KR20050036342A - 수직 배향 모드 액정 표시 장치 및 그 제조 방법 - Google Patents

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임영남
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Abstract

본 발명은 고화질을 구현하는 수직 배향 모드 액정 표시 장치 및 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명은 수직 배향 모드 액정 표시 장치에서 수평장을 형성하는 전극들을 지그재그(zigzag)로 형성하고, 보다 바람직하게는 편광축에 대해서 45도의 각도를 가지고 꺽이도록 하여 보는 방향에 따라 각기 다른 색상을 발현하게 되는 컬러 쉬프트 현상을 방지하여 화질 특성을 개선시킬 수 있다.

Description

수직 배향 모드 액정 표시 장치 및 그 제조 방법{Vertical alignment LCD and the fabrication method thereof}
본 발명은 고화질을 구현하는 수직 배향 모드 액정 표시 장치 및 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 화상 정보를 화면에 나타내는 디스플레이 장치들 중에서 브라운관 표시 장치(혹은 CRT:Cathode Ray Tube)가 지금까지 가장 많이 사용되어 왔는데, 이것은 표시 면적에 비해 부피가 크고 무겁기 때문에 사용하는데 많은 불편함이 있었다.
그리고, 오늘날에는 전자산업의 발달과 함께 TV 브라운관 등에 제한적으로 사용되었던 디스플레이 장치가 개인용 컴퓨터, 노트북, 무선 단말기, 자동차 계기판, 전광판 등에 까지 확대 사용되고, 정보통신 기술의 발달과 함께 대용량의 화상정보를 전송할 수 있게 됨에 따라 이를 처리하여 구현할 수 있는 차세대 디스플레이 장치의 중요성이 커지고 있다.
이와 같은 차세대 디스플레이 장치는 경박단소, 고휘도, 대화면, 저소비전력및 저가격화를 실현할 수 있어야 하는데, 그 중 하나로 최근에 액정 표시 장치가 주목을 받고 있다.
상기 액정 표시 장치(LCD:Liquid Crystal Display)는 표시 해상도가 다른 평판 표시 장치보다 뛰어나고, 동화상을 구현할 때 그 품질이 브라운관에 비할 만큼 응답 속도가 빠른 특성을 나타내고 있다.
이와 같은 액정 표시 장치의 구동원리는 액정의 광학적, 유전적 이방성을 이용하는 것으로, 액정은 구조가 가늘고 길기 때문에 분자의 배열에 방향성을 갖고 있으며, 인위적으로 액정에 전기장을 인가하여 분자배열의 방향을 제어할 수 있다.
따라서, 상기 액정의 분자배열 방향을 임의로 조절하면, 액정의 분자배열이 변하게 되고, 광학적 이방성에 의하여 상기 액정이 분자 배열 방향으로 빛이 굴절하여 화상정보를 표현할 수 있다.
현재 주로 사용되고 있는 액정 표시 장치 중 하나로 트위스트 네마틱(TN : twisted nematic) 방식의 액정 표시 장치를 들 수 있다. 상기 트위스트 네마틱 방식은 두 기판에 각각 전극을 설치하고 액정 방향자가 90°트위스트 되도록 배열한 다음 전극에 전압을 가하여 액정 방향자를 구동하는 방식이다.
상기 트위스트 네마틱 방식의 액정 표시 장치 외에도 유전적 이방성을 이용한 액정모드는 전압 제어 복굴절(ECB:electricallycontrollable birefringence), 게스트-호스트(GH:guest-host) 등이 있는데, 이 중 ECB 모드에서는 전계에 대해 수직한 방향으로 배열되는 유전적 이방성이 음(△ε＜0)인 네가티브형 액정이 이용된다.
상기 ECB 모드 중에서도 수직 배향(VA : Vertical Alignment) 모드는 계조전압에 대한 반응시간의 변화의 폭이 작아, 응답특성이 트위스트 네마틱 방식의 액정 표시 장치에 비하여 좋은 장점을 가지고 있다.
수직 배향 모드 액정 표시 장치는, 상하 기판 사이에 유전율 이방성이 음인 액정이 개재되어 있으며, 상하 기판의 대향면에는 수직 배향막이 형성되어 있고, 상하 기판의 대향면 뒷면 각각에는 편광판이 부착되어 있는 구조를 갖는다. 이때, 상하 기판의 대향면 각각에는 액정 구동 전극이 구비되어 있으며, 상하 편광판의 편광축은 서로 직교되도록 부착되어 있다.
이러한 수직 배향 모드 액정 표시 장치는, 전계가 형성되기 이전에는 액정 분자들이 수직 배향막의 영향으로 기판에 수직으로 배열된다. 이때, 상하 편광판이 수직으로 교차되어 있는 관계로, 화면은 다크(dark)가 된다.
한편, 상하 기판의 구동 전극 사이에 전계가 형성되면 유전율 이방성이 음인 액정 성질에 따라, 액정 분자들은 전계의 형태와 수직이 되도록 틀어지게 된다. 이에 따라, 액정 분자를 통하여 광이 투과되어, 화면은 화이트(white)가 된다.
이때, 액정 분자는 그 형태가 봉상인 관계로, 장축과 단축의 굴절율, 유전율등이 서로 상이하다. 이에따라, 액정 분자들을 보는 방향에 따라 굴절율이 상이하게 되어, 결국 화면의 정면에서 볼때와 측면에서 볼때의 시야각의 차가 발생된다.
이와 같이 수직 배향 모드 액정 표시 장치에서 시야각 특성을 개선하기 위하여 수평장을 형성하는 수직 배향 모드 액정 표시 장치가 있다.
이는 2개의 전극을 동일한 기판 상에 형성하고, 상기 2개의 전극 사이에 전압을 인가하여 기판에 대해서 수평방향으로 전계를 발생시킨다.
이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 종래 기술에 따른 수평장을 형성하는 수직 배향 모드 액정 표시 장치의 구조를 구체적으로 설명한다.
도 1은 종래 수직 배향 모드 액정 표시 장치의 어레이 기판을 개략적으로 보여주는 평면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 횡전계 방식 액정 표시 장치용 어레이 기판은 소정간격 이격되어 평행하게 일 방향으로 구성된 다수의 게이트 배선(108)과, 상기 게이트 배선(108)에 근접하여 평행하게 일 방향으로 구성된 공통 배선(131)과, 상기 두 배선과 교차하며 특히 게이트 배선(108)과는 화소 영역을 정의하는 데이터 배선(110)이 구성된다.
이때, 상기 게이트 배선(108)과 데이터 배선(110)은 Al, Cu, Ta, Ti, Mo, Mo 합금(alloy), Al 합금 등의 금속을 증착한 후 패터닝하여 형성한다.
상기 게이트 배선(108)과 데이터 배선(110)의 교차지점에는 박막트랜지스터(T)가 구성된다.
상기 화소 영역의 상부에는 화소 전극(114)과, 상기 화소 전극(114)과 평행하게 구성되고 상기 공통 배선(131)과 연결되는 공통 전극(113)이 구성된다.
상기 화소 전극(114)은 서로 소정간격 이격된 다수의 수직부(114b)와, 상기 수직부(114b)를 하나로 연결하는 수평부(114a)로 구성된다.
상기 공통 전극(113)은 상기 공통 배선(131)에서 아래로 수직하게 연장되고, 상기 화소 전극(114)의 수직부(114b)와 엇갈려 구성되는 다수의 수직부(113b)와, 상기 각 수직부(113b)를 하나로 연결하는 수평부(113a)로 구성된다.
이때, 상기 공통 전극(113)의 수직부(113b)와 화소 전극(114)의 수직부(114b)는 서로 평행하게 엇갈려 구성되어 있다.
이와 같은 전극의 형태는 액정의 배향특성이 서로 대칭성을 가지도록 한다.
상기와 같이 구성되는 어레이 기판의 상부에는 배향막(도시되지 않음)이 도포되어 있으며, 상기 배향막은 액정 분자가 수직으로 배향할 수 있도록 배향 처리된다.
도 2는 종래 수평장을 형성하는 수직 배향 모드 액정 표시 장치에서 전압 인가에 따른 액정 분자의 배열을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 수직 배향 처리된 배향막이 상, 하 기판(200, 210) 상의 대향면에 형성되어 있으며, 상판(210)에는 배열의 방향성을 위하여 소정의 유전체 돌기(211)가 형성되어 있다.
도 2a와 같이, 수직 배향 모드 액정 표시 장치에서 전압이 오프(off)시에 액정 분자(220) 배열의 변화를 나타내는 도면으로서, 액정 분자(220)가 수직 배향막 표면에서 수직하게 배열되어 있으며 블랙(black)이 표시된다.
도 2b에 도시된 바와 같이, 전압을 인가하기 시작하면 하판(200)에 형성되어 있는 화소 전극(214)과 공통 전극(213)에 의해서 형성되는 수평 전계에 의하여 액정 분자(220)가 기울어져 눕기 시작해서(gray level) 2 도메인(domain)을 형성한다.
이때, 상기 액정 분자(220)는 상판(210)에 형성되어 있는 유전체 돌기(211)에 의해서 서로 반대 방향으로 기울어지게 된다.
따라서, 동일한 화소 내에서 액정 분자(220)의 정렬이 서로 다른 방향으로 이루어지도록 제어할 수 있다.
도 2c에 도시된 바와 같이, 전압이 충분히 인가되면(백색 구동) 초기에 수직 배향되었던 액정 분자(220)가 1 도메인을 형성하며 화소 전극(214) 및 공통 전극(213)에 수직한 방향으로 눕게 된다.
이때, 액정 분자(220)들은 공지된 바와 같이, 장축과 단축의 길이가 상이하므로, 장축과 단축에서의 굴절율이 상이하다.
이와같이 액정 분자(220)들이 방향에 따라 굴절율 이방성을 갖고, 액정 분자들이 전계 형성 여부에 따라 일률적으로 배열되므로, 화이트(white) 상태의 화면에 소정의 색상을 띤다.
따라서, 도면에서 액정 분자(220)의 장축을 바라보는 방향에서는 굴절률 이방성(Δn)이 상대적으로 증대되므로, 최대 투과율에 이르기 위한 입사광의 파장 또한 상대적으로 길어진다. 이에 따라, 화이트의 파장보다 더 긴 파장을 갖는 노란색이 발현된다.
한편, 액정 분자(220)의 단축을 바라보는 방향에서는 Δn이 상대적으로 감소되므로, 최대 투과율에 이르기 위한 입사광의 파장 또한 상대적으로 짧아진다. 이에 따라, 화이트의 파장보다 더 짧은 파장을 갖는 파란색이 발현된다.
이와 같이 전압이 충분히 인가되어 화이트 화면을 띠어야 할 때, 소정의 방위각에서 노란색 또는 파란색의 색상을 발현하는 것을 컬러 쉬프트(color shift)라고 하며, 이러한 컬러 쉬프트 현상은 화면의 화질을 감소시키는 문제점이 있다.
본 발명은 수직 배향 모드 액정 표시 장치에서 수평장을 형성하는 전극들을 지그재그(zigzag)로 형성하여 보는 방향에 따라 각기 다른 색상을 발현하게 되는 컬러 쉬프트 현상을 방지하여 화질 특성을 개선시킬 수 있는 수직 배향 모드 액정 표시 장치 및 그 제조 방법을 제공하는 데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 수직 배향 모드 액정 표시 장치는, 제 1, 제 2 기판과; 상기 제 1 기판 상에 수직으로 교차하여 화소 영역을 정의하는 복수개의 게이트 배선 및 데이터 배선과; 상기 게이트 배선 및 데이터 배선의 교차점에 형성된 게이트 전극, 반도체층, 소스 및 드레인 전극으로 이루어진 박막 트랜지스터와; 상기 제 1 기판 상에 지그재그 구조로 형성된 복수개의 공통 전극과; 상기 공통 전극들과 서로 엇갈리게 배치되어 지그재그 구조로 형성된 복수개의 화소 전극과; 상기 제 1 , 제 2 기판 상에 적어도 하나는 수직으로 배향된 배향막과; 상기 제 1, 제 2 기판 사이에 액정층을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 수직 배향 모드 액정 표시 장치의 제조 방법은, 제 1, 제 2 기판을 준비하는 단계와; 상기 제 1 기판 상에 수직으로 교차하여 화소 영역을 정의하는 복수개의 게이트 배선 및 데이터 배선을 형성하는 단계와; 상기 게이트 배선 및 데이터 배선의 교차점에 형성된 게이트 전극, 반도체층, 소스 및 드레인 전극으로 이루어진 박막 트랜지스터를 형성하는 단계와; 상기 제 1 기판 상에 지그재그 구조로 형성된 복수개의 공통 전극과, 상기 공통 전극들과 서로 엇갈리게 배치되어 지그재그 구조로 형성된 복수개의 화소 전극을 형성하는 단계와; 상기 제 1 , 제 2 기판 상에 적어도 하나는 수직으로 배향된 배향막을 형성하는 단계와; 상기 제 1, 제 2 기판 사이에 액정층을 형성하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 화소 전극 및 공통 전극이 데이터 배선과 평행하고, 상기 데이터 배선이 지그재그 구조를 이루는 것을 특징으로 한다.
상기 화소 전극 및 공통 전극이 게이트 배선과 평행하고, 상기 게이트 배선이 지그재그 구조를 이루는 것을 특징으로 한다.
상기 화소 전극과 공통 전극은 편광축에 대해서 45도 기울어지는 각도를 가지는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조로 하여 본 발명의 구체적인 실시예에 대해서 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 수평장을 형성하는 수직 배향 모드 액정 표시 장치의 개략적인 평면도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 도 2에 도시된 바와 같이, 횡전계 방식 액정 표시 장치용 어레이 기판은 소정간격 이격되어 평행하게 일 방향으로 구성된 다수의 게이트 배선(308)과, 상기 게이트 배선(308)에 근접하여 평행하게 일 방향으로 구성된 공통 배선(331)과, 상기 두 배선과 교차하며 특히 게이트 배선(308)과는 화소 영역을 정의하는 데이터 배선(310)이 구성된다.
이때, 상기 게이트 배선(308)과 데이터 배선(310)은 Al, Cu, Ta, Ti, Mo, Mo 합금(alloy), Al 합금 등의 금속을 증착한 후 패터닝하여 형성한다.
상기 게이트 배선(308)과 데이터 배선(310)의 교차지점에는 게이트 전극(309)과 반도체층(315)과 소스 전극(316)및 드레인 전극(317)을 포함하는 박막트랜지스터(TFT)가 구성되며, 상기 소스 전극(316)은 상기 데이터 배선(310)과 연결되고, 상기 게이트 전극(309)은 상기 게이트 배선(308)과 연결된다.
상기 화소 영역의 상부에는 상기 드레인 전극(317)과 연결되는 화소 전극(314)과, 상기 화소 전극(314)과 평행하게 구성되고 상기 공통 배선(331)과 연결되는 공통 전극(313)이 구성된다.
상기 화소 전극(314)은 상기 드레인 전극(317)과 드레인 콘택홀(333)을 통하여 드레인 전극(317)과 전기적으로 접속되어 서로 소정간격 이격된 다수의 수직부(314b)와, 상기 수직부(314b)를 하나로 연결하는 수평부(314a)로 구성된다.
상기 공통 전극(313)은 상기 공통 배선(331)에서 아래로 수직하게 연장되고, 상기 화소 전극(314)의 수직부(314b)와 엇갈려 구성되는 다수의 수직부(313b)와, 상기 각 수직부(313b)를 하나로 연결하는 수평부(313a)로 구성된다.
이때, 상기 데이터 배선(310)과 공통 전극(313)의 수직부(313b)와 화소 전극(314)의 수직부(314b)는 지그재그(zigzag) 형상으로 구성되어 서로 엇갈려 구성되어 있다.
바람직하게는 데이터 배선, 화소 전극 및 공통 전극의 꺽이는 각도가 편광축에 대해서 45도가 되도록 한다.
도시한 바와 같이, 상기 데이터 배선(310)과 공통 전극(313)과 화소 전극(314)의 구성을 지그재그 형태의 꺽이는 구조로 형성하고, 한쪽 방향으로 러빙 동작을 실행하면 주입된 액정에 인가되는 전기장의 방향을 변화시킬 수 있다.
이와 같은 전극의 형태는 액정의 배향특성이 서로 대칭성을 가지도록 한다.
그러므로, 한 화소에 위치하는 액정이 모두 해당하는 한 방향으로 배향되지 않고 다양한 방향으로 배향 될 수 있도록 하여, 한 화소에서 배향되는 액정의 배향방향을 다양하게 할 수 있어 컬러 쉬프트(color shift)가 발생하지 않는다.
이때, 기본적으로 상기 데이터 배선(310), 화소 전극(314), 공통 전극(313) 중 적어도 어느 하나는 꺽이는 구조를 가지도록 형성하며, 상기 공통 전극(313) 및 화소 전극(314)만 지그재그 구조를 가지는 것도 가능하다.
그리고, 상기 게이트 배선(308)과 데이터 배선(310) 및 박막 트랜지스터 영역 위에는 빛샘의 차단을 위하여 블랙 매트릭스(340)가 형성되어 있으며, 상기 게이트 배선(308)과 데이터 배선(310)이 교차하여 형성되는 화소 영역에는 컬러 필터(341)가 형성되어 원하는 색상을 구현할 수 있다.
도시되지는 않았으나, 상기 기판 상에는 액정 분자를 수직하게 배향하기 위한 배향막이 형성되어 있다.
상기 배향막은 폴리아미드(polyamide) 또는 폴리이미드(polyimide)계 화합물, PVA(polyvinylalcohol), 폴리아믹산(polyamic acid) 등의 물질을 이용하여 러빙 배향 처리되어 형성될 수도 있다.
또한, PVCN(polyvinylcinnamate), PSCN(polysiloxanecinnamate), 또는 CelCN(Cellulosecinnamate)계 화합물과 같은 광반응성 물질을 이용하여 광 배향 처리되어 형성될 수도 있다.
도 4는 도 3의 화소 영역의 일부를 확대 도시한 것으로서, 본 발명에 따른 수직 배향 모드 액정 표시 장치에서 전압 인가에 따른 액정 분자의 배열 방향을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 화소영역을 정의하는 데이터 배선(310) 및 게이트 배선(도시되지 않음)과, 상기 게이트 배선과 데이터 배선(310)의 교차점에 배치된 박막트랜지스터(도시되지 않음)와, 상기한 화소내에 데이터 배선(310)과 평행하게 배열된 화소 전극(314) 및 공통 전극(313)이 있다.
여기서, 상기 데이터 배선(310), 상기 화소 전극(314) 및 공통 전극(313)은 그 꺽이는 수가 하나 이상인 지그재그 구조로 이루어진다.
바람직하게는 데이터 배선(310), 화소 전극(314) 및 공통 전극(313)의 꺽이는 각도(θ)가 편광축에 대해서 45도가 되도록 한다.
상기 공통 전극(313)과 화소 전극(314)을 포함하는 기판 상의 배향막은 수직 배향 처리된다.
따라서, 전압을 인가시 액정 분자의 배열 방향이 서로 대칭(Symmetry)을 이루도록 유도하여 광시야각과 함께 색특성을 보상하여 컬러쉬프트(color shift)를 방지할 수 있다.
전압이 무인가시에는, 도 4에 도시된 바와 같이, 액정 분자가 수직하게 배열되어 있고(점선 모양), 전압이 인가되면 액정 분자는 서로 다른 방향(A,B,C,D)으로 기울어져 4 도메인을 형성하게 되고 서로 대칭을 이루게 된다.
그리고, 상기 화소 전극(314) 및 공통전극(313)은 빛이 잘 투과되는 투명도전막인 ITO(Indium Tin Oxide) 또는 IZO(Indium Zinc Oxide)로 형성하여 개구율을 높일 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 수평장을 가지는 수직 배향 모드 액정 표시 장치의 어레이 기판의 제조 방법을 살펴본다.
도 5는 본 발명에 따른 수직 배향 모드 액정 표시 장치의 공정순서에 따라 도시한 공정단면도이다.
먼저 도 5a에 도시한 바와 같이, 기판(318)상에 알루미늄(Al), 알루미늄계 금속(AlNd), 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo)등의 도전성 금속을 증착하고 패턴하여, 임의의 위치에서 돌출 형성된 게이트 전극(309)을 포함하는 게이트 배선(308)을 형성한다.
다음으로, 상기 게이트 전극(309)등을 형성한 기판(318) 상에 질화실리콘(SiNX)과 산화실리콘(SiO2)등이 포함된 무기 절연 물질과 벤조사이클로부텐(Benzocyclobutene)과 아크릴(Acryl)계 수지(resin) 등이 포함된 유기절연물질을 증착하고 패턴하여, 제 1 절연층인 게이트절연막(320)을 형성한다.
다음으로, 상기 게이트 절연막(320)상에 비정질 실리콘(a-Si:H)과 불순물이 함유된 비정질 실리콘(n+ a-Si:H)을 패턴하여, 상기 게이트전극(309)상부에 아일랜드 형태의 반도체층(315a)과 오믹콘택층(315b)을 형성한다.
다음으로, 상기 반도체층(315)이 형성된 기판(318) 상에 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 탄탈(Ta)등의 도전성 금속을 증착하고 패턴하여, 데이터 배선(310)과 상기 데이터 배선(310)에서 소정 면적 돌출 형성된 소스 전극(316)을 형성한다.
이 때, 상기 데이터 배선(310) 형성시, 박막트랜지스터의 소스 전극, 드레인 전극(316, 317)을 동시에 형성한다.
그리고, 도 5b에 도시된 바와 같이, 상기 데이터 배선(310)에 평행하도록 공통 배선과 공통 전극(313)을 형성한다.
그리고, 상기와 같이 형성된 제 1 기판(318) 상의 전면에 보호막(328)을 형성시킨다.
이후, 상기 드레인 전극(317)과 전기적으로 연결되며 상기 데이터 배선(310)에 평행하도록 인듐-틴-옥사이드(indium-tin-oxide : ITO)와 인듐-징크-옥사이드(indium-zinc-oxide : IZO) 등의 투명 도전성금속을 증착하고 패턴하여 화소 전극(314)을 형성한다.
상기 화소 전극(314)은 상기 데이터 배선(310)에 근접하여 평행하게 이격된 수직부(도 3에서 314b)와, 도시되지는 않았으나 상기 수직부(314b)는 수평부(도 3에서 314a)에 의해 연결된다.
그리고, 상기와 같이 형성된 제 1 기판(318) 상의 전면에 제 1 배향막(329)을 형성한다.
상기 제 1 배향막(329)은 액정 분자를 수직하게 배향하기 위하여 수직 배향 처리되어 있다.
상기 배향막(329)은 폴리아미드(polyamide) 또는 폴리이미드(polyimide)계 화합물, PVA(polyvinylalcohol), 폴리아믹산(polyamic acid) 등의 물질을 이용하여 러빙 배향 처리되어 형성될 수도 있다.
또한, PVCN(polyvinylcinnamate), PSCN(polysiloxanecinnamate), 또는 CelCN(Cellulosecinnamate)계 화합물과 같은 광반응성 물질을 이용하여 광 배향 처리되어 형성될 수도 있다.
한편, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 제 2 기판(319) 상에는 빛의 누설을 방지하는 블랙 매트릭스(321)을 형성하고, 상기 블랙 매트릭스(321) 사이에 적색(Red), 녹색(Green) 및 청색(Blue)의 칼라필터 패턴으로 이루어진 칼라필터층(322)을 형성한다.
그리고, 상기 컬러필터층(322) 상부에는 표면을 평탄화하고 컬러필터층(322)을 보호하는 오버코트층(323)을 형성한다.
다음으로, 상기 오버코트층(323) 상부에 제 1 배향막(329)과 같이 수직 배향 처리되어 있는 제 2 배향막(326)을 형성한다.
도 5에서는 공통 전극(313)과 화소 전극(314)이 서로 다른 층에 형성되어 있으나, 상기 공통 전극(313)은 화소 전극(314)과 동일 평면상인 게이트 전극(309)이나 소스 전극(316), 드레인 전극(317)과 동일층에 형성할 수도 있다.
도 6은 본 발명에 따른 다른 실시예로서, 수직 배향 모드 액정 표시 장치의 한 화소에서 전극의 패턴을 보여주는 개략적인 평면도이다.
도 6을 참조하면, 제 1 기판 위에 배열되어 화소영역을 정의하는 데이터 배선(410) 및 게이트 배선(411)과, 상기한 게이트 배선(411)과 평행하게 화소내에 배열된 공통배선(412)과, 상기한 게이트 배선(411)과 데이터 배선(410)의 교차점에 배치된 박막트랜지스터와, 상기한 화소내에 데이터 배선(410)과 평행하게 배열된 화소 전극(414) 및 공통전극(413)이 있다.
여기서, 상기 데이터 배선(410)은 스트라이프 구조이며, 상기 화소 전극(414) 및 공통 전극(413)은 그 꺽이는 수가 하나 이상인 지그재그 구조로 이루어진다.
또한, 꺽이는 각도는 편광축과 45도를 이루는 것이 바람직하다.
상기 공통전극(413)과 화소 전극(414)을 포함하는 제 1 기판(418)상에는 배향막이 형성되며, 액정이 수직하게 배향될 수 있도록 배향처리한다.
도 7은 본 발명에 따른 또 다른 실시예로서, 수직 배향 모드 액정 표시 장치의 전극 패턴을 보여주는 개략적인 평면도이다.
도 7을 참조하면, 제 1 기판 위에 배열되어 화소영역을 정의하는 데이터 배선(510) 및 게이트 배선(511)과, 상기한 데이터 배선(510)과 평행하게 화소내에 배열된 공통배선(512)과, 상기한 게이트 배선(511)과 데이터 배선(510) 교차점에 배치된 박막트랜지스터(도시되지 않음)와, 상기한 화소내에 게이트 배선(511)과 평행하게 배열된 화소 전극(514) 및 공통전극(513)이 있다.
여기서, 상기 데이터 배선(510)이 스트라이프 구조이고, 상기 게이트 배선(511)과 기본적으로 평행하게 배열된 화소 전극(514) 및 공통 전극(513)은 그 꺽이는 수가 하나 이상인 지그재그 구조로 이루어진다.
또한, 꺽이는 각도는 편광축과 45도를 이루는 것이 바람직하다.
상기 제 1 기판(518)상의 배향막은 액정이 수직하게 배향될 수 있도록 배향처리한다.
도 8은 본 발명에 따른 또 다른 실시예로서, 수직 배향 모드 액정 표시 장치의 개략적인 평면도이다.
도 8을 참조하면, 제 1 기판 위에 배열되어 화소영역을 정의하는 데이터 배선(610) 및 게이트 배선(611)과, 상기한 데이터 배선(610)과 평행하게 화소내에 배열된 공통 배선(612)과, 상기한 게이트 배선(611)과 데이터 배선(610)의 교차점에 배치된 박막트랜지스터(도시되지 않음)와, 상기한 화소내에 게이트 배선과 평행하게 배열된 화소 전극(614) 및 공통 전극(613)으로 구성된다.
여기서, 상기 게이트 배선(611)과, 상기 게이트 배선(611)과 기본적으로 평행하게 배열된 화소 전극(614) 및 공통 전극(613)은 그 꺽이는 수가 하나 이상인 지그재그 구조로 이루어진다.
상기 제 1 기판(618)상의 보호막은 액정이 수직하게 배향될 수 있도록 배향처리한다.
이상 전술한 바와 같이, 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명에 따른 수직 배향 모드 액정 표시 장치 및 그 제조 방법은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함이 명백하다.
본 발명은 수평장을 형성하는 수직 배향 모드 액정 표시 장치에 전계 인가시, 하나의 단위 화소 공간에서 액정분자들이 서로 다른 방향으로 틀어져서 배열시킴으로써 컬러 쉬프트 현상을 방지하여 화질을 개선시키는 효과가 있다.
도 1은 종래 수직 배향 모드 액정 표시 장치의 어레이 기판을 개략적으로 보여주는 평면도.
도 2는 종래 수평장을 형성하는 수직 배향 모드 액정 표시 장치에서 전압 인가에 따른 액정 분자의 배열을 개략적으로 보여주는 도면.
도 3은 본 발명에 따른 수평장을 형성하는 수직 배향 모드 액정 표시 장치의 개략적인 평면도.
도 4는 도 3의 화소 영역의 일부를 확대 도시한 것으로서, 본 발명에 따른 수직 배향 모드 액정 표시 장치에서 전압 인가에 따른 액정 분자의 배열 방향을 개략적으로 보여주는 도면.
도 5는 본 발명에 따른 수직 배향 모드 액정 표시 장치의 공정순서에 따라 도시한 공정 단면도.
도 6은 본 발명에 따른 다른 실시예로서, 수직 배향 모드 액정 표시 장치의 한 화소에서 전극의 패턴을 보여주는 개략적인 평면도.
도 7은 본 발명에 따른 또 다른 실시예로서, 수직 배향 모드 액정 표시 장치의 전극 패턴을 보여주는 개략적인 평면도.
도 8은 본 발명에 따른 또 다른 실시예로서, 수직 배향 모드 액정 표시 장치의 개략적인 평면도.
<도면의 주요부분에 대한 부호 설명>
309 : 게이트 전극
310, 410, 510, 610 : 데이터 배선
311, 411, 511, 611 : 게이트 배선
313, 413, 513, 613 : 공통 전극
314, 414, 514, 614 : 화소 전극
315 : 반도체층 316 : 소스 전극
317 : 드레인 전극 318, 418, 518, 618 : 제 1기판
319 : 제 2기판 320 : 게이트 절연막
321 : 블랙매트릭스 322 : 칼라필터층
323 : 오버코트층 326 : 제 2배향막
328 : 보호막 329 : 제 1배향막
330 : 액정층

Claims (21)

  1. 제 1, 제 2 기판과;
    상기 제 1 기판 상에 수직으로 교차하여 화소 영역을 정의하는 복수개의 게이트 배선 및 데이터 배선과;
    상기 게이트 배선 및 데이터 배선의 교차점에 형성된 게이트 전극, 반도체층, 소스 및 드레인 전극으로 이루어진 박막 트랜지스터와;
    상기 제 1 기판 상에 지그재그 구조로 형성된 복수개의 공통 전극과;
    상기 공통 전극들과 서로 엇갈리게 배치되어 지그재그 구조로 형성된 복수개의 화소 전극과;
    상기 제 1 , 제 2 기판 상에 적어도 하나는 수직으로 배향된 배향막과;
    상기 제 1, 제 2 기판 사이에 액정층을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 수직 배향 모드 액정 표시 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 공통 전극과 연결되며, 상기 게이트 배선과 평행하게 형성되어 있는 공통 배선을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수직 배향 모드 액정 표시 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 공통 전극 및 공통 배선은 동일한 물질, 동일한 공정으로 형성되는 것을 특징으로 하는 수직 배향 모드 액정 표시 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 화소 전극은 상기 드레인 전극과 콘택홀을 통하여 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 수직 배향 모드 액정 표시 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 공통 전극과 화소 전극은 투명 도전막인 ITO(Indium Tin Oxide) 또는 IZO(Indium Zinc Oxide)로 형성된 것을 특징으로 하는 수직 배향 모드 액정 표시 장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 제 2 기판 상에는 상기 화소 영역 이외의 부분에 대응되는 블랙 매트릭스와 상기 화소 영역에 대응되는 컬러 필터층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수직 배향 모드 액정 표시 장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 화소 전극과 공통 전극은 데이터 배선과 평행하며 편광축에 대해서 45도 기울어지는 각도를 가지는 것을 특징으로 하는 수직 배향 모드 액정 표시 장치.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 데이터 배선이 지그재그 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 수직 배향 모드 액정 표시 장치.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 게이트 배선, 화소 전극, 공통 전극이 평행하며, 화소 전극과 공통 전극이 지그재그 구조로 이루어지는 것을 특징으로 하는 수직 배향 모드 액정 표시 장치.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 게이트 배선이 지그재그 구조로 이루어지는 것을 특징으로 하는 수직 배향 모드 액정 표시 장치.
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 제 2 기판 상에 유전체 돌기를 형성하는 것을 특징으로 하는 수직 배향 모드 액정 표시 장치.
  12. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1, 제 2 기판 외측에 편광판이 부착되는 것을 특징으로 하는 수직 배향 모드 액정 표시 장치.
  13. 제 1, 제 2 기판을 준비하는 단계와;
    상기 제 1 기판 상에 수직으로 교차하여 화소 영역을 정의하는 복수개의 게이트 배선 및 데이터 배선을 형성하는 단계와;
    상기 게이트 배선 및 데이터 배선의 교차점에 형성된 게이트 전극, 반도체층, 소스 및 드레인 전극으로 이루어진 박막 트랜지스터를 형성하는 단계와;
    상기 제 1 기판 상에 지그재그 구조로 형성된 복수개의 공통 전극과, 상기 공통 전극들과 서로 엇갈리게 배치되어 지그재그 구조로 형성된 복수개의 화소 전극을 형성하는 단계와;
    상기 제 1 , 제 2 기판 상에 적어도 하나는 수직으로 배향된 배향막을 형성하는 단계와;
    상기 제 1, 제 2 기판 사이에 액정층을 형성하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 수직 배향 모드 액정 표시 장치의 제조 방법.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 화소 전극 및 공통 전극이 데이터 배선과 평행하고, 상기 데이터 배선이 지그재그 구조를 이루는 것을 특징으로 하는 수직 배향 모드 액정 표시 장치의 제조 방법.
  15. 제 13항에 있어서,
    상기 화소 전극 및 공통 전극이 게이트 배선과 평행하고, 상기 게이트 배선이 지그재그 구조를 이루는 것을 특징으로 하는 수직 배향 모드 액정 표시 장치의 제조 방법.
  16. 제 13항에 있어서,
    상기 화소 전극과 공통 전극은 편광축에 대해서 45도 기울어지는 각도를 가지는 것을 특징으로 하는 수직 배향 모드 액정 표시 장치의 제조 방법.
  17. 제 13항에 있어서,
    상기 공통 전극과 연결되며, 상기 게이트 배선과 평행하게 형성되어 있는 공통 배선을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수직 배향 모드 액정 표시 장치의 제조 방법.
  18. 제 13항에 있어서,
    상기 공통 전극 및 공통 배선은 동일한 물질, 동일한 공정으로 형성되는 것을 특징으로 하는 수직 배향 모드 액정 표시 장치의 제조 방법.
  19. 제 13항에 있어서,
    상기 화소 전극을 형성하는 단계 이전에, 콘택홀을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수직 배향 모드 액정 표시 장치의 제조 방법.
  20. 제 13항에 있어서,
    상기 공통 전극과 화소 전극은 투명 도전막인 ITO(Indium Tin Oxide) 또는 IZO(Indium Zinc Oxide)로 형성된 것을 특징으로 하는 수직 배향 모드 액정 표시 장치의 제조 방법.
  21. 제 1항에 있어서,
    상기 제 2 기판 상에는 배향막을 형성하는 단계 이전에, 상기 화소 영역 이외의 부분에 대응되는 블랙 매트릭스와, 상기 화소 영역에 대응되는 컬러 필터층 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수직 배향 모드 액정 표시 장치의 제조 방법.
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