KR20160102562A - 액정 디스플레이 장치 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 액정 디스플레이 장치를 제공하며, 이는 제 1 전극층(15)과 제 1 전극층(15)을 피복하는 제 1 배향층(19)을 구비하고, 블랙 매트릭스(22)와 포토스페이서(30)가 더 설치되는 TFT 어레이 기판(1); 제 2 전극층(24)과 상기 제 2 전극층(24)을 피복하는 제 2 배향층(29)을 구비하는 CF 기판(2); TFT 어레이 기판(1)의 제 1 배향층(19)과 상기 CF 기판(2)의 제 2 배향층(29) 사이에 배치되는 액정층(3); 을 포함하며, 그 중, 상기 제 1 배향층(19)과 상기 제 2 배향층(29)의 서로 대응되는 배향영역(100)의 기설정 배향방향은 서로 수직으로 이루고; 상기 제 1 배향층(19)과 상기 제 2 배향층(29)에 각 배향영역(100)에 대응하는 기설정 배향방향을 갖는 배향막이 형성된다. 본 발명은 액정 디스플레이 장치의 제조방법을 더 제공한다. 상기 액정 디스플레이 장치는 배향 효과가 우수할 뿐만 아니라, 대시야각의 색상변이를 개선하고 개구율을 향상시킬 수 있다.

Description

액정 디스플레이 장치 및 그 제조방법{LIQUID CRYSTAL DISPLAY APPARATUS AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}
본 출원은 2013년 12월 31일 중국 특허국에 제출된, 출원번호가 201310747803.9이고, 발명의 명칭이 "액정 디스플레이 장치 및 그 제조방법"인 중국특허 출원의 우선권을 요구하는 것으로서, 상기 특허의 모든 내용은 인용을 통해 본 출원에 결합하였다.
본 발명은 박막 트랜지스터 액정 디스플레이 장치(Thin Film Transistor liquid crystal display, TFT-LCD) 제조분야에 관한 것으로서, 특히 액정 디스플레이 장치 및 그 제조방법에 관한 것이다.
도 1은 종래의 PSVA 모드(고분자 안정형 수직배향, Polymer Stabilization Vertical-Alignment)의 액정 디스플레이에 상용되는 화소전극의 도식도로서, 도면에서는 하나의 화소전극을 도시하였다. 종래의 이러한 PSVA 모드의 액정 디스플레이에서, 그 화소전극은 "米"자 형태로 설계되어, 중간의 수직지(80), 수평지(81) 및 x축과의 사잇각이 ±45도, ±135도인 분지(82)의 3부분으로 구성된다. 그 중 수직지(80)와 수평지(81)가 화소면적을 평균적으로 4개의 영역으로 분할하며, 각 영역마다 45도로 경사진 분지(82)가 고르게 배치된다.
도 2는 도 1의 화소전극에 전압을 인가한 후의 액정 배향이 도치된 도식도로서, 도 2는 도 1의 화소전극에 4V의 전압을 인가한 후, 액정분자(90)가 화소전극 외측으로부터 점차 내측으로 기울어지는 것을 도시하였다. 기울어지는 각도는 노치 방향을 따르며(즉 분지(82)를 따르는 방향, 도면 중 화살표 방향), 4개 영역의 액정이 기울어지는 방향은 각각 ±45도, ±135도이고, 모두 화소의 중앙 영역을 향한다. 상기 도면에 도시된 액정의 도치(倒向) 방향과 x축의 사잇각은 제 1 사분면(象限)은 -135도, 제 2 사분면은 -45도, 제 3 사분면은 45도, 제 4 사분면은 135도이다. 종래의 PSVA 제조 과정은 화소전극을 "米"자 형태로 설계하여 액정 분자의 배향을 제어함으로써 대시야각의 색상변이 문제를 개선하였다.
그러나 종래의 이러한 방식은 전극 설계에 강력히 의존하므로, 디스플레이 영역에 뚜렷한 명암 줄무늬가 발생할 수 있으며, 이렇게 되면 광선의 투과율이 저하되어 디스플레이 효과와 휘도에 영향을 미칠 수 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술문제는, 배향 효과가 우수하고, 또한 대시야각의 색상 변이를 개선하고 개구율을 향상시킬 수 있는 액정 디스플레이 장치 및 그 제조방법을 제공하고자 하는데 그 목적이 있다.
상기 기술문제를 해결하기 위하여, 본 발명은 액정 디스플레이 장치를 제공하며, 이는 제 1 전극층과 상기 제 1 전극층을 피복하는 제 1 배향층을 구비하고, 블랙매트릭스와 포토스페이서가 더 설치되는 TFT 어레이 기판; 제 2 전극층과 상기 제 2 전극층을 피복하는 제 2 배향층을 구비한 CF 기판; 상기 TFT 어레이 기판의 제 1 배향층과 상기 CF 기판의 제 2 배향층 사이에 배치되는 액정층; 을 포함하며, 그 중 상기 제 1 배향층과 상기 제 2 배향층은 적어도 하나의 분할영역으로 분할되어, 각각의 분할영역마다 복수의 배향영역으로 나뉘며, 상기 제 1 배향층과 상기 제 2 배향층이 서로 대응되는 배향영역의 기설정 배향방향은 서로 수직으로 이루고; 상기 제 1 배향층과 상기 제 2 배향층의 각 배향영역은 상이한 방향의 직선 편광을 이용하여 조사되며, 상기 각각의 배향영역에 조사되는 직선 편광의 편광 방향과 상기 배향방향이 서로 적용함으로써, 상기 제 1 배향층과 상기 제 2 배향층에 각 배향영역에 대응하는 기설정 배향방향을 갖는 배향막이 형성된다.
그 중, 상기 TFT 어레이 기판은 유리기판, 게이트라인, 절연층, 반도체층, 데이터라인 및 부동태화층을 더 포함하며, 그 중, 상기 절연층과 부동태화층 사이에 컬러필터층이 설치된다.
그 중, 상기 블랙매트릭스는 상기 TFT 어레이 기판의 부동태화층의 상측에 설치되거나; 또는 상기 TFT 어레이 기판의 유리기판 상측, 게이트라인 하측에 설치되거나; 또는 상기 TFT 어레이 기판의 유리기판 상측, 게이트라인의 양측에 설치되거나; 또는 상기 TFT 어레이 기판의 컬러필터층과 데이터라인 사이에 설치된다.
그 중, 상기 포토스페이서는 상기 블랙매트릭스의 상측에 설치되거나; 또는 상기 TFT 어레이 기판의 부동태화층의 상측에 설치된다.
그 중, 상기 각각의 분할영역은 2줄의 서로 수직을 이루는 분할선에 의해 4개의 배향영역으로 분할되며, 상기 4개의 배향영역 중 적어도 2개의 배향영역의 기설정 배향방향은 상이하다.
그 중, 상기 제 1 전극층은 화소전극층이고, 상기 제 2 전극층은 공통전극층이다.
본 발명은 액정 디스플레이 장치를 더 제공하며, 이는 제 1 전극층과 상기 제 1 전극층을 피복하는 제 1 배향층을 구비하고, 블랙매트릭스와 포토스페이서가 더 설치되는 TFT 어레이 기판; 제 2 전극층과 상기 제 2 전극층을 피복하는 제 2 배향층을 구비한 CF 기판; 상기 TFT 어레이 기판의 제 1 배향층과 상기 CF 기판의 제 2 배향층 사이에 배치되는 액정층; 을 포함하며, 그 중 상기 제 1 배향층과 상기 제 2 배향층은 적어도 하나의 분할영역으로 분할되어, 각각의 분할영역마다 복수의 배향영역으로 나뉘며, 상기 제 1 배향층과 상기 제 2 배향층의 서로 대응되는 배향영역의 기설정 배향방향은 서로 수직을 이루고; 상기 각각의 분할영역은 2줄의 서로 수직을 이루는 분할선에 의해 4개의 배향영역으로 분할되며, 상기 4개의 배향영역 중 적어도 2개의 배향영역의 기설정 배향방향은 상이하고; 상기 제 1 배향층과 상기 제 2 배향층의 각 배향영역은 상이한 방향의 직선 편광을 이용하여 조사되며, 상기 각각의 배향영역에 조사되는 직선 편광의 편광 방향과 상기 배향방향이 서로 적용함으로써 상기 제 1 배향층과 상기 제 2 배향층에 각 배향영역에 대응하는 기설정 배향방향을 갖는 배향막이 형성된다.
본 발명은 액정 디스플레이 장치의 제조방법을 더 제공하며, 이는
TFT 어레이 기판과 CF 기판을 제공하여, 상기 TFT 어레이 기판의 제 1 전극층에 편광 민감 소재를 도포하여 제 1 배향층을 형성하고, 상기 CF 기판의 제 2 전극층에 편광 민감 소재를 도포하여 제 2 배향층을 형성하는 단계;
상기 제 1 배향층과 상기 제 2 배향층을 적어도 하나의 분할영역으로 분할하고, 각 분할영역마다 복수의 배향영역을 포함하며, 상기 제 1 배향층과 상기 제 2 배향층이 서로 대응되는 배향영역의 기설정 배향방향이 서로 수직을 이루도록 하는 단계;
상기 제 1 배향층과 상기 제 2 배향층의 각 배향영역에 상이한 방향의 직선 편광을 이용하여 조사하고, 상기 각각의 배향영역에 조사되는 직선 편광의 편광 방향이 상기 배향방향과 적용하도록 함으로써, 상기 제 1 배향층과 상기 제 2 배향층에 각 배향영역에 대응하는 기설정 배향방향을 갖는 배향막을 형성하는 단계;
상기 TFT 어레이 기판상의 제 1 전극층과 CF 기판상의 제 2 전극층을 통전시켜 액정셀 중의 액정분자가 배향을 완료하도록 하는 단계;
블랙매트릭스를 상기 TFT 어레이 기판에 설치하는 단계; 및
포토스페이서를 상기 TFT 어레이 기판에 설치하는 단계; 를 포함한다.
그 중, 블랙매트릭스를 TFT 어레이 기판의 부동태화층의 상측에 설치하거나; 또는 TFT 어레이 기판의 유리기판 상측, 게이트라인 하측에 설치하거나; 또는 TFT 어레이 기판의 유리기판 상측, 게이트라인의 양측에 설치하거나; 또는 TFT 어레이 기판의 컬러필터층과 데이터라인 사이에 설치한다.
그 중, 포토스페이서를 상기 블랙매트릭스 상측에 설치하거나; 또는 상기 TFT 어레이 기판의 부동태화층의 상측에 설치한다.
그 중, 상기 TFT 어레이 기판에 편광 민감 소재를 도포하여 제 1 배향층을 형성하기 전,
상기 TFT 어레이 기판의 절연층과 부동태화층 사이에 컬러필터층을 형성하는 단계; 를 더 포함한다.
본 발명을 실시하면 다음과 같은 유익한 효과가 있다.
먼저, 본 발명의 실시예에서, TFT 어레이 기판의 제 1 배향층과 CF 기판의 제 2 배향층에 상이한 방향의 직선 편광을 조사함으로써, 특정 배향 방향의 배향층을 형성하므로, 화소전극에 대해 특별한 설계를 할 필요가 없어, 종래 기술 중 화소전극으로 인한 명암 줄무늬를 방지할 수 있어 광선의 투과율을 향상시킬 수 있다.
다음으로, 본 발명의 실시예에서, 제 1 배향층의 각 분할영역 중의 각 배향영역의 기설정 배향방향, 및 제 2 배향층의 각 분할영역 중의 각 배향영역의 기설정 배향방향을 모두 원활하게 설치할 수 있어, 액정셀 중 각 화소 구조 중의 4개의 영역의 배향을 매우 원활하게 구현할 수 있는 동시에, 대시야각의 색상변이를 개선할 수 있다.
세 번째로, TFT 어레이 기판에 블랙매트릭스를 설치하여, TFT 어레이 기판과 CF 기판 간의 위치가 어긋남으로 인해 화소영역의 개구율이 감소하는 문제를 방지할 수 있다.
네 번째로, 포토스페이서를 TFT 어레이 기판에 설치하여, TFT 어레이 기판과 CF 기판 사이의 위치가 어긋남으로 인해 화소영역의 특이선(暗線)(disclination line)이 발생하는 것을 방지하고, 배향 불량을 방지할 수 있다.
본 발명의 실시에 또는 종래 기술 중의 기술방안을 더욱 명확히 설명하기 위하여, 이하 실시예 또는 종래 기술에 대한 설명에서 사용이 필요한 도면에 대해 간단히 소개하며, 이하 묘사되는 도면은 단지 본 발명의 약간의 실시예일 뿐으로서, 본 분야의 보통 기술자에게 있어서, 창조적인 노력을 필요로 하지 않는다는 전제 하에, 이러한 도면에 따라 기타 도면을 획득할 수도 있음은 자명하다.
도 1은 종래의 PSVA 모드 액정 디스플레이 장치의 화소전극 도식도이다.
도 2는 도 1의 화소전극에 전압을 인가한 후 액정 도치(倒向)된 도식도이다.
도 3은 본 발명이 제공하는 액정 디스플레이 장치의 실시예 중 화소구조의 도식도이다.
도 4는 본 발명이 제공하는 액정 디스플레이 장치의 실시예 중 도 3의 A-A방향에 따른 단면도이다.
도 5는 본 발명이 제공하는 액정 디스플레이 장치의 배향 원리 소개 중 제 1 실시예의 TFT 어레이 기판의 분할영역 도식도이다.
도 6은 본 발명이 제공하는 액정 디스플레이 장치의 배향 원리 소개 중 제 1 실시예의 CF 기판의 분할영역 도식도이다.
도 7은 본 발명이 제공하는 액정 디스플레이 장치의 배향 원리 소개 중 제 1 실시예의 CF 기판에 직선 편광을 조사하는 도식도이다.
도 8은 본 발명이 제공하는 액정 디스플레이 장치의 배향 원리 소개 중 제 1 실시예의 액정 배향 결과도이다.
도 9는 본 발명이 제공하는 액정 디스플레이 장치의 배향 원리 소개 중 제 2 실시예의 TFT 어레이 기판의 분할영역 도식도이다.
도 10은 본 발명이 제공하는 액정 디스플레이 장치의 배향 원리 소개 중 제 2 실시예의 CF 기판의 분할영역 도식도이다.
도 11은 본 발명이 제공하는 액정 디스플레이 장치의 배향 원리 소개 중 제 2 실시예의 액정 배향 결과도이다.
도 12는 본 발명이 제공하는 액정 디스플레이 장치의 배향 원리 소개 중 제 3 실시예의 TFT 어레이 기판의 분할영역 도식도이다.
도 13은 본 발명이 제공하는 액정 디스플레이 장치의 배향 원리 소개 중 제 3 실시예의 CF 기판의 분할영역 도식도이다.
도 14는 본 발명이 제공하는 액정 디스플레이 장치의 배향 원리 소개 중 제 3 실시예의 액정 배향 결과도이다.
도 15는 본 발명이 제공하는 액정 디스플레이 장치의 다른 실시예의 단면도이다.
도 16은 본 발명이 제공하는 액정 디스플레 장치의 또 다른 실시예의 단면도이다.
도 17은 본 발명이 제공하는 액정 디스플레이 장치의 제조방법의 주 흐름도이다.
이하 각 실시예의 설명은 본 발명 중 실시할 수 있는 특정 실시예를 도시한 도면을 참조한다. 본 발명에서 언급하는 방향 용어, 예를 들어 '상', '하', '전', '후', '좌', '우', '내', '외', '측면' 등은 단지 추가된 도면의 참고 방향일 뿐이다. 따라서, 사용되는 방향 용어는 본 발명을 설명 및 이해하기 위한 것일 뿐, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다.
도 3 및 도 4는 본 발명이 제공하는 액정 디스플레이 장치의 실시예의 구조도로서, 상기 액정 디스플레이 장치는,
제 1 전극층(15)과 제 1 전극층(15)을 피복하는 제 1 배향층(19)을 구비하고, 블랙 매트릭스(Black Matrix)(22)와 포토스페이서(Photo Spacer)(30)가 더 설치되는 TFT 어레이 기판(1);
제 2 전극층(24)과 제 2 전극층(24)을 피복하는 제 2 배향층(29)을 구비하는 CF(Color Filter, 컬러필터) 기판(2);
TFT 어레이 기판(1)의 제 1 배향층(19)과 CF 기판(2)의 제 2 배향층(29) 사이에 배치되는 액정층(3); 을 포함하며,
그 중, 제 1 배향층(19)과 제 2 배향층(29)은 적어도 하나의 분할영역으로 분할되어, 각각의 분할영역마다 복수의 배향영역으로 나뉘며, 제 1 배향층(19)과 제 2 배향층(29)의 서로 대응되는 배향영역의 기설정 배향방향은 서로 수직으로 이루고;
제 1 배향층(19)과 제 2 배향층(29)의 각 배향영역에 대하여 상이한 방향의 직선 편광을 이용하여 조사되며, 상기 각각의 배향영역에 조사되는 직선 편광의 편광 방향과 배향방향이 서로 적용함으로써, 제 1 배향층(19)과 제 2 배향층(29)에 각 배향영역에 대응하는 기설정 배향방향을 갖는 배향막이 형성된다.
이하 구체적인 실시예를 결합하여, 먼저 상기 제 1 배향층과 제 2 배향층의 배향 원리 및 과정을 설명한다.
도 5 내지 도 8은 본 발명의 제 1 실시예를 도시한 것이다. 상기 실시예에서, 도 5에 도시된 바와 같이, TFT 어레이 기판(1)의 제 1 배향층은 복수의 분할영역(10)으로 분할되며, 각 분할영역(10)마다 복수의 배향영역(100)을 더 포함한다. 도 5에서, 각각의 분할영역(10)은 2줄의 서로 수직을 이루는 분할선을 통해 4개의 배향영역(100)으로 나뉘며(도면에서는 하나의 분할영역(10)이 4개의 배향영역으로 분할되는 상황만 도시하였으며, 여기서는 단지 예로 든 것일 뿐이다), 그 중, 각각의 배향영역(100)마다 하나의 배향방향이 미리 설정된다(도면 중 화살표로 표시). 하나의 분할영역(10) 중의 적어도 2개의 배향영역(100)의 기설정 배향 방향은 상이하며, 그 중, 좌측의 2개의 배향영역(100)의 기설정 배향방향은 상측을 향하고, 우측의 2개의 배향영역(100)의 기설정 배향방향은 하측을 향한다.
마찬가지로, 도 6에 도시된 바와 같이, CF 기판(2)의 제 2 배향층은 복수의 분할영역(20)으로 분할되며, 각 분할영역(20)마다 복수의 배향영역(200)을 더 포함한다. 도 6에서, 각각의 분할영역(20)은 2줄의 서로 수직을 이루는 분할선을 통해 4개의 배향영역(200)으로 나뉘며, 그 중, 각각의 배향영역(200)마다 하나의 배향방향이 미리 설정된다(도면 중 화살표로 표시). 하나의 분할영역(20) 중의 적어도 2개의 배향영역(200)의 기설정 배향 방향은 상이하며, 그 중, 상측의 2개의 배향영역(200)의 기설정 배향방향은 우측을 향하고, 하측의 2개의 배향영역(200)의 기설정 배향방향은 좌측을 향한다.
그 중, 제 1 배향층의 각 배향영역(100)과 제 2 배향층의 서로 대응되는 각 배향영역(200)의 기설정 배향방향은 서로 수직이다.
도 7은 직선 편광을 이용하여 기판을 조사하는 도식도이다. 그 중, 상기 직선 편광은 자외선(UV)을 이용하며; 도 7은 자외선이 도 6 중의 CF 기판(2)의 제 2 배향층 중 하나의 분할영역(20) 중의 하측 배향영역(200)을 조사하는 상황을 도시한 것이다. 그 중, 화살표 방향은 직선 편광의 조사 방향이고, 그 위의 검정색 가로선은 직선 편광의 편광 방향을 나타낸 것이며, 본 실시예에서, 직선 편광의 편광방향이 제 2 배향층의 분할영역(20) 중 하측 배향 영역(200)의 기설정 배향방향과 적용하도록(예를 들어 동일하도록) 보장함으로써, 직선 편광의 조사를 통해, 상기 배향영역(200)에 기설정 배향방향을 갖는 배향막이 형성되도록 할 수 있다.
같은 이치로, 기타 상이한 방향의 직선 편광을 이용하여 제 2 배향층의 각 분할영역(20) 중의 기타 배향영역(200)을 조사하여, 제 2 배향층에 기설정 배향방향을 갖는 배향막이 형성되도록 하여야 하며; 이와 동시에 직선 편광을 이용하여 제 1 배향층의 각 분할영역(10)의 각 배향영역(100)을 조사하여, 제 1 배향층에 기설정 배향방향을 갖는 배향막이 형성되도록 하여야 한다.
도 8은 본 발명이 제공하는 액정 디스플레이 장치 중 제 1 실시예의 액정 배향 결과도이다. 배향막이 형성된 후, TFT 기판상의 제 1 전극과 CF 기판상의 제 2 전극을 통전시키는 단계를 통해, 액정셀 중의 액정 분자의 배향을 완료한다. 제 1 배향층의 각 배향영역(100)과 서로 대응되는 제 2 배향층의 각 배향영역(200)의 기설정 배향방향이 수직을 이루기 때문에, 제 1 배향층과 제 2 배향층의 작용하에, 액정셀 중 각 배향영역에 대응하는 액정분자에 도치가 발생하면서 배향이 완료될 수 있다. 도 8은 도 5 및 도 6 중의 분할영역 부위에 대응되는 액정분자의 배향 도식도이다. 최종적으로 제 3 사분면 중의 액정분자는 X축과 a각도를 형성하고, 제 1 사분면 중의 액정분자는 X축과 -a각도를 형성하며, 제 2 사분면 중의 액정분자는 X축과 (a-180)각도를 형성하고, 제 4 사분면 중의 액정분자는 X축과 (180-a)각도를 형성함으로써 대시야각의 색상변이 문제를 개선할 수 있다. 기타 분할영역 부위의 액정분자의 배향 역시 이와 유사하다.
도 9 내지 도 11은 본 발명의 제 2 실시예를 도시한 것이다. 상기 실시예에서, TFT 어레이 기판(1)의 제 1 배향층의 하나의 분할영역(10) 중, 그 상측의 2개의 배향영역(100)의 기설정 배향방향은 하측을 향하고, 하측의 2개의 배향영역(100)의 기설정 배향방향은 상측을 향하며; CF 기판(2)의 제 2 배향층의 상응하는 분할영역(20) 중, 그 우측의 2개의 배향영역(200)의 기설정 배향방향은 좌측을 향하고, 좌측의 2개의 배향영역(200)의 기설정 배향방향은 우측을 향한다. 최종적으로 액정 디스플레이 장치의 대응되는 영역의 액정분자는 배향 종료 후 모두 중심 위치를 향하게 되며(도 11 참조), 그 중 제 1 사분면 부위의 액정 분자는 X축과 c각도를 형성한다.
도 12 내지 도 14는 본 발명의 제 3 실시예를 도시한 것이다. 상기 실시예에서, TFT 어레이 기판(1)의 제 1 배향층의 하나의 분할영역(10) 중, 그 우측의 2개의 배향영역(100)의 기설정 배향방향은 우측을 향하고, 좌측의 2개의 배향영역(100)의 기설정 배향방향은 좌측을 향하며; CF 기판(2)의 제 2 배향의 상응하는 분할영역(20) 중, 그 상측의 2개의 배향영역(200)의 기설정 배향방향은 상측을 향하고, 하측의 2개의 배향영역(200)의 기설정 배향방향은 하측을 향한다. 최종적으로 액정 디스플레이 장치의 대응되는 영역의 액정분자는 배향 종료 후 모두 중심 위치에서 멀어지게 되며(도 14 참조), 그 중 제 1 사분면 부위의 액정분자는 X축과 b 각도를 형성한다.
상기 3개의 실시예는 단지 예를 든 것일 뿐, 본 발명의 기타 실시예에서, 제 1 배향층의 각 분할영역 중의 각 배향영역의 기설정 배향방향은 필요에 따라 조정할 수 있으며, 같은 이치로, 그와 대응되는 제 2 배향층상의 배향영역의 기설정 배향방향 역시 적응성 있게 변동 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
그 중, 일 실시예에서, 제 1 전극층(15)은 화소전극층이고; 제 2 전극층(24)은 공통 전극층이다. 그 중, 배향층의 각 분할영역의 크기는 TFT 어레이 기판(1)의 하나의 화소구조의 크기 및 위치와 대응될 수 있다.
이하 본 발명이 제공하는 액정 디스플레이 장치의 구조를 더욱 구체적으로 소개한다. 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 TFT 어레이 기판(1)은
유리기판(11) 및 상기 유리기판(11)에 설치되는 게이트라인(13)과 공통전극(14)을 더 포함한다. 그 위에 절연층(16)이 피복되고, 게이트라인(13) 직상부의 절연층(16)에 반도체층(17)이 더 설치되며, 반도체층(17)에 드레인과 소스를 형성하기 위한 데이터라인(12)이 설치된 후, 그 위에 부동태화층(180)이 설치되고, 부동태화층(180)에 화소전극(15)이 형성되며, 제 1 배향층(19)이 화소전극(15)의 상측에 설치된다.
액정 셀(액정층) 상하면의 평탄화를 구현하기 위하여, 컬러필터층(18)을 TFT 어레이 기판(1)의 절연층(16)과 부동태화층(180) 사이에 설치하여야 한다.
CF 기판(2)은 구체적으로 유리기판(21), 및 유리기판(21)의 상측에 피복되는 공통전극층(24)을 포함하며; 그 중, 제 2 배향층(29)은 공통전극층(24)의 상측에 설치된다.
액정층(3)은 구체적으로 액정분자(미도시) 및 포토스페이서(30)를 포함한다.
본 발명에서, TFT 어레이 기판(1)과 CF 기판(2) 간의 위치가 어긋남으로 인해 화소영역의 개구율이 감소하는 문제를 방지하기 위하여, TFT 어레이 기판에 블랙매트릭스(22)를 설치하였다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 실시예에서, 블랙매트릭스(22)는 TFT 어레이 기판(1)의 부동태화층(180)의 상측에 설치되며, CF 기판(2)에는 블랙매트릭스가 설치되지 않는다.
도 15는 본 발명이 제공하는 액정 디스플레이 장치의 다른 실시예의 단면도이다. 상기 실시예와 도 4에 도시된 실시예의 주요 차이점은, 본 실시예에서, 블랙매트릭스(22)는 TFT 어레이 기판(1)의 유리기판(1) 상측, 게이트라인(13)의 하측에 설치되고; CF 기판(2)에는 블랙매트릭스가 설치되지 않는다는데 있으며, 기타 구조는 도 4의 실시예와 동일하므로, 여기서는 상세한 설명을 생략하며, 도 4의 소개를 참조할 수 있다.
도 16은 본 발명이 제공하는 액정 디스플레이 장치의 또 다른 실시예의 단면도이다. 상기 실시예에서, 도 4에 도시된 실시예와의 주요 차이점은, 본 실시예에서, 블랙매트릭스(22)는 TFT 어레이 기판(1)의 유리기판(1) 상측, 게이트라인(13)의 양측에 설치되고; CF 기판(2)에는 블랙매트릭스가 설치되지 않는다는데 있으며, 기타 구조는 도 4의 실시예와 동일하므로, 여기서는 상세한 설명을 생략하며, 도 4의 소개를 참조할 수 있다.
기타 실시예에서, 필요에 따라 블랙매트릭스(22)를 TFT 어레이 기판(1)의 기타 위치에 설치할 수도 있으며, 예를 들어 블랙매트릭스(22)를 TFT 어레이 기판(1)의 컬러필터층(18)과 데이터라인(12) 사이에 설치할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 설치 위치는 전술한 설명을 참조할 수 있으며, 역시 동일한 효과를 얻을 수 있으므로, 여기서는 중복 설명을 생략한다.
다시 도 4, 도 15 및 도 16을 참조하면, 본 발명은 포토스페이서(30)(Photo Spacer)를 TFT 어레이 기판(1)에 더 설치하며, 구체적으로, 도 4는 포토스페이서(30)를 블랙매트릭스(22)의 상측에 설치한 것이고, 도 15와 도 16은 포토스페이서를 부동태화층(180)의 상측에 설치한 것이다. 포토스페이서(30)(Photo Spacer)를 TFT 어레이 기판(1)에 설치하는 목적은, CF 기판(2)과 TFT 어레이 기판(1)의 위치가 어긋남으로 인해 화소영역에 특이선(disclination line)이 발생하는 것을 방지하고자 하는데 있다. 포토스페이서(30)는 높이가 비교적 높기 때문에 그 부근의 액정 셀 내의 평탄도를 변경시켜 배향 불량을 초래할 수 있다. 일반적으로 포토스페이서(30)는 디스플레이 영역에서 일정 거리만큼 떨어진 외측에 설치되나, 만약 포토스페이서(30)가 CF 기판(2)에 설치될 경우, CF 기판(2)과 TFT 어레이 기판(1)의 위치가 어긋날 때, 포토스페이서(30)가 TFT 어레이 기판(1)의 디스플레이 영역으로 진입하여 배향 불량을 초래할 가능성이 있다(특이선은 바로 액정 배향의 불량으로 인한 것이다). 포토스페이서(30)는 CF 기판(2)과 접촉될 수도 있고, 일정 거리를 유지할 수도 있다.
전술한 배향 원리, 과정 및 액정 디스플레이 장치 구조의 소개를 바탕으로, 본 발명은 상기 액정 디스플레이 장치의 제조방법을 더 제공한다. 도 17은 본 발명이 제공하는 액정 디스플레이 장치의 제조방법의 실시예의 주 흐름도이다. 상기 실시예에서, 상기 제조방법은 이하 단계를 포함한다.
단계 S10: TFT 어레이 기판과 CF 기판을 제공하여, TFT 어레이 기판의 제 1 전극층에 편광 민감 소재를 도포하여 제 1 배향층을 형성하고, CF 기판의 제 2 전극층에 편광 민감 소재를 도포하여 제 2 배향층을 형성하는 단계;
단계 S11: 제 1 배향층과 제 2 배향층을 적어도 하나의 분할영역으로 분할하고, 각 분할영역에 복수의 배향영역을 포함하며, 제 1 배향층과 제 2 배향층의 서로 대응되는 배향 영역의 기설정 배향 방향이 서로 수직을 이루도록 하는 단계;
단계 S12: 제 1 배향층과 제 2 배향층의 각 배향 영역마다 상이한 방향의 직선 편광을 이용하여 조사하고, 각각의 배향영역에 조사되는 직선 편광의 편광 방향과 배향방향이 서로 적용하도록 함으로써, 제 1 배향층과 제 2 배향층에 각 배향영역에 대응하는 기설정 배향방향을 갖는 배향막이 형성되도록 하는 단계;
단계 S13: TFT 어레이 기판상의 제 1 전극층과 CF 기판상의 제 2 전극층을 통전시켜, 액정셀 중의 액정분자의 배향이 완료되도록 하는 단계;
단계 S14: 블랙매트릭스를 TFT 어레이 기판에 설치하는 단계;
단계 S15: 포토스페이서를 TFT 어레이 기판에 설치하는 단계.
구체적으로, 단계 S14에서, 블랙매트릭스는 TFT 어레이 기판의 부동태화층의 상측에 설치되거나; 또는 TFT 어레이 기판의 유리기판의 상측, 게이트라인의 하측에 설치되거나; 또는 TFT 어레이 기판의 유리기판의 상측, 게이트라인의 양측에 설치되거나; 또는 TFT 어레이 기판의 기타 위치, 예를 들어 TFT 어레이 기판의 컬러필터층과 데이터라인 사이에 설치된다.
단계 S15에서, 포토스페이서는 블랙매트릭스의 상측에 설치되거나; 또는 TFT 어레이 기판의 부동태화층의 상측에 설치된다.
주의해야 할 점으로, 본 발명의 제조방법 중, TFT 어레이 기판에 편광 민감 소재를 도포하여 제 1 배향층을 형성하기 전,
TFT 어레이 기판의 절연층과 부동태화층 사이에 컬러필터층을 형성하는 단계를 더 포함하며, 본 발명은 컬러필터층을 TFT 어레이 기판에 설치하는 방식을 통하여, 액정 셀의 상하면의 평탄화 처리를 구현할 수 있으며, 따라서 단계 S13에서 더욱 우수한 배향 효과를 획득할 수 있다.
그 중, 실시예에서, 제 1 전극층(15)은 화소전극층이고; 제 2 전극층(24)은 공통전극층이다. 그 중, 배향층의 각 분할영역의 크기는 TFT 어레이 기판(1)의 하나의 화소구조의 크기 및 위치와 서로 대응될 수 있다.
제 1 배향층과 제 2 배향층의 배향 원리 및 과정에 관해서는 도 5 내지 도 14의 소개를 참조할 수 있으며, 여기서는 중복 설명을 생략한다.
본 발명을 실시하면 다음과 같은 유익한 효과가 있다.
먼저, 본 발명의 실시예에서, TFT 어레이 기판의 제 1 배향층과 CF 기판의 제 2 배향층에 상이한 방향의 직선 편광을 조사함으로써, 특정 배향 방향의 배향층을 형성하므로, 화소전극에 대해 특별한 설계를 할 필요가 없어, 종래 기술 중 화소전극으로 인한 명암 줄무늬를 방지할 수 있어 광선의 투과율을 향상시킬 수 있다.
다음으로, 본 발명의 실시예에서, 제 1 배향층의 각 분할영역 중의 각 배향영역의 기설정 배향방향, 및 제 2 배향층의 각 분할영역 중의 각 배향영역의 기설정 배향방향을 모두 원활하게 설치할 수 있어, 액정셀 중 각 화소 구조 중의 4개의 영역의 배향을 매우 원활하게 구현할 수 있는 동시에, 대시야각의 색상변이를 개선할 수 있다.
세 번째로, TFT 어레이 기판에 블랙매트릭스를 설치하여, TFT 어레이 기판과 CF 기판 간의 위치가 어긋남으로 인해 화소영역의 개구율이 감소하는 문제를 방지할 수 있다.
네 번째로, 포토스페이서를 TFT 어레이 기판에 설치하여, TFT 어레이 기판과 CF 기판 사이의 위치가 어긋남으로 인해 화소영역에 특이선이 발생하는 것을 방지하고, 배향 불량을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서, 컬러필터층을 TFT 어레이 기판에 설치함으로써, 액정 셀(액정층)의 상하면의 평탄화를 구현할 수 있으며, 액정 배향의 효과를 향상시킬 수 있다.
이상에 공개된 내용은 단지 본 발명의 바람직한 실시예일 뿐이며, 물론 이로써 본 발명의 청구범위를 한정할 수는 없다. 따라서 동등한 변화는 여전히 본 발명이 커버하는 범위에 속한다.

Claims (11)

  1. 제 1 전극층(15)과 상기 제 1 전극층(15)을 피복하는 제 1 배향층(19)을 구비하고, 그 위에 블랙 매트릭스(22)와 포토스페이서(30)가 더 설치되는 TFT 어레이 기판(1);
    제 2 전극층(24)과 상기 제 2 전극층(24)을 피복하는 제 2 배향층(29)을 구비하는 CF 기판(2);
    상기 TFT 어레이 기판(1)의 제 1 배향층(19)과 상기 CF 기판(2)의 제 2 배향층(29) 사이에 배치되는 액정층(3); 을 포함하되,
    상기 제 1 배향층(19)과 상기 제 2 배향층(29)은 적어도 하나의 분할영역(10, 20)으로 분할되어, 각각의 분할영역마다 복수의 배향영역(100, 200)으로 나뉘며, 상기 제 1 배향층(19)과 상기 제 2 배향층(29)의 서로 대응되는 배향영역(100, 200)의 기설정 배향방향은 서로 수직으로 이루고;
    상기 제 1 배향층(19)과 상기 제 2 배향층(29)의 각 배향영역(100, 200)에 대하여 각각 상이한 방향의 직선 편광(線偏振光)을 이용하여 조사되며; 상기 각각의 배향영역에 조사되는 직선 편광의 편광 방향과 상기 배향방향이 서로 적용함으로써, 상기 제 1 배향층(19)과 상기 제 2 배향층(29)에 각 배향영역(100, 200)에 대응하는 기설정 배향방향을 갖는 배향막이 형성되는 액정 디스플레이 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 TFT 어레이 기판(1)은 유리기판(11), 게이트라인(13), 절연층(16), 반도체층(17), 데이터라인(12) 및 부동태화층(180)을 더 포함하며, 상기 절연층(16)과 부동태화층(180) 사이에 컬러필터층(18)이 설치되는 액정 디스플레이 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 블랙매트릭스(22)는 상기 TFT 어레이 기판(1)의 부동태화층(180)의 상측에 설치되거나; 또는 상기 TFT 어레이 기판(1)의 유리기판(11) 상측, 게이트라인(13)의 하측에 설치되거나; 또는 상기 TFT 어레이 기판(1)의 유리기판(11) 상측, 게이트라인(13)의 양측에 설치되거나; 또는 상기 TFT 어레이 기판(1)의 컬러필터층(18)과 데이터라인(12) 사이에 설치되는 액정 디스플레이 장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 포토스페이서(30)는 상기 블랙매트릭스(22)의 상측에 설치되거나; 또는 상기 TFT 어레이 기판(1)의 부동태화층(180)의 상측에 설치되는 액정 디스플레이 장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 각각의 분할영역(10, 20)은 2줄의 서로 수직을 이루는 분할선에 의해 4개의 배향영역으로 분할되며, 상기 4개의 배향영역 중 적어도 2개의 배향영역의 기설정 배향방향은 상이한 액정 디스플레이 장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 전극층(15)은 화소전극층이고, 상기 제 2 전극층(24)은 공통전극층인 액정 디스플레이 장치.
  7. 제 1 전극층(15)과 상기 제 1 전극층(15)을 피복하는 제 1 배향층(19)을 구비하고, 그 위에 블랙 매트릭스(22)와 포토스페이서(30)가 더 설치되는 TFT 어레이 기판(1);
    제 2 전극층(24)과 상기 제 2 전극층(24)을 피복하는 제 2 배향층(29)을 구비하는 CF 기판(2);
    상기 TFT 어레이 기판(1)의 제 1 배향층(19)과 상기 CF 기판(2)의 제 2 배향층(29) 사이에 배치되는 액정층(3); 을 포함하되,
    상기 제 1 배향층(19)과 상기 제 2 배향층(29)은 적어도 하나의 분할영역(10, 20)으로 분할되어, 각각의 분할영역마다 복수의 배향영역(100, 200)으로 나뉘며, 상기 제 1 배향층(19)과 상기 제 2 배향층(29)의 서로 대응되는 배향영역(100, 200)의 기설정 배향방향은 서로 수직을 이루고; 상기 각각의 분할영역(10, 20)은 2줄의 서로 수직을 이루는 분할선에 의해 4개의 배향영역으로 분할되며, 상기 4개의 배향영역 중 적어도 2개의 배향영역의 기설정 배향방향은 상이하고;
    상기 제 1 배향층(19)과 상기 제 2 배향층(29)의 각 배향영역(100, 200)에 대하여 상이한 방향의 직선 편광을 이용하여 조사되며, 상기 각각의 배향영역에 조사되는 직선 편광의 편광 방향과 상기 배향방향이 서로 적용함으로써, 상기 제 1 배향층(19)과 상기 제 2 배향층(29)에 각 배향영역(100, 200)에 대응하는 기설정 배향방향을 갖는 배향막이 형성되는 액정 디스플레이 장치.
  8. TFT 어레이 기판과 CF 기판을 제공하여, 상기 TFT 어레이 기판의 제 1 전극층에 편광 민감 소재를 도포하여 제 1 배향층을 형성하고, 상기 CF 기판의 제 2 전극층에 편광 민감 소재를 도포하여 제 2 배향층을 형성하는 단계;
    상기 제 1 배향층과 상기 제 2 배향층을 적어도 하나의 분할영역으로 분할하고, 각 분할영역마다 복수의 배향영역을 포함하며, 상기 제 1 배향층과 상기 제 2 배향층의 서로 대응되는 배향영역의 기설정 배향방향이 서로 수직을 이루도록 하는 단계;
    상기 제 1 배향층과 상기 제 2 배향층의 각 배향영역에 상이한 방향의 직선 편광을 이용하여 조사하고, 상기 각각의 배향영역에 조사되는 직선 편광의 편광 방향과 상기 배향방향이 서로 적용하도록 함으로써, 상기 제 1 배향층과 상기 제 2 배향층에 각 배향영역에 대응하는 기설정 배향방향을 갖는 배향막을 형성하는 단계;
    상기 TFT 어레이 기판상의 제 1 전극층과 CF 기판상의 제 2 전극층을 통전시켜 액정셀 중의 액정분자가 배향을 완료하도록 하는 단계;
    블랙매트릭스를 상기 TFT 어레이 기판에 설치하는 단계; 및
    포토스페이서를 상기 TFT 어레이 기판에 설치하는 단계; 를 포함하는 액정 디스플레이 장치의 제조방법.
  9. 제 8항에 있어서,
    블랙매트릭스를 TFT 어레이 기판의 부동태화층의 상측에 설치하거나; 또는 TFT 어레이 기판의 유리기판 상측, 게이트라인의 하측에 설치하거나; 또는 TFT 어레이 기판의 유리기판 상측, 게이트라인의 양측에 설치하거나; 또는 TFT 어레이 기판의 컬러필터층과 데이터라인 사이에 설치하는 제조방법.
  10. 제 9항에 있어서,
    포토스페이서를 상기 블랙매트릭스 상측에 설치하거나; 또는 상기 TFT 어레이 기판의 부동태화층의 상측에 설치하는 제조방법.
  11. 제 8항에 있어서,
    상기 TFT 어레이 기판에 편광 민감 소재를 도포하여 제 1 배향층을 형성하기 전,
    상기 TFT 어레이 기판의 절연층과 부동태화층 사이에 컬러필터층을 형성하는 단계를 더 포함하는 제조방법.
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