KR19990036769A - 액정표시장치 - Google Patents

Abstract

매우 단순화된 공정으로 화소내 배향분할화구조를 실현시킬 수 있는 액정표시장치를 제공한다.

한쌍의 투명기판(10, 11) 상에 형성된 각 배향막(18, 20)은, 러빙처리된 제 1 수직배향막(18a, 20a)과, 그 제 1 수직배향막(18a, 20a) 상에 적층되는 러빙처리되지 않은 제 2 수직배향막(18b, 20b)으로 구성되어 있다. 그리고 제 2 수직배향막(18b, 20b)이 적층된 영역은 1 화소영역의 반이 되고 있다. 또한, 한쌍의 배향막(18, 20)에 있어서, 제 2 수직배향막(18b, 20b) 상의 러빙처리되지 않은 배향막 표면과 제 1 수직배향막(18a, 20a) 상의 러빙처리된 배향막 표면이 대향하도록 배치되어 있다.

Description

액정표시장치

본 발명은, 시야각-의존성이 적고, 보는 방향에 상관없이 양호한 시인성(視認性)을 갖는 액정표시장치에 관한 것이다.

일반적으로 TN 모드의 액정표시장치에 있어서는, 그 시야각-의존성이 문제가 되고 있다. 도 10 는 TN 모드의 액정표시장치의 일반적인 시야각-의존성을 나타내는 것이며, 도 10 에서의 곡선으로 부분이 콘트래스트(CR) 10 이상의 범위를 나타내고 있다. 이 도면에 나타낸 것과 같이, TN 모드의 액정표시장치는, 좌우 방향으로부터의 시인성이 어느 정도 양호하기는 하나, 상방향 혹은 하방향으로부터의 시인성이 나쁜 것이 분명하다.

이러한 배경에서, 근래, 액정표시장치의 시야각을 넓히기 위한 다양한 구조가 제안되고 있다.

그 중 하나로, 화소단위의 배향분할화구조가 있다. 이 배향분할화구조란, 각 화소에 전압을 인가했을 때에 액정분자가 세워지는 방향이 다른 영역을 갖는 구조를 말하며, 예를들면 하나의 화소 내를 2 분할하여, 2 분할한 화소의 배향막에 각각 다른 방향으로 배향처리함으로써 이 구조를 실현시킬 수 있다. 이 배향분할화구조에 의하여, TN 모드의 액정표시장치에 있어서 문제가 되고 있던 상하 방향에서의 급격하고 비대칭인 콘트래스트의 변화가 완화되어 대칭화되고, 중간조(中間調)에서의 계조(階調)의 반전이 발생하지 않는 영역이 확대되는 효과를 얻을 수 있으며, 광시야각의 액정표시장치를 실현시킬 수 있다.

도 9 는 화소내 배향분할화구조를 갖는 액정표시장치의 제조방법의 일례를 보여주고 있으며, 특히 배향처리의 순서를 나타내는 것이다. 도 9(a) 에 나타내는 기판(1)은, 예를들면 소스배선(도시하지 않음)과 게이트배선(도시하지 않음)이 매트릭스형으로 배치되고, 소스배선과 게이트배선에 둘러 쌓인 영역 마다에 ITO 등의 투명도전재료로 이루어지는 화소전극(2)이 형성되어, 각 화소전극(2)에 스위칭소자로서의 박막트랜지스터(도시하지 않음)가 접속된 것이다. 그리고, 화소전극(2)의 표면은 폴리이미드 등의 재료로부터 이루어지는 배향막(3)에 의하여 도포되어 있다. 그리고 도면 중의 부호 4 는 화소전극 주변의 비표시영역을 덮는 블랙매트릭스를, 부호 5 는 절연막을 나타낸다.

이 기판(1)에 대하여, 도 9(a) 에 나타낸 것과 같이, 화살표 A 로 나타내는 방향으로 러빙처리가 수행된다. 이 러빙처리는 예를들면, 배향막(3)의 표면을 러빙천으로 휘감은 롤러 등으로 문지르는 것으로 실시할 수 있다.

이어서 도 9(b) 에 나타낸 것과 같이, 1 화소영역의 반을 도포하는 포토레지스트막(6)을 형성한 후, 도 9(c) 에 나타낸 것과 같이, 도 9(a) 에 나타낸 화살표 A 와 반대인 화살표 B 의 방향으로 러빙처리가 수행된다. 그후, 도 9(d) 에 나타낸 것과 같이 포토레지스트막(6)을 박리하면, 포토레지스트막(6)으로 도포되어 있던 영역에서는, 배향막(3)의 표면에 2회째의 러빙처리가 되지 않기 때문에, 러빙방향은 화살표 A 의 방향이 되며, 한편, 포토레지스트막(6)으로 도포되어 있지 않았던 영역에서는, 배향막(3)의 표면에 2회째의 러빙처리가 되기 때문에, 러빙방향은 화살표 B 의 방향이 된다. 이와같이 하여, 하나의 화소 내에서 다른 방향으로 배향처리된 2개의 영역이 만들어지며, 도 9(e) 에 나타낸 것과 같이, 이와같이 처리한 기판(1, 7)을 조합시키고, 그 사이에 액정(8)을 주입함으로써, 액정분자(9)가 동일 화소 내에서 역방향으로 기울어져 이루어지는 화소내 배향분할화구조를 실현시킬 수 있다.

그런데 미세한 화소에 대하여 분할영역 마다 다른 배향처리를 행할 경우, 상기와 같이, 러빙처리, 포토레지스트 전면도포, 패터닝, 러빙처리, 포토레지스트박리와 같이 공정이 복잡해지고, 수율이 저하되기 쉬우며, 제조비용이 높아진다는 문제가 있었다. 또한, 이 방법으로는 러빙처리를 2회 수행할 필요가 있고, 또 2회의 러빙처리가 겹쳐지는 영역에서는 2회째의 러빙방향 쪽을 남겨야 하기 때문에, 2회 러빙처리 각각의 조건을 적절하게 제어하는 것이 곤란하다는 문제도 있었다.

본 발명은, 상기 과제를 해결하기 위하여 이루어진 것이며, 대단히 단순화된 공정으로 화소내 배향분할화구조를 실현시킬 수 있는 액정표시장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 상기 화소내 배향분할화구조를 갖는 액정표시장치에 있어서는 화소 내에서의 액정의 배향방향이 다른 2개의 영역의 경계 근방에서는 액정분자의 배향의 흐트러짐(이하, 디스크리네이션이라고 함)이 발생하여, 이 부분에서 광누출이 발생할 우려가 있었다. 그리하여 대향기판측에 직선형상의 블랙마스크를 형성시키는 등 하여 광누출을 두드러지지 않게 할 대책이 필요한데, 그 반면, 이와같이 하면 개구율이 저하된다는 문제가 발생한다. 특히, 화소 중앙에 이런 종류의 블랙마스크를 형성해야 한다는 것은 매우 불리한 일이다. 즉, 이 방법으로는 화소내 배향분할화구조의 사용에 의하여 광시야각화를 시도하여도, 개구율이 저하된다는 문제를 피할 수 없었다.

본 발명은, 상기의 과제도 해결하기 위하여 이루어진 것으로 개구율의 저하를 방지하고, 동시에 시야각-의존성이 작고, 보는 방향에 상관없이 양호한 시인성을 갖는 액정표시장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 액정표시장치는 배향막을 각각 갖는 한쌍의 기판이 대향배치되고, 그 기판들 사이에 액정층이 형성되고, 상기 배향막이 러빙처리된 제 1 수직배향막과 제 1 수직배향막 상의 1 화소영역의 반에 적층되는 러빙처리되지 않은 제 2 수직배향막으로 이루어지며, 상기 한쌍의 배향막에 있어서, 제 2 수직배향막이 적층되는 러빙처리되지 않은 면과 제 1 수직배향막이 노출되는 러빙처리된 면이 대향배치되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

이와같은 화소내 배향분할화구조를 형성할 때에는, 기판 상의 전면에 제 1 수직배향막을 형성한 후, 그 배향막에 러빙처리를 수행하여, 예컨대, 1 화소영역의 반을 임의의 마스크재 등으로 도포한 후, 마스크재로 도포되지 않은 영역에 제 2 수직배향막을 형성하고, 마스크재를 제거하면 된다. 그리고 이와같이 배향처리한 한쌍의 기판을 조합시켜, 러빙처리되지 않은 수직배향막 표면과 러빙처리된 수직배향막 표면이 대향하도록 배치하면 된다.

러빙처리되지 않은 수직배향막과 러빙처리된 수직배향막을 액정층을 사이에 두고 대향배치시켰을 경우, 액정분자는 러빙처리되지 않은 수직배향막의 표면측에서는 수직으로 세워지며, 러빙처리된 수직배향막의 표면측에서는 러빙방향에 따라서 기울어진다. 본 발명의 경우, 러빙처리된 제 1 수직배향막 상의 1 화소영역의 반에 러빙처리되지 않은 제 2 수직배향막을 적층하고, 또 한쌍의 배향막에 있어서, 제 2 수직배향막 상의 러빙처리되지 않은 면과 제 1 수직배향막 상의 러빙처리된 면을 대향배치했다는 것은, 한쌍의 배향막에 있어서, 1 화소의 반의 영역 마다 러빙처리되지 않은 수직배향막과 러빙처리된 수직배향막의 위치관계가 반대로 되어있음을 의미한다. 따라서 1 화소의 반의 영역 마다 액정분자가 역방향으로 기울어져 세워지게 되며, 액정의 배향방향에 의한 비대칭인 콘트래스트가 하나의 화소 내에서 평균화되고 전체적으로 시야각을 확대시킬 수 있다.

이 본 발명의 구성을 실현시키는데 있어서, 러빙처리는 1 회로 완료되므로, 2회의 러빙처리를 필요로 했던 종래의 방법에 비하여 공정을 단순화할 수 있으며, 또한 2회의 러빙처리의 각각에서 그 처리조건을 적절하게 제어하는 등의 필요도 없어진다.

또 본 발명에 관련된 액정표시장치는, 배향막을 각각 갖는 한쌍의 기판이 대향배치되고, 그들 기판 사이에 액정층이 형성되어 있으며, 각 배향막에 인접한 화소에 있어서 반대방향으로 러빙처리되는 것을 특징으로 한다.

이와같은 인접한 화소에 있어서 배향분할화구조를 형성하는 방법의 일례를 들면, 기판 상의 전면에 제 1 수직배향막을 형성한 후, 그 배향막에 러빙처리를 수행하고, 예를들면, 화소를 하나 걸러서 임의의 마스크재 등으로 도포한 후, 마스크재로 도포되지 않은 화소에 제 2 수직배향막을 형성하여, 마스크재를 제거하면 된다. 그리고 이와같이 배향처리된 한쌍의 기판을 조합하여, 러빙처리되지 않은 수직배향막 표면과 러빙처리된 수직배향막 표면이 대향하도록 배치하면 된다.

인접한 화소에 있어서 반대방향으로 러빙처리되어, 배향분할화구조가 형성되어 있으면, 화소별로 액정분자가 역방향으로 기울어져 세워지게 되며, 액정의 배향방향에 의한 비대칭인 콘트래스트가 인접하는 2개의 화소 사이에서 평균화되어, 전체로서 시야각을 확대할 수 있다.

또한, 본 발명의 구성에 있어서는, 인접한 화소에 있어서 반대방향으로 러빙처리되기 때문에, 화소내 배향분할화구조를 갖는 액정표시장치와 같이 화소 내에서 디스크리네이션이 발생하지 않으며, 따라서 광누출을 방지하기 위하여 블랙마스크를 형성할 필요가 없기 때문에, 개구율이 저하된다는 문제는 발생하지 않는다. 본 발명의 구성에 있어서, 디스크리네이션이 발생한다고 해도 그 위치는 화소 간의 영역이며, 그 영역에는 블랙마스크를 본래 형성하고 있으므로, 디스크리네이션이 개구율에 영향을 미치는 일은 없다.

또한, 본 발명에 관련된 액정표시장치는, 상기 각 화소의 짧은 방향의 폭이 50 ㎛ 이하인 것을 특징으로 한다.

종래의 액정표시장치에 있어서는, 각 화소의 짧은 방향의 폭은 100 ㎛ 정도로 되어 있다. 이에 비하여 본 발명에 있어서는, 짧은 방향에 인접하는 2개의 화소가 동일색의 칼라필터로 착색되어, 콘트래스트가 평균화되어 있는 경우, 그 2개의 화소가 1 도트로서 인식되는데, 각 화소의 짧은 방향의 폭을 50 ㎛ 이하로 함으로써, 종래의 액정표시장치와 비교해서도 손색이 없는 해상도의 액정표시장치를 수득할 수 있다.

도 1 은 본 발명의 제 1 실시형태인 액정표시장치의 개략적 구성을 나타내는 단면도.

도 2 는 본 실시형태의 화소내 배향분할화구조에 있어서, 배향방향이 다른 예를 나타내는 도.

도 3 은 동 액정표시장치의 배향처리공정을 순서에 따라 나타내는 단면도.

도 4 는 본 발명에 관련된 액정표시장치의 제 2 의 실시형태인 액정표시장치의 개략적 구성을 나타내는 단면도.

도 5 는 본 실시형태의 배향분할화구조에 있어서, 배향방향이 다른 예를 나타내는 도.

도 6 은 본 실시형태의 배향분할화구조에 있어서, 액정표시장치의 배향처리공정을 순서에 따라 나타내는 단면도.

도 7 은 본 발명의 다른 실시형태의 배향분할화구조에 있어서, 액정표시장치의 배향처리공정을 순서에 따라 나타내는 단면도.

도 8 은 본 실시형태의 배향분할화구조를 갖는 투명전극의 일례 및 종래의 화소내 배향분할화구조를 갖는 투명전극의 일례를 나타내는 평면도.

도 9 는 화소내 배향분할화구조를 갖는 종래의 액정표시장치의 배향처리공정을 순서에 따라 나타내는 단면도.

도 10 은 종래의 TN 모드의 액정표시장치의 일반적인 시야각-의존성을 나타내는 도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

1, 7, 131,137 : 기판

2, 19, 119, 132 : 화소전극

3, 18, 20, 118, 120, 133 : 배향막

4 : 블랙매트릭스

5, 22, 122, 135 : 절연막

6, 23, 123, 134, 136 : 포토레지스트막

8, 112,138 : 액정

9, 25, 125, 139 : 액정분자

10, 110 : 하측기판

11, 111 : 상측기판

12, 112 : 액정층

13, 15, 113, 115 : 위상차판

14, 16, 114, 116 : 편광판

17, 117 : 공통 전극

18a, 20a : 제 1 수직배향막

18b, 20b : 제 2 수직배향막

24, 127, 128,140, 141 : 화소

이하, 본 발명의 제 1 실시형태를 도 1 내지는 도 3 을 참조하여 설명한다.

도 1 은 본 실시형태의 액정표시장치의 개략적 구성을 나타내는 단면도이다.

도 1 에 나타낸 것과 같이 소정의 셀갭을 사이에 두고 상하에 대향배치된 한쌍의 투명기판(10, 11) 사이에 액정층(12)이 배치되며, 상측기판(11)의 외측에 위상차판(13)과 편광판(14)이 배치되고, 하층기판(10)의 외측에 위상차판(15)과 편광판(16)이 배치되어 있다. 또한, 상측기판(11)의 액정층(12) 측에 공통전극(17)과 배향막(18)이 배치되고, 하층기판(10)의 액정층(12) 측에 ITO 등의 투명전도재료로 이루어지는 화소전극(19)과 배향막(20)이 배치되어 있다. 또, 이 화소전극(19)에는 각 화소의 스위칭소자로서의 박막트랜지스터(도시하지 않음)가 접속되어, 각 박막트랜지스터에는 소스라인, 게이트라인(도시하지 않음)이 접속되어 있으나, 도 1 에서는 이들을 도시하지 않는다. 그리고 하측기판(10)의 액정층(12) 측의 부호 21 은 화소전극(19)의 주변에서 액정표시에 기여하지 않는 비표시영역을 도포하기 위한 블랙매트릭스를 나타내고, 부호 22 는 절연막을 나타낸다.

각 기판(10, 11)에 형성된 상기의 각 배향막(18, 20)은, 러빙처리된 제 1 수직배향막(18a, 20a)과, 그 제 1 수직배향막(18a, 20a) 상에 적층되는 러빙처리되지 않은 제 2 수직배향막(18b, 20b)으로 구성되어 있고, 제 2 수직배향막(18b, 20b)이 적층되는 영역은 1 화소의 영역의 반으로 되어 있다. 그리고, 상하 기판 상의 한쌍의 배향막은, 제 2 수직배향막(18b, 20b)이 적층되고 러빙처리되지 않은 배향막 표면과 제 1 수직배향막(18a, 20a)이 노출되고 러빙처리된 배향막 표면이 대향하도록 배치되어 있다. 따라서, 배향막(18)과 배향막(20) 사이에서 액정분자(25)가 1 화소 내에서 역방향으로 기울게 된다. 이들 제 1, 제 2 수직배향막의 재료로서는, 폴리이미드수지, 폴리아미드수지 등이 이용되며, 구체적으로는 JALS-204(상품명, 닛뽄고세이고무사 제조)등을 이용할 수 있다. 또한 액정재료로서는 부의 유전율 이방성을 갖는 액정, 즉, 전계에 대하여 수직으로 배향하는 토크가 작용하는 액정이 사용되며, 구체적으로는 MJ95955(상품명, 메르크쟈판사 제조)등을 이용할 수 있다.

이어서, 상기 구성의 액정표시장치의 제조방법, 특히 배향처리공정의 순서에 대하여 도 3 을 이용하여 설명한다.

우선, 도 3(a) 에 나타낸 것과 같이, 기판(10) 상의 전면에 제 1 수직배향막(20a)을 도포한 후, 러빙천을 휘감은 롤러로 배향막 표면을 특정 방향으로 문지르는 등, 화살표 C 로 나타낸 1 방향에 대한 통상의 러빙처리가 수행된다. 수직배향막의 경우, 전계가 인가되지 않을 때는 액정분자가 배향막 표면에 대하여 수직으로 세워진 상태가 되지만, 이 수직배향막에 러빙처리를 수행함으로써 배향막 표면에 대한 경사각이 수직에 대해서, 예컨대 3°정도 기울어진 상태가 된다. 이어서, 도 3(b)에 나타낸 것과 같이, 포토레지스트막(23)의 도포, 패터닝을 행하여 1 화소의 영역의 반에만 포토레지스트막(23)을 남기고, 또한 도 3(c) 에 나타낸 것과 같이 포토레지스트막(23)에 의하여 도포되지 않은 영역에 제 2 수직배향막(20b)을 도포한다. 그리고, 제 1 및 제 2 배향막(20a, 20b)의 도포막 두께는 모두 500 Å 정도가 되도록 한다. 그 후, 도 3(d) 에 나타낸 것과 같이 포토레지스트막(23)을 제거한다. 그리고 도 3(a) 내지 (d) 에서는 하측기판(10)에 대해서만 도시하였으나, 상기와 동일한 일련의 작업을 상측기판(11)에 대해서도 수행한다.

그리고, 도 3(e) 에 나타낸 것과 같이, 상기 작업이 종료한 상측기판(11)과 하측기판(10)을 조합하여, 각 기판에서 제 2 수직배향막(18b, 20b)과 제 1 수직배향막(18a, 20a)이 대향하도록, 즉, 러빙처리되지 않은 수직배향막 표면과 러빙처리된 수직배향막 표면이 대향하도록 배치하고, 기판(10, 11) 사이에 액정(12)을 주입한다. 이와같이 하여 본 실시형태의 액정표시장치를 작성한다.

본 실시형태의 액정표시장치의 경우, 도 3(e)에 나타낸 것과 같이, 한쌍의 배향막(18, 20) 사이의 액정분자는, 제 2 수직배향막(18b, 20b)(러빙처리되지 않음)의 표면측에서는 수직으로 세워지며, 제 1 수직배향막(18a, 20a)(러빙처리됨)의 표면측에서는 수직에서 3°정도 기울어진 상태가 된다(도 3(e) 는 과장하여 도시되어 있다). 또한, 이 상태에서 전계를 인가하면, 배향막(18, 20) 사이의 액정분자가 전체적으로 러빙방향을 향하여 기울어지게 되며, 도 2(a) 에 나타낸 것과 같이, 1 화소의 반의 영역 마다에 액정분자가 역방향으로 기울어져 세워지게 된다(도 2(a) 에 있어서 화소(24) 내의 액정의 배향방향을 화살표 D 로 나타낸다). 따라서, 본 실시형태의 구조에 의하면, 액정의 배향방향에 의한 비대칭인 콘트래스트가 하나의 화소 내에서 평균화되며, 액정표시장치 전체로서 시야각을 확대할 수 있다.

그리고, 본 실시형태의 구성을 실현시키는데 있어서, 러빙처리는 1 회로 완료되기 때문에 2회의 러빙처리를 필요로 했던 종래의 방법에 비하여 공정을 단순화할 수 있다. 그 결과, 종래의 방법에 비하여 수율을 향상시킬 수 있고, 제조 비용을 줄일 수 있다. 더구나, 2회의 러빙처리 사이에서 각각의 처리조건을 엄밀하게 제어할 필요가 없으며, 러빙처리의 조건 설정을 단순화할 수 있다.

그리고, 본 발명의 기술범위는 상기 실시형태로 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 다양한 변경이 가능하다. 예컨대, 상기 실시형태에서, 도 2(a) 에 나타낸 것과 같이, 하나의 화소 내를 2 분할한 분할선 M 에 대하여 직교하는 방향으로 각 분할영역이 역방향의 배향방향(화살표 D )을 갖는 예를 들었으나, 이 구성을 대신하여 도 3(a) 내지 (e) 의 구조에서, 도 3(a) 에서의 러빙방향을 지면을 관통하는 방향으로 하여, 도 2(b) 에 나타낸 것과 같이 분할선 M을 따른 방향으로 각 분할영역이 반대방향의 배향방향(화살표 F)을 갖는 구성으로 해도 된다.

또, 1 화소영역의 반에만 제 2 수직배향막을 형성시키는 방법으로서, 상기 실시형태에서는 1 화소의 반의 영역에만 포토레지스트막을 남기도록 패터닝을 행하는 예를 보여주었으나, 그밖에, 1 화소영역의 반을 도포하는 마스크재를 기판 상에 접촉시킨 상태에서 제 2 수직배향막을 도포하는 등, 다양한 방법을 이용할 수 있다. 나아가서, 투명기판, 배향막, 액정층 등을 구성하는 재료 및 러빙처리의 구체적인 방법 등에 관해서도 여러 가지로 이용할 수 있다.

이어서, 본 발명에 관련된 액정표시장치의 제 2 의 실시형태를 도 4 내지 도 6 을 참조하여 설명한다.

도 4 는, 본 실시형태의 액정표시장치의 개략적 구성을 나타내는 단면도이다. 도 4 에 나타낸 것과 같이, 소정의 셀갭을 사이에 두고 상하로 대향배치된 한쌍의 투명기판(110, 111) 사이에 액정층(112)이 배치되고, 상측기판(111)의 외측에 위상차판(113)과 편광판(114)이 배치되고, 상측기판(110)의 외측에 위상차판(115)과 편광판(116)이 배치되어 있다. 또한, 상측기판(111)의 액정층(112) 측에 공통전극(117)과 배향막(118)이 배치되고, 하측기판(110)의 액정층(112) 측에 ITO 등의 투명전도재료로 이루어지는 화소전극(119)과 배향막(120)이 각각 배치되어 있다. 또 이 화소전극(119)에는 각 화소의 스위칭소자로서의 박막트랜지스터가 접속되어, 각 박막트랜지스터에는 소스라인, 게이트라인이 접속되어 있으나, 도(4) 에서는 이를 도시하지 않는다. 그리고, 부호 121 은 화소전극(119)의 주변에서 액정의 표시에 기여하지 않는 비표시영역을 도포하기 위한 블랙매트릭스를 나타내고, 부호(122)는 절연막을 나타낸다.

각 투명기판(110, 111)에 형성된 상기 각 배향막(118, 120)은, 러빙처리된 제 1 수직배향막(118a, 120a)과, 그 제 1 수직배향막(118a, 120a) 상에 적층된 러빙처리되지 않은 제 2 수직배향막(118b, 120b)으로 구성되고, 제 2 수직배향막(118b, 120b)이 적층된 영역은 1 화소분으로 되어 있다. 그리고, 상하의 기판 상의 한쌍의 배향막을 보면, 제 2 수직배향막(118b, 120b)이 적층되고 러빙처리되지 않은 배향막 표면과 제 1 수직배향막(118a, 120a)이 노출되고 러빙처리된 배향막 표면이 대향하도록 배치되어 있다. 따라서, 배향막(118)과 배향막(120) 사이에서 액정분자(125)가 인접한 화소에 있어서 역방향으로 기울게 된다. 이들 제 1, 제 2 수직배향막의 재료로는 폴리이미드수지, 폴리아미드수지 등이 이용되며, 구체적으로는 JALS-204(상품명, 닛뽄고세이고무사 제조)등을 이용할 수 있다. 또, 액정재료로서는 부의 유전율 이방성을 갖는 액정, 즉, 전계에 대하여 수직으로 배향하는 것 같은 토크가 작용하는 액정이 이용되며, 구체적으로는 MJ 95955(상품명, 메르크쟈판사 제조)등을 이용할 수 있다.

이어서, 상기 구성의 액정표시장치의 제조방법, 특히 배향처리공정의 순서에 대하여 도 6 을 이용하여 설명한다.

우선, 도 6(a) 에 나타낸 것과 같이, 기판(110) 상의 전면에 제 1 수직배향선(120a)을 도포한 후, 러빙천을 휘감은 롤러로 배향막 표면을 특정 방향으로 문지르는 등 하여, 화살표 K 로 나타내는 1 방향으로의 통상의 러빙처리가 수행된다. 수직배향막의 경우, 전계가 인가되지 않을 때는, 액정분자가 배향막 표면에 대하여 수직으로 세워진 상태가 되는데, 이 수직배향막에 러빙처리를 수행함으로써 배향막 표면에 대한 경사각이 수직에 대해서 예컨대 3°정도 기울어진 상태가 된다. 이어서, 도 6(b)에 나타낸 것과 같이, 포토레지스트막(123)의 도포, 패터닝을 행하여 인접하는 1 화소간격으로 포토레지스트막(123)을 남기고, 또 도 6(c)에 나타낸 것과 같이 포토레지스트막(123)에 의하여 도포되지 않은 화소에 제 2 수직배향막(120b)을 도포한다. 그리고, 제 1, 제 2 의 배향막(120a, 120b)의 도포막 두께는 모두 500 Å 정도가 되도록 한다. 그 후, 도 6(d) 에 나타낸 것과 같이, 포토레지스트막(123)을 제거한다. 그리고 도 6(d) 에 나타낸 것과 같이, 포토레지스트막(123)을 제거한다. 그리고 도 6(a) 내지 (d) 에서는 하측기판(110)에 대해서만 도시하였으나, 상기와 동일한 일련의 작업을 상측기판(111)에 대해서도 실행한다.

그리고, 도 6(e) 에 나타낸 것과 같이, 상기의 작업이 종료된 상측기판(111)과 하측기판(110)을 조합하여, 각 기판에 있어서 제 2 수직배향막(118b, 120b)과 제 1 수직배향막(120a, 118a)이 대향하도록, 즉, 러빙처리되지 않은 수직배향막 표면과 러빙처리된 수직배향막 표면이 대향하도록 배치하여, 기판(110, 111) 사이에 액정(112)을 주입한다. 이와같이 하여, 본 실시형태의 액정표시장치를 작성한다.

본 실시형태의 액정표시장치의 경우, 도 6(e) 에 나타낸 것과 같이, 한쌍의 배향막(118, 120) 사이의 액정분자(125)는, 제 2 수직배향막(118b, 120b)(러빙처리되지 않음)의 표면측에서는 수직으로 세워져, 제 1 수직배향막(118a, 120a)(러빙처리됨)의 표면측에서는 수직에서 3°정도 기울어진 상태가 된다(도 6(e) 에서는 과정하여 도시하고 있다). 또한, 이 상태에서 전계를 인가하면, 배향막(118, 120) 사이의 액정분자(125)가 전체적으로 러빙방향을 향하여 기울게 되며, 도 5(a) 에 나타낸 것과 같이, 인접한 화소에 있어서 액정분자가 역방향으로 기울어져 세워지게 된다(도 5(a) 에 있어서 화소(127) 내의 액정의 배향방향을 화살표 G 로 나타낸다). 따라서, 본 실시형태의 구조에 의하면, 액정의 배향방향에 의한 비대칭인 콘트래스트가 인접하는 2개의 화소 사이에서 평균화되고, 액정표시장치 전체로서 시야각을 확대할 수 있다.

또한, 본 발명의 구성에 있어서는, 인접한 화소에 있어서 반대방향으로 러빙처리되기 때문에, 화소내 배향분할화구조를 갖는 액정표시장치와 같이 화소내에서 디스크리네이션이 발생하지 않으며, 따라서, 광누출을 막기 위하여 블랙마스크를 설치할 필요가 없기 때문에, 개구율이 저하된다는 문제가 발생하지 않는다. 본 발명의 구성에 있어서, 디스크리네이션이 발생한다고 해도 그 위치는 화소간의 영역이며, 이 영역에는 블랙마스크를 본래 형성하고 있기 때문에, 디스크리네이션이 개구율에 영향을 미치지 않는다.

그리고, 본 발명의 기술범위는 상기 실시형태로 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 다양한 변경이 가능하다. 예컨대, 상기 실시형태에서는, 도 5(a) 에 나타낸 것과 같이, 각 화소의 짧은 방향에 인접하는 2개의 화소(127, 127) 사이에서, 화소의 짧은 방향으로 평행하며 역방향인 배향방향(화살표 G 및 화살표 H)을 갖는 예를 들었으나, 이 구성을 대신하여 도 6(a) 내지 (e) 의 구조에 있어서, 도 6(a) 의 러빙방향을 지면을 관통하는 방향으로 하고, 도 5(b) 에 나타낸 것과 같이, 각 화소의 짧은 방향에 인접하는 2개의 화소(128, 128) 사이에서, 화소의 길이 방향과 평행하며 역방향인 배향방향(화살표 Ⅰ 및 화살표 J)을 갖는 구성으로 해도 좋다.

또한, 1 화소간격으로 영역을 덮는 마스크재를 기판 상에 접촉시킨 상태에서 제 2 수직배향막을 도포하는 등, 다양한 방법을 이용할 수 있다. 또한 투명기판, 배향막, 액정층 등을 구성하는 재료 및 러빙처리의 구체적인 방법 등에 관해서도 다양한 것을 이용할 수 있다.

본 발명에 있어서는, 하나의 투명기판에 대하여 2회 러빙처리를 수행함으로써 인접한 화소에 있어서 반대방향으로 러빙처리되어 있게 해도 지장이 없다. 도 7 은, 본 발명의 다른 실시형태의 배향분할화구조를 나타내는 것으로, 액정표시장치의 배향처리공정을 순서를 따라 나타내는 단면도이다.

도 7(a) 에 나타내는 기판(131)은, 예컨대, 소스배선(도시하지 않음)과 게이트배선(도시하지 않음)이 매트릭스형으로 배치되고, 소스배선과 게이트배선에 둘러 쌓인 영역별로 ITO 등의 투명도전재료로 이루어지는 화소전극(132)이 형성되고, 각 화소전극(132, 132…)에 스위칭소자로서의 박막트랜지스터(도시하지 않음)가 접속된 것이다. 그리고 화소전극(132)의 표면은 폴리이미드 등의 재료로 이루어지는 배향막(133)에 의하여 도포되어 있다. 그리고, 도면 중 부호 134 는 화소전극 주변의 비표시영역을 도포하는 블랙매트릭스를 나타내고, 부호 135 는 절연막을 나타낸다.

이 기판(131)에 대하여, 도 7(a) 에 나타낸 것과 같이, 화살표 L 로 나타내는 방향으로 러빙처리를 수행한다. 이 러빙처리는 예컨대, 배향막(133)의 표면을 러빙천으로 휘감은 롤러 등으로 문지르는 것으로써 실행할 수 있다.

이어서, 도 7(b) 에 나타낸 것과 같이, 1 화소간격으로 포토레지스트막(136)을 형성한 후, 도 7(c) 에 나타낸 것과 같이, 도 7(a) 에 나타낸 화살표(L)와 반대의 화살표(N)의 방향으로 러빙처리가 수행된다. 그 후, 도 7(d) 에 나타낸 것과 같이 포토레지스트막(136)을 박리하면, 포토레지스트막(136)으로 도포되어 있던 영역은 배향막(133)의 표면에 2회째의 러빙처리가 수행되지 않기 때문에, 러빙의 방향은 화살표 L 의 방향이 되고, 한편, 포토레지스트막(136)으로 도포되어 있지 않았던 영역은 배향막(133)의 표면에 2회째의 러빙처리가 수행되기 때문에, 러빙의 방향은 화살표 N 방향이 된다. 이렇게 하여, 인접한 화소 사이에서 서로 다른 방향으로 배향처리된 2개의 영역이 만들어지며, 도 7(e) 에 나타낸 것과 같이, 이같이 처리한 기판(131, 137)을 조합시켜, 그 사이에 액정(138)을 주입함으로써 액정분자(139)가 인접한 화소 사이에서 역방향으로 기울어 지도록 이루어지는 배향분할화구조를 실현시킬 수 있다.

이하, 본 발명을 실시예에 의하여 구체적으로 설명하겠으나, 본 발명은 이 실시예만으로 한정되는 것은 아니다.

도 8(a) 에 나타낸 것과 같이, 인접한 화소(140, 140) 사이에서 러빙방향이 반대가 되도록 한(화살표 G 및 화살표 H), 화소크기 40 ㎛ × 70 ㎛ , 블랙매트릭스 폭 5 ㎛ 의 투명전극을 제조한다.

도 8(b) 에 나타낸 것과 같이, 화소(141, 141) 내를 4 개로 분할하여 인접하는 분할영역 사이에서 러빙방향이 반대가 되도록 한(화살표 G 및 화살표 H), 화소크기 40 ㎛ × 70 ㎛, 블랙매트릭스 폭 5 ㎛ 의 투명전극을 제조한다.

실시예 및 비교예 각각에 대하여 개구율 및 투과율을 측정한다. 결과를 표 1 에 나타낸다.

(표 1)

	실시예	비교예
개구율	40 %	23 %
투과율	100 %	60 %

실시예의 투명전극에 있어서는, 개구율은 40 % 인 것에 비하여, 비교예의 투명전극에 있어서는, 화소 중앙에 디스크리네이션이 발생하여, 광누출을 막을 목적으로 블랙매트릭스를 형성할 필요가 있기 때문에 개구율은 23 % 가 되었다.

또한, 실시예의 투명전극의 투과율을 100 % 로 한 경우, 비교예의 투명전극의 투과율은 상기와 동일한 이유에 의하여 60 % 에 머물렀다.

즉, 본 발명의 액정표시장치는, 종래 화소내 배향분할화구조를 갖는 액정표시장치와 비교하여, 개구율 및 투과율 모두 매우 우수한 것이 된다고 결론지었다.

이상, 상세하게 설명했듯이, 본 발명의 액정표시장치에 있어서는, 러빙처리된 제 1 수직배향막 상의 1 화소영역의 반에 러빙처리되지 않은 제 2 수직배향막을 적층하고, 한쌍의 배향막에 있어서 제 2 수직배향막의 면과 제 1 수직배향막의 면을 대향배치하였기 때문에, 1 화소의 반의 영역 마다에 액정분자가 역방향으로 기울어져 세워지게 된다. 그 결과, 액정의 배향방향에 의한 비대칭인 콘트래스트가 하나의 화소 내에서 평균화되고, 액정표시장치 전체로서 시야각을 확대시킬 수 있다. 이 구성을 실현시키는데 있어서, 러빙처리는 1회로 완료되며, 2회의 러빙처리를 필요로 하는 종래의 방법에 비하여 공정을 단순화할 수 있기 때문에, 수율을 향상시킬 수 있고, 제조비용을 줄일 수 있다. 더구나, 2회의 러빙처리의 사이에서 그 처리조건을 적절하게 제어할 필요가 없고, 러빙처리의 조건설정을 단순화할 수도 있다.

이상 상세하게 설명하였듯이, 본 발명의 액정표시장치에 있어서는, 인접한 화소에 있어서 반대방향으로 러빙처리되기 때문에, 1 화소간격으로 액정분자가 역방향으로 기울어져 세워지게 된다. 그 결과, 액정의 배향방향에 의한 비대칭인 콘트래스트가 인접하는 2개의 화소 사이에서 평균화되며, 액정표시장치 전체로서 시야각을 확대시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 구성에 있어서는, 인접한 화소에 있어서 반대방향으로 러빙처리되기 때문에 화소내 배향분할화구조를 갖는 액정표시장치와 같이 화소 내에서 디스크리네이션이 발생하지 않으며, 따라서 광누출을 막기 위하여 블랙마스크를 형성할 필요가 없기 때문에, 개구율이 저하하는 문제가 발생하지 않는다.

또한, 본 발명의 구성에 있어서는 짧은 방향에 인접하는 2개의 화소가 동일색의 화소가 동일색 칼라필터로 착색되어, 콘트래스트가 평균화되어 있는 경우, 이 2개의 화소가 1 도트로서 인식되는데, 각 화소의 짧은 방향의 폭을 50 ㎛ 이하로 함으로써, 종래의 액정표시장치와 비교해서도 손색없는 해상도의 액정표시장치를 수득할 수 있다.

이것으로서, 시야각-의존성이 적고, 보는 방향에 상관없이 양호한 시인성을 갖는 액정표시장치를 제공할 수 있다.

Claims (3)

1. 배향막을 각각 갖는 한쌍의 기판이 대향배치되고,

   상기 기판 사이에 액정층이 형성되고,

   상기 각 배향막이 러빙처리된 제 1 수직배향막과, 상기 제 1 수직배향막 상의 1 화소의 반의 영역에 적층된 러빙처리되지 않은 제 2 수직배향막으로 이루어지며,

   상기 한쌍의 배향막에 있어서,

   상기 적층된 제 2 수직배향막의 러빙처리되지 않은 면과 상기 제 1 수직배향막의 노출된 러빙처리된 면이 대향배치되어 있는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
2. 배향막을 각각 갖는 한쌍의 기판이 대향배치되고,

   상기 기판 사이에 액정층이 형성되고,

   상기 각 배향막에 인접한 화소에 있어서 반대방향으로 러빙처리되어 있는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 각 화소의 짧은 방향의 폭이 50 ㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.