KR20030017340A

KR20030017340A - 액정 표시장치 및 그의 제조방법

Info

Publication number: KR20030017340A
Application number: KR1020020049071A
Authority: KR
Inventors: 나가노신고; 미즈누마마사야
Original assignee: 가부시끼가이샤 어드번스트 디스플레이
Priority date: 2001-08-22
Filing date: 2002-08-19
Publication date: 2003-03-03
Also published as: JP4287628B2; US20050200777A1; TWI271573B; US6912034B2; US20030038910A1; JP2003140172A; KR100659794B1

Abstract

본 발명은 액정인가전압이 다른 영역의 경계부에서의 광 누설을 방지하고 또 콘텍트홀(contact hole)부에 있어서 광 누설도 저감시키는 것으로 시야각을 확대하고 콘트라스트(contrast)가 높은 액정표시장치 및 액정표시장치의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

본 발명의 액정표시장치는 절연성 기판 상에 배설된 복수의 화소, 그 화소를 주사하기 위해 상기 절연성 기판 상에 배설된 주사선, 상기 절연성 기판 및 그 절연성기판과 대향하는 대향기판과의 사이에 협지된 액정과 1화소 내에 상기 액정에 인가하는 전압이 다른 영역을 구비한 액정표시장치에 있어서, 상기 액정인가전압이 다른 영역의 경계부에 있어 액정의 배향 흐트러짐에 따른 광 누설을 방지하는 차광막을 갖춘 것을 특징으로 하고 있다.

Description

액정 표시장치 및 그의 제조방법{liquid crystal display and method for producing thereof}

본 발명은 액정표시장치의 제조품질의 향상에 관한 것으로, 보다 상세히 말하면 시야각의 광범위화에 의한 액정의 배향 흐트러짐에 따른 광 누설 방지에 관한액정 표시장치 및 그의 제조방법에 대한 것이다.

액정표시장치의 동작 모드로서 TN(Twisted Nematic)형이 폭넓게 응용되고 있다.

TN형은 계조(階調)표시가 용이하다. 개구률을 크게 취할 수 있다고 하는 메리트를 갖는 한편, 시야각(視野角)을 바꿨을 때의 투과율변화가 크고, 시야각 범위가 좁다고 하는 문제를 가지고 있다. 이 TN형 액정표시장치의 시야각 범위가 좁다고 하는 과제를 해결하는 방법의 하나로서, 화소내의 액정에 인가되는 전계강도가 틀리는 영역을 설치하는 기술이 제안되고 있다. 먼저 이 종래 기술에 대해서 간단하게 설명한다. 도16에 종래의 액정표시장치에 있어서의 복수의 화소, TFT(Thin Film Transistor)등이 형성된 절연성 기판(이하, 어레이 기판이라고 칭한다)상의 1화소의 평면도를 표시하고, 도17에 도16에 있어서의 E-E단면도를 표시하고 있다.

도16, 도17에 있어서 1은 제1 화소전극, 2는 제2 화소전극, 3은 게이트배선, 4는 소스배선, 5는 소스전극, 6은 드레인전극, 7은 반도체막, 9는 지지용량배선, 10은 제1 화소전극과 제2 화소전극과를 접속하는 콘텍트홀, 11은 제2 화소전극과 드레인전극과를 접속하는 콘텍트홀이다. 도16, 도17에 표시되는 것과 같이, 종래의 액정표시장치의 화소전극은 2개의 틀린 층의 제1 화소전극(1)과 제2 화소전극(2)과를 가지고 있다. 제2 화소전극(2)은 제1 화소전극(1) 보다도 상층에 설치된 층간 절연막(15) 보다도 더욱 상층에 설치되고 제2 화소전극(2)은 드레인전극(6)과 콘텍트홀(11)에 의해 전기적으로 접속됨과 함께 제1 화소전극(1)과도 콘텍트홀(10)에 의해 전기적으로 접속되어 있다. 이와 같은 구조로 하는 것에서 제1 화소전극(1)과제2 화소전극(2)에 같은 전압을 공급한 경우에 있어서도, 액정에 인가하는 전압이 틀린 영역을 한 개의 화소 내에 형성하는 것이 가능하게 된다. 이 액정인가 전압을 다르게 할 수 있는 것에서 시야각 범위의 확대가 가능하게 된다.

또한 상술의 구성과는 다른 종래 기술으로서 예를 들어 일본국 특허 제2809701호가 개시되어 있다. 그 종래 기술공보를 도18, 도19에 의해 설명한다. 도18, 도19에 있어서 도16, 도17과 같은 구성부분에 대해서는 동일부호를 붙이고 있고, 차이에 대해서 설명한다. 도18, 도19에 있어서 도19는 도18에 있어서 F-F단면도를 표시하고 있고, 12는 절연성기판, 16은 액정, 17은 대향기판, 18은 블랙매트릭스, 20은 대향전극, 21은 어레이 기판 측의 배향막, 22는 대향 기판 측의 배향막, 23은 화소전극, 40은 절연막으로 덮여 있지 않는 영역, 41은 게이트전극, 42는 박막 트랜지스터, 43은 절연막, 44는 저저항 반도체막, 45는 절연막이다. 도18 및 도19에 나타낸 것과 같이, 한 개의 화소내에 있어서 화소전극(23)상의 절연막(45)을 제거하고, 화소전극 상에 절연막을 형성하는 영역과 형성하지 않는 영역을 설치하는 것에서, 상술의 도16, 도17의 경우와 같이 한 개의 화소내에 있어서 액정인가전압을 다르게 할 수 있고, 그것에 따라 시야각 범위의 확대가 가능하게 되는 것이다.

여기서 시야각 범위의 확대의 메카니즘에 대하여 간단하게 설명한다. 도20에 TN형 액정표시장치의 노멀리화이트모드에 있어서 액정인가전압(液晶印加電壓:V)과 투과율(T)과의 관계를 표시한다. 도20에 나타내는 것과 같이 일반적으로는 투과율이 변화하기 시작하는 전압(최소치 전압Vth)과 투과율의 변화가 거의 종료하는 전압(포화전압Vsat)과의 사이에는 1∼2V정도의 차가 있다. 액정표시장치에서는 이 최소치 전압(Vth)과 포화전압(Vsat)과의 사이에 몇 개인가의 전압레벨을 설치하는 것에 의해 계조표시를 행한다. 그러나 도20에 표시한 것과 같이 TN형 액정표시장치 에서는 원리상 시야각을 변화시킨 경우, V-T특성(액정인가전압-투과율특성)이 시프트하여 투과율이 크게 변화한다. 그 결과, 시야각 범위가 좁은 상태가 된다. 그러나 1화소 내에 액정인가전압이 다른 영역을 설치한 경우, 도16 및 도17에 있어서 제1, 제2 화소전극을 갖는 경우를 예로 하면, 각각의 영역에서의 V-T특성은 제1 화소전극 상에서는 도21(a), 제2 화소전극 상에서는 도21(b)와 같이 되어, 1화소의 평균으로서는 도21(c)와 같이 도21(a)와 도21(b)의 총화가 된다. 그 때문에, 시야각 방향이 변화하여도, 도22에 표시한 것과 같이, 시야각을 변화시킨 경우의 투과율변화가 적어져 시야각 범위를 확대할 수 있다.

상술한 것과 같이 한 개의 화소 내에 액정인가전압이 다른 영역을 설치하는 것으로 시야각을 확대하는 것이 가능하게된다. 그렇지만 상술한 것과 같은 구성으로는, 1화소 내에 액정인가전압이 다른 영역의 경계부에서는 액정층에 인가되는 전압이 다르기 때문에 도16 및 도17에 있어서 제1, 제2 화소전극을 갖는 경우를 예로 하면 화소전극 개구부 근방에 있어서는 도23에 표시하는 Va, Vb, Vc와 같은 등전위면이 되어 횡방향의 전계 성분이 발생한다. 도23에 있어서는 도16∼도19와 같은 구성부분에 대해서는 동일 부호를 붙이고있다. 도23에 있어서 제1, 제2 화소전극의 경계부의 횡방향의 전계에 의해 그 부위에 위치하는 액정분자의 배열에 흐트러짐이 생기고, 그 결과 예를 들어 노멀리화이트모드의 액정표시장치에서 검은 표시를 행한 경우, 그 경계부위에서 광 누설이 발생하여 검은 표시를 시키기 위한 충분한 전압을 액정에 인가하여도 투과율이 충분하게 저하하지 않고 콘트라스트가 저하한다고 하는 문제를 가지고 있었다.

또한 제1 화소전극(1)과 제2 화소전극(2)과의 2층의 화소전극에 의해 1화소 내에 액정인가전압이 다른 영역을 갖는 구성에 있어서, 제1 화소전극과 제2 화소전극과를 전기적으로 접속하는 콘텍트홀(10)에 대해서도 그 단차(게이트 절연막(14), 층간 절연막(15에 의한 단차)이 크기 때문에, 러빙(rubbing)등에 의한 배향 처리가 양호하게 행하여지지 않는 것에 기인한 광 누설이 발생하여 마찬가지로 콘트라스트를 저하시킨다고 하는 과제를 가지고 있었다.

본 발명은 상기 문제점을 감안하여 이루어진 것으로 한 개의 화소 내에서 전압이 다른 영역을 갖는 구성에 있어서, 그 액정인가전압이 다른 영역의 경계부에서의 광 누설을 방지하고, 또 액정인가전압이 다른 영역을 제1 화소전극과 제2 화소전극과의 2층의 화소전극에 의하여 구성하고 있는 경우, 그 제1 화소전극과 제2 화소전극과를 전기적으로 접속하기 위하여 설치된 콘텍트홀부에 있어서 광누설을 저감시키는 것으로 시야각을 확대하고 콘트라스트가 높은 액정표시장치 및 액정표시장치의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

도1은 본 발명의 제1 실시 형태에 있어서 액정표시장치의 1화소의 평면도,

도2는 본 발명의 제1 실시 형태에 있어서 도1의 어레이 기판 측의 A-A단면도,

도3은 본 발명의 제1 실시 형태에 있어서 도1의 액정표시장치의 A-A단면도,

도4는 본 발명의 제2 실시 형태에 있어서 액정표시장치의 1화소의 평면도,

도5는 본 발명의 제2 실시 형태에 있어서 도4의 어레이 기판 측의 B-B단면도,

도6는 본 발명의 제3 실시 형태에 있어서 액정표시장치의 1화소의 평면도,

도7은 본 발명의 제4 실시 형태에 있어서 액정표시장치의 1화소의 평면도,

도8은 본 발명의 제4 실시 형태에 있어서 도7의 어레이 기판 측의 D-D단면도,

도9는 본 발명의 제5 실시 형태에 있어서 액정표시장치의 구성도,

도10은 본 발명의 제5 실시 형태에 있어서 광학 보상막의 리타데이션(retardation)과 측정각도와의 관계를 나타내는 도,

도11은 본 발명의 제5 실시 형태에 있어서 디스코틱액정분자의 반경방향과두께방향의 굴절률을 나타내는 도,

도12(a)는 본 발명의 제5 실시 형태에 있어서 광학 보상막의 구성도,

도12(b)는 본 발명의 제5 실시 형태에 있어서 광학 보상막의 면내 및 법선 방향의 굴절률을 나타내는 도,

도13은 본 발명의 제5 실시 형태에 있어서 액정표시장치의 상대투과율의 각도 의존성을 나타내는 도,

도14는 광학 보상막을 배설하지 않고 1화소 내에 액정인가전압이 다른 구조를 갖는 액정표시장치에 있어 상대투과율의 각도 의존성을 나타내는 도,

도15는 광학 보상막을 배설하고 1화소 내에 액정인가전압이 다른 구조를 갖지 않는 액정표시장치에 있어 상대투과율의 각도 의존성을 나타내는 도,

도16은 종래의 액정표시장치에 있어 1화소의 평면도,

도17은 종래의 액정표시장치에 있어 도16의 E-E 단면도,

도18은 종래의 액정표시장치에 있어 1화소의 평면도,

도19는 종래의 액정표시장치에 있어 도18의 F-F단면도,

도20은 TN형 액정표시장치의 액정인가전압과 투과율과의 관계를 나타내는 도,

도21(a)은 TN형 액정표시장치에 있어 제2 화소전극상의 액정의 인가전압과 투과율과의 관계를 나타내는 도,

도21(b)은 제1 화소전극상의 액정인가전압과 투과율과의 관계를 나타내는 도,

도21(c)은 도21(a)과 같은 도21(b)를 총화한 경우의 특성을 나타내는 도,

도22는 종래 기술에 있어 액정표시장치의 액정인가전압과 투과율과의 관계를 나타내는 도,

도23은 화소전극 개구부 근방의 등전위면을 나타내는 도.

※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 제1 화소전극(畵素電極) 2 : 제2 화소전극

3 : 주사선(게이트 배선) 4 : 소스배선

5 : 소스전극 6 : 드레인전극

8, 25, 26 : 차광막 9 : 지지용량배선

10, 11 : 콘택트홀 12 : 절연성 기판

13 : 층간 절연막 14 : 게이트 절연막

15 : 층간 16, 32 : 액정

20, 31 : 대향 전극 17, 32 : 대향 기판

21, 22 : 배향막 27, 28 : 편광판

29, 30, 39 : 광학 보상막(光學補償膜)

본 발명의 제1 액정표시장치는 절연성 기판 상에 배설된 복수의 화소와, 그 화소를 주사하기 위해 상기 절연성 기판 상에 배설된 주사선, 상기 절연성 기판과그 절연성 기판과 대향하는 대향 기판과의 사이에 협지된 액정과, 1화소 내에 상기 액정에 인가하는 전압이 다른 영역을 구비한 액정표시장치에 있어서, 상기 액정인가전압이 다른 영역의 경계부에 있어서 액정의 배향 흐트러짐에 따른 광 누설을 방지하는 차광막을 구비한 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명의 제2 액정표시장치는 상기 제1 액정표시장치에 있어서 상기 1화소 내에 액정에 인가하는 전압이 다른 영역은, 상기 화소가 절연막을 사이에 두고 접속된 제1 화소전극과 제2 화소전극과에 의해 구성되고, 상기 제2 화소전극이 상기 제1 화소전극보다도 상층에 설치된 상기 절연막 보다도 더욱더 상층에 설치됨과 동시에 상기 제1 화소전극과 겹치지 않는 영역을 갖는 것에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명의 제3 액정표시장치는 상기 제1 액정표시장치에 있어서 상기 1화소 내에 액정인가전압이 다른 영역은 상기 화소를 구성하는 화소전극 상에 절연막을 형성하고 상기 화소전극상의 절연막의 일부를 제거하는 것으로 형성되는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명의 제4 액정표시장치는 상기 제1, 2 또는 3중 어느 하나의 액정표시장치에 있어서, 상기 차광막은 주사선과 동일 층의 도전막으로 형성되는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명의 제5 액정표시장치는 상기 제1, 2 또는 3중 어느 하나의 액정표시장치에 있어서, 상기 차광막은 주사선과 병행하게 배설된 지지용량배선과 일체 형성되는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명의 제6 액정표시장치는 상기 제1, 2, 3, 4 또는 5중 어느 하나의 액정표시장치에 있어서, 상기 차광막은 배향 처리에 의한 액정의 배향 흐트러짐에 의한 광 누설을 방지하는 위치에 형성되는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명의 제7 액정표시장치는 상기 제2 액정표시장치에 있어서 상기 제1 화소전극과 대향 기판상의 상기 액정과 접하는 면에 형성된 대향 전극과의 사이와 상기 제2 화소전극과 상기 대향 전극과의 사이의 액정인가전압의 비가 0.5 : 1.0∼0.9 : 1.0의 범위내 인 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명의 제8 액정표시장치는 상기 제3 액정표시장치에 있어서 상기 절연막의 일부를 제거한 화소전극과 대향 기판상의 상기 액정과 접하는 면에 형성된 대향 전극과의 사이와, 상기 화소전극상의 절연막과 상기 대향 전극과의 사이와의 액정인가전압의 비가 0.5 : 1.0∼0.9 : 1.0의 범위 내 인 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명의 제9 액정표시장치는 상기 제2 또는 7의 액정표시장치에 있어서 상기 제1 화소전극과 상기 제2 화소전극은 상기 절연막에 콘텍트홀을 형성하는 것에 의해 접속되어 상기 콘텍트홀부에 있어서 액정의 배향 흐트러짐을 방지하는 차광막을 구비한 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명의 제10 액정표시장치는 상기 제9 액정표시장치에 있어서 상기 콘텍트홀부에 있어서 액정의 배향 흐트러짐을 방지하는 차광막은 상기 대향 기판상의 블랙매트릭스에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명의 제11 액정표시장치는 상기 제9 액정표시장치에 있어서 상기 콘텍트홀부에 있어서 액정의 배향 흐트러짐을 방지하는 차광막은 상기 절연성 기판상의불투명막에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명의 제12 액정표시장치는 상기 제1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 또는 11의 액정표시장치에 있어서, 상기 절연성기판과 대향기판의 액정과 접하는 면에 설치되어, 상기 액정을 배향시키는 배향막과, 상기 절연성 기판과 대향 기판의 액정과 접하는 면과 반대측의 면에 설치된 편광판과, 상기 편광판과 상기 절연성 기판 및 상기 대향 기판과의 사이에 설치되어 디스코틱액정의 배향상태가 고정되는 광학 보상막을 더욱 더 구비한 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명의 제13 액정표시장치는 상기 제12 액정표시장치에 있어서 상기 액정의 복굴절율(△n)과 액정층의 두께(d)와의 곱이 0.30㎛≤△nㆍd≤0.50 ㎛의 관계를 충족하는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명의 제1 액정표시장치의 제조방법은 절연성 기판 상에 배설된 복수의 화소와 그 화소를 주사하기 위해 상기 절연성 기판 상에 배설된 주사선과, 상기 절연성 기판과 그 절연성 기판과 대향하는 대향 기판과의 사이에 협지된 액정과를 구비한 액정표시장치의 제조방법에 있어서, 1화소 내에 상기 액정에 인가하는 전압이 다른 영역을 형성하는 공정과 상기 액정인가 전압이 다른 영역의 경계부에 있어서 액정의 배향 흐트러짐에 따른 광 누설을 방지하는 차광막을 형성하는 공정을 갖춘 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명의 제2 액정표시장치의 제조방법은 상기 제1 액정표시장치의 제조방법에 있어서 상기 1화소 내에 상기 액정에 인가하는 전압이 다른 영역을 형성하는 공정은 제1 화소전극을 형성하는 공정과 상기 제1 화소전극 보다도 상층에 절연막을 형성하는 공정과 상기 절연막에 콘텍트홀을 형성하는 공정과 상기 절연막 보다도 더욱 상층에 상기 제1 화소전극과 겹치지 않는 영역을 갖고, 상기 제1 화소전극과 상기 콘텍트홀을 사이에 두고 접속되는 제2 화소전극을 형성하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명의 제3 액정표시장치의 제조방법은 상기 제1 액정표시장치의 제조방법에 있어서 상기 1 화소 내에 상기 액정에 인가하는 전압이 다른 영역을 형성하는 공정은 화소전극을 형성하는 공정과 상기 화소전극보다도 상층에 절연막을 형성하는 공정과 상기 화소전극상의 절연막의 일부를 제거하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명의 제4 액정표시장치의 제조방법은 상기 제2 액정표시장치의 제조방법에 있어서 상기 콘텍트홀부에 있어서 액정의 배향 흐트러짐을 방지하는 차광막을 형성하는 공정을 더 구비한 것을 특징으로 하는 것이다.

(실시의 형태 1)

도1∼도3은 본 발명의 제1 실시의 형태에 있어서 액정표시장치를 나타내는 도이며 도1은 1화소의 평면도, 도2는 도1에 있어서 어레이 기판 측의 A-A단면도, 도3은 도1에 있어서 액정표시장치의 A-A단면도를 나타낸다. 도 1에 있어서 1은 제1 화소전극, 2는 제2 화소전극, 3은 화소를 주사하는 주사선(이하 게이트배선이라고 칭한다), 4는 소스배선, 5는 소스전극, 6은 드레인전극, 7은 반도체막, 8은 차광막, 9는 지지용량배선, 10은 제1 화소전극과 제 2 화소전극을 접속하는 콘텍트홀, 11은 제2 화소전극과 드레인전극을 접속하는 콘텍트홀, 12는 절연성기판, 13은 층간절연막, 14는 게이트 절연막, 15는 층간 절연막, 16은 액정, 17은 대향 기판, 18은 블랙매트릭스, 19는 컬러 필터 색재, 20은 대향 전극, 21은 어레이 기판 측의 배향막, 22는 대향 기판 측의 배향막, 34는 어레이 기판 측의 배향막(21)의 래핑방향이다.

도1은 1화소의 평면도를 나타내고 있지만 먼저 그 제조공정에 대하여 도2를 참조하면서 설명한다. 먼저 절연성기판(1)상에 예를 들어 ITO(Indium Tin Oxide)등으로 이루어지는 투명도전막을 스퍼터에 의해 성막(成膜)하고, 패터닝하는 것에 의해 제1 화소전극(1)을 형성한다. 다음으로 CVD(Chemical Vapor Deposition)법 등에 의해 층간 절연막(13)을 성막한다 그 후, 예를 들면 Al, Cr, Cu, Ta, Mo나 이것들에 다른 물질을 첨가한 합금, 또는 이들의 적층막 등으로 이루어지는 게이트전극을 포함하는 게이트배선(3), 지지용량배선(9)이 되는 도전막을 사진제판 및 에칭에 의해 패턴닝(patterning)하는 것으로 형성한다. 이때 본 실시의 형태에 있어서는 제1 도전막과 후술하는 제2 도전막으로 이루어지는 액정인가전압이 다른 영역의 경계부에 형성하는 차광막(8)도 게이트배선과 동일 층의 도전막으로 형성한다. 여기서 차광막(8)은 전기적으로 플로팅의 상태이다.

다음으로 CVD법 등에 의해 게이트 절연막(14)을 성막하고, 더욱이 반도체막(7)을 성막, 패턴닝하는 것으로 예를 들면 i형 반도체막 및 n형 반도체막 등으로 이루어지는 반도체막(7)을 형성한다. 그 후 예를 들면 Al, Cr, Cu, Ta, Mo나 이들에 다른 물질을 첨가한 합금 등으로 되는 도전막, 또는 다른 종류의 도전막을 적층한 것, 또는 막 두께방향으로 조성이 다른 것 등을 스퍼터하여 성막하여 패턴닝하는 것에 의해 소스배선(4), 소스전극(5), 드레인전극(6)을 형성한다. 이 소스전극, 드레인전극의 패턴 형성후에 예를 들면 해당 소스전극, 드레인전극을 마스크로서 에칭하는 것에 의해 TFT의 채널부의 반도체막의 일부(예를 들면 n형 반도체막과 i형 반도체막의 일부)를 제거하여 TFT를 형성한다. 더욱 CVD법 등에 의해 층간 절연막(15)을 성막한 후, 후술하는 제2 화소전극(2)과 드레인전극(6)을 접속하는 콘텍트홀(11) 및 제1 화소전극(1)과 제2 화소전극(2)을 접속하는 콘텍트홀(10)을 형성한다. 그리고 최후로 예를 들면 ITO등의 투명도전막인 제2 화소전극을 스퍼터에 의해 성막하여 패턴닝하는 것으로 제2 화소전극(2)을 형성하여 어레이 기판이 형성된다.

상기 구성으로 하는 것에 의해 1화소이내에 있어서 액정인가전압이 다른 영역의 경계부에 있어서 횡전계에 의한 광누설을 방지하고, 콘트라스트의 높은 액정표시장치를 얻을 수 있다. 또한 러빙 등의 배향처리의 방향에 의해 광누설 발생 영역이 특정되는 일이 있기 때문에 그 경우 광누설이 현저한 영역에만 차광막을 배치하면 좋다. 본 실시의 형태에 있어서는 액정표시장치의 시야각 방향이 6시 방향(종이면에서 종이면의 앞 아래쪽으로 향하는 방향)일 때, 러빙의 방향으로서는 도1 안에 나타낸 것처럼 화소에 대하여 좌상에서 우측 하방을 향하는 방향이 되기 때문에 그 러빙방향의 경우에 리버스 틸트(reverse tilt)가 되어 광누설이 발생하기 쉬운 러빙방향의 상류 측에 있어서 액정인가전압이 다른 영역의 경계부에만 차광막(8)을 형성하고 있다. 그렇지만 러빙 등의 배향처리에 따른 광누설을 방지하는 액정인가전압이 다른 영역의 경계부 뿐만 아니라 그 외 요인에 의한 광누설을 방지하는 경계영역에 차광막을 설치해도 좋은 것은 말할 필요도 없다.

또한 본 실시의 형태에 있어서는 차광막(8)을 게이트배선(3), 지지용량배선(9)과 동일의 층으로 형성했지만, 소스배선(4)과 동일의 층으로 형성해도 좋고, 이 게이트 배선(3) 또는 소스배선(4)과 동일의 층으로 형성하는 경우는 제조 공정이 간략화 되지만 게이트배선 또는 소스배선과는 다른 층의 도전막으로 차광막(8)을 형성한 경우에 있어서도 차광이 가능한 불투명막이면 같은 효과를 갖는다.

더욱 본 실시의 형태에 있어서는 차광막(8)을 도1에 나타낸 것 같이 두개의 영역으로 나눠서 형성한 예에 대하여 나타내고 있지만 러빙 등의 배향처리의 방향에 의해 광 누설이 발생하는 영역에 대략 L자 형상으로 일체로 형성해도 좋다.

도3은 도1의 A-A단면에 있어서 어레이 기판과 대향 기판과를 겹친 상태에 있어서의 단면도이다. 도3에 표시되어 있는 것 같이 제2 화소전극(2)을 형성한 후 그 제2 화소전극(2)의 위에 어레이 기판 측의 배향막(21)을 도포한다. 똑같이 대향 기판 측에도 대향 기판(17)의 액정과 접하는 측에 블랙매트릭스(18), 컬러 필터 색재(19), 대향 전극(20)을 형성한 후, 그 대향 전극(20)상에 대향 기판 측의 배향막(22)을 도포하고 액정이 거의 90°뒤틀리도록 배향막(21),(22)을 예를 들면 래핑법에 의해 배향 처리한다. 그 후 액정(16)을 협지하고 어레이 기판, 대향 기판의 액정과 접하는 면과 반대측의 면에 적어도 각각 1장씩 편광판(도시되지 않음)을 서로의 투과 측이 거의 90°가 되도록 붙여 노멀리화이트모드의 액정표시장치가 완성한다.

여기서 제1 화소전극과 제2 화소전극과를 접속하는 콘텍트홀(10)부에 있어서 콘텍트홀의 단차(층간 절연막(13)(15), 게이트 절연막(14)에 의한 단차)가 크기 때문에 러빙 등에 의한 배향 처리가 양호하게 행하여지지 않는 것에 기인한 광누설을 차광하기 위해 대향 기판(17)상의 블랙매트릭스(18) 및 그것에 의한 차광영역(18a)과 겹치는 위치에 콘텍트홀(10)을 배치하고 있다. 그 배향 처리가 양호하게 행하여지지 않는 것에 기인한 광 누설을 차광하는 차광막을 대향 기판(17)상의 블랙매트릭스로 형성하는 것으로 제조공정을 부가하는 일없이 제조공정의 간략화가 가능하게 된다. 이때 개구율의 관점에서 콘텍트홀부(10)는 도1에 나타내는 것과 같이 1화소의 네 모퉁이 근방의 어느 쪽 또는 적어도 1화소의 4변의 근방에 배치하는 것이 좋다. 이와 같은 구성으로 함으로써 러빙 등의 배향 처리가 양호하게 행하여지지 않는 것에 기인한 제1 화소전극과 제2 화소전극과를 접속하는 콘텍트홀부(10)에 있어서 광 누설을 방지할 수 있고 콘트라스트의 높은 액정표시장치를 얻을 수 있다.

또한 본 실시의 형태에는 차광막(8)에 의한 제1 화소전극과 제2 화소전극에 의한 액정인가전압이 다른 영역의 경계부에서의 광 누설의 차광과, 블랙매트릭스(18)에 의한 콘텍트홀부(10)로부터의 광 누설의 차광을 합하여 나타냈지만 이러한 기술은 반드시 조합하여 사용할 필요는 없고 각각을 독립적으로 실시해도 좋다.

(실시의 형태 2)

본 발명의 제2 실시의 형태를 도4, 도5에 의해 설명한다. 도4는 본 발명의 제2 실시의 형태에 있어서 액정표시장치의 1화소의 평면도이고, 도5는 도4에 있어서 어레이 기판 측의 B-B단면도를 나타낸 것이다. 도4, 도5에 있어서 도1∼도3과 같은 구성부분에 대해서는 동일 부호를 붙이고 있고, 차이에 대하여 설명한다. 도4, 도5는 제1 실시의 형태와는 다르고, 화소전극을 복수 층 설치하지 않고 화소전극상의 절연막의 유무에 의한 단차를 이용하여 1화소 내에 액정인가전압이 다른 영역을 형성하고있다. 본 실시의 형태에 있어서 제조공정에 대하여 설명한다. 먼저 절연성기판(12)상에 예를 들면 Al, Cr, Cu, Ta, Mo나 이들에 다른 물질을 첨가한 합금, 또는 이들의 적층막 등으로 되는 게이트배선(3), 지지용량배선(9), 차광막(8)이 되는 도전막을 형성한다. 여기서 차광막(8)은 전기적으로 플로팅의 상태이다. 다음으로 게이트배선막(14), 예를 들면 I형 반도체막 및 n형 반도체막 등으로 되는 반도체막(7)을 형성하여 패턴닝한다. 그 후 예를 들면 ITO등의 투명 도전막으로 되는 화소전극(23)을 형성한다. 그리고 예를 들면 Al, Cr, Cu, Ta, Mo나 이들에 다른 물질을 첨가한 합금 등으로 이루어지는 도전막 또는 다른 종류의 도전막을 적층한 것, 또는 막두께 방향으로 조성이 다른 것 등을 스퍼터하여 성막하고, 패턴닝하는 것에 의해 소스배선(4), 소스전극(5), 드레인전극(6)을 형성한다. 이 소스전극, 드레인전극의 패턴 형성 후에 예를 들면 해당 소스전극, 드레인전극을 마스크로서 에칭하는 것에 의해 TFT의 채널부의 반도체막의 일부(예를 들면 n형 반도체막과 i형 반도체막의 일부)를 제거하여 TFT를 형성한다. 그 후 절연막(24)을 퇴적한 후 패터닝한다. 이때 상기 화소전극(23)상의 절연막의 일부를 제거하는 구성으로 한다.

상술한 것과 같은 구성으로 함으로써 1층의 화소전극 상에서의 절연막의 유무에 의한 단차에 의해 1 화소 내에 액정인가전압이 다른 영역을 설치한 구성에 있어서도 제1 실시의 형태와 같이 러빙 등의 배향 처리에 따른 광 누설을 방지할 수 있다. 그렇지만 제1 실시의 형태와 같은 러빙 등의 배향 처리에 따른 광누설을 방지하는 액정인가전압이 다른 영역의 경계부 뿐만 아니라 그 외 요인에 의한 광 누설을 방지하는 영역에 차광막을 설치하여도 좋은 것은 말할 필요도 없다.

또한 본 실시의 형태에 있어서는 차광막(8)을 게이트배선(3), 지지용량배선(9)과 동일의 층으로 형성했지만 소스배선(4)과 동일의 층으로 형성하여도 좋고, 이 게이트 배선(3) 또는 소스배선(4)과 동일의 층으로 형성하는 경우는 제조 공정이 간략화되지만 상기 게이트 배선 또는 소스배선과는 다른 층의 도전막으로 차광막(8)을 형성한 경우에 있어서도 차광이 가능한 불투명막이라면 같은 효과를 갖는다.

(실시의 형태 3)

본 발명의 제3 실시의 형태를 도6에 의해 설명한다. 도6은 본 발명의 제3 실시의 형태에 있어서 액정표시장치의 1화소의 평면도이다.

도6에 있어서 도1∼도5와 같은 구성부분에 대해서는 동일 부호를 붙이고 있고 차이에 대해서 설명한다. 도6에 있어서 25는 지지용량배선(9)과 접속된 차광막이다. 본 실시의 형태에 있어서는 지지용량배선(9)과 제1 실시의 형태에 있어서 차광막(8)과를 일체 형성함으로써 광 누설을 방지하는 차광막(25)을 형성하는 것이다. 본 실시의 형태의 제조공정은 제1 실시의 형태에 있어서의 것과 동등하기 때문에 설명을 생략하고 도6에 있어서 C-C단면도에 대해서도 도2 및 도3과 동등하기 때문에 설명을 생략한다.

상기 구성으로 함으로써 제1 실시의 형태와 같은 효과를 갖음과 동시에 제조 공정이 간략화되어 지지용량배선과 화소전극과의 사이에서 형성되는 지지용량을 충분히 확보하는 것이 가능하게 되고 더욱이 1화소내의 광투과부 면적의 감소를 억제하여 개구율의 감소를 수반하지 않고 시야각을 개선할 수 있다.

(실시의 형태 4)

본 발명의 제4 실시의 형태를 도7, 도8에 의해 설명한다. 도7은 본 발명의 제4 실시의 형태에 있어서 액정표시장치의 1화소의 평면도이며, 도8은 도7에 있어서 어레이 기판 측의 D-D단면도이다. 도7, 도8에 있어서 도1∼도 6과 같은 구성부분에 대해서는 동일 부호를 붙이고 있고 차이에 대해서만 설명한다. 도7, 도8에 있어서 26은 콘텍트홀부의 차광막이다. 본 실시의 형태는 제1 실시의 형태와는 다르고 콘텍트홀부의 차광막을 어레이 기판 측의 불투명막으로 형성하고 있다.

도7은 1화소의 평면도를 나타내고 있지만 먼저 그 제조공정에 대하여 도8을 참조하면서 설명한다. 먼저 절연성 기판(1)상에 예를 들면 Al, Cr, Cu, Ta, Mo나 이들에 다른 물질을 첨가한 합금 또는 이들의 적층막 등으로 이루어지는 게이트배선(3), 지지용량배선(9), 차광부(8), 콘텍트홀부의 차광막(26)을 사진제판 및 에칭에 의해 패턴닝하는 것으로 형성한다. 이때 제1 화소전극과 후술하는 제2 화소전극에 의한 액정인가전압이 다른 영역의 경계부에 차광막(8)을, 또 제1 화소전극과 제2 화소전극을 접속하는 콘텍트홀부에 차광막(26)을 형성한다. 다음으로 예를 들면 ITO 등으로 되는 투명도전막을 스퍼터에 의해 성막하고 패턴닝하는 것에 의해제1 화소전극(1)을 형성한다. 다음으로 CVD법 등에 의해 게이트 절연막(14)을 성막하고, 또 반도체막(7)을 성막, 패턴닝하는 것으로 예를 들면 i형 반도체막 및 n형 반도체막 등으로 되는 반도체막(7)을 형성한다. 그 후 예를 들면 Al, Cr, Cu, Ta, Mo나 이들에 다른 물질을 첨가한 합금 등으로 이루어지는 도전막, 또는 다른 종류의 도전막을 적층한 것, 또는 막두께방향으로 조성이 다른 것 등을 스퍼터하여 성막하여 패턴닝하는 것에 의해 소스배선(4), 소스전극(5), 드레인전극(6)을 형성한다. 이 소스전극, 드레인전극의 패턴 형성 후에 예를 들면 해당 소스전극, 드레인전극을 마스크로서 에칭하는 것에 의해 TFT의 채널부의 반도체막의 일부(예를 들면 n형 반도체막과 i형 반도체막의 일부)를 제거하여 TFT를 형성한다. 또 층간 절연막(15)을 성막한 후, 화소전극(2)과 드레인전극(6)을 접속하는 콘텍트홀(11) 및 제1 화소전극(1)과 제2 화소전극(2)을 접속하는 콘텍트홀(10)을 형성한다. 그리고 최후로 예를 들면 ITO 등의 투명도 전막인 제2 화소전극을 스퍼터에 의해 성막하여 패턴닝하는 것으로 제2 화소전극(2)을 형성하여 어레이 기판이 형성된다.

여기서 차광막(8)은 제1 및 제2 실시의 형태와는 다르고, 제1 화소전극(1)과 전기적으로 접속되어 있고, 차광막(8)의 배치위치에 관해서는 제1 실시의 형태와 같다. 상기와 같은 구성으로 함으로써 제1 실시의 형태와 같은 효과를 나타낼 수 있다.

또한 본 실시의 형태에서는 콘텍트홀부의 차광막(26)을 게이트배선(3)과 동일의 도전막으로 형성하는 예에 대하여 표시하고 있지만, 소스배선(4)과 동일 층으로 형성하여도 좋고 이 게이트배선(3) 또는 소스배선(4)과 동일 층으로 형성하는경우는 제조 공정이 간략화 되지만 상기 게이트배선 또는 소스배선과는 다른 층의 도전막이며 예를 들면 제2 화소전극(2) 보다도 더욱 상층에 콘텍트홀부의 차광막(26)을 형성한 경우 등에 있어서도 차광이 가능한 불투명막이라면 같은 효과를 나타낸다.

더욱이 본 실시의 형태에서는 차광막(8)에 의한 제1 화소전극과 제2 화소전극에 의한 액정인가전압이 다른 영역의 경계부에서의 광누설의 차광과, 차광막(26)에 의한 콘텍트홀(10)에서의 광누설의 차광을 합하여 나타냈지만 이러한 기술은 반드시 조합하여 사용할 필요는 없고 각각을 독립적으로 실시해도 좋다.

이상 본 발명을 제1∼제4 실시의 형태에 준하여 설명했지만 제1 화소전극과 제2 화소전극과의 사이에 형성하는 절연막의 두께는 통상 TN모드에 이용되는 액정의 유전율 이방성 및 절연막 재료의 유전율, 또 제2 화소전극상에 형성되는 절연막의 두께, 유전율의 관계에 의해 변화하지만, 제1 화소전극과 액정을 통하여 대향하는 대향 전극과의 사이 및 제2 화소전극과 액정을 통하여 대향하는 대향 전극과의 사이에 액정에 인가되는 전압의 전압비로 표시할 수 있다. 제1 화소전극과 대향 기판상의 대향 전극과의 사이와 제2 화소전극과 상기 대향 전극과의 사이에 있어서 액정인가 전압비는 0.5 : 1.0보다 작으면 콘트라스트의 저하가 발생해 버리고, 역으로 0.9 : 1.0보다도 크면 충분한 시야각의 개선을 얻을 수 없기 때문에 콘트라스트의 저하가 생겨버리기 때문에 상기 전압비는 0.5 : 1.0∼0.9 : 1.0의 범위 내에 있는 것이 좋다. 또한 제2 실시의 형태에 있어서 도4의 경우와 같이 화소전극상의 절연막을 일부 제거하는 것에 의해 1 화소 내에 액정인가전압이 다른 영역을 설치하고있는 경우는 절연막을 일부 제거한 화소전극과 대향 전극과의 사이와 화소전극상의 절연막과 대향 전극과의 사이에 있어서 액정인가전압의 비를 상기 0.5 : 1.0∼0.9 : 1.0의 범위 내로 하는 것이 좋다.

또한 본 발명은 상기 제1∼제4의 각각의 실시의 형태에 있어서 층 구성 및 재료구성에 한정되는 일 없이 그 요지를 일탈하지 않는 범위 내에 있어서 여러가지로 변경 가능한 것은 말할 필요도 없다.

또한 상기 제1∼제4 실시의 형태에 있어서는 액정에 인가하는 전압이 다른 영역을 구비하는 예로서 두 개 형성하는 경우에 대하여 나타내고 있지만 예를 들어 세 개 이상의 영역을 형성하여도 좋고 그 경우에도 러빙 등의 배향처리에 따른 광누설을 방지하는 위치에 차광막을 형성함으로써 같은 효과를 나타낼 수 있다. 더욱이 상기 제1∼제4 실시의 형태에 있어서는 TN형 액정을 이용한 표시장치에 대해서 설명을 하고 있지만 그것에 한정되는 일 없이 필드 시퀀설(Field sequential) 등의 모든 액정을 이용한 표시장치에 적용 가능하다.

(실시의 형태 5)

본 발명의 제5 실시의 형태를 도9∼도15에 의해 설명한다. 도9는 본 발명의 제5 실시의 형태에 있어서 액정표시장치의 구성도이며, 도10은 광학 보상막의 리타데이션과 측정각도와의 관계를 나타내는 도, 도11은 디스코틱액정분자의 반경방향과 두께방향의 굴절률을 나타내는 도, 도12(a)는 광학 보상막을 구성하는 기재(基材)와 디스코틱액정분자의 관계를 나타내는 도, 도12(b)는 광학 보상막의 면내 및 법선 방향의 굴절률을 나타내는 도, 도13은 본 발명의 실시의 형태에 있어서 액정표시장치의 표시면 정면에서의 상대투과율과 상하방향의 시야각과의 관계를 나타내는 도, 도14는 1 화소 내에 액정인가전압이 다른 영역을 갖고, 또 광학 보상막을 배설하고 있지 않는 액정표시장치의 표시면 정면에의 상대투과율과 상하방향의 시야각과의 관계를 나타내는 도, 도15는 광학 보상막을 배설하고 또한 1 화소내에 액정에 인가하는 전압이 다른 영역을 가지고 있지 않는 액정표시장치의 표시면 정면에서의 상대투과율과 상하방향의 시야각과의 관계를 나타내는 도이다.

도9에 있어서 27은 어레이 기판 측의 편광판, 28은 대향 기판 측의 편광판, 29는 어레이 기판 측의 광학 보상막, 30은 대향 기판 측의 광학 보상막, 31은 어레이 기판, 32는 대향 기판, 33은 액정, 34는 어레이 기판(31)의 러빙방향, 35는 대향 기판(32)의 러빙방향, 36은 백라이트이다. 27a, 28a는 편광판(27),(28)의 투과 축방향을 나타내고, 29a, 30a는 디스코틱액정의 경사방향을 나타내고 있다. 어레이 기판(31)상의 화소를 구동하기 위한 구동회로의 도면은 생략하고 있다.

광학 보상막(29) 및 (30)은 디스코틱액정의 배향 상태가 고정화된 광학 보상막이다. 이 광학 보상막의 구체적인 구성에 대해서는 예를 들면 특개평8-50204호 공보, 특개평8-50270호 공보, 특개평8-95030호 공보, 특개평8-95034호 공보, 특개평8-5524호 공보에 개시되어 있다. 이 광학 보상막(29) 및 (30)은 디스코틱액정을 두께 방향에서 다이렉터(액정분자의 경사방향)의 각도가 연속적으로 변화한 하이브릿 배향을 하고 있다고 생각되어진다.

이 때문에 도10의 광학 보상막의 리타데이션(Re)과 측정각도와의 관계가 나타나도록 모든 방향에 대하여 리타데이션의 절대치가 제로(zero)에서는 아니고 최소치(수 nm정도)를 갖고 그 측정각도가 상기 광학 보상막의 법선방향으로부터 5∼50 ˚경사져 있다. 그래서 측정각도와는 광학 보상막의 평면에 대하여 법선방향을 0 ˚로 하고 이 법선방향으로부터의 임의 방향에 있어서 각도를 나타내고 있다. 상기 측정각도의 범위 5∼50 ˚는 디스코틱액정의 경사방향이 연속적으로 변화한 배향을 갖고 있는 광학 보상막이 있으면 예상되는 이며 이 범위 외로 되어 버리면 흑색표시에 있어서의 충분한 광학 보상이 되지 않고 시야각 개선효과가 낮아지게 된다.

디스코틱액정은 굴절률의 이방성이 마이너스이며, 즉 도11에 모식적으로 표시하는 것 같이 디스코틱액정분자(37)의 반경방향(r)의 굴절율(nr)과 두께방향(d)의 굴절률(nd)은 nr＞nd의 관계에 있다. 이 때문에 광학 보상막 전체로서는, 도12(a)에 나타내는 것과 같이 기재(38)에 대하여 디스코틱액정분자(37)의 경사방향을 x로 했을 때, 도12(b)에 표시하는 x, y, z방향의 굴절률을 각각 nx, ny, nz라고 하면, 광학보상막(39)면 내의 굴절을(nx), (ny)와 두께방향의 굴절률(nz)은 상기 광학보상막의 기능을 다하기 위하여, nx＞ny＞nz의 관계에 있다. 이 다이렉터의 경사방향을 필름 면에 투영한 방향은 도9의 광학 보상막(29) 및 (30)상에 나타낸 화살표와 같다.

또한, 액정(33)의 복굴절률(△n)과 액정 층의 두께(d)와의 공△nㆍd(리타데이션)는 △nㆍd가 작으면 하얀 표시시의 휘도 저하에 의해 콘트라스트가 저하하고, △nㆍd가 크면 콘트라스트는 개량되어지지만, 응답속도가 늦고 또한 시야각도 좁아져버리기 때문에 0.30 ㎛≤△nㆍd≤0.5O㎛의 관계를 충족하는 것이 바람직하다. 더욱 바람직한 것은 0.34㎛≤△nㆍd≤0.42㎛인 것이 바람직하다.

다음으로 본 실시의 형태에 있어서 액정표시장치의 제조방법에 대하여 도9를 이용하여 설명한다. 먼저, 복수의 화소를 배설한 어레이 기판(31) 및 대향 전극(도시 않됨)을 형성한 대향 기판(32)의 액정(33)과 접하는 면측에 배향막을 도포하고, 20℃에서 30분간 열처리를 행했다. 다음으로 각각의 배향막을 액정의 배향 방향이 대략 90도가 되도록(어레이 기판의 러빙방향(34)과 대향 기판의 러빙방향(35)이 대략 90도가 되도록) 러빙처리를 한다. 여기서 액정의 배향 방향이 약 90도가 되는(액정의 트위스트각 90도가 된다)것은, 상하기판에 협지된 액정의 비틀어짐 각도가 70∼100 ˚의 범위인 것을 의미한다. 액정의 비틀어짐 각도가 70∼100 ˚의 범위 외이면 노멀리화이트모드에 있어서 양호한 흰 표시가 얻어지지 않고, 상기 범위내이면 노멀리화이트모드의 액정표시장치로서 양호한 액정인가전압-투과율특성이 얻어진다.

또한 액정의 프리 틸트(preㆍtilt) 각은 3∼9 ˚인 것이 바람직하다. 프리 틸트 각이 3 ˚보다도 작아지면 화소의 유효표시부분에 배향이상 영역이 발생하기 쉽고, 표시품질의 저하를 가져온다. 한편 프리 틸트 각이 9 ˚보다도 커지면 흰 표시상태에서의 투과율이 저하하는 것에 의해 표시 휘도의 저하가 일어나 콘트라스트가 저하한다.

그 후 액정의 두께가 예를 들면 4.3㎛가 되도록 한쪽의 기판에 플라스틱비즈 등으로 되는 스페이서를 산포하고, 어레이 기판(31) 및 대향 기판(32)을 겹친다. 이때 주위의 일부를 빼고 밀봉재로 둘러쌓고 진공 주입법에 의해 액정(33)을 주입한 후에 봉합한다. 주입한 액정(33)은 복굴절률(△n)=0.089의 것을 이용했다. 다음으로 어레이 기판(31) 및 대향 기판(32)의 액정(33)과 접하는 면의 반대측의 각각에 러빙방향(34),(35)과 디스코틱액정의 경사방향이 각각 일치하도록 어레이 기판 측의 광학 보상막(29) 및 대향 기판측의 광학 보상막(30)이 부착된 어레이 기판 측의 편광판(27) 및 대향 기판측의 편광판(28)을 붙인다. 여기서 어레이 기판 측의 편광판(27) 및 대향 기판 측의 편광판(28)과의 사이의 투과축은 약 90 ˚이다. 어레이 기판 측의 편광판(27) 및 대향 기판 측의 편광판(28)의 투과축이 90 ˚에서의 엇갈림이 크면, 검은 표시시의 투과광량이 증대하고, 표시가 흰색같이 된다. 콘트라스트가 저하하는 등의 불편이 생겨버리기 때문에 투과축 약 90°(직교)로 하는 것으로 검은 표시시의 투과광량을 적게 해, 콘트라스트를 향상시킬 수 있다. 그 후 도면에 나타내지 않은 구동회로를 실장하여 백라이트와 조합하여 노멀리화이트모드의 액정표시장치를 완성시킨다.

상기한 구성으로 함으로써 도13에 나타내는 것과 같이(도 중의 각 곡선 a, b, c, d, e는 각도 0에 있어서 위에서부터 상대투과율이 100%, 75%, 50%, 25% 및 0%(검은 표시)가 되는 전압을 인가했을 때의 관계를 나타낸다) 아래 방향의 중간조의 상대투과율은 -50도 정도까지 교차하고 있지 않고, 이것에 의해 각도 정도까지 반전이 발생하지 않는 것을 알 수 있다.

도14는 1 화소 내에 액정인가전압이 다른 영역을 갖고 광학 보상막을 배설하지 않는 액정표시장치의 표시면 정면에의 상대투과율과 상하방향의 시야각과의 관계를 나타내는 도이며, 도중의 각 곡선 a, b, c, d, e는 각도 0에 있어서 위에서부터 상대투과율이 100%, 75%, 50%, 25% 및 0%(검은 표시)가 되는 전압을 인가했을 때의 관계를 나타내고 있다. 도14에서 알 수 있는 것과 같이 1 화소 내에 액정인가전압이 다른 영역을 가지고 상기 광학 보상막을 배설하지 않는 경우는 -25도 정도까지, 각 상대 휘도 곡선은 교차하고 있지 않고, 이 각도까지 반전하지 않는 것이 표시된다. 이것에 의해 광학 보상막을 부가하는 것에 의해 계조반전이 일어나는 각도가 명확히 아래 방향으로 넓어지는 것이 확인된다.

도15는 광학 보상막을 배설하고, 또한 1 화소 내에 액정에 인가하는 전압이 다른 영역을 가지고있지 않은 액정표시장치의 표시면 정면에의 상대투과율과 상하방향의 시야각과의 관계를 나타내는 도이며, 도중의 각 곡선 a, b, c, d, e는 각도 0에 있어서 위에서부터 상대투과율이 100%, 75%, 50%, 25% 및 0%(검은 표시)가 되는 전압을 인가한 경우의 관계를 나타내고 있다. 도15에서 알 수 있듯이 광학 보상막을 배설하고, 1 화소 내에 액정인가 전압이 다른 영역을 가지고 있지 않은 경우는 -45 도 정도까지, 각 상대 휘도 곡선은 교차하고 있지 않고, 이 각도까지 반전하지 않는 것이 나타나 있다. 이것에 의해 1 화소 내에 액정인가전압이 다른 영역을 가지는 것에 의해 계조반전이 일어나는 각도가 아래방향으로 넓어지는 것이 확인된다.

이와 같은 결과가 얻어진 이유는, 다음과 같이 판단된다. 액정과 광학 보상막을 조합하는 것에 의해 광학보상이 실행되지만, 검정 또는 중간조를 표시한 상태의 액정표시장치를 비스듬한 방향에서 본 경우에, 이 조합에 의하여는 광학 보상할 수 없는 리타데이션이 존재한다. 그렇지만 한 개의 화소내에 액정인가전압이 다른영역을 설치하는 것에 의해 계조 휘도 특성(상대투과율특성)의 경사를 완화시키는 효과가 더해져, 계조반전이 일어나는 각도를 아래방향으로 넓게 할 수 있다.

또한 본 실시의 형태에 있어서 액정표시장치로서는, 상기 제1∼제4 실시의 형태에 있어서 구성을 여러 가지 조합하여 적용함으로써 아래 방향의 광 시야각화가 가능하게 됨과 동시에 1 화소 내의 액정인가전압이 다른 영역의 경계부에서의 광누설, 제1 화소전극과 제2 화소전극과를 접속하는 콘텍트홀부에 있어서 광누설을 방지하여 콘트라스트를 향상시킬 수 있다.

이상 본 실시의 형태에 있어서는 광학 보상막을 이용한 시야각 개선에 대하여 설명했는데, 본 실시의 형태에 있어서 막구성 및 재료구성에 한정되는 일없이 그 요지를 일탈하지 않는 범위에 있어서 여러 가지 변경이 가능하다.

본 발명의 제1 액정표시장치는 절연성 기판 상에 배설된 복수의 화소와, 그 화소를 주사하기 위해 상기 절연성 기판 상에 배설된 주사선과, 상기 절연성 기판과 그 절연성 기판과 대향하는 대향 기판과의 사이에 협지된 액정과, 1 화소 내에 상기 액정에 인가하는 전압이 다른 영역을 구비한 액정표시장치에 있어서, 상기 액정인가전압이 다른 영역의 경계부에 있어서 액정의 배향 흐트러짐에 따른 광 누설을 방지하는 차광막을 갖추고 있기 때문에 시야각의 광범위화와 함께 콘트라스트를 향상시킬 수 있다.

본 발명의 제2 액정표시장치는 상기 제1 액정표시장치에 있어서 상기 1 화소 내에 액정에 인가하는 전압이 다른 영역은, 상기 화소가 절연막을 사이에 두고 접속된 제1 화소전극과 제2 화소전극에 의해 구성되고, 상기 제2 화소전극이 상기 제1 화소전극보다도 상층에 설치된 상기 절연막 보다도 더욱더 상층에 설치됨과 동시에 상기 제1 화소전극과 겹치지 않는 영역을 갖는 것에 의해 형성되어 있기 때문에 시야각의 광범위화와 함께 콘트라스트를 향상시킬 수 있다.

본 발명의 제3 액정표시장치는 상기 제1 액정표시장치에 있어서 상기 1 화소 내에 액정에 인가하는 전압이 다른 영역은 상기 화소를 구성하는 화소전극 상에 절연막을 형성하고 상기 화소전극상의 절연막의 일부를 제거하는 것으로 형성되어 있기 때문에 시야각의 광범위화와 함께 콘트라스트를 향상시킬 수 있다.

본 발명의 제4 액정표시장치는 상기 제1, 2 또는 3 중 어느 쪽의 액정표시장치에 있어서, 상기 차광막은 주사선과 동일 층의 도전막으로 형성되어있기 때문에 시야각의 광범위화 및 콘트라스트의 향상과 함께 제조공정을 간략화 할 수 있다.

본 발명의 제5 액정표시장치는 상기 제1, 2 또는 3 중 어느 쪽의 액정표시장치에 있어서, 상기 차광막은 주사선과 병행하게 배설된 지지용량배선과 일체로 형성되어 있기 때문에 시야각의 광범위화 및 콘트라스트의 향상과 함께 제조공정의 간략화, 고 개구율화 및 지지용량을 충분하게 확보할 수 있다.

본 발명의 제6 액정표시장치는 상기 제1, 2, 3, 4 또는 5중 어느 쪽의 액정표시장치에 있어서 상기 차광막은 배향 처리에 의한 액정의 배향 흐트러짐에 의한 광누설을 방지하는 위치에 형성되어있기 때문에 시야각의 광범위화와 함께 배향처리에 따른 배향 흐트러짐에 의한 광 누설을 방지하고 콘트라스트를 향상시킬 수 있다.

본 발명의 제7 액정표시장치는 상기 제2 액정표시장치에 있어서 상기 제1 화소전극과 대향 기판상의 상기 액정과 접하는 면에 형성된 대향 전극과의 사이와 상기 제2 화소전극과 상기 대향 전극과의 사이의 액정인가전압의 비가 0.5 : 1.0∼0.9 : 1.0의 범위 내이기 때문에 시야각의 광범위화와 함께 콘트라스트를 향상시킬 수 있다.

본 발명의 제8 액정표시장치는 상기 제3 액정표시장치에 있어서 상기 절연막의 일부를 제거한 화소전극과 대향 기판상의 상기 액정과 접하는 면에 형성된 대향 전극과의 사이와, 상기 화소전극상의 절연막과 상기 대향 전극과의 사이와의 액정인가전압의 비가 0.5 : 1.0∼0.9 : 1.0 의 범위 내이기 때문에 시야각의 보다 더 광범위화와 함께 콘트라스트를 보다 향상시킬 수 있다.

본 발명의 제9 액정표시장치는 상기 제2 또는 7의 액정표시장치에 있어서 상기 제1 화소전극과 상기 제2 화소전극은 상기 절연막에 콘텍트홀을 형성하는 것에 의해 접속되어 상기 콘텍트홀부에 있어서 액정의 배향 흐트러짐을 방지하는 차광막을 구비하고 있기 때문에 시야각의 광범위화와 함께 배향처리에 따른 배향 흐트러짐에 의한 광 누설을 방지하여 콘트라스트를 보다 향상시킬 수 있다.

본 발명의 제10 액정표시장치는 상기 제9 액정표시장치에 있어서 상기 콘텍트홀부에 있어서 액정의 배향 흐트러짐을 방지하는 차광막은 상기 대향 기판상의 블랙 매트릭스에 의해 형성되기 때문에 시야각의 광범위화 및 콘트라스트의 향상과 함께 제조공정의 간략화가 가능하게 된다.

본 발명의 제11 액정표시장치는 상기 제9 액정표시장치에 있어서 상기 콘텍트홀부에 있어서 액정의 배향 흐트러짐을 방지하는 차광막은 상기 절연성 기판상의 불투명막에 의해 형성되어있기 때문에 시야각의 광범위화와 함께 콘트라스트를 향상시킬 수 있다.

본 발명의 제12 액정표시장치는 상기 제1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 또는 11의 어느 쪽의 액정표시장치에 있어서, 상기 절연성 기판과 대향 기판의 액정과 접하는 면에 설치되어 상기 액정을 배향시키는 배향막과, 상기 절연성 기판과 대향 기판의 액정과 접하는 면과 반대측의 면에 설치된 편광판과, 상기 편광판과 상기 절연성 기판 및 상기 대향 기판과의 사이에 설치되어 액정의 배향 상태를 고정하는 광학 보상막을 더욱 구비하고 있기 때문에 한층 더 시야각의 광범위화와 함께 콘트라스트를 향상시킬 수 있다.

본 발명의 제13 액정표시장치는 상기 제12 액정표시장치에 있어서 상기 액정의 복굴절율(△n)과 액정층의 두께(d)와의 곱이 0.30㎛≤△nㆍd≤0.50㎛의 관계를 충족하고있기 때문에 한층 더 시야각의 광범위화와 함께 콘트라스트를 보다 향상시킬 수 있다.

본 발명의 제1 액정표시장치의 제조방법은 절연성 기판상에 배설된 복수의 화소와 그 화소를 주사하기 위해 상기 절연성 기판상에 배설된 주사선과, 상기 절연성 기판과 그 절연성 기판과 대향하는 대향 기판과의 사이에 협지된 액정을 구비한 액정표시장치의 제조방법에 있어서, 1 화소 내에 상기 액정에 인가하는 전압이 다른 영역을 형성하는 공정과 상기 액정인가전압이 다른 영역의 경계부에 있어서 액정의 배향 흐트러짐에 따른 광 누설을 방지하는 차광막을 형성하는 공정을 갖추고 있기 때문에 시야각이 광범위화되어 콘트라스트를 향상한 액정표시장치를 얻을 수 있다.

본 발명의 제2 액정표시장치의 제조방법은 상기 제1 액정표시장치의 제조방법에 있어서 상기 1화소 내에 상기 액정에 인가하는 전압이 다른 영역을 형성하는 공정은 제1 화소전극을 형성하는 공정과 상기 제1 화소전극보다도 상층에 절연막을 형성하는 공정과 상기 절연막에 콘텍트홀을 형성하는 공정과, 상기 절연막 보다도 더욱 상층에 상기 제1 화소전극과 겹치지 않는 영역을 갖고 상기 제1 화소전극과 상기 콘텍트홀을 통하여 접속되는 제2 화소전극을 형성하는 공정을 포함하고 있기 때문에 시야각이 광범위화되어 콘트라스트를 향상한 액정표시장치를 얻을 수 있다.

본 발명의 제3 액정표시장치의 제조방법은 상기 제1 액정표시장치의 제조방법에 있어서 상기 1화소 내에 상기 액정에 인가하는 전압이 다른 영역을 형성하는 공정은 화소전극을 형성하는 공정과, 상기 화소전극보다도 상층에 절연막을 형성하는 공정과, 상기 화소전극상의 절연막의 일부를 제거하는 공정을 포함하고 있기 때문에 시야각이 광범위화되어 콘트라스트를 향상한 액정표시장치를 얻을 수 있다.

본 발명의 제4 액정표시장치의 제조방법은 상기 제2 액정표시장치의 제조방법에 있어서 상기 콘텍트홀부에 있어서 액정의 배향 흐트러짐을 방지하는 차광막을 형성하는 공정을 더욱 구비하고 있기 때문에 시야각이 광범위화되어 콘트라스트를 보다 향상한 액정표시장치를 얻을 수 있다.

Claims

절연성 기판 상에 배설된 복수의 화소, 그 화소를 주사하기 위해 상기 절연성 기판 상에 배설된 주사선, 상기 절연성 기판과 그 절연성 기판과 대향하는 대향 기판과의 사이에 협지된 액정과, 1화소 내에 상기 액정에 인가하는 전압이 다른 영역을 구비한 액정표시장치에 있어서,

상기 액정 인가전압이 다른 영역의 경계부에 있어서 액정의 배향 흐트러짐에 따른 광 누설을 방지하는 차광막을 갖춘 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제1항에 있어서, 상기 1화소 내에 액정에 인가하는 전압이 다른 영역은 상기 화소가 절연막을 사이에 두고 형성되어 서로 전기적으로 접속된 제 1 화소전극과 제2 화소전극에 의해 구성되어, 상기 제2 화소전극이 상기 제1 화소전극보다도 상층에 설치된 상기 절연막 보다도 더욱 상층에 설치됨과 동시에 상기 제1 화소전극과는 겹치지 않는 영역을 갖는 것에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제1항에 있어서, 상기 1화소 내에 액정에 인가하는 전압이 다른 영역은 상기 화소를 구성하는 화소전극 상에 절연막을 형성하여 상기 화소전극상의 절연막의 일부를 제거하는 것으로 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제1항 내지 제3항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 차광막은 주사선과 동일 층의 도전막으로 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제1항 내지 제3항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 차광막은 주사선과 평행하게 배설된 지지용량배선과 일체적으로 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제1항, 제2항, 제3항, 제4항 또는 제5항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 차광막은 배향 처리에 의한 액정의 배향 흐트러짐에 의한 광 누설을 방지하는 위치에 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제2항에 있어서, 상기 제1 화소전극과 대향 기판상의 상기 액정과 접하는 면에 형성된 대향 전극과의 사이와 상기 제2 화소전극과 상기 대향 전극과의 사이와의 액정인가전압의 비가 0.5 : 1.0∼0.9 : 1.0의 범위 내인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제3항에 있어서, 상기 절연막의 일부를 제거한 화소전극과 대향 기판상의 상기 액정과 접하는 면에 형성된 대향 전극과의 사이와 상기 화소전극상의 절연막과 상기 대향 전극과의 사이와의 액정인가전압의 비가 0.5 : 1.0∼0.9 : 1.0의 범위 내인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제2항 또는 제7항에 있어서, 상기 제1 화소전극과 상기 제2 화소전극은 상기 절연막에 콘텍트홀을 형성하는 것에 의해 접속되어, 상기 콘텍트홀부에 있어서 액정의 배향 흐트러짐을 방지하는 차광막을 구비한 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제9항에 있어서, 상기 콘텍트홀부에 있어서 액정의 배향 흐트러짐을 방지하는 차광막은 상기 대향 기판상의 블랙매트릭스에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제9항에 있어서, 상기 콘텍트홀부에 있어서 액정의 배향 흐트러짐을 방지하는 차광막은 상기 절연성 기판상의 불투명막에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제1항 내지 제11항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 절연성 기판과 대향 기판의 액정과 접하는 면에 설치되어 상기 액정을 배향시키는 배향막과, 상기 절연성 기판과 대향 기판의 액정과 접하는 면과 반대측의 면에 설치된 편광판과, 상기 편광판과 상기 절연성 기판 및 상기 대향 기판과의 사이에 설치되어 디스코틱액정의 배향 상태가 고정된 광학 보상막을 더 갖춘 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제12항에 있어서, 상기 액정의 복굴절률(△n)과 액정층의 두께(d)와의 곱이 0.30㎛≤△nㆍd≤0.50㎛의 관계를 충족하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
절연성 기판 상에 배설된 복수의 화소, 그 화소를 주사하기 위해 상기 절연성 기판 상에 배설된 주사선과, 상기 절연성 기판과 그 절연성 기판과 대향하는 대향 기판과의 사이에 협지된 액정을 구비한 액정표시장치의 제조방법에 있어서,

1화소 내에 상기 액정에 인가하는 전압이 다른 영역을 형성하는 공정과, 상기 액정인가전압이 다른 영역의 경계부에 있어서 액정의 배향 흐트러짐에 따른 광 누설을 방지하는 차광막을 형성하는 공정을 갖춘 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
제14항에 있어서, 상기 1화소 내에 상기 액정에 인가하는 전압이 다른 영역을 형성하는 공정은 제1 화소전극을 형성하는 공정, 상기 제1 화소전극보다도 상층에 절연막을 형성하는 공정, 상기 절연막에 콘택트홀을 형성하는 공정과, 상기 절연막 보다도 더 상층에 상기 제1 화소전극과는 중합하지 않는 영역을 갖추고 상기 제1 화소전극과 상기 콘택트홀을 통하여 접속되는 제2 화소전극을 형성하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
제14항에 있어서, 상기 제1 화소 내에 상기 액정에 인가하는 전압이 다른 영역을 형성하는 공정은 화소전극을 형성하는 공정, 상기 화소전극보다도 상층에 절연막을 형성하는 공정과, 상기 화소전극상의 절연막의 일부를 제거하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
제15항에 있어서, 상기 콘텍트홀부에 있어서 액정의 배향 흐트러짐을 방지하는 차광막을 형성하는 공정을 더 구비한 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.