KR20070056407A - 액정표시패널 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 액정의 응답속도를 빠르게 함으로써 표시품질을 향상시킬 수 있는 액정표시패널 및 그 제조방법에 관한 것이다.
본 발명은 액정들을 사이에 두고 위치하여 상기 액정들을 소정 방향으로 배향시키는 상부 배향막 및 하부 배향막을 구비하는 액정표시패널에 있어서, 상기 상부 및 하부 배향막 중 적어도 어느 하나는 제1 배향막과; 상기 제1 배향막 위에 적층됨과 아울러 상기 제1 배향막을 부분적으로 노출시키는 홀들을 가지는 제2 배향막을 포함하고, 상기 홀과 대응되는 영역에서의 액정들은 상기 제1 배향막에 의해 제1 방향으로 배향되고, 상기 홀을 제외한 영역에 대응되는 영역에서의 액정들은 상기 제2 배향막에 의해 제2 방향으로 배향된다.

Description

액정표시패널 및 그 제조방법{Liquid Crystal Display Panel and Method of Fabricating the same}
도 1는 종래 액정표시패널을 나타내는 단면도이다.
도 2a 및 2b는 트위스티드 네마틱(TN) 모드의 액정표시패널의 동작을 나태는 모식화한 도면.
도 3은 본 명의 실시예에 따른 액정표시패널을 나타내는 단면도.
도 4는 본 발명의 상부 및 하부 배향막의 제조공정을 단계적으로 나타내는 도면.
도 5는 수직 배향막에 의한 액정 배열 형상을 모식화한 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
2,102 : 상부기판 4,104 : 블랙 매트릭스
18,118 : 공통전극 32,132 : 하부기판
6,106 : 컬러필터 13,113 : 스페이서
185 : 홀 8,108 : 상부 배향막
38,138 : 하부 배향막 108a,138a : 수직 배향막
108b,138b : 수평 배향막 82,182 : 액정
80, 180 : 액정층 60,160 : 상부 어레이 기판
70,170 : 하부 어레이 기판
본 발명은 액정표시패널에 관한 것으로, 특히 액정의 응답속도를 빠르게 함으로써 표시품질을 향상시킬 수 있는 액정표시패널 및 그 제조방법에 관한 것이다.
통상적으로, 액정표시장치(Liquid Crystal Display; LCD)는 비디오신호에 따라 액정셀들의 광투과율을 조절함으로써 액정셀들이 매트릭스 형태로 배열되어진 액정표시패널에 비디오신호에 해당하는 화상을 표시하게 된다. 이를 위하여, 액정표시장치는 액정셀들이 액티브 매트릭스(Active Matrix) 형태로 배열된 액정표시패널과, 액정표시패널을 구동하기 위한 구동회로들을 포함하게 된다.
이러한 액정표시장치는 액정을 구동시키는 전계의 방향에 따라 수직 전계 인가형과 수평 전계 인가형으로 대별된다.
수직 전계 인가형은 수직으로 대향하는 상부기판과 하부기판에 수직으로 대향하는 화소 전극과 공통 전극을 형성하고 그 전극들에 인가되는 전압으로 액정셀에 수직방향으로 전계를 인가하게 된다. 이 수직 전계방식은 개구율을 비교적 넓게 확보할 수 있지만 시야각이 좁은 단점이 있다. 수직 전계방식의 대표적인 액정 모드는 오늘날 대부분의 액정표시소자에서 이용되는 트위스티드 네마틱(Twisted Nematic, 이하 "TN"이라 함) 모드이다.
도 1은 종래의 TN모드 액정표시패널을 나타내는 단면도이다.
도 1에 도시된 액정표시패널은 상부기판(2) 상에 순차적으로 형성된 블랙 매트릭스(4), 컬러필터(6), 공통전극(18), 상부 배향막(8)으로 구성되는 상부 어레이 기판(또는 컬러필터 어레이 기판)(60)과, 하부기판(32) 상에 형성된 박막 트랜지스터(이하 "TFT" 라 한다)(20)와, 화소전극(16) 및 하부 배향막(38)으로 구성되는 하부 어레이 기판(또는 박막 트랜지스터 어레이 기판)(70)과, 상부 어레이 기판(60) 및 하부 어레이 기판(70) 사이에 내부공간에 주입되는 액정(82)들을 구비한다.
상부 어레이 기판(60)에 있어서, 블랙 매트릭스(4)는 하판의 TFT(20) 영역과 게이트라인들 및 데이터라인들 영역에 대응되어 상부기판(2) 상에 형성되며, 컬러필터(6)가 형성될 셀영역을 마련한다. 블랙 매트릭스(4)는 빛샘을 방지함과 아울러 외부광을 흡수하여 콘트라스트를 높이는 역할을 한다. 컬러필터(6)는 블랙 매트릭스(4)에 의해 분리된 셀영역 및 블랙 매트릭스(4)에 걸쳐 형성된다. 이 컬러필터(6)는 R,G,B 별로 형성되어 R, G, B 색상을 구현한다. 공통전극(18)은 상부기판(2)의 전면에 형성되고 액정구동시 기준이 되는 공통전압이 공급된다. 스페이서(13)는 상부 어레이 기판(60)과 하부 어레이 기판(70) 사이의 셀 갭을 유지하는 역할을 한다.
하부 어레이 기판(60)에 있어서, TFT는 게이트라인과 함께 하부기판(2) 위에 형성되는 게이트전극(9)과, 이 게이트전극(9)과 게이트 절연막(44)을 사이에 두고 중첩되는 반도체층(14,47)과, 반도체층(14,47)을 사이에 두고 데이터라인(도시하지 않음)과 함께 형성되는 소스/드레인전극(40,42)을 구비한다. 이러한 TFT는 게이트라인으로 부터의 스캔신호에 응답하여 데이터라인으로부터 화소신호를 화소전극(16)에 공급한다.
화소전극(16)은 광투과율이 높은 투명전도성 물질로 보호막(50)을 사이에 두고 TFT(20)의 드레인 전극(42)과 접촉된다. 액정배향을 위한 상/하부 배향막(8,38)은 폴리이미드 등과 같은 배향물질을 도포한 후 러빙공정을 수행함으로써 형성된다.
이하, 노멀리 화이트 모드(Normally white mode)로 가정하여 TN 모드의 동작에 대하여 설명하면 다음과 같다.
도 2a 및 도 2b를 참조하면, 상부 어레이 기판(60)의 광출사면에는 특정방향의 광 투과축을 가지는 상부 편광판(72)이 부착되며, 하부 어레이 기판(70)의 광입사면 상에는 상부 편광판(72)의 광 투과축과 직교하는 광 투과축을 가지는 하부 편광판(62)이 부착된다.
먼저, 도 2a에 도시된 바와 같이 상부 어레이 기판(60)과 하부 어레이 기판(70)에 전압이 인가되지 않는 비활성 상태(off-state)에는 액정(82)분자들의 국소 광축(방향자)은 상부 어레이 기판(60)과 하부 어레이 기판(70) 사이에서 연속적으로 90°비틀려져 있다. 이 비활성 상태에서는 하부 편광판(72)을 통과하여 입사되는 선편광의 편광특성이 바뀌면서 상부 편광판(62)을 통과한다. 반대로, 도 2b에 도시된 바와 같이 TN 모드에서 공통전극(18)과 화소전극(16)에 전압이 인가되고 그 전압차에 의해 액정층(80)에 전기장이 인가되는 활성 상태(on-state)에서는 액정층(80)의 가운데 부분의 광축이 전기장에 평행하게 되어 액정층(80)의 비틀린 구조가 풀리게 된다. 이 활성 상태에서는 하부 편광판(72)을 통과하여 입사되는 선편광은 액정층(80)을 통과하면서 그 편광특성이 그대로 유지되어 상부 편광판(62)을 통과하지 못한다.
한편, 상술한 바와 같은 동작 특성을 가지는 TN 모드는 비활성 상태에서 액정(82)들의 장축이 상부 및 하부 배향막(8,38)에 거의 수평으로 배열됨으로써 프리 틸트 각(pretilt angle)이 거의 5도 미만이 된다. 이와 같이, 비활성 상태에서의 프리 틸트 각이 낮으므로 활성상태에서 액정(82)분자들의 광축이 일제히 전기장에 평행하게 되는 속도 즉, 응답속도가 느린 문제가 있다. 또한, 수직 배향막을 이용하여 초기배향을 하이 프리 틸트 각을 가지도록 설계하더라도 수직으로 배향되어 있는 액정(82)을 수평으로 배열시키는 시간 또한 역시 느리게 된다. 이와 같은 액정의 응답속도 지연에 의해 화상 구현시 화면에 잔상이 나타나게 되는 등 표시품질이 저하된다.
따라서, 본 발명의 목적은 액정의 응답속도를 빠르게 함으로서 표시품질을 향상시킬 수 있는 액정표시패널 및 그 제조방법을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 액정들을 사이에 두고 위치하여 상기 액정들을 소정 방향으로 배향시키는 상부 배향막 및 하부 배향막을 구비하는 액정표시패널에 있어서, 상기 상부 및 하부 배향막 중 적어도 어느 하나는 제1 배향막과; 상기 제1 배향막 위에 적층됨과 아울러 상기 제1 배향막을 부분적으로 노출시키는 홀들을 가지는 제2 배향막을 포함하고, 상기 홀과 대응되는 영역에서의 액정들은 상기 제1 배향막에 의해 제1 방향으로 배향되고, 상기 홀을 제외한 영역에 대응되는 영역에서의 액정들은 상기 제2 배향막에 의해 제2 방향으로 배향된다.
제1 방향은 수직방향이고 상기 제2 방향은 수평방향이다.
제1 방향은 수평방향이고 상기 제2 방향은 수직방향이다.
상기 제1 배향막은 상기 액정들을 수직으로 배향시키는 수직 배향막이고 상기 제2 배향막은 상기 액정들을 수평으로 배향시키는 수평 배향막인 것을 특징으로 한다.
상기 제1 배향막은 상기 액정들을 수평으로 배향시키는 수평 배향막이고 상기 제2 배향막은 상기 액정들을 수직으로 배향시키는 수직 배향막인 것을 특징으로 한다.
상기 액정표시패널은 상기 상부 배향막 하부에 위치하는 공통전극과; 상기 하부 배향막 하부에 위치하는 화소전극을 구비하고, 상기 액정들은 상기 공통전극 및 화소전극 사이의 수직 전계에 의해 응답하는 것을 특징으로 한다.
상기 액정들의 평균 프리 틸트 각은 30~60도 정도이다.
본원발명은 액정들을 사이에 두고 위치하여 상기 액정들을 소정 방향으로 배 향시키는 상부 배향막 및 하부 배향막을 형성하는 단계를 포함하는 액정표시패널의 제조방법에 있어서, 상기 상부 및 하부 배향막 중 적어도 어느 하나를 형성하는 단계는 상기 액정을 제1 방향으로 배향시키는 제1 배향막을 형성하는 단계와; 상기 제1 배향막 위에 적층됨과 아울러 상기 제1 배향막을 부분적으로 노출시키는 홀들을 가지며 상기 홀을 제외한 영역에 대응되는 액정들을 제2 방향으로 배향시키는 제2 배향막을 형성하는 단계를 포함한다.
상기 제2 배향막을 형성하는 단계는 상기 제1 배향막 상에 폴리이미드를 도포하는 단계와; 상기 폴리 이미드를 소성 및 러빙하는 단계와; 상기 폴리이미드를 패터닝하여 상기 제1 배향막을 부분적으로 노출시키는 홀들을 형성하는 단계를 포함한다.
상기 제2 배향막을 형성하는 단계는 상기 제1 배향막 상에 폴리 비닐 시나메이트(PVCI)를 포함하는 폴리이미드를 도포하는 단계와; 상기 폴리이미드 내에서 폴리 비닐 시나메이트(PVCI) 분자들이 응집하는 단계와; 모노클로로벤젠(monochlorobenzene) 및 디클로로에탄 용액(dichloroethane solution) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 세정액을 이용하여 상기 폴리이미드 내에서 상기 폴리 비닐 시나메이트 분자를 제거하여 상기 수직배향막을 부분적으로 노출시키는 홀들을 형성하는 단계를 포함한다.
상기 액정들은 상기 상부 배향막 하부에 위치하는 공통전극과 상기 하부 배향막 하부에 위치하는 화소전극 사이의 수직 전계에 의해 응답한다.
상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부도면을 참조한 실시예 에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.
이하, 도 3 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 TN(Twisted Nematic)모드의 액정표시패널을 나타내는 도면이다.
도 3에 도시된 액정표시패널은 상부기판(102) 상에 순차적으로 형성된 블랙 매트릭스(104), 컬러필터(106), 공통전극(118), 상부 배향막(108)으로 구성되는 상부 어레이 기판(또는 컬러필터 어레이 기판)(160)과, 하부기판(132) 상에 형성된 TFT(120)와, 화소전극(116) 및 하부 배향막(138)으로 구성되는 하부 어레이 기판(또는 박막 트랜지스터 어레이 기판)(170)과, 상부 어레이 기판(160) 및 하부 어레이 기판(170) 사이의 내부공간에 주입되는 액정(182)들을 구비한다.
상부 어레이 기판(160)에 있어서, 블랙 매트릭스(104)는 하판의 TFT(120) 영역과 게이트라인들 및 데이터라인들 영역에 대응되어 상부기판(102) 상에 형성되며, 컬러필터(106)가 형성될 셀영역을 마련한다. 블랙 매트릭스(104)는 빛샘을 방지함과 아울러 외부광을 흡수하여 콘트라스트를 높이는 역할을 한다. 컬러필터(106)는 블랙 매트릭스(104)에 의해 분리된 셀영역 및 블랙 매트릭스(104)에 걸쳐 형성된다. 이 컬러필터(106)는 R,G,B 별로 형성되어 R, G, B 색상을 구현한다. 공통전극(118)은 상부기판(102)의 전면에 형성되고 액정구동시 기준이 되는 공통전압이 공급된다. 스페이서(113)는 상부 어레이 기판(160)과 하부 어레이 기판(170) 사이의 셀 갭을 유지하는 역할을 한다.
하부 어레이 기판(160)에 있어서, TFT(120)는 게이트라인과 함께 하부기판(102) 위에 형성되는 게이트전극(109)과, 이 게이트전극(109)과 게이트 절연막(144)을 사이에 두고 중첩되는 반도체층(114,147)과, 반도체층(114,147)을 사이에 두고 데이터라인(도시하지 않음)과 함께 형성되는 소스/드레인전극(140,142)을 구비한다. 이러한, TFT(120)는 게이트라인으로 부터의 스캔신호에 응답하여 데이터라인으로부터 화소신호를 화소전극(116)에 공급한다.
화소전극(116)은 광투과율이 높은 투명전도성 물질로 보호막(150)을 사이에 두고 TFT(120)의 드레인 전극(142)과 접촉된다.
액정배향을 위한 상/하부 배향막(108,138) 각각은 액정(182)을 수직으로 배향시키기 위한 수직배향막(108a,138a)과 액정(182)을 수평으로 배향시키기 위한 수평배향막(108b,138b)의 이중층으로 구성되며 수평배향막(108b,138b)에는 수직배향막(108a,138a)을 부분적으로 노출시키는 홀(185)들이 형성된다. 이에 따라, 수직배향막(108a,138a)과 대응되는 일부 액정(182)들은 수직으로 배열되고 수평배향막(108b,138b)과 대응되는 나머지 액정(182)들은 수평으로 배열되게 됨으로써 종래 대비 전체 액정(182)들의 평균 프리 틸트 각(pretilt angle)이 커지게 된다. 그 결과, 액정의 고속응답이 가능해짐으로써 표시품질을 향상시킬 수 있게 된다.
이를 좀더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
본원발명에서는 액정(182)들의 프리 틸트 각이 너무 낮거나 너무 큰 경우 나타나는 액정응답속도 지연 문제를 해결하기 위해 액정(182)들이 30~60도 정도의 프리 틸트 각을 유지함으로써 액정분자의 유동각을 줄이는 방안을 제안한다.
이를 위해, 상/하부 배향막(108,138) 각각을 수직배향막(108a,138a)과 수평배향막(108b,138b)의 이중층으로 구성함과 동시에 수평배향막(108b,138b)에 수직배향막(108a,138a)을 부분적으로 노출시키는 다수의 홀(185)들을 형성한다.
이에 따라, 상/하부 배향막(108,138)은 홀(185)들과 대응되는 제1 영역(P1)과 홀(185)들을 제외하는 제2 영역(P2)으로 구분되게 된다. 이때, 제2 영역(P2)에 대응되는 액정(182)들은 수평배향막(108b,138b)에 의해 수평배향되고, 제1 영역(P1)에 대응되는 액정(182)들은 수직배향막(108a,138a)에 의해 수직으로 배향된다.
그 결과, 액정층(180)내의 액정(182)들은 평균 30~60도 정도의 프리 틸트 각(pretilt angle)을 가질 수 있게 됨으로써 활성상태에서 액정(82)분자들이 전기장에 평행 또는 수직하게 배열되기 위해 유동하는 각거리가 작아지게 된다. 그 결과, 액정의 고속 구동이 가능해져 표시품질이 향상될 수 있게 된다.
도 4는 도 3에서의 이중층 구조를 가지는 상부/하부 배향막(108,138)의 형성공정을 단계적으로 나타내는 도면이다. 여기서, 상부/하부 배향막(108,138)은 동일한 방식에 의해 형성됨으로써 이하, 상부 배향막(108)을 형성하는 공정만을 설명하기로 한다.
먼저, NMP(N-Methyl Pyrrolidone) 등의 용매를 이용하여 디앤 하이드 라이드(dianhydride)계 단량체와 디아민(diamine)계의 단량체를 중합반응시켜 형성된 액상의 폴리이미드(polyimide)가 프린팅 또는 스핀코팅 방식에 의해 소정의 기판(상부 어레이 기판(160)을 형성하는 공정에서는 공통전극(118) 상에 형성된다.)상에 도포된다. 이후, 소성공정이 실시됨으로서 도 4(A)에 도시된 바와 같이 수직배향막 (108a)이 형성된다. 여기서, 폴리이미드의 분자구조는 메인 체인(main chain)과 사이드 체인(side chain)으로 구분된다. 여기서, 디아민(diamine)계의 단량체 중에서 "CH 기"가 긴 물질을 이용하면 사이드 체인의 길이가 길게 되고 별도의 리빙공정이 실시되지 않게 되면 도 5에 도시된 바와 같이 액정(182)이 사이드 체인에 나란하게 되어 액정(182)이 수직으로 배향될 수 있게 된다. 한편, 상술한 수직배향막(108a) 형성방법 이외에 공지된 어떠한 방식에 의하여도 본원발명에서의 수직배향막(108a)을 형성할 수 있다.
이후, NMP(N-Methyl Pyrrolidone) 등의 용매를 이용하여 디앤 하이드 라인드(dianhydride)계 단량체와 "CH 기"가 긴 물질을 제외한 디아민(diamine)계의 단량체를 중합함과 아울러 폴리 비닐 시나메이트(poly vinyl cinnamate : PVCI)(188)를 포함하는 액상의 폴리이미드(polyimide)가 프린팅 또는 스핀코팅 방식에 의해 수직 배향막(108a) 상에 도포된다.
이후, 러빙공정 및 소성 공정이 실시됨으로서 수평 배향막(108b)이 형성된다.
여기서, 폴리 비닐 시나메이트(PVCI) 분자들(188)은 서로 응집하는 성질이 있게 됨으로써 도 4(B)에 도시된 바와 같이 폴리이미드 내에서 서로 뭉쳐 있게 된다. 이러한 성질을 이용하여 폴리 비닐 시나메이트(PVCI)(188) 분자와 선택적으로 반응하는 세정액을 이용하여 수평 배향막(108b)을 세정하게 된다. 이에 따라, 세정액에 의해 수평 배향막(108b) 내의 폴리 비닐 시나메이트(PVCI)가 제거되게 됨으로서 도 4(C)에 도시된 바와 같이 수직 배향막(108a)을 노출시키는 다수의 홀(185)들 이 형성된다. 여기서, 세정액은 폴리 비닐 시나메이트(PVCI)(188)와 반응하는 물질인 모노클로로벤젠(monochlorobenzene) 및 디클로로에탄 용액(dichloroethane solution) 중 적어도 어느 하나를 포함한다.
이하, 상술한 상/하부 배향막을 가지는 액정표시패널의 제조방법을 개략적으로 설명하면 다음과 같다.
박막 트랜지스터(120), 게이트 절연막(144), 보호막(150), 화소전극(116) 등의 박막 패턴들이 형성된 하부 어레이 기판(170) 상에 도 4에 도시된 방식을 이용하여 수직 배향막(138a) 및 수평 배향막(138b)으로 이루어지는 하부 배향막(138)을 형성한다.
이와는 별도의 공정에 의해 블랙 매트릭스(104), 컬러필터(106), 공통전극(118) 등의 박막 패턴들이 형성된 상부 어레이 기판(160) 상에 역시 도 4에 도시된 방식을 이용하여 수직 배향막(108a) 및 수평 배향막(108b)으로 이루어지는 상부 배향막(108)을 형성한다.
이후, 상부 어레이 기판(160)과 하부 어레이 기판(170)이 합착됨으로써 액정표시패널이 형성된다. 여기서, 액정(182)은 상부 어레이 기판(160)과 하부 어레이 기판(170)의 합착 전에 주입될 수도 있고, 합착 후에 주입될 수도 있다.
이러한, 액정표시패널의 액정(182)들은 상부 및 하부 배향막(108,138) 각각에서의 수평 배향막(108b,138b)과 대응되는 영역에서는 수평으로 배열되고, 홀(185)들에 의해 노출되는 수직 배향막(108a,138a)과 대응되는 영역에서는 수직으로 배열된다. 그 결과, 전체 액정(182)들의 평균 프리 틸트 각은 30~60도 정도를 유지 할 수 있게 된다.
이와 같이, 수직 및 수평 배향막을 이용하여 액정의 프리 틸트 각을 최적화 함으로써 액정의 응답속도를 향상시키는 기술을 TN 모드의 액정표시패널 뿐만아니라, ECB(Electrical Controlled Birefringence), 나아가 VA(Vertical Alignment) 모드의 액정표시패널에도 용이하게 적용될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 액정표시패널 및 그 제조방법은 상/하부 배향막 각각을 수직배향막과 수평배향막의 이중층으로 구성함과 동시에 수평배향막에 수직배향막을 부분적으로 노출시키는 다수의 홀들을 형성한다. 이에 따라, 수직배향막과 대응되는 일부액정들은 수직으로 배열되고 수평배향막과 대응되는 나머지 액정들은 수평으로 배열되게 됨으로써 전체 액정들의 평균 프리 틸트 각은 30~60도 정도를 유지할 수 있게 된다. 그 결과, 액정의 고속응답이 가능하여 표시품질을 향상시킬 수 있게 된다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.

Claims (16)

  1. 액정들을 사이에 두고 위치하여 상기 액정들을 소정 방향으로 배향시키는 상부 배향막 및 하부 배향막을 구비하는 액정표시패널에 있어서,
    상기 상부 및 하부 배향막 중 적어도 어느 하나는
    제1 배향막과;
    상기 제1 배향막 위에 적층됨과 아울러 상기 제1 배향막을 부분적으로 노출시키는 홀들을 가지는 제2 배향막을 포함하고,
    상기 홀과 대응되는 영역에서의 액정들은 상기 제1 배향막에 의해 제1 방향으로 배향되고, 상기 홀을 제외한 영역에 대응되는 영역에서의 액정들은 상기 제2 배향막에 의해 제2 방향으로 배향되는 것을 특징으로 하는 액정표시패널.
  2. 제 1 항에 있어서,
    제1 방향은 수직방향이고 상기 제2 방향은 수평방향인 것을 특징으로 하는 액정표시패널.
  3. 제 1 항에 있어서,
    제1 방향은 수평방향이고 상기 제2 방향은 수직방향인 것을 특징으로 하는 액정표시패널.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 배향막은 상기 액정들을 수직으로 배향시키는 수직 배향막이고 상기 제2 배향막은 상기 액정들을 수평으로 배향시키는 수평 배향막인 것을 특징으로 하는 액정표시패널.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 배향막은 상기 액정들을 수평으로 배향시키는 수평 배향막이고 상기 제2 배향막은 상기 액정들을 수직으로 배향시키는 수직 배향막인 것을 특징으로 하는 액정표시패널.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 액정표시패널은
    상기 상부 배향막 하부에 위치하는 공통전극과;
    상기 하부 배향막 하부에 위치하는 화소전극을 구비하고,
    상기 액정들은 상기 공통전극 및 화소전극 사이의 수직 전계에 의해 응답하는 것을 특징으로 하는 액정표시패널.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 액정들의 평균 프리 틸트 각은 30~60도 정도인 것을 특징으로 하는 액정표시패널.
  8. 액정들을 사이에 두고 위치하여 상기 액정들을 소정 방향으로 배향시키는 상부 배향막 및 하부 배향막을 형성하는 단계를 포함하는 액정표시패널의 제조방법에 있어서,
    상기 상부 및 하부 배향막 중 적어도 어느 하나를 형성하는 단계는
    상기 액정을 제1 방향으로 배향시키는 제1 배향막을 형성하는 단계와;
    상기 제1 배향막 위에 적층됨과 아울러 상기 제1 배향막을 부분적으로 노출시키는 홀들을 가지며 상기 홀을 제외한 영역에 대응되는 액정들을 제2 방향으로 배향시키는 제2 배향막을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시패널의 제조방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    제1 방향은 수직방향이고 상기 제2 방향은 수평방향인 것을 특징으로 하는 액정표시패널의 제조방법.
  10. 제 8 항에 있어서,
    제1 방향은 수평방향이고 상기 제2 방향은 수직방향인 것을 특징으로 하는 액정표시패널의 제조방법.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 제1 배향막은 상기 액정들을 수직으로 배향시키는 수직 배향막이고 상기 제2 배향막은 상기 액정들을 수평으로 배향시키는 수평 배향막인 것을 특징으로 하는 액정표시패널의 제조방법.
  12. 제 8 항에 있어서,
    상기 제1 배향막은 상기 액정들을 수평으로 배향시키는 수평 배향막이고 상기 제2 배향막은 상기 액정들을 수직으로 배향시키는 수직 배향막인 것을 특징으로 하는 액정표시패널의 제조방법.
  13. 제 8 항에 있어서,
    상기 제2 배향막을 형성하는 단계는
    상기 제1 배향막 상에 폴리이미드를 도포하는 단계와;
    상기 폴리 이미드를 소성 및 러빙하는 단계와;
    상기 폴리이미드를 패터닝하여 상기 제1 배향막을 부분적으로 노출시키는 홀들을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시패널의 제조방법.
  14. 제 8 항에 있어서,
    상기 제2 배향막을 형성하는 단계는
    상기 제1 배향막 상에 폴리 비닐 시나메이트(PVCI)를 포함하는 폴리이미드를 도포하는 단계와;
    상기 폴리이미드 내에서 폴리 비닐 시나메이트(PVCI) 분자들이 응집하는 단계와;
    모노클로로벤젠(monochlorobenzene) 및 디클로로에탄 용액(dichloroethane solution) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 세정액을 이용하여 상기 폴리이미드 내에서 상기 폴리 비닐 시나메이트 분자를 제거하여 상기 수직배향막을 부분적으로 노출시키는 홀들을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시패널의 제조방법.
  15. 제 8 항에 있어서,
    상기 액정들의 평균 프리 틸트 각은 30~60도 정도인 것을 특징으로 하는 액정표시패널의 제조방법.
  16. 제 8 항에 있어서,
    상기 액정들은 상기 상부 배향막 하부에 위치하는 공통전극과 상기 하부 배향막 하부에 위치하는 화소전극 사이의 수직 전계에 의해 응답하는 것을 특징으로 하는 액정표시패널의 제조방법.
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100736661B1 (ko) * 2006-01-18 2007-07-06 한양대학교 산학협력단 액정 표시 장치 및 그 제조방법
CN102138099B (zh) * 2008-09-03 2014-09-03 夏普株式会社 取向膜、取向膜材料和具有取向膜的液晶显示装置及其制造方法
EP2372440B1 (en) * 2008-11-27 2013-09-11 Sharp Kabushiki Kaisha Liquid crystal display
RU2011126145A (ru) * 2008-11-27 2013-01-10 Шарп Кабусики Кайся Ориентирующая пленка, жидкокристаллический дисплей, имеющий ориентирующую пленку, и способ получения ориентирующей пленки
JP6280701B2 (ja) * 2013-06-20 2018-02-14 株式会社ジャパンディスプレイ 液晶表示装置、液晶表示装置の製造方法及び配向膜の材料
CN112859331B (zh) * 2021-02-26 2023-04-07 深圳市华星光电半导体显示技术有限公司 多畴垂直取向液晶显示面板的模拟方法

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6033246B2 (ja) * 1978-07-26 1985-08-01 三立電機株式会社 多色表示用偏光板の製造方法
JPH07333432A (ja) * 1994-06-07 1995-12-22 Matsushita Electric Ind Co Ltd 光機能素子及び液晶表示装置
KR0182415B1 (ko) * 1995-10-02 1999-05-01 구자홍 액정표시용 기판의 제조방법
JPH10319404A (ja) 1997-05-20 1998-12-04 Seiko Epson Corp 液晶表示装置
JPH11223813A (ja) * 1998-02-06 1999-08-17 Sony Corp 液晶素子及びその製造方法
US6900868B2 (en) * 1998-07-07 2005-05-31 Fujitsu Display Technologies Corporation Liquid crystal display device
KR20000041550A (ko) * 1998-12-23 2000-07-15 김영환 수직배향모드 액정표시장치의 배향막 구조 및 그 형성방법
JP2000275646A (ja) * 1999-03-24 2000-10-06 Nec Corp 液晶表示装置
US6876416B2 (en) * 2002-04-30 2005-04-05 Samsung Electronics Co., Ltd. Liquid crystal display apparatus having alignment film and method of manufacturing the same
JP2005156990A (ja) 2003-11-26 2005-06-16 Sharp Corp 液晶表示素子、液晶表示装置、ならびに、液晶表示素子の製造方法
JP4285350B2 (ja) * 2004-02-26 2009-06-24 セイコーエプソン株式会社 視角制御素子およびその製造方法、液晶表示装置、電子機器
CN100407014C (zh) * 2005-06-02 2008-07-30 友达光电股份有限公司 液晶显示装置

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