KR20010003061A - 멀티도메인 액정표시소자 - Google Patents

멀티도메인 액정표시소자 Download PDF

Info

Publication number
KR20010003061A
KR20010003061A KR1019990023194A KR19990023194A KR20010003061A KR 20010003061 A KR20010003061 A KR 20010003061A KR 1019990023194 A KR1019990023194 A KR 1019990023194A KR 19990023194 A KR19990023194 A KR 19990023194A KR 20010003061 A KR20010003061 A KR 20010003061A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
liquid crystal
crystal display
display device
electrode
substrate
Prior art date
Application number
KR1019990023194A
Other languages
English (en)
Other versions
KR100357215B1 (ko
Inventor
김점재
Original Assignee
구본준
엘지.필립스 엘시디 주식회사
론 위라하디락사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 구본준, 엘지.필립스 엘시디 주식회사, 론 위라하디락사 filed Critical 구본준
Priority to KR1019990023194A priority Critical patent/KR100357215B1/ko
Priority to US09/598,213 priority patent/US6791647B1/en
Publication of KR20010003061A publication Critical patent/KR20010003061A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100357215B1 publication Critical patent/KR100357215B1/ko
Priority to US10/938,854 priority patent/US7095469B2/en

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1337Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers
    • G02F1/133707Structures for producing distorted electric fields, e.g. bumps, protrusions, recesses, slits in pixel electrodes
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1337Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers
    • G02F1/133753Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers with different alignment orientations or pretilt angles on a same surface, e.g. for grey scale or improved viewing angle
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1343Electrodes
    • G02F1/134309Electrodes characterised by their geometrical arrangement
    • G02F1/134363Electrodes characterised by their geometrical arrangement for applying an electric field parallel to the substrate, i.e. in-plane switching [IPS]
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/136Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
    • G02F1/1362Active matrix addressed cells
    • G02F1/1368Active matrix addressed cells in which the switching element is a three-electrode device

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Geometry (AREA)

Abstract

본 발명의 멀티도메인 액정표시소자는 대향하는 제1기판 및 제2기판과, 상기한 제1기판과 제2기판 사이에 형성된 액정층과, 상기한 제1기판 상에 종횡으로 형성되어 화소영역을 정의하는 복수의 게이트배선 및 데이터배선과, 그리고, 상기한 게이트배선과 동일 층에 형성되고 상기한 화소영역을 둘러싸도록 형성된 공통보조전극과, 상기한 화소영역 내에서 일체로 형성된 화소전극과, 상기한 게이트배선과 오버랩되고 상기한 화소영역 이외의 영역에서 상기한 화소전극과 전기적으로 연결되도록 형성된 스토리지전극으로 이루어진다.

Description

멀티도메인 액정표시소자{MULTI-DOMAIN LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}
본 발명은 액정표시소자에 관한 것으로, 특히, 게이트배선과 동일 층에서 화소영역을 둘러싸도록 공통보조전극을 형성하여 전계를 왜곡시키는 멀티도메인 액정표시소자(multi-domain liquid crystal display device)에 관한 것이다.
최근, 액정을 배향하지 않고, 화소전극과 전기적으로 절연된 보조전극에 의해 액정을 구동하는 액정표시소자가 제안된 바 있다. 도 1은 상기한 종래 액정표시소자의 단위화소의 단면도이다.
종래의 액정표시소자는, 제1기판 및 제2기판과, 제1기판 위에 종횡으로 형성되어 제1기판을 복수의 화소영역으로 나누는 복수의 데이터배선 및 게이트배선과, 제1기판 상의 화소영역 각각에 형성되고 게이트전극, 게이트절연막, 반도체층, 오믹콘택층(Ohmic contact layer) 및 소스/드레인전극으로 구성된 박막트랜지스터(Thin Film Transistor ; TFT)와, 상기한 제1기판 전체에 걸쳐 형성된 보호막(37)과, 상기한 보호막(37) 위에서 드레인전극과 연결되도록 형성된 화소전극(13)과, 상기한 게이트절연막 위로 화소전극(13)의 일부와 겹쳐지도록 형성된 보조전극(21)으로 이루어진다.
그리고, 상기한 제2기판 위에 상기한 게이트배선, 데이터배선, 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, 제1기판과 제2기판 사이에 형성된 액정층으로 이루어진다.
화소전극(13)의 둘레에 형성된 보조전극(21)과 공통전극(17)의 오픈영역(27)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.
그러나, 상기한 액정표시소자는, 멀티도메인 효과를 얻기 위해 공통전극(17)에 오픈영역(27)이 필요하며, 이를 위해서 액정표시소자의 제조공정 중 공통전극(17)을 패터닝하는 공정이 추가된다.
또한, 상기한 오픈영역이 없거나 그 폭이 작으면 도메인 분할에 필요한 전기장 왜곡 정도가 약하므로, 액정의 방향자(director)가 안정한 상태에 이르는 시간은 상대적으로 길어진다는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 게이트배선과 동일 층에서 화소영역을 둘러싸도록 공통보조전극을 형성함과 더불어, 상기한 게이트배선과 오버랩되도록 스토리지전극을 형성하고 상기한 스토리지전극이 상기한 화소영역 이외의 영역에서 화소전극과 전기적으로 연결되도록 형성하여, 개구율을 향상시키고 멀티도메인 효과를 구현한 멀티도메인 액정표시소자를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 멀티도메인 액정표시소자는, 본원 출원인이 출원한 특허등록출원번호 1999-05587에 기재된 발명과 상응하는 내용이며, 스토리지전극이 화소영역 이외의 영역에서 화소전극과 전기적으로 연결되도록 형성한 것을 개량한 발명으로서, 그 기술적 사상과 맥락을 같이한다.
상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 멀티도메인 액정표시소자는, 대향하는 제1기판 및 제2기판과, 상기한 제1기판과 제2기판 사이에 형성된 액정층과, 상기한 제1기판 상에 종횡으로 형성되어 화소영역을 정의하는 복수의 게이트배선 및 데이터배선과, 상기한 게이트배선과 동일 층에 형성되고 상기한 화소영역을 둘러싸도록 형성된 공통보조전극과, 상기한 제1기판 전체에 걸쳐 형성된 게이트절연막과, 상기한 게이트절연막 상에 상기한 게이트배선과 오버랩되도록 형성된 스토리지전극과, 상기한 게이트절연막 상에 제1기판 전체에 걸쳐 형성된 보호막과, 상기한 화소영역 내에서 일체로 형성된 화소전극과, 상기한 제2기판 상에 형성된 차광층과, 상기한 차광층 상에 형성된 컬러필터층과, 상기한 컬러필터층 상에 형성된 공통전극과, 그리고 상기한 제1기판 및 제2기판 중 적어도 한 기판 상에 형성된 배향막으로 이루어지고, 상기한 스토리지전극이 상기한 화소영역 이외의 영역에서 상기한 화소전극과 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 한다.
상기한 멀티도메인 액정표시소자는, 상기한 보호막 아래에서 상기한 화소전극과 연결되고 상기한 공통보조전극과 오버랩되도록 형성된 스토리지전극을 추가로 포함한다.
상기한 액정은 양 또는 음의 유전율 이방성을 가진 액정이며, 액정층은 카이랄도펀트를 포함한다.
도 1은 종래의 액정표시소자의 단면도.
도 2a, 2b, 및 2c, 2d, 2e, 2f, 2g는 본 발명의 제1실시예에 따른 멀티도메인 액정표시소자의 평면도 및 단면도.
도 3a, 3b, 및 3c, 3d, 3e, 3f, 3g, 3h는 본 발명의 제2실시예에 따른 멀티도메인 액정표시소자의 평면도 및 단면도.
도 4a 및 4b는 본 발명의 제3실시예에 따른 멀티도메인 액정표시소자의 평면도 및 단면도.
도 5a, 5b, 및 5c, 5d는 본 발명의 제4실시예에 따른 멀티도메인 액정표시소자의 평면도 및 단면도.
도 6a ~ 6g는 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티도메인 액정표시소자의 여러 가지 전계유도창 또는 유전체 구조물을 나타내는 도면.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
1 : 게이트배선 3 : 데이터배선
5 : 반도체층 7 : 소스전극
9 : 드레인전극 11 : 게이트전극
13 : 화소전극 15 : 공통보조전극
17 : 공통전극 21 : 보조전극
23 : 컬러필터층 25 : 차광층
27 : 오픈영역 29 : 위상차 필름
31 : 제1기판 33 : 제2기판
35 : 게이트절연막 37 : 보호막
39 : 콘택홀 43 : 스토리지 전극
51 : 전계유도창(홀 또는 슬릿) 53 : 유전체 구조물
이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 멀티도메인 액정표시소자를 상세하게 설명한다.
도 2a 및 2b는 본 발명의 제1실시예에 따른 멀티도메인 액정표시소자의 평면도이고, 도 2c는 상기한 도 2a의 I-I'선에 따른 단면도, 도 2d, 2e, 2f 및 2g는 상기한 도 2a의 II-II'선에 따른 단면도이다.
상기한 도면에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 멀티도메인 액정표시소자는, 제1기판(31) 및 제2기판(33)과, 상기한 제1기판 위에 종횡으로 형성되어 제1기판을 복수의 화소영역으로 나누는 복수의 데이터배선(3) 및 게이트배선(1)과, 상기한 게이트배선과 동일 층에 형성되어 전계를 왜곡시키는 공통보조전극(15)과, 제1기판 상의 화소영역 각각에 형성되고 게이트전극(11), 게이트절연막(35), 반도체층(5), 오믹콘택층 및 소스/드레인전극(7, 9)으로 구성된 박막트랜지스터와, 상기한 제1기판 전체에 걸쳐 형성된 보호막(37)과, 상기한 보호막 위에서 드레인전극(9)과 연결된 화소전극(13)으로 이루어진다.
그리고, 상기한 제2기판(33) 상에, 게이트배선(1), 데이터배선(3), 및 박막트랜지스터에서 누설되는 빛을 차단하는 차광층(25)과, 상기한 차광층(25) 위에 형성된 컬러필터층(23)과, 상기한 컬러필터층 상에 형성된 공통전극(17)과, 그리고, 제1기판과 제2기판 사이에 형성된 액정층으로 이루어진다.
상기한 구조의 멀티도메인 액정표시소자를 제조하기 위해서는, 우선, 제1기판의 화소영역 각각에 게이트전극(11), 게이트절연막(35), 반도체층, 오믹콘택층 및 소스/드레인전극(7, 9)으로 이루어진 박막트랜지스터를 형성한다. 이 때, 제1기판을 복수의 화소영역으로 나누는 복수의 게이트배선(1) 및 데이터배선(3)이 형성된다.
상기한 게이트전극(11), 게이트배선(1)은 Al, Mo, Cr, Ta, Al합금, 또는 이들의 이중층으로 이루어진 금속을 스퍼터링(sputtering)방법으로 적층한 후 패터닝(patterning)하여 형성하고, 동시에 공통보조전극(15)을 화소영역을 둘러싸도록 형성한다. 그 위에 게이트절연막(35)을 SiNX또는 SiOX를 PECVD방법으로 적층한 후 패터닝하여 형성한다. 계속해서, 반도체층 및 오믹콘택층은 각각 a-Si 및 n+a-Si을 PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition)방법으로 적층한 후 패터닝하여 형성한다. 또한, 게이트절연막(35), a-Si 및 n+a-Si을 PECVD로 연속증착하여 패터닝할 수 있다.
그리고, Al, Mo, Cr, Ta 또는 Al합금 등과 같은 금속을 스퍼터링방법으로 적층한 후 패터닝하여 데이터배선(3) 및 소스/드레인전극(7, 9)을 형성한다. 이 때, 상기한 게이트배선(1) 및/또는 공통보조전극(15)과 오버랩되도록 스토리지전극(43)을 동시에 형성하며, 상기한 스토리지전극(43)은 상기한 게이트배선(1) 및/또는 공통보조전극(15)과 스토리지 캐패시터 역할을 한다.
이어서, 제1기판(31) 전체에 걸쳐 BCB(BenzoCycloButene), 아크릴수지(acrylic resin), 폴리이미드(polyimide) 화합물, SiNX또는 SiOX등의 물질로 보호막(37)을 형성하고, ITO(indium tin oxide)를 스퍼터링방법으로 적층한 후 패터닝하여 화소전극(13)을 형성한다.
이 때, 상기한 화소전극(13)에는 상기한 스토리지전극(43)과 부분적으로 오버랩되도록 돌출된 연장부가 형성되고, 상기한 연장부 아래의 보호막을 제거하여 콘택홀(39)을 형성하므로써 전기적으로 연결된다. 또한, 동일한 방법으로 상기한 드레인전극(9) 상의 콘택홀(39)을 통해 드레인전극(9)과 연결된다.
상기한 공통보조전극(15)은, 상기한 게이트배선(1)과 동일 물질로 사용하여 형성할 때는 동일 마스크로 상기한 게이트배선(1)과 동일 층에 형성하여 상기한 공통전극(17)과 전기적으로 연결시키며, 추가 마스크를 사용하여 다른 금속으로 구성하거나, 서로 다른 이중 층으로 할 수도 있다.
제2기판(33) 위에는 차광층(25)을 형성하고, R, G, B(Red, Green, Blue) 소자가 화소마다 반복되도록 컬러필터층(23)을 형성한다. 상기한 컬러필터층(23) 위에 감광성 물질을 적층한 후, 포토리소그래피(photolithography)로 패터닝하여 여러 가지 형상으로 유전체 구조물(53)을 형성한다.
이어서, 공통전극(17)을 화소전극(13)과 마찬가지로 ITO 등과 같은 투명전극으로 형성하며, 그리고, 상기한 제1기판(31)과 제2기판(33) 사이에 액정을 주입하므로써 멀티도메인 액정표시소자를 완성한다. 상기한 액정층을 구성하는 액정은 양 또는 음의 유전율 이방성을 가진 액정을 사용하며, 카이랄 도펀트를 포함하는 것도 가능하다.
상기한 유전체 구조물(53)을 구성하는 물질은 상기한 액정층의 유전율(dielectric constant)과 동일하거나 작은 유전율을 가진 것이 좋으며, 3이하가 바람직하고, 아크릴(photoacrylate) 또는 BCB(BenzoCycloButene)와 같은 물질을 들 수 있다.
상기한 공통보조전극(15)에 전압(Vcom)을 인가하는 방법은, 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 공통보조전극(15)을 연결하여 전압(Vcom)을 인가하며, 이 공정은 상기한 공통보조전극(15)을 형성함과 동시에 이루어진다.
추가하여, 본 발명의 멀티도메인 액정표시소자는 상기한 제1기판(31) 또는 제2기판(33) 중 적어도 한 기판 상에 고분자를 연신하여 위상차필름(29)을 형성한다.
상기한 위상차필름(29)은 음성일축성 필름(negative uniaxial film)으로서 광축이 하나인 일축성 물질로 형성하며, 기판에 수직인 방향과 시야각 변화에 따른 방향에서 사용자가 느끼는 보상해주는 역할을 한다. 따라서, 계조반전(gray inversion)이 없는 영역을 넓히고, 경사방향에서 콘트라스트비(contrast ratio)를 높이며, 하나의 화소를 멀티도메인으로 형성하는 것에 의해 더욱 효과적으로 좌우방향의 시야각을 보상할 수 있다.
본 발명의 멀티도메인 액정표시소자에 있어서, 상기한 음성일축성 필름 이외에, 위상차필름으로서 음성이축성 필름(negative biaxial film)을 형성하여도 되며, 광축이 둘인 이축성 물질로 구성되는 음성이축성 필름은 상기한 일축성 필름에 비해 넓은 시야각(viewing angle) 특성을 얻을 수 있다.
그리고, 상기한 위상차필름을 부착한 후 양 기판에는 편광자(polarizer)(도면에 나타내지 않음)를 부착하며, 이 때, 상기한 편광자는 상기한 위상차필름과 일체로 형성하여 부착할 수 있다.
도 2에 나타낸 멀티도메인 액정표시소자는, 화소전극(13)이 공통보조전극(15)과 오버랩되도록 형성되고, 차광층(25) 또한, 상기한 공통보조전극과 오버랩되므로 개구율이 높으며, 스토리지전극(43)은 게이트배선(1) 및 공통보조전극(15)과 오버랩되어 스토리지 캐패시터를 형성한다.
도 2d와 2e는 상기한 공통전극(17) 상에 유전체 구조물(53)을 형성한 실시예이고, 도 2f와 2g는 상기한 공통전극(17) 내에 전계유도창(51)을 형성한 실시예이다. 또한, 도 2d와 2f는 상기한 보호막(37)을 SiNX또는 SiOX와 같은 물질로 형성한 실시예이고, 도 2e와 2g는 BCB(BenzoCycloButene), 아크릴수지(acrylic resin) 또는 폴리이미드(polyimide) 화합물로 형성하여 평탄화시킨 실시예이다.
도 3a 및 3b는 본 발명의 제2실시예에 따른 멀티도메인 액정표시소자의 평면도이고, 도 3c 및 3d는 도 3b의 III-III'선에 따른 단면도이며, 도 3e, 3f, 3g, 3h는 도 3a의 IV-IV'선에 따른 단면도이다.
상기한 도면에서, 화소전극(13)은 공통보조전극(15)과 오버랩되지 않으며, 따라서, 차광층(25)은 상기한 화소전극(13)과 오버랩되도록 형성된다. 이 때, 상기한 공통보조전극(15) 상에 형성된 게이트절연막과 보호막을 제거하여, 화소전극(13)에 인가되는 공통보조전극(15)의 전계를 강하게 하며, 상기한 공통보조전극(15)과 화소전극(13)이 동일 평면에 있는 것과 같은 효과를 얻는다. 도 3c는 공통보조전극의 일부분이 노출되도록 게이트절연막과 보호막을 제거한 구조이고, 도 3d는 공통보조전극이 완전히 노출되도록 한 구조이다.
스토리지전극(43)은 게이트배선(1) 및 공통보조전극(15)과 오버랩되어 스토리지 캐패시터를 형성한다.
도 3e와 3f는 상기한 공통전극(17) 상에 유전체 구조물(53)을 형성한 실시예이고, 도 3g와 3h는 상기한 공통전극(17) 내에 전계유도창(51)을 형성한 실시예이다. 또한, 도 3e와 3g는 상기한 보호막(37)을 SiNX또는 SiOX와 같은 물질로 형성한 실시예이고, 도 3f와 3h는 BCB(BenzoCycloButene), 아크릴수지(acrylic resin) 또는 폴리이미드(polyimide) 화합물로 형성하여 평탄화시킨 실시예이다.
도 4a는 본 발명의 제3실시예에 따른 멀티도메인 액정표시소자의 평면도이고, 도 4b는 도 4a의 V-V'선에 따른 단면도이다.
상기한 액정표시소자는, 상·하 한 쌍의 화소들이 공통보조전극(15)을 공유하도록 형성하고, 상기한 공통보조전극(15) 상에 상·하 화소의 스토리지전극(43)을 형성한 구조로서, 도 2에 나타낸 액정표시소자 보다 개구율을 크게 향상시킬 수 있다.
또한, 화소전극(13)이 공통보조전극(15)과 오버랩되도록 형성되고, 차광층(25)도 상기한 공통보조전극과 오버랩되며, 스토리지전극(43)은 공통보조전극(15)과 스토리지 캐패시터를 형성한다. 그리고, 상기한 제3실시예에서도 상기한 공통전극(17) 상에 유전체 구조물(53)을 형성하거나, 공통전극(17) 내에 전계유도창(51)을 형성하는 것이 가능하다.
도 5a 및 5b는 본 발명의 제4실시예에 따른 멀티도메인 액정표시소자의 평면도이고, 도 5c 및 5d는 도 5b의 VI-VI'선에 따른 단면도이다.
상기한 액정표시소자는 다음과 같은 부분을 제외하고는 동일하게 구성된다.
화소전극(13)은 공통보조전극(15)과 오버랩되지 않으며, 따라서, 차광층(25)은 상기한 화소전극(13)과 오버랩되도록 형성된다. 이 때, 상기한 공통보조전극(15) 상에 형성된 게이트절연막과 보호막을 제거하여, 화소전극(13)에 인가되는 공통보조전극(15)의 전계를 강하게 하며, 상기한 공통보조전극(15)과 화소전극(13)이 동일 평면에 있는 것과 같은 효과를 얻는다. 도 5c는 공통보조전극의 일부분이 노출되도록 게이트절연막과 보호막을 제거한 구조이고, 도 5d는 공통보조전극이 완전히 노출되도록 한 구조이다.
본 발명의 멀티도메인 액정표시소자에 따른 실시예들은 고개구율 박막트랜지스터(L-lined Thin Film Transistor) 구조로서, 상기한 L자 TFT는 게이트배선(1) 상에 L자 형상으로 TFT를 형성하므로써, 종래의 액정표시소자에 비해 개구율이 향상되는 효과가 있으며, 게이트배선(1)과 드레인전극(9) 사이에서 발생하는 기생용량(parasitic capacitor)을 줄일 수 있다.
도 6a∼6g는 본 발명의 일 실시예에 따른 여러 가지 전계유도창(51) 또는 유전체 구조물(53)을 나타내는 도면이다. 본 발명의 멀티도메인 액정표시소자는, 상기한 화소전극(13) 및/또는 공통전극(17) 상에 유전체 구조물(53)을 형성하거나, 상기한 화소전극(13), 보호막(37), 게이트절연막(35), 컬러필터층(23), 오버코트층 및/또는 공통전극(17)을 패터닝하여, 그 내부에 홀(hole) 또는 슬릿(slit)과 같은 전계유도창(51)을 형성하므로써 전계 왜곡 효과 및 멀티도메인을 구현한다.
상기한 전계유도창(51) 또는 유전체 구조물(53)은, 가로, 세로, 및 양 대각선으로 길게 패터닝하여 2도메인으로 분할한 효과를 내거나, ×자 형상, +자 형상, ◇ 형상, 빗살형상, 더블와이(도 6g)형상 및 ×자와 +자 형상을 동시에 패터닝하여 4도메인 및 멀티도메인으로 분할한 효과를 구현하고, 상기한 제1 및 제2기판 중 적어도 한 기판 상에 형성하거나, 양 기판 상에 독립적으로 또는 혼용하여 적용하는 것도 가능하다.
추가하여, 본 발명의 멀티도메인 액정표시소자는 상기한 제1기판 및/또는 제2기판 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, 러빙법을 사용하여 배향방향을 결정하는 경우, 그 밖의 러빙처리에 적합한 물질이라면 어떤 것이라도 적용 가능하다.
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 프리틸트방향(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.
그리고, 상기한 러빙법 또는 광배향법은 제1기판 또는 제2기판 중 어느 한 기판에만 적용하거나 양 기판 모두에 처리하여도 되며, 양 기판에 서로 다른 배향처리를 하거나, 배향막만 형성하고 배향처리를 하지 않는 것도 가능하다.
또한, 상기한 배향처리를 함으로써 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. 분할된 영역 중 적어도 한 영역을 비배향 영역으로 할 수 있으며, 전 영역을 비배향 영역으로 하는 것도 가능하다.
본 발명의 멀티도메인 액정표시소자는 게이트배선과 동일 층에 화소영역을 둘러싸도록 공통보조전극을 형성함과 더불어 상기한 게이트배선과 오버랩되도록 스토리지전극을 형성하고, 상기한 스토리지전극이 상기한 화소영역 이외의 영역에서 화소전극과 전기적으로 연결되도록 형성하여 전계왜곡을 유도하므로써, 고개구율 및 멀티도메인 효과를 극대화하는 효과가 있다.
또한, 상기한 공통보조전극이 게이트배선과 동일 층에 있으므로, 화소전극과 공통보조전극 간의 쇼트를 방지하고, 수율을 향상시킬 수 있다.

Claims (31)

  1. 대향하는 제1기판 및 제2기판과,
    상기한 제1기판과 제2기판 사이에 형성된 액정층과,
    상기한 제1기판 상에 종횡으로 형성되어 화소영역을 정의하는 복수의 게이트배선 및 데이터배선과,
    상기한 게이트배선과 동일 층에 형성되고 상기한 화소영역을 둘러싸도록 형성된 공통보조전극과,
    상기한 제1기판 전체에 걸쳐 형성된 게이트절연막과,
    상기한 게이트절연막 상에 상기한 게이트배선과 오버랩되도록 형성된 스토리지전극과,
    상기한 게이트절연막 상에 제1기판 전체에 걸쳐 형성된 보호막과,
    상기한 화소영역 내에서 일체로 형성된 화소전극과,
    상기한 제2기판 상에 형성된 차광층과,
    상기한 차광층 상에 형성된 컬러필터층과,
    상기한 컬러필터층 상에 형성된 공통전극과, 그리고
    상기한 제1기판 및 제2기판 중 적어도 한 기판 상에 형성된 배향막으로 이루어진 멀티도메인 액정표시소자에 있어서,
    상기한 스토리지전극이 상기한 화소영역 이외의 영역에서 상기한 화소전극과 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 멀티도메인 액정표시소자.
  2. 제1항에 있어서, 상기한 보호막 아래에서 상기한 화소전극과 연결되고, 상기한 공통보조전극과 오버랩되도록 형성된 스토리지전극을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티도메인 액정표시소자.
  3. 제1항에 있어서, 상기한 화소전극이, 상기한 공통보조전극과 오버랩되도록 형성된 것을 특징으로 하는 멀티도메인 액정표시소자.
  4. 제3항에 있어서, 상기한 차광층이, 상기한 공통보조전극과 오버랩되도록 형성된 것을 특징으로 하는 멀티도메인 액정표시소자.
  5. 제1항에 있어서, 상기한 화소전극이, 상기한 공통보조전극과 오버랩되지 않도록 형성된 것을 특징으로 하는 멀티도메인 액정표시소자.
  6. 제5항에 있어서, 상기한 차광층이, 상기한 화소전극과 오버랩되도록 형성된 것을 특징으로 하는 멀티도메인 액정표시소자.
  7. 제1항에 있어서, 상기한 게이트절연막과 보호막이, 상기한 공통보조전극 이외의 영역에 형성된 것을 특징으로 하는 멀티도메인 액정표시소자.
  8. 제1항에 있어서, 상기한 공통보조전극이, 상기한 공통전극과 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 멀티도메인 액정표시소자.
  9. 제1항에 있어서, 상기한 화소전극 상에 전계왜곡용 유전체 구조물을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티도메인 액정표시소자.
  10. 제1항에 있어서, 상기한 공통전극 상에 전계왜곡용 유전체 구조물을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티도메인 액정표시소자.
  11. 제1항에 있어서, 상기한 화소전극이, 그 내부에 전계유도창을 가지는 것을 특징으로 하는 멀티도메인 액정표시소자.
  12. 제1항에 있어서, 상기한 보호막이, 그 내부에 전계유도창을 가지는 것을 특징으로 하는 멀티도메인 액정표시소자.
  13. 제1항에 있어서, 상기한 게이트절연막이, 그 내부에 전계유도창을 가지는 것을 특징으로 하는 멀티도메인 액정표시소자.
  14. 제1항에 있어서, 상기한 공통전극이, 그 내부에 전계유도창을 가지는 것을 특징으로 하는 멀티도메인 액정표시소자.
  15. 제1항에 있어서, 상기한 컬러필터층이, 그 표면에 전계유도창을 가지는 것을 특징으로 하는 멀티도메인 액정표시소자.
  16. 제1항에 있어서, 상기한 컬러필터층 상에 오버코트층을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티도메인 액정표시소자.
  17. 제16항에 있어서, 상기한 오버코트층이, 그 내부에 전계유도창을 가지는 것을 특징으로 하는 멀티도메인 액정표시소자.
  18. 제1항에 있어서, 상기한 보호막을 구성하는 물질이, BCB(BenzoCycloButene), 아크릴수지, 및 폴리이미드(polyimide) 화합물로 이루어진 일군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 멀티도메인 액정표시소자.
  19. 제1항에 있어서, 상기한 보호막을 구성하는 물질이, SiNX및 SiOX로 이루어진 일군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 멀티도메인 액정표시소자.
  20. 제1항에 있어서, 상기한 공통보조전극을 구성하는 물질이, ITO(indium tin oxide), Al, Mo, Cr, Ta, Ti, Al합금, 및 이들의 이중층으로 이루어진 일군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 멀티도메인 액정표시소자.
  21. 제1항에 있어서, 상기한 공통전극을 구성하는 물질이, ITO(indium tin oxide)로 이루어진 것을 특징으로 하는 멀티도메인 액정표시소자.
  22. 제1항에 있어서, 상기한 화소영역이, 적어도 두 영역으로 분할되어 상기한 액정층의 액정분자가 각 영역 상에서 서로 상이한 구동 특성을 나타내는 것을 특징으로 하는 멀티도메인 액정표시소자.
  23. 제1항에 있어서, 상기한 배향막이, 적어도 두 영역으로 분할되어 상기한 액정층의 액정분자가 각 영역 상에서 서로 상이한 배향 특성을 나타내는 것을 특징으로 하는 멀티도메인 액정표시소자.
  24. 제23항에 있어서, 상기한 배향막의 영역 중에서 적어도 하나의 영역이, 배향 처리된 것을 특징으로 하는 멀티도메인 액정표시소자.
  25. 제23항에 있어서, 상기한 배향막의 영역 모두가, 배향 처리되지 않은 것을 특징으로 하는 멀티도메인 액정표시소자.
  26. 제1항에 있어서, 상기한 액정층을 구성하는 액정이, 양 또는 음의 유전율 이방성을 가진 액정인 것을 특징으로 하는 멀티도메인 액정표시소자.
  27. 제1항에 있어서, 상기한 제1기판 및 제2기판 중 적어도 한 기판 상에 음성 일축성 필름을 추가로 형성하는 것을 특징으로 하는 멀티도메인 액정표시소자.
  28. 제1항에 있어서, 상기한 제1기판 및 제2기판 중 적어도 한 기판 상에 음성 이축성 필름을 추가로 형성하는 것을 특징으로 하는 멀티도메인 액정표시소자.
  29. 제1항에 있어서, 상기한 액정층이, 카이랄도펀트를 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티도메인 액정표시소자.
  30. 대향하는 제1기판 및 제2기판과,
    상기한 제1기판과 제2기판 사이에 형성된 액정층과,
    상기한 제1기판 상에 종횡으로 형성되어 화소영역을 정의하는 복수의 게이트배선 및 데이터배선과,
    상기한 게이트배선과 동일 층에 형성되고 상기한 화소영역을 둘러싸도록 형성된 공통보조전극과,
    상기한 화소영역 내에서 일체로 형성된 화소전극과, 그리고
    상기한 게이트배선과 오버랩되고 상기한 화소영역 이외의 영역에서 상기한 화소전극과 전기적으로 연결되도록 형성된 스토리지전극으로 이루어진 멀티도메인 액정표시소자.
  31. 대향하는 제1기판 및 제2기판과,
    상기한 제1기판과 제2기판 사이에 형성된 액정층과,
    상기한 제1기판 상에 종횡으로 형성되어 화소영역을 정의하는 복수의 게이트배선 및 데이터배선과,
    상기한 게이트배선과 데이터배선의 교차점에 형성된 L자 박막트랜지스터(L-lined Thin Film Transistor)와,
    상기한 게이트배선과 동일 층에 형성되고 상기한 화소영역을 둘러싸도록 형성된 공통보조전극과,
    상기한 제1기판 전체에 걸쳐 형성된 게이트절연막과,
    상기한 게이트절연막 상에 제1기판 전체에 걸쳐 형성된 보호막과,
    상기한 화소영역 내에서 일체로 형성된 화소전극과,
    상기한 게이트배선과 오버랩되고 상기한 화소영역 이외의 영역에서 상기한 화소전극과 전기적으로 연결되도록 형성된 스토리지전극과,
    상기한 제2기판 상에 형성된 차광층과,
    상기한 차광층 상에 형성된 컬러필터층과,
    상기한 컬러필터층 상에 형성된 공통전극과, 그리고
    상기한 제1기판 및 제2기판 중 적어도 한 기판 상에 형성된 배향막으로 이루어진 멀티도메인 액정표시소자.
KR1019990023194A 1999-02-24 1999-06-21 멀티도메인 액정표시소자 KR100357215B1 (ko)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019990023194A KR100357215B1 (ko) 1999-06-21 1999-06-21 멀티도메인 액정표시소자
US09/598,213 US6791647B1 (en) 1999-02-24 2000-06-21 Multi-domain liquid crystal display device
US10/938,854 US7095469B2 (en) 1999-02-24 2004-09-13 Multi-domain liquid crystal display device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019990023194A KR100357215B1 (ko) 1999-06-21 1999-06-21 멀티도메인 액정표시소자

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20010003061A true KR20010003061A (ko) 2001-01-15
KR100357215B1 KR100357215B1 (ko) 2002-10-18

Family

ID=19593766

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019990023194A KR100357215B1 (ko) 1999-02-24 1999-06-21 멀티도메인 액정표시소자

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100357215B1 (ko)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100857132B1 (ko) * 2001-12-06 2008-09-05 엘지디스플레이 주식회사 액정 표시 장치 및 그의 제조 방법
US7808596B2 (en) 2006-11-17 2010-10-05 Beijing Boe Optoelectronics Technology Co., Ltd. TFT LCD array substrate and the manufacturing method thereof
KR101355920B1 (ko) * 2006-12-11 2014-01-27 엘지디스플레이 주식회사 액정표시장치용 어레이 기판과 그 제조방법
US8917365B2 (en) 2009-02-27 2014-12-23 Beijing Boe Optoelectronics Technology Co., Ltd. Method of manufacturing TFT-LCD array substrate

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2777545B2 (ja) * 1994-12-05 1998-07-16 株式会社フロンテック アクティブマトリクス液晶表示素子
JP2780681B2 (ja) * 1995-08-11 1998-07-30 日本電気株式会社 アクティブマトリクス液晶表示パネル及びその製造方法
JP3992797B2 (ja) * 1996-09-25 2007-10-17 東芝松下ディスプレイテクノロジー株式会社 液晶表示装置
JP3468645B2 (ja) * 1996-11-28 2003-11-17 シャープ株式会社 液晶表示装置

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100857132B1 (ko) * 2001-12-06 2008-09-05 엘지디스플레이 주식회사 액정 표시 장치 및 그의 제조 방법
US7808596B2 (en) 2006-11-17 2010-10-05 Beijing Boe Optoelectronics Technology Co., Ltd. TFT LCD array substrate and the manufacturing method thereof
KR101355920B1 (ko) * 2006-12-11 2014-01-27 엘지디스플레이 주식회사 액정표시장치용 어레이 기판과 그 제조방법
US8917365B2 (en) 2009-02-27 2014-12-23 Beijing Boe Optoelectronics Technology Co., Ltd. Method of manufacturing TFT-LCD array substrate

Also Published As

Publication number Publication date
KR100357215B1 (ko) 2002-10-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100357216B1 (ko) 멀티도메인 액정표시소자
KR100480814B1 (ko) 멀티도메인 액정표시소자
KR100587364B1 (ko) 멀티도메인 액정표시소자
KR100313949B1 (ko) 멀티도메인액정표시소자
KR100357213B1 (ko) 멀티도메인 액정표시소자
KR100313952B1 (ko) 멀티도메인 액정표시소자
KR100504532B1 (ko) 멀티도메인 액정표시소자
KR100339332B1 (ko) 멀티도메인 액정표시소자
KR100301855B1 (ko) 멀티도메인 액정표시소자
KR100308161B1 (ko) 멀티도메인 액정표시소자
KR100323735B1 (ko) 멀티도메인 액정표시소자
KR100357217B1 (ko) 멀티도메인 액정표시소자
KR100606958B1 (ko) 멀티도메인 액정표시소자
KR100504533B1 (ko) 멀티도메인 액정표시소자
KR100313951B1 (ko) 멀티도메인 액정표시소자
KR100357215B1 (ko) 멀티도메인 액정표시소자
KR100313950B1 (ko) 멀티도메인 액정표시소자
KR100487425B1 (ko) 멀티도메인 액정표시소자
KR100323734B1 (ko) 멀티도메인 액정표시소자
KR100290923B1 (ko) 멀티도메인 액정표시소자
KR100480813B1 (ko) 멀티도메인 액정표시소자
KR100313948B1 (ko) 멀티도메인 액정표시소자
KR100277929B1 (ko) 멀티도메인 액정표시소자
KR100595297B1 (ko) 멀티 도메인 액정표시소자 및 그 제조방법
KR20000026198A (ko) 멀티도메인 액정표시소자

Legal Events

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

Payment date: 20120928

Year of fee payment: 11

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130930

Year of fee payment: 12

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140918

Year of fee payment: 13

LAPS Lapse due to unpaid annual fee