KR100502090B1 - Liquid crystal display device having a new electrode array and manufacturing method thereof - Google Patents

Liquid crystal display device having a new electrode array and manufacturing method thereof Download PDF

Info

Publication number
KR100502090B1
KR100502090B1 KR1019980008463A KR19980008463A KR100502090B1 KR 100502090 B1 KR100502090 B1 KR 100502090B1 KR 1019980008463 A KR1019980008463 A KR 1019980008463A KR 19980008463 A KR19980008463 A KR 19980008463A KR 100502090 B1 KR100502090 B1 KR 100502090B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
electrode
liquid crystal
gate
electrodes
layer
Prior art date
Application number
KR1019980008463A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR19990074687A (en
Inventor
박운용
이원희
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
Priority to KR1019980008463A priority Critical patent/KR100502090B1/en
Publication of KR19990074687A publication Critical patent/KR19990074687A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100502090B1 publication Critical patent/KR100502090B1/en

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL 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
    • G02F1/00Devices 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
    • G02F1/01Devices 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 
    • G02F1/13Devices 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
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1337Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers
    • G02F1/133707Structures for producing distorted electric fields, e.g. bumps, protrusions, recesses, slits in pixel electrodes
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL 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
    • G02F1/00Devices 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
    • G02F1/01Devices 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 
    • G02F1/13Devices 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
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1343Electrodes
    • G02F1/134309Electrodes characterised by their geometrical arrangement
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL 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
    • G02F1/00Devices 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
    • G02F1/01Devices 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 
    • G02F1/13Devices 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
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/136Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
    • G02F1/1362Active matrix addressed cells
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL 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
    • G02F2201/00Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00
    • G02F2201/40Arrangements for improving the aperture ratio

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)
  • Liquid Crystal (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)

Abstract

전극 배치를 달리한 액정 표시 장치. 기판 안쪽 면 위에 투명한 면형 전극이 가로 방향으로 형성되어 있으며, 그 위를 절연막이 덮고 있다. 절연막 위에는 투명 또는 불투명한 다수의 선형 전극이 세로 방향으로 서로 평행하게 형성되어 있다. 두 전극에 전압을 인가하여 두 전극 사이에 전위차를 주면 선형 전극 위의 세로 방향 중앙선 및 선형 전극 사이 영역의 세로 방향 중앙선에 대하여 대칭이며, 두 전극 사이의 경계선에 중심을 둔 포물선 또는 반타원형의 전기력선을 가지는 전기장이 형성된다. 이러한 전기력선은 두 전극 위와 두 전극 사이의 경계선 상에서 수직 및 수평 성분을 가지며, 이러한 전기장에 의하여 액정 분자들은 비틀림각 및 경사각을 가지면서 재배열된다. 이러한 액정 분자의 재배열로 인하여 입사된 빛의 편광이 변화하고 이에 따라 표시 동작이 가능해진다.Liquid crystal display with different electrode arrangements. A transparent planar electrode is formed in the transverse direction on the inner surface of the substrate, and the insulating film is covered thereon. On the insulating film, a plurality of transparent or opaque linear electrodes are formed parallel to each other in the longitudinal direction. Applying a voltage to the two electrodes gives a potential difference between the two electrodes, which is symmetrical with respect to the longitudinal centerline on the linear electrode and the longitudinal centerline of the region between the linear electrodes, and a parabolic or semi-elliptic electrical line centered at the boundary between the two electrodes An electric field is formed. These electric field lines have vertical and horizontal components on the boundary between the two electrodes and between the two electrodes, and the liquid crystal molecules are rearranged with the twist angle and the tilt angle by the electric field. Due to the rearrangement of the liquid crystal molecules, the polarization of the incident light changes, thereby enabling the display operation.

Description

새로운 전극 배열을 갖는 액정 표시 장치 및 그 제조 방법Liquid crystal display device having novel electrode array and manufacturing method thereof

본 발명은 새로운 구동 방식의 액정 표시 장치 및 그 구동 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a liquid crystal display device of a novel driving method and a driving method thereof.

일반적으로 액정 표시 장치는 양 기판 또는 한 기판의 내면에 전극을 가지고 있으며, 광학적 스위칭 매개체로서 두 전극 사이에 액정 물질층을 둔 표시 장치로서, 양 전극에 전위차를 주면 그 전위차로 인하여 액정 분자들이 재배열되고, 재배열된 액정 분자들이 빛을 산란시키거나 빛의 투과 특성을 변화시킴으로써 화상을 표시한다.In general, a liquid crystal display device has electrodes on both substrates or an inner surface of one substrate, and is an optical switching medium having a liquid crystal material layer between two electrodes. When a potential difference is applied to both electrodes, liquid crystal molecules are re-used due to the potential difference. Arranged and rearranged liquid crystal molecules display an image by scattering light or changing light transmission properties.

종래의 액정 표시 장치의 한 예로서, 아래 위 두 기판의 내면에 각각 형성되어 있는 위 전극과 아래 전극 사이에 네마틱형 액정 물질이 삽입되어 있으며, 액정 분자들은 기판에 평행하게 비틀려 배향되어 있는 미국 특허 제5,576,861호에 개시된 비틀린 네마틱형 액정 표시 장치를 들 수 있다. 이 액정 표시 장치에서는 아래 위 전극에 전압을 인가하여 전위차를 주면 양 기판에 수직한 전기장이 형성되고, 액정 분자의 장축 방향을 전기장의 방향과 평행하게 배열시키려는 토크(torque)(이 토크의 크기는 전기장의 세기에 의존함), 즉 유전율 이방성으로 인한 토크와 러빙 등의 배향 처리를 통하여 발생하며 액정 분자의 장축 방향을 특정한 방향을 향하도록 배열시키려는 탄성 토크가 평형을 이루도록 액정 분자들이 재배열된다.As an example of a conventional liquid crystal display device, a nematic liquid crystal material is inserted between upper and lower electrodes formed on the inner surfaces of two lower and upper substrates, respectively, and the liquid crystal molecules are twisted and oriented parallel to the substrate. And a twisted nematic liquid crystal display disclosed in Patent No. 5,576,861. In this liquid crystal display, when a voltage is applied to the upper and lower electrodes to give a potential difference, an electric field perpendicular to both substrates is formed, and a torque for arranging the long axis direction of the liquid crystal molecules in parallel with the direction of the electric field (the magnitude of this torque is Depending on the strength of the electric field), ie, torque and rubbing due to the dielectric anisotropy, and the liquid crystal molecules are rearranged so as to balance the elastic torque for arranging the long axis direction of the liquid crystal molecules in a specific direction.

종래의 액정 표시 장치의 또다른 예로는, 한쪽 기판 위에 줄 모양의 두 전극을 서로 평행하게 배치하고 그 사이에 액정 물질층을 두며, 액정 분자들은 기판에 평행하게 배향한 미국 특허 제5,598,285호에 개시되어 있는 액정 표시 장치를 들 수 있다. 이 액정 표시 장치에서는 전극 사이에 전위차를 주어, 본질적으로 기판에 평행하고 두 전극에 수직한 방향으로 전기장을 형성하고, 액정 물질의 유전율 이방성으로 인한 토크와 배향 처리로 인한 탄성 토크가 평형을 이루도록 액정 분자들이 재배열한다.Another example of a conventional liquid crystal display device is disclosed in US Pat. No. 5,598,285, in which two rows of electrodes are arranged in parallel on one substrate with a liquid crystal material layer between them, and the liquid crystal molecules are oriented parallel to the substrate. And a liquid crystal display device. In this liquid crystal display device, an electric potential is applied between electrodes to form an electric field essentially parallel to the substrate and perpendicular to the two electrodes, and the liquid crystal is balanced so that the torque due to the dielectric anisotropy of the liquid crystal material and the elastic torque due to the alignment treatment are balanced. The molecules rearrange.

이러한 종래의 액정 표시 장치는 각각 문제점을 가지고 있다.Each of these conventional liquid crystal display devices has a problem.

비틀린 네마틱형 액정 표시 장치의 가장 큰 문제점은 시야각이 좁다는 것이다. 이 액정 표시 장치에서는, 표시 장치를 바라보는 사람의 눈의 방향과 표시 장치의 표면에 수직인 방향과 이루는 각이 커질수록, 액정 분자들의 장축 방향과 단축 방향의 굴절률 차이인 복굴절성(Δn)과 액정층의 두께(d)의 곱, 즉 Δnㆍd 값이 커지고, 이에 따라 대비(contrast : 가장 밝은 상태의 휘도를 가장 어두운 상태의 휘도로 나눈 값)가 급격히 저하된다. 그 뿐 아니라, 밝기가 뒤바뀌는 계조 반전의 현상도 나타난다. 따라서 시야각(통상 대비가 10을 유지하는 각도를 시야각이라 함)이 매우 좁고, 그 시야각보다 큰 각도로 표시 장치를 바라보는 경우 정면에서 보는 화상에 비하여 화질이 급격히 나빠진다.The biggest problem of the twisted nematic liquid crystal display is that the viewing angle is narrow. In this liquid crystal display device, the birefringence Δn, which is a difference in refractive index between the long axis direction and the short axis direction of the liquid crystal molecules, increases as the angle between the direction of the eye of the person viewing the display device and the direction perpendicular to the surface of the display device increases. The product of the thickness d of the liquid crystal layer, that is, the value of Δn · d, becomes large, and accordingly, the contrast (a value obtained by dividing the brightness of the brightest state by the brightness of the darkest state) is rapidly reduced. In addition, there is a phenomenon of gray level inversion in which brightness is reversed. Therefore, the viewing angle (the angle at which the contrast is maintained at 10 is called a viewing angle) is very narrow, and the image quality deteriorates sharply compared to the image viewed from the front when the display device is viewed at an angle larger than the viewing angle.

시야각을 보상하기 위하여, 앞에서 언급한 미국 특허 제5,576,861호에서와 같이, 위상차 보상판 등을 이용하여 시야각을 넓히는 방법이 제시되고 있으나, 부가적인 부분인 보상판을 부착하는 부가적인 공정이 필요하기 때문에 비용이 높아지고 공정이 늘어날 뿐 아니라, 보상판을 사용하더라도 시야각의 한계는 여전히 남아 있다.In order to compensate the viewing angle, as described in the above-mentioned US Patent No. 5,576,861, a method of widening the viewing angle using a phase difference compensation plate or the like has been proposed, but since an additional process of attaching an additional compensation plate is required. In addition to higher costs and increased processing, the use of compensation plates still limits the viewing angle.

두 번째 장치에서는 두 전극 사이의 영역에 위치하는 전기장이 두 전극으로부터 멀어질수록 작아지기 때문에, 노멀리 블랙 모드(normally black mode)에서 빛을 통과시키기 위한 최소의 전압(문턱 전압)이 높을 뿐 아니라 빛을 최대한 통과시키는 전압(포화 전압) 또한 높아서 전체적으로 소비 전력이 커지는 문제점이 있다. 또한 모든 전극이 하나의 기판에 형성되어 있을 뿐 아니라, 충분한 정전 용량을 확보하기 위하여 화소 전극과 공통 전극이 절연막을 사이에 두고 중첩되는 부분을 두어야 하므로 빛이 통과하는 개구율이 작은 문제점이 있다.In the second device, the electric field located in the region between the two electrodes becomes smaller as it moves away from the two electrodes, so that the minimum voltage (threshold voltage) for passing light in the normally black mode is not only high. Since the voltage (saturation voltage) that passes the light as much as possible is high, there is a problem in that the power consumption is large. In addition, not only all the electrodes are formed on one substrate, but in order to ensure sufficient capacitance, the pixel electrode and the common electrode must have an overlapping portion with an insulating layer therebetween, so that the aperture ratio through which light passes is small.

본 발명의 한 과제는 넓은 시야각을 확보하는 것이다.One object of the present invention is to ensure a wide viewing angle.

본 발명의 또다른 과제는 낮은 전압으로 액정을 구동하여 소비 전력을 낮추는 것이다.Another object of the present invention is to drive the liquid crystal at a low voltage to lower the power consumption.

본 발명의 또다른 과제는 개구율을 크게 하는 것이다.Another object of the present invention is to increase the aperture ratio.

위와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명에서는 전극의 배열을 새롭게 한다.In order to solve the above problems, the present invention updates the arrangement of the electrodes.

즉, 서로 절연되어 있는 제1 전극 및 제2 전극이 가장자리가 서로 중첩되도록 배치되어 있고, 제2 전극은 제1 전극들 사이에서 연속적인 면으로 이루어져 있는 구조를 가지고 있으며, 하나의 화소는 적어도 하나의 제1 전극과 제2 전극으로 이루어진다.That is, the first electrode and the second electrode which are insulated from each other are arranged so that the edges overlap each other, and the second electrode has a structure consisting of a continuous surface between the first electrodes, and at least one pixel It consists of a first electrode and a second electrode.

이러한 액정 표시 장치에서 제1 전극과 제2 전극에 전압을 인가하여 전위차를 주면 전기장이 발생하고, 그 전기력선의 모양은 제1 전극과 제2 전극의 경계선 또는 경계 영역을 중심으로 하는 반타원형 또는 포물선형이 되고, 이에 따라 각 전극 위에서도 전기장이 수직 및 수평 성분을 가지게 된다.In such a liquid crystal display, when a voltage is applied to the first electrode and the second electrode to give a potential difference, an electric field is generated, and the shape of the electric force line is a semi-elliptic or parabola centered on the boundary or boundary region between the first electrode and the second electrode. This results in a vertical and horizontal component of the electric field on each electrode.

제1 전극 또는 제2 전극 위, 그리고 두 전극 사이의 경계 영역의 액정 분자들은 전기장의 수평 및 수직 성분에 의하여 비틀림각과 경사각을 가지며 재배열되고 이러한 재배열된 액정 물질층에 의하여 빛의 편광이 변화한다.The liquid crystal molecules on the first electrode or the second electrode and in the boundary region between the two electrodes are rearranged by the horizontal and vertical components of the electric field and are rearranged, and the polarization of the light is changed by the rearranged liquid crystal material layer. do.

이와 같이 액정 분자들이 비틀림각과 경사각을 모두 가지며 재배열하기 때문에 시야각이 넓어진다.As such, the liquid crystal molecules rearrange and have both a twist angle and an inclination angle, thereby widening the viewing angle.

또한 전기장은 두 전극의 경계 영역뿐 아니라, 제1 전극 및 제2 전극 위에서도 수직 및 수평 성분을 가지므로, 제1 전극 및 제2 전극 위의 액정 분자들도 화상의 표시에 간여한다.In addition, since the electric field has vertical and horizontal components not only on the boundary region of the two electrodes but also on the first electrode and the second electrode, the liquid crystal molecules on the first electrode and the second electrode also participate in the display of the image.

또한, 전기장의 세기가 제1 전극과 제2 전극의 경계 영역에서 크므로, 그 위의 액정층을 구동하는 문턱 전압 및 포화 전압이 낮기 때문에 소비전력이 낮다.In addition, since the intensity of the electric field is large at the boundary region between the first electrode and the second electrode, power consumption is low because the threshold voltage and the saturation voltage for driving the liquid crystal layer thereon are low.

또한 스위칭 소자로서 박막 트랜지스터를 두어 제1 전극과 제2 전극에 전압을 인가하는 경우에, 두 전극이 절연막을 사이에 두고 중첩되므로 정전 용량을 확보하기 위하여 별도로 유지 축전기를 마련할 필요가 없으므로 개구율을 크게 할 수 있다.In addition, in the case of applying a voltage to the first electrode and the second electrode by using a thin film transistor as a switching element, since the two electrodes overlap each other with an insulating film therebetween, it is not necessary to provide a separate storage capacitor to secure the capacitance so that the aperture ratio can be reduced. I can make it big.

그러면, 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치에 대하여 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세하게 설명한다.Next, a 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.

먼저, 본 발명의 제1 실시예에 대하여 도 1 내지 도 11을 통하여 상세히 설명한다.First, the first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 11.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치에서 전극의 배치를 도시한 도면이고, 도 2는 도 1에서 Ⅱ-Ⅱ'선을 잘라 도시한 단면도로서 위 기판과 아래 기판 모두를 도시한 것이며 전기력선 및 등전위선을 함께 도시하였다.FIG. 1 is a diagram illustrating an arrangement of electrodes in a liquid crystal display according to a first exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line II-II 'of FIG. 1 to show both the upper substrate and the lower substrate. The electric field lines and the equipotential lines are shown together.

먼저, 전극이 형성되어 있는 아래 기판의 구조에 대하여 설명한다.First, the structure of the lower substrate in which an electrode is formed is demonstrated.

유리나 석영 따위의 투명한 절연 물질로 이루어진 아래 기판(10) 안쪽 면 위에 ITO(indium tin oxide) 따위의 투명한 도전 물질로 이루어져 있으며 일정 폭을 가지는 면형 전극(2)이 가로 방향으로 길게 형성되어 있다. 면형 전극(2) 위를 절연막(3)이 덮고 있으며, 그 위에는 폭이 좁은 다수의 선형 전극(1)이 세로 방향으로 서로 평행하게 형성되어 있다. 선형 전극(1)은 투명 또는 불투명 물질로 사용될 수 있으며, 그 폭은 선형 전극(1) 사이의 간격, 즉 인접한 두 선형 전극(1)의 인접 경계선 사이의 거리보다 작다. 선형 전극(1)의 위에는 폴리이미드(polyimide) 따위의 물질로 만들어진 배향막(30)이 도포되어 있다. 한편, 아래 기판(10)의 바깥 면에는 편광판(20)이 부착되어 있다.The planar electrode 2 is formed of a transparent conductive material such as indium tin oxide (ITO) on the inner surface of the lower substrate 10 made of a transparent insulating material such as glass or quartz, and has a long width in the horizontal direction. The insulating film 3 covers the planar electrode 2, and many linear electrodes 1 which are narrow in width are formed in parallel with each other in the vertical direction. The linear electrode 1 can be used as a transparent or opaque material, the width of which is smaller than the distance between the linear electrodes 1, that is, the distance between adjacent border lines of two adjacent linear electrodes 1. An alignment layer 30 made of a material such as polyimide is coated on the linear electrode 1. On the other hand, a polarizing plate 20 is attached to the outer surface of the lower substrate 10.

유리나 석영 따위의 투명한 절연 물질로 이루어진 위 기판(11) 안쪽 면에는 폴리이미드 따위의 물질로 만들어진 배향막(31)이 형성되어 있고, 바깥 면에는 편광판(21)이 부착되어 있다.An alignment layer 31 made of a material such as polyimide is formed on the inner surface of the substrate 11 made of a transparent insulating material such as glass or quartz, and a polarizing plate 21 is attached to the outer surface thereof.

마지막으로, 두 기판(10, 11)의 배향막(30, 31) 사이에는 광학 이방성을 가지는 액정 물질층이 삽입되어 있다.Finally, a liquid crystal material layer having optical anisotropy is inserted between the alignment layers 30 and 31 of the two substrates 10 and 11.

이 액정 표시 장치는 아래 기판(10)의 하부에 위치하는 백라이트 유닛(backlight unit)(도시하지 않음)으로부터의 빛의 투과율을 조절하여 표시 동작을 할 수도 있지만, 위 기판(11)의 상부로부터 들어오는 자연광을 이용하여 표시 동작을 할 수도 있으며 이 경우에는 아래 편광판(20)은 필요하지 않다. 자연광을 이용한 반사형 액정 표시 장치의 경우에는 선형 전극(1)과 면형 전극(2) 모두를 불투명하고 반사율이 높은 물질, 예를 들면 알루미늄(Al) 등의 물질로 만드는 것이 바람직하다.The liquid crystal display device may perform a display operation by adjusting the transmittance of light from a backlight unit (not shown) positioned below the lower substrate 10, but may enter the upper portion of the upper substrate 11. The display operation may be performed using natural light, and in this case, the lower polarizer 20 is not necessary. In the case of a reflective liquid crystal display using natural light, it is preferable to make both the linear electrode 1 and the planar electrode 2 made of a material having a high opacity and high reflectance, for example, aluminum (Al).

그러면, 이러한 액정 표시 장치의 전기장의 개괄적인 형태에 대하여 도 2를 통하여 상세히 설명한다.Next, the general shape of the electric field of the liquid crystal display will be described in detail with reference to FIG. 2.

두 전극(1, 2)에 전압을 인가하여 두 전극(1, 2) 사이에 전위차를 주면 도 2에 도시한 바와 같은 전기장이 생성된다. 도 2에 실선으로 도시한 것은 등전위선을 나타낸 것이고, 점선으로 도시한 것은 전기력선을 나타낸 것이다.When a voltage is applied to the two electrodes 1 and 2 to give a potential difference between the two electrodes 1 and 2, an electric field as shown in FIG. 2 is generated. The solid line in FIG. 2 represents an equipotential line, and the dotted line represents an electric force line.

도 2에서 알 수 있듯이, 전기장의 형태는 선형 전극(1) 위의 좁은 영역(NR)의 세로 방향 중앙선(C)(실제로는 면에 해당함) 및 선형 전극(1) 사이의 넓은 영역(WR)의 세로 방향 중앙선(B)(실제로는 면에 해당함)에 대하여 대칭이다. 좁은 영역(NR)의 중앙선(C)으로부터 넓은 영역(WR)의 중앙선(B)까지의 영역에는 좁은 영역(NR)과 넓은 영역(WR)의 경계선(A)(실제로는 면에 해당함)에 정점을 두고 있는 반타원 모양 또는 포물선 모양(이하에서는 편의상 반타원 모양인 것으로 설명한다)의 전기력선 형태를 가지는 전기장이 생성된다. 전기력선의 접선은 좁은 영역(NR)과 넓은 영역(WR)의 경계선(A) 상에서 기판(10)에 대하여 거의 평행하고, 좁은 영역(NR) 및 넓은 영역(WR)의 중앙 위치에서는 기판(10)에 대하여 거의 수직이 된다. 또한, 타원의 중심 및 세로 방향 정점은 좁은 영역(NR)과 넓은 영역(WR)의 경계선(A) 상에 위치하고, 가로 방향의 두 정점은 각각 넓은 영역(WR) 및 좁은 영역(NR)에 위치한다. 이때, 좁은 영역(NR)에 위치하는 가로 방향 정점은 넓은 영역(WR)에 위치하는 가로 방향 정점에 비하여 타원의 중심으로부터의 거리가 짧기 때문에 타원은 경계선(A)에 대하여 대칭을 이루지 않는다. 또한, 전기력선의 밀도가 위치에 따라 달라지고 전기장의 세기도 이에 비례하여 달라진다. 따라서, 좁은 영역(NR)과 넓은 영역(WR) 사이의 경계선(A-A) 상에서 전기장의 세기가 가장 크고, 좁은 영역(NR) 및 넓은 영역(WR)의 중앙선(C-C, B-B)으로 갈수록, 그리고 위 기판(11)으로 갈수록 작아진다.As can be seen in FIG. 2, the shape of the electric field is in the longitudinal center line C (actually the plane) of the narrow region NR above the linear electrode 1 and the wide region WR between the linear electrode 1. It is symmetric with respect to the longitudinal center line B (actually corresponding to the face). In the region from the centerline C of the narrow region NR to the centerline B of the large region WR, the vertex is at the boundary line A (actually a plane) between the narrow region NR and the large region WR. An electric field having an electric field line shape having a half ellipse shape or parabolic shape (hereinafter, referred to as a half ellipse shape for convenience) having a shape is generated. The tangent of the electric line of force is almost parallel to the substrate 10 on the boundary line A between the narrow region NR and the large region WR, and the substrate 10 at the central position of the narrow region NR and the large region WR. It is almost perpendicular to. In addition, the center and longitudinal vertices of the ellipse are located on the boundary line A between the narrow region NR and the wide region WR, and the two vertices of the horizontal direction are positioned in the large region WR and the narrow region NR, respectively. do. At this time, the horizontal vertex located in the narrow area NR has a shorter distance from the center of the ellipse than the horizontal vertex located in the wide area WR. Thus, the ellipse does not have symmetry with respect to the boundary line A. FIG. In addition, the density of electric field lines varies with position, and the strength of the electric field varies proportionally thereto. Thus, the intensity of the electric field is greatest on the boundary line AA between the narrow region NR and the large region WR, and toward the centerline CC, BB of the narrow region NR and the large region WR, and above. It becomes smaller toward the board | substrate 11.

그러면, 이러한 전기장에 의하여 액정 분자가 재배열된 상태를 기판에 수평인 성분과 이에 수직인 성분으로 나누어 살펴본다.Then, the state in which the liquid crystal molecules are rearranged by the electric field is divided into components that are horizontal to the substrate and components that are perpendicular thereto.

먼저, 초기 상태를 설명한다.First, the initial state will be described.

두 배향막(30, 31)은 러빙 또는 자외선 조사법으로 배향 처리되어, 액정 분자들이 모두 한 방향으로 배열하되, 기판(10, 11)에 대하여 약간의 선경사각을 가지지만 거의 수평이 되고, 기판(10, 11)에 평행한 면상에서 볼 때 선형 전극(1) 방향 및 이에 수직인 방향에 대하여 일정 각을 이루도록 배열되어 있다. 편광판(20, 21)의 편광축은 서로 직교하도록 배치하며, 아래 편광판(20)의 편광축은 버핑 방향과 거의 일치한다. 두 배향막(30, 31) 사이에 들어 있는 액정 물질은 유전율 이방성이 양인 네마틱 액정이다.The two alignment layers 30 and 31 are aligned by rubbing or ultraviolet irradiation, so that the liquid crystal molecules are all aligned in one direction, but have a slight pretilt angle with respect to the substrates 10 and 11 but are substantially horizontal. , And arranged at a certain angle with respect to the direction of the linear electrode 1 and the direction perpendicular thereto when viewed from a plane parallel to 11). The polarization axes of the polarizing plates 20 and 21 are arranged to be orthogonal to each other, and the polarization axes of the lower polarizing plate 20 substantially coincide with the buffing direction. The liquid crystal material contained between the two alignment layers 30 and 31 is a nematic liquid crystal having a positive dielectric anisotropy.

다음, 선형 전극(1) 및 면형 전극(2)에 각각 전압을 인가하되, 선형 전극(1)에 높은 전압을 인가한다. 이 때 액정 분자의 배열은 전기장에 의한 힘(전기장의 방향과 세기에 의존)과 배향 처리로 인하여 발생하는 탄성 복원력이 평형을 이룸으로써 결정된다.Next, a voltage is applied to the linear electrode 1 and the planar electrode 2, respectively, and a high voltage is applied to the linear electrode 1. At this time, the arrangement of the liquid crystal molecules is determined by equilibrium between the force due to the electric field (depending on the direction and intensity of the electric field) and the elastic restoring force generated by the alignment process.

이러한 액정 분자의 재배열 상태를 기판에 평행한 성분과 수직인 성분으로 나누어 살펴본다. 설명의 편의상 기판에 수직인 방향을 z축, 기판에 수직이고 선형 전극(1) 방향에도 수직인 방향을 x축, 선형 전극(1)의 방향에 평행한 방향을 y축으로 잡자. 즉, 도 1에서 왼쪽에서 오른쪽을 향하는 방향을 x축, 선형 전극(1)을 따라 아래에서 위로 향하는 방향을 y축, 도 2에서 아래 기판(11)에서 위 기판(10)을 향하는 방향을 z축으로 잡자.The rearrangement state of the liquid crystal molecules is divided into components parallel to the substrate and perpendicular to the substrate. For convenience of explanation, the direction perpendicular to the substrate is z-axis, the direction perpendicular to the substrate and also perpendicular to the direction of the linear electrode 1 is the x-axis, and the direction parallel to the direction of the linear electrode 1 is the y-axis. That is, the direction from left to right in FIG. 1 is the x axis, the direction from bottom to top along the linear electrode 1 is the y axis, and the direction from the lower substrate 11 to the upper substrate 10 in FIG. 2 is z. Let's grab the axis.

먼저, 액정 분자의 비틀림각, 즉, x축 또는 초기 배열 방향에 대하여 액정 분자의 장축이 기판에 평행한 면, 즉 xy 평면 위에서 이루는 각의 변화를 도 3, 도 4 및 도 5를 참고로 설명한다.First, the change in the angle between the twist angle of the liquid crystal molecules, that is, the plane in which the long axis of the liquid crystal molecules is parallel to the substrate, that is, on the xy plane with respect to the x-axis or the initial alignment direction, will be described with reference to FIGS. 3, 4, and 5. do.

도 3에 도시한 바와 같이, 버핑 방향은 벡터 로, 전기장의 x-y 평면 성분은 벡터xy로, 아래 편광판(20)의 광축은 벡터 로 나타내었으며, 버핑 방향이 x축과 이루는 각은 ψR로, 액정 분자의 장축이 x축과 이루는 각을 ψLC로 나타내었다. 그런데 여기에서 아래 편광판(20)의 광축은 버핑 방향과 일치하므로 아래 편광판(20)의 광축이 x축과 이루는 각 ψPR이다.As illustrated in FIG. 3, the buffing direction is represented by a vector, the xy plane component of the electric field is represented by a vector xy , the optical axis of the lower polarizing plate 20 is represented by a vector, and the angle between the buffing direction and the x axis is represented by ψ R , The angle between the major axis of the liquid crystal molecules and the x axis is represented by ψ LC . However, since the optical axis of the lower polarizing plate 20 coincides with the buffing direction, the optical axis of the lower polarizing plate 20 is the angle ψ P = ψ R forming the x axis.

전기장의 x-y 평면 성분(xy )의 방향은 경계선(A)으로부터 넓은 영역(WR)의 중앙선(B)에 이르기까지는 양의 x 방향이고, 넓은 영역(WR)의 중앙선(B)으로부터 다음 경계선(D)까지는 음의 x 방향이다. 전기장 성분의 세기는 경계선(A, D) 상에서 가장 크고 중앙선(B-B) 쪽으로 갈수록 작아져 중앙선(B-B) 상에서는 0이 된다.Away from the center line (B) in the xy direction of the plane component (xy) of the field has a large area (WR) from the boundary line (A), and x in the positive direction, then the boundary (D from the center line (B) of large area (WR) ) Is in the negative x direction. The intensity of the electric field component is largest on the boundaries A and D and becomes smaller toward the center line BB and becomes zero on the center line BB.

배향 처리에 의한 탄성적 복원력의 크기는 xy 평면상에서는 위치에 관계없이 일정하다.The magnitude of the elastic restoring force by the orientation treatment is constant regardless of the position on the xy plane.

액정 분자들은 이러한 두 가지 힘이 평형을 이루도록 배열하여야 하므로, 도 4에 도시한 바와 같이, 경계선(A, D)에서는 액정 분자의 장축 방향이 전기장 성분(xy )에 대하여 거의 평행하고 버핑 방향에 대해서는 큰 각도를 가지지만, 영역(NR, WR)의 중심선(C, B)으로 갈수록 액정 분자의 장축이 버핑 방향에 대하여 이루는 각(|ψR-ψLC|)이 작아지고, 중심선(B, C)에서는 액정 분자의 장축과 버핑 방향이 동일해진다. 아래 편광판(20)의 광축은 버핑 방향과 평행하므로, 아래 편광판(20)의 광축과 액정 분자의 장축이 이루는 각도도 이와 동일한 분포를 가지며, 이 값은 빛의 투과율과 밀접한 관련이 있다.Since the liquid crystal molecules should be arranged so that these two forces are in equilibrium, as shown in FIG. 4, in the boundary lines A and D, the long-axis direction of the liquid crystal molecules is almost parallel to the electric field component xy and the buffing direction. Although having a large angle, the angle (|ψ R- ψ LC |) of the long axis of the liquid crystal molecules with respect to the buffing direction decreases toward the center lines C and B of the regions NR and WR. In (B, C), the long axis and the buffing direction of the liquid crystal molecules become the same. Since the optical axis of the lower polarizing plate 20 is parallel to the buffing direction, the angle formed between the optical axis of the lower polarizing plate 20 and the long axis of the liquid crystal molecules also has the same distribution, and this value is closely related to the transmittance of light.

좁은 영역(NR)과 넓은 영역(WR)의 폭의 비를 변화시켜 다양한 형태의 전기장을 만들어 낼 수 있다. 선형 전극(1)을 불투명 전극으로 하는 경우에는 선형 전극(1) 위의 좁은 영역(NR)을 표시 영역으로 사용할 수 없으나, 투명한 물질로 만드는 경우에는 좁은 영역(NR) 또한 표시 영역으로 사용할 수 있다.By varying the ratio of the width of the narrow area NR to the wide area WR, various types of electric fields can be generated. When the linear electrode 1 is used as an opaque electrode, the narrow area NR on the linear electrode 1 cannot be used as the display area. However, when the linear electrode 1 is made of a transparent material, the narrow area NR can also be used as the display area. .

한편, 전기장의 xy 평면 성분(xy )은 아래 배향막(30)으로부터 위 배향막(31)에 이르기까지, 즉 z축을 따라가며 점점 작아지며, 배향에 의한 탄성적 복원력은 배향막(30, 31)의 표면에서 가장 크고, 두 배향막(30, 31) 사이 액정층의 중앙으로 갈수록 점점 작아진다.On the other hand, the surface of xy-plane component (xy) of the electric field up to the upper alignment film 31 from the following alignment film (30), that becomes increasingly smaller while following the z-axis, elastic restoring force due to the orientation of the alignment film 30, 31 It is the largest at, and becomes smaller toward the center of the liquid crystal layer between the two alignment layers 30 and 31.

아래 배향막(30)으로부터 위 배향막(31)에 이르는 위치에서, 즉 z축을 따라가며 액정 분자의 장축 방향이 x축과 이루는 비틀림각을 도시하면, 도 5와 같이 나타나는데, 두 배향막 사이의 간격, 즉 셀 간격이 d인 경우를 도시한 것이다. 여기에서 가로축은 아래 배향막(30)으로부터의 높이를 뜻하고, 세로축은 비틀림각을 나타낸다.5 shows a torsion angle at the position from the lower alignment layer 30 to the upper alignment layer 31, that is, along the z axis and in which the major axis direction of the liquid crystal molecules forms the x axis, as shown in FIG. 5. The case where the cell spacing is d is shown. Here, the horizontal axis means the height from the lower alignment layer 30, and the vertical axis indicates the twist angle.

도 5에서 보면, 비틀림각은 배향막(30, 31)의 표면에서는 배향력에 의한 힘이 강하기 때문에 크고, 액정층의 중앙으로 갈수록 작아져 전기장의 방향에 가깝게 되는 것을 알 수 있으며, 배향막(30, 31) 바로 위에서는 액정 분자의 장축이 버핑 방향과 동일한 방향으로 배열한다. 여기에서 인접한 액정 분자의 비틀림각의 차이를 비틀림(twist)이라고 하면, 도 5에서 비틀림은 곡선의 기울기에 해당되고, 이는 배향막(30, 31)의 표면에서는 크고 액정층의 중앙으로 갈수록 작아진다.5, it can be seen that the torsion angle is large because the force due to the alignment force is strong on the surfaces of the alignment layers 30 and 31, and becomes smaller toward the center of the liquid crystal layer, thereby becoming closer to the direction of the electric field. 31) Immediately above, the long axes of the liquid crystal molecules are arranged in the same direction as the buffing direction. Here, when the difference in the twist angles of adjacent liquid crystal molecules is called twist, the twist in FIG. 5 corresponds to the slope of the curve, which is larger on the surfaces of the alignment layers 30 and 31 and smaller toward the center of the liquid crystal layer.

다음, 액정 분자의 경사각, 즉, x축 또는 초기 배열 방향에 대하여 액정 분자의 장축이 기판에 수직인 면, 예를 들면 zx 평면 위에서 이루는 각의 변화를 도 6, 도 7 및 도 8을 참고로 설명한다. 도 6에서는 편의상 기판(10, 11)만을 도시한 것이며, 도 3에서 도시한 버핑 방향을 나타내는 벡터 의 zx 평면에 대한 성분을 벡터 zx로, 전기장의 zx 평면 성분은 벡터zx로 나타내었으며, 전기장의 zx 평면 성분zx가 x축과 이루는 각은 θE로, 액정 분자의 장축이 x축과 이루는 경사각을 θLC로 나타내었다. 그런데, 여기에서 벡터 은 xy 평면상에 존재하므로(선경사각은 무시) zx는 x 방향이 된다.Next, with reference to FIGS. 6, 7, and 8, the angle of inclination of the liquid crystal molecules, that is, the plane of the liquid crystal molecules perpendicular to the substrate with respect to the x-axis or the initial alignment direction, for example, on the zx plane is described with reference to FIGS. 6, 7, and 8. Explain. In FIG. 6, only the substrates 10 and 11 are shown for convenience, and components of the zx plane of the vector representing the buffing direction shown in FIG. 3 are represented by the vector zx , and the zx plane components of the electric field are represented by the vector zx . The angle formed by the zx plane component zx with the x axis is θ E , and the inclination angle formed by the long axis of the liquid crystal molecules with the x axis is represented by θ LC . However, since the vector is on the xy plane (ignoring the pretilt angle), zx is in the x direction.

전기장의 zx 평면 성분(zx )의 크기는 아래 기판(10)에서 위 기판(11)으로 갈수록 작아지고, 각도 θE 또한 아래 기판(10)에서 위 기판(11)으로 갈수록 작아진다.Zx plane size of the component (zx) of the electric field is gradually reduced as the substrate 11 in the substrate 10 below, the angle θ E also becomes increasingly smaller as the substrate 11 in the substrate 10 below.

앞서 설명한 것처럼 배향 처리에 의한 탄성적 복원력의 크기는 두 기판(10, 11)의 표면에서 가장 크고, 액정층의 중앙으로 갈수록 작아진다.As described above, the magnitude of the elastic restoring force due to the alignment treatment is the largest on the surfaces of the two substrates 10 and 11 and decreases toward the center of the liquid crystal layer.

액정 분자들은 이러한 두 가지 힘이 평형을 이루도록 배열하여야 한다. 도 7에 나타낸 것처럼, 아래 기판(10) 표면에서는 배향력이 강하므로 액정 분자들이 x축과 평행하게 배열하지만, 위로 올라갈수록 전기장에 의한 힘이 상대적으로 커지므로 경사각(θLC)의 크기가 어느 정도 지점까지는 계속해서 증가하다가 다시 감소하여 위 기판(11) 표면에서는 다시 x축과 평행하게 배열한다. 이때, 곡선의 정점은 아래 기판(10)에 가까운 위치에서 나타난다.The liquid crystal molecules must be arranged such that these two forces are in equilibrium. As shown in FIG. 7, since the alignment force is strong on the surface of the lower substrate 10, the liquid crystal molecules are arranged parallel to the x-axis, but as the upward force increases relative to the x-axis, the magnitude of the inclination angle θ LC is increased. It continues to increase until the point, and then decreases again to be aligned parallel to the x-axis on the upper substrate 11 surface. At this time, the peak of the curve appears at a position close to the lower substrate 10.

한편, 전기장의 zx 평면 성분(zx )이 x축에 대하여 이루는 각 θE는 경계선(A, D) 상에서는 0에 가깝고 중앙선(B-B) 쪽으로 갈수록 커지며, 전기장의 zx 평면 성분(zx )의 크기는 경계선(A, D) 상에서 가장 크고 중앙선(B-B) 쪽으로 갈수록 작아진다.On the other hand, the angle θ E formed by the zx plane component ( zx ) of the electric field with respect to the x axis is closer to zero on the boundary lines (A, D) and increases toward the center line (BB), and the magnitude of the zx plane component ( zx ) of the electric field is the boundary line. It is the largest on (A, D) and smaller toward the center line BB.

배향 처리에 의한 탄성적 복원력의 크기는 x 축 상에서는 위치에 관계없이 일정하다.The magnitude of the elastic restoring force by the orientation treatment is constant regardless of position on the x axis.

따라서, 도 8에 도시한 바와 같이, 경계선(A, D)에서는 액정 분자의 경사각이 거의 0에 가깝지만 중심선(C, B)으로 갈수록 커져 전기장의 zx 평면 성분(zx )이 x축과 이루는 각(θE)과 유사한 분포를 가진다. 그러나, θE보다는 완만하게 변화한다.Therefore, as shown in Figure 8, the boundary line (A, D), each close but the center line to substantially the angle of inclination of the liquid crystal molecules 0 (C, B) with increasingly large zx plane component of the electric field (zx) are forms with the x-axis ( θ E ) has a similar distribution. However, it changes more slowly than θ E.

이와 같이 두 전극(1, 2)에 전압이 인가되면 액정 분자들은 비틀림각 및 경사각을 가지며 재배열하는데, 그 비틀림각 및 경사각의 변화로 인하여 빛의 투과율이 변화한다. 경계선(A, D) 상에서는 z축을 따라 볼 때 경사각의 변화는 거의 없지만 비틀림각의 변화는 크다. 반면에, 중앙선(B, C) 상에서는 z축을 따라 볼 때 비틀림각의 변화는 거의 없지만 경사각은 약간 변화한다. 따라서, 경계선(A, D)과 중앙선(B, C) 사이의 영역에서는 비틀림각과 경사각이 모두 변화하는 영역이 된다. 결국, 위치에 따른 투과율 곡선은 전기력선의 형태와 유사한 형태가 된다.As such, when voltage is applied to the two electrodes 1 and 2, the liquid crystal molecules are rearranged at a torsion angle and an inclination angle, and the transmittance of light is changed due to a change in the torsion angle and the inclination angle. On the boundary lines A and D, there is little change in the inclination angle when viewed along the z axis, but the change in the torsion angle is large. On the other hand, on the center lines B and C, there is little change in the torsion angle when viewed along the z axis, but the inclination angle is slightly changed. Therefore, in the area between the boundary lines A and D and the center lines B and C, the torsion angle and the inclination angle are both changed. As a result, the transmittance curve according to the position becomes a shape similar to that of the electric field lines.

그러면, 실험예를 들어 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치의 투과율 및 시야각 특성에 대하여 도 9, 도 10 및 도 11을 참고로 설명한다.Next, the transmittance and viewing angle characteristics of the liquid crystal display according to the first exemplary embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 9, 10, and 11.

본 실험예에서, 선형 전극(1)은 불투명 물질로 만들어져 있으며, 좁은 영역(NR)의 폭은 5 μm, 넓은 영역의 폭은 17 μm이고, 면형 전극(2)에 인가된 전압은 0 V, 선형 전극(1)에 인가된 전압은 5 V이며, ψR은 80°, 선경사각은 약 1.5°, 셀 간격은 4.5 μm로 하였다.In the present experimental example, the linear electrode 1 is made of an opaque material, the width of the narrow region NR is 5 μm, the width of the large region is 17 μm, and the voltage applied to the planar electrode 2 is 0 V, The voltage applied to the linear electrode 1 was 5 V, ψ R was 80 °, the pretilt angle was about 1.5 °, and the cell spacing was 4.5 μm.

도 9는 본 실험예에 따른 투과율 그래프로서 도 3에서 가장 왼쪽의 선형 전극(1)의 왼쪽 경계선을 원점으로 잡고 원점으로부터 x축 방향으로 이동하면서 투과율 변화를 살펴본 것이다.FIG. 9 is a graph of transmittance according to the present experimental example, and looks at the change in transmittance while moving from the origin to the x-axis direction while taking the left boundary of the leftmost linear electrode 1 as the origin.

도 9에 나타난 바와 같이, 투과율은 불투명한 좁은 영역(NR)에서 0이 되고, 넓은 영역(WR)의 중앙선(B) 부근에서 감소하며, 경계선(A, D)과 중앙선(B) 사이 영역의 중앙에서 최대가 된다.As shown in FIG. 9, the transmittance becomes zero in the opaque narrow region NR, decreases around the center line B of the large region WR, and decreases in the area between the boundary lines A and D and the center line B. Maximum in the middle

또한, 인가 전압에 따른 투과율 변화를 살펴보면, 가로축을 인가 전압으로 하고 세로축을 투과율로 하여 도시한 도 10에 나타난 바와 같이, 문턱 전압이 약 1.5 V이고, 포화 전압은 약 3 V임을 알 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 액정 표시 장치는 낮은 전압으로도 구동이 가능하다.In addition, looking at the change in transmittance according to the applied voltage, it can be seen that the threshold voltage is about 1.5V and the saturation voltage is about 3V, as shown in FIG. 10 with the horizontal axis as the applied voltage and the vertical axis as the transmittance. Therefore, the liquid crystal display according to the present invention can be driven even at a low voltage.

도 11은 본 실시예에 따른 액정 표시 장치의 방향에 따라서 시야각 특성을 나타낸 그래프로서 대비 10 이상인 영역의 경계가 상하좌우 거의 60도 이상임을 확인할 수 있다.FIG. 11 is a graph illustrating viewing angle characteristics according to the direction of the liquid crystal display according to the exemplary embodiment, and it may be confirmed that the boundary of an area of 10 degrees or more is almost 60 degrees above, below, right and left.

본 실험예에서 편광판과 기판 사이에 광위상차 보상판을 사용하면 더욱 넓은 시야각을 얻을 수 있다.In the present experimental example, a wider viewing angle can be obtained by using the optical phase difference compensation plate between the polarizing plate and the substrate.

앞의 실시예 및 실험예에서, 액정 물질의 종류, 배향막의 종류, 배향 방법, 선경사각, 편광판의 방향, 셀 간격, 위상차 보상판의 종류 및 유무, 전극을 이루는 물질, 전극의 폭 및 간격 등은 액정 표시 장치의 설계에 따라서 변화가능한 것이다.In the above embodiments and experimental examples, the type of liquid crystal material, the type of alignment film, the alignment method, the pretilt angle, the direction of the polarizing plate, the cell spacing, the type and presence of the retardation compensation plate, the material forming the electrode, the width and spacing of the electrode, etc. Is changeable according to the design of the liquid crystal display device.

예를 들어, 선형 전극(1)을 투명한 물질로 형성하면, 선형 전극(1) 상의 액정 분자들도 빛의 조절에 이용하므로 보다 큰 투과율을 얻을 수 있다.For example, when the linear electrode 1 is formed of a transparent material, since the liquid crystal molecules on the linear electrode 1 are also used to control light, greater transmittance can be obtained.

그러면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 액정 표시 장치에 대하여 도 12 및 도 13을 참고로 하여 설명한다.Next, the liquid crystal display according to the second exemplary embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 12 and 13.

본 실시예에서는 제1 실시예에서와는 달리 두 전극이 중첩되는 부분을 제거한다. 다만, 이웃하는 두 화소의 면형 전극(2)이 서로 연결되어야 하는데, 이 연결부가 도 12에서처럼 선형 전극(1)과 중첩될 수도 있지만, 그렇지 않고 중첩되지 않도록 선형 전극(1)의 바깥쪽으로 형성할 수도 있다. 도 12에서는 면형 전극(2) 중 선형 전극(1)과 중첩되는 부분의 가운데 부분만이 제거되어 개구부(5)를 이루고, 신호의 전달을 위하여 중첩되는 부분 중 아래 위 부분은 그대로 남겨 둔다. 설명의 편의상 선형 전극(1) 상의 영역을 좁은 영역(NR), 개구부(5)가 있는 영역을 경계 영역(BR), 두 인접 개구부(5) 사이의 면형 전극(2) 부분이 차지하고 있는 영역을 넓은 영역(WR)이라고 하고, 좁은 영역(NR)의 폭을 a, 경계 영역(BR)의 폭을 c, 넓은 영역(WR)의 폭을 b라 하자.In this embodiment, unlike in the first embodiment, the portion where the two electrodes overlap is removed. However, the planar electrodes 2 of two neighboring pixels should be connected to each other, and this connection portion may overlap with the linear electrode 1 as shown in FIG. 12, but otherwise may be formed outside the linear electrode 1 so as not to overlap. It may be. In FIG. 12, only the center portion of the portion overlapping with the linear electrode 1 of the planar electrode 2 is removed to form the opening 5, and the lower portion of the overlapping portion is left as it is for the signal transmission. For convenience of description, the area on the linear electrode 1 is defined as the narrow area NR, the area where the opening 5 is located, the boundary area BR, and the area occupied by the portion of the planar electrode 2 between two adjacent openings 5. It is called wide area | region WR, Let width of narrow area | region NR be a, width of boundary area | region BR, and width of wide area | region WR is b.

도 12에서 ⅩⅢ-ⅩⅢ' 선의 단면도인 도 13에서 보면, 전기력선은 좁은 영역(NR)의 중앙선(C)과 넓은 영역(WR)의 중앙선(B) 사이에서 포물선 또는 반타원형의 형태로 발생한다. 경계 영역(BR)의 폭(c)이 일정한 경우, a/b의 값에 따라서 변화하지만 대략 경계 영역(BR)의 중앙선(I) 상에 정점이 위치하는 포물선형의 전기력선을 얻는다. 포물선의 모양은 a와 b가 다른 경우에는 비대칭이지만, a와 b가 동일한 경우에는 거의 대칭이다. 여기에서 c가 0인 경우는 앞의 제1 실시예와 거의 유사한 전기장이 형성되고, c가 0이 아니더라도 면형 전극(2) 또는 선형 전극(1) 상에 수평 및 수직 성분을 갖는 전기장이 형성된다.In FIG. 13, which is a cross-sectional view of the XIII-XIII 'line in FIG. 12, the electric force line occurs in a parabolic or semi-elliptic form between the center line C of the narrow region NR and the center line B of the large region WR. When the width c of the boundary region BR is constant, a parabolic electric line of force that changes depending on the value of a / b but whose vertices are located on the centerline I of the boundary region BR is obtained. The shape of the parabola is asymmetric when a and b are different, but nearly symmetric when a and b are the same. Here, when c is 0, an electric field almost similar to that of the first embodiment is formed, and an electric field having horizontal and vertical components is formed on the planar electrode 2 or the linear electrode 1 even if c is not zero. .

따라서, 두 전극 중 하나 또는 두 전극 모두를 투명한 물질로 형성하는 투과형 표시 장치에서, 투명 전극을 통과한 빛은 그 전극 위에 위치하는 액정층의 비틀림과 경사에 의하여 제어된다. 이때, 액정 물질의 문턱 전압은 c 값이 작을수록 낮아진다.Therefore, in a transmissive display device in which one or both electrodes are formed of a transparent material, light passing through the transparent electrode is controlled by the twist and tilt of the liquid crystal layer positioned on the electrode. At this time, the threshold voltage of the liquid crystal material is lower as the c value is smaller.

두 전극(1, 2) 모두를 반사율이 높은 금속, 예를 들면, A1 등의 금속으로 사용하는 반사형의 경우에는 c가 작을수록 높은 반사율을 가진다. 이 경우에는, 앞에서 설명한 바와 같이 비틀림각과 경사각의 변화를 가지고 재배열된 전극 위의 액정층이 전극으로 입사되는 빛 및 전극에서 반사되는 빛의 편광을 변화시켜 화상을 표시한다.In the case of the reflective type in which both electrodes 1 and 2 are used as a metal having high reflectance, for example, metal such as A1, the smaller c has a higher reflectance. In this case, as described above, the liquid crystal layer on the rearranged electrode having the change in the twist angle and the tilt angle changes the polarization of the light incident on the electrode and the light reflected from the electrode to display an image.

다음은, 본 발명의 제3 실시예로서 앞의 제1 및 제2 실시예에서 제시한 전극의 구조에 박막 트랜지스터를 스위칭 소자로 부가한 액정 표시 장치에 대하여 도 14 내지 도 16을 참고로 하여 설명한다.Next, a liquid crystal display device in which a thin film transistor is added as a switching element to the electrode structures shown in the first and second embodiments as a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 14 to 16. do.

도 14는 본 실시예에 따른 액정 표시 장치의 아래 기판에 형성되어 있는 한 화소의 배치도를 도시한 것으로서, 액정 표시 장치에는 이러한 화소 수십만 개가 행렬 구조로 배치되어 있다.FIG. 14 is a layout view of one pixel formed on a lower substrate of the liquid crystal display according to the present embodiment, and hundreds of thousands of such pixels are arranged in a matrix structure in the liquid crystal display.

투명한 절연 기판(10) 위에 가로로 주사 신호선(40)이 형성되어 있고, 주사 신호선(40) 사이에는 가로로 면 모양의 공통 전극(2)이 형성되어 있다.Scan signal lines 40 are formed horizontally on the transparent insulating substrate 10, and planar common electrodes 2 are formed horizontally between the scan signal lines 40.

주사 신호선(40) 및 공통 전극(2)은 게이트 절연막(3)으로 덮여 있으며, 게이트 절연막(3) 중에서 주사 신호선(40) 위에 위치한 부분(이하 게이트 전극이라 한다)(41) 일부 위에는 비정질 규소층(60)이 형성되어 있다. 비정질 규소층(60) 위에는 게이트 전극(41)에 대하여 양쪽으로 n형 불순물로 고농도로 도핑된 비정질 규소층(71, 72)이 각각 형성되어 있다.The scan signal line 40 and the common electrode 2 are covered with the gate insulating film 3, and an amorphous silicon layer is disposed on a portion of the gate insulating film 3 positioned above the scan signal line 40 (hereinafter referred to as a gate electrode) 41. 60 is formed. On the amorphous silicon layer 60, amorphous silicon layers 71 and 72 which are heavily doped with n-type impurities are formed on both sides of the gate electrode 41, respectively.

한편, 게이트 절연막(3) 위에는 또한 세로 방향으로 데이터선(80)이 형성되어 게이트선(40)과 교차하고 있으며, 데이터선(80)의 일부가 연장되어 도핑된 비정질 규소층(71) 위에 형성되어 소스 전극(81)을 이루며, 게이트 전극(41)에 대하여 소스 전극(81)의 맞은 편에 위치한 도핑된 비정질 규소층(72) 위에는 드레인 전극(82)이 형성되어 있다. 이러한 게이트 전극(41), 소스 전극(81) 및 드레인 전극(82)은 박막 트랜지스터의 각 전극을 이루며 비정질 규소층(60)에는 전자가 이동하는 채널이 형성되고, 도핑된 비정질 규소층은 소스 및 드레인 전극(81, 82)과 비정질 규소층(60)의 저항성 접촉을 향상시키는 역할을 한다.On the other hand, the data line 80 is also formed in the longitudinal direction on the gate insulating film 3 to intersect with the gate line 40, and a part of the data line 80 extends and is formed on the doped amorphous silicon layer 71. To form the source electrode 81, and a drain electrode 82 is formed on the doped amorphous silicon layer 72 opposite to the source electrode 81 with respect to the gate electrode 41. The gate electrode 41, the source electrode 81, and the drain electrode 82 form each electrode of the thin film transistor, and the amorphous silicon layer 60 has a channel through which electrons move, and the doped amorphous silicon layer is formed of a source and It serves to improve the ohmic contact between the drain electrodes 81 and 82 and the amorphous silicon layer 60.

드레인 전극(82)은 연장되어 세로 방향의 선형 모양을 하고 있는 다수의 화소 전극(1)을 이루며, 이러한 데이터선(80), 소스 및 드레인 전극(81, 82) 및 화소 전극(1)은 보호막(90)에 의하여 덮여 있고, 이 위에는 다시 배향막(30)이 형성되어 있다.The drain electrode 82 extends to form a plurality of pixel electrodes 1 having a linear shape in the vertical direction. The data line 80, the source and drain electrodes 81 and 82, and the pixel electrode 1 may be passivation layers. Covered by 90, the alignment film 30 is again formed thereon.

여기에서, 공통 전극(2)은 이웃하는 화소의 공통 전극으로부터 공통 전극 신호를 전달받아야 하므로 이웃하는 화소의 공통 전극과 연결되어 있어야 한다. 그러기 위해서는 공통 전극(2)과 데이터선(80)이 중첩되며 이러한 중첩 부분은 기생 용량을 발생시켜 화상 신호의 RC 지연을 크게 한다. 이를 줄이기 위해서는 공통 전극(2)과 데이터선(80)이 중첩되는 면적을 최소화하여야 하며, 공통 전극(2) 중에서 데이터선(80)과 중첩되는 데이터선(80)의 하부에 위치한 부분을 제거한다. 그러나, 이웃하는 화소의 공통 전극과의 연결이 끊기지 않도록 중첩부의 아래 위 부분은 그대로 둔다.Here, the common electrode 2 should be connected to the common electrode of the neighboring pixel because the common electrode signal should be received from the common electrode of the neighboring pixel. To this end, the common electrode 2 and the data line 80 overlap each other, and this overlapping portion generates parasitic capacitance to increase the RC delay of the image signal. To reduce this, the area in which the common electrode 2 and the data line 80 overlap each other is minimized, and a portion of the common electrode 2 disposed below the data line 80 overlapping the data line 80 is removed. . However, the upper and lower portions of the overlapping portion are left as they are so as not to be disconnected from the common electrodes of neighboring pixels.

제1 전극(1)과 제2 전극(2)이 중첩되는 부분에서 제1 전극(1) 아래쪽의 제2 전극(2)의 일부는 제거되어 제2 전극(2)은 세로로 긴 구멍(50)을 가지고 있다. 이는 제1 전극(1)과 제2 전극(2) 사이에서 형성되는 정전 용량을 적절히 조절하기 위한 것이며, 이렇게 하지 않고 제2 전극(2)과 제1 전극(1)이 전부 중첩되도록 형성할 수도 있다. At the portion where the first electrode 1 and the second electrode 2 overlap, a part of the second electrode 2 below the first electrode 1 is removed, so that the second electrode 2 has a vertically long hole 50 Has) This is to appropriately adjust the capacitance formed between the first electrode 1 and the second electrode 2, and may be formed such that the second electrode 2 and the first electrode 1 overlap with each other without doing so. have.

또한, 보호막(90)은 표시 영역, 즉 화소 전극(1) 및 공통 전극(2)이 위치한 부분에서는 제거되어 충분한 전기장이 생성될 수 있도록 한다.In addition, the passivation layer 90 is removed in the display area, that is, the portion where the pixel electrode 1 and the common electrode 2 are located, so that a sufficient electric field can be generated.

그러면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 액정 표시 장치를 제조하는 방법에 대하여 상세히 설명한다.Next, a method of manufacturing the liquid crystal display according to the third embodiment of the present invention will be described in detail.

먼저, ITO 따위의 투명 도전 물질을 적층하고 패터닝하여 공통 전극(2)을 형성한 다음, Cr, Al, Mo, Ti, Ta막 또는 이들의 합금막을 증착하고 패터닝하여 주사신호선(40) 및 게이트 전극(41)을 형성한다. 질화막 따위의 물질로 이루어진 게이트 절연막(3)을 적층하여 공통 전극(2)과 게이트 전극(41) 및 주사 신호선(40)을 덮고, 게이트 절연막(3) 위에 비정질 규소층(60) 및 n+형 비정질 규소층(71, 72)을 연속하여 적층한다. n+형 비정질 규소층(71, 72) 및 비정질 규소층(60)을 패터닝하고, Cr, Al, Mo, Ta, 또는 이들의 합금을 증착하고 패터닝하여 데이터선(80), 소스 전극(81) 및 드레인 전극(82), 그리고 화소 전극(10)을 형성한 후, 이들을 마스크로 하여 드러난 n+형 비정질 규소층(71, 72)을 식각하여 저항성 접촉층(71, 72)을 완성한다. 이어, 보호막(80)을 증착하고 패터닝하여 화소 전극(1) 위에 개구부를 형성한 후, 배향막(30)을 도포함으로써 본 실시예에 따른 액정 표시 장치용 기판이 완성된다.First, a common electrode 2 is formed by stacking and patterning a transparent conductive material such as ITO, and then depositing and patterning a Cr, Al, Mo, Ti, Ta film or an alloy film thereof to form the scan signal line 40 and the gate electrode. To form 41. A gate insulating film 3 made of a material such as a nitride film is stacked to cover the common electrode 2, the gate electrode 41, and the scan signal line 40. An amorphous silicon layer 60 and an n + type amorphous layer are disposed on the gate insulating film 3. The silicon layers 71 and 72 are laminated successively. The n + type amorphous silicon layers 71 and 72 and the amorphous silicon layer 60 are patterned, and Cr, Al, Mo, Ta, or alloys thereof are deposited and patterned to form the data line 80, the source electrode 81, and After forming the drain electrode 82 and the pixel electrode 10, the resistive contact layers 71 and 72 are completed by etching the n + type amorphous silicon layers 71 and 72 exposed using them as masks. Subsequently, the protective film 80 is deposited and patterned to form an opening on the pixel electrode 1, and then the alignment film 30 is applied to complete the liquid crystal display substrate according to the present embodiment.

본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치에서는 선형으로 형성된 화소 전극 위에서도 포물선 또는 타원 형태의 전기장이 형성되는 것을 알 수 있으며, 따라서 공통 전극과 화소 전극을 모두 투명 도전 물질을 이용하여 형성할 경우 광투과율을 향상시킬 수 있다. In the liquid crystal display according to the exemplary embodiment of the present invention, it can be seen that a parabolic or elliptic electric field is formed even on a linearly formed pixel electrode. Therefore, when both the common electrode and the pixel electrode are formed using a transparent conductive material, light transmittance is formed. Can improve.

본 발명의 제4 실시예에서는 투명 도전 물질을 이용하여 화소 전극을 형성하는 방법을 제시한다. A fourth embodiment of the present invention provides a method of forming a pixel electrode using a transparent conductive material.

도 17에 본 발명의 제4 실시예에 따른 액정 표시 장치의 배치도가 나타나 있고, 도 18은 도 17에 나타난 액정 표시 장치에서 XVIII - XVIII'선을 잘라 도시한 단면도이다.17 is a layout view of a liquid crystal display according to a fourth exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 18 is a cross-sectional view of the liquid crystal display shown in FIG. 17 taken along the line XVIII-XVIII '.

도 17 및 도 18에 나타난 바와 같이, 투명한 절연 기판(100) 위에 외부로부터 주사 신호를 전달하는 게이트선(20)이 가로 방향으로 형성되어 있고, 게이트선의 분지인 게이트 전극(21)이 형성되어 있다. 또한, 게이트선(20)과 평행하게 공통 신호를 전달하는 공통 전극선(30)이 형성되어 있으며, 공통 전극선(30)에는 화소 영역 전체에 걸쳐 연속적인 면으로 형성되어 있는 공통 전극(31)이 연결되어 있다. 게이트 전극(21)과 공통 전극(31)은 ITO 등의 투명 도전 물질로 이루어진 아래층(211, 311)과 Cr, Al, Mo, Ta, 또는 이들의 합금 등으로 이루어진 위층(212, 312)의 이중층으로 이루어져 있는데, 화소 영역 내부의 공통 전극(31)의 위층 일부는 제거되어 아래층인 투명 도전층(312)이 드러나 있다. 도면상에 도시되지는 않았지만, 게이트선(20)과 공통 전극선(30) 역시 이중층으로 이루어져 있다. As shown in FIGS. 17 and 18, a gate line 20 for transmitting a scan signal from the outside is formed in a horizontal direction on the transparent insulating substrate 100, and a gate electrode 21 is formed as a branch of the gate line. . In addition, a common electrode line 30 for transmitting a common signal is formed in parallel with the gate line 20, and a common electrode 31 formed in a continuous plane over the entire pixel area is connected to the common electrode line 30. It is. The gate electrode 21 and the common electrode 31 are double layers of lower layers 211 and 311 made of a transparent conductive material such as ITO and upper layers 212 and 312 made of Cr, Al, Mo, Ta, or an alloy thereof. A portion of the upper layer of the common electrode 31 in the pixel area is removed to expose the transparent conductive layer 312, which is a lower layer. Although not shown in the drawing, the gate line 20 and the common electrode line 30 also consist of a double layer.

게이트선(20), 게이트 전극(21), 공통 전극선(30), 공통 전극(31) 위를 게이트 절연막(40)이 덮고 있는데, 화소 영역의 공통 전극(31) 윗부분의 게이트 절연막(40)은 제거되어 있다. The gate insulating film 40 covers the gate line 20, the gate electrode 21, the common electrode line 30, and the common electrode 31. The gate insulating film 40 on the upper portion of the common electrode 31 in the pixel area It is removed.

게이트 전극(21) 위의 게이트 절연막(40) 위에는 박막 트랜지스터의 채널층으로 이용되는 비정질 규소층(50)이 형성되어 있으며, 그 위에는 n+ 비정질 규소 층(61, 62)이 게이트 전극(21)을 중심으로 양쪽으로 형성되어 있다. An amorphous silicon layer 50 used as a channel layer of a thin film transistor is formed on the gate insulating layer 40 on the gate electrode 21, and the n + amorphous silicon layers 61 and 62 form the gate electrode 21 thereon. It is formed in both centers.

n+ 비정질 규소층(61, 62) 위에는 각각 금속으로 이루어진 소스 전극(71)과 드레인 전극(72)이 형성되어 있는데, 소스 전극(71)은 게이트 절연막(40) 위에 세로 방향으로 형성되어 있으며 외부로부터 화상 신호를 전달하는 데이터선(60)에 연결되어 있다. On the n + amorphous silicon layers 61 and 62, a source electrode 71 and a drain electrode 72 made of metal are formed, respectively. The source electrode 71 is formed in the longitudinal direction on the gate insulating film 40 and is formed from the outside. It is connected to the data line 60 which transmits an image signal.

기판의 전면에 질화 규소 등으로 이루어진 보호막(80)이 덮여 있으며, 보호막(80)은 드레인 전극(72)을 노출시키는 접촉구를 가지고 있다. 화소 영역에는 서로 평행한 다수의 화소 전극(90)이 ITO 등의 투명 도전 물질로 형성되어 있으며, 다수의 화소 전극(90)은 서로 연결되어 있고, 보호막(80)에 형성되어 있는 접촉구를 통해 드레인 전극(72)과 전기적으로 연결되어 있다. A protective film 80 made of silicon nitride or the like is covered on the entire surface of the substrate, and the protective film 80 has a contact hole for exposing the drain electrode 72. In the pixel region, a plurality of pixel electrodes 90 parallel to each other are formed of a transparent conductive material such as ITO, and the plurality of pixel electrodes 90 are connected to each other and through contact holes formed in the passivation layer 80. It is electrically connected to the drain electrode 72.

이제 이와 같은 본 발명의 제4 실시예에 따른 액정 표시 장치를 제조하는 방법에 대해 설명한다. 본 발명의 제4 실시예에 따른 제조 방법은 6매의 마스크를 이용한 제조 방법이다.Now, a method of manufacturing the liquid crystal display according to the fourth exemplary embodiment of the present invention will be described. The manufacturing method according to the fourth embodiment of the present invention is a manufacturing method using six masks.

먼저, 투명한 절연 기판(100) 위에 ITO 등의 투명 도전 물질과 Cr, Al, Mo, Ta, 또는 이들의 합금 등의 금속을 차례로 증착하고 첫번째 마스크를 이용하여 패터닝하여 이중층으로 이루어진 게이트선(20), 게이트 전극(21), 공통 전극선(30), 공통 전극(31)을 형성한다. First, a transparent conductive material such as ITO and a metal such as Cr, Al, Mo, Ta, or an alloy thereof are sequentially deposited on the transparent insulating substrate 100 and patterned using a first mask to form a gate line 20 having a double layer. The gate electrode 21, the common electrode line 30, and the common electrode 31 are formed.

다음, 게이트 절연막(40), 비정질 규소층(50), n+ 비정질 규소층의 삼중층을 차례로 증착하고 두번째 마스크를 이용하여 패터닝한다. 그리고 세번째 마스크를 사용하여 화소 영역 내의 게이트 절연막(40)을 제거한다.Next, a triple layer of the gate insulating film 40, the amorphous silicon layer 50, and the n + amorphous silicon layer is sequentially deposited and patterned using a second mask. The gate insulating film 40 in the pixel region is removed using a third mask.

Cr, Al, Mo, Ta, 또는 이들의 합금 등을 증착하고 네번째 마스크를 이용하여 패터닝하여 소스 전극(71), 드레인 전극(72), 데이터선(70)을 형성하고, 게이트 절연막(40)이 제거되어 드러난 화소 영역 내부의 공통 전극(31)의 위층인 불투명 금속층(312)을 제거한다. 기판의 전면에 보호막(80)을 증착하고, 다섯번째 마스크를 이용하여 드레인 전극(72)을 드러내는 접촉구를 형성한다. 마지막으로 ITO를 증착하고 여섯번째 마스크를 이용하여 패터닝하여 화소 전극(90)을 형성한다. 이 때 화소 전극(90)의 두께는 1,500Å 이하로 형성하는 것이 좋다. Cr, Al, Mo, Ta, or an alloy thereof is deposited and patterned using a fourth mask to form a source electrode 71, a drain electrode 72, a data line 70, and the gate insulating film 40 is formed. The opaque metal layer 312 that is the upper layer of the common electrode 31 inside the exposed pixel area is removed. A protective film 80 is deposited on the entire surface of the substrate, and a contact hole exposing the drain electrode 72 is formed using a fifth mask. Finally, ITO is deposited and patterned using a sixth mask to form the pixel electrode 90. At this time, the thickness of the pixel electrode 90 is preferably formed to 1,500 kPa or less.

게이트선과 공통 전극을 이중층으로 형성하지 않고, 따로따로 형성할 수도 있다. 본 발명의 제5 실시예에서는 금속과 ITO를 각각 증착하고 패터닝하여 게이트선과 공통 전극을 형성하는 방법을 제시한다. The gate line and the common electrode may be formed separately without forming a double layer. A fifth embodiment of the present invention provides a method of forming a gate line and a common electrode by depositing and patterning metal and ITO, respectively.

도 19는 본 발명의 제5 실시예에 따른 액정 표시 장치의 단면도이다. 19 is a cross-sectional view of a liquid crystal display according to a fifth exemplary embodiment of the present invention.

도 19에 나타난 바와 같은 액정 표시 장치를 제조하기 위해서는, 먼저 투명한 절연 기판(100) 위에 Cr, Al, Mo, Ta, 또는 이들의 합금 등을 증착하고 첫번째 마스크를 이용하여 패터닝하여 게이트선, 게이트 전극(21), 공통 전극선을 형성한다. 다음, ITO 등의 투명 도전 물질을 증착하고 두번째 마스크를 이용하여 패터닝하여 공통 전극(30)을 형성한다. In order to manufacture the liquid crystal display as illustrated in FIG. 19, first, Cr, Al, Mo, Ta, or an alloy thereof is deposited on the transparent insulating substrate 100, and patterned using a first mask to form a gate line and a gate electrode. 21, a common electrode line is formed. Next, a transparent conductive material such as ITO is deposited and patterned using a second mask to form a common electrode 30.

게이트 절연막(40), 비정질 규소층(50), n+ 비정질 규소층의 삼중층을 차례로 증착하고 세번째 마스크를 이용하여 패터닝한다.The gate insulating film 40, the amorphous silicon layer 50, and the triple layer of the n + amorphous silicon layer are sequentially deposited and patterned using a third mask.

Cr, Al, Mo, Ta, 또는 이들의 합금 등을 증착하고 네번째 마스크를 이용하여 패터닝하여 소스 전극(71), 드레인 전극(72), 데이터선(70)을 형성한다. 기판의 전면에 보호막(80)을 증착하고, 다섯번째 마스크를 이용하여 드레인 전극(72)을 드러내는 접촉구를 형성한다. 마지막으로 ITO를 증착하고 여섯번째 마스크를 이용하여 패터닝하여 화소 전극(90)을 형성한다. 이 때에도 본 발명의 제4 실시예에서와 마찬가지로 화소 전극(90)의 두께는 1,500Å 이하로 형성하는 것이 좋다. Cr, Al, Mo, Ta, alloys thereof, or the like are deposited and patterned using a fourth mask to form the source electrode 71, the drain electrode 72, and the data line 70. A protective film 80 is deposited on the entire surface of the substrate, and a contact hole exposing the drain electrode 72 is formed using a fifth mask. Finally, ITO is deposited and patterned using a sixth mask to form the pixel electrode 90. In this case, as in the fourth embodiment of the present invention, the pixel electrode 90 may be formed to have a thickness of 1,500 Å or less.

이와 같은 액정 표시 장치에서는 전극 구조를 새롭게 함으로써, 시야각을 넓힐 수 있고, 구동 전압을 낮출 수 있으며, 개구율을 크게 할 수 있다.In such a liquid crystal display device, by renewing the electrode structure, the viewing angle can be widened, the driving voltage can be reduced, and the aperture ratio can be increased.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치의 전극을 나타내는 배치도이고,1 is a layout view illustrating an electrode of a liquid crystal display according to a first exemplary embodiment of the present invention.

도 2는 도 1에서 Ⅱ-Ⅱ'선을 잘라 도시한 단면도로서, 위 기판 및 아래 기판과 두 기판 사이의 등전위선 및 전기력선을 함께 도시한 도면이고,FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II 'of FIG. 1, illustrating an equipotential line and an electric force line between the upper substrate, the lower substrate, and the two substrates.

도 3은 본 발명의 제1 실시예에서 액정 분자들의 비틀림각 변화를 설명하기 위한 도면이고,3 is a view for explaining the change in the twist angle of the liquid crystal molecules in the first embodiment of the present invention,

도 4는 본 발명의 제1 실시예에서 기판에 수평이고 선형 전극에 수직인 선에 대한 액정 분자들의 비틀림각 변화를 도시한 그래프이고,FIG. 4 is a graph illustrating a change in the twist angle of liquid crystal molecules with respect to a line horizontal to a substrate and perpendicular to a linear electrode in the first embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명의 제1 실시예에서 기판의 수직인 선에 대한 액정 분자들의 비틀림각 변화를 도시한 그래프이고,FIG. 5 is a graph showing a change in the twist angle of liquid crystal molecules with respect to the vertical line of the substrate in the first embodiment of the present invention.

도 6은 본 발명의 제1 실시예에서 액정 분자들의 경사각 변화를 설명하기 위한 도면이고,6 is a view for explaining a change in the inclination angle of the liquid crystal molecules in the first embodiment of the present invention,

도 7은 본 발명의 제1 실시예에서 기판의 수직인 선에 대한 액정 분자들의 비틀림각 변화를 도시한 그래프이고,FIG. 7 is a graph illustrating a change in the twist angle of liquid crystal molecules with respect to a vertical line of a substrate in the first exemplary embodiment of the present invention.

도 8은 본 발명의 제1 실시예에서 기판에 수평이고 선형 전극에 수직인 선에 대한 액정 분자들의 경사각 변화를 도시한 그래프이고,FIG. 8 is a graph illustrating a change in the inclination angle of liquid crystal molecules with respect to a line horizontal to a substrate and perpendicular to a linear electrode in the first embodiment of the present invention.

도 9는 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치에서 위치에 따른 투과율 변화를 도시한 그래프이고,9 is a graph illustrating a change in transmittance according to a position in the liquid crystal display according to the first exemplary embodiment of the present invention.

도 10은 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치에서 인가 전압에 따른 투과율 변화를 도시한 그래프이고,10 is a graph illustrating a change in transmittance according to an applied voltage in the liquid crystal display according to the first exemplary embodiment of the present invention.

도 11은 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치에서 시야각을 나타내는 그래프이고,11 is a graph showing a viewing angle in the liquid crystal display according to the first embodiment of the present invention;

도 12는 본 발명의 제2 실시예에 따른 액정 표시 장치의 배치도이고,12 is a layout view of a liquid crystal display according to a second exemplary embodiment of the present invention.

도 13은 도 12의 ⅩⅢ-ⅩⅢ' 선을 따라 잘라 도시한 단면도이고,FIG. 13 is a cross-sectional view taken along the line XXIII-XIII 'of FIG. 12,

도 14는 본 발명의 제3 실시예에 따른 액정 표시 장치의 배치도이고,14 is a layout view of a liquid crystal display according to a third exemplary embodiment of the present invention.

도 15는 도 14의 ⅩⅤ-ⅩⅤ' 선을 잘라 도시한 단면도이고, FIG. 15 is a cross-sectional view taken along line XV-VV ′ of FIG. 14;

도 16은 도 14의 ⅩⅤⅠ-ⅩⅤⅠ' 선을 잘라 도시한 단면도이고,FIG. 16 is a cross-sectional view taken along line XVI-XVI 'of FIG. 14;

도 17은 본 발명의 제4 실시예에 따른 액정 표시 장치의 배치도이고,17 is a layout view of a liquid crystal display according to a fourth exemplary embodiment of the present invention.

도 18은 도 17의 XVIII - XVIII'선을 잘라 도시한 단면도이고,FIG. 18 is a cross-sectional view taken along line XVIII-XVIII ′ of FIG. 17;

도 19는 본 발명의 제5 실시예에 따른 액정 표시 장치의 단면도이다.19 is a cross-sectional view of a liquid crystal display according to a fifth exemplary embodiment of the present invention.

Claims (4)

기판, Board, 상기 기판 위에 형성되어 있는 게이트선 및 상기 게이트선과 연결되어 있는 게이트 전극,A gate line formed on the substrate and a gate electrode connected to the gate line; 상기 기판 위에 상기 게이트선과 분리되어 형성되어 있으며 투명 도전 물질로 이루어져 있고, 각 화소에 동일한 전압을 인가하는 면형 공통 전극,A planar common electrode formed separately from the gate line on the substrate and made of a transparent conductive material and applying the same voltage to each pixel; 상기 게이트선, 게이트 전극을 덮고 있는 게이트 절연막,A gate insulating film covering the gate line and the gate electrode; 상기 게이트 전극 위의 상기 게이트 절연막 위에 형성되어 있는 반도체층,A semiconductor layer formed on the gate insulating film on the gate electrode, 상기 반도체층 위에 상기 게이트 전극을 중심으로 양쪽으로 형성되어 있는 소스 및 드레인 전극,Source and drain electrodes formed on both sides of the gate electrode on the semiconductor layer; 상기 게이트 절연막 위에 형성되어 있으며 상기 소스 전극과 연결되어 있는 데이터선,A data line formed on the gate insulating layer and connected to the source electrode; 상기 소스 및 드레인 전극, 데이터선을 덮고 있는 보호막,A passivation layer covering the source and drain electrodes and the data line; 상기 보호막 위에 형성되어 있으며 상기 드레인 전극과 연결되어 있고, 투명 도전 물질로 이루어진 서로 평행한 다수의 선형 화소 전극을 포함하며,A plurality of linear pixel electrodes formed on the passivation layer and connected to the drain electrode and parallel to each other made of a transparent conductive material; 상기 화소 전극 위의 영역을 화상 표시 영역의 일부로 하는 액정 표시 장치.And a region on the pixel electrode as part of an image display region. 제1항에서,In claim 1, 상기 게이트선, 게이트 전극은 금속으로 이루어진 아래층과 투명 도전 물질로 이루어진 위층을 포함하는 액정 표시 장치.The gate line and the gate electrode include a lower layer made of a metal and an upper layer made of a transparent conductive material. 기판 위에 투명 도전 물질과 금속을 차례로 증착하는 단계,Sequentially depositing a transparent conductive material and a metal on the substrate, 상기 금속과 투명 도전 물질을 패터닝하여 게이트선, 게이트 전극, 면형 공통 전극을 형성하는 단계, Patterning the metal and the transparent conductive material to form a gate line, a gate electrode, and a planar common electrode; 상기 게이트선, 게이트 전극, 면형 공통 전극 위에 게이트 절연막, 비정질 규소층, 도핑된 비정질 규소층을 차례로 증착하는 단계,Sequentially depositing a gate insulating film, an amorphous silicon layer, and a doped amorphous silicon layer on the gate line, the gate electrode, and the planar common electrode; 상기 도핑된 비정질 규소층과 비정질 규소층을 패터닝하는 단계,Patterning the doped amorphous silicon layer and the amorphous silicon layer, 상기 게이트 절연막을 패터닝하는 단계,Patterning the gate insulating film; 금속을 증착하고 패터닝하여 소스 및 드레인 전극과 데이터선을 형성하는 단계,Depositing and patterning metal to form source and drain electrodes and data lines, 상기 공통 전극의 위층인 금속층을 제거하는 단계,Removing a metal layer, which is an upper layer of the common electrode, 보호막을 형성하는 단계,Forming a protective film, 투명 도전 물질을 증착하고 패터닝하여 선형 화소 전극을 형성하는 단계를 포함하는 액정 표시 장치의 제조 방법.Depositing and patterning a transparent conductive material to form a linear pixel electrode. 기판 위에 금속을 증착하고 패터닝하여 게이트선, 게이트 전극을 형성하는 단계,Depositing and patterning a metal on the substrate to form a gate line and a gate electrode; 투명 도전 물질을 증착하고 패터닝하여 면형 공통 전극을 형성하는 단계,Depositing and patterning a transparent conductive material to form a planar common electrode, 게이트 절연막, 비정질 규소층, 도핑된 비정질 규소층의 삼중층을 차례로 증착하고 상기 도핑된 비정질 규소층과 비정질 규소층을 패터닝하는 단계,Depositing a triple layer of a gate insulating film, an amorphous silicon layer, and a doped amorphous silicon layer, and patterning the doped amorphous silicon layer and the amorphous silicon layer, 금속을 증착하고 패터닝하여 소스 및 드레인 전극과 데이터선을 형성하는 단계,Depositing and patterning metal to form source and drain electrodes and data lines, 보호막을 형성하는 단계,Forming a protective film, 투명 도전 물질을 증착하고 패터닝하여 선형 화소 전극을 형성하는 단계를 포함하는 액정 표시 장치의 제조 방법.Depositing and patterning a transparent conductive material to form a linear pixel electrode.
KR1019980008463A 1998-03-13 1998-03-13 Liquid crystal display device having a new electrode array and manufacturing method thereof KR100502090B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019980008463A KR100502090B1 (en) 1998-03-13 1998-03-13 Liquid crystal display device having a new electrode array and manufacturing method thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019980008463A KR100502090B1 (en) 1998-03-13 1998-03-13 Liquid crystal display device having a new electrode array and manufacturing method thereof

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR19990074687A KR19990074687A (en) 1999-10-05
KR100502090B1 true KR100502090B1 (en) 2005-10-26

Family

ID=37305548

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019980008463A KR100502090B1 (en) 1998-03-13 1998-03-13 Liquid crystal display device having a new electrode array and manufacturing method thereof

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100502090B1 (en)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19990074558A (en) * 1998-03-12 1999-10-05 윤종용 Liquid crystal display device having novel liquid crystal drive method and manufacturing method thereof

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19990074558A (en) * 1998-03-12 1999-10-05 윤종용 Liquid crystal display device having novel liquid crystal drive method and manufacturing method thereof

Also Published As

Publication number Publication date
KR19990074687A (en) 1999-10-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4317282B2 (en) Liquid crystal display
KR100360355B1 (en) Active matrix type liquid crystal display system
US6833899B2 (en) Liquid crystal display
JPH0643461A (en) Liquid crystal display device
KR100517345B1 (en) Liquid Crystal Display
JP2003107508A (en) Multi-domain vertical alignment type liquid crystal display
KR100288767B1 (en) Liquid crystal display device having new liquid driving function
KR100521254B1 (en) Liquid crystal display device having novel liquid crystal drive method and manufacturing method thereof
KR20070014283A (en) Thin film transistor array panel, manufacturing method thereof, and liquid crystal display including the same
KR100288774B1 (en) Liquid crystal display
KR100502090B1 (en) Liquid crystal display device having a new electrode array and manufacturing method thereof
KR100502088B1 (en) Liquid crystal display with new electrode array
KR100502095B1 (en) Liquid crystal display with new electrode array
KR100709700B1 (en) Liquid Crystal Displays, Panel for a Liquid Crystal Displays
KR100521253B1 (en) Liquid crystal display with new electrode array
KR20000073286A (en) Vertical Aligned LCD with Wide Viewing Angle
KR19990070436A (en) Liquid crystal display with a new electrode structure
KR20010110089A (en) Fringe field swiching mode lcd
KR20060131020A (en) Thin film transistor array panel and liquid crystal display including the same
JPH08184834A (en) Liquid crystal display element

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130628

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140701

Year of fee payment: 10

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150701

Year of fee payment: 11

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160629

Year of fee payment: 12

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170704

Year of fee payment: 13

EXPY Expiration of term