KR101437870B1 - 수직 배향 액정 표시 장치 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

제1 기판 위에 형성되어 있는 제1 신호선, 제1 기판 위에 형성되어 있으며 제1 신호선과 교차하는 제2 신호선, 제1 기판 위에 형성되어 있으며, 제1 신호선 및 제2 신호선과 연결되어 있는 스위칭 소자, 스위칭 소자 위에 형성되어 있으며, 골, 능선 및 골과 능선 사이의 경사면을 형성하는 제1 산부재, 제1 산부재 위에 형성되어 있으며, 스위칭 소자에 연결되어 있는 화소 전극, 화소 전극 위에 형성되어 있으며, 제1 기판의 표면에 대하여 수직 방향으로 광 배향되어 있는 제1 배향막, 제1 기판과 마주보고 있는 제2 기판, 제2 기판 위에 형성되어 있는 공통 전극, 제1 배향막과 공통 전극 사이에 협지되어 있는 액정층을 포함한다.
Figure R1020080014173
산부재, 광배향, 빛샘

Description

수직 배향 액정 표시 장치 및 그 제조 방법{VERTICALLY ALIGNED LIQUID CRYSTAL DISPLAY AND MANUFACTURING METHOD OF THE SAME}
본 발명은 수직 배향 액정 표시 장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
액정 표시 장치는 현재 가장 널리 사용되고 있는 평판 표시 장치로서, 화소 전극과 공통 전극 등 전기장 생성 전극(field generating electrode)이 형성되어 있는 두 장의 표시판과 그 사이에 들어 있는 액정층을 포함한다. 액정 표시 장치는 또한 각 화소 전극과 연결되어 있는 스위칭 소자와 스위칭 소자를 제어하여 화소 전극에 전압을 인가하기 위한 게이트선과 데이터선 등 다수의 신호선을 포함한다.
이러한 액정 표시 장치 중에서도, 전기장이 인가되지 않은 상태에서 액정 분자의 장축을 표시판에 대하여 수직을 이루도록 배열한 수직 배향 방식(vertically aligned mode)의 액정 표시 장치가 대비비가 크고 기준 시야각이 넓어서 각광받고 있다.
수직 배향 방식의 액정 표시 장치에서 넓은 기준 시야각을 구현하기 위한 방법 중 하나로써 배향막을 광 배향함으로써 액정이 선경사각(pre-tilt angle)을 가지도록 하는 방법이 있다.
그런데 광시야각을 구현하기 위하여는 액정이 적어도 4 방향의 선경사각을 가지도록 하여야 하고, 이를 위하여는 배향막을 4개의 영역으로 분할하고 각 영역에 별도로 광을 조사하여야 한다. 이러한 영역별 광 조사는 쉐도우(shadow) 마스크를 사용하여 원하는 부분에만 광이 조사되도록 하는데, 별도로 노광해야 하는 영역의 수가 많을수록 쉐도우 마스크의 수와 광 조사 공정 수가 증가하여 제조 공정을 복잡하게 만드는 문제점이 있다.
또한, 액정이 기판 면에 대하여 선경사각을 가지므로 노말리 블랙(normally black) 모드의 블랙 상태에서 빛샘이 발생하게 되어 대비비가 저하되는 문제가 있다.
따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 광 배향을 통하여 액정이 선경사각을 가지도록 함에 있어서 광 조사의 횟수를 줄이는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 노말리 블랙 모드 액정 표시 장치의 대비비를 향상하는 것이다.
본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치는 제1 기판, 상기 제1 기판 위에 형성되어 있는 제1 신호선, 상기 제1 기판 위에 형성되어 있으며 상기 제1 신호선과 교차하는 제2 신호선, 상기 제1 기판 위에 형성되어 있으며, 상기 제1 신호선 및 상기 제2 신호선과 연결되어 있는 스위칭 소자, 상기 스위칭 소자 위에 형성되어 있으며, 골, 능선 및 골과 능선 사이의 경사면을 형성하는 제1 산부재, 상기 제1 산부재 위에 형성되어 있으며, 상기 스위칭 소자에 연결되어 있는 화소 전극, 상기 화소 전극 위에 형성되어 있으며, 상기 제1 기판의 표면에 대하여 수직 방향으로 광 배향되어 있는 제1 배향막, 상기 제1 기판과 마주보고 있는 제2 기판, 상기 제2 기판 위에 형성되어 있는 공통 전극, 상기 제1 배향막과 상기 공통 전극 사이에 협지되어 있는 액정층을 포함한다.
본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치는 상기 공통 전극과 상기 액정층 사이에 형성되어 있는 제2 배향막을 더 포함할 수 있다.
상기 제2 배향막은 폴리이미드로 이루어진 단순한 수직 배향막일 수 있다.
상기 제2 배향막은 서로 다른 방향으로 광 배향되어 있는 복수의 영역을 포함할 수 있다.
상기 공통 전극은 절개부를 가질 수 있고, 상기 절개부는 상기 제1 산부재의 능선과 대응하는 위치에 배치될 수 있다.
상기 제2 기판과 상기 공통 전극 사이에 형성되어 있는 제2 산부재를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 산부재의 능선과 골은 각각 상기 제2 산부재의 골과 능선에 대응하는 위치에 형성될 수 있다.
상기 공통 전극과 상기 제2 배향막 사이에 형성되어 있는 유기막 돌기를 더 포함할 수 있다.
상기 유기막 돌기는 상기 제1 산부재의 능선과 대응하는 위치에 형성될 수 있다.
상기 제2 기판과 상기 공통 전극 사이에 형성되어 있는 유기막 돌기를 더 포함할 수 있다.
상기 유기막 돌기는 상기 제1 산부재의 능선과 대응하는 위치에 형성될 수 있다.
상기 제2 배향막은 상기 제2 기판의 표면에 대하여 수직을 이루는 방향으로 광 배향될 수 있다.
상기 화소 전극은 절개부를 가질 수 있다.
상기 절개부는 상기 제1 산부재의 골과 대응하는 위치에 배치될 수 있다.
상기 제1 산부재의 골은 상기 제1 산부재의 능선과 능선 사이에 위치할 수 있다.
상기 제1 산부재의 능선은 제1 내지 제4 능선을 포함하고, 상기 제1 능선은 상기 제1 신호선과 나란한 줄기부, 상기 줄기부로부터 아래위 사선 방향으로 뻗어 나간 상부 사선부 및 하부 사선부, 상기 상부 사선부로부터 상기 제2 신호선과 나란하게 위쪽으로 뻗어나가며 상기 화소 전극의 오른쪽 변과 중첩하는 상부 가지부, 상기 하부 사선부로부터 상기 제2 신호선과 나란하게 아래쪽으로 뻗어나가며 상기 화소 전극의 오른쪽 변과 중첩하는 하부 가지부를 포함하고, 상기 제2 능선은 상기 화소 전극의 왼쪽 변과 중첩하는 중심부, 상기 중심부로부터 아래위 사선 방향으로 뻗어 나간 상부 사선부 및 하부 사선부, 상기 상부 사선부로부터 상기 제2 신호선 과 나란하게 위쪽으로 뻗어나가며 상기 화소 전극의 오른쪽 변과 중첩하는 상부 가지부, 상기 하부 사선부로부터 상기 제2 신호선과 나란하게 아래쪽으로 뻗어나가며 상기 화소 전극의 오른쪽 변과 중첩하는 하부 가지부를 포함하고, 상기 제3 능선은 상기 화소 전극의 좌하 모퉁이 부분에 위치하며 사선 방향으로 뻗은 사선부, 상기 사선부로부터 상기 제2 신호선과 나란하게 위쪽으로 뻗어나가며 상기 화소 전극의 왼쪽 변과 중첩하는 세로 가지부, 상기 사선부로부터 상기 제1 신호선과 나란하게 오른쪽으로 뻗어나가며 상기 화소 전극의 아래 변과 중첩하는 가로 가지부를 포함하고, 상기 제4 능선은 상기 화소 전극의 좌상 모퉁이 부분에 위치하며 사선 방향으로 뻗은 사선부, 상기 사선부로부터 상기 제2 신호선과 나란하게 아래쪽으로 뻗어나가며 상기 화소 전극의 왼쪽 변과 대략 중첩하는 세로 가지부, 상기 사선부로부터 상기 제1 신호선과 나란하게 오른쪽으로 뻗어나가며 상기 화소 전극의 위 변과 중첩하는 가로 가지부를 포함할 수 있다.
상기 절개부는 제1 내지 제3 절개부를 포함하고, 상기 제1 절개부는 상기 제1 능선과 상기 제2 능선 사이에 위치하며, 옆으로 누운 V자 모양을 가지고, 상기 제2 절개부 및 제3 절개부는 각각 상기 제2 능선과 제3 능선(163) 사이 및 상기 제2 능선과 제4 능선 사이에 위치하고, 사선 방향으로 뻗은 막대 모양을 가질 수 있다.
상기 화소 전극은 상기 절개부의 길이 방향에 대하여 수직을 이루는 방향으로 뻗어 있는 미세 슬릿을 가질 수 있다.
상기 제1 산부재의 경사면이 상기 제1 기판의 표면과 이루는 각도는 0.5도 내지 5도 사이일 수 있다.
본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치는 제1 기판, 골, 능선 및 골과 능선 사이의 경사면을 형성하는 제1 산부재, 상기 제1 산부재 위에 형성되어 있는 화소 전극, 상기 화소 전극 위에 형성되어 있는 제1 배향막을 포함하는 제1 표시판을 제조하는 단계, 제2 기판, 공통 전극 및 상기 공통 전극 위에 형성되어 있는 제2 배향막을 포함하는 제2 표시판을 제조하는 단계, 상기 제1 배향막을 상기 제1 기판의 표면에 대하여 수직을 이루는 방향으로 광 배향하는 단계, 상기 제1 배향막을 상기 제2 기판의 표면에 대하여 수직을 이루는 방향으로 광 배향하는 단계, 상기 제1 표시판과 상기 제2 표시판을 결합하는 단계를 포함하는 제조 방법을 통하여 제조된다.
상기 제1 배향막과 상기 제2 배향막을 광 배향하는 단계에서는 자외선을 배향 광으로 사용할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 광 배향을 위한 광 조사 횟수를 크게 줄일 수 있다.
또한, 액정이 기판에 대하여 수직으로 배향되어 있기 때문에 블랙 휘도를 크게 낮출 수 있고, 따라서 대비비가 향상된다.
그러면, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였으며 중복 설명은 생략한다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 배치도이고, 도 2는 도 1의 II-II선에 대한 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참고하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치는 서로 마주하는 박막 트랜지스터 표시판(100)과 공통 전극 표시판(200) 및 이들 두 표시판(100, 200) 사이에 들어 있는 액정층(3)을 포함한다.
먼저, 도 1 및 도 2를 참고하여 박막 트랜지스터 표시판(100)에 대하여 설명한다.
투명한 유리 또는 플라스틱 따위로 만들어진 절연 기판(110) 위에 복수의 게이트선(gate line)(121) 및 복수의 유지 전극선(storage electrode line)(131)이 형성되어 있다.
게이트선(121)은 게이트 신호를 전달하며 주로 가로 방향으로 뻗어 있다. 각 게이트선(121)은 위로 돌출한 복수의 게이트 전극(124)을 포함한다.
유지 전극선(131)은 소정의 전압을 인가 받으며 게이트선(121)과 거의 나란하게 뻗는다. 각 유지 전극선(131)은 인접한 두 게이트선(121) 사이에 위치하며 두 게이트선(121)과 거의 동일한 거리를 두고 있다. 유지 전극선(131)은 아래위로 확장된 유지 전극(133)을 포함한다.
게이트선(121) 및 유지 전극선(131) 위에는 질화규소(SiNx) 또는 산화규소(SiOx) 따위로 만들어진 게이트 절연막 (140)이 형성되어 있다.
게이트 절연막(140) 위에는 비정질 규소 또는 다결정 규소 등으로 만들어진 복수의 섬형 반도체(154)가 형성되어 있다. 반도체(154)는 게이트 전극(124) 위에 위치한다.
반도체(154) 위에는 복수 쌍의 섬형 저항성 접촉 부재(167, 165)가 형성되어 있다. 저항성 접촉 부재(167, 165)는 인 따위의 n형 불순물이 고농도로 도핑되어 있는 n+ 수소화 비정질 규소 따위의 물질로 만들어지거나 실리사이드(silicide)로 만들어질 수 있다.
저항성 접촉 부재(167, 165) 및 게이트 절연막(140) 위에는 복수의 데이터선 (171)과 복수의 드레인 전극(175)이 형성되어 있다.
데이터선(171)은 데이터 전압을 전달하며 주로 세로 방향으로 뻗어 게이트선(121) 및 유지 전극선(131)과 교차한다. 각 데이터선(171)은 게이트 전극(124)을 향하여 뻗어 U자형으로 굽은 복수의 소스 전극(173)을 포함한다.
드레인 전극(175)은 데이터선(171)과 분리되어 있으며 게이트 전극(124)을 중심으로 소스 전극(173)과 마주한다.
각 드레인 전극(175)은 넓은 한 쪽 끝 부분(177)과 막대형인 다른 쪽 끝 부분을 포함한다. 넓은 끝 부분(177)은 유지 전극(133)과 중첩하며, 막대형 끝 부분은 소스 전극(173)으로 일부 둘러싸여 있다.
하나의 게이트 전극(124), 하나의 소스 전극(173) 및 하나의 드레인 전극(175)은 반도체(154)와 함께 하나의 박막 트랜지스터(thin film transistor, TFT)를 이루며, 박막 트랜지스터의 채널(channel)은 소스 전극(173)과 드레인 전극(175) 사이의 반도체(154)에 형성된다.
데이터선(171), 드레인 전극(175) 및 노출된 반도체(154) 부분 위에는 보호막(180)이 형성되어 있다. 보호막(180)은 때에 따라 생략될 수 있다.
보호막(180)의 위에는 복수의 능선(161, 162, 163, 164)과 골을 형성하는 산부재(160)가 형성되어 있다. 산부재(160)는 유기막일 수 있다.
산부재(160)와 보호막(180)은 드레인 전극의 넓은 끝 부분(177)을 노출하는 접촉 구멍(181)을 가진다.
산부재(160)의 위에는 복수의 화소 전극(190)이 형성되어 있다. 화소 전극(190)은 ITO 또는 IZO 등의 투명한 도전 물질이나 알루미늄, 은, 크롬 또는 그 합금 등의 반사성 금속으로 만들어질 수 있다. 화소 전극(190)은 접촉 구멍(181)을 통하여 드레인 전극의 넓은 끝 부분(177)과 연결되어 있고, 복수의 절개부(191, 192, 193)를 가진다.
산부재(160)이 형성하는 능선(161, 162, 163, 164)과 골에 대하여 좀 더 구체적으로 설명한다.
제1 능선(161)은 게이트선(121)과 나란하고 유지 전극(133)과 중첩하는 줄기부, 줄기부로부터 아래위 사선 방향으로 뻗어 나간 상부 및 하부 사선부, 상부 사선부로부터 데이터선(171)과 나란하게 위쪽으로 뻗어나가며 화소 전극(190)의 오른쪽 변과 대략 중첩하는 상부 가지부, 하부 사선부로부터 데이터선(171)과 나란하게 아래쪽으로 뻗어나가며 화소 전극(190)의 오른쪽 변과 대략 중첩하는 하부 가지부를 포함한다.
제2 능선(162)은 유지 전극(133)과 교차하며 화소 전극(190)의 왼쪽 변과 중첩하는 중심부, 중심부로부터 아래위 사선 방향으로 뻗어 나간 상부 및 하부 사선부, 상부 사선부로부터 데이터선(171)과 나란하게 위쪽으로 뻗어나가며 화소 전극(190)의 오른쪽 변과 대략 중첩하는 상부 가지부, 하부 사선부로부터 데이터선(171)과 나란하게 아래쪽으로 뻗어나가며 화소 전극(190)의 오른쪽 변과 대략 중첩하는 하부 가지부를 포함한다.
제3 능선(163)은 화소 전극(190)의 좌하 모퉁이 부분에 위치하며 사선 방향으로 뻗은 사선부, 사선부로부터 데이터선(171)과 나란하게 위쪽으로 뻗어나가며 화소 전극(190)의 왼쪽 변과 대략 중첩하는 세로 가지부, 사선부로부터 게이트선(121)과 나란하게 오른쪽으로 뻗어나가며 화소 전극(190)의 아래 변과 대략 중첩하는 가로 가지부를 포함한다.
제4 능선(164)은 화소 전극(190)의 좌상 모퉁이 부분에 위치하며 사선 방향으로 뻗은 사선부, 사선부로부터 데이터선(171)과 나란하게 아래쪽으로 뻗어나가며 화소 전극(190)의 왼쪽 변과 대략 중첩하는 세로 가지부, 사선부로부터 게이트 선(121)과 나란하게 오른쪽으로 뻗어나가며 화소 전극(190)의 위 변과 대략 중첩하는 가로 가지부를 포함한다.
능선(161, 162, 163, 164) 사이에는 골이 위치한다. 즉, 제1 능선(161)과 제2 능선(162) 사이, 제2 능선(162)과 제3 능선(163) 사이 및 제2 능선(162)과 제4 능선(164) 사이에는 각각 골이 위치한다. 골에는 화소 전극(190)의 절개부(191, 192, 193)가 형성되어 있다. 제1 능선(161)과 제2 능선(162) 사이에 위치하는 제1 절개부(191)는 옆으로 누운 V자 모양이고, 제2 능선(162)과 제3 능선(163) 사이 및 제2 능선(162)과 제4 능선(164) 사이에 각각 위치하는 제2 및 제3 절개부는 사선 방향으로 뻗은 막대 모양이다.
능선(161, 162, 163, 164)과 골 사이에는 경사면이 형성되어 있다. 경사면이 기판(110)에 대하여 이루는 경사각은 0.5도 내지 5도 사이이다. 경사각이 0.5도 미만이면 액정이 선경사각을 가지도록 하는 효과가 거의 없게 되고, 경사각이 5도를 초과하면 경사가 너무 가파르게 되어 광 배향을 통해 액정을 기판(110)에 대하여 수직으로 배향하기가 어려워진다.
화소 전극(190)의 위에는 하부 배향막(11)이 형성되어 있다. 하부 배향막(11)은 자외선 등의 광 조사를 통하여 기판(110)에 대하여 수직으로 배향되어 있다. 따라서 하부 배향막(11)과 접하는 액정 분자들은 기판(110)에 대하여 수직으로 배열된다.
다음, 도 1 및 도 2를 참고하여 공통 전극 표시판(200)에 대하여 설명한다.
투명한 유리 또는 플라스틱 따위로 만들어진 절연 기판(210) 위에 크롬과 크롬 산화물의 단일층이나 이중층 또는 유기 물질로 이루어진 차광 부재(220)가 형성되어 있고, 차광 부재(220) 위에 색필터(230)이 형성되어 있다. 차광 부재(220)는 매트릭스 형태로 배열되어 있는 개구부를 가질 수 있고, 색필터(230)는 적색, 녹색, 청색의 3색 또는 적색, 녹색, 청색 및 백색의 4색 색필터를 포함하고, 차광 부재(220)가 형성하는 개구부를 채우고 있다.
차광 부재(220)와 색필터(230)의 위에는 투명한 유기 절연 물질로 이루어진 덮개막(250)이 형성되어 있고, 덮개막(250)의 위에는 ITO 또는 IZO 등의 투명한 도전 물질로 이루어진 공통 전극(270)이 형성되어 있다. 덮개막(250)은 생략할 수 있다.
공통 전극(270)의 위에는 상부 배향막(21)이 형성되어 있다. 상부 배향막(21)은 자외선 등의 광 조사를 통하여 기판(210)에 대하여 수직으로 배향되어 있다. 따라서 상부 배향막(21)과 접하는 액정 분자들은 기판(210)에 대하여 수직으로 배열된다.
액정층(3)은 음의 유전율 이방성을 가지는 액정 분자들을 포함하고, 상부 및 하부 배향막(11, 21)에 의하여 기판(110, 210)에 대하여 수직으로 초기 배향되어 있다.
그러면, 도 3 및 도 4를 참고로 하여, 도 1 및 도 2로 나타낸 액정 표시 장치를 제조하기 위하여 진행하는 광 배향에 대하여 설명한다.
도 3은 하부 배향막(11)을 광 배향하는 공정을 나타내는 것이고, 도 4는 상부 배향막(21)을 광 배향하는 공정을 나타내는 것이다.
도 3 및 도 4에 나타낸 바와 같이, 하부 배향막(11)과 상부 배향막(21)에 자외선 등의 광을 조사하여 초기 배향을 형성하는데, 광을 두 기판(110, 210)의 표면에 대하여 수직을 이루는 방향으로 조사한다. 여기서 광의 조사는 선형 단면을 가지는 빔을 이용하여 스캐닝(scanning )하여 진행할 수 있다.
이상과 같이, 광을 기판(110, 210)의 표면에 대하여 수직 방향으로 조사하면, 배향막(11, 21)은 기판(110, 210)의 표면에 대하여 수직인 방향으로 액정을 배향하려는 성질을 가지게 된다. 여기서 두 배향막(11, 21)이 각각 1회의 광 조사를 통하여 광 배향이 마무리되므로 광 배향 공정이 간소해지고, 광을 조사하는 동안 배향막(11, 21)을 부분적으로 가려야 할 필요가 없으므로 셰도 마스크도 필요없게 되어 제조 비용을 절감할 수 있다.
하부 배향막(11)과 상부 배향막(21)의 광 배향이 완료되면 두 표시판(100, 200)의 결합과 액정 주입 공정을 진행한다. 액정 주입은 두 표시판(100, 200)을 밀봉재로 결합한 이후에 기압차를 이용하여 진행하거나, 두 표시판(100, 200) 중의 어느 하나에 폐곡선 형태로 밀봉재를 형성하고, 액정을 적하한 이후에 나머지 기판을 결합할 수 있다.
이처럼, 산부재(160)를 형성하고, 액정을 기판(110, 210)에 대하여 수직으로 배향되도록 초기 배향을 하면, 블랙 상태에서의 휘도를 크게 낮출 수 있고, 액정에 선경사를 부여하여 액정의 기우는 방향을 미리 설정함으로써 복수의 액정 도메인을 형성할 수 있다. 이에 대하여, 도 5를 참고로 하여, 좀 더 상세하게 설명한다.
도 5를 보면, 액정 배향 방향은 기판(110, 210)에 대하여 수직인 방향으로서 경사면의 법선과는 θ의 각도를 이룬다. 그런데 화소 전극(190)이 산부재(160) 위에 형성되어 있으므로 화소 전극(190)도 경사면을 따라 형성된다. 따라서 화소 전극(190)과 공통 전극(270) 사이에 전계 인가시, 화소 전극(190) 주위에서는 경사면에 대하여 수직인 방향으로 전기력선이 형성된다. 즉, 경사면의 법선 방향으로 전기력선이 형성되므로 액정은 전기력선에 대하여 θ의 선경사각을 가지게 된다. 이와 같이, 액정이 전기력선에 대하여 선경사각을 가지면, 전계 인가시 액정이 기울어지는 방향이 선경사 방향으로 정해지므로 액정의 응답 속도를 향상할 수 있고, 액정의 기울어지는 방향이 일정한 도메인을 복수 개 형성하여 액정 표시 장치의 시야각을 향상할 수 있다. 여기서, 도메인은 산부재(160)의 능선과 골에 의하여 분할된다.
한편, 화소 전극(190)과 공통 전극(270) 사이에 전계가 인가되지 않은 상태에서 액정이 기판(110, 210)에 대하여 수직으로 배향되어 있기 때문에 액정층(3)을 통과하는 빛의 편광이 액정의 영향을 거의 받지 않는다. 따라서 노말리 블랙(normally black) 모드 액정 표시 장치의 경우, 하부 편광판(편광자)를 통과하면서 편광된 빛이 상부 편광판(검광자)에서 모두 흡수되어 블랙의 휘도가 매우 낮게 유지된다.
이러한 효과를 가지는 액정 표시 장치는 여러 다양한 변형이 가능하다. 이러한 다양한 변형의 예를 도면을 참고하여 설명한다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 배치도이다.
도 6의 액정 표시 장치는 도 1 및 도 2의 액정 표시 장치와 대부분의 구성이 동일하고, 각 절개부(191, 192, 193)가 복수의 미세 슬릿(1911, 1921, 1931)을 가지는 점이 구별되는 특징이다. 미세 슬릿(1911, 1921, 1931)은 각 절개부(191, 192, 193)의 길이 방향에 대하여 수직을 이루는 방향으로 뻗어 있다. 미세 슬릿(1911, 1921, 1931)은 배향막 표면에 홈을 형성하여 전계 인가시 액정이 절개부(191, 192, 193)에 대하여 수직 방향으로 기울어지도록 하는 배향력을 강화한다.
도 7 내지 도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 단면도이다.
먼저, 도 7의 액정 표시 장치는 도 1 및 도 2의 액정 표시 장치와 비교하여, 상부 배향막(21')이 폴리이미드로 이루어진 단순한 수직 배향막이라는 점이 구별되는 특징이다. 도 7의 상부 배향막(21') 은 광 배향을 하지 않고, 폴리이미드 자체의 특성상 액정을 기판(210)에 대하여 수직 방향으로 배향한다. 광 배향막에 비하여 배향력이 약할 수 있으나, 상부 배향막(21')의 배향을 위하여 별도로 광 조사를 할 필요가 없으므로 액정 표시 장치의 제조 공정을 단순화할 수 있다.
다음, 도 8의 액정 표시 장치는 도 7의 액정 표시 장치와 비교하여, 공통 전극(270)이 절개부(271)를 가지는 점이 구별되는 특징이다. 절개부(271)는 산부재(160)의 능선과 대응하는 위치에 능선을 따라 형성되어 있다. 절개부(271)는 전계가 기판(210)에 대하여 나란한 수평 성분을 가지도록 하여, 각 도메인에서 액정 분자들의 나란한 배열을 강화한다.
도 9의 액정 표시 장치는 도 1 및 도 2의 액정 표시 장치와 비교하여, 상부 기판(210)에도 산을 형성하는 상부 산부재(260)가 형성되어 있다는 점이 구별되는 특징이다. 상부 산부재(260)는 능선과 골을 가지며, 상부 산부재(260)의 능선은 하부 산부재(160)의 골과 대응하는 위치에 배치되어 있고, 상부 산부재(260)의 골은 하부 산부재(160)의 능선과 대응하는 위치에 배치되어 있다. 이와 같이 능선과 골을 가지는 상부 산부재(260)를 형성하면 상부 배향막(21) 부근의 액정도 전기력선에 대하여 선경사각을 가지게 되므로 액정의 응답 속도 향상과 액정 도메인 내에서의 액정 배열의 균일성 향상에 보다 유리하다.
도 10의 액정 표시 장치는 도 7의 액정 표시 장치와 비교하여, 공통 전극(270) 위에 유기 물질 등으로 이루어진 돌기(280)가 형성되어 있고, 상부 배향막(21')이 돌기(280) 위에 형성되어 있는 점이 구별되는 특징이다. 상부 배향막(21')은 폴리이미드로 이루어진 단순한 수직 배향막이다. 돌기(280)는 산부재(160)의 능선과 대응하는 위치에 능선을 따라 형성되어 있다. 따라서 돌기(280) 주위의 액정 분자들이 돌기(280)가 형성하는 경사면에 대하여 수직으로 배향되어 공통 전극(270)에 대하여 선경사각을 가지게 된다. 이와 같이, 돌기(280)를 형성하면 전계 인가시 돌기(280) 주위의 액정도 전기력선에 대하여 선경사각을 가지므로 액정의 응답 속도 향상과 액정 도메인 내에서의 액정 배열의 균일성 향상에 보다 유리하다. 돌기(280)는 기판(210)과 공통 전극(270) 사이에 형성될 수도 있다.
도 11의 액정 표시 장치는 도 1 및 도 2의 액정 표시 장치와 비교하여, 상부 배향막(22, 23)이 복수의 영역으로 분할되어 서로 다른 방향으로 광 배향되어 있는 점이 구별되는 특징이다. 상부 배향막(22, 23)은 도메인별로 분할되어 있고, 각 도메인에서 산부재(160)의 능선 쪽으로 액정이 기울어지도록 광 배향되어 있다. 따라서, 도 1을 참고로 할 때, 상부 배향막(22, 23)은 네 개의 서로 다른 방향으로 배향되어 있다. 이와 같이, 상부 배향막(22, 23)을 도메인 별로 서로 다른 방향으로 광 배향하면, 상부 배향막(21) 부근의 액정도 전기력선에 대하여 선경사각을 가지게 되므로 액정의 응답 속도 향상과 액정 도메인 내에서의 액정 배열의 균일성 향상에 보다 유리할 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 배치도이고,
도 2는 도 1의 II-II선에 대한 단면도이고,
도 3 및 도 4는 도 1 및 도 2의 액정 표시 장치를 제조하기 위하여 진행하는 광 배향을 위한 광 조사 단계를 나타내는 도면이고,
도 5는 도 1 및 도 2의 액정 표시 장치에서 액정의 선경사각에 대하여 설명하기 위한 도면이고,
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 배치도이고,
도 7 내지 도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 단면도이다.
* 도면의 주요부분의 부호에 대한 설명 *
100 박막 트랜지스터 표시판 200 공통 전극 표시판
190 화소 전극 160, 260 산부재
11, 21, 21', 22, 23 배향막 191, 192, 193 절개부

Claims (25)

  1. 제1 기판,
    상기 제1 기판 위에 형성되어 있는 제1 신호선,
    상기 제1 기판 위에 형성되어 있으며 상기 제1 신호선과 교차하는 제2 신호선,
    상기 제1 기판 위에 형성되어 있으며, 상기 제1 신호선 및 상기 제2 신호선과 연결되어 있는 스위칭 소자,
    상기 스위칭 소자 위에 형성되어 있으며, 골, 능선 및 골과 능선 사이의 경사면을 형성하는 제1 산부재,
    상기 제1 산부재 위에 일정한 두께로 형성되어 있으며, 상기 스위칭 소자에 연결되어 있는 화소 전극,
    상기 화소 전극 위에 형성되어 있으며, 상기 제1 기판의 표면에 대하여 수직 방향으로 광 배향되어 있는 제1 배향막,
    상기 제1 기판과 마주보고 있는 제2 기판,
    상기 제2 기판 위에 형성되어 있는 공통 전극,
    상기 제1 배향막과 상기 공통 전극 사이에 협지되어 있는 액정층
    을 포함하는 액정 표시 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 공통 전극과 상기 액정층 사이에 형성되어 있는 제2 배향막을 더 포함하는 액정 표시 장치.
  3. 제2항에서,
    상기 제2 배향막은 폴리이미드로 이루어진 수직 배향막인 액정 표시 장치.
  4. 제2항에서,
    상기 제2 배향막은 서로 다른 방향으로 광 배향되어 있는 복수의 영역을 포함하는 액정 표시 장치.
  5. 제2항에서,
    상기 공통 전극은 절개부를 가지는 액정 표시 장치.
  6. 제5항에서,
    상기 절개부는 상기 제1 산부재의 능선과 대응하는 위치에 배치되어 있는 액정 표시 장치.
  7. 제2항에서,
    상기 제2 기판과 상기 공통 전극 사이에 형성되어 있는 제2 산부재를 더 포 함하는 액정 표시 장치.
  8. 제7항에서,
    상기 제1 산부재의 능선과 골은 각각 상기 제2 산부재의 골과 능선에 대응하는 위치에 형성되어 액정 표시 장치.
  9. 제2항에서,
    상기 공통 전극과 상기 제2 배향막 사이에 형성되어 있는 유기막 돌기를 더 포함하는 액정 표시 장치.
  10. 제9항에서,
    상기 유기막 돌기는 상기 제1 산부재의 능선과 대응하는 위치에 형성되어 있는 액정 표시 장치.
  11. 제2항에서,
    상기 제2 기판과 상기 공통 전극 사이에 형성되어 있는 유기막 돌기를 더 포함하는 액정 표시 장치.
  12. 제11항에서,
    상기 유기막 돌기는 상기 제1 산부재의 능선과 대응하는 위치에 형성되어 있는 액정 표시 장치.
  13. 제2항에서,
    상기 제2 배향막은 상기 제2 기판의 표면에 대하여 수직을 이루는 방향으로 광 배향되어 있는 액정 표시 장치.
  14. 제13항에서,
    상기 화소 전극은 절개부를 가지는 액정 표시 장치.
  15. 제14항에서,
    상기 절개부는 상기 제1 산부재의 골과 대응하는 위치에 배치되어 있는 액정 표시 장치.
  16. 제15항에서,
    상기 제1 산부재의 골은 상기 제1 산부재의 능선과 능선 사이에 위치하는 액정 표시 장치.
  17. 제16항에서,
    상기 제1 산부재의 능선은 제1 내지 제4 능선을 포함하고,
    상기 제1 능선은 상기 제1 신호선과 나란한 줄기부, 상기 줄기부로부터 아래위 사선 방향으로 뻗어 나간 상부 사선부 및 하부 사선부, 상기 상부 사선부로부터 상기 제2 신호선과 나란하게 위쪽으로 뻗어나가며 상기 화소 전극의 오른쪽 변과 중첩하는 상부 가지부, 상기 하부 사선부로부터 상기 제2 신호선과 나란하게 아래쪽으로 뻗어나가며 상기 화소 전극의 오른쪽 변과 중첩하는 하부 가지부를 포함하고,
    상기 제2 능선은 상기 화소 전극의 왼쪽 변과 중첩하는 중심부, 상기 중심부로부터 아래위 사선 방향으로 뻗어 나간 상부 사선부 및 하부 사선부, 상기 상부 사선부로부터 상기 제2 신호선과 나란하게 위쪽으로 뻗어나가며 상기 화소 전극의 오른쪽 변과 중첩하는 상부 가지부, 상기 하부 사선부로부터 상기 제2 신호선과 나란하게 아래쪽으로 뻗어나가며 상기 화소 전극의 오른쪽 변과 중첩하는 하부 가지부를 포함하고,
    상기 제3 능선은 상기 화소 전극의 좌하 모퉁이 부분에 위치하며 사선 방향으로 뻗은 사선부, 상기 사선부로부터 상기 제2 신호선과 나란하게 위쪽으로 뻗어나가며 상기 화소 전극의 왼쪽 변과 중첩하는 세로 가지부, 상기 사선부로부터 상기 제1 신호선과 나란하게 오른쪽으로 뻗어나가며 상기 화소 전극의 아래 변과 중첩하는 가로 가지부를 포함하고,
    상기 제4 능선은 상기 화소 전극의 좌상 모퉁이 부분에 위치하며 사선 방향으로 뻗은 사선부, 상기 사선부로부터 상기 제2 신호선과 나란하게 아래쪽으로 뻗어나가며 상기 화소 전극의 왼쪽 변과 중첩하는 세로 가지부, 상기 사선부로부터 상기 제1 신호선과 나란하게 오른쪽으로 뻗어나가며 상기 화소 전극의 위 변과 중첩하는 가로 가지부를 포함하는 액정 표시 장치.
  18. 제17항에서,
    상기 절개부는 제1 내지 제3 절개부를 포함하고,
    상기 제1 절개부는 상기 제1 능선과 상기 제2 능선 사이에 위치하며, 옆으로 누운 V자 모양을 가지고,
    상기 제2 절개부 및 제3 절개부는 각각 상기 제2 능선과 제3 능선(163) 사이 및 상기 제2 능선과 제4 능선 사이에 위치하고, 사선 방향으로 뻗은 막대 모양을 가지는 액정 표시 장치.
  19. 제14항에서,
    상기 화소 전극은 상기 절개부의 길이 방향에 대하여 수직을 이루는 방향으로 뻗어 있는 미세 슬릿을 가지는 액정 표시 장치.
  20. 제1항에서,
    상기 제1 산부재의 경사면이 상기 제1 기판의 표면과 이루는 각도는 0.5도 내지 5도 사이인 액정 표시 장치.
  21. 제1항에서,
    상기 화소 전극은 절개부를 가지는 액정 표시 장치.
  22. 제21항에서,
    상기 절개부는 상기 제1 산부재의 골과 대응하는 위치에 배치되어 있는 액정 표시 장치.
  23. 제21항에서,
    상기 화소 전극은 상기 절개부의 길이 방향에 대하여 수직을 이루는 방향으로 뻗어 있는 미세 슬릿을 가지는 액정 표시 장치.
  24. 제1 기판, 골, 능선 및 골과 능선 사이의 경사면을 형성하는 제1 산부재, 상기 제1 산부재 위에 일정한 두께로 형성되어 있는 화소 전극, 상기 화소 전극 위에 형성되어 있는 제1 배향막을 포함하는 제1 표시판을 제조하는 단계,
    제2 기판, 공통 전극 및 상기 공통 전극 위에 형성되어 있는 제2 배향막을 포함하는 제2 표시판을 제조하는 단계,
    상기 제1 배향막을 상기 제1 기판의 표면에 대하여 수직을 이루는 방향으로 광 배향하는 단계,
    상기 제2 배향막을 상기 제2 기판의 표면에 대하여 수직을 이루는 방향으로 광 배향하는 단계,
    상기 제1 표시판과 상기 제2 표시판을 결합하는 단계
    를 포함하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  25. 제24항에서,
    상기 제1 배향막과 상기 제2 배향막을 광 배향하는 단계에서는 자외선을 배향 광으로 사용하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
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