KR100433661B1 - 고개구율을 갖는 수직배향모드의 액정표시장치 및 그 제조방법 - Google Patents

고개구율을 갖는 수직배향모드의 액정표시장치 및 그 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR100433661B1
KR100433661B1 KR1019970071866A KR19970071866A KR100433661B1 KR 100433661 B1 KR100433661 B1 KR 100433661B1 KR 1019970071866 A KR1019970071866 A KR 1019970071866A KR 19970071866 A KR19970071866 A KR 19970071866A KR 100433661 B1 KR100433661 B1 KR 100433661B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
liquid crystal
layer
crystal layer
bus line
curable
Prior art date
Application number
KR1019970071866A
Other languages
English (en)
Other versions
KR19990052402A (ko
Inventor
이승희
노봉규
김향율
Original Assignee
비오이 하이디스 테크놀로지 주식회사
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 비오이 하이디스 테크놀로지 주식회사 filed Critical 비오이 하이디스 테크놀로지 주식회사
Priority to KR1019970071866A priority Critical patent/KR100433661B1/ko
Publication of KR19990052402A publication Critical patent/KR19990052402A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100433661B1 publication Critical patent/KR100433661B1/ko

Links

Images

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
    • G02F1/13378—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers by treatment of the surface, e.g. embossing, rubbing or light irradiation
    • G02F1/133788—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers by treatment of the surface, e.g. embossing, rubbing or light irradiation by light irradiation, e.g. linearly polarised light photo-polymerisation
    • 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
    • G02F1/133371—Cells with varying thickness of the liquid crystal layer
    • 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
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/13363—Birefringent elements, e.g. for optical compensation
    • G02F1/133634—Birefringent elements, e.g. for optical compensation the refractive index Nz perpendicular to the element surface being different from in-plane refractive indices Nx and Ny, e.g. biaxial or with normal optical axis
    • 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
    • G02F1/136—Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
    • G02F1/1362—Active matrix addressed cells
    • G02F1/136286—Wiring, e.g. gate line, drain line
    • 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
    • G02F1/136—Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
    • G02F1/1362—Active matrix addressed cells
    • G02F1/1368—Active matrix addressed cells in which the switching element is a three-electrode device

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)

Abstract

본 발명은 고개구율을 갖는 수직 배향 모드의 액정 표시 장치를 개시한다.
개시된 본 발명은, 액정층을 사이에 두고 대향되는 상하 기판, 상기 하부 기판상의 소정 부분에 형성되는 액티브 매트릭스 상태로 배열되는 게이트 버스 라인과 데이터 버스 라인, 상기 게이트 버스 라인과 데이터 버스 라인의 교차점 부근에 형성되는 박막 트랜지스터, 박막 트랜지스터 및 하부 기판 상부에 형성되는 유전막, 상기 박막 트랜지스터와 접속되면서, 상기 게이트 버스 라인과 데이터 버스 라인으로 둘러싸여진 유전막 상부에 형성되며, 상기 게이트 버스 라인 및 데이터 버스 라인과 소정 부분 오버랩되는 화소 전극, 상부 기판상에 형성되는 공통 전극, 상기 공통 전극 상부 및 상기 화소 전극 상부에 각각 형성되는 수직 배향막을 포함하는 고개구율을 갖는 수직 배향 모드의 액정 표시 장치로서, 상기 유전막은 수평 배향막과 UV 큐러블 액정층으로 된 것을 특징으로 한다.

Description

고개구율을 갖는 수직 배향 모드의 액정 표시 장치 및 그 제조방법
본 발명은 액정 표시 장치 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 고개구율을 갖는 수직 배향 모드의 액정 표시 장치 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로, 액정 표시 장치에서 고화질을 얻기 위하여, 개구율을 개선하는 것이 최우선 과제이다. 따라서, 종래에는 개구율을 개선시키기 위하여, 화소 전극의 면적을 증대시키는 기술이 제안되었다.
이와같이 화소 전극의 면적을 증대시키는 기술은, 화소 전극과 데이터 버스 라인 사이에 저유전 상수를 갖는 유기 절연막을 개재한다음, 화소 전극이 데이터 버스 라인의 상부까지 연장되도록 한다. 이에 따라, 화소 전극과 데이터 버스 라인간이 이격되는 거리가 없어지게 되어, 화소 전극의 면적이 소정분 증대된다.
이를 첨부된 도면을 통하여, 보다 자세히 설명한다.
도 1a를 참조하여, 하부 기판(1) 상에 게이트 버스 라인(2)이 행방향으로 형성되고, 이와 소정 거리 이격된 위치에 스토리지 전극(3)이 형성된다. 반도체층(5)은 이후에 한정될 단위셀 각각에 대응 설치될 수 있도록, 게이트 버스 라인(2)상에 패턴의 형태로 형성되고, 데이터 버스 라인(6)은 게이트 버스 라인(2)의 소정 부분을 수직으로 지나도록 배치된다. 이때, 반도체층(5)의 일측과 오버랩될 수 있도록, 데이터 버스 라인(6)으로부터 드레인 전극(D)이 인출되어 있으며, 이 데이터 버스 라인(6)의 형성과 동시에 반도체층(5)의 타측과 오버랩될 수 있도록 소오스 전극(S)이 형성되어, 박막 트랜지스터(TFT)가 형성된다. 이때, 데이터 버스 라인(6)의 형성과 동시에, 스토리지 전극(3)의 상부에는 도전 패턴(7)이 형성된다. 스토리지 전극(3)과 도전 패턴(7) 사이에는 절연막(도시되지 않음) 바람직하게는 게이트 버스 라인(2)과 데이터 버스 라인(6) 사이를 개재하는 게이트 절연막(도시되지 않음)이 개재되어 있다. 그후, 게이트 버스 라인(2)과 데이터 버스 라인(6)으로 둘러싸여진 공간내에는 박막 트랜지스터(TFT)의 소오스 전극과 콘택되어 지도록 화소 전극(9)이 형성된다. 이때, 화소 전극(9)은 상기 게이트 버스 라인(2)과 데이터 버스 라인(6)의 가장자리 부분과 오버랩되도록 형성되고, 상기 도전 패턴(7)과 콘택(C)되어 도전 패턴(7)의 플로팅되지 않도록 한다. 여기서, 화소 전극(9)과 데이터 버스 라인(6) 사이에는 저유전율(ε=2 내지 4)을 지닌 수지막이 개재되어, 기생의 캐패시터의 형성을 억제한다.
도 1b는 도 1a의 II-II′선으로 절단하여 나타낸 단면도로서, 하부 기판(1) 표면에는 불투명 금속막으로 게이트 전극(도시되지 않음) 및 스토리지 전극(3)이 형성된다. 그후, 하부 기판(1) 상부에는 게이트 절연막(4)으로, 실리콘 산화막(4-1)과 실리콘 질산화막(4-2)이 적층 형성된다. 그리고 나서, 도면에는 도시되지 않았지만, 반도체층 및 데이터 버스 라인이 형성되고, 이 데이터 버스 라인의 형성과 동시에, 스토리지 전극을 포함하는 게이트 절연막(4) 상부에 도전 패턴(7)이 형성된다. 그후, 결과물 상부에는 레진막(8)이 공지의 도포 방식으로 도포되고, 상기 도전 패턴(7)의 소정 부분이 노출되도록 레진막(8)이 패터닝된다. 이어, 결과물 상부에는 ITO 물질로 된 화소 전극이 증착된 다음, 게이트 버스 라인(도시되지 않음) 및 데이터 버스 라인(도시되지 않음)과 일측 가장자리가 오버랩되도록 패터닝된다.
이러한 구조를 갖는 하부 기판(1)과, 공지 기술에 의하여 컬러 필터(도시되지 않음) 및 공통 전극(도시되지 않음)이 형성된 상부 기판(도시되지 않음)은 액정층을 사이에 두고 대향,합착된다. 이때, 상기한 고개구율 액정 표시 장치를 수직 배향 모드로 동작시키기 위하여, 상, 하부 기판의 액정 대향면 표면에 수직 배향막이 설치된다.
이러한 고개구율을 갖는 수직 배향 모드의 액정 표시 소자는, 전계 형성 이전에는 액정 분자들이 기판에 수직으로 배열되어 다크를 이룬다. 한편, 전계 형성시에는 액정 분자들이 전계에 수직이 되도록 배열(유전율 이방성이 음인 액정을 사용함)되어 빛이 새어나가므로 화이트 상태를 이룬다.
이때, 전계가 형성되기 이전에는 액정 분자들이 기판에 수직으로 배열되므로, 화면의 정면에서는 완전한 다크를 이루나, 측면에서 볼때는 액정 분자가 봉(棒)상인 관계로 광이 누설되어, 콘트라스트(contrast)비가 저하된다. 즉, 액정 분자가 봉상이므로, 단축과 장축의 광학적 특성이 상이함에 따라, 광 누설이 발생되는 것이다.
종래에는 상부 기판 뒷면에 봉상인 액정 분자의 광학적 이방성을 보상하기 위하여, 디스크(disk) 타입의 액정 분자들로 된 위상 보상 필름이 설치하여 준다. 이에따라, 봉상인 액정 분자와 디스크 타입의 액정 분자들간의 단축과 장축의 길이가 보상되어, 화면을 바라볼 때, 등방성의 액정 분자로 보이게 된다.
상기와 같은 액정 표시 장치는 화소 전극의 면적을 넓혀 고개구율을 갖음과 아울러, 수직 배향 모드를 사용하여 응답 속도가 개선된다는 장점이 있다.
그러나, 상기와 같은 고개구율을 갖는 수직 배향 모드의 액정 표시 장치는, 고개구율을 달성하기 위하여 하판에 저 유전 상수를 갖는 유기 절연막을 형성하여야 한다.
또한, 이러한 고개구율 액정 표시 소자가 수직 배향 모드로 동작하기 위하여는 상부 기판에는 액정 분자의 광학적 이방성을 보상하기 위한 위상 보상 필름을 별도로 개재하여야 하므로, 구조 및 제조 공정이 매우 복잡한 단점이 있다.
또한, 상기한 보상 필름은 공지된 바와 같이 높이에 비하여 직경이 상대적으로 큰 2축이 연신된 액정 물질로서, 이를 제조하는데 있어서 공정이 매우 복잡하고, 가격도 비싼 단점을 지닌다.
따라서, 본 발명은 상기한 종래 문제점을 해결하기 위한 것으로, 고개구율 액정 표시 장치의 유기 절연막을 액정 분자의 위상 보상용 막으로 대체하여 구조 및 공정을 단순화시킬 수 있는 고개구율을 갖는 수직 배향 모드 액정 표시 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명의 다른 목적은, 고가의 위상 보상 필름을 사용하지 않고도 액정 분자의 광학적 이방성을 보상할 수 있는 고개구율을 갖는 수직 배향 모드 액정 표시 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 상기한 고개구율을 갖는 수직 배향 모드 액정 표시 장치의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
도 1a는 일반적인 고개구율 액정 표시 장치의 하부 기판 평면도.
도 1b는 도 1a를 Ⅱ-Ⅱ′선으로 절단하여 나타낸 단면도.
도 2a 및 도 2b는 본 발명에 따른 고개구율을 갖는 수직 배향 모드 액정 표시 장치의 단면도.
도 3은 본 발명의 액정층과 UV 큐러블 액정층의 관계를 보여주는 도면.
도 4a 내지 도 4d는 UV 큐러블 액정층의 구조식을 보여주는 도면
(도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명)
11 : 하부 기판 17 : 수평 배향막
18 : UV 큐러블 액정층 19 : 화소 전극
20,25 : 수직 배향막 21 : 상부 기판
22 : 블랙 매트릭스 23 : 컬러 필터
24 : 공통 전극
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 견지에 따르면,액정층을 사이에 두고 대향되는 상하 기판; 상기 하부 기판상의 소정 부분에 형성되는 액티브 매트릭스 상태로 배열되는 게이트 버스 라인과 데이터 버스 라인; 상기 게이트 버스 라인과 데이터 버스 라인의 교차점 부근에 형성되는 박막 트랜지스터;
박막 트랜지스터 및 하부 기판 상부에 형성되는 유전막; 상기 박막 트랜지스터와 접속되면서, 상기 게이트 버스 라인과 데이터 버스 라인으로 둘러싸여진 유전막 상부에 형성되는 화소 전극으로, 상기 게이트 버스 라인 및 데이터 버스 라인과 소정 부분 오버랩되는 화소 전극; 상기 상부 기판상에 형성되는 공통 전극; 상기 공통 전극 상부 및 상기 화소 전극 상부에 각각 형성되는 수직 배향막을 포함하며, 상기 유전막은 수평 배향막과 UV 큐러블 액정층으로 된 것을 특징으로 한다.
또한, 다른 견지에서의 본 발명은, 하부 기판상에 박막 트랜지스터를 형성하는 단계; 상기 하부 기판 상에 수평 배향막을 형성하는 단계; 상기 수평 배향막 상부에 UV 큐러블 액정층을 형성하는 단계; 상기 UV 큐러블 액정층에 UV를 조사하여, 경화시키는 단계; 상기 박막 트랜지스터의 소정 부분이 노출되도록 UV 큐러블 액정층을 소정 부분 식각하는 단계; 상기 UV 큐러블 액정층 상부에 노출된 박막 트랜지스터와 콘택되도록 화소 전극을 형성하는 단계; 및 상기 화소 전극 및 UV 큐러블 액정층 상부에 수직 배향막을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 고개구율을 갖는 수직 배향 모드의 액정 표시 장치에 있어서, 화소 전극와 소오스 드레인 전극간을 절연시키는 저유전 상수를 갖는 막을 수평 배향된 UV 큐러블 액정층으로 하여, 액정층의 광학적 이방성을 보상한다. 따라서, 별도의 위상 보상 필름을 사용하지 않고도, 액정 분자의 등방성화를 달성할 수 있으며, 비용도 절감된다.
이하 첨부한 도면에 의거하여 본 발명에 따른 고개구율을 갖는 수직 배향 모드의 액정 표시 장치를 자세히 설명하도록 한다.
첨부한 도면 도 2a 및 도 2b는 본 발명에 따른 고개구율을 갖는 수직 배향 모드 액정 표시 장치의 단면도이고, 도 3은 본 발명의 액정층과 UV 큐러블 액정층의 관계를 보여주는 도면이며, 도 4a 내지 도 4d는 UV 큐러블 액정층의 구조식을 보여주는 도면이다.
먼저, 도 2a를 참조하여, 하부 및 상부 기판(10,21)이 서로 대향되도록 배열되어 있다. 하부 기판(10) 상부에는 게이트 버스 라인(도시되지 않음)과 데이터 버스 라인(도시되지 않음)이 매트릭스 형태로 형성되고, 게이트 버스 라인과 데이터 버스 라인의 교차점에는 박막 트랜지스터(TFT)가 형성된다.(도 1a 참조) 상기 박막 트랜지스터(TFT)는 공지의 방식과 동일하게 형성되는데, 먼저 하부 기판(10)상부에 금속막이 증착되고, 소정 부분 패터닝되어, 게이트 전극(11)이 형성된다. 이때, 게이트 전극(11)을 형성하는 공정과 동시에 게이트 전극(11)과 일체인 게이트 버스 라인(도시되지 않음)이 형성된다. 게이트 전극(11)이 형성된 하부 기판(10) 상부에는 게이트 절연막(12)이 증착되고 난 후, 게이트 절연막(12) 상부에 비정질 실리콘층이 형성된다. 비정질 실리콘층의 소정 부분에, 비정질 실리콘층을 식각으로부터 보호하기 위하여 에치 스톱퍼(14)가 실리콘 질화막등으로 형성된다. 그리고나서, 결과물 상부에 불순물이 도핑된 비정질 실리콘층이 증착되고, 불순물이 도핑된 비정질층과 그 하부의 비정질 실리콘층이 소정 부분 패터닝되어, 채널층(13) 및 오믹 접촉층이 형성된다. 그후, 하부 기판(10) 상에는 금속막이 증착되고, 금속막과 상기 오믹 접촉층의 소정 부분을 패터닝하여, 드레인, 소오스전극(16a,16b) 및 드레인, 소오스 오믹 접촉층(15a,15b)이 동시에 형성된다. 이때, 소오스, 드레인 전극(16a, 16b)이 형성되는 공정과 동시에, 드레인 전극(16a)과 일체이며 게이트 버스 라인과 수직이 되는 데이터 버스 라인(도시되지 않음)이 형성된다.
그후, 박막 트랜지스터(TFT)가 형성된 하부 기판(10)의 중간 결과물 표면에 프리틸트각이 5°인 수평 배향막(17)이 증착된다. 수평 배향막(17) 상부에 UV 큐러블 액정층(18:ultra violet curable LC)이 수㎛ 두께로 증착된다. 이 UV 큐러블 액정층(18)은 도 4a 내지 도 4d와 같은 구조식을 갖는다. UV 큐러블 액정층(18)은 UV선이 조사되어, 경화된다. 이때, UV 큐러블 액정층(18)내의 액정 분자(18a)들은 그 하부의 수평 배향막의 영향으로 모두 기판에 수평으로 누워있게 된다. 이때, UV 큐러블 액정층(18)에는 도펀트가 포함되지 않았으므로, 유전율이 수지막 정도이다.
이어서, 박막 트랜지스터(TFT)의 소오스 전극(16b)이 노출되도록 UV 큐러블 액정층(18)이 소정 부분 식각되어, 콘택홀이 형성된다. 노출된 소오스 전극(16b)과 콘택되도록 UV 큐러블 액정층(18) 상에 투명 화소 전극(19)이 형성된다. 이때, 투명 화소 전극(19)은, 게이트 버스 라인과 데이터 버스 라인으로 둘러싸여진 공간에 형성되고, 고개구율을 얻기 위하여, 인접하는 게이트 버스 라인 및 데이터 버스 라인과 소정 부분 오버랩된다. 여기서, 게이트 버스 라인 및 데이터 버스 라인과 화소 전극이 오버랩 되어도, 그 사이에 비교적 두꺼운 두께를 갖으며 저 유전상수를 갖는 UV 큐러블 액정층(18)이 형성되어 있어, 기생 캐패시턴스는 발생되지 않는다.
이어, 화소 전극(19)이 형성된 UV 큐러블 액정층(18) 상에 프리틸트각이 85 내지 90° 정도의 수직 배향막이 형성된다.
이러한 하부 기판(10)과 대향하는 상부 기판(21)의 대향면에는 수지 또는 Cr과 같은 금속 물질로, 박막 트랜지스터(TFT)와 대응되는 부분 및 게이트 버스 라인(도시되지 않음), 데이터 버스 라인(도시되지 않음)과 대응되는 부분에 블랙 매트릭스(22)가 형성된다. 블랙 매트릭스(22) 양측에는 컬러 필터(23)가 형성되고, 블랙 매트릭스(22)와 컬러 필터(23) 상부에는 상기 화소 전극(19)과 함께 액정 분자를 동작시키는 공통 전극(24)이 형성된다. 이때, 공통 전극(24)은 공지된 바와 같이 투명한 전극 물질로 형성된다. 또한, 공통 전극(24) 상부에도 전계가 형성되기 이전 액정 분자들이 기판에 수직으로 배열되도록 수직 배향막(25)이 형성된다.
하부 기판(10)과 상부 기판(21)사이에는 액정층(30)이 개재된다. 액정층(30)은 유전율 이방성이 음인 물질을 이용한다.
상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 액정 표시 장치는 다음과 같이 동작한다.
먼저, 화소 전극(19)과 공통 전극(24) 사이에 전계가 형성되기 이전에는, 액정층(30)내의 액정 분자(30a)들은 상하 기판측의 수직 배향막(20,25)의 영향으로 기판에 수직으로 배열된다. 그러나, 종래 기술에도 언급하였듯이, 액정 분자(30a)의 형상이 봉상인 관계로, 광학적 이방성이 발생할 수 있어서, 본 실시예에서는 액정 분자들이 기판(10,21)에 대하여 수평으로 누워있는 UV 큐러블 액정층(18)이 상기한 액정 분자의 광학적 이방성을 보상한다.
즉, 이를 보다 자세히 설명하면, 도 3에 도시된 바와 같이, 액정층(30)과 UV 큐러블 액정층(18)은 모두 봉상태의 액정 분자들로 이루어지지만, 그 배열이 상이하게 배열된다. 즉, 액정층(30)내의 액정 분자(30a)들은 수직 배향막(20,25)의 영향으로 기판(10,21)면에 대하여 모두 수직으로 배열되지만, UV 큐러블 액정층(18)내의 액정 분자(18)들은 수평 배향막(17)의 영향으로 기판(10,21)면에 대하여 수평으로 배열된다. 상기 액정 분자(18a)가 기판에 수평으로 눕게되면, 종래의 위상 보상 필름과 같이 2축으로 연신되어진 형상을 취한다. 이에 따라, 액정층(30)내의 액정 분자(30a)는 직경(nxL)에 비하여 높이(nzL)가 상대적으로 큰 반면, UV 큐러블 액정층(18)내의 액정 분자(18a)는 누워있기 때문에 직경(nxf)에 비하여 높이(nzf)가 상대적으로 작게 된다. 그러므로, 이들 액정 분자들(18a,30a)의 높이 및 직경의 길이가 보상되어, 화면을 볼 때, 액정 분자들은 등방성화된다. 이때, UV 큐러블 액정층(18)의 굴절율 이방성(액정 분자의 장축의 굴절율과 단축의 굴절율의 차)과 셀갭의 두께와의 곱의 절대값(│(nxf-nzf)·d│)과, 액정층 (30)의 굴절율 이방성과 셀갭의 두께와의 곱의 절대값(│(nxL-nzL)·d│)과의 차가 0.4㎛ 이하가 되도록 하는 것이 등방성을 실현할 수 있다. 이와같이, 액정 분자(30a)의 광학적 이방성이 보상되어, 전계가 형성되기 이전에는 어느면에서 보나 완전한 다크를 이룬다.
한편, 화소 전극(19)과 공통 전극(24)사이에 전계가 형성되면, 전계(E)는 기판면(10,21)에 대하여 수직인 형태로 형성된다. 그러면, 유전율 이방성이 음인 액정 분자들은 전계 방향과 수직으로 방향으로 틀어지게 되어, 광을 누설하게 된다. 이때, 배향막(20,25)과 인접하여 있는 액정 분자들은 수직 배향막(20,25)의 영향으로, 전계에 의하여 틀어지지 않고 그 상태를 유지한다.
이상에서 자세히 설명된 바와 같이, 본 발명에 의하면, 고개구율을 갖는 수직 배향 모드의 액정 표시 장치에 있어서, 화소 전극(19)와 소오스 드레인 전극(16a,16b)간을 절연시키는 저유전 상수를 갖는 막을 수평 배향된 UV 큐러블 액정층(18)으로 하여, 액정층(30)의 광학적 이방성을 보상한다. 따라서, 별도의 위상 보상 필름을 사용하지 않고도, 액정 분자의 등방성화를 달성할 수 있으며, 비용도 절감된다.

Claims (7)

  1. 액정층을 사이에 두고 대향되는 상하 기판;
    상기 하부 기판상의 소정 부분에 형성되는 액티브 매트릭스 상태로 배열되는 게이트 버스 라인과 데이터 버스 라인;
    상기 게이트 버스 라인과 데이터 버스 라인의 교차점 부근에 형성되는 박막 트랜지스터;
    박막 트랜지스터 및 하부 기판 상부에 형성되는 유전막;
    상기 박막 트랜지스터와 접속되면서, 상기 게이트 버스 라인과 데이터 버스 라인으로 둘러싸여진 유전막 상부에 형성되는 화소 전극으로, 상기 게이트 버스 라인 및 데이터 버스 라인과 소정 부분 오버랩되는 화소 전극;
    상기 상부 기판상에 형성되는 공통 전극;
    상기 공통 전극 상부 및 상기 화소 전극 상부에 각각 형성되는 수직 배향막을 포함하며,
    상기 유전막은 수평 배향막과 UV 큐러블 액정층으로 된 것을 특징으로 하는 고개구율을 갖는 수직 배향 모드의 액정 표시 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 UV 큐러블 액정층은 하기와 같은 구조식으로 된 것을 특징으로 하는 고개구율을 갖는 수직 배향 모드의 액정 표시 장치.
    Figure kpo00000
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 UV 큐러블 액정층은 하기와 같은 구조식으로 된 것을 특징으로 하는 고개구율을 갖는 수직 배향 모드의 액정 표시 장치.
    Figure kpo00001
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 UV 큐러블 액정층은 하기와 같은 구조식으로 된 것을 특징으로 하는 고개구율을 갖는 수직 배향 모드의 액정 표시 장치.
    Figure kpo00002
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 UV 큐러블 액정층은 하기와 같은 구조식으로 된 것을 특징으로 하는 고개구율을 갖는 수직 배향 모드의 액정 표시 장치.
    Figure kpo00003
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 UV 큐러블 액정층의 굴절율 이방성과 UV 큐러블의 두께의 곱의 절대값(｜(nxf-nzf)·d｜)과, 액정층의 굴절율 이방성과 셀갭의 두께와의 곱의 절대값(｜(nxL-nzL)·d｜)과의 차가 0.4㎛ 이하가 되도록 하는 것을 특징으로 하는 고개구율을 갖는 수직 배향 모드의 액정 표시 장치.
  7. 하부 기판상에 박막 트랜지스터를 형성하는 단계;
    상기 하부 기판 상에 수평 배향막을 형성하는 단계;
    상기 수평 배향막 상부에 UV 큐러블 액정층을 형성하는 단계;
    상기 UV 큐러블 액정층에 UV를 조사하여, 경화시키는 단계;
    상기 박막 트랜지스터의 소정 부분이 노출되도록 UV 큐러블 액정층을 소정 부분 식각하는 단계;
    상기 UV 큐러블 액정층 상부에 노출된 박막 트랜지스터와 콘택되도록 화소 전극을 형성하는 단계; 및
    상기 화소 전극 및 UV 큐러블 액정층 상부에 수직 배향막을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 고개구율을 갖는 수직 배향 모드의 액정 표시 장치의 제조방법.
KR1019970071866A 1997-12-22 1997-12-22 고개구율을 갖는 수직배향모드의 액정표시장치 및 그 제조방법 KR100433661B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019970071866A KR100433661B1 (ko) 1997-12-22 1997-12-22 고개구율을 갖는 수직배향모드의 액정표시장치 및 그 제조방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019970071866A KR100433661B1 (ko) 1997-12-22 1997-12-22 고개구율을 갖는 수직배향모드의 액정표시장치 및 그 제조방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR19990052402A KR19990052402A (ko) 1999-07-05
KR100433661B1 true KR100433661B1 (ko) 2004-07-16

Family

ID=37340973

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019970071866A KR100433661B1 (ko) 1997-12-22 1997-12-22 고개구율을 갖는 수직배향모드의 액정표시장치 및 그 제조방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100433661B1 (ko)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR940007566A (ko) * 1992-09-07 1994-04-27 박경팔 산란 모드의 폴리머 분산 액정을 이용한 반사형 액정 표시 소자
JPH07333432A (ja) * 1994-06-07 1995-12-22 Matsushita Electric Ind Co Ltd 光機能素子及び液晶表示装置
JPH08129181A (ja) * 1994-10-31 1996-05-21 Sharp Corp 液晶表示装置
JPH08146456A (ja) * 1994-11-21 1996-06-07 Matsushita Electric Ind Co Ltd 液晶表示素子およびその製造方法
JPH095772A (ja) * 1995-06-22 1997-01-10 Fujitsu Ltd 液晶表示パネル
JPH09304764A (ja) * 1996-05-15 1997-11-28 Nec Corp 液晶表示装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR940007566A (ko) * 1992-09-07 1994-04-27 박경팔 산란 모드의 폴리머 분산 액정을 이용한 반사형 액정 표시 소자
JPH07333432A (ja) * 1994-06-07 1995-12-22 Matsushita Electric Ind Co Ltd 光機能素子及び液晶表示装置
JPH08129181A (ja) * 1994-10-31 1996-05-21 Sharp Corp 液晶表示装置
JPH08146456A (ja) * 1994-11-21 1996-06-07 Matsushita Electric Ind Co Ltd 液晶表示素子およびその製造方法
JPH095772A (ja) * 1995-06-22 1997-01-10 Fujitsu Ltd 液晶表示パネル
JPH09304764A (ja) * 1996-05-15 1997-11-28 Nec Corp 液晶表示装置

Also Published As

Publication number Publication date
KR19990052402A (ko) 1999-07-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9823524B2 (en) Display substrate, method of manufacturing the same and method of manufacturing display panel
US8259271B2 (en) Color filter substrate and liquid crystal display panel including the same
KR100525870B1 (ko) 마이크로 렌즈의 제조 방법, 마이크로 렌즈, 마이크로렌즈 어레이판, 전기 광학 장치 및 전자 기기
US8704963B2 (en) Thin film transistor array wherein both an auxiliary electrode and a storage electrode are shaped as an octagonal ring
EP2345928A1 (en) Liquid crystal display device and its method of fabrication
US6970223B2 (en) In-plane switching mode LCD device and method for fabricating the same
US20090009672A1 (en) Substrate of Liquid Crystal Display and Method of Manufacturing the Same
US7724325B2 (en) Liquid crystal display device and method for manufacturing the same
US20100201898A1 (en) Liquid crystal display device
US6924864B2 (en) Array substrate for in-plane switching mode liquid crystal display device and method of fabricating the same
CN100592176C (zh) 面内切换模式液晶显示器件及其制造方法
KR100610284B1 (ko) 반투과형 표시장치
US20090040442A1 (en) Liquid crystal display device
KR20060036243A (ko) 다중 도메인 박막 트랜지스터 표시판
KR19980085147A (ko) 횡전계방식 액정표시소자 및 그 제조방법
US7180563B2 (en) Array substrate and fabrication method for in-plane switching mode liquid crystal display device having pixel electrode overlapping common line and adjacent gate line
US7079211B2 (en) Multi-domain liquid crystal display compromising field induction windows having patterns different from each other in at least two of the pixel regions
CN102043273B (zh) 常黑模式液晶显示器装置
KR100269351B1 (ko) 횡전계방식 액정표시장치
JP4099324B2 (ja) 液晶表示装置
US8237902B2 (en) Array substrate of LCD with wide viewing angle and method for manufacturing the same
US7233380B2 (en) Array substrate for use in in-plane switching mode liquid crystal display device and method of fabricating the same
US7683371B2 (en) Display panel and method for manufacturing the same
US7417701B2 (en) Array substrate for liquid crystal display and method for fabricating the same having particular gate insulating layer
CN107918232B (zh) 一种显示基板及显示装置

Legal Events

Date Code Title Description
N231 Notification of change of applicant
A201 Request for examination
N231 Notification of change of applicant
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130417

Year of fee payment: 10

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140421

Year of fee payment: 11

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150416

Year of fee payment: 12

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160418

Year of fee payment: 13

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170417

Year of fee payment: 14