KR100864551B1 - 액정표시장치 - Google Patents

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KR100864551B1
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타카히로 오치아이
토루 사사키
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가부시키가이샤 히타치 디스프레이즈
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Abstract

[과제]
VA방식의 액정표시장치의 흑(黑)표시 시(時)의 광 누설을 절감하는 동시에, 개구율(開口率)의 저하를 막는다.
[해결방법]
화소전극(畵素電極)을 갖는 제1기판과 대향전극을 갖는 제2기판의 사이에 액정재로를 협지(挾持)한 액정표시 판넬을 갖는 액정표시장치에 있어서, 제2기판은, 도체막을 성막(成膜)한 후, 상기 도체막상의 절연막을 성막하여, 상기 절연막을 패터닝하여 형성되는 배향제어돌기(配向制御突起)와, 상기 배향제어돌기를 마스크하여 상기 도체막을 패터닝하여 형성되는 차광층을 갖는다.
배향제어돌기, 성막, 차광층

Description

액정표시장치{LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}
도1은, 액정표시 패널의 개략구성을 나타내는 평면도이다.
도2는, 도1의 A-A'선에 있어서의 단면도이다.
도3은, 실시예1의 액정표시 패널의 1화소의 구성예를 나타내는 평면도이다.
도4는, 도3의 B-B'선에 있어서의 단면도이다.
도5는, 도3의 C-C'선에 있어서의 단면도이다.
도6은, 대향기판의 제작방법을 설명하기 위한 모식단면도이다.
도7은, 실시예1의 액정표시패널의 작용효과를 설명하기 위한 모식단면도이
다.
도8은, 실시예2의 액정표시 패널의 1화소의 구성예를 나타내는 평면도이다.
도9는, 도8의 D-D'선에 있어서의 단면도이다.
도10은, 실시예2의 액정표시패널의 제조방법을 설명하기 위한 모식도다.
도11은, 실시예2의 액정표시패널의 변형예를 설명하기 위한 모식단면도이다.
도12는, 실시예2의 액정표시패널의 응용예를 설명하기 위한 모식단면도이다.
도13은, 실시예3의 액정표시패널의 1화소의 구성예를 나타내는 평면도이다.
도14는, 도13의 E-E'선에 있어서의 단면도이다.
도15는, 도13의 F-F'선에 있어서의 단면도이다.
도16은, 실시예4의 액정표시패널의 1화소의 구성예를 나타내는 평면도이다.
도17은, 도16의 G-G)선에 있어서의 단면도이다.
도18은, 실시예5의 액정표시패널의 1화소의 구성예를 나타내는 평면도이다.
도19는, 도18의 H-H'선에 있어서의 단면도이다.
도20은, 도18의 J-J'선에 있어서의 단면도이다.
도21은, 도18의 K-K'선에 있어서의 단면도이다.
도22는, 실시예6의 액정표시패널의 1화소의 구성예를 나타내는 평면도이다.
도23은, 도22의 L-L'선에 있어서의 단면도이다.
도24는, 실시예7의 액정표시패널의 1화소의 구성예를 나타내는 평면도이다.
도25는, 도24의 M-M'선에 있어서의 단면도이며, 전압이 오프(off)일 때의 액정분자의 배향을 나타내는 도이다.
도26은, 도24의 M-M'선에 있어서의 단면도이며, 화소전극과 대향전극과의 사이에 전위차가 생겼을 때의 액정분자의 배향을 나타내는 도이다.
[부호의 설명]
1 …TFT기판
101 …유리기판
102 …제1절연층
103 …제2절연층
104 …반도체층
105 …제3절연층
106A …주사신호선
106B …유지용량선
107 …제4절연층
108A …영상 신호선
108B …소스전극
109 …제5절연층
110 …제6절연층
111 , 111A, 111B…화소(畵素)전극
112…배향막
113 …반사층
2 …대향기판
201 …유리기판
202 …컬러필터
203 …오버코트층
204 …대향전극(공통전극)
205 …차광층
206 …배향제어돌기
207 …배향막
208 …단차(段差)형성층
3 …액정재료(액정층)
301 …액정분자
4 …밀봉(seal)재
5A …위상차판 (하위상차판)
5B …위상차판 (상위상차판)
6A …편광판 (하편광판)
6B …편광판 (상편광판)
본 발명은, 액정표시장치에 관한 것이고, 특히, VA(Vertical Alignment)방식의 액정표시장치에 유효하게 적용하는 기술에 관한 것이다.
종래, 액정표시장치에는, VA방식이라 불리는 것이 있다. VA 방식의 액정표시장치는, 전압이 오프(off), 즉 화소전극과 대향전극(공통전극이라고도 불린다) 사이의 전위차가 0일 때에는 액정분자가 기판평면에 대하여 수직으로 배향(配向)되어 있고, 전압이 최대일 때에는 기판평면에 대하여 평행으로 배향된다. 또한, VA방식의 액정표시장치에서는, 전압이 오프(off)일 때가 흑(黑)표시, 전압이 최대일 때가 백(白)표시가 된다.
또한, VA방식의 액정표시장치에서는, 시야각(視野角)특성을 개선하기 위해서, 액정분자의 배향분할기술(멀티도메인)을 조합시킨 것이 많다. 이 배향분할기술이란, 액정층을 소(小)영역으로 분할하고, 액정분자가 전압에 따라 배향될 때 기우 는 방향을 소영역 마다 바꾸는 기술이다. 즉, 어떤 영역에서는 액정분자가 오른쪽으로 기울고, 다른 영역에서는 왼쪽으로 기울도록 제어한다. 이로 인해, 화면전체의 광량을 평균화할 수 있고, 시야각에 의한 색 변화를 대폭 억제할 수 있다.
상기 배향분할기술의 원리는, 예를 들면, 전압이 오프(off)일 때에, 각 소영역의 경계 액정분자의 배향이 기판평면에 대하여 수직이 되지 않고, 어떤 방향으로 기운 상태로 해 놓는 것이다. 상기 액정분자가 기우는 방향을 제어하는 구체적인 방법으로서는, 예를 들면, 배향막에 직선편광 조사처리(直線偏光 照射處理)를 실시하는 방법 (예를 들면, 특허문헌1을 참조.)이나, 배향제어돌기를 설치하는 방법(예를 들면, 특허문헌2 를 참조.)이 있다.
그렇지만, 상기 배향분할기술을 적용하면, 예를 들면, 배향제어돌기를 배치한 영역에서는, 전압이 오프(off)일 때에, 기판평면에 대하여 수직이 되지 않고 어떤 방향으로 기운 상태의 액정분자가 존재한다. 이로 인해, 흑(黑)표시 시(時)에, 배향제어돌기를 배치한 영역에서 광(光) 누설이 생기고, 검은(黑) 콘트라스트가 저하하는 문제가 있다.
이러한 문제에 대하여, 상기 특허문헌 1에서는, 복수의 틸트 각(경사각)을 갖는 개소를 차광 패턴으로 차광함으로써, 광 누설을 저감하고 있다. 또한, 상기 특허문헌2 에서는, 배향규제수단(배향제어돌기)과 대응하는 위치에 차광막을 형성함으로써 광 누설을 저감하고 있다.
[특허문헌1]특개평11-202338호 공보
[특허문헌2]특개2005-173105호 공보
그렇지만, 상기 차광 패턴에 의해 흑(黑)표시 시(時) 광 누설을 저감시킬 경우, 전압이 오프(off)일 때에 액정분자가 기울어져 있는 영역과 차광 패턴의 위치 맞춤 정밀도를 고려하여, 차광 패턴을 크게 할 필요가 있다. 이로 인해, 투과개구율(透過開口率)이 저하하고, 액정표시장치의 휘도(輝度)가 낮아지는 문제가 있었다.
본 발명의 목적은, 예를 들면, VA방식의 액정표시장치의 흑(黑)표시 시(時) 광 누설을 저감하고, 또한, 투과개구율(透過開口率)의 저하를 막는 것이 가능한 기술을 제공하는 것에 있다.
본 발명의 상기 및 그 밖의 목적과 신규 특징은, 본 명세서의 기술 및 첨부 도면에 의해서 밝혀질 것이다.
본원에 있어서 개시되는 발명 중, 대표적인 것의 개략을 설명하면, 아래와 같다.
(1)화소전극을 갖는 제1 기판과 대향전극을 갖는 제2 기판 사이에 액정재료를 협지(挾持)한 액정표시 패널을 갖는 액정표시장치이며, 상기 제2 기판은, 도체막을 성막한 후, 상기 도체막 위에 절연막을 성막하고, 상기 절연막을 패터닝하여 형성되는 배향제어돌기와, 상기 배향제어돌기를 마스크로 하고 상기 도체막을 패터닝하여 형성되는 차광층(遮光層)을 갖는 액정표시장치이다.
(2)상기 (1)에 있어서, 상기 배향제어돌기 및 상기 차광층은, 상기 대향전극 과 상기 화소전극 사이에 마련되어져 있는 액정표시장치이다.
(3)상기 (1)에 있어서, 상기 대향전극은, 상기 차광층의 패터닝보다도 나중에 성막된 도체막으로 이루어진 액정표시장치이다.
(4)상기 (2) 또는 (3)에 있어서, 상기 차광층은, 기판평면상에서 보았을 때의 외주(外周)가 상기 배향제어돌기의 외주보다도 안쪽이며, 또한, 상기 차광층의 상기 외주 측면의 전면이 상기 배향제어돌기로 덮어져 있지 않은 액정표시장치이다.
(5)상기 (2) 또는 (3)에 있어서, 상기 차광층은, 기판평면상에서 보았을 때의 외주가 상기 배향제어돌기의 외주와 일치하거나, 또는 외(外) 측인 액정표시장치이다.
(6)상기 (4) 또는 (5)에 있어서, 상기 차광층의 외주는, 상기 차광층의 상기 외주의 각점(各点)에 있어서의 상기 배향제어돌기의 외주로부터의 거리가 거의 일정한 액정표시장치이다.
(7)상기 (1)부터 (6)의 어느 하나에 있어서, 상기 제2 기판은, 상기 대향전극과 상기 화소전극 사이의 상기 액정재료의 층의 두께를 2가지로 하는 단차(段差)형성층을 갖고, 상기 배향제어돌기 및 상기 차광층은, 상기 단차형성층의 단부를 지나고, 상기 액정재료의 층의 두께가 다른 2개의 영역에 연장하는 액정표시장치이다.
(8)상기 (1)부터 (7)의 어느 하나에 있어서, 상기 액정표시 패널은, 상기 화소전극과 상기 대향전극 사이의 전위차가 0(零)일 때에, 상기 액정재료 중의 액정 분자가, 기판평면에 대하여 수직한 방향으로 배향되는 액정표시장치이다.
(9)화소전극을 갖는 제1 기판과 대향전극을 갖는 제2 기판 사이에 액정재료를 협지(挾持)한 액정표시 패널을 갖는 액정표시장치이며, 상기 제1 기판은, 도체막을 성막한 후, 상기 도체막상에 절연막을 성막하고, 상기 절연막을 패터닝하여 형성되는 배향제어돌기와, 상기 배향제어돌기를 마스크로 하고 상기 도체막을 패터닝함으로써 차광층을 갖는 액정표시장치이다.
(10)상기 (9)에 있어서, 상기 배향제어돌기 및 상기 차광층은, 상기 화소전극과 상기 대향전극 사이에 마련되어 있는 액정표시장치이다.
(11)상기 (9)에 있어서, 상기 화소전극은, 상기 차광층의 패터닝보다도 나중에 성막 된 도체막으로 형성되는 액정표시장치이다.
(12)상기 (10) 또는 (11)에 있어서, 상기 차광층은, 기판평면상에서 보았을 때의 외주가 상기 배향제어돌기의 외주보다도 안쪽이며, 또한, 상기 차광층의 상기 외주의 측면의 전면이 상기 배향제어돌기로 덮어져 있지 않은 액정표시장치이다.
(13)상기 (10) 또는 (11)에 있어서, 상기 차광층은, 기판평면상에서 보았을 때 외주가 상기 배향제어돌기의 외주와 일치하거나, 또는 외측인 액정표시장치이다
(14)상기 (12) 또는 (13)에 있어서, 상기 차광층의 외주는, 상기 차광층의 상기 외주의 각 점에 있어서의 상기 배향제어돌기의 외주로부터의 거리가 거의 일정한 액정표시장치이다.
(15)상기 (9) 부터(14)의 어느 하나에 있어서, 상기 액정표시 패널은, 상기 화소전극과 상기 대향전극과 사이의 전위차가 0(零)일 때에, 상기 액정재료 중의 액정분자가, 기판평면에 대하여 수직한 방향으로 배향되는 액정표시장치이다.
(16)화소전극을 갖는 제1 기판과 대향전극을 갖는 제2 기판 사이에 액정재료를 협지(挾持)한 액정표시 패널을 갖고, 상기 제1 기판은 상기 대향전극과 상기 화소전극 사이의 상기 액정재료 층의 두께를 2가지로 하는 단차형성층 및 상기 단차형성층과 중첩하는 영역에 배치된 반사층을 갖는 액정표시장치이며, 상기 제1 기판은, 도체막을 성막한 후, 상기 도체막 위에 절연막을 성막하고, 상기 절연막을 패터닝하여 형성되는 배향제어돌기와, 상기 배향제어돌기 및 상기 단차형성층을 마스크로 하고 상기 도체막을 패터닝하여 형성되는 반사층을 갖는 액정표시장치이다.
(17)상기 (16)에 있어서, 상기 배향제어돌기는, 상기 단차형성층과 중첩하는 영역의 외측까지 연장하고 있는 액정표시장치이다.
(18)상기 (16) 또는 (17)에 있어서, 상기 액정표시 패널은, 상기 화소전극과 상기 대향전극 사이의 전위차가 0(零)의 때에, 상기 액정재료 중의 액정분자가, 기판평면에 대하여 수직한 방향으로 배향되는 액정표시장치이다.
[실시형태]
이하, 본 발명에 대해서, 도면을 참조해서 실시형태(실시예)와 함께 상세히 설명한다. 또, 실시예를 설명하기 위한 전체도면에 있어서, 동일기능을 갖는 것은, 동일부호를 붙이고, 그 반복 설명은 생략한다.
(실시예1)
도1 내지 도5는, 본 발명에 의한 실시예1의 액정표시장치의 개략구성을 나타내는 모식도이다. 도1은, 액정표시 패널의 개략구성을 나타내는 평면도이다. 도2 는, 도1의 A-A'선에 있어서의 단면도이다. 도3은, 실시예1의 액정표시 패널의 1화소의 구성예를 나타내는 평면도이다. 도4는, 도3의 B-B'선에 있어서의 단면도이다. 도5는, 도3의 C-C'선에 있어서의 단면도이다.
실시예1의 액정표시장치는, 도1 및 도2에 도시한 바와 같이, 한 쌍의 기판(1,2)의 사이에 액정재료(액정층)(3)를 협지(挾持)한 액정표시 패널을 갖는다. 이때, 한 쌍의 기판(1,2)은 환상(環狀)의 밀봉(seal)재(4)로 접착되고 있어, 액정층(3)은, 각 기판(1,2)과 밀봉재(4)로 둘러싸여진 공간에 봉입(封入)되어 있다.
또한, 한 쌍의 기판(1,2) 중, 한쪽 기판(1)은, 예를 들면, 유리기판의 표면에 주사 (走査)신호선(게이트 신호선 이라고도 불린다), 영상신호선(드레인 신호선 이라고도 불린다), TFT소자, 화소전극, 배향막 등이 형성되어 있으며, TFT기판으로 불린다.
또한, 다른 쪽 기판(2)은, 예를 들면, 유리기판의 표면에 대향전극 (공통전 극 이라고도 불린다), 컬러필터, 배향막 등이 형성되어 있으며, 대향기판으로 불린다.
또한, TFT기판(1)의, 대향기판(2)과 대향하는 면의 이면에는, 예를 들면, 위상차판(位相差板)5A 및 편광판6A가 배치되어 있다. 그리고, 대향기판(2)의, TFT기판(1)과 대향하는 면의 이면에는, TFT기판(1)측의 위상차판5A 및 편광판6A와 짝을 이루는 위상차판5B 및 편광판6B가 배치되어 있다. 이하, TFT기판(1)측에 배치된 위상차판5A, 편광판6A를 각각 하위상차판, 하편광판이라 부르고, 대향기판(2)측에 배치된 위상차판(位相差板)5B, 편광판6B를 제 각기 상(上)위상차판, 상(上)편광판이 라 부른다.
이하, 이러한 구성의 액정표시 판넬에 있어서의 1화소의 구성예에 대해서 설명한다. 또, 실시예1에서는, VA방식의 투과형 컬러액정 표시패널의 경우를 예로 든다.
실시예1에 있어서, 액정표시 패널의 1화소의 구성은, 예를 들면, 도3내지도5에 나타낸 것 같은 구성으로 되어 있다. 또, 도3은, TFT기판(1)의 1화소의 구성을 나타내 고 있다. 그리고, 도4는, 도3의 B-B'선에 있어서의 TFT기판(1)의 단면구성을 나타내 고 있다. 또한, 도5는, 도3의 C-C'선에 있어서의 TFT기판(1) 및 대향기판(2) 및 액정층(3)의 단면구성을 나타내고 있다.
실시예1의 액정표시 패널에 있어서, TFT기판(1)은, 예를 들면, 유리기판
(101)의 표면에 제1절연층(102) 및 제2절연층(103)을 통해서 반도체층(104)이 마련되어져 있다. 이 반도체층(104)은, 예를 들면, 포리 실리콘(Poly-Si)을 성막하고, 패터닝하여 형성된다. 또한, 반도체층(104)상에는, 제3절연층(105)을 통해서 주사 신호선106A 및 유지 용량선106B이 마련되어져 있다. 이 때, 주사 신호선106A는, 그 일부가 반도체층(104)과 중첩 하는 것 같이 패터닝되어 있고, 이 중첩하는 영역이 TFT소자의 게이트로서 기능한다.
또한, 주사 신호선106A 및 유지 용량선106B상에는, 제4절연층(107)을 통해서 영상신호선108A 및 소스 전극108B이 마련되어져 있다. 영상신호선108A는, 관통구멍
(through hole)에 의해 반도체층(104)과 전기적으로 접속되고 있어, TFT 소자의 드레인으로서 기능한다. 또한, 소스 전극108B도, 관통구멍에 의해 반도체층(104)과 전기적으로 접속되어 있어, TFT 소자의 소스로서 기능한다.
또한, 영상신호선108A 및 소스 전극108B상에는, 제5절연층(109) 및 제6절연층(110)을 통해서 화소(畵素)전극(111)이 마련되어져 있다. 화소전극(111)은, 관통구멍에 의해 소스 전극108B와 전기적으로 접속되어 있다. 또한, 화소전극(111)상에는 배향막(112)이 마련되어져 있다.
또한, TFT기판(1)에 있어서의 1화소는, 인접하는 2개의 주사 신호선106A와 인접하는 2개의 영상신호선108A에서 둘러싸여진 영역이며, TFT기판(1)에는, 이 1화소의 구성이 2차원적으로 주기적으로 배치되어 있다.
또, 도3 내지 도5에 나타낸 TFT기판(1)의 1화소의 구성은 일례이며, 이것에 한하지 않고, 다른 구성이여도 좋은 것은 물론이다.
한편, 대향기판(2)은, 예를 들면, 유리기판(201)의 표면에 컬러필터(202)이 마련되어져 있다. 컬러 액정표시 패널의 경우, 도3에 나타낸 1화소는 서브화소라 불리고, 복수 개의 서브화소에 의해 영상(화상)의 1도트가 구성된다. 이 때, 대향기판(2)의 컬러필터(202)는, 예를 들면, 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 필터가 서브 화소단상에 주기적으로 배치되어 있다. 그리고, 적색의 컬러필터가 배치된 서브화소, 녹색의 컬러 필터가 배치된 서브화소, 및 청색의 컬러필터가 배치된 서브화소의 3개의 서브 화소에 의해 1도트가 구성된다. 또한 이때, 각색의 컬러필터(202)는, 예를 들면, 블랙 매트릭스에 의해 분리하고 있어도 좋다.
또한, 컬러필터(202)상에는, 오버코트층(203)을 통해서 대향전극(공통전극)
(204)이 마련되어져 있다. 또한, 대향전극(204)상에는, 서브화소마다, 차광층(205) 을 통해서 배향제어돌기(206)가 마련되어져 있다. 그리고, 대향전극(204) 및 배향제어돌기(206)상에는 배향막(207)이 마련되어져 있다.
또, 실시예1의 액정표시 패널에서는, 예를 들면, 도3 및 도5 도시한 바와 같이, 기판평면 상에서 본 차광층(205)의 외주가, 배향제어돌기(206)의 외주보다도 안쪽에 있다. 그리고, 배향제어돌기(206)는, 그 외주와 차광층(205)의 외주사이의 영역이 대향전극(204)과는 접하고 있지 않으며, 배향막(207)이 개재(介在)하고 있다. 즉, 차광층(205)의 외주 측면이 배향제어돌기(206)가 아니라, 배향막(207)에 의해 덮어져 있다.
또한, VA방식의 액정표시 패널의 경우, TFT기판(1)과 대향기판(2)의 사이에 협지(挾持)된 액정층(3)은, 전압이 오프(off), 즉 화소전극과 대향전극사이의 전위차가 0일 때에, 도5에 도시한 바와 같이, 액정분자(301)이 기판평면과 수직으로 배향된다. 또, 전압이 오프(off)이여도, 배향제어돌기(206)이 마련되어진 영역은, 액정분자(301)의 배향이 기판평면과 수직이 되지는 않고, 배향제어돌기(206)(배향막
207)의 경사면과 개략 수직인 방향으로 배향된다.
이때, 배향제어돌기(206)의 영향으로 액정분자(301)가 기울어서 배향되고 있는 영역에서는 액정층(3)에 리타데이션(retardation)이 생긴다. 전압이 오프(off)의 상태, 즉 흑(黑)표시 시에 발생하는 이 리타데이션은, 광 누설의 원인이 되고, 결과적으로, 백(白)표시 시의 투과율을 흑(黑)표시 시의 투과율로 나눈 값(백(白)투과율/흑(黑)투과율)으로 나타내지는 투과 콘트라스트가 저하한다. 이로 인해, 배향제어돌기(206)를 배치한 영역에 차광층(205)을 설치함으로써 흑(黑)표시 시의 리 타데이션에 의한 광 누설을 막고, 투과 콘트라스트의 저하를 막고 있다.
그렇지만, 차광층(205)의 사이즈를 크게하면, 흑(黑)표시 시의 리타데이션에 의한 광 누설을 막을 수 있는 한편, 백(白)표시 시의 투과율을 현저하게 저하시키게 된다. 이로 인해, 차광층(205)의 사이즈는, 흑(黑)표시 시의 광 누설을 충분히 막을 수 있으며, 또한, 가능한 한 작은 것이 바람직하다.
다음으로, 실시예1의 액정표시 패널의 제조방법에 대해서 설명한다. 실시예1의 액정표시 패널을 제조할 때에는, 우선, TFT기판(1) 및 대향기판(2)을 제작한다. 또, TFT기판(1)은, 종래의 것과 같은 재료를 이용하고, 같은 순서로 제작하면 되므로, 상세한 설명은 생략한다.
도6은, 대향 기판의 제작 방법을 설명하기 위한 모식 단면도이다. 또, 도6에는, 실시예1의 액정표시 패널으로 이용하는 대향기판의 제작 방법에 있어서 중요하다, 공정(a)부터 공정(d)까지의 4가지 공정의 단면도를 나타내고 있다.
실시예1의 액정표시 패널에서 이용하는 대향기판(2)은, 우선, 유리기판(201)의 표면에, 예를 들면, 포토리소그래피법으로 컬러필터(202)을 형성한다. 구체적으로는, 예를 들면, 적색(R)의 컬러필터용의 감광성 레지스트를 도포 또는 성막한 후, 패터닝하여 적색의 필터를 형성한다. 그 후, 같은 순서로 녹색의 필터, 청색의 필터를 순차로 형성한다.
다음으로, 컬러필터(202)상에 오버코트층(203)을 형성하고, 표면을 평탄화한다. 다음으로, 도6의 (a)에 도시한 바와 같이, 오버코트층(203)상에 대향전극(공통 전극)(204)을 형성한다. 대향전극(204)은, 예를 들면, 스퍼터링으로 두께140nm의 p-ITO막을 성막하여 형성한다.
다음으로, 도6의 (b)에 도시한 바와 같이, 대향전극(204)상에 차광층(205)을 형성하기 위한 도체막(205')을 형성한다. 이 도체막(205')는, 예를 들면, 스퍼터링으로 두께50nm의 Mo막을 성막하여 형성한다.
다음으로, 도6의 (c)에 도시한 바와 같이, 도체막(205')상에 배향제어돌기
(206)를 형성한다. 이 배향제어돌기(206)는, 예를 들면, 도체막(205') 상에 감광성 수지를 도포하고, 원하는 패턴이 그려진 포토마스크를 이용해서 상기 감광성 수지를 노광한 후, 알칼리 현상액으로 부분적으로 상기 감광성 수지를 제거하여 형성한다. 이때, 배향제어돌기(206)의 두께(높이)이나 경사각도는, 상기 감광성 수지의 소성(燒成)조건에 의해 제어할 수가 있다. 실시예1에서는, 두께1.0μm에서, 각도20
도의 경사부를 갖는 폭15μm의 스트레이트상(狀) 패턴의 배향제어돌기(206)를 형성하고 있다.
다음으로, 도6의 (d)에 도시한 바와 같이, 먼저 형성한 배향제어돌기(206)를 마스크로 하여 도체막(205')을 패터닝하고, 차광층(205)을 형성한다. 도체막(205')이 Mo막인 경우, 도체막(205')의 패터닝은, 인산계(燐酸系) 용액을 이용한 에칭으로 한다. 이때, 차광층(205)의 외주 측면의, 배향제어돌기(206)의 외주로부터의 후퇴량은, 에칭온도, 에칭시간, 에칭액의 조성 등의 에칭조건에 의해 제어할 수가 있다. 실시예1에서는, 차광층(205)의 외주 측면의, 배향제어돌기(206)의 외주로부터의 후퇴량이 0 .1μm가 되도록 에칭조건을 조정하여 패터닝했다.
그 후, 예를 들면, 원하는 패턴이 그려진 수지판을 마스크로 해서, 차광층
(205) 및 배향제어돌기(206)가 형성된 대향전극(204)상에 VA방식용의 배향막(207)을 인쇄하고, 소성(燒成)한다. 배향막(207)의 소성은, 예를 들면, 온도230℃의 분위기중에서 10분간 가열하여 행한다.
이렇게 해서 얻을 수 있은 TFT기판(1) 및 대향기판(2)을 이용해서 액정표시 패널을 제작할 때에는, 우선, TFT기판(1)과 대향기판(2)의 사이에 액정재료(3)을 진공봉입(眞空封入)한다. 액정재료(3)을 진공봉입할 때에는, 예를 들면,밀봉(seal)
재(4) 및 스패이서(SOC)로 TFT기판(1)과 대향기판(2)의 사이(셀갭)가 4.0μm이 되도록 하고, 그 동안에 굴절률이방성(屈折率異方性)Δn이 0.10인 네거티브형 액정을 진공봉입한다. 이때, 액정분자(301)는, VA용 배향막(112,207)의 배향 규제력에 의해 기판평면방향에 대하여 수직으로 배향된다. 또, 배향제어돌기(206)가 마련되어진 영역에서는, 예를 들면, 도5에 나타낸 것 같이, 배향제어돌기(206)(배향막207)의 경사면에 대하여 개략 수직이 되도록 배향된다.
다음으로, 대향기판(2)에 상위상차판(上位相差板)5B 및 상편광판6B를 서로 붙여서, TFT 기판(1)에 하위상차판(下位相差板)5A 및 하편광판(下偏光板)6A를 서로 붙인다. 이때, 대향기판(2)측은 상편광판(上偏光板)6B와 상위상차판5B를 조합시키는 것으로 상원평광판(上圓偏光板)이 구성되어, TFT 기판(1)측은 하편광판6A와 하위상차판5A를 조합시키는 것으로 하원평광판이 구성되어 있다. 이 때 상원평광판과 하원평광판의 배치는, 상원평광판/액정층/하원평광판으로, (상편광판 각도)⊥(하원평광판 각도)의 관계가 되도록 배치한다.
보다 구체적으로는, 상위상차판5B는, 대향 기판(2)의 유리기판(201) 측으로 부터 순차로, 예를 들면, 리타데이션 Δn·d=110nm(기판의 주면에 대하여 45도 경사 시)의 Z축 위상차판(位相差板), Δn·d=140nm의 일축연신(一軸延伸) 위상차판 (λ/4위상차판), Δn·d=270nm의 일축연신(一軸延伸) 위상차판 (λ/2위상차판)을 서로 붙인다. 이때, λ/4 위상차판은 지상축(遲相軸)각도가 175도가 되도록 서로 붙이며, λ /2 위상차판은 지상축각도가 55도가 되도록 서로 붙인다. 또한, 상편광판6B는 투과축각도가 160도가 되도록 서로 붙인다.
또한 이때, 하위상차판5A는, TFT기판(1)의 유리기판(101)측으로부터 순차로, 예를 들면, Δn·d 2110nm(기판의 주면에 대하여 45도 경사 시)의 Z축위상차판, Δn·d=140nm의 일축연신(一軸延伸) 위상차판 (λ/4 위상차판), Δn·d;270nm의 1축 연신 위상차판 (λ/2 위상차판)을 서로 붙인다. 이때, λ/4 위상차판은 지상축각도가 85도가 되도록 서로 붙이고, λ /2 위상차판은 지상축각도가 145도가 되도록 서로 붙인다. 또한, 하편광판6A는 투과 축각도가 70도가 되도록 서로 붙인다.
또, 상기 각 위상차판5A,5B의 지상축(遲相軸) 및 각 편광판6A,6B의 투과축은 소정의 방향, 예를 들면, 화면의 수평방향을 기준으로 해서 반 시계회전방향으로 잰 각도로 나타내고 있다.
또한, 상위상차판5B 및 하위상차판5A는, Z축 위상차판을 설치하지 않아도 상관없지만, 광시야각화(廣視野角化)를 위해 설치하는 쪽이 바람직하다.
또한, 실시예1의 액정표시 패널을 이용해서 투과형의 액정표시장치를 제조할 때에는, 종래의 투과형 액정표시장치와 같은 순서로 조립하면 되므로, 상세한 설명은 생략한다.
도7은, 실시예1의 액정표시 패널의 작용 효과를 설명하기 위한 모식단면도이다. 또, 도7은, 도5의 단면도에 있어서의 배향제어돌기가 설치된 부분을 확대해서 나타내고 있는 도이다.
실시예1의 액정표시 패널에서는, 상기와 같이 , 먼저 배향제어돌기(206)를 패터닝 하고, 그 배향제어돌기(206)를 마스크로 하여 도체막(205')을 패터닝함으로써 차광층(205)을 형성한다. 이로 인해, 어떤 단면에서 보았을 때에, 예를 들면, 도7에 도시한 바와 같이, 차광층(205)의 한 방향의 단(端)(외주)의, 배향제어돌기(206)의 한 방향의 단(외주 )으로부터의 후퇴량ΔL1과, 차광층(205)의 다른 방면의 단(외주)의, 배향제어돌기(206)의 다른 방면의 단(외주 )으로부터의 후퇴량ΔL2가 거의 같다. 더욱이, 차광층(205)의 외주 전역의, 배향제어돌기(206) 외주로부터의 후퇴량이 거의 일정하다.
또한, 배향제어돌기(206)는, 보통, 도7에 나타낸 중심선AX를 대칭축으로서 거의 좌우대칭(선대칭)의 형상이 되고, 배향제어돌기(206)의 경사면에 의해 액정분자(301)의 배향이 변화되는 영역도, 중심선AX에 대하여 거의 좌우대칭이 된다. 이로 인해, 실시예1의 액정표시 패널과 같이 , 차광층(205)의 외주전역의, 배향제어돌기(206) 외주로부터의 후퇴량이 거의 일정하면, 차광층(205)의 외주치수를 가능한 한 작게 할 수가 있다. 즉, 배향제어돌기(206)의 경사면에 의해 액정분자(301)의 배향이 변화되어서 광 누설의 원인이 되는 영역을 지나는 광을 차광할 수 있는 최소의 치수로 할 수가 있다. 또한,배향제어돌기(206)를 마스크로 하여 차광층(205)을 패터닝하기 때문에, 배향제어돌기(206)와 차광층(205)의 위치 어긋남은 거의 생기지 않는다. 이로 인해, VA방식의 투과형 칼러액정 표시장치의 흑(黑)표시 시의 광 누설을 저감하고, 또한, 투과개구율(透過開口率)의 저하를 막을 수 있다.
즉, 실시예1의 액정표시 패널에서는, 흑(黑)표시 시의 광 누설을 저감 함으로써 흑(黑)투과율을 낮게 할 수가 있는 동시에, 투과 개구율의 저하를 막는 것으로 백(白)투과율의 저하를 최소한으로 할 수가 있다.그 결과, 투과 콘트라스트(백(白)투과율/흑(黑)투과율)을 높게 할 수가 있다.
(실시예2)
도8 및 도9은, 본 발명에 의한 실시예2의 액정표시 패널의 개략구성을 나타내는 모식도이다. 도8은, 실시예2의 액정표시 패널의 1화소의 구성예를 나타내는 평면도이다. 도9는, 도8의 D-D'선에 있어서의 단면도이다.
상기 실시예1에서는, 차광층9205)의 외주가 배향제어돌기(206)의 외주보다도 안쪽에 후퇴하고 있는 액정표시 패널에 대해서 설명했지만, 차광층(205)의 외주치수는, 배향제어돌기(206)의 경사각에 의해 결정된다. 이로 인해, 차광층(205)의 외주는, 배향제어돌기(206)의 외주와 일치할지,또는 배향제어돌기(206)의 외주보다도 외측이여도 좋다. 그러므로, 실시예2에서는, 상기 실시예1의 응용예로서, 차광층(205)의 외주가 배향제어돌기(206)의 외주보다도 외측에 있을 경우의 구성 예 및 제조 방법의 일례에 대해서 설명한다.
또, 실시예2의 액정표시 패널의 기본적인 구성은, 상기 실시예1의 액정표시 패널과 같기 때문에, 상세한 설명은 생략한다.
실시예2의 액정표시 패널에 있어서도, 배향제어돌기(206) 및 차광층(205)은, 도8 및 도9에 도시한 바와 같이, 대향기판(2)에 마련되어지고 있어, 또한, 대향전극(204)과 화소전극(111) 사이에 배치되어 있다. 단지, 실시예2의 액정표시 패널에서는, 차광층(205)의 외주가 배향제어돌기(206)의 외주보다도 외측이다.
도10은, 실시예2의 액정표시 패널의 제조방법을 설명하기 위한 모식도다. 또, 도10에는, 실시예2의 액정표시 패널에서 이용하는 대향기판의 제작방법에 있어서 중요한, 공정(a) 및 공정(b)의 2가지 공정의 단면도를 나타내고 있다.
실시예2의 액정표시 패널을 제조할 때에도, 우선, TFT기판(1) 및 대향기판(2)을 제작한다. 또, TFT기판(1)은, 종래의 것과 같은 재료를 이용하고, 같은 순서로 제작하면 좋으므로, 상세한 설명은 생략한다.
또한, 대향기판(2)을 제작할 때에는, 우선, 상기 실시예1에서 설명한 것 같이, 유리기판(201)상에 컬러필터(202) 및 오버코트층(203) 및 대향전극(공통전극)(204)을 형성한다. 그 후, 도6의 (b)부터 (d)에 나타낸 것 같은 순서로, 도체막(205')상에 배향제어돌기(206)를 패터닝한 후, 그 배향제어돌기(206)를 마스크로 한 에칭으로 도체막(205')을 패터닝해서 차광층(205)을 형성한다.
또, 이 순서로 배향제어돌기(206) 및 차광층(205)을 형성했을 경우, 보통, 도10의 (a)에 도시한 바와 같이, 차광층(205)의 외주가, 배향제어돌기(206)의 외주보다도 안쪽으로 후퇴한 상태가 된다. 이로 인해, 도10의 (b)에 도시한 바와 같이, 차광층(205)을 패터닝한 후, 배향제어돌기(206)의 표면부분을 제거하고, 배향제어돌기(206)의 외주가 차광층(205)의 외주보다도 안쪽이 되도록 한다. 이 표면부분의 제거는, 예를 들면, 02에싱으로 한다. 02에싱을 함으로써, 배향제어돌기(206)의 노출하고 있는 면을 균등하게 제거할 수 있으므로, 차광층(205)의 외주 전역의, 배향제어돌기(206)의 외주로부터의 거리가 거의 일정해진다. 또한, 배향제어돌기(206)를 마스크로 해서 차광층(205)을 패터닝하고 있으므로, 배향제어돌기(206)와 차광층(205)의 위치 어긋남은 거의 생기지 않는다. 이로 인해, 실시예2의 액정표시장치에 있어서도, 차광층(205)의 외주치수는, 배향제어돌기(206) (배향막207)의 경사면에 의해 액정분자(301)의 배향이 변화되어서 광 누설의 원인이 되는 영역을 지나는 광을 차광할 수 있는 최소의 치수로 할 수가 있다. 이로 인해, VA방식의 투과형 컬러 액정표시장치의 흑(黑)표시 시의 광 누설을 저감하고, 또한, 투과개구율의 저하를 막을 수 있다.
즉, 실시예2의 액정표시 패널에서도, 흑(黑)표시 시의 광 누설을 저감함으로써 흑(黑)투과율을 낮게 할 수가 있는 동시에, 투과 개구율의 저하를 막는 것으로 백(白)투과율의 저하를 최소한에 할 수가 있다.그 결과, 투과 콘트라스트(백(白)투과율/흑(黑)투과율)을 높게 할 수가 있다.
도11은, 실시예2의 액정표시 패널의 변형예를 설명하기 위한 모식단면도이다.
실시예2에서는, 예를 들면, 도8 및 도9에 나타낸 것 같이, 차광층(205)의 외주가 배향제어돌기(206)의 외주보다도 외측이 될 경우를 예로 들고 있지만, 이것에 한하지 않고, 차광층(205)의 외주와 배향제어돌기(206)의 외주가 일치하고 있어도 좋은 것은 물론이다.
이 경우, 배향제어돌기(206)를 마스크로 해서 차광층(205)을 패터닝한 후, 예를 들면, 배향제어돌기(206)를 02에싱할 때에, 도11에 도시한 바와 같이, 배향제어돌기(206)의 외주가 차광층(205)의 외주와 일치하는 시점에서 에싱이 종료하도록 조건을 조절하면 된다.
도12는, 실시예2의 액정표시 패널의 응용예를 설명하기 위한 모식단면도이다.
실시예2에서는, 대향전극(204)을 형성한 후, 배향제어돌기(206) 및 차광층(205)을 형성한 액정표시 패널을 예로 들고 있지만, 이것에 한하지 않고, 배향제어돌기(206) 및 차광층(205)을 형성한 후, 대향전극(204)을 형성해도 좋다. 즉, 예를 들면, 도12에 도시한 바와 같이, 오버코트층(203)과 대향전극(204)의 사이에 배향제어돌기(206) 및 차광층(205)이 배치되어 있어도 좋다.
도12에 도시한 바와 같은 구성의 대향기판(2)을 형성할 때에는, 오버코트층(203)을 형성한 후, 도체막(205')의 성막, 배향제어돌기(206)의 패터닝, 배향제어돌기(206)를 마스크로 한 차광층(205)의 패터닝, 배향제어돌기(206)의 02에싱을 한다. 그리고, 그 후, 배향제어돌기(206) 및 차광층(205)을 덮도록 대향전극(204)을 형성한다.
(실시예3)
도13 내지 도15는, 본 발명에 의한 실시예3의 액정표시 패널의 개략구성을 나타내는 모식도다. 도13은, 실시예3의 액정표시 패널의 1화소의 구성예를 나타내는 평면도이다. 도14은, 도13의 E-E'선에 있어서의 단면도이다. 도15은, 도13의 F-F'선에 있어서의 단면도이다.
실시예1 및 실시예2에서는, VA방식의 투과형 컬러 액정표시 패널을 예로 들었지만, 본 발명은, 이것에 한하지 않고, 반투과형의 액정표시 패널에도 적용할 수 있다. 그러므로, 실시예3에서는, 본 발명을 적용한 VA방식의 반투과형 컬러 액정표시 패널의 구성예에 대해서 설명한다.
실시예3의 액정표시 패널에 있어서도, 배향제어돌기(206) 및 차광층(205)은, 도13 내지 도15 도시한 바와 같이, 대향기판(2)에 마련되어지고 있고, 또한, 대향전극(204)과 화소전극(111)의 사이에 배치되어 있다. 또, 도13 및 도15에 나타낸 예에서는, 차광층(205)의 외주가 배향제어돌기(206)의 외주보다도 외측이지만, 이것에 한정되는 것은 아니다.
또한, 실시예3의 액정표시 패널은 반투과형이며, 1개의 화소(서브화소)가 백라이트의 광을 투과해서 표시하는 투과 표시영역과, 외광을 반사해서 표시하는 반사 표시영역의 2가지 영역으로 구성되어 있다. 이때, 투과 표시 영역은 TFT기판(1) 측으로부터 액정층(3)으로 광이 입사하고, 그대로 대향기판(2) 측으로부터 출사(出射)한다. 한편, 반사 표시 영역은, 대향기판(2) 측으로부터 액정층(3)에 입사한 광이 TFT기판(1)에서 반사되어, 다시 액정층(3)을 지나서 대향기판(2) 측으로부터 출사(出射)한다. 이로 인해, 반투과형의 액정표시 패널에서는, 예를 들면, 도14 및 도15에 나타낸 것 같이, 대향기판(2)의 반사 표시영역에 단차형성층(208)을 설치하 고, 반사 표시영역의 액정층의 두께가, 투과 표시 영역의 액정층의 두께보다도 얇아지도록 하고 있다. 이때, 반사 표시영역의 액정층의 두께는, 투과 표시영역의 액정층 두께의 반(半)정도로 하는 것이 바람직하다. 이렇게 하면, 예를 들면, 백(白)표시 시에 있어서의 반사 표시영역 액정층의 리타데이션이 200nm일 때에, 투과 표시영역 액정층의 리타데이션은 약400nm가 되고, 전압-반사율 특성과, 전압-투과율특성을 대략 일치시킬 수 있다. 이로 인해, 구동전압 범위 내에서 위화감(違和感)이 없는 반사표시와 투과표시를 실현할 수가 있다.
또한, 실시예3의 액정표시 패널에 있어서, TFT기판(1)의 기본적인 구성은, 상기 실시예1의 액정표시 패널과 같기 때문에 상세한 설명은 생략하지만, 반투과형의 액정표시 패널의 경우, 예를 들면, 도13 내지 도15에 도시한 바와 같이, 화소전극(111)의, 대향기판(2)의 단차형성층(208)과 중첩하는 영역에 반사층(113)을 설치한다.
다음으로, 실시예3의 액정표시 패널의 제조방법에 대해서 간단히 설명한다.도13 내지 도15에 나타낸 것 같은 구성의 액정표시 패널의 경우, TFT기판(1)은, 종래와 같은 재료를 이용하고, 같은 순서로 제작하면 되므로, 상세한 설명은 생략한다. 또, TFT기판(1)의 반사층(113)은, 화소전극(111)을 형성한 후, 예를 들면, 스퍼터링으로 두께 약50nm의 Mo막 및 두께 약100nm의 Al막을 연속해서 성막하고, 이 Mo막 및 Al막을 패터닝해서 형성한다. Mo막 및 Al막의 패터닝은, 예를 들면, 우선, A1막 상에 감광성 레지스트를 도포한 후, 원하는 패턴이 그려진 포토마스크를 이용하여 노광하고, 알칼리 현상액에서 감광성 레지스트를 부분적으로 제거한다. 그리 고, 남은 감광성 레지스트를 마스크로 하고, 예를 들면, 인산계(燐酸系) 에칭액을 이용해서 Al막 및 Mo막을 일괄해서 에칭한다. 그리고, 에칭 후에, 예를 들면, 유기계 알칼리액을 이용해서 감광성 레지스트를 제거한다. 감광성 수지를 제거한 후에는, 표면을 세정해서 배향막(112)을 형성하면 된다.
또한, 대향기판(2)을 제작할 때도, 기본적으로는 실시예2에서 설명한 것 같은 재료, 순서로 제작하면 되므로, 상세한 설명은 생략한다. 또, 단차형성층(208)은, 예를 들면, 오버코트층(203)을 형성한 후, 감광성 수지를 도포하고, 이 감광성 수지를 패터닝해서 형성한다. 감광성 수지의 패터닝은, 예를 들면, 원하는 패턴이 그려진 포토마스크를 이용해서 감광성 수지를 노광한 후, 알칼리 현상액에서 감광성 수지를 부분적으로 제거한다. 또한 이때, 감광성 수지는, 예를 들면, 온도230℃의 분위기 속에서 60분 가열하여 소성(燒成)한다. 단차형성층(208)을 형성한 후에는, 실시예1 및 실시예2에서 설명한 것과 같은 순서로 대향전극(204), 배향제어돌기(206), 차광층(205), 배향막(207)을 형성하면 된다.
이러한 VA방식의 반사형 액정표시 패널의 경우도, 예를 들면, 전압이 오프(off)인 흑(黑)표시 시에, 배향제어돌기(205)의 외주 근방에 있는 액정분자(301)의 배향이 기판평면과 수직으로는 되지 않아, 리타데이션이 발생한다. 이로 인해, 차광층(205)이 없을 경우, 흑(黑)표시 시에 광 누설이 발생하고, 반사 표시영역의 반사 콘트라스트(백(白)표시 시의 반사율/흑(黑)표시 시의 반사율), 투과 표시영역의 투과 콘트라스트(백(白)표시 시의 투과율/흑(黑)표시 시의 투과율)이 함께 저하한다. 또한, 차광층(205)을 설치할 경우도, 종래의 차광층(205) 및 배향제어돌 기(206)의 형성방법으로는, 차광층(205)이 과도하게 커지고, 반사개구율 및 투과 개구율이 저하하며, 백(白)표시 시의 반사율, 투과율이 저하해버린다.
한편, 실시예3과 같이 , 도체막205'상에배향제어돌기(206)를 패터닝 한후, 그배향제어돌기(206)를 마스크로 되게 한 에칭에서 도체막205'을 패터닝 해서 차광층(205)을 형성한 액정표시 패널이면,배향제어돌기(206)과 차광층(205)의 위치 어긋남은 대개(거의) 생기지 않으므로, 차광층(205)의 외주치수를,배향제어돌기(206)(배향막207)의 경사면에 의해 액정분자301의배향이 변화되어서 광 누설의 원인이 되는 영역을 지나는 광을 차광할 수 있는 최소의 치수에 할 수가 있다.이로 인해, VA방식의 투과형 칼러 액정표시장치의 흑(黑)표시 시의 광 누설을 저감하고, 또한, 반사 개구율 및 투과 개구율의 저하를 막을 수 있다.
즉, 실시예3의 반투과형 액정표시 패널에서도, 흑(黑)표시 시의 광 누설을 저감함으로써 흑(黑)반사율 및 흑(黑)투과율을 낮게 할 수가 있는 동시에, 반사 개구율 및 투과 개구율의 저하를 막음으로써 백(白)반사율 및 백(白)투과율의 저하를 최소한으로 할 수가 있다. 그 결과, 반사 표시영역의 반사 콘트라스트(백(白)반사율/흑(黑)반사율) 및 투과 표시영역의 투과 콘트라스트(백(白)투과율/흑(黑)투과율)를 높게 할 수가 있다.
(실시예4)
도16 및 도17은, 본 발명에 의한 실시예4의 액정표시 패널의 개략구성을 나타내는 모식도이다. 도16은, 실시예4의 액정표시 패널의 1화소의 구성예를 나타내는 평면도이다.
도17은, 도16의 G-G'선에 있어서의 단면도이다.
실시예1로부터 실시예3에서는, VA방식의 액정표시 패널의 한 구성예로서, 대향기판(2)에 배향제어돌기(206) 및 차광층(205)이 설치된 액정표시 패널을 들었지만, 이것에 한하지 않고, 배향제어돌기(206) 및 차광층(205)은 TFT기판(1)에 설치해도 좋다. 그러므로, 실시예4에서는, TFT기판(1)에 배향제어돌기(206) 및 차광층(205)을 설치한 액정표시 패널의 구성예에 대해서 설명한다. 또, 실시예4에서는, VA방식의 투과형 컬러 액정표시 패널을 예로 든다.
VA 방식의 투과형 컬러 액정표시 패널에 있어서, TFT기판(1)에 배향제어돌기(206) 및 차광층(205)을 설치할 경우, 예를 들면, 도16 및 도17에 도시한 바와 같이, 화소전극(111) 상에 배향제어돌기(206) 및 차광층(205)을 배치한다. 또, 도16 및 도17에 나타낸 예에서는, 차광층(205)의 외주가, 배향제어돌기(206)의 외주보다도 외측에 있지만, 이것에 한하지 않고, 차광층(205)의 외주와 배향제어돌기(206)의 외주가 일치하고 있어도 좋고, 차광층(205)의 외주가 배향제어돌기(206)의 외주보다도 안쪽에 있어도 좋다.
다음으로, 실시예4의 액정표시 패널의 제조방법에 대해서 간단히 설명한다.우선, TFT기판(1)의 제작방법에 대해서 설명하지만, 유리기판(101) 상에 화소전극(111)을 형성하는 공정까지는, 종래의 것과 같은 재료를 이용하고, 같은 순서로 하면 되므로, 상세한 설명은 생략한다. 실시예4의 액정표시 패널의 제조방법에서는, TFT기판(1)의 제작에 있어서, 화소전극(111)을 형성한 후, 예를 들면, 스퍼터링으로 두께 약50nm의 Mo막 및 두께 약100nm의 Al막을 연속해서 성막하고, 차광층 형성용의 도체막을 형성한다.
다음으로, 차광층 형성용의 도체막 상에, 예를 들면, 감광성 수지를 도포하고, 이 감광성 수지를 패터닝해서 배향제어돌기(206)를 형성한다. 감광성 수지의 패터닝은, 예를 들면, 원하는 패턴이 그려진 포토마스크를 이용해서 감광성 수지를 노광한 후, 알칼리 현상액으로 감광성 수지를 부분적으로 제거한다. 또한 이때, 배향제어돌기(206)의 경사각도나 높이는, 감광성 수지의 소성(燒成)조건에 의해 제어하고, 예를 들면, 경사각도가 20도, 높이(두께)이 1.0μm 이며, 폭이 15μm인 스트레이트상(狀) 패턴의 배향제어돌기(206)를 형성한다.
다음으로, 배향제어돌기(206)를 마스크로 해서 차광층 형성용의 도체막(Mo막 및 Al막)을 패터닝하여 차광층(205)을 형성한다. Mo막 및 Al막의 패터닝은, 예를 들면, 인산계 에칭액을 이용해서 Al막 및 Mo막을 일괄하여 에칭한다.
또한, 도16 및 도17에 나타낸 것 같이, 차광층(205)의 외주가 배향제어돌기(206)의 외주보다도 외측이 되도록 할 경우, 차광층(205)을 패터닝한 후, 예를 들면, 02에싱에 의해 배향제어돌기(206)의 표면(경사면)을 균등하게 후퇴시키면 된다.
이렇게 해서 배향제어돌기(206) 및 차광층(205)을 형성한 후에는, 배향막(112)을 형성한다.
한편, 대향기판(2)을 제작할 때에는, 종래의, 배향제어돌기(206) 및 차광층(205)이 없는 대향기판의 제작방법과 같은 재료, 같은 순서로 제작하면 되므로, 상세한 설명은 생략한다.
실시예4의 투과형 액정표시 패널은, 도8 및 도9에 나타낸 투과형 액정표시 패널의 대향기판(2)에 설치된 배향제어돌기(206) 및 차광층(205)을, TFT기판(1)으로 이동시킨 것이다. 즉, 실시예4의 투과형 액정표시 패널에서도, 실시예2의 투과형 액정표시 패널과 같이, 흑(黑)표시 시의 투과율을 낮게 할 수가 있는 동시에, 백(白)표시 시의 투과율의 저하를 최소한으로 할 수가 있다. 그 결과, 투과 콘트라스트(백(白)투과율/흑(黑)투과율)를 높게 할 수가 있다.
(실시예5)
도18 내지 도21은, 본 발명에 의한 실시예5의 액정표시 패널의 개략구성을 나타내는 모식도이다. 도18은, 실시예5의 액정표시 패널의 1화소의 구성예를 나타내는 평면도이다. 도19는, 도18의 H-H'선에 있어서의 단면도이다. 도20은, 도18의 J－J'선에 있어서의 단면도이다. 도21은, 도18의 K-K'선에 있어서의 단면도이다.
실시예4에서는, TFT기판(1)에 배향제어돌기(206) 및 차광층(205)을 설치한 액정표시 패널의 구성예로서, VA방식의 투과형 컬러 액정표시 패널을 들었지만, 이것에 한하지 않고, 반투과형 액정표시 패널이어도 좋다. 그러므로, 실시예5에서는, TFT기판(1)에 배향제어돌기(206) 및 차광층(205)을 설치한 반투과형 액정표시 패널의 구성예에 대해서 설명한다. 또, 실시예5에서는, VA방식의 반투과형 컬러 액정표시 패널을 예로 든다.
실시예5의 액정표시 패널에서는, 배향제어돌기(206) 및 차광층(205)은, 도18내지 도21 도시한 바와 같이, TFT기판(1)의 화소전극(111) 상에 배치되어 있다. 또, 도18 및 도21에 나타낸 예에서는, 차광층(205)의 외주가,배향제어돌기(206)의 외주보다도 외측에 있지만, 이것에 한하지 않고, 차광층(205)의 외주와 배향제어돌기(206)의 외주가 일치하고 있어도 좋고, 차광층(205)의 외주가 배향제어돌기(206)의 외주보다도 안쪽에 있어도 좋다.
또한, 실시예5의 액정표시 패널은 반투과형이며, 1화소가 백(白)라이트의 광을 투과해서 표시하는 투과 표시영역과, 외광(外光)을 반사해서 표시하는 반사 표시영역의 2가지 영역으로부터 구성되어 있다. 이때, 투과 표시영역은 TFT기판(1)측으로부터 액정층(3)에 광이 입사하여, 그대로 대향기판(2)측으로 출사(出射)한다. 한편, 반사 표시영역은, 대향기판(2)측으로부터 액정층(3)으로 입사한 광이 TFT기판(1)에서 반사하고, 다시 액정층(3)을 지나서 대향기판(2)측으로 출사(出射)한다.
이로 인해, 반투과형의 액정표시패널에서는, 예를 들면, 도18이나 도20에 나타낸 것 같이, 대향기판(2)의 반사 표시영역에 단차형성층(208)을 설치하고, 반사 표시영역의 액정층 두께가, 투과 표시영역의 액정층 두께보다도 얇아지도록 하고 있다. 이때, 반사 표시영역의 두께는, 투과 표시영역의 액정층의두께의 반정도로 하는 것이 바람직하다. 이렇게 하면, 구동전압 범위내에서 위화감이 없는 반사표시와 투과표시를 실현할 수가 있다.
또한, 실시예5의 액정표시 패널에 있어서, TFT기판(1)의 기본적인 구성은, 상기 실시예3의 액정표시 패널과 같기 때문에 상세한 설명은 생략하지만, 반투과형의 액정표시 패널의 경우, 예를 들면, 도19 내지 도21 도시한 바와 같이, 화소전극(111)의, 대향기판(2) 단차형성층(208)과 중첩하는 영역상에 반사층(113)을 설치 한다. 또한 이때, 반사층(113)과 차광층(205)은, 같은 재료를 이용, 일괄해서 형성하는 것이 바람직하다.
다음으로, 실시예5의 액정표시 패널의 제조방법에 대해서 간단히 설명한다.우선, TFT기판의 제작방법에 대해서 설명하지만, 유리기판(101)상에 화소전극(111)을 형성하는 공정까지는, 종래와 같은 재료를 이용하고, 같은 순서로 제작하면 되므로, 상세한 설명은 생략한다. 실시예5의 액정표시 패널의 제조방법에서는, TFT기판(1)의 제작에 있어서, 화소전극(111)을 형성한 후, 예를 들면, 스퍼터링으로 두께 약50nm의 Mo막 및 두께 약100nm의 Al막을 연속해서 성막하고, 차광 겸 반사층 형성용의 도체막을 형성한다.
다음으로, 차광 겸 반사층 형성용의 도체막상에, 예를 들면, 감광성 수지를 도포하고, 이 감광성 수지를 패터닝하여 배향제어돌기(206)를 형성한다. 감광성 수지의 패터닝은, 예를 들면, 원하는 패턴이 그려진 포토마스크를 이용해서 감광성 수지를 노광한 후, 알칼리 현상액에서 감광성 수지를 부분적으로 제거한다. 또한 이때, 배향제어돌기(206)의 경사(傾斜)각도나 높이는, 감광성 수지의 소성조건으로 제어하고, 예를 들면, 경사각도가 20도, 높이(두께)이 1.0μm 이며, 폭이 15μm인 스트레이트상(狀) 패턴의 배향제어돌기(206)를 형성한다.
다음으로, 차광 겸 반사층 형성용의 도체막(Mo막 및 A1막)을 패터닝해서 차광 겸 반사층113(205)을 형성한다. Mo막 및 Al막의 패터닝은, 예를 들면, 우선,배향제어돌기(206)가 형성된 Al막상에 감광성 레지스트를 도포한 후, 원하는 패턴이 그려진 포토마스크를 이용해서 노광하고, 알칼리 현상액에서 감광성 레지스트를 부 분적으로 제거한다. 그리고, 남은 감광성 레지스트를 마스크로 하여, 예를 들면, 인산계 에칭액을 이용해서 Al막 및 Mo막을 일괄해서 에칭한다. 그리고, 에칭 후에, 예를 들면, 유기계(有機系) 알칼리액을 이용해서 감광성 레지스트를 제거한다.
또한, 도18 내지 도21에 나타낸 것 같이, 차광층(205)의 외주가 배향제어돌기(206)의 외주보다도 외측이 되도록 할 경우, 차광 겸반사층113(205)을 패터닝한후, 예를 들면, 02에싱에 의해 배향제어돌기(206)의 표면(경사면)을 균등하게 후퇴시키면 된다.
이렇게 해서 배향제어돌기(206) 및 차광 겸 반사층113(205)을 형성한 후에는, 배향막을 형성한다.
한편, 대향기판(2)을 제작할 때에는, 유리기판(201)상에 컬러필터(202) 및 오버코트층(203)을 형성한 후, 실시예3에서 설명한 것 같은 방법으로 단차형성층(208)을 형성한다. 그리고, 단차형성층(208)을 형성한 후, 대향전극(204) 및 배향막(207)을 형성한다.
실시예5의 반투과형 액정표시 패널은, 도13 내지 도15에 나타낸 반투과형 액정표시 패널의 대향기판(2)에 마련되어진 배향제어돌기(206) 및 차광층(205)을, TFT기판(1)으로 이동시킨 것이다. 즉, 실시예5의 투과형 액정표시 패널에서도, 실시예3의 투과형 액정표시 패널와 같이, 흑(黑)표시 시의 반사 표시영역의 반사율 및 투과 표시영역의 투과율을 낮게 할 수가 있는 동시에, 백(白)표시 시의 반사 표시영역의 반사율 및 투과 표시영역의 투과율의 저하를 최소한으로 할 수가 있다. 그 결과, 반사 표시영역의 반사 콘트라스트(백(白)반사율/흑(黑)반사율) 및 투과 표시영역의 투과 콘트라스트(백(白)투과율/흑(黑)투과율)를 높게 할 수가 있다.
(실시예6)
도22 및 도23은, 본 발명에 의한 실시예6의 액정표시 패널의 개략구성을 나타내는 모식도이다. 도22는, 실시예6의 액정표시 패널의 1화소의 구성예를 나타내는 평면도이다. 도23은, 도22의 L-L'선에 있어서의 단면도이다.
실시예3 및 실시예5에서는, 단차형성층(208)을 갖는 반투과형 액정표시 패널을 예러 들었다. 이러한, 단차형성층(208)을 갖는 반투과형 액정표시 패널의 경우, 단차형성층(208)의 단부(端部)에 경사면이 있고, 그 부분에서 액정분자(301)의 배향이 기울어, 광 누설이 발생한다. 그러므로, 실시예6에서는, 단차형성층(208)의 단부에 있어서의 광 누설을 막는 액정표시 패널의 구성예에 대해서 설명한다. 또, 실시예6에서는, VA방식의 반투과형 컬러 액정표시 패널을 예로 든다.
VA 방식의 반투과형 액정표시 패널에는, 예를 들면, 도22 및 도23 도시한 바와 같이, TFT기판(1)에 단차형성층(208)이 설치되어 있는 경우가 있다. 이때, 반사 표시 영역의 단차형성층(208)상에는, 도23 도시한 바와 같이, 반사층을 겸하는 화소전극(111)B이 마련되어져 있다. 또한, VA방식의 경우, 전압이 오프(off)인 흑(黑)표시 시에는, 액정분자(301)이 기판평면에 대하여 수직에 배향하지만, 단차형성층(208)의 측면(경사면)의 근방에서는, 경사면과 대략 수직한 방향으로 액정분자(301)가 배향한다. 이로 인해, 경사면의 근방의 액정층에 리타데이션이 발생하고, 흑(黑)표시 시의 광 누설이 발생한다. 그러므로, 실시예6의 액정표시 패널에서 는, 도22 및 도23에 나타낸 것 같이, 투과 표시영역으로부터 반사 표시영역에 걸쳐서 연장하는 화소전극(투명전극)111A와 단차형성층(208)의 사이에 차광층(205)을 설치한다. 이때, 차광층(205)은, 단차형성층(208)의 외측, 즉 투과 표시영역측으로 돌출시킨다. 이렇게 하면, 백(白)라이트로부터의 광 중, 단차형성층(208)의 단부 (경사면)의 근방에 입사하는 광을 차광층(205)에서 차광할 수 있고, 흑(黑)표시 시의 광 누설을 저감할 수 있다.
다음으로, 실시예6의 액정표시 패널의 제조방법에 대해서 간단히 설명한다.우선, TFT기판(1)의 제작방법에 대해서 설명하지만, 유리기판(101)상에 화소전극(투명전극)111A를 형성하는 공정까지는, 종래와 같은 재료를 이용하고, 같은 순서로 하면 되므로, 상세한 설명은 생략한다. 실시예6의 액정표시 패널의 제조방법에서는, TFT기판(1)의 제작에 있어서, 화소전극(투명전극)111A를 형성한 후, 예를 들면, 스퍼터링에서 두께 약50nm의 Mo막 및 두께 약100nm의 A1막을 연속해서 성막하고, 차광층 형성용의 도체막을 형성한다.
다음으로, 차광층 형성용의 도체막상에, 감광성 수지를 도포하고, 이 감광성 수지를 패터닝해서 단차형성층(208)을 형성한다. 감광성 수지의 패터닝은, 예를 들면, 원하는 패턴이 그려진 포토마스크를 이용해서 감광성 수지를 노광한 후, 알칼리 현상액에서 감광성 수지를 부분적으로 제거한다. 또한 이때, 감광성 수지는, 예를 들면, 온도230℃의 분위기중에서 60분 가열하여 소성(燒成)한다.
다음으로, 상기 단차형성층(208)을 마스크로하여 차광층 형성용의 도체막(Mo막 및 A1막)을 패터닝해서 차광층(205)을 형성한다. Mo막 및 Al막의 패터닝은, 예 를 들면, 인산계 에칭액을 이용해서 A1막 및 Mo막을 일괄해서 에칭한다.
차광층(205)을 패터닝한 후에는, 예를 들면, 02에싱으로 단차형성층(208)의 표면(경사면)을 균등하게 후퇴시킨다.
이렇게 해서 차광층(205) 및 단차형성층(208)을 형성한 후에는, 단차형성층(208)상의 화소전극(반사 전극)111B 및 배향막(112)을 형성한다.
한편, 대향기판(2)을 제작할 때에는, 종래의, 배향제어돌기(206) 및 차광층(205)이 없는 대향기판의 제작방법과 같은 재료, 같은 순서로 제작하면 되므로, 상세한 설명은 생략한다.
실시예6의 액정표시 패널은, 실시예1로부터 실시예5에서 예로든 액정표시 패널과 달라서, 배향제어돌기(206)가 없다. 그렇지만, 단차형성층(208)이 마련되어 있어, 단차형성층(208)의 단부에는 경사면이 있다. 이로 인해, 단차형성층(208)의 단부가 배향제어돌기(205)와 동등한 작용을 하고, 흑(黑)표시 시에 광 누설이 발생하는 문제가 있다. 그래서, 실시예6과 같이 , 단차형성층(208)을 마스크로 한 차광층(205)을 형성함으로써 흑(黑)표시 시에 발생하는 광 누설을 저감할 수 있다. 또한, 차광층을 설치하는 것에 의해, 투과 표시영역의 투과 개구율이 낮아지지만, 단차형성층(208)을 마스크로 한 패터닝에서 차광층(205)을 형성함으로써 차광층(205)을 가능한 한 작게 할 수가 있다. 이로 인해, 투과 표시영역의 투과 개구율의 저하를 최소한으로 억제할 수 있다.
즉, 실시예6의 반투과형 액정표시 패널에서는, 흑(黑)표시 시의 광 누설을 저감할 수가 있는 동시에, 투과 표시영역의 백(白)표시 시의 투과율의 저하를 최소한으로 할 수가 있다.
그 결과, 투과 표시영역의 투과 콘트라스트(백(白)투과율/흑(黑)투과율)을 높게 할 수가 있다.
(실시예7)
도24 내지 도26은, 본 발명에 의한 실시예7의 액정표시 패널의 개략구성을 나타내는 모식도이다. 도24은, 실시예7의 액정표시 패널의 1화소의 구성예를 나타내는 평면도이다. 도25은, 도24의 M-M'선에 있어서의 단면도이며, 전압이 오프(off)일 때의 액정분자의 배향을 나타내는 도다. 도26은, 도24의 M-M'선에 있어서의 단면도이며, 화소전극과 대향전극과의 사이에 전위차가 생겼을 때의 액정분자의 배향을 나타내는 도이다.
실시예1로부터 실시예6에서는, VA방식의 액정표시 패널, 즉 전압이 오프(off)이고 화소전극(111)과 대향전극112과의 사이의 전위차가 0일 때에, 액정분자(301)이 기판평면과 수직으로 배향하는 액정표시 패널을 예로 들었다. 그렇지만, 본 발명은, VA방식에 한하지 않고, 예를 들면, 배향제어돌기(206)를 갖는 호모지니어스 배향ECB (ECB)방식의 액정표시 패널에도 적용할 수가 있다. 그러므로, 실시예7에서는, ECB방식의 투과형 컬러 액정표시 패널에 배향제어돌기를 설치했을 경우의 구성예에 대해서 설명한다.
또, ECB방식의 투과형 액정표시 패널의 TFT기판(1) 및 대향기판(2)의 기본적인 구성은, VA방식의 투과형 액정표시 패널의 TFT기판(1) 및 대향기판(2)과 거의 같기 때문에, TFT기판(1) 및 대향기판(2)의 상세한 설명은 생략한다.또한, 실시예7에서는, TFT기판(1) 및 대향기판(2)의 구성이, 예를 들면, 도24 및 도25 도시한 바와 같이, 실시예2에서 예로든 액정표시 패널의 TFT기판(1) 및 대향기판(2)과 같은 구성의 경우를 예로 든다.
이 때, 배향제어돌기(205) 및 차광층206은, 대향기판(2)에 마련되어져 있다.
또한, 차광층(205)의 외주는,배향제어돌기(206)의 외주보다도 외측에 있다.이러한 구성의 대향기판(2)의 제작방법은, 실시예2에서 설명한 대로이므로, 반복설명은 생략한다.
또, ECB방식의 액정표시 패널의 경우,배향막(112,207)은, 우선, 예를 들면, ECB용 배향막을, 원하는 패턴이 그려진 수지판을 마스크로 해서 인쇄하고, 온도230℃의 분위기중에서 10분간 가열해서 소성한다. 그리고,배향제어돌기(206)가 연장하는 방향에 대하여 수직방향으로 러빙한다. 이 때, 대향기판(2)의 배향막(207)과 TFT기판(1)의 배향막(112)의 프레틸트 각이 호모지니어스 배향으로 인정되는 1도 미만이 되도록, 기판을 보내는 속도, 연마포(硏磨布)의 절삭 깊이량, 연마시(時)의 회전수 등의 프로세스 파라미터를 조정한다. 또한, 대향기판(2)의 배향막(207)과 TFT기판(1)의 배향막(112)의 프레틸트의 방향은 안티패럴렐로 한다.
또한, ECB방식의 액정표시 패널의 경우, 액정층(3)에는, 예를 들면, 복굴절위상차이Δn가 0.0725인 포지티브형 액정을 이용한다.
또한, ECB방식의 경우, 상위상차판5B은, 대향기판(2)의 유리기판(201)측에서 순차로, 예를 들면, 리타데이션 Δn·d=110nm (기판의 주면(主面)에 대하여 45도 경사시)의 Z축위상차판, Δn·d=166nm 의 일축연신(一軸延伸) 위상차판 (λ/4위상차판)을 서로 붙인다. 이때, λ/4위상차판은 지상축(遲相軸)각도가 90도가 되도록 서로 붙인다. 또한, 상(上)편광판6B는 투과축 각도가 225도가 되도록 서로 붙인다.
또한, 하위상차판5A는, TFT기판(1)의 유리기판(101)측에서 순차로, 예를 들면, Δn·d=110nm (기판의 주면에 대하여 45도 경사시)의 Z축위상차판, Δn·d=119
nm의 일축연신(一軸延伸) 위상차판 (λ/4위상차판)을 서로 붙인다. 이때, λ/4위상차판은 지상축각도가 180도가 되도록 서로 붙인다. 또한, 하(下)편광판6A는 투과축 각도가 135도가 되도록 서로 붙인다.
또, 상기 각 위상차판5A,5B 의 지상축(遲相軸) 및 각 편광판6A,6B의 투과축은 소정의 방향, 예를 들면, 화면의 수평방향을 기준으로 해서 반 시계방향으로 잰 각도로 나타내고 있다.
ECB 방식의 액정표시 패널의 경우, 도25 도시한 바와 같이, 전압이 오프(off)이고 화소전극(ll1)과 대향전극(204) 사이의 전위차가 0일 때에, 액정분자(301)은 호모지니어스 배향, 즉 기판평면에 대하여 평행에 배향한다. 단지,배향제어돌기(205)가 마련된 영역에서는, 액정분자(301)은, 배향제어돌기(206) (배향막207)의 경사면에 대하여 대략 평행으로 배향한다.
또한 이때, 액정층(3)에는, 포지티브형 액정을 이용하고 있으므로, 화소전극(111)과 대향전극(204) 사이에 전위차가 생기면, 예를 들면, 도26 도시한 바와 같이, 전계(電界)E의 방향에 대하여 평행한 방향으로 액정분자(301)이 기운다. 이 액정분자(301)이 기우는 방향은, 배향제어돌기(206)에 의해 결정된다. 그리고,배향 제어돌기(205)가 마련된 영역에서는, 배향제어돌기(206) (배향막207)의 경사면에 대하여 대략 수직으로 배향하므로, 액정층에 리타데이션이 발생한다.
실시예7의 ECB방식의 액정표시 패널의 경우, 전압이 오프(off)일 때가 백(白)표시, 화소전극과 대향전극의 전위차가 최대일 때가 흑(黑)표시가 된다. 이로 인해, 상기 각 실시예에서 든 VA방식의 액정표시 패널과 같이, 흑(黑)표시 시에 액정층의 리타데이션에 의한 광 누설이 발생하고, 결과적으로 투과 콘트라스트(백(白)투과율/흑(黑)투과율)이 저하한다. 그러므로, 실시예7과 같이, 배향제어돌기
(206)를 마스크로 한 패터닝에서 차광층(205)을 형성하면, 실시예2의 액정표시 패널과 같이, 흑(黑)표시 시의 광 누설을 저감할 수 있다. 또한, 차광층(205)의 크기를, 가능한 한 작게 할 수가 있으므로, 투과 개구율의 저하에 의한 백(白)표시 시의 투과율 저하를 최소한으로 할 수가 있다.
즉, 실시예7의 ECB방식의 액정표시 패널에서도, 흑(黑)표시 시의 광 누설을 저감 함으로써 흑(黑)투과율을 낮출 수가 있는 동시에, 투과 개구율의 저하를 막는 것으로 백(白)투과율의 저하를 최소한으로 할 수가 있다. 그 결과, 투과 콘트라스트(백(白)투과율/흑(黑)투과율)를 높게 할 수가 있다.
이상, 본 발명을, 상기 실시예에 근거해 구체적으로 설명했지만, 본 발명은, 상기 실시예에 한정되는 것은 아니고, 그 요지를 일탈하지 않는 범위에 있어서, 여러가지로 변경가능한 것은 물론이다.
본 발명의 액정표시장치는, 상기 액정표시 패널의 한쪽 기판에 배향제어돌기 및 차광층을 갖는 것이다. 상기 배향제어돌기는, 액정재료 중의 액정분자가 기우는 방향을 제어하기 위한 돌기다. 또한, 상기 차광층은, 배향제어돌기가 배치된 위치에서 일어나는 광 누설을 저감하기 위한 것이다. 그리고, 본 발명의 액정표시장치에서는, 도체막 위에 배향제어돌기를 형성한 후, 상기 배향제어돌기를 마스크로 해서 상기 도체막을 패터닝하고, 차광층을 형성한다.
이러한 순서로 배향제어돌기 및 차광층을 형성하면, 예를 들면, 기판평면상에서 보았을 때 차광층의 외주가 배향제어돌기의 외주보다도 안쪽이며, 또한, 상기 차광층의 외주 측면의 전면이 상기 배향제어돌기로 덮어져 있지 않은 상태로 할 수가 있다. 또한, 상기 차광층을 형성한 후, 예를 들면, 상기 배향제어돌기를 에싱
(ashing)등으로 부분적으로 제거하면, 기판평면상에서 보았을 때 상기 차광층의 외주가 상기 배향제어돌기의 외주와 일치하거나, 또는 외측이 되도록 할 수도 있다. 더욱이 이때, 상기 차광층의 패터닝은, 보통 에칭으로 행하므로, 상기 차광층의 외주는, 그 각 점에 있어서의 상기 배향제어돌기의 외주로부터의 거리가 거의 일정해진다. 이로 인해, 본 발명의 액정표시장치에서는, 배향제어돌기와 차광층의 위치 어긋남이 거의 생기지 않는다.
또, 배향제어돌기가 배치된 영역에서 일어나는 광 누설을 막기 위해 필요한 차광층의 외주수치는, 보통, 배향제어돌기의 경사면의 각도에 의존한다. 이로 인
해, 배향제어돌기의 외주와 차광층 외주의 위치 관계는, 형성하는 배향제어돌기의 경사면의 각도에 따라 정하면 된다.
상기 액정표시장치(액정표시패널)가, 예를 들면, VA방식의 경우, 화소전극과 대향전극과의 사이의 전위차가 0(零)일 때에, 상기 액정재료 중의 액정분자가 기판평면에 대하여 수직으로 배향되지만, 상기 배향제어돌기가 배치된 영역에서는 수직이 되지 않고, 어떤 방향으로 기운 상태가 된다. 그리고, 본 발명의 액정표시장치와 같이 ,배향제어돌기와 차광층의 위치 어긋남이 생기지 않으면, 상기 차광층의 외주치수를 가능한 한 작게 할 수가 있다. 이로 인해, 흑(黑)표시 시의 광 누설을 저감하고, 또한, 투과개구율의 저하를 막을 수 있다.
또, 본 발명의 액정표시장치에 있어서, 상기 배향제어돌기 및 차광층은, 상기 대향전극을 갖는 기판(제2 기판), 상기 화소전극을 갖는 기판(제1 기판)의 어느 쪽에 마련되어져 있어도 좋다.
또한, 상기 대향전극을 갖는 기판에 상기 배향제어돌기 및 차광층을 설치할 경우, 상기 배향제어돌기 및 차광층은, 상기 대향전극과 화소전극의 사이, 즉 대향전극보다도 나중에 형성되어 있어도 좋고, 대향전극보다도 먼저 형성되어 있어도 좋다. 마찬가지로, 상기 화소전극을 갖는 기판에 상기 배향제어돌기 및 차광층을 설치할 경우, 상기 배향제어돌기 및 차광층은, 상기 화소전극과 대향전극사이, 즉 화소전극보다도 나중에 형성되어 있어도 좋고, 화소전극보다도 먼저 형성되어 있어도 좋다.
또한, 본 발명의 액정표시장치는, 투과형이여도 좋고, 반투과형이여도 좋다.
반투과형의 경우, 투과영역과 반사영역의 액정재료층의 두께를 바꾸는 단차형성층(段差形成層)은, 상기 대향전극을 갖는 기판, 상기 화소전극을 갖는 기판의 어느 쪽 기판에 마련되어져 있어도 좋다. 또한 이 때, 상기 배향제어돌기 및 차광층도, 어 느 쪽 기판에 마련되어져 있어도 좋다. 또, 상기 배향제어돌기 및 차광층을, 상기 화소전극을 갖는 기판에 설치할 경우, 예를 들면, 반사영역으로부터 투과영역에 걸쳐서 연장하는 배향제어돌기를 형성해 두고, 그 배향제어돌기를, 반사영역에 마련되어지는 반사층을 형성할 때의 마스크에 이용하면, 차광층을 겸하는 반사층을 형성할 수가 있다.
또한, 본 발명은, VA방식에 한하지 않고, 예를 들면, 호모지니어스(homo-
geneous) 배향ECB(Electrically Controlled Birefringence)방식의 액정표시장치(액정표시패널)에 배향제어돌기를 형성할 경우 등에도 적용할 수가 있다.

Claims (18)

  1. 화소(畵素)전극을 갖는 제1 기판과 대향전극을 갖는 제2 기판의 사이에 액정재료를 협지(挾持)한 액정표시 패널을 갖는 액정표시장치이며,
    상기 제2 기판은, 도체막(導體膜)을 성막(成膜)한 후, 상기 도체막 위에 절연막을 성막하고, 상기 절연막을 패터닝하여 형성되는 배향제어돌기(配向制御突起)와, 상기 배향제어돌기를 마스크로 해서 상기 도체막을 패터닝하여 형성되는 차광층(遮光層)을 갖는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 배향제어돌기 및 상기 차광층은, 상기 대향전극과 상기 화소전극의 사이에 마련되어져 있는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 대향전극은, 상기 차광층의 패터닝보다도 뒤에 성막된 도체막으로 이루어진 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 차광층은, 기판평면상에서 보았을 때의 외주(外周)가 상기 배향제어돌기의 외주보다도 안쪽이며, 또한, 상기 차광층의 상기 외주의 측면의 전면이 상기 배향제 어돌기로 덮어져 있지 않은 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  5. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 차광층은, 기판평면상에서 보았을 때의 외주가 상기 배향제어돌기의 외주와 일치하거나, 또는 외측인 것을 특징으로 하는 기재의 액정표시장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 차광층의 외주는, 상기 차광층의 상기 외주의 각점에 있어서의 상기 배향제어돌기의 외주로부터의 거리가 일정한 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  7. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 기판은, 상기 대향전극과 상기 화소전극의 사이의 상기 액정재료의 층의 두께를 2가지로 하는 단차형성층(段差形成層)을 갖고, 상기 배향제어돌기 및 상기 차광층은, 상기 단차형성층의 단부(端部)를 지나고, 상기 액정재료의 층의 두께가 다른 2개의 영역에 연장하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  8. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 액정표시 패널은, 상기 화소전극과 상기 대향전극과의 사이의 전위차(電位差)가 0(零)일 때에, 상기 액정재료중의 액정분자(液晶分子)가, 기판평면에 대하여 수직한 방향으로 배향되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  9. 화소전극을 갖는 제1 기판과 대향전극을 갖는 제2 기판의 사이에 액정재료를 협지(挾持)한 액정표시 패널을 갖는 액정표시장치이며,
    상기 제1 기판은, 도체막을 성막한 후, 상기 도체막 위에 절연막을 성막하고, 상기 절연막을 패터닝하여 형성되는 배향제어돌기와,
    상기 배향제어돌기를 마스크로 해서 상기 도체막을 패터닝하여 형성되는 차광층을 갖는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 배향제어돌기 및 상기 차광층은, 상기 화소전극과 상기 대향전극의 사이에 마련되어져 있는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 화소전극은, 상기 차광층의 패터닝보다도 뒤에 성막된 도체막으로 이루어진 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  12. 제10항 또는 제11항에 있어서,
    상기 차광층은, 기판평면상에서 보았을 때의 외주가 상기 배향제어돌기의 외주보다도 안쪽에 있으며, 동시에 상기 차광층의 상기 외주 측면의 전면(全面)이 상기 배향제어돌기로 덮여 있지 않은 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  13. 제10항 또는 제11항에 있어서,
    상기 차광층은, 기판평면상에서 보았을 때의 외주가 상기 배향제어돌기의 외주와 일치하거나, 또는 외측인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 차광층의 외주는, 상기 차광층의 상기 외주의 각점에 있어서의 상기 배향제어 돌기의 외주로부터의 거리가 일정한 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  15. 제9항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 액정표시 패널은, 상기 화소전극과 상기 대향전극과의 사이의 전위차가 0(零) 일 때에, 상기 액정재료중의 액정분자가, 기판평면에 대하여 수직한 방향으로 배향되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  16. 화소전극을 갖는 제1 기판과 대향전극을 갖는 제2 기판에 액정재료를 협지(挾持)한 액정표시 패널을 갖고, 상기 제1 기판은 상기 대향전극과 상기 화소전극 사이의 상기 액정재료의 층의 두께를 2가지로 하는 단차형성층 및 상기 단차형성층과 중첩 하는 영역에 배치된 반사층을 갖는 액정표시장치이며,
    상기 제1 기판은, 도체막을 성막한 후, 상기 도체막 위에 절연막을 성막하고, 상기 절연막을 패터닝하여 형성되는 상기 단차형성층과, 상기 단차형성층을 마스크로 해서 상기 도체막을 패터닝하여 형성되는 차광층(遮光層)을 갖는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 차광층은, 상기 단차형성층과 중첩하는 영역의 외측까지 연장하고 있는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  18. 제16항 또는 제17항에 있어서,
    상기 액정표시 패널은, 상기 화소전극과 상기 대향전극과의 사이의 전위차가 0(零)의 때에, 상기 액정재료 중의 액정분자가, 기판평면에 대하여 수직한 방향에 배향되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
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