KR19990087845A - Multi-domain Liquid Crystal Display Device - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 멀티도메인 액정표시소자는, 대향하는 제1기판 및 제2기판과, 상기한 제1기판 상에 종횡으로 형성되어 화소영역을 정의하는 복수의 게이트배선 및 데이터배선과, 상기한 제2기판 상에 형성된 공통전극과, 상기한 데이터배선과 전기적으로 연결된 화소전극과, 상기한 화소전극과 동일 층에 형성된 보조전극과, 상기한 화소전극 및 보조전극의 아래에 형성되어 그 밖의 전극 또는 배선으로부터 전기적으로 절연시키는 보호막과, 상기한 제1기판 및 제2기판 중 적어도 한 기판 상에 형성된 배향막과, 그리고, 상기한 제1기판과 제2기판 사이에 형성된 액정층으로 이루어진다.The multi-domain liquid crystal display device according to the present invention includes a plurality of gate wirings and data wirings which are formed on the first substrate and the second substrate to face each other, vertically and horizontally on the first substrate to define a pixel region, and A common electrode formed on the second substrate, a pixel electrode electrically connected to the data wiring, an auxiliary electrode formed on the same layer as the pixel electrode, and formed under the pixel electrode and the auxiliary electrode, A protective film electrically insulated from the wiring, an alignment film formed on at least one of the first and second substrates described above, and a liquid crystal layer formed between the first and second substrates.
Description
본 발명은 액정표시소자에 관한 것으로, 특히, 화소전극과 동일 층에 보조전극을 형성하여 전계를 왜곡시키는 멀티도메인 액정표시소자(multi-domain liquid crystal display device)에 관한 것이다.The present invention relates to a liquid crystal display device, and more particularly, to a multi-domain liquid crystal display device for distorting an electric field by forming an auxiliary electrode on the same layer as the pixel electrode.
최근, 액정을 배향하지 않고, 화소전극과 전기적으로 절연된 보조전극에 의해 액정을 구동하는 액정표시소자가 제안된 바 있다. 도 1a, 1b, 및 1c는 상기한 종래 액정표시소자의 단위화소의 단면도이다.Recently, a liquid crystal display device for driving a liquid crystal by an auxiliary electrode electrically insulated from the pixel electrode without aligning the liquid crystal has been proposed. 1A, 1B, and 1C are cross-sectional views of unit pixels of the above-described conventional liquid crystal display device.
종래의 액정표시소자는, 제1기판 위에 복수의 데이터배선 및 게이트배선이 서로 종횡으로 형성되어 제1기판을 복수의 화소영역으로 나누고, 상기한 화소영역 각각에 형성되며 게이트전극, 게이트절연막, 반도체층, 소스전극 및 드레인전극 등으로 구성된 박막트랜지스터(Thin Film Transistor ; TFT)가 보호막(4) 위에 형성된 화소전극(13)에 데이터배선이 전달하는 화상신호를 인가한다. 보조전극(15)은 상기한 게이트절연막 상에 화소전극(13)을 둘러싸도록 형성하고, 그 위에 기판 전체에 걸쳐 보호막(4)을 형성하며, 화소전극(13)의 일부를 상기한 보조전극(15)과 겹치도록 형성한다(도 1a). 또는, 화소전극(13)을 상기한 게이트절연막 상에 형성하고, 그 위에 기판 전체에 걸쳐 보호막(4)을 형성한 후, 보조전극(15)을 상기한 화소전극(13)의 일부와 겹치도록 형성하는데(도 1b), 이 때, 화소전극(13)을 특정한 형상으로 에칭하여 화소영역을 분할하는 구조도 가능하다(도 1c).In a conventional liquid crystal display device, a plurality of data wirings and gate wirings are vertically and horizontally formed on a first substrate to divide the first substrate into a plurality of pixel regions, and are formed in each of the pixel regions, and include a gate electrode, a gate insulating film, and a semiconductor. A thin film transistor (TFT) composed of a layer, a source electrode, a drain electrode, and the like applies an image signal transmitted from the data wiring to the pixel electrode 13 formed on the protective film 4. The auxiliary electrode 15 is formed on the gate insulating film so as to surround the pixel electrode 13, a protective film 4 is formed over the entire substrate, and a part of the pixel electrode 13 is formed as the auxiliary electrode ( 15) to overlap with each other (FIG. 1A). Alternatively, the pixel electrode 13 is formed on the gate insulating film, the protective film 4 is formed over the entire substrate, and the auxiliary electrode 15 is overlapped with a part of the pixel electrode 13. In this case (Fig. 1B), the pixel electrode 13 may be etched in a specific shape to divide the pixel region (Fig. 1C).
제2기판(33)에는 공통전극(17)이 형성되어 상기한 화소전극(13)과 함께 액정분자들로 이루어진 액정층에 전기장을 인가한다. 화소전극(13)의 둘레에 형성된 보조전극(15)과 오픈영역(19)은 상기한 액정층에 인가되는 전기장을 왜곡시켜 단위 화소 내에서 액정분자를 다양하게 구동시킨다. 이것은 상기한 액정표시소자에 전압을 인가할 때, 왜곡된 전기장에 의한 유전 에너지가 액정 방향자를 원하는 방향으로 위치시킴을 의미한다.The common electrode 17 is formed on the second substrate 33 to apply an electric field to the liquid crystal layer made of liquid crystal molecules together with the pixel electrode 13. The auxiliary electrode 15 and the open area 19 formed around the pixel electrode 13 distort the electric field applied to the liquid crystal layer, thereby driving various liquid crystal molecules in the unit pixel. This means that when a voltage is applied to the liquid crystal display, the dielectric energy due to the distorted electric field places the liquid crystal director in a desired direction.
그러나, 상기한 액정표시소자는, 액정분자의 균일한 구동을 위해 화소전극(13) 또는 공통전극(17)에 오픈영역(19)이 필요하며, 상기한 오픈영역의 면적을 크게 해야만 다소 안정하게 액정분자를 구동시킬 수 있다. 반면, 오픈영역이 없거나 그 폭이 작으면 도메인 분할에 필요한 전기장 왜곡 정도가 약하므로, 문턱값(Vth; threshold voltage) 이상의 전압이 걸렸을 때 액정의 방향자(director)가 안정한 상태에 이르는 시간은 상대적으로 길어진다. 특히, 응답시간에 영향을 미쳐 약 100msec 이상 걸리는 경우도 있다. 이 때, 편광자의 투과축에 평행한 액정 방향자의 범위가 존재하여 전경(disclination)이 발생하므로, 이로 인한 휘도의 감소도 문제점으로 지적된다. 그리고, 액정표시소자의 표면 상태에 따라 액정 조직(texture)이 불규칙한 모양을 나타내기도 한다.However, the liquid crystal display device requires an open region 19 in the pixel electrode 13 or the common electrode 17 for uniform driving of the liquid crystal molecules, and is somewhat stable only by increasing the area of the open region. Liquid crystal molecules can be driven. On the other hand, if there is no open area or the width is small, the electric field distortion required for domain division is weak. Therefore, the time required for the director of the liquid crystal to reach a stable state when a voltage higher than a threshold voltage (V th ) is applied is required. Relatively long. In particular, the response time may be affected to take about 100 msec or more. At this time, since a range of the liquid crystal director parallel to the transmission axis of the polarizer exists and a foreground occurs, a decrease in luminance due to this is also pointed out as a problem. The liquid crystal texture may have an irregular shape according to the surface state of the liquid crystal display device.
본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 빠른 응답 특성을 나타내고, 전압 인가시 액정분자들의 안정된 움직임으로 고휘도 특성을 가진 멀티도메인 액정표시소자를 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and an object thereof is to provide a multi-domain liquid crystal display device which exhibits fast response characteristics and has high luminance characteristics by stable movement of liquid crystal molecules when voltage is applied.
본 발명의 또 다른 목적은, 측면전기장 세기가 증대된 멀티도메인 액정표시소자를 제공하는 것이다.Still another object of the present invention is to provide a multi-domain liquid crystal display device having increased side electric field strength.
상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 멀티도메인 액정표시소자는, 대향하는 제1기판 및 제2기판과, 상기한 제1기판 상에 종횡으로 형성되어 화소영역을 정의하는 복수의 게이트배선 및 데이터배선과, 상기한 제2기판 상에 형성된 공통전극과, 상기한 데이터배선과 전기적으로 연결된 화소전극과, 상기한 화소전극과 동일 층에 형성된 보조전극과, 상기한 화소전극 및 보조전극의 아래에 형성되어 그 밖의 전극 또는 배선으로부터 전기적으로 절연시키는 보호막과, 상기한 제1기판 및 제2기판 중 적어도 한 기판 상에 형성된 배향막과, 그리고 상기한 제1기판과 제2기판 사이에 형성된 액정층으로 이루어진다.In order to achieve the above object, the multi-domain liquid crystal display device of the present invention comprises a plurality of gate wirings which are formed vertically and horizontally on the first and second substrates facing each other, and define pixel regions; A data wiring, a common electrode formed on the second substrate, a pixel electrode electrically connected to the data wiring, an auxiliary electrode formed on the same layer as the pixel electrode, and below the pixel electrode and the auxiliary electrode. A protective film formed on the substrate and electrically insulated from other electrodes or wires, an alignment film formed on at least one of the first and second substrates described above, and a liquid crystal layer formed between the first and second substrates. Is done.
상기한 보조전극은 상기한 화소전극이 존재하는 영역 이외의 영역에 형성되며, 상기한 공통전극과 전기적으로 연결된다.The auxiliary electrode is formed in a region other than the region where the pixel electrode exists, and is electrically connected to the common electrode.
상기한 보호막을 구성하는 물질은, BCB(BenzoCycloButene), 아크릴수지(acrylic resin), 폴리이미드(polyimide) 화합물, SiNX또는 SiOX로 형성된다.The material constituting the protective film is formed of BCB (BenzoCycloButene), acrylic resin, polyimide compound, SiN X or SiO X.
또한, 상기한 화소영역 및 배향막은 적어도 두 영역으로 분할되므로써 상기한 액정층의 액정분자는 각 영역 상에서 서로 상이한 구동 및 배향 특성을 나타내며, 상기한 배향막은 비배향(non-rubbing)하거나 러빙배향 또는 광배향 처리된다.In addition, since the pixel region and the alignment layer are divided into at least two regions, the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer exhibit different driving and alignment characteristics on each region, and the alignment layer may be non-rubbing or rubbing. Photo-alignment is performed.
도 1a ∼ 1c는 종래 액정표시소자의 단면도.1A to 1C are cross-sectional views of a conventional liquid crystal display device.
도 2a ∼ 2d는 본 발명의 제1실시예에 따른 멀티도메인 액정표시소자의 평면도.2A to 2D are plan views of the multi-domain liquid crystal display device according to the first embodiment of the present invention.
도 3a 및 3b는 도 2a에 나타낸 멀티도메인 액정표시소자의 A-A'선 및 B-B'선에 따른 단면도.3A and 3B are cross-sectional views taken along lines A-A 'and B-B' of the multi-domain liquid crystal display device shown in Fig. 2A;
도 4a ∼ 4c는 본 발명의 제2실시예에 따른 멀티도메인 액정표시소자의 평면도.4A to 4C are plan views of the multi-domain liquid crystal display device according to the second embodiment of the present invention.
도 5a ∼ 5c는 본 발명의 제3실시예에 따른 멀티도메인 액정표시소자의 평면도.5A to 5C are plan views of a multi-domain liquid crystal display device according to a third embodiment of the present invention.
도 6a ∼ 6d는 본 발명의 제4실시예에 따른 멀티도메인 액정표시소자의 평면도.6A to 6D are plan views of a multi-domain liquid crystal display device according to a fourth embodiment of the present invention.
도 7a ∼ 7b는 도 6a에 나타낸 멀티도메인 액정표시소자의 A-A'선 및 B-B'선에 따른 단면도.7A to 7B are cross-sectional views taken along lines A-A 'and B-B' of the multi-domain liquid crystal display device shown in Fig. 6A.
도 8a ∼ 8c는 본 발명의 제5실시예에 따른 멀티도메인 액정표시소자의 평면도.8A through 8C are plan views of a multi-domain liquid crystal display device according to a fifth embodiment of the present invention.
도 9a ∼ 9c는 본 발명의 제6실시예에 따른 멀티도메인 액정표시소자의 평면도.9A to 9C are plan views of a multi-domain liquid crystal display device according to a sixth embodiment of the present invention.
도 10a ∼ 10f는 본 발명에 따른 멀티도메인 액정표시소자의 제조공정을 나타내는 단면도.10A to 10F are sectional views showing the manufacturing process of the multi-domain liquid crystal display device according to the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
1 : 게이트배선3 : 데이터배선1: gate wiring 3: data wiring
4, 37 : 보호막5 : 반도체층4, 37: protective film 5: semiconductor layer
7 : 소스전극9 : 드레인전극7 source electrode 9 drain electrode
11 : 게이트전극13 : 화소전극11 gate electrode 13 pixel electrode
15 : 보조전극17 : 공통전극15: auxiliary electrode 17: common electrode
19 : 오픈영역23 : 컬러필터층19: open area 23: color filter layer
25 : 차광층29 : 위상차 필름25 shading layer 29 retardation film
31 : 제1기판33 : 제2기판31: first substrate 33: second substrate
35 : 게이트절연막39 : 콘택홀35: gate insulating film 39: contact hole
41 : 스토리지캐패시터43 : 스토리지전극41: storage capacitor 43: storage electrode
이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 멀티도메인 액정표시소자를 상세하게 설명한다.Hereinafter, a multi-domain liquid crystal display device according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
도 2a, 2b, 2c, 및 2d는 본 발명의 제1실시예에 따른 멀티도메인 액정표시소자의 평면도이고, 도 3a 및 3b는 상기한 도 2a의 A-A'선 및 B-B'선에 따른 단면도이다.2A, 2B, 2C, and 2D are plan views of the multi-domain liquid crystal display device according to the first embodiment of the present invention, and FIGS. 3A and 3B are along the lines A-A 'and B-B' of FIG. 2A. According to the cross-sectional view.
상기한 도면에 나타낸 바와 같이 본 발명의 멀티도메인 액정표시소자는, 제1기판(31) 및 제2기판(33)과, 제1기판 위에 종횡으로 형성되어 제1기판을 복수의 화소영역으로 나누는 복수의 데이터배선(3) 및 게이트배선(1)과, 제1기판 상의 화소영역 각각에 형성되고 게이트전극(11), 게이트절연막(35), 반도체층(5), 오믹콘택층(Ohmic contact layer) 및 소스/드레인전극(7, 9)으로 구성된 박막트랜지스터와, 상기한 제1기판 전체에 걸쳐 형성된 보호막(37)과, 보호막(37) 위에서 드레인전극(9)과 연결되고 데이터배선(3) 또는 게이트배선(1)과 오버랩되도록 형성된 화소전극(13)과, 그리고 상기한 보호막(37) 위로 상기한 화소전극(13) 및 박막트랜지스터 이외의 영역에 형성된 보조전극(15)으로 이루어진다.As shown in the drawings, the multi-domain liquid crystal display device of the present invention is formed vertically and horizontally on the first substrate 31 and the second substrate 33 and the first substrate to divide the first substrate into a plurality of pixel regions. A plurality of data wirings 3 and gate wirings 1 and a pixel region on the first substrate, respectively, and formed on the gate electrode 11, the gate insulating film 35, the semiconductor layer 5, and the ohmic contact layer. ) And a thin film transistor comprising source / drain electrodes 7 and 9, a passivation layer 37 formed on the entire first substrate, and a drain electrode 9 on the passivation layer 37 and connected to the data line 3. Or a pixel electrode 13 formed to overlap the gate wiring 1, and an auxiliary electrode 15 formed in a region other than the pixel electrode 13 and the thin film transistor above the passivation layer 37.
또한, 상기한 게이트배선(1), 데이터배선(3), 및 박막트랜지스터에서 누설되는 빛을 차단하는 차광층(25)과, 상기한 차광층(25) 위에 형성된 컬러필터층(23)과, 상기한 컬러필터층(23) 위에 형성된 공통전극(17)과, 그리고, 제1기판(31)과 제2기판 사이에 형성된 액정층으로 이루어진다.In addition, the light blocking layer 25 to block light leaking from the gate wiring 1, the data wiring 3, and the thin film transistor, the color filter layer 23 formed on the light blocking layer 25, and the A common electrode 17 formed on one color filter layer 23 and a liquid crystal layer formed between the first substrate 31 and the second substrate.
상기한 보조전극(15)과 화소전극(13)은 보호막(37)을 매개로 분리되어 있으므로 게이트배선(1) 및 데이터배선(3)이 보조전극(15)의 왜곡전기장을 간섭하는 것을 방지한다. 그리고 상기한 보호막(37)은 SiNX또는 SiOX등과 같은 물질들을 도포하여 형성된다. 또한, 보조전극(15)과 화소전극(13)을 박막트랜지스터 및/또는 데이터배선(3)과 오버랩되도록 형성하면 크로스토크(crosstalk)가 발생하므로, 상기한 보조전극(15)과 화소전극(13)은 상기한 박막트랜지스터 및/또는 데이터배선(3)과 보호막을 매개로 오버랩되지 않도록 형성한다.Since the auxiliary electrode 15 and the pixel electrode 13 are separated through the passivation layer 37, the gate electrode 1 and the data wire 3 are prevented from interfering with the distorted electric field of the auxiliary electrode 15. . The protective film 37 is formed by applying materials such as SiN X or SiO X. In addition, when the auxiliary electrode 15 and the pixel electrode 13 are formed to overlap the thin film transistor and / or the data wiring 3, crosstalk occurs, and thus, the auxiliary electrode 15 and the pixel electrode 13 are described above. ) Is formed so as not to overlap the thin film transistor and / or data wiring 3 with the passivation layer.
도 10a∼10f는 본 발명에 따른 멀티도메인 액정표시소자의 제조공정을 나타내는 단면도이다. 상기한 도면을 참조하여, 본 발명의 멀티도메인 액정표시소자의 제조공정을 설명한다.10A to 10F are cross-sectional views illustrating a manufacturing process of a multi-domain liquid crystal display device according to the present invention. Referring to the above drawings, a manufacturing process of the multi-domain liquid crystal display device of the present invention will be described.
상기한 구조의 멀티도메인 액정표시소자를 제조하기 위해서는, 우선, 제1기판(31)의 화소영역 각각에 게이트전극(11), 게이트절연막(35), 반도체층(5), 오믹콘택층 및 소스/드레인전극(7, 9)으로 이루어진 박막트랜지스터를 형성한다. 이 때, 제1기판을 복수의 화소영역으로 나누는 복수의 게이트배선(1) 및 데이터배선(3)이 형성된다.In order to manufacture a multi-domain liquid crystal display device having the above structure, first, a gate electrode 11, a gate insulating film 35, a semiconductor layer 5, an ohmic contact layer and a source are respectively formed in each pixel region of the first substrate 31. A thin film transistor consisting of the drain electrodes 7 and 9 is formed. At this time, a plurality of gate wirings 1 and data wirings 3 are formed which divide the first substrate into a plurality of pixel regions.
상기한 게이트전극(11), 게이트배선(1)은 Al, Mo, Cr, Ta 또는 Al합금 등과 같은 금속을 스퍼터링(sputtering)방법으로 적층한 후 패터닝(patterning)하여 형성하고(도 10a), 그 위에 SiNX또는 SiOX를 플라즈마 CVD방법으로 적층하여 게이트절연막(35)을 형성한다. 계속해서, 반도체층(5) 및 오믹콘택층은 각각 a-Si 및 n+a-Si을 플라즈마 CVD(Plasma Chemical Vapor Deposition)방법으로 적층한 후 패터닝하여 형성한다(도 10b). 그리고, Al, Mo, Cr, Ta 또는 Al합금 등과 같은 금속을 스퍼터링(sputtering)방법으로 적층한 후 패터닝(patterning)하여 데이터배선(3) 및 소스/드레인전극(7, 9)을 형성한다(도 10c).The gate electrode 11 and the gate wiring 1 are formed by laminating a metal such as Al, Mo, Cr, Ta, or Al alloy by a sputtering method, and then patterning (FIG. 10A). The gate insulating film 35 is formed by stacking SiN X or SiO X on the plasma CVD method. Subsequently, the semiconductor layer 5 and the ohmic contact layer are formed by laminating and patterning a-Si and n + a-Si, respectively, by plasma CVD (Plasma Chemical Vapor Deposition) method (FIG. 10B). Then, metals such as Al, Mo, Cr, Ta, or Al alloys are laminated by sputtering, and then patterned to form data wirings 3 and source / drain electrodes 7 and 9 (FIG. 10c).
이어서, 제1기판 전체에 걸쳐 BCB(BenzoCycloButene), 아크릴수지(acrylic resin), 폴리이미드(polyimide) 화합물, SiNX또는 SiOX등의 물질로 보호막(37)을 형성하고(도 10d), 상기한 드레인전극(9) 상의 보호막 일부를 패터닝하여 오픈시키므로써 화소전극과 드레인전극을 연결시키는 콘택홀(39)을 형성한다. 그 후, ITO(indium tin oxide), Al, Mo, Cr, Ta, Ti 또는 Al합금 등과 같은 금속을 스퍼터링(sputtering)방법으로 전면증착하고 패터닝하여 화소전극(13)과 보조전극(15)을 형성한다.(도 10e)Subsequently, a protective film 37 is formed of a material such as BCB (BenzoCycloButene), acrylic resin, polyimide compound, SiN X or SiO X throughout the first substrate (FIG. 10D). A portion of the protective film on the drain electrode 9 is patterned and opened to form a contact hole 39 connecting the pixel electrode and the drain electrode. Thereafter, metals such as indium tin oxide (ITO), Al, Mo, Cr, Ta, Ti, or Al alloys are all deposited and patterned by a sputtering method to form the pixel electrode 13 and the auxiliary electrode 15. (FIG. 10E)
이 때, 상기한 보조전극(15)과 화소전극(13)은 동일한 금속으로 1회, 또는 서로 다른 종류의 금속으로 2회 패터닝하여 형성하는 것이 가능하다. 상기한 보조전극(15)을 화소전극(13)과 동일 물질로 사용하여 형성할 때는, 동일 마스크로 상기한 화소전극(13)과 동시에 형성하기도 하며, 추가 마스크를 사용하여 다른 금속으로 구성하거나, 이중으로 구성할 수도 있다.In this case, the auxiliary electrode 15 and the pixel electrode 13 may be formed by patterning once with the same metal or twice with different kinds of metals. When the auxiliary electrode 15 is formed using the same material as the pixel electrode 13, the auxiliary electrode 15 may be formed at the same time as the pixel electrode 13 with the same mask, or may be formed of another metal using an additional mask, It can also be configured as a double.
상기한 보조전극(15)에 전압(Vcom)을 인가하기 위해, 제1기판(31) 상에서 액정표시소자의 구동영역의 각 모서리에 Ag-Dotting부를 형성하므로써, 제2기판(33)에 전계를 인가하여 상하 전위차에 의해 액정을 구동시킨다. 상기 각 모서리의 Ag-Dotting부와 보조전극(15)을 연결하여 보조전극(15)에 전압(Vcom)을 인가하며, 이 공정은 상기한 ITO로 이루어진 보조전극(15)을 형성함과 동시에 이루어진다.In order to apply the voltage V com to the auxiliary electrode 15, an Ag-Dotting portion is formed at each corner of the driving region of the liquid crystal display element on the first substrate 31, thereby making the electric field on the second substrate 33. Is applied to drive the liquid crystal by the vertical potential difference. The Ag-Dotting portion of each corner and the auxiliary electrode 15 are connected to apply a voltage V com to the auxiliary electrode 15. This process simultaneously forms the auxiliary electrode 15 made of ITO. Is done.
또한, 상기한 소스/드레인전극(7, 9) 형성시(도 10c), 상기한 게이트배선(1)(및/또는 보조전극(15)) 및 화소전극(13)의 일부와 오버랩되도록 Al, Mo, Cr, Ta 또는 Al합금 등과 같은 금속을 스퍼터링방법으로 적층한 후 패터닝하여 스토리지전극(43)을 형성한다.(도 3b) 상기한 스토리지전극(43)은 드레인전극과 같이, 화소전극(13)과 콘택홀(39)로써 연결되고, 게이트배선(1)(및/또는 보조전극(15))과 스토리지캐패시터(41)(storage capacitor)를 형성한다.Further, when the source / drain electrodes 7 and 9 are formed (FIG. 10C), Al, so as to overlap with the gate wiring 1 (and / or the auxiliary electrode 15) and a part of the pixel electrode 13, Metals such as Mo, Cr, Ta, or Al alloys are stacked and patterned to form a storage electrode 43 (FIG. 3B). The storage electrode 43 is a pixel electrode 13 like a drain electrode. ) And a contact hole 39 to form the gate wiring 1 (and / or the auxiliary electrode 15) and the storage capacitor 41.
제2기판(33) 상에는 게이트배선(1), 데이터배선(3), 박막트랜지스터 및 보조전극(15)에서 누설되는 빛을 차단하기 위한 차광층(25)을 형성하고, 그 위에 R, G, B(Red, Green, Blue) 소자가 화소마다 반복되도록 컬러필터층(23)을 형성한다. 공통전극(17)은 ITO 등과 같은 물질을 컬러필터층(23) 상에 도포하여 일체로 형성하고, 제1기판과 제2기판 사이에 액정을 주입하므로써 멀티도메인 액정표시소자를 완성한다.(도 10f)On the second substrate 33, a light blocking layer 25 for blocking light leaking from the gate wiring 1, the data wiring 3, the thin film transistor, and the auxiliary electrode 15 is formed thereon, and R, G, The color filter layer 23 is formed so that B (Red, Green, Blue) elements are repeated for each pixel. The common electrode 17 is formed integrally by coating a material such as ITO on the color filter layer 23, and injects liquid crystal between the first substrate and the second substrate to complete the multi-domain liquid crystal display device. (FIG. 10F). )
상기한 제1기판(31) 또는 제2기판(33) 중 적어도 하나의 기판 상에는, 고분자를 연신하여 위상차 필름(29)을 형성한다.On at least one of the first substrate 31 or the second substrate 33 described above, a polymer is stretched to form the retardation film 29.
상기한 위상차 필름(29)은 음성 일축성 필름으로서, 광축이 하나인 일축성 물질로 구성하며, 기판에 수직인 방향과 시야각 변화에 따른 방향에서 사용자가 느끼는 위상차를 보상해주는 역할을 한다. 따라서, 계조반전이 없는 영역을 넓히고, 경사방향에서 콘트라스트비를 높이며, 하나의 화소를 멀티도메인으로 형성하는 것에 의해 더욱 효과적으로 좌우방향의 시야각을 보상할 수 있다.The retardation film 29 is a negative uniaxial film, and is composed of a uniaxial material having one optical axis, and serves to compensate for a phase difference felt by a user in a direction perpendicular to the substrate and a change in viewing angle. Therefore, the viewing angle in the left and right directions can be more effectively compensated by widening the region without gray scale inversion, increasing the contrast ratio in the oblique direction, and forming one pixel in a multi-domain.
본 발명의 멀티도메인 액정표시소자에 있어서, 상기한 음성 일축성 필름 이외에, 위상차 필름으로서 음성 이축성 필름을 형성하여도 되며, 광축이 둘인 이축성 물질로 구성되는 음성 이축성 필름은 상기한 일축성 필름에 비해 넓은 시야각 특성을 얻을 수 있다. 상기한 위상차 필름은 양 기판 모두에 형성하여도 되고, 하나의 기판에만 형성하여도 된다.In the multi-domain liquid crystal display device of the present invention, in addition to the negative uniaxial film described above, a negative biaxial film may be formed as a retardation film, and the negative biaxial film composed of a biaxial material having two optical axes is uniaxial. Wide viewing angle characteristics can be obtained as compared to the film. The retardation film described above may be formed on both substrates, or may be formed on only one substrate.
위상차 필름을 부착한 후, 양 기판에는 편광자를 부착한다. 이 때, 상기한 위상차 필름과 편광자를 일체로 구성하여 부착할 수 있다.After attaching retardation film, a polarizer is attached to both board | substrates. At this time, the retardation film and the polarizer can be formed integrally and attached.
추가하여, 본 발명의 멀티도메인 액정표시소자는 상기한 제1기판 및/또는 제2기판(33) 전체에 걸쳐 배향막(도면에 나타내지 않음)을 형성한다. 이 때, 상기한 배향막을 구성하는 배향물질로서는 폴리아미드(polyamide) 또는 폴리이미드(polyimide)계 화합물, PVA(polyvinylalcohol), 폴리아믹산(polyamic acid) 또는 SiO2등의 물질을 사용하며, 러빙하여 배향방향을 결정하는 경우, 그 밖의 러빙처리에 적합한 물질이라면 어떤 것이라도 적용 가능하다.In addition, the multi-domain liquid crystal display element of the present invention forms an alignment film (not shown) over the entirety of the first substrate and / or the second substrate 33 described above. In this case, a material such as polyamide or polyimide compound, PVA (polyvinylalcohol), polyamic acid, or SiO 2 may be used as the alignment material constituting the alignment layer, followed by rubbing. In determining the orientation, any material suitable for other rubbing treatments can be applied.
또한, 상기한 배향막을 광반응성이 있는 물질, 즉, PVCN(polyvinylcinnamate), PSCN(polysiloxanecinnamate), 또는 CelCN(cellulosecinnamate)계 화합물 등의 물질로 구성하여 광배향막을 형성할 수 있으며, 그 밖의 광배향처리에 적합한 물질이라면 어떤 것이라도 적용 가능하다. 상기한 광배향막에는 광을 적어도 1회 조사하여, 액정분자의 방향자가 이루는 프리틸트각(pretilt angle) 및 배향방향(alignment direction) 또는 프리틸트 방향(pretilt direction)을 동시에 결정하고, 그로 인한 액정의 배향 안정성을 확보한다. 이와 같은, 광배향에 사용되는 광은 자외선 영역의 광이 적합하며, 비편광, 선편광, 및 부분편광된 광 중에서 어떤 광을 사용하여도 무방하다.In addition, the alignment layer may be formed of a photoreactive material, that is, a material such as PVCN (polyvinylcinnamate), PSCN (polysiloxanecinnamate), or CelCN (cellulosecinnamate) -based compound to form a photoalignment film, and other optical alignment treatment Any material suitable for is applicable. The photo-alignment film is irradiated with light at least once to determine the pretilt angle and alignment direction or pretilt direction of the liquid crystal molecules at the same time, and thereby Secure the orientation stability. As for the light used for the optical alignment, light in the ultraviolet region is suitable, and any light among non-polarized light, linearly polarized light, and partially polarized light may be used.
그리고, 상기한 러빙법 또는 광배향법은 제1기판 또는 제2기판 중 어느 한 기판에만 적용하거나 양 기판 모두에 처리하여도 되며, 양 기판에 서로 다른 배향처리를 하는 것도 가능하다.The rubbing method or the photo-alignment method may be applied only to any one of the first substrate or the second substrate, or may be treated on both substrates, or different alignment treatments may be performed on both substrates.
또한, 상기한 배향처리를 하므로써 적어도 두 영역으로 분할된 멀티도메인 액정표시소자를 형성하여, 액정층의 액정분자가 각 영역 상에서 서로 상이하게 배향하도록 할 수 있다. 즉, 각 화소를 ＋자 또는 ×자와 같이 네 영역으로 분할하거나, 가로, 세로 또는 양 대각선으로 분할하고, 각 영역에서와 각 기판에서의 배향처리 또는 배향방향을 다르게 형성하므로써 멀티도메인 효과를 구현한다. 도면에 표시한 실선 및 점선 화살표는 각각 상판 및 하판의 각 영역의 배향방향을 나타내며, 분할된 영역 중 적어도 한 영역을 비배향 영역으로 하는 것도 가능하다. 또한, 전 영역을 비배향 영역으로 하는 것도 가능하다.In addition, by performing the above-described alignment process, a multi-domain liquid crystal display device divided into at least two regions may be formed so that the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer may be differently aligned on each region. That is, the multi-domain effect is realized by dividing each pixel into four regions, such as + or × characters, or by dividing them into horizontal, vertical, or diagonal lines, and by forming different alignment processes or orientation directions in each region and each substrate. do. The solid and dashed arrows shown in the figure indicate the orientation directions of the respective areas of the upper plate and the lower plate, respectively, and at least one of the divided areas may be used as the non-oriented area. It is also possible to make the entire region an unoriented region.
도 4a, 4b, 및 4c는 본 발명의 제2실시예에 따른 멀티도메인 액정표시소자의 평면도이다. 상기한 제1실시예와 비교하여 보조전극(15)이 데이터배선(3) 측에만 형성된 것을 제외하고 다른 구조는 동일하다. 따라서, 제1실시예에 비하여 화소영역이 확대된다. 또한, 각 화소를 ＋자 또는 ×자와 같이 네 영역으로 분할하거나, 가로, 세로 또는 양 대각선으로 분할하고, 각 영역에서와 각 기판에서의 배향처리 또는 배향방향을 다르게 형성하므로써 멀티도메인 효과를 구현하며, 분할된 영역 중 적어도 한 영역을 비배향 영역으로 하는 것도 가능하다. 또한, 전 영역을 비배향 영역으로 하는 것도 가능하다.4A, 4B, and 4C are plan views of a multi-domain liquid crystal display device according to a second embodiment of the present invention. Compared to the first embodiment described above, the other structure is the same except that the auxiliary electrode 15 is formed only on the data line 3 side. Therefore, the pixel region is enlarged as compared with the first embodiment. Multi-domain effects are realized by dividing each pixel into four regions, such as + or × characters, or by dividing them horizontally, vertically, or diagonally, and by forming different alignment processes or orientation directions in each region and on each substrate. It is also possible to make at least one of the divided regions into an unoriented region. It is also possible to make the entire region an unoriented region.
도 5a, 5b, 및 5c는 본 발명의 제3실시예에 따른 멀티도메인 액정표시소자의 평면도이다. 상기한 제1 및 제2실시예와 비교하여 보조전극(15)이 게이트배선(1) 측에만 형성된 것을 제외하고 다른 구조는 동일하다. 따라서, 제1 및 제2실시예에 비하여 화소영역이 확대된다. 또한, 각 화소를 ＋자 또는 ×자와 같이 네 영역으로 분할하거나, 가로, 세로 또는 양 대각선으로 분할하고, 각 영역에서와 각 기판에서의 배향처리 또는 배향방향을 다르게 형성하므로써 멀티도메인 효과를 구현하며, 분할된 영역 중 적어도 한 영역을 비배향 영역으로 하는 것도 가능하다. 또한, 전 영역을 비배향 영역으로 하는 것도 가능하다.5A, 5B, and 5C are plan views of a multi-domain liquid crystal display device according to a third embodiment of the present invention. Compared to the first and second embodiments described above, the other structure is the same except that the auxiliary electrode 15 is formed only at the gate wiring 1 side. Therefore, the pixel area is enlarged as compared with the first and second embodiments. Multi-domain effects are realized by dividing each pixel into four regions, such as + or × characters, or by dividing them horizontally, vertically, or diagonally, and by forming different alignment processes or orientation directions in each region and on each substrate. It is also possible to make at least one of the divided regions into an unoriented region. It is also possible to make the entire region an unoriented region.
도 6a, 6b, 6c, 및 6d는 본 발명의 제4실시예에 따른 멀티도메인 액정표시소자의 평면도이고, 도 7a 및 7b는 상기한 도 6a의 A-A'선 및 B-B'선에 따른 단면도이다. 도면에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 제4실시예는 보호막을 유기절연막인 BCB(BenzoCycloButene), 아크릴수지, 또는 폴리이미드 화합물 등으로 형성하므로 데이터배선(3) 측의 보조전극이 상기한 데이터배선(3) 상의 어느 부분에 형성되어 개구율이 향상된다. 또한, 상기한 보조전극의 위치는 어느 위치에 형성하여도 무관하다. 따라서, 제1, 제2 및 제3실시예에 비하여 화소영역이 확대된다. 또한, 각 화소를 ＋자 또는 ×자와 같이 네 영역으로 분할하거나, 가로, 세로 또는 양 대각선으로 분할하고, 각 영역에서와 각 기판에서의 배향처리 또는 배향방향을 다르게 형성하므로써 멀티도메인 효과를 구현하며, 분할된 영역 중 적어도 한 영역을 비배향 영역으로 하는 것도 가능하다. 또한, 전 영역을 비배향영역으로 하는 것도 가능하다.6A, 6B, 6C, and 6D are plan views of a multi-domain liquid crystal display device according to a fourth exemplary embodiment of the present invention, and FIGS. 7A and 7B are along the lines A-A 'and B-B' of FIG. 6A. According to the cross-sectional view. As shown in the figure, according to the fourth embodiment of the present invention, since the protective layer is formed of BenzoCycloButene (BCB), an acrylic resin, or a polyimide compound, which is an organic insulating layer, the auxiliary electrode on the side of the data line 3 is connected to the data line ( 3) It is formed in any part of the phase and an opening ratio improves. In addition, the position of the auxiliary electrode may be formed at any position. Therefore, the pixel area is enlarged as compared with the first, second and third embodiments. Multi-domain effects are realized by dividing each pixel into four regions, such as + or × characters, or by dividing them horizontally, vertically, or diagonally, and by forming different alignment processes or orientation directions in each region and on each substrate. It is also possible to make at least one of the divided regions into an unoriented region. It is also possible to make the entire area an unoriented area.
도 8a, 8b, 및 8c는 본 발명의 제5실시예에 따른 멀티도메인 액정표시소자의 평면도이다. 상기한 제4실시예와 비교하여 보조전극(15)이 데이터배선(3) 상의 어느 부분에 형성된 것을 제외하고 다른 구조는 동일하다. 따라서, 제4실시예에 비하여 화소영역이 확대되는 효과가 있다. 또한, 각 화소를 ＋자 또는 ×자와 같이 네 영역으로 분할하거나, 가로, 세로 또는 양 대각선으로 분할하고, 각 영역에서와 각 기판에서의 배향처리 또는 배향방향을 다르게 형성하므로써 멀티도메인 효과를 구현하며, 분할된 영역 중 적어도 한 영역을 비배향 영역으로 하는 것도 가능하다. 또한, 전 영역을 비배향영역으로 하는 것도 가능하다.8A, 8B, and 8C are plan views of the multi-domain liquid crystal display device according to the fifth embodiment of the present invention. Compared to the above-described fourth embodiment, the other structure is the same except that the auxiliary electrode 15 is formed on any part of the data line 3. Therefore, the pixel area is enlarged as compared with the fourth embodiment. Multi-domain effects are realized by dividing each pixel into four regions, such as + or × characters, or by dividing them horizontally, vertically, or diagonally, and by forming different alignment processes or orientation directions in each region and on each substrate. It is also possible to make at least one of the divided regions into an unoriented region. It is also possible to make the entire area an unoriented area.
도 9a, 9b, 및 9c는 본 발명의 제6실시예에 따른 멀티도메인 액정표시소자의 평면도이다. 상기한 제4 및 제5실시예와 비교하여 보조전극(15)이 박막트랜지스터가 형성된 쪽의 게이트배선(1) 상의 어느 부분에 형성된 것을 제외하고 다른 구조는 동일하다. 따라서, 제4 및 제5실시예에 비하여 상기한 화소전극(13)과 데이터배선(3)이 오버랩되도록 형성하여 개구율이 향상된다. 또한, 각 화소를 ＋자 또는 ×자와 같이 네 영역으로 분할하거나, 가로, 세로 또는 양 대각선으로 분할하고, 각 영역에서와 각 기판에서의 배향처리 또는 배향방향을 다르게 형성하므로써 멀티도메인 효과를 구현하며, 분할된 영역 중 적어도 한 영역을 비배향 영역으로 하는 것도 가능하다. 또한, 전 영역을 비배향영역으로 하는 것도 가능하다.9A, 9B, and 9C are plan views of a multi-domain liquid crystal display device according to a sixth embodiment of the present invention. Compared to the fourth and fifth embodiments described above, the other structure is the same except that the auxiliary electrode 15 is formed on any part of the gate wiring 1 on the side where the thin film transistor is formed. Therefore, compared with the fourth and fifth embodiments, the pixel electrode 13 and the data wiring 3 are formed to overlap each other, thereby improving the aperture ratio. Multi-domain effects are realized by dividing each pixel into four regions, such as + or × characters, or by dividing them horizontally, vertically, or diagonally, and by forming different alignment processes or orientation directions in each region and on each substrate. It is also possible to make at least one of the divided regions into an unoriented region. It is also possible to make the entire area an unoriented area.
그리고, 상기한 본 발명의 멀티도메인 액정표시소자는, 액정층을 구성하는 액정분자의 장축이 상기한 제1기판 및 제2기판의 기판 면에 대해 평행하게 배향되는 평행배향(homogeneous alignment), 또는 수직하게 배향되는 수직배향(homeotropic alignment)이 가능하며, 상기한 제1기판 또는 제2기판의 기판 면에 대해 특정한 각을 이루며 배향되는 경사배향(tilted alignment)이나, 트위스트하게 배향되는 트위스트배향(twisted alignment), 제1기판 또는 제2기판 중 어느 한 기판의 기판 면에 대해 수평하게 배향되고 나머지 한 기판의 기판 면에 대해 수직하게 배향되는 하이브리드배향(hybrid alignment) 등 어떤 형태의 배향 및 모드에도 적용이 가능하다는 장점이 있다.In the multi-domain liquid crystal display device of the present invention, the long axis of the liquid crystal molecules constituting the liquid crystal layer has a homogeneous alignment in which the long axes of the liquid crystal layers are oriented parallel to the substrate surfaces of the first substrate and the second substrate. Vertically oriented homeotropic alignment is possible, and the tilted alignment or twisted alignment is oriented at a specific angle with respect to the substrate surface of the first substrate or the second substrate. alignment, any type of orientation and mode, such as hybrid alignment oriented horizontally with respect to the substrate face of either the first substrate or the second substrate and perpendicular to the substrate face of the other substrate. This has the advantage of being possible.
본 발명의 멀티도메인 액정표시소자는 화소전극과 보조전극을 동일 층에 형성하므로써, 두 전극 사이에 인가되는 전계의 세기를 증가시키기 위한 높은 구동전압을 필요로 하지 않으며, 두 전극 사이에서 보다 완전한 횡전계를 구현 할 수 있다. 또한, 배향처리를 할 경우, 형성되는 프리틸트 및 앵커링 에너지에 의해 빠른 응답속도(response time) 및 안정한 액정구조를 얻을 수 있다. 그리고, 그로 인해 전경이 제거됨으로써 휘도가 증가하는 효과를 얻을 수 있다.The multi-domain liquid crystal display device of the present invention does not require a high driving voltage to increase the intensity of the electric field applied between the two electrodes by forming the pixel electrode and the auxiliary electrode on the same layer, and more transversely between the two electrodes. Electric field can be implemented. In addition, when the alignment process is performed, a fast response time and a stable liquid crystal structure can be obtained by the pretilt and anchoring energy formed. As a result, the foreground is removed, thereby obtaining an effect of increasing luminance.
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| KR100777704B1 (en) * | 2001-10-08 | 2007-11-21 | 삼성전자주식회사 | Liquid crystal display |
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1999
- 1999-01-12 KR KR1019990000542A patent/KR100290923B1/en active IP Right Grant
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| KR100777704B1 (en) * | 2001-10-08 | 2007-11-21 | 삼성전자주식회사 | Liquid crystal display |
| KR101469035B1 (en) * | 2008-05-28 | 2014-12-11 | 삼성디스플레이 주식회사 | Method of manufacturing liquid crystal display |
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