KR20070003412A - 액정 표시 장치 및 이의 제조 방법 - Google Patents

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KR20070003412A
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박원상
윤해영
김상우
장영주
최지연
오주희
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차성은
임재익
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Abstract

액정 표시 장치 및 이의 제조 방법이 제공된다. 액정 표시 장치는 도메인을 정의하며 중심부를 향하여 하향 경사진 서브 화소 전극부를 포함하는 화소 전극을 구비하는 하부 기판과, 서브 화소 전극부의 중심부에 대응하는 영역에 개구부를 포함하는 공통 전극을 구비하는 상부 기판 및 하부 기판과 상부 기판 사이에 형성된 액정층을 포함한다.
액정 표시 장치, 개구부, 하향 경사, 엠보싱

Description

액정 표시 장치 및 이의 제조 방법{Liquid crystal display and method for fabricating the same}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 하부 기판의 개략적인 평면도이고,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 상부 기판의 개략적인 평면도이고,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 개략적인 평면도이고,
도 4는 도 3의 Ⅳ - Ⅳ'선을 따라 절단한 단면도이고,
도 5는 도 3의 Ⅴ - Ⅴ'선을 따라 절단한 단면도이고,
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 개략적인 단면도이고,
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 개략적인 단면도이고,
도 8a 내지 도 8h는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법의 공정 단계별 단면도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10: 하부 절연 기판 30: 게이트 절연막
70: 보호막 82: 화소 전극
110: 상부 절연 기판 140: 오버코트막
150: 공통 전극 160: 개구부
본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 응답 속도가 향상된 액정 표시 장치 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
액정 표시 장치(Liquid Crystal Display)는 현재 가장 널리 사용되고 있는 평판 표시 장치(Flat Panel Display) 중 하나로서, 전극이 형성되어 있는 두 장의 기판과 그 사이에 삽입되어 있는 액정층으로 이루어져, 전극에 전압을 인가하여 액정층의 액정 분자들을 재배열시킴으로써 투과되는 빛의 양을 조절하는 표시 장치이다.
그 중에서도 전계가 인가되지 않은 상태에서 액정 분자의 장축을 상하 표시판에 대하여 수직을 이루도록 배열한 수직 배향 모드 액정 표시 장치는 대비비가 크고 넓은 기준 시야각 구현이 용이하여 각광받고 있다. 여기에서 기준 시야각이란 대비비가 1:10인 시야각 또는 계조간 휘도 반전 한계 각도를 의미한다.
수직 배향 모드 액정 표시 장치에서 광시야각을 구현하기 위한 수단으로는 전계 생성 전극에 절개부를 형성하는 방법이 있다. 이와 같이 절개부는 하나의 화소를 다수의 도메인으로 분할하며 전계의 방향을 조절하여 액정 분자가 기우는 방 향을 결정할 수 있으므로, 액정 분자가 기우는 방향을 여러 방향으로 분산시킴으로써 기준 시야각을 넓히는 역할을 한다.
그러나, 이와 같이 광시야각을 얻기 위해 화소 전극을 다수의 도메인으로 분할하는 경우, 절개부가 차지하는 면적이 증가할수록 개구율이 저하되어 휘도가 감소하게 된다. 또, 절개부에 의한 액정 분자의 운동 방향 제어는 절개부에 인접한 곳은 효과적일 수 있으나, 절개부로부터 멀리 떨어진 액정 분자는 상대적으로 방향 제어 효과가 약하다. 따라서 기대하는 방향으로 기울지 못하여 텍스쳐(texture)가 발생할 수 있다. 또, 전계가 바뀌어 액정 분자가 운동하기까지 걸리는 반응 시간이 오래 걸려 응답 속도가 저하된다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 응답 속도가 향상된 액정 표시 장치를 제공하고자 하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 상기한 액정 표시 장치의 제조 방법을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치는 도메인을 정의하며 중심부를 향하여 하향 경사진 서브 화소 전극부를 포함 하는 화소 전극을 구비하는 하부 기판과, 상기 서브 화소 전극부의 상기 중심부에 대응하는 영역에 개구부를 포함하는 공통 전극을 구비하는 상부 기판 및 상기 하부 기판과 상기 상부 기판 사이에 형성된 액정층을 포함한다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치는 도메인을 정의하는 서브 화소 전극부를 포함하는 화소 전극을 구비하는 하부 기판과, 상기 서브 화소 전극부의 상기 중심부에 대응하는 영역에 개구부를 포함하며, 상기 서브 화소 전극부에 대응하는 영역이 상기 개구부를 향해 하향 경사진 공통 전극을 포함하는 상부 기판 및 상기 하부 기판과 상기 상부 기판 사이에 형성된 액정층을 포함한다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치는 도메인을 정의하며 중심부를 향하여 하향 경사진 서브 화소 전극부를 포함하는 화소 전극을 구비하는 하부 기판과, 상기 서브 화소 전극부의 상기 중심부에 대응하는 영역에 개구부를 포함하며, 상기 서브 화소 전극부에 대응하는 영역이 상기 개구부를 향해 하향 경사진 공통 전극을 포함하는 상부 기판 및 상기 하부 기판과 상기 상부 기판 사이에 형성된 액정층을 포함한다.
상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법은 금속 배선이 형성되어 있는 하부 기판에 하부 유기막을 도포하는 단계와, 상기 하부 유기막의 일부 영역을 일부 또는 전부 제거하고 리플로우하여 도메인마다 오목부가 반복되는 엠보싱 형상의 보호막을 형성하는 단계와, 상기 보호막에 컨포말하게 도전성 산화막을 적층하고 패터닝하여 상기 도메인을 정 의하는 서브 화소 전극부를 포함하는 화소 전극을 형성하는 단계와, 상부 기판에 오버코트막을 형성하는 단계와, 상기 오버코트막에 컨포말하게 상기 서브 화소 전극부의 중심부에 대응하는 개구부를 포함하는 공통 전극을 형성하는 단계 및 상기 서브 화소 전극부의 중심부와 상기 공통 전극의 개구부가 중첩되도록 상기 하부 기판과 상기 상부 기판을 대향 결합하고, 액정층을 형성하는 단계를 포함한다.
상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법은 금속 배선이 형성되어 있는 하부 기판에 보호막을 형성하는 단계와, 상기 보호막에 컨포말하게 도전성 산화막을 적층하고 패터닝하여 도메인을 정의하는 서브 화소 전극부를 포함하는 화소 전극을 형성하는 단계와, 상부 기판에 상부 유기막을 도포하는 단계와, 상기 상부 유기막의 일부 영역을 일부 또는 전부 제거하고 리플로우하여 상기 도메인마다 오목부가 반복되는 엠보싱 형상의 오버코트막을 형성하는 단계와, 상기 오버코트막에 컨포말하게 상기 서브 화소 전극부의 중심부에 대응하는 개구부를 포함하는 공통 전극을 형성하는 단계 및 상기 서브 화소 전극부의 중심부와 상기 공통 전극의 개구부가 중첩되도록 상기 하부 기판과 상기 상부 기판을 대향 결합하고, 액정층을 형성하는 단계를 포함한다.
상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법은 금속 배선이 형성되어 있는 하부 기판에 하부 유기막을 도포하는 단계와, 상기 하부 유기막의 일부 영역을 일부 또는 전부 제거하고 리플로우하여 도메인마다 오목부가 반복되는 엠보싱 형상의 보호막을 형성하는 단계와, 상기 보호막에 컨포말하게 도전성 산화막을 적층하고 패터닝하여 상기 도메 인을 정의하는 서브 화소 전극부를 포함하는 화소 전극을 형성하는 단계와, 상부 기판에 상부 유기막을 도포하는 단계와, 상기 상부 유기막의 일부 영역을 일부 또는 전부 제거하고 리플로우하여 상기 도메인마다 오목부가 반복되는 엠보싱 형상의 오버코트막을 형성하는 단계와, 상기 오버코트막에 컨포말하게 상기 서브 화소 전극부의 중심부에 대응하는 개구부를 포함하는 공통 전극을 형성하는 단계 및 상기 서브 화소 전극부의 중심부와 상기 공통 전극의 개구부가 중첩되도록 상기 하부 기판과 상기 상부 기판을 대향 결합하고, 액정층을 형성하는 단계를 포함한다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 도면에서 층 및 영역들의 크기 및 상대적인 크기는 설명의 명료성을 위해 과장된 것일 수 있다.
소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 "위(on)"로 지칭되는 것은 다른 소자 바로 위에 또는 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 소자가 "직접 위(directly on)"로 지칭되는 것은 중간에 다른 소자 또는 층을 개재하지 않은 것을 나타낸다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 소자를 뒤집을 경우, 다른 소자의 "아래(below)" 또는 "아래(beneath)"로 기술된 소자는 다른 소자의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 소자는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자에 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 공통적으 로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
본 명세서에서 기술하는 실시예들은 본 발명의 이상적인 개략도인 평면도 및 단면도를 참고하여 설명될 것이다. 따라서, 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함하는 것이다. 따라서, 도면에서 예시된 영역들은 개략적인 속성을 가지며, 도면에서 예시된 영역들의 모양은 소자의 영역의 특정 형태를 예시하기 위한 것이며 발명의 범주를 제한하기 위한 것이 아니다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치를 설명한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치는 하부 기판, 이와 대향하는 상부 기판 및 이들 사이에 형성되어 있으며, 그에 포함되어 있는 액정 분자의 장축이 이들 표시판에 대하여 거의 수직으로 배향되어 있는 액정층으로 이루어진다.
먼저 도 1, 도 3 및 도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 하부 기판에 대해 설명한다.
하부 절연 기판(10) 위에 게이트 신호를 전달하는 복수의 게이트 배선이 형성되어 있다. 게이트 배선(22, 24, 26, 27, 28)은 가로 방향으로 뻗어 있는 게이트선(22), 게이트선(22)의 끝에 연결되어 있어 외부로부터의 게이트 신호를 인가받아 게이트선으로 전달하는 게이트 끝단(24), 게이트선(22)에 연결되어 돌기 형태로 형성된 박막 트랜지스터의 게이트 전극(26), 게이트선(22)과 평행하게 형성되어 있는 유지 전극(27) 및 유지 전극선(28)을 포함한다. 유지 전극선(28)은 화소 영역을 가로질러 가로 방향으로 뻗어 있으며, 유지 전극선(28)에 비해 너비가 넓게 형성되어 있는 유지 전극(27)이 연결된다. 유지 전극(27)은 후술할 화소 전극(82)과 연결된 드레인 전극 확장부(67)와 중첩되어 화소의 전하 보존 능력을 향상시키는 유지 축전기를 이룬다. 이와 같은 유지 전극(27) 및 유지 전극선(28)의 모양 및 배치 등은 다양한 형태로 변형될 수 있으며, 화소 전극(82)과 게이트선(22)의 중첩으로 발생하는 유지 용량이 충분할 경우 형성되지 않을 수도 있다.
게이트 배선(22, 24, 26, 27, 28)은 예컨대 알루미늄(Al), 구리(Cu), 은(Ag), 몰리브덴(Mo), 크롬(Cr), 티타늄(Ti), 탄탈륨(Ta) 또는 이들의 합금 등으로 이루어질 수 있다. 또한, 게이트 배선(22, 24, 26, 27, 28)은 물리적 성질이 다른 두 개의 도전막(도시하지 않음)을 포함하는 다중막 구조를 가질 수 있다. 이 중 하나의 도전막은 게이트 배선(22, 24, 26, 27, 28)의 신호 지연이나 전압 강하를 줄일 수 있도록 낮은 비저항(resistivity)의 금속, 예를 들면 알루미늄(또는 그 합금), 은(또는 그 합금), 구리(또는 그 합금) 등으로 이루어진다. 다른 도전막은 ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide) 등과 접촉 특성이 우수한 물질, 예컨대 몰리브덴, 크롬, 티타늄, 탄탈륨 또는 이들의 합금 등으로 이루어질 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 게이트 배선(22, 24, 26, 27, 28)은 다양한 여러 가지 금속과 도전체로 만들어질 수 있다. 또한 이중막 구조로 제한되지 않으며, 삼중막 이상의 다층 구조를 가질 수 있다.
게이트 배선(22, 24, 26, 27, 28)의 위에는 질화 규소(SiNx) 등으로 이루어진 게이트 절연막(30)이 형성되어 있다.
게이트 절연막(30) 위에는 수소화 비정질 규소 또는 다결정 규소 등의 반도체로 이루어진 반도체층(40)이 형성되어 있다. 이러한 반도체층(40)은 다양한 형상을 가질 수 있는데, 예를 들어 본 실시예에서와 같이 게이트 전극(26) 상에 섬형으로 형성될 수 있으며, 또한 데이터선(62) 아래에 위치하여 게이트 전극(26) 상부까지 연장된 선형으로 형성될 수 있다.
반도체층(40)의 상부에는 실리사이드 또는 n형 불순물이 고농도로 도핑된 n+ 수소화 비정질 규소 등의 물질로 이루어진 저항성 접촉층(55, 56)이 각각 형성되어 있다. 본 실시예의 저항성 접촉층(55, 56)은 섬형 저항성 접촉층으로 드레인 전극(66) 및 소스 전극(65)의 하부에 위치한다. 선형 저항성 접촉층의 경우 데이터선(62)의 하부까지 연장되어 형성된다.
저항성 접촉층(55, 56) 및 게이트 절연막(30) 위에는 데이터 배선(62, 65, 66, 67, 68)이 형성되어 있다. 데이터 배선(62, 65, 66, 67, 68)은 세로 방향으로 형성되어 게이트선(22)과 교차하는 데이터선(62), 데이터선(62)의 분지이며 저항성 접촉층(55)의 상부까지 연장되어 있는 소스 전극(65), 데이터선(62)의 한쪽 끝에 연결되어 외부로부터의 화상 신호를 인가받는 데이터 끝단(68), 소스 전극(65)과 분리되어 있으며 게이트 전극(26) 또는 박막 트랜지스터의 채널부에 대하여 소스 전극(65)의 반대쪽 저항성 접촉층(56) 상부에 형성되어 있는 드레인 전극(66) 및 드레인 전극(66)으로부터 연장되어 유지 전극(27)과 중첩하는 넓은 면적의 드레인 전극 확장부(67)를 포함한다.
데이터 배선(62, 65, 66, 67, 68)은 예컨대 알루미늄(Al), 구리(Cu), 은(Ag), 몰리브덴(Mo), 크롬(Cr), 티타늄(Ti), 탄탈륨(Ta) 또는 이들의 합금 등으로 이루어질 수 있다. 이러한 데이터 배선(62, 65, 66, 67, 68)은 물리적 성질이 다른 두 개의 도전막(도시하지 않음)을 포함하는 이중막 또는 삼중막의 구조를 가질 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 데이터 배선(62, 65, 66, 67, 68)은 다양한 여러 가지 금속과 도전체로 이루어진 다중막 구조일 수 있다.
소스 전극(65)은 반도체층(40)과 적어도 일부분이 중첩되고, 드레인 전극(66)은 게이트 전극(26)을 중심으로 소스 전극(65)과 대향하며 반도체층(40)과 적어도 일부분이 중첩된다. 여기서, 저항성 접촉층(55, 56)은 그 하부의 반도체층(40)과, 그 상부의 소스 전극(65) 및 드레인 전극(66) 사이에 존재하며 접촉 저항을 낮추어 주는 역할을 한다.
드레인 전극 확장부(67)는 유지 전극(27)과 중첩되도록 형성되어, 유지 전극(27)과 게이트 절연막(30)을 사이에 두고 유지 용량이 형성된다. 유지 전극(27)을 형성하지 않을 경우 드레인 전극 확장부(27) 또한 형성하지 않는다.
데이터 배선(62, 65, 66, 67, 68) 및 이들이 가리지 않는 반도체층(40) 상부에는 유기 물질 등으로 이루어진 절연막인 보호막(72)이 형성되어 있다. 보호막(72)의 상면은 각 도메인마다 원뿔 또는 다각뿔 형상의 오목부가 반복적으로 형성되어 있는, 즉 서브 화소 전극부(82a, 82b, 82c)을 수용할 수 있는 엠보싱 형상일 수 있으며, 이러한 보호막(72)에 컨포말하게 화소 전극(82)이 형성된다.
보호막(72)에는 드레인 전극 확장부(67) 및 데이터선 끝단(68)을 각각 드러내는 컨택홀(77, 78)이 형성되어 있으며, 보호막(72)과 게이트 절연막(30)에는 게이트선 끝단(24)을 드러내는 컨택홀(74)이 형성되어 있다. 보호막(70) 위에는 컨택홀(77)을 통하여 드레인 전극(66)과 전기적으로 연결되며 화소에 위치하는 화소 전극(82) 및 컨택홀(74, 78)을 통하여 각각 게이트 끝단(24) 및 데이터 끝단(68)과 연결되어 있는 보조 게이트 끝단(84) 및 보조 데이터 끝단(88)이 형성되어 있다. 화소 전극(82)과 보조 게이트 및 데이터 끝단(86, 88)은 ITO 등의 도전성 산화막으로 이루어진다.
화소 전극(82)에는 데이터 전압이 인가되며 상부 기판(2)의 공통 전극(150)과 함께 전기장을 생성함으로써 화소 전극(82)과 공통 전극(150) 사이의 액정층(3)의 액정 분자(5)들의 배열을 결정한다. 화소 전극(82)은 도메인을 정의하는 서브 화소 전극부(82a, 82b, 82c)을 포함한다. 여기서 서브 화소 전극부(82a, 82b, 82c)은 중심부를 향하여 하향 경사져 있다. 화소 전극(82) 및 서브 화소 전극부(82a, 82b, 82c)에 대한 구체적인 설명은 후술하기로 한다.
화소 전극(82), 보조 게이트선 및 데이터선 끝단(86, 88) 및 보호막(72) 위에는 액정층(3)을 배향할 수 있는 배향막(미도시)이 도포될 수 있다. 이때 배향막으로 액정 분자(5)를 수직으로 배향하기 위한 특성을 가진 것을 사용할 수 있으나, 그렇지 않을 것을 사용할 수도 있다.
이하, 도 2 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장 치의 상부 기판에 대해 설명한다.
유리 등의 투명한 절연 물질로 이루어진 상부 절연 기판(110)의 아래 면에 빛샘을 방지하기 위한 블랙 매트릭스(120)가 형성되어 있다. 블랙 매트릭스(120)는 불투명 물질을 증착하고 식각하여 형성할 수 있으며, 빛샘을 방지하여 화질을 개선하는 역할을 한다. 블랙 매트릭스(120)가 형성된 상부 절연 기판(110) 아래에는 적, 녹, 청색의 컬러 필터(130)가 형성되어 있다. 컬러 필터(130)는 블랙 매트릭스(120)가 형성된 상부 절연 기판(110) 아래에 형성되어 소정의 파장을 갖는 광만을 선택적으로 투과시키는 역할을 한다.
컬러 필터(130) 아래에는 유기 물질 등으로 이루어진 절연막인 오버코트막(140)이 형성되어 있다. 오버코트막(150)의 위에는 ITO 또는 IZO 등의 투명한 도전 물질로 이루어지며 복수개의 개구부(160)를 갖는 공통 전극(150)이 형성되어 있다. 공통 전극(150)에 대한 상세한 설명은 후술한다.
공통 전극(150) 위에는 액정 분자(5)들을 배향하는 배항막(미도시)이 도포될 수 있다. 여기서도 화소 전극(82)에 도포되는 배향막과 마찬가지로 액정 분자(5)를 수직으로 배향하기 위한 특성을 가진 것 또는 그렇지 않을 것을 사용할 수 있다.
도 3을 참조하면, 공통 전극(150)의 개구부(160)는 각각 서브 화소 전극부(82a, 82b, 82c)의 중심부에 배열된다. 이와 같은 구조의 하부 기판(1)과 상부 기판(2)을 정렬하여 결합하고 그 사이에 액정층(3)을 형성하여 수직 배향하면 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 기본 구조가 이루어진다.
화소 전극(82)과 공통 전극(140) 사이에 전계가 인가되지 않은 상태에서 하 부 기판(1)의 화소 전극(82)에 인접하는 액정층(3)의 액정 분자(5)는 음의 유전율 이방성을 가지며, 그 장축이 화소 전극(82)에 대하여 수직을 이루도록 배향되고, 상부 기판(2)의 공통 전극(150)에 인접한 액정 분자(5)는 그 장축이 공통 전극(150)에 대하여 수직을 이루도록 배향되어 있다. 액정층(3)의 중간에 위치한 액정 분자(5)는 화소 전극(82)에 인접한 액정 분자(5)의 장축으로부터 공통 전극(150)에 인접한 액정 분자(5)의 장축의 방향이 연속성을 갖도록 중간 정도의 방향성을 갖는다. 하부 기판(1)과 상부 기판(2)은 화소 전극(82)이 색필터(130)와 대응하여 정확하게 중첩되도록 정렬된다.
이러한 하부 기판(1), 상부 기판(2) 및 액정층(3)의 기본 구조에 편광판, 백라이트, 보상판 등의 요소들을 배치함으로써 액정 표시 장치가 이루어진다.
이하, 도 3 및 도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 화소 전극 및 도메인에 대해 상세히 설명한다.
화소 전극(82)은 서브 화소 전극부(82a, 82b, 82c)을 포함한다. 서브 화소 전극부(82a, 82b, 82c)은 섬 모양으로 형성되어 화소 전극(82)을 분할한다. 도 3에서 화소 전극(82)은 실질적으로 직사각형이며, 서브 화소 전극부(82a, 82b, 82c)은 화소 전극(82)의 짧은 변과 평행하게 화소 전극(82)을 분할한다. 여기서 화소 전극(82)은 3개의 화소가 모여 하나의 색을 갖는 화상 단위를 구현하는데 적합하도록 짧은 변과 긴 변의 길이가 약 1 : 3일 수 있다.
서브 화소 전극부(82a, 82b, 82c)은 각각 도메인을 정의하는데, 서브 화소 전극부(82a, 82b, 82c)과 대응하는 상부 기판(2)의 공통 전극(150) 영역 및 서브 화소 전극부(82a, 82b, 82c)과 공통 전극(150) 영역 사이에 존재하는 액정층(3)이 하나의 도메인을 형성한다. 여기서 서브 화소 전극부와 대응하는 상부 기판의 공통 전극 영역이란, 공통 전극을 서브 화소 전극부와 같이 분할한 영역을 말하며, 상부에서 바라보았을 때, 해당하는 서브 화소 전극부와 중첩되는 영역을 일컫는다. 이때, 서브 화소 전극부에 대응하는 공통 전극 영역이 하나의 서브 화소 전극부와 반드시 동일한 형상일 필요는 없다. 공통 전극에 존재하는 개구부의 면적을 무시할 때, 일반적으로 하부 기판의 서브 화소 전극부가 차지하는 영역의 총 면적보다 공통 전극이 차지하는 영역의 총 면적이 더 넓기 때문에 서브 화소 전극부에 대응하는 공통 전극 영역은 서브 화소 전극부보다 다소 넓은 범위를 차지할 수 있다. 따라서 완전히 동일하게 포개질 것을 요하지 않으며 대체로 중첩되는 영역을 지칭하는 것으로 한다.
복수개의 서브 화소 전극부(82a, 82b, 82c) 중 하나의 예(82a)를 들어 설명하면, 서브 화소 전극부(82a)은 도 4에 도시된 바와 같이 중심부를 향하여 하향 경사져 있다. 여기서 서브 화소 전극부(82a)의 중심부는 무게 중심과 정확히 동일한 의미는 아니며, 이를 중심으로 서브 화소 전극부(82a)의 모양이 대체로 대칭을 이루는 곳을 의미한다. 즉, 도 3에서 서브 화소 전극부(82a)의 모양은 정확한 정사각형은 아니며, 상변의 좌측부가 약간 들어가 있고 하부가 연결된 형상이지만, 대체적으로 이를 중심으로 상하, 좌우대칭을 이룰 수 있는 지점을 서브 화소 전극부(82a)의 중심부로 설정할 수 있다. 예컨대 도 3의 경우 서브 화소 전극부(82a)의 모양을 대체적으로 직사각형 또는 정사각형으로 보아, 이들의 대각선의 교점을 서 브 화소 전극부(82a)의 중심부로 한다. 다만 여기서 중심부는 점의 의미는 아니며, 중심점과 인접한 지역을 포함하는 개념이다. 예를 들어 이에 제한되는 것은 아니지만, 중심점과 서브 화소 전극부(82a)의 대체적인 형상에서의 외측 변을 1:4로 내분하는 지점은 중심부에 포함되는 것으로 보아야 한다. 또한 중심부는 서브 화소 전극부(82a)의 형상에 따라 중심과 더욱 떨어진 지점을 포함할 수도 있다.
상부 기판(2)의 공통 전극(150)은 서브 화소 전극부(82a)의 중심부에 대응하는 영역에 개구부(160)가 형성되어 있다. 즉, 상부에서 바라보았을 때 서브 화소 전극부(82a)의 중심부에 공통 전극(150)의 개구부(160)가 중첩된다. 바람직하기로는 서브 화소 전극부(82a)의 중심부와 개구부(160)의 중심점이 중첩할 수 있다.
개구부(160)는 화소 전극(82)과 공통 전극(150) 사이에 전압이 인가될 때, 형성되는 전기장을 변형하여 액정 분자(5)의 움직임에 방향성을 부여하는 역할을 한다. 액정 분자(5)가 전기장에 놓이게 되면, 전계 방향에 대해 수직 방향으로 운동하게 되는데, 액정층(3) 내에서 전계에 수직인 방향은 공간적인 개념에서 볼 때 무수히 많다. 즉, 도 3에서 전계가 화소 전극(82) 및 공통 전극(150)에 수직한 방향으로 형성되면, 액정 분자는 후방, 전방, 좌우 등의 방향으로 임의로 운동할 수 있으며, 그외 무수한 대각선 방향으로 운동할 수도 있다. 이렇게 액정 분자(5)가 방향성 없이 운동하게 되면 텍스쳐(texture)가 발생하는 등 화질이 떨어지게 된다.
반면에 공통 전극(150)에 개구부(160)이 형성되어 있는 경우 공통 전극(150)에 전압이 인가되면, 개구부에는 전압이 직접 인가되지 않기 때문에 개구부를 중심으로 측방향 전계가 형성된다. 따라서, 액정 분자는 개구부(160)를 중심 방향으로 하여 운동할 수 있다. 즉, 도 3에서 개구부(160)의 좌측에 있는 액정 분자(5)들은 개구부(160) 방향인 우측으로 기울어지며, 개구부(160)의 우측에 있는 액정 분자(5)들은 개구부(160) 방향인 좌측으로 기울어진다. 이를 상부에서 바라보면, 방사상으로 개구부를 향해 기울어진 모양이 된다.
이러한 개구부(160)는 개구부(160)를 중심으로 도메인이 전체적으로 대칭이 될 수 있도록, 예를 들어 원형일 수 있다. 개구부(160)의 폭은 측방향 전계를 형성하면서, 액정 표시 장치의 충분한 개구율을 나타낼 수 있는 범위로 정할 수 있으며, 예를 들어 5 내지 20㎛일 수 있다.
한편, 전압이 인가되어 개구부(160)에 의해 측방향 전계가 형성된다고 할지라도, 수직하게 배향되어 있는 액정 분자(5)가 측방향 전계에 이끌려 개구부(160) 방향으로 기울어지기까지는 비교적 긴 반응 시간을 필요로 한다. 특히 개구부(160)로부터 멀리 떨어져 있는 액정 분자(5)의 경우는 측방향 전계에 따른 영향이 미미하여, 더욱 긴 반응 시간을 나타내거나, 다른 방향으로 기울어질 수 있다. 이러한 현상을 억제하기 위해 본 실시예에서는 서브 화소 전극부(82a)이 중심부를 향하여 하향 경사진 구조를 채용하고 있다. 즉, 서브 화소 전극부(82a)이 중심부를 향하여 하향 경사져 있기 때문에, 이에 수직하게 배향된 액정 분자(5)는 전계가 형성되기 전에도 중심부 방향으로 하향 경사각만큼 프리틸트(pretilt)되어 있게 된다. 전압이 인가되어 전계가 형성되면 개구부(160)에 의한 측방향 전계에 의해 중심부 방향, 다시 말해 개구부(160) 방향으로 프리틸트되어 있던 액정 분자(5)가 더욱 신속하게 개구부(160) 방향으로 기울어질 수 있게 된다. 또, 개구부(160)와 멀리 떨어 진 액정 분자(5)의 경우에도 프리틸트된 방향으로 기울어질 확률이 높아지게 된다. 따라서 액정 분자(5)의 반응 속도 및 정밀도가 개선되고, 그에 따라 액정 표시 장치의 응답 속도와 화질이 개선될 수 있다.
이러한 서브 화소 전극부(82a)의 경사각은 액정 분자(5)가 충분히 프리틸트되도록 예컨대 5°이상일 수 있다. 또한, 콘트라스트 비(contrast ratio)를 충분히 유지하기 위해 30°이하일 수 있다. 바람직하기로는 약 8 내지 15°의 범위일 수 있다.
또 서브 화소 전극부(82a)의 중심부를 기준으로 할 때, 액정 분자(5)들이 동일한 움직임을 갖도록 하기 위해서는 서브 화소 전극부(82a)의 중심부를 기준으로 동일한 각도로 프리틸트될 필요가 있다. 따라서 서브 화소 전극부(82a)의 경사각은 중심부로부터 어떠한 방향을 선택하여도 동일한 것이 바람직하다. 즉 서브 화소 전극부(82a)의 중심부를 포함하여 서브 화소 전극부(82a)을 절단한 방향에 무관하게 동일한 경사각을 갖는 것이 좋다. 여기서 동일한 경사각이란 대체로 동일한 범위에 있는 경사각을 의미한다.
도 5를 참조하면, 여기서 동일한 경사각을 갖는다는 의미는 하나의 서브 화소 전극부(82a)에서의 방향에 따른 경사각이 동일하다는 의미이며, 하나의 화소 전극(82)에 포함되어 있는 모든 서브 화소 전극부(82a, 82b, 82c)의 경사각이 동일한 필요는 없다. 즉 도메인별로 동일한 경사각을 가지면 충분하며, 도 5에 도시된 바와 같이 하나의 서브 화소 전극부(82a)의 경사각 θ1보다 다른 서브 화소 전극부 (82b)의 경사각 θ2가 더 크더라도 무방하다.
다시 도 3을 참조하면, 이웃하는 서브 화소 전극부(82a와 82b, 82b와 82c) 사이에는 이들을 전기적으로 연결하는 연결부가 형성되어 있다. 따라서, 각 서브 화소 전극부(82a, 82b, 82c)은 동일한 전압을 인가받는다.
한편, 도 3에는 3개의 서브 화소 전극부(82a, 82b, 82c)에 의한 3개의 도메인이 형성된 예가 도시되어 있다. 특히 도 3에서 실질적으로 직사각형인 화소 전극(82)의 짧은 변과 긴 변의 길이의 비가 약 1 : 3인 경우 이를 짧은 변에 평행하게 이를 3개의 서브 화소 전극부(82a, 82b, 82c)으로 나누게 되면, 각 서브 화소 전극부(82a, 82b, 82c)은 실질적으로 정사각형의 형상을 갖게 된다. 이처럼 서브 화소 전극부(82a, 82b, 82c)이 정사각형의 형상을 가지면, 개구부를 중심으로 모든 방향이 대칭이 되기 때문에 액정 분자(5)의 통일된 반응을 유도할 수 있다. 그러나 서브 화소 전극부의 수가 상기의 예에 제한되는 것은 아니며, 필요에 따라 하나의 화소 전극(82)을 2개의 서브 화소 전극부로 분할하여 2개의 도메인을 형성할 수도 있으며, 4개 이상 분할하는 것도 가능하다. 또한 필요에 따라 화소 전극(82)을 분할하지 않고 서브 화소 전극부를 화소 전극과 동일하게 하여 하나의 도메인을 형성할 수도 있다.
도 6을 참조하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치를 설명한다. 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치는 서브 화소 전극부는 하향 경사지지 않고 그에 대응하는 공통 전극 영역이 하향 경사진 것을 제외하고는 기본적 으로 본 발명의 일 실시예와 동일하다. 이하 동일 부분에 대한 중복 설명은 생략하고, 본 실시예의 특징되는 부분에 대해서만 설명하기로 한다.
도 6에 도시된 바와 같이 서브 화소 전극부(82a) 및 그 아래의 보호막(70)은 경사가 없는 평탄한 구조이다. 반면 서브 화소 전극부(82a)에 대응하는 공통 전극(150) 영역은 서브 화소 전극부(82a)에 대응하는 영역에 개구부(160)가 형성되어 있는 것까지는 본 발명의 일 실시예인 도 4의 실시예와 동일하나, 이러한 개구부(160)를 향해 하향 경사진 점이 다르다. 이러한 하향 경사에 의해 액정 분자(5)가 프리틸트될 수 있으며, 도 4의 실시예와 동일한 원리로 전압이 인가될 경우 개구부(160) 방향으로 신속하게 기울어질 수 있다. 본 실시예에서의 공통 전극(150)의 경사각에 대해서는 도 4의 실시예에서의 서브 화소 전극부의 경사각이 동일하게 적용될 수 있다. 한편, 공통 전극(150) 상부의 오버코트막(142)은 본 발명의 일 실시예에서의 보호막(72)과 유사하게 하면이 각 도메인마다 원뿔 또는 다각뿔 형상의 오목부가 반복적으로 형성되어 있는 엠보싱 형상일 수 있으며, 이러한 오버코트막(142)의 하부에 컨포말하게 공통 전극(150)이 형성된다. 한편 도 6에서는 하나의 서브 화소 전극부(82a) 및 그에 대응하는 공통 전극(150) 영역에 의해 형성되는 하나의 도메인에 대해서만 도시하고 있지만, 동일한 화소 전극에 속하는 다른 서브 화소 전극부 및 그에 의해 형성되는 다른 도메인에도 동일하게 적용된다.
도 7을 참조하여, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치를 설명한다. 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치는 서브 화소 전극부 및 그에 대응하는 공통 전극 영역이 모두 하향 경사져 있다. 이하 도 4의 실시예 및 본 발명의 다른 실시예인 도 6의 실시예와 중복되는 부분에 대한 설명은 생략하고, 본 실시예의 특징되는 부분에 대해서만 설명하기로 한다.
도 7에서 서브 화소 전극부(82a) 및 그에 대응하는 공통 전극(150) 영역이 하향 경사를 이룸에 따라 서브 화소 전극부(82a)에 인접하는 액정 분자(5) 및 공통 전극(150)에 인접하는 액정 분자(5) 모두 프리틸트된다. 따라서 더욱 신속한 반응 속도를 나타낼 수 있다. 여기서 서브 화소 전극부(82a)의 경사각과 그에 대응하는 공통 전극(150)의 경사각은 서로 동일할 필요는 없으며, 각각 전술한 경사각의 요건을 만족하면 충분하다. 한편 도 7에서는 하나의 서브 화소 전극부(82a) 및 그에 대응하는 공통 전극(150) 영역에 의해 형성되는 하나의 도메인에 대해서만 도시하고 있지만, 다른 서브 화소 전극부 및 그에 의해 형성되는 다른 도메인에도 동일하게 적용된다.
이하, 도 7 및 도 8a 내지 8f를 참조하여 상기한 바와 같은 액정 표시 장치의 제조 방법을 설명한다. 설명의 편의상 서브 화소 전극부 및 그에 대응하는 공통 전극 영역이 모두 하향 경사진 도 7의 액정 표시 장치를 예로 하여 제조 방법을 설명하며, 이로써 나머지 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법에 대한 설명을 갈음하기로 한다.
도 8a를 참조하면, 먼저 하부 절연 기판(10)에 도전성 물질을 증착하고 패터닝하여 게이트 배선을 형성한다. 이어서, 상기 게이트 배선을 덮는 게이트 절연막(30)을 증착한다. 이어서, 수소화 비정질 규소 또는 다결정 규소 등의 반도체로 이루어진 반도체층, 실리사이드 또는 n형 불순물이 고농도로 도핑된 n+ 수소화 비정 질 규소 등의 물질로 이루어진 저항성 접촉층을 적층한 다음 상기 반도체층과 상기 저항성 접촉층을 동시에 식각하여 섬형의 반도체층 및 저항성 접촉층을 형성한다. 이어서, 상기 게이트 절연막(30) 및 저항성 접촉층 위에 도전성 물질을 증착하고 패터닝하여 데이터선(62)를 포함하는 데이터 배선을 형성한다. 여기서 상기 반도체층 및 상기 저항성 접촉층과, 상기 데이터 배선을 다른 마스크를 사용하여 패터닝한 예를 들었지만, 동일한 마스크를 사용하여 패터닝할 수도 있다. 이 경우 상기 반도체층 및 상기 저항성 접촉층은 데이터선(62) 아래에까지 위치하는 선형으로 형성될 수 있다.
이어서, 예컨대 투명한 감광 특성을 갖는 유기 물질을 도포하여 하부 유기막인 보호막(70)을 형성한다.
도 8b를 참조하면, 포토 마스크를 이용하여 보호막(70) 상에 게이트 배선 또는 데이터 배선을 일부 드러내는 컨택홀을 형성한다.
이어서, 보호막 패턴을 정의하는 포토 마스크를 이용하여 슬릿 또는 하프톤(halftone) 노광을 실시하여 이후 정의될 서브 화소 전극부의 중심부, 즉 도 8c에서 두개의 데이터선(62)의 중심 및 그에 인접한 다소 넓은 영역을 일부 제거한다. 여기서 일부 제거되는 영역의 넓이 및 제거 깊이는 후속하는 리플로우 공정에서 보호막(71)이 리플로우되어 적절한 경사각을 갖도록 조절한다. 예를 들어 서브 화소 전극부의 중심부로부터 서브 화소 전극부의 외측까지의 거리의 절반 이하의 영역을 제거할 수 있다. 아울러 제거되는 영역에서 보호막이 전부 제거되는 것도 가능하다. 이 경우 슬릿 또는 하프톤 노광을 사용하지 않고 통상의 포토 마스크를 사용한 풀(full) 노광으로 수행할 수 있으며, 이때 제거되는 영역은 중심부에 어느 정도의 보호막이 형성되도록 하기 위해 중심부로부터 약 1/3 이하의 영역으로 할 수 있다.
도 8c를 참조하면, 보호막(71)을 가열하여 리플로우시킨다. 보호막(71)을 구성하는 유기 물질의 유리 온도 이상으로 가열하게 되면, 유기 물질의 유동성이 좋아지게 되는데, 이러한 유기 물질이 보호막이 일부 또는 전부 제거된 영역에 흘러내려 이 곳을 채우게 된다. 이때 보호막(71)이 존재하는 영역의 중심부보다 보호막이 흘러간 영역에서 보호막의 높이가 낮은 하향 경사가 형성된다. 이러한 리플로우가 보호막이 제거된 영역 내로 대칭적으로 일어나게 되면 하나의 서브 화소 전극부 영역에 동일한 경사각을 갖는 보호막(72)이 형성될 수 있다. 이를 하부 기판의 전체로서 관찰하면, 각 도메인마다 원뿔 또는 다각뿔 형상의 오목부가 반복적으로 형성되어 있는 엠보싱 형상을 이룬다.
한편, 상기한 컨택홀 형성 공정과 보호막의 일부 또는 전부 제거 공정은 별개의 마스크를 사용한 별개의 공정으로 진행할 수 있다. 이 경우, 각각의 마스크를 사용하여 별도로 노광하되, 현상 공정은 동시에 수행할 수 있다. 또, 컨택홀 형성과 보호막의 일부 또는 전부 제거를 하나의 마스크를 사용하여 동시에 수행하는 것도 가능하다. 이 경우 컨택홀을 제외한 보호막의 제거 영역을 정의하는 마스크 영역은 슬릿 또는 반투과부를 포함하는 것이 바람직하다. 이러한 슬릿 또는 반투과부에 의해 노광되는 영역에서는 보호막이 일부만 제거되도록 노광 세기 및 노광 시간을 제어할 수 있다.
아울러, 보호막을 일부 또는 전부 제거하고 리플로우하는 엠보싱 형성 공정 이후에 컨택홀을 형성하는 것도 가능하다.
도 8d를 참조하면, 리플로우에 의해 중심부를 향해 하향 경사진 보호막(72) 위로 ITO 등의 도전성 산화막을 컨포말하게 증착하고, 패터닝하여 서브 화소 전극부(82a)을 포함하는 화소 전극 및 보조 게이트 끝단, 데이터 끝단 등을 형성한다. 이로써 중심부를 향해 하향 경사진 서브 화소 전극부를 포함하는 화소 전극이 구비된 하부 기판이 완성된다.
도 8e를 참조하면, 이어서 상부 절연 기판(110) 상에 불투명한 물질을 증착하고 패터닝하여 블랙 매트릭스(120)를 형성한다. 이어서, 블랙 매트릭스(120)가 형성된 상부 절연 기판(110) 상에 컬러 필터(130)를 형성한다. 이러한 컬러 필터(130)의 형성은 예를 들어 사진 식각 공정으로 수행될 수 있다. 이때, 적, 녹, 청의 세 가지 색상을 교대로 갖는 컬러 필터(130)를 형성하기 위해서는 세 번의 사진 식각 공정을 수행한다.
이어서, 예컨대 감광 특성을 갖는 유기 물질을 도포하여 상부 유기막인 오버코트막(140)을 형성한다.
도 8f를 참조하면, 하부 기판의 보호막에서와 같이 슬릿 또는 하프톤(halftone) 노광을 실시하여 오버코트막의 도메인 외측 다소 넓은 영역을 일부 또는 전부 제거한다. 이때 제거되는 영역의 넓이 및 제거 깊이는 블랙 매트릭스(120)에 인접한 영역으로 후속하는 리플로우 공정에서 오버코트막(141)이 리플로우되어 적절한 경사각을 갖도록 조절한다. 예를 들어 서브 화소 전극부에 대응하는 공통 전극 영역의 중심, 즉 이후에 개구부가 형성되는 영역으로서 하나의 블랙 매트릭스 (120)와 이에 이웃하는 다른 블랙 매트릭스(120) 사이의 중간 지점을 중심으로하여 블랙 매트릭스(120) 영역까지의 약 절반 이상의 거리로부터 블랙 매트릭스(120)까지의 영역을 제거할 수 있다. 아울러 제거 영역의 오버코트막을 전부 제거하는 경우 슬릿 또는 하프톤 노광을 사용하지 않고 통상의 포토 마스크를 사용한 풀(full) 노광으로 수행할 수 있으며, 이때 제거되는 영역은 블랙 매트릭스(120) 영역에 어느 정도의 보호막이 형성되도록 하기 위해 약 2/3 이상의 거리에 해당하는 영역으로 할 수 있다.
도 8g를 참조하면, 오버코트막(141)을 가열하여 리플로우시킨다. 이로써 오버코트막이 일부 또는 전부 제거된 블랙 매트릭스(120)에 인접한 영역에 유리된 유기 물질이 채워지면서 일정한 경사를 갖는 오버코트막(142)이 형성된다. 이를 상부 절연 기판(110)을 아래쪽으로 향하게 하고 전체로서 관찰하면, 원뿔 또는 다각뿔 형상의 오목부가 반복적으로 형성되어 있는 엠보싱 형상을 이룬다.
도 8h를 참조하면, 리플로우에 의해 반복적으로 경사진 오버코트막(142) 위로 ITO 등의 도전성 산화막을 컨포말하게 증착하고, 패터닝하여 개구부(160)를 포함하는 공통 전극(150)을 형성한다. 이때 개구부의 위치는 블랙 매트릭스(140)와 이에 이웃하는 블랙 매트릭스(140) 사이의 중간 지점일 수 있다. 바람직하기로는 상부 절연 기판(110)을 아래쪽으로 향하게 하였을 때, 가장 높이 솟아 있는 오버코트막(140)의 꼭지점 부근으로서, 이후 그에 대응하는 서브 화소 전극부의 중심부에 중첩하는 위치에 형성될 수 있다. 이로써 개구부를 포함하는 공통 전극을 구비하는 상부 기판(2)이 완성된다.
이어서, 도 7을 참조하면, 하부 기판(1) 및 상부 기판(2)을 대향하여 결합한다. 이때 상부 기판(2)의 공통 전극(150)의 개구부(160)가 하부 기판(1)의 서브 화소 전극부(82a)의 중심부와 중첩하도록 배치한다. 이어서, 하부 기판(1) 및 상부 기판(2) 사이에 액정 분자(5)를 주입하여 액정층(3)을 형성한 다음 밀봉한다. 이로써 하부 기판(1), 상부 기판(2) 및 액정층(3)을 포함하는 액정 패널이 완성되며, 후속 공정으로 편광 필름 등을 부착하고 백라이트를 배치하여 액정 표시 장치를 완성할 수 있다.
이상 도 7에 도시되어 있는 액정 표시 장치의 제조 방법을 설명하였지만, 이를 응용함으로써 도 4 및 도 6에 도시되어 있는 액정 표시 장치를 용이하게 제조할 수 있다. 즉, 상기한 제조 방법에서 상부 기판의 오버코트막의 특정 영역을 일부 또는 전부 제거하고 리플로우하는 공정을 생략하게 되면 도 4의 액정 표시 장치를 제조할 있으며, 하부 기판의 보호막의 특정 영역을 일부 또는 전부 제거하고 리플로우하는 공정을 생략하게 되면 도 6의 액정 표시 장치를 제조할 수 있다.
또, 본 발명의 실시예들로서 투과형 액정 표시 장치의 예를 들어 설명하였으나, 반투과형, 반사형 등에도 동일하게 적용가능하며, 이에 제한되지 않는다. 아울러, 컬러 필터 및 블랙 매트릭스가 상부 기판에 형성된 예를 들었지만, 하부 기판에 형성된 경우에도 적용할 수 있다. 즉, 하향 경사진 서브 화소 전극부 및/또는 하향 경사진 개구부를 갖는 공통 전극을 포함하는 액정 표시 장치 및 그 제조 방법은 다른 부분의 변형 형태와 무관하게 본 발명에 포함된다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였으나, 본 발명 은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 액정 표시 장치는 하부 기판의 서브 화소 전극부 및/또는 그에 대응하며 개구부를 갖는 상부 기판의 공통 전극이 하향 경사짐에 따라 이에 배향되는 액정 분자가 프리틸트되어 반응 속도가 개선된다. 또, 개구부로서 상대적으로 작은 면적의 원형 개구부를 사용함으로써, 휘도가 개선된다.

Claims (40)

  1. 도메인을 정의하며 중심부를 향하여 하향 경사진 서브 화소 전극부를 포함하는 화소 전극을 구비하는 하부 기판;
    상기 서브 화소 전극부의 상기 중심부에 대응하는 영역에 개구부를 포함하는 공통 전극을 구비하는 상부 기판; 및
    상기 하부 기판과 상기 상부 기판 사이에 형성된 액정층을 포함하는 액정 표시 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 도메인에 존재하는 상기 액정층은 상기 공통 전극의 상기 개구부 방향으로 프리틸트되어 있는 액정 표시 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 서브 화소 전극부의 중심부를 포함하는 수직 단면에서 상기 하부 기판의 기저면에 대한 상기 서브 화소 전극부의 상기 하향 경사각은 상기 수직 단면의 절단 방향과 무관하게 실질적으로 동일한 액정 표시 장치.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 서브 화소 전극부의 상기 하향 경사각은 5 내지 30˚인 액정 표시 장 치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 화소 전극은 실질적으로 직사각형이고, 상기 서브 화소 전극부는 상기 화소 전극을 상기 직사각형의 짧은 변과 평행하게 분할하는 액정 표시 장치.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 화소 전극은 3개의 상기 서브 화소 전극부를 포함하는 액정 표시 장치.
  7. 제5 항에 있어서,
    상기 서브 화소 전극부는 실질적으로 정사각형인 액정 표시 장치.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 개구부는 원형인 액정 표시 장치
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 개구부의 폭은 5 내지 20㎛인 액정 표시 장치.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 하부 기판은 상기 서브 화소 전극부의 상기 하향 경사각과 실질적으로 동일한 경사각을 갖는 하부 보호막을 더 포함하는 액정 표시 장치.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 보호막은 감광 특성을 갖는 유기 물질을 포함하는 액정 표시 장치.
  12. 도메인을 정의하는 서브 화소 전극부를 포함하는 화소 전극을 구비하는 하부 기판;
    상기 서브 화소 전극부의 상기 중심부에 대응하는 영역에 개구부를 포함하며, 상기 서브 화소 전극부에 대응하는 영역이 상기 개구부를 향해 하향 경사진 공통 전극을 포함하는 상부 기판; 및
    상기 하부 기판과 상기 상부 기판 사이에 형성된 액정층을 포함하는 액정 표시 장치.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 도메인에 존재하는 상기 액정층은 상기 공통 전극의 상기 개구부 방향으로 프리틸트되어 있는 액정 표시 장치.
  14. 제12 항에 있어서,
    상기 서브 화소 전극부에 대응하는 상기 공통 전극 영역에서의 개구부의 중심를 포함하는 수직 단면에서 상기 하부 기판의 기저면에 대한 상기 공통 전극의 상기 하향 경사각은 상기 수직 단면의 절단 방향과 무관하게 실질적으로 동일한 액정 표시 장치.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 공통 전극의 상기 하향 경사각은 5 내지 30˚인 액정 표시 장치.
  16. 제12 항에 있어서,
    상기 화소 전극은 실질적으로 직사각형이고, 상기 서브 화소 전극부는 상기 화소 전극을 상기 직사각형의 짧은 변과 평행하게 분할하는 액정 표시 장치.
  17. 제16 항에 있어서,
    상기 화소 전극은 3개의 상기 서브 화소 전극부를 포함하는 액정 표시 장치.
  18. 제16 항에 있어서,
    상기 서브 화소 전극부는 실질적으로 정사각형인 액정 표시 장치.
  19. 제12 항에 있어서,
    상기 개구부는 원형인 액정 표시 장치.
  20. 제12 항에 있어서,
    상기 개구부의 폭은 5 내지 20㎛인 액정 표시 장치.
  21. 제12 항에 있어서,
    상기 상부 기판은 상기 공통 전극의 상기 하향 경사각과 실질적으로 동일한 경사각을 갖는 상부 오버코트막을 더 포함하는 액정 표시 장치.
  22. 제21 항에 있어서,
    상기 오버코트막은 감광 특성을 갖는 유기 물질을 포함하는 액정 표시 장치.
  23. 도메인을 정의하며 중심부를 향하여 하향 경사진 서브 화소 전극부를 포함하는 화소 전극을 구비하는 하부 기판;
    상기 서브 화소 전극부의 상기 중심부에 대응하는 영역에 개구부를 포함하며, 상기 서브 화소 전극부에 대응하는 영역이 상기 개구부를 향해 하향 경사진 공통 전극을 포함하는 상부 기판; 및
    상기 하부 기판과 상기 상부 기판 사이에 형성된 액정층을 포함하는 액정 표시 장치.
  24. 제23 항에 있어서,
    상기 도메인에 존재하는 상기 액정층은 상기 공통 전극의 상기 개구부 방향으로 프리틸트되어 있는 액정 표시 장치.
  25. 제23 항에 있어서,
    상기 서브 화소 전극부의 중심부를 포함하는 수직 단면에서 상기 하부 기판의 기저면에 대한 상기 서브 화소 전극부의 상기 하향 경사각은 상기 수직 단면의 절단 방향과 무관하게 실질적으로 동일한 액정 표시 장치.
  26. 제25 항에 있어서,
    상기 서브 화소 전극부의 상기 하향 경사각은 5 내지 30˚인 액정 표시 장치.
  27. 제23 항에 있어서,
    상기 서브 화소 전극부에 대응하는 상기 공통 전극 영역에서의 개구부의 중심를 포함하는 수직 단면에서 상기 하부 기판의 기저면에 대한 상기 공통 전극의 상기 하향 경사각은 상기 수직 단면의 절단 방향과 무관하게 실질적으로 동일한 액정 표시 장치.
  28. 제27 항에 있어서,
    상기 공통 전극의 상기 하향 경사각은 5 내지 30˚인 액정 표시 장치.
  29. 제23 항에 있어서,
    상기 화소 전극은 실질적으로 직사각형이고, 상기 서브 화소 전극부는 상기 화소 전극을 상기 직사각형의 짧은 변과 평행하게 분할하는 액정 표시 장치.
  30. 제29 항에 있어서,
    상기 화소 전극은 3개의 상기 서브 화소 전극부를 포함하는 액정 표시 장치.
  31. 제29 항에 있어서,
    상기 서브 화소 전극부는 실질적으로 정사각형인 액정 표시 장치.
  32. 제23 항에 있어서,
    상기 개구부는 원형인 액정 표시 장치.
  33. 제23 항에 있어서,
    상기 개구부의 폭은 5 내지 20㎛인 액정 표시 장치.
  34. 제23 항에 있어서,
    상기 하부 기판은 상기 서브 화소 전극부의 상기 하향 경사각과 실질적으로 동일한 경사각을 갖는 하부 보호막을 더 포함하는 액정 표시 장치.
  35. 제34 항에 있어서,
    상기 보호막은 감광 특성을 갖는 유기 물질을 포함하는 액정 표시 장치.
  36. 제23 항에 있어서,
    상기 상부 기판은 상기 공통 전극의 상기 하향 경사각과 실질적으로 동일한 경사각을 갖는 상부 오버코트막을 더 포함하는 액정 표시 장치.
  37. 제36 항에 있어서,
    상기 오버코트막은 감광 특성을 갖는 유기 물질을 포함하는 액정 표시 장치.
  38. 금속 배선이 형성되어 있는 하부 기판에 하부 유기막을 도포하는 단계;
    상기 하부 유기막의 일부 영역을 일부 또는 전부 제거하고 리플로우하여 도메인마다 오목부가 반복되는 엠보싱 형상의 보호막을 형성하는 단계;
    상기 보호막에 컨포말하게 도전성 산화막을 적층하고 패터닝하여 상기 도메인을 정의하는 서브 화소 전극부를 포함하는 화소 전극을 형성하는 단계;
    상부 기판에 오버코트막을 형성하는 단계;
    상기 오버코트막에 컨포말하게 상기 서브 화소 전극부의 중심부에 대응하는 개구부를 포함하는 공통 전극을 형성하는 단계; 및
    상기 서브 화소 전극부의 중심부와 상기 공통 전극의 개구부가 중첩되도록 상기 하부 기판과 상기 상부 기판을 대향 결합하고, 액정층을 형성하는 단계를 포함하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  39. 금속 배선이 형성되어 있는 하부 기판에 보호막을 형성하는 단계;
    상기 보호막에 컨포말하게 도전성 산화막을 적층하고 패터닝하여 도메인을 정의하는 서브 화소 전극부를 포함하는 화소 전극을 형성하는 단계;
    상부 기판에 상부 유기막을 도포하는 단계;
    상기 상부 유기막의 일부 영역을 일부 또는 전부 제거하고 리플로우하여 상기 도메인마다 오목부가 반복되는 엠보싱 형상의 오버코트막을 형성하는 단계;
    상기 오버코트막에 컨포말하게 상기 서브 화소 전극부의 중심부에 대응하는 개구부를 포함하는 공통 전극을 형성하는 단계; 및
    상기 서브 화소 전극부의 중심부와 상기 공통 전극의 개구부가 중첩되도록 상기 하부 기판과 상기 상부 기판을 대향 결합하고, 액정층을 형성하는 단계를 포함하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  40. 금속 배선이 형성되어 있는 하부 기판에 하부 유기막을 도포하는 단계;
    상기 하부 유기막의 일부 영역을 일부 또는 전부 제거하고 리플로우하여 도메인마다 오목부가 반복되는 엠보싱 형상의 보호막을 형성하는 단계;
    상기 보호막에 컨포말하게 도전성 산화막을 적층하고 패터닝하여 상기 도메인을 정의하는 서브 화소 전극부를 포함하는 화소 전극을 형성하는 단계;
    상부 기판에 상부 유기막을 도포하는 단계;
    상기 상부 유기막의 일부 영역을 일부 또는 전부 제거하고 리플로우하여 상 기 도메인마다 오목부가 반복되는 엠보싱 형상의 오버코트막을 형성하는 단계;
    상기 오버코트막에 컨포말하게 상기 서브 화소 전극부의 중심부에 대응하는 개구부를 포함하는 공통 전극을 형성하는 단계; 및
    상기 서브 화소 전극부의 중심부와 상기 공통 전극의 개구부가 중첩되도록 상기 하부 기판과 상기 상부 기판을 대향 결합하고, 액정층을 형성하는 단계를 포함하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
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