 전극
14 : 공통 전극
15 : 비정질 실리콘층
23 : 채널 갭
31 : 신호선
32 : 드레인 전극
33 : 소스 전극
41 : 화소 전극
본 발명을 몇 실시예를 설명하여 이하 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명은 이에만 한정되는 것이 아니다.
<제1 실시예>
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 화소 영역을 나타내는 사시도이고 도 2는 도 1의 A-A'선을 따른 사시도이다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 액정 디스플레이 장치는 기판(1) 상에 배열된 복수의 주사선(11) 및 게이트 절연층(2)을 통해 교차하는 주사선 상에 형성된 복수의 신호선(31)을 포함하고, 이 주사선(11)과 신호선(31)은 매트릭스를 형성하고, 매트릭스의 교차부에 박막 트랜지스터 및 화소 전극(41)이 형성되어, 화소 영역을 구성한다.
박막 트랜지스터는 박막 트랜지스터 기판 Ab 상에 장착된 주사선에 전기적으로 접속된 게이트 전극(12), 게이트 전극(12)를 커버하도록 형성된 게이트 절연층(2), 비정질 실리콘층 (15; 이하, Si층이라 함), 신호선(31)에 전기적으로 접속된 드레인 전극(32), 드레인 전극(32)의 것과 동일한 층에 채널 갭(23)을 거쳐 대향측면에 형성된 소스 전극(33), 고농도의 n형 불순물로 도핑되며, 소스 전극(33)과 a-Si층(15) 사이에 형성된 n+형 비정질 실리콘층(도시 생략), 및 상기 n+형 비정질 실리콘층을 커버하도록 형성된 보호성 절연층(3)을 포함한다. 여기에서, n+형 비정질 실리콘층은 a-Si층과 드레인 전극이나 소스 전극 사이의 오믹 접촉을 형성하도록 형성한다. 보호성 절연층(3)은 박막 트랜지스터 내로 불순물이 투과되지 않도록 하는 데에 사용된다.
화소 전극(41)은 게이트 절연층(2) 상에 투명 도전막으로 형성되며, 소스 전극(33)에 전기적으로 접속되며, 게이트 절연층(2)과 보호 절연층(3) 사이에 끼워지게 형성된 신호 전극(31)의 것과 동일한 층에 형성된다.
액티브 매트릭스 기판 Ab 상에는, 배향막(4)이 인터페이스 근방에서 액정 분자의 배향을 제어하기 위해 형성된다. 도 1에서 나타낸 바와 같이, 이 배향막(4)은 화소 영역 Px의 단축(short axis) 방향으로 배향되도록 형성된다.
또한, 컬러 필터(7), 공통 전극(14), 및 배향막을 갖는 다른 기판 Tb이 액티브 매트릭스 액정 디스플레이 장치를 형성하기 위해서 박막 트랜지스터 기판 Ab에 대향하여 배치된다. 배향막(6)은 화소 영역 Px의 단축 방향으로 배향막(4)에 평행한 방향으로 배향 처리된다. 액정 Lc은 기판 Tb과 박막 트랜지스터 기판 Ab 사이에 형성된 갭 내에 충전되어, 액정 디스플레이 장치를 형성하게 된다.
이하, 상기 액정 디스플레이 장치의 제작 방법을 설명한다.
0.2㎛의 두께를 갖는 크로마늄막을 스퍼터링법에 의해 기판(1) 상에 형성하고, 주사선(11)과 게이트 전극(12)을 포토리소그래피에 의해 크로마늄막을 패터닝하여 형성한다. 크로마늄이 상기와 같이 설명되었지만, 전기 유전률이 낮으며 포토리소그래피로 패터닝할 수 있는 몰리브덴, 티타늄, 알루미늄, 알루미늄 합금 등의 금속 재료들을 사용할 수 있다. 부가하여, 주사선(11) 및 게이트 전극(12)을 크로마늄막으로만이 아니라 크로마늄막 상에 티타늄의 장벽 금속으로 적층된 합성막으로 형성할 수 있다. 뒤이어, 0.5㎛의 두께를 갖는 실리콘 질화막을 화학적 증착법 (이하, CVD로 부름)에 의해 게이트 절연층(2)으로 형성된다. 게이트 절연층(2) 상에는, 언도핑된 A-Si층 및 n+형 a-Si가 CVD로 형성되어 이들 CVD막을 패터닝하여 Si막(15)를 형성한다. 이하, a-Si막을 트랜지스터의 활성층으로 사용하고, n+형 a-Si을 드레인 전극(32)과 소스 전극(33) 사이의 오믹 접촉을 확실하게 하도록 사용한다.
이어서, 신호선을 전기적으로 접속하기 위한 컨택트 홀, 소스 전극, 및 화소 전극을 형성하기 위해 도전층을 갖는 드레인 전극이 게이트 절연층(2)을 패터닝하여 형성된다. 컨택트홀을 형성할 필요는 없으며, 컨택트 홀의 이용과는 다른 방식으로 도전성을 제공하는 것이 가능할 수 있다. 뒤이어서, 0.2㎛의 두께를 갖는 크로마늄막이 a-Si막(15) 및 n+형 a-Si(16) 상에 형성되며, 신호선(31), 드레인 전극, 및 소스 전극이 크로마늄막을 스퍼터링하여 형성된다. 신호선을 형성하는 데에 크로마늄막을 사용하지만, 주사선에 대해서는, 저 저항률을 가지고 포토리소그래피로 패터닝할 수 있으면, 몰리브덴, 티타늄, 알루미늄 및 알루미늄 합금 등의 다른 금속을 사용하는 것이 가능하다. 부가하여, 주사선(11) 및 게이트 전극(12)을 크로마늄막으로만이 아니라 크로마늄 막 상의 장벽 금속 티타늄으로 적층된 합성막으로도 형성할 수 있다.
뒤이어서, 0.1㎛의 두께를 갖는 인듐-주석 산화물막 (이하, ITO막으로 부름)을 형성 및 패터닝하여 화소 전극을 형성한다. 이어서, 건식 에칭 공정은 드레인 전극(32)과 소스 전극(33) 사이에 위치된 n+형 a-Si를 제거하기 위해서, n+형 a-Si막을 에칭할 수 있는 유형의 가스를 이용하여 실행된다. 이것은 전류가 n+형 a-Si를 통해 소스 전극과 드레인 전극 사이에 흐르지 못하도록 하기 위한 것이다. 다음에, 0.2㎛의 두께를 갖는 실리콘 질화막을 CVD로 형성하고, 보호성 절연층(3)을 실리콘 질화물막을 패터닝하여 형성한다. 보호성 절연막(3)은 불순물이 a-Si층(15) 내로 칩입하는 것을 억제하여 박막 트랜지스터의 오기능을 방지한다. 다음에 배향막(4)은 폴리이미드로 제조된 막을 인쇄하여 형성되고, 220℃에서의 점화후, 러빙법에 의해 배향 처리를 화소 영역의 단축 방향으로 실행한다. 액티브 매트릭스 기판 Ab은 상술한 처리로 얻어진다.
각 막의 두께는 상술된 값에만 제한되지 않으며, 각 막의 두께를 막의 재료, 디스플레이 장치의 크기 및 박막 트랜지스터의 성능에 따라서 변형시키는 것이 가능하다.
다른 기판(8) 상에는, 컬러 필터 및 광 차폐층(도시 생략)을 형성한다. 컬러 필터 및 광 차폐층은 포토리소그래피에 의해 아크릴 감광성 폴리머에 분산된 적색, 녹색, 및 청색 색소로 구성된 레지스트막을 형성 및 패터닝하여 형성될 수 있다. 금속막을 광 차폐막으로 사용할 수 있다. 오버코트층(7)을 이들 컬러 필터 및 광 차폐층 상에 형성하고 다음에 공통 전극(14)을 컬러층 상에 0.1㎛의 두께로 ITO막을 형성하고 이 ITO막을 패터닝하여 형성한다. 배향막은 폴리이미드로 제조된 막을 인쇄하여 형성되고, 220℃에서 점화한 후에, 배향막을 러빙법으로 배향막(4)의 배향 방향과 평행하게 배향시키도록 배향 처리를 실행한다. 투명 기판 Tb은 상술된 바와 같이 이렇게 형성된다.
액티브 매트릭스 기판 Ab과 투명 기판 Tb 사이에 형성된 갭에 대응하는 직경을 갖는 폴리머 비드(도시 생략)가 전 갭 영역에 걸쳐 분산되고, 투명 기판 Tb이 액티브 매트릭스 기판 Ab 상에서, 이들 두 기판이 서로 대면하여 주변에서 결합되도록 위치되어 있으며, 이 두 기판 사이에 네마틱 액정이 주입된다. 액정 디스플레이 장치를 상기 공정에 의해 취득한다.
도 3a에서 개략적으로 나타낸 바와 같이, 액정 디스플레이 장치에서는, 화소 전극(41)과 공통 전극(14)이 둘 다 단측 축 A-A'에 평행하게 배향되고, 액정 분자가 비도포 모드에서 단측 축 A-A'의 방향으로 배향된다. 화소 전극(41)과 공통 전극(14) 사이의 공간에 전압이 인가되면, 전계 Ef1이 화소 전극과 공통 전극(14) 사이에 수직으로 생성된다.
또한, 전위차가 신호선(31)과 화소 전극(41) 사이에 생성되는데, 이는 원래 원하지 않던 기생 전위이다. 신호선(31)과 화소 전극(41)이 동일 층 상에 수평으로 배열되기 때문에, 이 전위차로 생성된 전계 Ef2는 수평 전계이고, 역선의 방향은 단측 축 A-A', 즉 액정 분자의 배향 방향 Or과 일치한다. 따라서, 이 수평 전계 Ef2는 액정 분자가 벤드형 인가 모드로 변경되기 전에 액정 분자를 트위스트 배향으로 변경시키지 않는다. 따라서, 서로 대면하는 양 기판의 배향 방향 Or을 단측 축 A-A7를 향하도록 배열함으로써, 액정 분자에 미치는 수평 전계의 영향을 방지할 수 있다. 액정을 180도 회전시켜 역전 방향으로 배향시킬 때 동일한 효과를 성취할 수 있다. 실제, 이 효과를 화소 영역의 단측의 ±45도 내에서 일정 방향을 향하게 될 때 실현될 수 있다. 상기 경우와 유사하게, 기생 수평 전계가 이 경우 주사선과 화소 전극 사이에 생성되는 것은 물론이다. 그러나, 화소 전극과 대향하는 각 주사선의 길이가 작기 때문에 (즉, 주사선이 단측 축 방향으로 화소 전극에 대향하기 때문에), 기생 전계의 효과가 적다. 또한, 후술되는 이 구성에서, 주사선이 화소 전극의 층 보다 저부층에 형성되기 때문에, 기생 전계는 너무 많이 셀 갭 내에 투과하지 않는다.
또한, 이 전계 Ef1의 역선이 U 형상으로 화소 전극(41)의 단부로부터 공통 전극(14)을 향해 점차 확장한다. 이 때, 화소 전극(41) 근방의 액정 분자 Lc1 및 Lc3는 자계 Ef1으로 여기되고, 이들의 틸트각을 변경시켜, 벤드형 인가 모드로 변경된다. 벤드형 인가 모드의 배향이 적어도 일 단부에 형성되면, 이 배향이 전체 화소 영역으로 전파되고, 액정 분자 Lc1, Lc2, Lc3,...는 순서대로 벤드형 인가 모드로 변환된다. 이로 인해, 수평 전계로 인한 트위스트 배향의 영역을 감소시킬 수 있어, 양호한 화상 품질을 취득할 수 있다.
<제2 실시예>
도 14는 컬러 액정 디스플레이 장치의 제2 실시예에 따른 액티브 매트릭스형 액정 디스플레이 장치의 화소 영역 Px를 나타내는 사시도이다. 도 4는 A-A' 방향을 따른 화소 영역의 단면도이다.
제2 실시예에 따른 액정 디스플레이 장치는 게이트 절연층(2)를 통해 복수의 주사선으로 매트릭스를 형성하도록 구성된, 박막 트랜지스터 및 복수의 신호선(31)을 포함하는 기판(1) 상에 형성되는 복수의 주사선(11), 및 화소 영역을 형성하기 위해 주사선과 신호선의 교차부에 배열된 박막 트랜지스터와 화소 전극을 포함한다.
박막 트랜지스터는 제1 실시예에서 기술된 것과 동일한 구조로 형성된다.
화소 전극(41)은 중간 절연층(9)을 통해 주사선과 신호선의 상부층 상에 투명 도전막을 이용하여 형성되며, 접촉부(35)를 통해 소스 전극에 접속된다. 이 구성의 나머지부는 제1 실시예의 것과 동일하다.
이하, 상기 액정 디스플레이 장치의 제조 방법을 설명한다.
제1 실시예와 유사하게, 주사선(3) 및 게이트 전극(12)을 0.2㎛의 두께로 크로마늄막을 형성하고 포토리소그래피 기술로 패터닝하여 형성한다. 다음에, 게이트 절연층(2)을 형성하기 위한 실리콘 질화막을 0.5㎛의 두께로 피착한다. 게이트 절연층(2) 상에는, 도핑되지 않은 a-Si 및 n+형 a-Si층을 CVD로 피착하고, 이들 층을 패터닝하여 a-Si층(15)을 형성한다. 뒤이어서, 게이트 절연층(2)을 패터닝함으로써 컨택트 홀을 형성하여 주사선(11)을 포함하는 도전층과 후 공정에서 형성되는 신호선, 소스선 및 드레인 전극을 포함하는 도전층을 도전적으로 접속한다. 이들 콘택트 홀은 필요에 따라 형성될 수 있다. 다른 방법으로 도전성을 성취할 수 있다. 이어서, 0.2㎛의 두께를 갖는 크로마늄막을 a-Si층(15) 및 n+형 a-Si층 상에 스퍼터링으로 형성하고, 패터닝으로 신호선(31), 드레인 전극(32) 및 소스 전극(33)을 형성한다. 이어서, 건식 에칭을 가스를 이용하여 실행하는데, 이는 드레인 전극(32)과 소스 전극(33) 사이에 위치된 n+형 a-Si층을 제거하기 위해서, n+형 a-Si를 에칭할 수 있다. 이어서, 중간 절연층(9)을 형성하기 위해서 실리콘 질화막을 0.2㎛의 두께로 CVD에 의해 형성한다. 중간 절연층(9)은 화소 전극을 포함하는 층과 신호선 등을 포함하는 층 사이의 중간층으로 작용하는 것만이 아니라,제1 실시예에서 기술된 바와 같은 보호성 절연층(3)으로도 작용하여 불순물 이온이 a-Si층 내로 투과되어 박막 트랜지스터가 오기능을 일으키지 않도록 한다. 이어서, 폴리이미드 수지로 제조된 배향막이 인쇄법으로 형성되며, 220℃에서의 점화후에, 배향막은 러빙 처리에 의해 단측 방향으로 배향 처리된다.
그러나, 이들 막의 두께는 상술된 값에만 제한되는 것이 아니고 막의 재료, 디스플레이 장치의 크기 및 박막 트랜지스터의 성능에 따라서 이들의 변형이 가능하다.
상술된 매트릭스 기판 Ab을 상기 처리에 의해 취득한다.
또한, 투명 기판 Tb을 제1 실시예에서 나타낸 동일 처리에 따라서 형성한다. 액티브 매트릭스 기판 Ab과 투명 기판 Tb 사이의 갭에 대응하는 직경을 갖는 폴리머 비드가 기판의 영역 전체에 걸쳐 분산되고, 두 배향막이 서로 대향하고, 가장자리가 부착되고, 네마틱 액정이 기판 사이의 갭 내로 주입되도록 두 기판을 적층한다. 액정 디스플레이를 상술된 제조 방법으로 취득한다.
이 컬러 액정 디스플레이 장치는, 도 5에서 개략적으로 나타낸 바와 같이, 화소 전극(41)이 신호선(31)의 것 보다 더 가까운 층 내에 형성되도록 구성된다. 따라서, 전계 Ef2가 신호선(3)과 화소 전극(41) 사이의 전위차 Ef2로 생성될 때에도, 역선의 방향은 하향이 되기 쉬우므로, 전계 Ef2가 화소 전극(41)과 공통 전극(14) 사이에 형성된 전계 Ef1의 역선에 영향을 미치지 않는다. 화소 전극과 주사선에 대해 동일한 효과를 취득한다. 따라서, 액정 분자의 배향 방향에 상관 없이 벤드형 배향은 외란되지 않는다.
<제3 실시예>
제3 실시예는 제2 실시예와 거의 동일하지만, 도 6에서 나타낸 바와 같이, 화소 전극(41)의 측부와 신호선(31)의 측부는 중간 절연층(9)을 통해 부분적으로 중첩하고 있다.
본 실시예의 제조 방법은 본 실시예에서 신호선과 화소 전극 사이의 기생 용량이 증가하기 때문에 두꺼운 중간 절연층(9)을 형성하는 것이 바람직한 것을 제외하고는, 제2 실시예의 것과 유사하다. 절연 후막을 형성하는 일 방법은 유기 재료를 코팅하고 이 코팅을 점화시키는 것이다. 절연 후막이 또한 실리콘 질화막 및 유기막을 적층하여 형성될 수 있다.
본 실시예에 따른 컬러 액정 디스플레이 장치에서는, 도 7에서 개략적으로 나타낸 바와 같이, 화소 전극(14)을 포함하는 층이 신호 전극을 포함하는 층 보다는 공통 전극(14)에 가까이 형성되고 화소 전극(41)의 측부가 신호선(31)의 측부와 부분적으로 중첩되기 때문에, 신호선(31)과 화소 전극(41) 사이에 생성된 전계 Ef2의 역선이 화소 전극(41)의 후면측에 형성되어 화소 전극(41)과 공통 전극(14) 사이에 형성된 전계 Ef1의 역선에 영향을 주지 않는다. 따라서, 벤드형 배향은 외란되지 않는다.
<제4 실시예>
도 8은 제4 실시예의 컬러 액정 디스플레이 장치에 따른 액티브 매트릭스형 액정 디스플레이 장치의 화소 영역 Px의 사시도이다. 도 9는 단측 축 B-B'를 따른 화소 영역 Px의 단면도이다.
제4 실시예에 따른 액정 디스플레이 장치는 박막 트랜지스터를 포함하는 기판 상에 매트릭스형으로 배열된 복수의 주사선, 게이트 절연막을 통해 주사선과 교차하도록 배열된 복수의 신호선, 및 화소 영역을 형성하도록 주사선과 신호선의 각 교차부에 형성된 박막 트랜지스터와 화소 전극을 포함한다.
박막 트랜지스터 및 화소 전극을 제1 실시예에서의 것과 동일하게 형성한다.
그러나, 제4 실시예에서는, 보상 전극(17)이 화소 영역 Px의 화소 전극(41)과 신호선(31) 사이의 주사선(11)과 동일한 층 상에 제공된 공통 배선(13)으로부터 연장되어 형성된다. 공통 전극(14)의 것과 동일한 전위가 공통 배선(13)과 보상 전극(17)에 인가된다는 것에 유의해야 한다.
이 구성의 나머지는 제1 실시에의 것과 동일하다.
본 실시예에 따른 컬러 액정 디스플레이 장치에서는, 전압 인가시 공통 전극(14)과 보상 전극(17)에 인가한 전위는 거의 동일하고, 공통 전극(14)의 전위를 기준으로 할 때 화소 전극(41)과 신호선(31)의 전위간에 차가 생긴다. 여기에서, 도 10에서 개략적으로 나타낸 바와 같이, 전압의 인가시, 전계 Ef1의 역선이 화소 전극(41)과 공통 전극(14) 사이에 수직으로 형성되며, 화소 전극(41)과 보상 전극(17) 사이의 전계 Ef3의 역선과 신호선(31)과 보상 전극(17) 사이의 전계 Ef4의 역선이 형성된다. 이들 전계 Ef3 및 Ef4의 역선은 화소 전극 아래에 형성되므로, 이들 역선이 액정 분자의 벤드형 배향을 외란시키지 않는다.
부가하여, 보상 전극(17)이 신호선과 기판(1)에 가까우며 액정층 Lc와는 이격된 화소 전극 사이에 형성되기 때문에, 신호선과 화소 전극 사이의 전계가 보상전극에 집중하므로 액정층 내로 누설되지 않아, 전계가 액정층을 트위스트되게 할 가능성이 없다.
부가하여, 도 15에서 나타낸 바와 같이, 보상 전극(17)이 공통 배선(13)을 제공하지 않고, 화소 영역의 주사선으로부터 연장될 수 있다. 주사선이 접속되는 화소 영역에 전압이 인가되기 때문에 고전압을 일시적으로 주사선에 인가할 수 있다. 그러나, 다른 타이밍에서는, 액정에 인가된 전위를 박막 트랜지스터를 비활성 상태로 변환시켜 고정하기 때문에, 통상 보상 전극은 신호선이나 화소 전극의 전위 보다 더 낮은 전위에 유지된다. 이 경우, 신호선과 화소 전극 간의 전계가 보상 전극에 집중되고, 이는 전계의 수평 성분을 감소시켜 액정 분자가 트위스트되지 않게 한다.
<제5 실시예>
도 11은 제5 실시예에 따른 컬러 액정 디스플레이 장치의 단면도이다.
제5 실시예에 따른 액정 디스플레이 장치의 구조는 액티브 매트릭스 기판 Ab의 표면이 평평하게 형성된 것만 제외하고 제2 실시예의 것과 동일하다. 이 액정 디스플레이 장치의 제조 방법을 이하 설명한다.
제2 실시예의 것과 동일한 공정이 화소 전극(41)을 형성할 때 까지 이어져, 드레인 전극과 소스 전극 사이에 위치된 n+형 a-Si막이 제거된다. 이어서, 평평한 보호성 절연층을 아크릴계 투명 레지스트를 1㎛ 내지 4㎛의 두께로 스핀 코팅하고 이 코팅을 점화하여 형성한다. 이 제작 공정에서, 아크릴계 레지스트를 이용하지만, 평평한 표면이 취득된다면 그외 레지스터, 예를 들어 폴리이미드형 레지스트를이용하는 것이 가능하다. a-Si층의 보호 기능을 향상시키기 위해서 실리콘 함유 벤조사이클로부틴이나 폴리실라잔을 코팅 가능한 상태로 이용하는 것이 바람직하다. 또한 아크릴형 레지스트막을 코팅하기 전에 실리콘 질화물막을 이용하는 것이 가능하다.
수지막을 코팅하여 평평한 표면을 형성하는 것에 부가하여, 절연층을 CVD나 스퍼터링으로 형성하고, 막의 표면을 연마하여 최종적으로 평평하게 하는 것이 가능하다. CVD나 스퍼터링에 의해 피착된 절연막을 연마하여 취득한 매우 평평한 표면을 고정밀의 패터닝을 가능하게 하고, 이렇게 형성된 절연막이 층에 고 내열성을 제공한다.
이렇게 형성된 평평한 표면을 갖는 기판 상에, 폴리이미드로 제조된 배향막을 인쇄법으로 형성하고, 220℃에서의 점화후, 배향막을 화소 영역의 단측 방향에서 실행한다.
막의 두께는 상술된 값에만 제한되는 것이 아니고, 사용되는 재료 및 사용되는 디스플레이 크기 및 박막 트랜지스터의 성능에 따라서 두께를 변형하는 것이 가능하다.
제5 실시예에서, 화소 전극(41)이 제1 실시예와 유사하게 절연막을 통해 신호선(31)을 포함하는 층의 상부층에 형성되지만, 화소 전극(41)이 게이트 절연층(2)과 보호성 절연층(3) 사이에 삽입된 신호선(31)을 포함하는 층과 동일한 층에 형성되는 구성을 채용하는 것이 가능하다. 두 경우, 화소 전극의 두께가 보호층의 두께와 비교하여 충분히 얇기 때문에, 표면의 평탄성을 유지할 수 있다.
본 실시예의 액티브 매트릭스 기판은 상술한 방법으로 취득된다.
또한, 제2 실시예와 유사하게, 투명 기판 Tb을 형성한다. 액티브 매트릭스 기판 Ab와 투명 기판 Tb 사이의 갭에 대응하는 직경을 갖는 폴리머 비드를 기판의 전체 영역에 분산시키고, 두 기판을 양 배향막이 서로 대향하고, 가장자리가 부착되고, 네마틱 액정이 양 기판 사이의 갭 내로 주입되도록 적층한다.
액정 디스플레이를 상술한 제작 방법으로 취득한다.
이 컬러 액정 디스플레이 장치는 평평하며 평탄한 대향면을 갖는 액티브 매트릭스 기판을 이용하여 구성되며, 불규칙성 없는 평탄한 표면은 액정 분자에 표면 불규칙성으로 인해 역전된 경사를 갖게 되는 역전 경사 현상이 생기게 하지 않아, 액정 분자의 벤드형 배향을 안정화시킬 수 있다.
부가하여 두꺼운 투명 유기층의 코팅을 이용하여, 투명한 무기층을 형성하고 연마하여 평평하며 평탄한 표면을 취득할 수 있다.
<제6 실시예>
도 12는 본 발명의 제6 실시예에 따른 컬러 액정 디스플레이 장치의 단면도이다.
제6 실시예에 따른 액정 디스플레이 장치는 박막 트랜지스터를 포함하는 기판 상에 매트릭스형으로 형성된 복수의 주사선, 게이트 절연층을 통해 기판 상에서 주사선과 교차하도록 배열된 복수의 신호선, 및 화소 영역 Px를 형성하기 위해 주사선과 신호선의 각 교차부에 형성된 박막 트랜지스터와 화소 전극(41)을 포함한다. 이들 소자 사이에, 박막 트랜지스터 및 화소 전극이 제1 실시예의 것과 동일한 형상으로 형성된다.
그러나, 액티브 매트릭스 기판 Ab의 대향면 상에 형성된 유기막으로 제조된 보호층(3) 및 투명 기판 Tb의 대향면 상에 형성된 보호층(3) 둘 다를 배향 방향을 따라 서로 대향하여 경사지게 한다.
경사면을 형성하는 방법을 이하 설명한다.
제1 실시예와 유사하게, 화소 전극을 형성할 때 까지 이 형성 처리가 진행되고, 드레인 전극과 소스 전극 사이의 n+형 a-Si층을 제거한다. 이어서, 투명 레지스트막은 패터닝 후, 레지스트의 글래스 변환 온도 보다 더 높은 온도에서 점화되어 평탄하게 경사진 층을 형성한다. 경사층을 형성하는 방법이 일본국 비심사 특허 출원, 공개 번호 평11-326910에 기재되어 있기 때문에, 이 방법의 상세 설명은 생략한다. 아크릴 수지 등의 코팅층을 형성하기 전의 실리콘층의 형성은 보호층의 보호 기능을 개선하는 데에 효과적이다.
부가하여, 기판 표면 상에 방사 경화 가능형 수지를 코팅하고, 기판을 경사지게 하거나 원심력을 가해 수지면을 경사지게 하고, 수지면을 방사하여 경사진 수지층을 경화시킴으로써, 양 기판 상의 대향면을 경사지게 하기 위한 다른 방법을 채용한다.
이렇게 형성된 기판의 표면 상에, 폴리이미드 수지로 제조된 배향막을 인쇄법으로 형성하고, 220℃에서의 점화후, 러빙법으로 경사 방향을 따라 배향 처리를 실행한다. 배향막을 저부측으로부터 상부측을 향하도록 형성하는 것이 바람직하다. 이것은 상부측에서 저부측으로 러빙을 실행할 때, 틸트각이 경사면의 역전 방향을 향하게 되고, 이것이 경사면의 효과를 감소시키게 하기 때문이다.
막 두께는 상술된 값에 제한되지 않고 사용되는 재료나 디스플레이 크기 및 박막 트랜지스터의 성능에 따라서 변형될 수 있다는 것에 주의해야 한다.
본 실시예에 따른 액티브 매트릭스 기판 Ab은 상술된 바와 같이 형성된다.
투명 기판 Tb 상에, 경사진 보호층(3)이 액티브 매트릭스 기판 Ab과 유사하게 형성되고, 액티브 매트릭스 기판 Ab과 투명 기판 사이의 갭에 적합한 직경을 갖는 폴리머 비드가 디스플레이 표면 전체에 분산되고, 이들 기판은 배향층이 서로 대향하고, 액정이 이들 기판 사이의 갭 내에 주입되도록 적층된다.
액정 디스플레이 장치는 상기와 같이 얻어진다.
본 실시예에서, 액정 분자 Lc는 경사 방향으로 배향되게 처리된다. 따라서, 액정 분자는 틸트각을 가지며, 이는 기판(1 및 8)에 대해 경사 각도를 부가하여 부여되는 경사각, 및 배향막에 의해 부여되는 프리틸트각을 갖는다.
따라서, 본 실시예에 따른 컬러 액정 디스플레이 장치에서는, 인터페이스 근방의 액정 분자의 틸트각이 더 클수록 액정 분자의 벤드형 배향으로의 구성을 더욱 용이하게 한다. 즉, 안정된 벤드형 배향을 외부 블러킹 요소를 제거하여 얻을 수 있다.
일반적으로, 종래의 액티브 매트릭스 디스플레이 장치의 배향막으로 제공된 프리틸트각은 5도 정도이다. 그러나, 본 실시예에 따른 방법은 더 큰 틸트각을 제공하는 데에 효과적이다.
전체 기판 표면에 대해 균일하게 경사각을 제공할 수 있어도, 액정 분자의틸트각을 3도 내지 10도의 범위 내에 제공하는 것이 바람직하므로, 각 화소 영역에 상기 틸트각을 실현하기 위해서는 각 화소 영역에 경사각을 제공하는 것이 바람직하다.
<제7 실시예>
도 13의 단면도로 나타낸 바와 같이, 양 대향면이 V 형상으로 형성되므로, 액티브 매트릭스 기판 Ab의 대향면 상에 형성된 유기 투명층으로 제조된 보호성 절연층(3)과 투명 기판 Tb의 대향 표면 상의 보호성 절연층(3) 사이에 형성된, 화소 영역의 셀 갭(5)를 볼 때, 화소 영역의 단부에서의 좁은 갭 폭 D1이 화소 전극(41)의 배향 방향 Or을 따라서 화소의 중심에서 넓은 갭 폭 D2로 넓어진다. 이 경우, 배향막의 프리틸트각을 0도로 제공하는 것이 바람직하다. 배향막에 의한 프리틸트각이 크면, 이 프리틸트각이 경사면들 중 어느 것이나 그 영향을 감소시키게 된다.
양 기판의 표면이 V형상의 셀 갭을 형성하도록 형성되면, 배향 방향의 양 단부에서의 액정 분자가 서로 대향 방향에 배향된다. 단부에서의 셀 갭 폭이 중심부에서 보다 더 크도록 셀 갭을 형성하면, 액정 분자의 동일한 대향 배향이 생기게 된다. 본 실시예에 따른 컬러 액정 디스플레이 장치는 여러 배향 방향을 갖는 소 영역이 하나의 셀에 형성되기 때문에 더 넓은 가시 각도를 제공할 수 있으므로, 스크린이 비스듬히 보일 때, 각 셀의 가시 각도를 이들 소 영역으로 보상할 수 있다.
상술된 바와 같이, 본 발명의 액정 디스플레이 장치는 다음의 세 구성, (1) 배향은 화소의 단측 축의 ±45도 내로 향하고, (2) 화소 전극이 공통 전극에 대해신호 선보다 더 가까이 배치되거나, (3) 보상 전극이 화소 전극과 신호선 사이에 형성되는 구성 중에서 어느 하나로 형성되는, 벤드형 액정 디스플레이 장치이므로, 액정 분자의 벤드형 배향이 근방의 전계로 인해 외란되지 않는다.
본 발명의 액정 디스플레이 장치에서는, 액티브 매트릭스 기판의 대향 표면이 평탄하게 제조되거나, 액티브 매트릭스 기판의 대향면이 배향 방향을 따라서 투명 기판의 것과 대향 방향으로 경사지기 때문에, 액정 분자의 벤드형 배향은 대향면의 불규칙성으로 외란되지 않는다. 부가하여, 액티브 매트릭스 기판과 투명 기판 사이의 화소 영역의 셀 갭이 단부에서의 좁은 갭이 화소 영역의 중심부에서 넓은 갭으로 확장되는 V 형상으로 구성되게 되면, 비인가 모드시 광 차폐 특성에 대한 가시 각도 의존성을 감소시킬 수 있어, 액정 디스플레이 장치는 넓은 각도의 가시성 및 양호한 화상 콘트라스를 제공한다.

Claims (11)

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  5. OCB형 액정 표시 장치에 있어서,
    복수의 장방형 화소 영역 - 이들 각각은 평행하게 배열된 복수의 주사선들 중 하나 및 절연층을 통해 상기 복수의 주사선과 교차하는 복수의 신호선들 중 하나로 둘러싸이며, 화소 전극 및 박막 트랜지스터를 포함하여 이루어짐 -을 포함하는 액티브 매트릭스 기판, 및 공통 전극이 설치된 투명 기판을 대향시키고 그들 사이에 액정을 삽입하여 조립되며, 상기 액티브 매트릭스 기판의 대향 표면과 상기 투명 기판의 대향 표면은 동일한 배향 방향을 갖도록 처리되며, 상기 신호선이나 상기 주사선 사이에 전계를 형성할 수 있는 보상 전극을 상기 화소의 상기 주사선과 상기 신호선 사이에서 상기 주사선이나 상기 신호선의 것과 동일한 층 내에 형성하는 OCB형 액정 표시 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 보상 전극은 인접한 화소 영역의 화소 전극과 중첩하도록 형성되는 OCB형 액정 표시 장치.
  7. 제5항에 있어서, 상기 보상 전극은 인접 화소 영역의 주사선에 접속하도록 형성되는 OCB형 액정 표시 장치.
  8. 제5항에 있어서, 상기 보상 전극은 인접 화소 영역의 주사선에 접속하도록 형성되는 OCB형 액정 표시 장치.
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