KR20170116273A - 액정 표시 장치 및 액정 표시 장치 제조방법 - Google Patents

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Abstract

액정 표시 장치 및 액정 표시 장치의 제조 방법이 제공된다. 액정 표시 장치는 기판, 상기 기판 상에 배치된 오버코트층, 상기 오버코트층 상에 배치된 화소 전극을 포함하되, 상기 화소 전극은 제1 방향 및 상기 제1 방향에 수직한 제2 방향으로 서로 교차하도록 연장되는 줄기 전극, 및 상기 줄기 전극으로부터 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향에 비스듬하게 연장되는 복수의 가지 전극을 포함하고, 상기 오버코트층은 베이스부 및 상기 베이스부의 표면으로부터 돌출된 릿지패턴을 포함하고, 상기 릿지패턴은 상기 가지 전극이 연장되는 방향과 상이한 방향으로 연장된 액정 표시 장치.

Description

액정 표시 장치 및 액정 표시 장치 제조방법{LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE AND MANUFACTURING METHOD OF LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}
본 발명은 액정 표시 장치 및 액정 표시 장치의 제조 방법에 관한 것이다.
액정 표시 장치는 현재 가장 널리 사용되고 있는 표시 장치 중 하나로서, 화소 전극과 공통 전극 등 전계 생성 전극이 형성되어 있는 두 장의 기판과 그 사이에 주입되어 있는 액정층으로 이루어지며, 전계 생성 전극에 전압을 인가하여 액정층에 전계를 형성하고, 이를 통하여 액정층의 액정의 배향을 결정하고 입사광의 편광을 제어함으로써 영상을 표시한다.
액정 표시 장치 중에서도 전기장이 인가되지 않은 상태에서 액정의 장축을 상하 기판에 대하여 수직을 이루도록 배열한 수직 배향 모드(vertically alignment mode) 액정 표시 장치가 개발되고 있다.
한편, 수직 배향 모드 액정 표시 장치는 정면 시인성에 비하여 측면 시인성이 나쁠 수 있다. 구체적으로, 저계조에서는 정면보다 측면에서 더욱 밝게 시인될 수 있다.
액정 표시 장치는, 정면과 측면 간의 밝기 차이가 크게 나타날수록 시인성이 악화된다.
따라서, 수직 배향 모드 액정 표시 장치에서 정면과 측면의 밝기 차이를 최소화화여 시인성을 개선할 수 있는 구조가 요구된다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 시인성이 개선된 액정 표시 장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 시인성이 개선된 액정 표시 장치의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치는 기판, 상기 기판 상에 배치된 오버코트층, 상기 오버코트층 상에 배치된 화소 전극을 포함하되, 상기 화소 전극은 제1 방향 및 상기 제1 방향에 수직한 제2 방향으로 서로 교차하도록 연장되는 줄기 전극, 및 상기 줄기 전극으로부터 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향에 비스듬하게 연장되는 복수의 가지 전극을 포함하고, 상기 오버코트층은 베이스부 및 상기 베이스부의 표면으로부터 돌출된 릿지패턴을 포함하고, 상기 릿지패턴은 상기 가지 전극이 연장되는 방향과 상이한 방향으로 연장된다.
또한, 상기 화소 전극은 상기 오버코트층의 표면을 따라 컨포멀하게 형성될 수 있다.
또한, 상기 릿지패턴은 상기 제2 방향을 따라 연장될 수 있다.
또한, 상기 화소 전극이 배치되는 영역 내에서 상기 릿지패턴 각각의 연장 길이는 서로 동일할 수 있다.
또한, 상기 줄기 전극은 상기 제1 방향으로 연장되는 제1 서브 줄기 전극, 상기 제2 방향으로 연장되는 제2 서브 줄기 전극, 상기 제1 및 제2 서브 줄기 전극의 연장선이 서로 교차하는 영역에 배치되는 제3 서브 줄기 전극을 포함하되, 상기 제1 서브 줄기 전극의 일부분은 상기 릿지패턴과 중첩하고, 상기 제2 서브 줄기 전극 및 상기 제3 서브 줄기 전극은 상기 릿지패턴과 중첩하지 않을 수 있다.
또한, 상기 릿지패턴은 복수의 상기 가지 전극과 중첩하도록 배치될 수 있다.
또한, 상기 줄기 전극은 상기 화소 전극이 배치되는 영역을 4개의 도메인 영역으로 구분하고, 각각의 상기 도메인 영역에서 상기 가지 전극은 서로 평행하게 배치될 수 있다.
또한, 상기 가지 전극은 상기 제1 방향과 30도 이상 50도 이하의 사이각을 형성할 수 있다.
또한, 상기 가지 전극은 상기 제1 방향과 35도의 사이각을 형성할 수 있다.
또한, 상기 기판에 수직한 방향으로 측정한 상기 릿지패턴의 두께는 상기 기판에 수직한 방향으로 측정한 상기 화소 전극의 두께보다 클 수 있다.
또한, 상기 릿지패턴의 단면은 사다리꼴 모양일 수 있다.
또한, 서로 이웃하는 상기 가지 전극 사이에는 슬릿이 정의될 수 있다.
또한, 상기 릿지패턴은 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향에 비스듬하게 연장될 수 있다.
또한, 상기 화소 전극이 배치되는 영역 내에서 상기 릿지패턴이 연장되는 길이는 서로 상이할 수 있다.
또한, 상기 오버코트층은 상기 릿지패턴을 구성하는 구성 물질과 상기 릿지패턴을 제외한 나머지 부분을 구성하는 구성 물질이 서로 동일할 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치는 제1 기판, 상기 제1 기판 상에 배치된 화소 전극, 상기 제1 기판에 대향하여 배치된 제2 기판, 상기 제1 기판과 대향하는 상기 제2 기판의 일면 상에 배치된 오버코트층, 상기 오버코트층 상에 배치된 되고 상기 오버코트층의 일면으로부터 상기 제1 기판을 향해 돌출된 복수의 릿지패턴, 상기 오버코트층 상에 배치된 공통 전극, 상기 제1 기판 및 상기 제2 기판 사이에 배치된 액정층을 포함하되, 상기 오버코트층은 베이스부 및 상기 베이스부의 일면으로부터 상기 제1 기판을 향해 돌출된 복수의 릿지패턴을 포함하고, 상기 공통 전극은 상기 오버코트층의 표면을 따라 컨포멀하게 형성된다.
또한, 상기 화소 전극은 제1 방향 및 상기 제1 방향에 수직한 제2 방향으로 서로 교차하도록 연장되는 줄기 전극, 상기 줄기 전극으로부터 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향에 비스듬하게 연장되는 복수의 가지 전극, 및 상기 가지 전극 사이의 개구된 영역인 슬릿을 포함하고, 상기 공통 전극은 통판 형상으로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 릿지 패턴은 상기 제2 방향으로 연장될 수 있다.
상기 다른 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법은 기판 상에 릿지패턴, 베이스부 및 컨택홀을 포함하는 오버코트층을 형성하는 단계, 상기 오버코트층 상에 화소 전극을 형성하는 단계를 포함하되, 상기 오버코트층을 형성하는 단계는 상기 기판 상에 유기 조성물을 도포하여 유기 조성물층을 형성하는 단계, 상기 유기 조성물층이 영역별로 서로 다른 두께를 갖도록 노광 및 현상하는 단계, 상기 유기 조성물층을 식각하여 상기 베이스부, 상기 릿지패턴 및 상기 오버코트층을 관통하는 상기 컨택홀을 형성하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 유기 조성물층이 영역별로 서로 다른 두께를 갖도록 노광 및 현상하는 단계는, 영역별로 광 투과율이 서로 다른 마스크를 사용하여 상기 유기 조성물층을 노광하되, 상기 마스크는 상기 릿지패턴과 중첩되는 영역에서 제1 투과율을 가지며, 상기 컨택홀과 중첩되는 영역에서 제2 투과율을 가지고, 상기 릿지패턴 및 상기 컨택홀 모두와 중첩되지 않는 영역에서 제3 투과율을 가지며, 상기 제1 내지 제3 투과율은 서로 상이할 수 있다.
기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면, 시인성이 개선된 액정 표시 장치를 제공할 수 있다.
또한, 시인성이 개선된 액정 표시 장치의 제조 방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 한 화소에 대한 레이아웃도이다.
도 2는 도 1의 Ⅰ-Ⅰ'를 따라 절단한 단면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 화소 전극을 확대하여 도시한 사시도이다.
도 4는 도 1의 액티브 영역에 배치되는 제1 오버코트층 및 화소 전극을 도시한 평면도이다.
도 5는 도 4의 Ⅱ-Ⅱ'를 따라 절단한 단면도이다.
도 6은 화소 전극에 상대적으로 낮은 전압이 제공되는 저계조에서 도 4의 제1 도메인 영역을 확대하여 도시한 확대 평면도이다.
도 7은 화소 전극에 상대적으로 작은 전압이 제공되는 고계조에서 도 4의 제1 도메인 영역을 확대하여 도시한 확대 평면도이다.
도 8 내지 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법을 나타낸 공정 단면도들이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 액티브 영역에 배치되는 제1 오버코트층 및 화소 전극을 도시한 평면도이다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 일 화소에 대하여 도 1의 Ⅰ-Ⅰ'선에 대응되는 선을 따라 절단한 단면도이다.
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 일 화소에 대하여 도 4의 Ⅱ-Ⅱ'에 대응되는 선을 따라 절단한 단면도이다.
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.
소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층의 "위(on)"로 지칭되는 것은 다른 소자 바로 위에 또는 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.
이하, 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예들에 대해 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 한 화소에 대한 레이아웃도이고, 도 2는 도 1의 Ⅰ-Ⅰ'를 따라 절단한 단면도이며, 도 3은 도 1에 도시된 화소 전극을 확대하여 도시한 사시도이고, 도 4는 도 1의 액티브 영역에 배치되는 제1 오버코트층 및 화소 전극을 도시한 평면도이며, 도 5는 도 4의 Ⅱ-Ⅱ'를 따라 절단한 단면도이다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치는 제1 표시 기판(100), 제2 표시 기판(300) 및 액정층(200)을 포함한다.
제1 표시 기판(100)은 화소 전극(190)에 제공되는 데이터 전압을 제어하기 위한 스위칭 소자인 박막 트랜지스터(167)가 배치되는 기판이고, 제2 표시 기판(300)은 제1 표시 기판(100)에 대향하여 배치되어 액정 표시 장치를 구성한다. 액정층(200)은 액정(201)을 포함하며, 제1 표시 기판(100)과 제2 표시 기판(300) 사이에 개재된다.
액정 표시 장치는 매트릭스 형태로 배열되는 화소(10)를 포함한다. 화소(10)는 각각 독립적인 계조의 제어가 가능하고, 특정 색을 표시하는 기본 단위일 수 있다. 각각의 화소(10)는 제1 표시 기판(100)의 하부로 입사한 광을 제2 표시 기판(300)의 상부로 투과시켜 실제 색을 표시하는 영역인 액티브 영역(11)을 포함한다.
이하, 제1 표시 기판(100)에 대하여 설명하기로 한다.
제1 표시 기판(100)은 제1 베이스 기판(110)을 포함한다. 제1 베이스 기판(110)은 투명 절연 기판일 수 있다. 예를 들면, 제1 베이스 기판(110)은 유리 기판, 석영 기판, 투명 수지 기판 등으로 이루어 질 수 있다.
몇몇 실시예에서, 제1 베이스 기판(110)은 일 방향을 따라 커브드될 수도 있다. 다른 몇몇 실시예에서, 제1 베이스 기판(110)은 가요성을 가질 수도 있다. 즉, 제1 베이스 기판(110)은 롤링, 폴딩, 벤딩 등으로 변형이 가능할 수 있다.
제1 베이스 기판(110) 상에는 게이트 라인(122), 게이트 전극(124) 및 유지 라인(125)이 배치된다.
게이트 라인(122)은 게이트 신호를 후술할 박막 트랜지스터(167)에 전달한다. 게이트 라인(122)은 제1 방향(X)으로 연장될 수 있다.
여기서, 제1 방향(X)이란 제1 베이스 기판(110)의 일변에 평행하도록 연장되는 방향에 해당하며, 도 1에 도시된 바와 같이 좌측에서 우측을 향하여 연장되는 임의의 직선이 가리키는 방향으로 정의될 수 있다. 다만, 이에 제한되지는 아니하고, 제1 베이스 기판(110)의 일변에 반드시 평행할 필요는 없으며, 제1 베이스 기판(110) 상에서 특정 방향으로 연장되는 임의의 직선이 가리키는 방향일 수도 있다.
상기 게이트 신호는 외부로부터 제공되는 변화하는 전압값을 갖는 신호일 수 있으며, 상기 게이트 신호의 전압값에 대응하여 박막 트랜지스터(167)의 온(on)/오프(off) 여부가 제어될 수 있다.
게이트 전극(124)은 게이트 라인(122)으로부터 돌출되는 모양으로 형성되며, 후술할 박막 트랜지스터(167)를 구성하는 하나의 구성 요소일 수 있다.
유지 라인(125)은 각각의 게이트 라인(122) 사이에 배치된다. 유지 라인은 대체로 제1 방향(X)을 따라 연장되되, 액티브 영역(11)의 가장자리를 따라서도 연장될 수 있다. 유지 라인(125)은 후술할 화소 전극(190)의 일부와 중첩되거나 인접하도록 배치될 수 있으며, 화소 전극(190)과 유지 라인(125) 사이에는 소정의 커패시턴스가 형성될 수 있다. 이에 따라 화소 전극(190)에 충전된 전압의 급격한 강하를 방지할 수 있다. 다만, 유지 라인(125) 없이도 화소 전극(190)에 충전된 전압의 강하 정도가 표시 품질에 악영향을 미치지 않는 경우 또는 감수할 만한 수준인 경우 유지 라인(125)은 생략될 수도 있다.
게이트 라인(122), 게이트 전극(124) 및 유지 라인(125)은 동일한 물질로 이루어질 수 있다. 예시적으로 게이트 라인(122), 게이트 전극(124) 및 유지 라인(125)은 알루미늄(Al)이나 알루미늄 합금 등 알루미늄 계열 금속, 은(Ag)이나 은 합금 등 은 계열 금속, 구리(Cu)나 구리 합금 등 금 계열 금속, 몰리브덴(Mo)이나 볼리브덴 합금 등 몰리브덴 계열 금속, 크롬(Cr), 탄탈륨(Ta) 및 티타늄(Ti) 등을 포함할 수 있다. 게이트 라인(122), 게이트 전극(124) 및 유지 라인(125)은 단일층 구조를 가질 수 있으며, 또는 물리적 성질이 다른 적어도 두 개의 도전막을 포함하는 다층 구조를 가질 수도 있다.
게이트 라인(122), 게이트 전극(124) 및 유지 라인(125) 상에는 게이트 절연막(130)이 배치된다. 게이트 절연막(130)은 절연물질로 이루어질 수 있으며, 예시적으로 실리콘 질화물 또는 실리콘 산화물 등으로 이루어질 수 있다. 게이트 절연막(130)은 단일층 구조로 이루어질 수 있으며, 또는 물리적 성질이 다른 두 개의 절연층을 포함하는 다층 구조를 가질 수도 있다.
게이트 절연막(130) 상에는 반도체층(140)이 배치된다. 반도체층(140)은 게이트 전극(124)과 적어도 일부가 중첩될 수 있다. 반도체층(140)은 비정질 규소, 다결정 규소, 또는 산화물 반도체로 형성될 수 있다.
반도체층(140)은 게이트 전극(124)과 중첩될 뿐만 아니라, 공정 과정에 따라 후술할 데이터 라인(162), 소스 전극(165) 및 드레인 전극(166)의 적어도 일부 또는 전부와 중첩되도록 배치될 수도 있다.
도면에는 미도시하였으나, 몇몇 실시예에서 반도체층(140) 위에는 저항성 접촉 부재가 추가로 배치될 수 있다. 상기 저항성 접촉 부재는 n형 불순물이 고농도로 도핑되어 있는 n+ 수소화 비정질 실리콘 등으로 형성되거나 실리사이드(silicide)로 형성될 수 있다. 상기 저항성 접촉 부재는 쌍을 이루어 반도체층(140) 위에 배치될 수 있다. 상기 저항성 접촉 부재는 소스 전극(165), 드레인 전극(166)과 반도체층(140) 사이에서 이들이 저항성 접촉(ohmic contact) 특성을 갖도록 할 수 있다. 반도체층(140)이 산화물 반도체를 포함하는 경우, 상기 저항성 접촉 부재는 생략될 수 있다.
반도체층(140) 및 게이트 절연막(130) 상에는 데이터 라인(162), 소스 전극(165) 및 드레인 전극(166)이 배치된다.
데이터 라인(162)은 제2 방향(Y)으로 연장되어 게이트 라인(122)과 교차할 수 있다.
여기서, 제2 방향(Y)이란 제1 베이스 기판(110)이 배치되는 평면 상에서 제1 방향(X)과 교차하는 방향일 수 있으며, 도 1에서 도시된 바와 같이 하측에서 상측을 향하여 연장되는 임의의 직선이 가리키는 방향일 수 있다. 몇몇 실시예에서 제1 방향(X)과 제2 방향(Y)은 수직으로 교차할 수 있다.
데이터 라인(162)은 게이트 절연막(130)에 의하여 게이트 라인(122), 게이트 전극(124) 및 유지 라인(125)과 절연될 수 있다.
데이터 라인(162)은 데이터 신호를 소스 전극(165)으로 제공할 수 있다. 여기서, 상기 데이터 신호는 외부로부터 제공되는 변화하는 전압값을 갖는 신호일 수 있으며, 상기 데이터 신호에 대응하여 각 화소(10)의 계조가 제어될 수 있다.
소스 전극(165)은 데이터 라인(162)으로부터 분지되어 적어도 일부가 게이트 전극(124)과 중첩될 수 있다.
드레인 전극(166)은 평면 시점에서 반도체층(140)을 사이에 두고 소스 전극(165)으로부터 이격되어 배치될 수 있으며, 적어도 일부가 게이트 전극(124)과 중첩될 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 소스 전극(165)은 드레인 전극(166)을 'U'자 모양으로 일정한 간격을 사이에 두고 둘러싸는 형태로 형성될 수 있다. 다만, 이에 제한되지 아니하고, 소스 전극(165)은 막대 모양으로 연장되며 드레인 전극(166)과 일정한 간격을 두고 평행하게 이격되어 배치될 수도 있다.
한편, 반도체층(140)은 소스 전극(165)과 드레인 전극(166)이 서로 이격되어 형성되는 소스 전극(165)과 드레인 전극(166) 사이의 영역에도 배치될 수 있다. 즉, 소스 전극(165)과 드레인 전극(166)은 부분적으로 반도체층(140)과 중첩되거나 접하되, 반도체층(140)을 사이에 두고 상호 대향 배치될 수 있다.
데이터 라인(162), 소스 전극(165) 및 드레인 전극(166)은 알루미늄, 구리, 은, 몰리브덴, 크롬, 티타늄, 탄탈륨 또는 이들의 합금으로 형성될 수 있다. 또한, 이들은 내화성 금속(refractory metal) 등의 하부막(미도시)과 그 위에 형성된 저저항 상부막(미도시)으로 이루어진 다층 구조를 가질 수도 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
게이트 전극(124), 반도체층(140), 소스 전극(165) 및 드레인 전극(166)은 스위칭 소자인 박막 트랜지스터(167)를 구성한다. 박막 트랜지스터(167)는 화소(10) 중 액티브 영역(11) 이외의 영역에 배치될 수 있다.
게이트 절연막(130) 및 박막 트랜지스터(167) 상에는 패시베이션막(171)이 배치된다. 패시베이션막(171)은 무기절연물질로 이루어질 수 있으며, 박막 트랜지스터(167)를 커버하도록 배치될 수 있다. 패시베이션막(171)은 박막 트랜지스터(167) 상에 배치되는 다른 구성 요소로부터 박막 트랜지스터(167)를 보호할 수 있다.
패시베이션막(171) 상에는 컬러 필터층(172)이 배치된다. 컬러 필터층(172)은 제1 베이스 기판(110)의 외측으로부터 입사되는 광의 특정 파장 대역 성분만을 투과시키고, 이외의 파장 대역 성분은 차단시켜 제2 베이스 기판(310)의 외측으로 출사되는 광이 특정 색을 띄도록 할 수 있다.
예시적으로, 컬러 필터층(172)은 복수의 컬러 필터를 포함할 수 있다. 예시적으로 상기 복수의 컬러 필터 중 어느 하나는 적색, 녹색 및 청색의 삼원색 등 기본색(primary color) 중 하나를 표시할 수 있다. . 다만 이에 한정되는 것은 아니며 상기 복수의 컬러 필터는 청록색(cyan), 자홍색(magenta), 옐로(yellow), 화이트 계열의 색 중 어느 하나를 표시할 수도 있다.
다만, 컬러 필터층(172)의 배치는 이에 제한되지 아니하고, 몇몇 실시예에서 컬러 필터층(172)은 후술할 제2 베이스 기판(310) 측에 배치될 수도 있다.
컬러 필터층(172) 상에는 제1 오버코트층(180)이 배치될 수 있다. 제1 오버코트층(180)은 패시베이션막(171) 및 컬러 필터층(172) 상에 형성되는 단차를 완화할 수 있다. 제1 오버코트층(180)은 감광성 수지 조성물, 벤조싸이클로부텐(Benzocyclobutene; BCB), 포토 아크릴 등의 유기절연물질로 이루어질 수 있다. 다만, 이에 제한되지 아니하고, 몇몇 실시예의 경우 제1 오버코트층(180)이 무기절연물질로 이루어질 수도 있다.
컬러 필터층(172) 및 제1 오버코트층(180)에는 박막 트랜지스터(167)의 일부, 보다 구체적으로, 드레인 전극(166)의 일부를 드러내는 컨택홀(184)이 형성될 수 있다. 드레인 전극(166)의 일부와 제1 오버코트층(180) 상에 배치되는 후술할 화소 전극(190)은 컨택홀(184) 내부에 형성되는 도전 물질을 통하여 물리적, 전기적으로 서로 연결될 수 있다. 컨택홀(184) 내부에 형성되는 도전 물질은 후술할 화소 전극(190)의 일부일 수 있다.
제1 오버코트층(180)은 베이스부(181) 및 복수의 릿지패턴(ridge pattern)(182)을 포함한다.
베이스부(181)의 상면은 실질적으로 평탄할 수 있으며, 패시베이션막(171) 및 컬러 필터층(172) 상에 형성되는 단차를 평탄화할 수 있다.
베이스부(181)의 상면 상에는 복수의 릿지패턴(182)이 배치될 수 있다. 복수의 릿지패턴(182)은 각각 제2 방향(Y)으로 연장될 수 있다. 서로 이웃하는 릿지패턴(182)은 서로 이격되어 평행하도록 배치될 수 있으며, 릿지패턴(182)릿지패턴(182)서로 이웃하는 릿지패턴(182) 사이에는 그루브(groove)(183)가 정의될 수 있다.
릿지패턴(182)을 릿지패턴(182)의 연장 방향인 제2 방향(Y)과 수직한 평면으로 자른 단면은, 대체로 윗변이 아랫변보다 짧은 사다리꼴 모양일 수 있다. 바꾸어 말하면, XZ평면상에 투영한 릿지패턴(182)의 단면 형상은 사다리꼴 형상일 수 있다. 다만, 이에 제한되지 아니하고, 릿지패턴(182)을 형성하는 공정 방법에 따라 다른 모양을 가질 수도 있다. 예시적으로, 윗변이 아랫변보다 긴 사다리꼴 모양을 가질 수도 있으며, 반원 모양을 가질 수도 있다.
도 4를 기준으로, 액티브 영역(11)의 좌반면에 배치되는 릿지패턴(182)간의 간격은 서로 동일할 수 있다. 마찬가지로, 도 4를 기준으로, 액티브 영역(11)의 우반면에 배치되는 릿지패턴(182)간의 간격은 서로 동일할 수 있다. 다만, 이에 제한되지는 아니하고, 좌반면에 배치되는 릿지패턴(182)간의 간격 또는 우반면에 배치되는 릿지패턴(182)간의 간격은 일정한 규칙성을 갖고 서로 상이할 수도 있다. 예시적으로, 서로 인접하는 릿지패턴(182)간의 간격은 액티브 영역(11)의 중심으로부터 멀리 이격될수록 증가하는 규칙성을 가질 수 있으며, 반대로 액티브 영역(11)의 중심으로부터 멀리 이격될수록 서로 인접하는 릿지패턴(182)간의 간격이 감소하는 규칙성을 가질 수도 있다.
본 실시예의 경우, 액티브 영역(11)의 좌반면에 배치되는 릿지패턴(182)간의 간격 및 액티브 영역(11)의 우반면에 배치되는 릿지패턴(182)간의 간격은 동일할 수 있으며, 편의상 이를 릿지패턴(182) 사이 간격(d1)이라 정의하기로 한다. 릿지패턴(182) 사이 간격(d1)은, 바꾸어 말하면 그루브(183)의 폭으로 정의될 수도 있다.
한편, 액티브 영역(11)의 좌반면에 배치되는 릿지패턴(182) 중 액티브 영역(11)의 중심에 가장 인접하여 배치되는 릿지패턴(182)과, 액티브 영역(11)의 우반면에 배치되는 릿지패턴(182) 중 액티브 영역(11)의 중심에 가장 인접하여 배치되는 릿지패턴(182) 사이의 간격은, 액티브 영역(11)의 좌반면에 배치되는 릿지패턴(182)간의 간격이나 액티브 영역(11)의 우반면에 배치되는 릿지패턴(182)간의 간격과 서로 상이할 수 있다.
액티브 영역(11)에 배치되는 릿지패턴(182)의 폭(d2)은 서로 동일할 수 있다. 릿지패턴(182)의 폭이란, 릿지패턴(182)를 릿지패턴(182)의 연장 방향인 제2 방향(Y)에 수직한 평면으로 절단한 단면상에서 측정되는 최대 폭을 의미한다. 릿지패턴(182)의 폭(d2)은, 바꾸어 말하면 서로 인접하는 그루브(183) 사이 간격으로 정의될 수도 있다.
릿지패턴(182) 사이 간격(d1)과 릿지패턴(182)의 폭(d2)은 서로 동일할 수 있다. 즉, 릿지패턴(182) 사이 간격(d1)과 릿지패턴(182)의 폭(d2)은 1:1의 비율을 가질 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니고, 설계에 따라 변경될 수도 있음은 물론이다.
액티브 영역(11)에 배치되는 릿지패턴(182)의 두께(d3)는 서로 동일할 수 있다. 릿지패턴(182)의 두께(d3)란, 릿지패턴(182)으로 인한 단차를 제3 방향(Z)으로 측정한 길이 또는 베이스부(181)의 상부 표면으로부터 릿지패턴(182)의 상부 표면까지의 높이를 의미할 수 있다.
여기서, 제3 방향(Z)이란 제1 베이스 기판(110)이 배치되는 평면과 수직한 방향을 의미할 수 있으며, 제1 방향(X) 및 제2 방향(Y) 모두에 수직할 수 있다.
베이스부(181)와 릿지패턴(182)은 동일한 물질로 이루어질 수 있다. 다만, 이에 제한되지 아니하고, 베이스부(181)와 릿지패턴(182)은 서로 다른 물질로 이루어질 수도 있음은 물론이다.
한편, 베이스부(181)와 릿지패턴(182)이 동일한 물질로 이루어지는 경우, 베이스부(181)와 릿지패턴(182)은 컨택홀(184)과 하나의 마스크 공정 내에서 형성될 수도 있다. 이에 따른 제조 방법에 대하여는 후술하기로 한다.
다만, 이에 제한되지 아니하고, 베이스부(181)와 릿지패턴(182)이 동일한 물질로 이루어진다 하더라도, 베이스부(181)와 릿지패턴(182)은 서로 다른 마스크 공정 내에서 형성될 수도 있다. 또한, 몇몇 실시예에서 베이스부(181)는 생략될 수도 있다. 이 경우, 컬러 필터층(172) 상에 릿지패턴(182)이 형성될 수 있으며, 컬러 필터층(172)이 액정층(200)에 영향을 미치는 것을 방지하기 위하여 컬러 필터층(172) 및 릿지패턴(182)의 상부 또는 후술할 화소 전극(190)의 상부를 오버랩하는 절연막(미도시)이 추가로 형성될 수도 있다.본 실시예에서는 릿지패턴(182)이 주로 제2 방향(Y)으로 연장되는 것을 예시하였으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 액정 표시 장치를 좌측 및 우측에서 볼 경우의 시인성을 개선하기 위하여는 릿지패턴(182)이 주로 제2 방향(Y)으로 연장되어야 하나, 액정 표시 장치를 상측 및 하측에서 볼 경우의 시인성을 개선하기 위하여는 릿지패턴(182)이 주로 제1 방향(X)으로 연장되도록 형성할 수도 있다. 즉, 이는 용도를 고려한 설계에 따라 변경될 수도 있다.
제1 오버코트층(180) 및 릿지패턴(182) 상에는 화소 전극(190)이 배치된다. 화소 전극(190)은 컨택홀(184)을 통해 드레인 전극(166)과 물리적으로 연결되어 드레인 전극(166)으로부터 전압을 제공받을 수 있다.
화소 전극(190)은 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), ITZO(Indium Tin Zinc Oxide), AZO(Al-doped Zinc Oxide) 등의 투명 도전성 물질로 이루어질 수 있다.
화소 전극(190)은 줄기 전극(191)과 복수의 가지 전극(192)을 포함할 수 있다. 구체적으로, 줄기 전극(191)은 제1 방향(X) 및 제2 방향(Y)으로 각각 연장되어 십자 형상으로 배치되며, 화소(10) 내에서 화소 전극(190)이 배치되는 영역을 4개의 영역으로 나눌 수 있다. 각각의 영역은 제1사분면 내지 제4사분면으로 구분될 수 있으며, 제1사분면에 대응되는 영역은 제1 도메인 영역(DM1), 제2사분면에 대응되는 영역은 제2 도메인 영역(DM2), 제3사분면에 대응되는 제3 도메인 영역(DM3) 및 제4사분면에 대응되는 제4 도메인 영역(DM4)으로 정의될 수 있다.
가지 전극(192)은 줄기 전극(191)으로부터 제1 방향(X) 및 제2 방향(Y) 모두에 대하여 경사진 방향으로 연장될 수 있다. 또한, 제1 내지 제4 도메인 영역(DM1, DM2, DM3, DM4) 중 어느 하나에 배치되는 각각의 가지 전극(192)은 서로 간격을 두고 이격되어 평행하도록 배치될 수 있다. 가지 전극(192) 사이에는 투명 도전성 물질이 형성되지 않는 개구부인 슬릿(193)이 정의될 수 있다. 각각의 제1 내지 제4 도메인 영역(DM1, DM2, DM3, DM4) 내에서는, 가지 전극(192)이 서로 간격을 두고 이격되어 평행하도록 배치되므로, 슬릿(193) 또한 서로 간격을 두고 이격되어 평행하도록 배치될 수 있다.
제1 내지 제4 도메인 영역(DM1, DM2, DM3, DM4)에 배치되는 각각의 가지 전극(192)은, 각 도메인별로 상이한 방향으로 연장되나, 가지 전극(192)이 제1 방향(X)과 형성하는 사이각(θ1)은 동일할 수 있다. 여기서, 가지 전극(192)이 제1 방향(X)과 형성하는 사이각(θ1)이란, 제1 방향(X)을 따라 연장되는 임의의 직선과 가지 전극(192)이 연장되는 방향을 따라 연장되는 임의의 직선이 형성하는 사이각 중 작은 각의 절대값을 의미한다.
가지 전극(192)이 제1 방향(X)과 형성하는 사이각은 30도 이상 50도 이하의 값을 가질 수 있다. 그 중에서도, 가지 전극(192)이 제1 방향(X)과 형성하는 사이각이 35도에 가까울수록 시인성 개선 효과가 극대화될 수 있다. 이에 대한 설명은 후술하기로 한다.
화소 전극(190)은 릿지패턴(182)에 의해 제1 오버코트층(180) 상에 형성된 단차를 그대로 반영할 수 있다. 바꾸어 말하면, 화소 전극(190)은 제1 오버코트층(180)의 표면 단차를 따라 컨포멀(conformal)하게 배치될 수 있다. 따라서, 베이스부(181)의 상부 표면 배치되는 화소 전극(190)과, 릿지패턴(182)의 상부 표면에 배치되는 화소 전극(190)은 제3 방향(Z)을 따라 측정한 거리차가 릿지패턴(182)의 두께(d3)와 동일할 수 있다.
또한, 제3 방향(Z)을 따라 측정되는 화소 전극(190)의 두께(d4)는 릿지패턴(182)의 두께(d3)보다 작을 수 있다. 화소 전극(190)의 두께(d4)가 릿지패턴(182)의 두께(d3)보다 작으므로, 화소 전극(190)이 릿지패턴(182)로 인한 단차를 더욱 적극적으로 반영할 수 있어, 시인성 개선 효과가 극대화될 수 있다.
줄기 전극(191)은 제1 서브 줄기 전극(191_1), 제2 서브 줄기 전극(191_2) 및 제3 서브 줄기 전극(191_3)을 포함한다. 여기서, 제1 서브 줄기 전극(191_1)은 제1 방향(X)으로 연장되는 줄기 전극(191)을 의미하고, 제2 서브 줄기 전극(191_2)은 제2 방향(Y)으로 연장되는 줄기 전극(191)을 의미하며, 제3 서브 줄기 전극(191_3)은 제1 서브 줄기 전극(191_1)과 제2 서브 줄기 전극(191_2)의 연장선이 서로 교차하는 영역을 의미한다.
제2 서브 줄기 전극(191_2)은 릿지패턴(182)과 중첩되지 않도록 배치될 수 있다. 구체적으로, 제2 서브 줄기 전극(191_2)과 릿지패턴(182) 모두 제2 방향(Y)을 따라 연장될 수 있으며, 서로 이격되어 평행하게 배치되므로, 액티브 영역(11) 내에서는 서로 중첩되지 않을 수 있다. 또한, 제3 서브 줄기 전극(191_3)은 제2 서브 줄기 전극(191_2)의 연장선상에 배치되므로, 액티브 영역(11) 내에서는 릿지패턴(182)과 중첩되지 않을 수 있다. 즉, 제2 서브 줄기 전극(191_2) 및 제3 서브 줄기 전극(191_3)은 베이스부(181)와 중첩하도록 배치될 수 있다. 반면, 제1 서브 줄기 전극(191_1)은 액티브 영역(11) 내에서 제1 방향(X)을 따라 연장되므로, 액티브 영역(11) 내에서 복수의 릿지패턴(182)과 중첩되도록 배치될 수 있다.
상술한 제1 오버코트층(180) 및 화소 전극(190)의 구조에 의하여, 액정 표시 장치의 시인성이 개선될 수 있다. 다만, 이러한 효과는 후술할 액정층(200)에 포함되는 액정(201)의 움직임과 밀접하게 관련지어 나타나는 바, 이에 대한 구체적인 설명은 후술하기로 한다.
화소 전극(190) 상에는 제1 배향막(미도시)이 배치될 수 있다. 상기 제1 배향막은 액정층(200)에 배치되는 액정(201)에 선경사를 가할 수 있다. 즉, 상기 제1 배향막은 액정층(200)에 전계가 가해지지 않은 상태에서, 제3 방향(Z)으로부터 임의의 방향을 향하여 0.5도 내지 3도 가량 기울어진 방향을 가리키도록 액정(201)을 배열시킬 수 있다.
이하, 제2 표시 기판(300)에 대하여 설명한다.
제2 표시 기판(300)은 제2 베이스 기판(310), 차광 부재(320), 제2 오버코트층(330), 공통 전극(340) 및 제2 배향막을 포함한다.
제2 베이스 기판(310)은 제1 베이스 기판(110)에 대향하여 배치되는 기판이며, 외부로부터의 충격을 일정량 견뎌낼 수 있는 내구성을 가질 수 있다. 제2 베이스 기판(310)은 제1 베이스 기판(110)과 마찬가지로, 투명 절연 기판일 수 있다. 예를 들면, 제2 베이스 기판(310)은 유리 기판, 석영 기판, 투명 수지 기판 등으로 이루어 질 수 있다. 제2 베이스 기판(310)은 평탄한 평면형일 수 있지만, 특정 방향으로 커브드될 수도 있다.
제1 표시 기판(100)을 향하는 제2 베이스 기판(310)의 일면 상에는 차광 부재(320)가 배치된다. 차광 부재(320)는 게이트 라인(122), 유지 라인(125), 데이터 라인(162), 박막 트랜지스터(167) 및 컨택홀(184)을 오버랩하도록, 즉 액티브 영역(11) 이외의 영역과 오버랩하도록 배치될 수 있으며, 액티브 영역(11) 이외의 영역에서의 빛의 투과를 차단할 수 있다.
제2 베이스 기판(310) 및 차광 부재(320) 상에는 제2 오버코트층(330)이 배치된다. 제2 오버코트층(330)은 차광 부재(320)로 인하여 발생한 단차를 감소시키는 역할을 할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 컬러 필터층(172)이 제1 베이스 기판(110) 상에 배치되는 것에 갈음하여, 제2 베이스 기판(310) 상에 배치될 수 있는데, 이 경우에는 제2 오버코트층(330)이 제2 베이스 기판(310) 상에 배치되는 상기 컬러 필터층으로 인하여 발생한 단차도 완화시킬 수 있다.
제2 오버코트층(330) 상(도면상으로, 하부)에는 공통 전극(340)이 배치된다. 공통 전극(340)은 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), ITZO(Indium Tin Zinc Oxide), AZO(Al-doped Zinc Oxide) 등의 투명 도전성 물질로 이루어질 수 있다. 공통 전극(340)은 제2 베이스 기판(310)의 전면에 걸쳐 전체적으로 형성될 수 있다. 공통 전극(340)에는 외부로부터 제공되는 공통 신호가 인가되어 화소 전극(190) 과 함께 전계를 형성할 수 있다.
공통 전극(340) 상에는 제2 배향막(미도시)이 배치될 수 있다. 상기 제2 배향막은 상기 제1 배향막과 유사한 기능을 할 수 있다. 즉, 상기 제2 배향막은 액정(201)의 초기 배향을 제어할 수 있다.
이하, 액정층(200)에 대하여 설명한다.
액정층(200)은 유전율 이방성 및 굴절율 이방성을 가지는 복수의 액정(201)을 포함할 수 있다. 액정(201)은 액정층(200)에 전계가 인가되지 않은 상태에서 제1 표시 기판(100)과 제2 표시 기판(300)의 표면에 대하여 수직한 방향으로 배열될 수 있다. 다만, 몇몇 다른 실시예에서, 액정(201)은 제1 표시 기판(100)과 제2 표시 기판(300) 사이에서 상기 두 기판에 평행한 방향으로 배열되는 수평 배향형일 수도 있다. 제1 표시 기판(100)과 제2 표시 기판(300) 사이에 전계가 형성되면, 액정(201)이 제1 표시 기판(100)과 제2 표시 기판(300) 사이에서 특정 방향으로 회전하거나 기울어짐으로써 빛의 편광을 변화시킬 수 있다.
시인성 향상 효과에 대한 더욱 구체적인 설명을 위하여, 도 6 및 도 7이 참조된다.
도 6은 화소 전극에 상대적으로 낮은 전압이 제공되는 저계조에서 도 4의 제1 도메인 영역을 확대하여 도시한 확대 평면도이고, 도 7은 화소 전극에 상대적으로 작은 전압이 제공되는 고계조에서 도 4의 제1 도메인 영역을 확대하여 도시한 확대 평면도이다.
도 6 및 도 7은 동일한 영역의 확대 평면도에 해당하여 도시된 제1 오버코트층(180) 및 화소 전극(190)의 구조는 서로 동일하나, 화소 전극(190)에 서로 다른 전압이 제공된 경우를 각각 나타내므로, 액정(201) 배열은 서로 상이하다.
도 6 및 도 7에 도시된 액정(201)은 기울어진 상태를 위에서 바라본 모습을 도시하였으므로, 액정(201)의 장축의 길이가 길수록 더 많이 기울어진 상태를 의미하며, 장축이 연장되는 방향은 액정(201)이 기울어진 방향을 의미한다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 제1 도메인 영역(DM1)은 4개의 영역으로 구분될 수 있다. 구체적으로, 릿지패턴(182)와 가지 전극(192)이 모두 배치되지 않는 제1 영역(AR1), 가지 전극(192)만 배치되는 제2 영역(AR2), 릿지패턴(182)만 배치되는 제3 영역(AR3), 가지 전극(192) 및 릿지패턴(182)가 모두 배치되는 제4 영역(AR4)으로 구분될 수 있다. 편의상 도 6 및 도 7에는 각각 1개의 제1 내지 제4 영역(AR4)이 도시되어 있으며, 이를 기준으로 설명하기로 한다.
먼저, 도 6을 참조하면, 화소 전극(190)에 상대적으로 작은 전압이 인가되어, 액정층(200)에 형성되는 전계의 세기가 상대적으로 작은 저계조인 경우, 제1 영역(AR1) 및 제2 영역(AR2)에 배치되는 액정(201)의 장축이 제1 방향(X)과 형성하는 사이각(θ2, θ3)은, 제3 영역(AR3) 및 제4 영역(AR4)에 배치되는 액정(201)의 장축이 제1 방향(X)과 형성하는 사이각(θ4, θ5) 보다 작을 수 있다.
저계조인 경우, 액정(201)의 장축이 제1 방향(X)과 형성하는 사이각이 0도에 가까울수록, 액정 표시 장치를 측면에서 시인하는 경우 액정(201)의 끝단을 보기 때문에, 저계조에서의 휘도가 감소하여 시인성이 향상될 수 있다. 따라서, 제1 영역(AR1) 및 제2 영역(AR2)에 배치되는 액정(201)의 배열로 인하여, 저계조에서 시인성이 향상될 수 있다. 다만, 이와 같은 시인성 향상은 제1 베이스 기판(110) 및 제2 베이스 기판(310) 외측에 배치되는 편광판(미도시)과 상호작용하여 나타나기 때문에, 상기 편광판의 편광축이 변경됨에 따라 다른 경우가 발생할 수도 있다.
구체적으로, 저계조인 경우 액정층(200)에 형성되는 전계의 세기는 고계조인 경우에 비하여 상대적으로 약하다. 따라서, 제1 영역(AR1) 및 제2 영역(AR2)에서는 전계에 의하여 배열되는 힘보다, 인접하는 릿지패턴(182)의 단차에 의하여 배열되는 힘이 강할 수 있다. 따라서, 제1 영역(AR1) 및 제2 영역(AR2)에 배치되는 액정(201)은 릿지패턴(182)가 연장되는 방향에 수직한 방향에 가깝게 기울어 질 수 있다. 결과적으로, 저계조에서 제1 영역(AR1) 및 제2 영역(AR2)에 배치되는 액정(201)은 제1 방향(X)과 형성하는 사이각이 0도에 가까울 수 있다.
한편, 제4 영역(AR4)에 배치되는 액정(201)은, 가지 전극(192)과의 거리가 매우 가까운데다, 릿지패턴(182)의 상부에 배치되므로, 릿지패턴(182)로 인하여 형성되는 단차에 의한 영향이 최소화된다. 따라서, 제4 영역(AR4)에 배치되는 액정(201)은 가지 전극(192)이 연장되는 방향과 평행한 방향을 따라 기울어지도록 배열될 수 있다.
한편, 제3 영역(AR3)에 배치되는 액정(201)은, 릿지패턴(182)의 상부에 배치되므로, 제4 영역(AR4)과 마찬가지로 릿지패턴(182)로 인하여 형성되는 단차에 의한 영향이 최소화된다. 결과적으로, 상하로 인접하는 제4 영역(AR4)에 배치되는 액정(201)의 기울기와 대체로 유사한 방향으로 기울어져, 제4 영역(AR4)과 마찬가지로 가지 전극(192)이 연장되는 방향과 평행한 방향을 따라 기울어지도록 배열될 수 있다.
다음으로, 도 7을 참조하면, 화소 전극(190)에 상대적으로 높은 전압이 인가되어, 액정층(200)에 형성되는 전계의 세기가 상대적으로 큰 고계조의 경우, 제1 영역(AR1) 및 제2 영역(AR2)에 배치되는 액정(201)의 장축이 제1 방향(X)과 형성하는 사이각(θ6, θ7)은, 제3 영역(AR3) 및 제4 영역(AR4)에 배치되는 액정(201)의 장축이 제1 방향(X)과 형성하는 사이각(θ8, θ9)보다 클 수 있다.
고계조인 경우, 액정(201)의 장축이 제1 방향(X)과 형성하는 사이각이 45도에 가까울수록, 액정 표시 장치의 전체적인 투과율이 증가한다. 따라서, 제1 영역(AR1)에 배치되는 액정(201)은 저계조와는 달리, 고계조에서는 제1 방향(X)과 형성하는 사이각이 0도보다는 45도에 가깝게 배열되므로, 액정 표시 장치의 전체적인 투과율이 향상될 수 있다.
구체적으로, 고계조인 경우 액정층(200)에 형성되는 전계의 세기는 저계조인 경우에 비하여 상대적으로 강하다. 따라서, 제1 영역(AR1)에서는 인접하는 릿지패턴(182)의 단차에 의하여 배열되는 힘보다, 전계에 의하여 배열되는 힘이 강할 수 있다. 따라서, 제1 영역(AR1)에 배치되는 액정(201)은 가지 전극(192)이 연장되는 방향과 평행한 방향에 가깝게 기울어지도록 배열될 수 있다.
또한, 고계조인 경우, 저계조인 경우에 비하여 액정(201)이 더 많이 기울어진다. 따라서, 저계조와는 달리, 고계조에서는 액정(201)이 릿지패턴(182)로 인하여 형성된 단차가 형성되는 방향을 따라 배열될 수 있다. 릿지패턴(182)로 인하여 형성된 단차가 일종의 홈 역할을 하기 때문이다. 따라서, 제1 영역(AR1)뿐만 아니라, 제2 영역(AR2)에 배치되는 액정(201)의 장축이 제1 방향(X)과 형성하는 사이각(θ6, θ7)은, 제3 영역(AR3) 및 제4 영역(AR4)에 배치되는 액정(201)의 장축이 제1 방향(X)과 형성하는 사이각(θ8, θ9)보다 클 수 있다.
제3 영역(AR3) 및 제4 영역(AR4)에 배치되는 액정(201)은 화소 전극(190)에 의하여 기울어지는 방향이 제어되므로, 가지 전극(192)이 연장되는 방향과 평행한 방향으로 기울어진다.
따라서, 가지 전극(192)이 제1 방향(X)과 형성하는 사이각이 35도에 가까울수록, 고계조에서 제1 도메인 영역(DM1)에 배치되는 액정(201)이 제1 방향(X)과 형성하는 사이각은 45도에 가까우므로, 최대의 투과율을 얻어낼 수 있다.
상술한 것과 같은 액정(201) 배열에 의하여, 저계조에서는 시인성이 향상되고, 고계조에서는 투과율의 감소가 최소화되는 액정 표시 장치를 제공할 수 있다.
이하, 도 8 내지 도 10을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법에 대하여 설명한다.
도 8 내지 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법을 나타낸 공정 단면도들이다.
도 8 내지 10은 도 1에 도시된 Ⅰ-Ⅰ'에 대응되는 위치를 따라 절단한 공정 단면도들에 해당한다.
먼저, 도 8을 참조하면, 제1 베이스 기판(110) 상에 게이트 전극(124)을 형성하고, 게이트 절연막(130)을 형성한다. 이어서, 게이트 전극(124), 드레인 전극(166), 소스 전극(165) 및 반도체층(140)으로 이루어진 박막 트랜지스터(167)를 형성한다. 그리고, 박막 트랜지스터(167) 상에 패시베이션막(171)을 형성한다. 이어서, 패시베이션막(171) 상에 제1 오버코트층(180)을 형성한다.
다음으로, 도 9를 참조하면, 마스크를 통하여 제1 오버코트층(180)에 빛을 조사한 후 현상하여, 제1 오버코트층(180)에 컨택홀(184) 및 릿지패턴(182)를 형성한다. 이때, 컨택홀(184)에 해당하는 영역(C)에서는 드레인 전극(166)이 드러나도록 제1 오버코트층(180) 및 컬러 필터층(172)을 완전히 제거한다. 그리고, 컨택홀(184) 및 릿지패턴(182)가 배치되지 않는 영역(B)에서는 제1 오버코트층(180)의 일부를 제거하고, 릿지패턴(182)가 배치되는 영역(A)에서는 제1 오버코트층(180)이 그대로 남도록 한다.
이와 같이, 위치에 따라 제1 오버코트층(180)의 두께를 달리하는 방법으로는 여러 가지가 있을 수 있으며, 컨택홀(184) 및 릿지패턴(182)가 배치되지 않는 영역(B)의 빛 투과량을 조절하기 위하여, 주로 미세 슬릿이나 격자 형태의 패턴이 형성된 마스크를 사용하거나 반투명막이 형성된 마스크를 사용할 수 있다.
이 때, 상기 미세 슬릿 사이에 위치한 패턴의 선 폭이나 패턴 사이의 간격, 즉 상기 미세 슬릿의 폭은 노광시 사용하는 노광기의 분해능보다 작은 것이 바람직하며, 반투명막을 이용하는 경우에는 마스크를 제작할 당시 서로 다른 투과율을 가지는 박막을 이용하거나 두께가 다른 박막을 이용할 수 있다.
다음으로, 도 10을 참조하면, 제1 오버코트층(180) 상에 콘택홀을 통하여 드레인 전극(166)과 접속하는 화소 전극(190)을 형성한다. 이어서, 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 표시 기판(100) 및 제2 표시 기판(300)을 정렬하여 결합하고 그 사이에 액정(201)을 주입하여 액정층(200)을 형성함으로써 액정 표시 장치를 제조할 수 있다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 액티브 영역에 배치되는 제1 오버코트층 및 화소 전극을 도시한 평면도이다.
본 실시예에 포함된 구성 중 전술한 실시예에서 이미 설명한 구성과 동일한 구성에 대하여는 동일한 참조 번호로서 지칭하며, 중복 설명은 생략하거나 간략화하기로 하고, 차별점을 갖는 구성을 위주로 설명하기로 한다.
도 11을 참조하면, 본 실시예에 따른 액정 표시 장치는 제1 오버코트층(180)의 릿지패턴(181_a)의 배치가 도 4에 도시된 실시예에 따른 액정 표시 장치와 상이할 수 있다.
도 11에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 액정 표시 장치는 릿지패턴(181_a)가 각각의 제1 내지 제4 도메인 영역(DM1, DM2, DM3, DM4) 내에서는 서로 평행하도록 배치되되, 제2 방향(Y)을 따라 연장되지 않도록 배치될 수 있다. 다만, 이 경우에도, 도 4에 도시된 실시예와 마찬가지로, 각각의 제1 내지 제4 도메인 영역(DM1, DM2, DM3, DM4)에서 가지 전극(192)이 연장되는 방향과, 각각의 제1 내지 제4 도메인 영역(DM1, DM2, DM3, DM4)에서 릿지패턴(181_a)가 연장되는 방향은 서로 상이할 수 있다.
또한, 도시된 바와 같이 액티브 영역(11) 내에서 각각의 릿지패턴(181_a)가 연장되는 길이는 서로 상이할 수도 있다.
한편, 도시되지는 않았으나, 몇몇 실시예에서 릿지패턴(182)는 제1 내지 제4 도메인 영역(DM1, DM2, DM3, DM4)에 걸쳐 가상의 원을 형성하는 모양으로 배치될 수도 있다. 즉, 릿지패턴(182)는 가지 전극(192)이 연장되는 방향과 상이한 방향으로 연장되는 조건을 만족하는 범위 내에서 다양한 모양으로 형성될 수 있다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 일 화소에 대하여 도 1의 Ⅰ-Ⅰ'선에 대응되는 선을 따라 절단한 단면도이고, 도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 일 화소에 대하여 도 4의 Ⅱ-Ⅱ'에 대응되는 선을 따라 절단한 단면도이다.
도 12 및 도 13을 참조하면, 릿지패턴(182)가 제1 오버코트층(180)에 형성되는 도 2 및 도 4에 도시된 실시예와는 달리, 릿지패턴(182)가 제2 오버코트층(330)에 형성된다.
즉, 화소 전극(190)에 단차가 발생하는 도 2 및 도 4에 도시된 실시예와는 달리, 공통 전극(340)에 단차가 발생하도록 할 수 있다.
본 실시예의 릿지패턴(331_b)는 도 4에 도시된 릿지패턴(182)와 유사한 형태로 형성될 수 있으며, 제1 오버코트층(180)이 아닌 제2 오버코트층(330_b)에 형성된다는 차이를 갖는다.
한편, 본 실시예에서의 릿지패턴(331_b)는 제2 오버코트층(330_b)이 패턴을 갖도록 현상함으로써 제조할 수 있다. 구체적인 릿지패턴(331_b)의 제조 방법은 전술한 바와 유사하다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 그 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.
100: 제1 표시 기판
200: 액정층
300: 제2 표시 기판
122: 게이트 라인
125: 유지 라인
162: 데이터 라인
167: 박막 트랜지스터
180: 제1 오버코트층
181: 베이스부
182: 릿지패턴
183: 그루브
184: 컨택홀
190: 화소 전극
191: 줄기 전극
192: 가지 전극
193: 슬릿
X: 제1 방향
Y: 제2 방향
Z: 제3 방향
AR1: 제1 영역
AR2: 제2 영역
AR3: 제3 영역
AR4: 제4 영역

Claims (20)

  1. 기판;
    상기 기판 상에 배치된 오버코트층; 및
    상기 오버코트층 상에 배치된 화소 전극; 을 포함하되,
    상기 화소 전극은 제1 방향 및 상기 제1 방향에 수직한 제2 방향으로 서로 교차하도록 연장되는 줄기 전극, 및 상기 줄기 전극으로부터 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향에 비스듬하게 연장되는 복수의 가지 전극을 포함하고,
    상기 오버코트층은 베이스부 및 상기 베이스부의 표면으로부터 돌출된 릿지패턴을 포함하고,
    상기 릿지패턴은 상기 가지 전극이 연장되는 방향과 상이한 방향으로 연장된 액정 표시 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 화소 전극은 상기 오버코트층의 표면을 따라 컨포멀하게 형성된 액정 표시 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 릿지패턴은 상기 제2 방향을 따라 연장되는 액정 표시 장치.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 화소 전극이 배치되는 영역 내에서 상기 릿지패턴 각각의 연장 길이는 서로 동일한 액정 표시 장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 줄기 전극은 상기 제1 방향으로 연장되는 제1 서브 줄기 전극, 상기 제2 방향으로 연장되는 제2 서브 줄기 전극, 상기 제1 및 제2 서브 줄기 전극의 연장선이 서로 교차하는 영역에 배치되는 제3 서브 줄기 전극을 포함하되,
    상기 제1 서브 줄기 전극의 일부분은 상기 릿지패턴과 중첩하고,상기 제2 서브 줄기 전극 및 상기 제3 서브 줄기 전극은 상기 릿지패턴과 중첩하지 않는 액정 표시 장치.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 릿지패턴은 복수의 상기 가지 전극과 중첩하도록 배치된 액정 표시 장치.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 줄기 전극은 상기 화소 전극이 배치되는 영역을 4개의 도메인 영역으로 구분하고,
    각각의 상기 도메인 영역에서 상기 가지 전극은 서로 평행하게 배치된 액정 표시 장치.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 가지 전극은 상기 제1 방향과 30도 이상 50도 이하의 사이각을 형성하는 액정 표시 장치.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 가지 전극은 상기 제1 방향과 35도의 사이각을 형성하는 액정 표시 장치.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 기판에 수직한 방향으로 측정한 상기 릿지패턴의 두께는 상기 기판에 수직한 방향으로 측정한 상기 화소 전극의 두께보다 큰 액정 표시 장치.
  11. 제1 항에 있어서,
    상기 릿지패턴의 단면은 사다리꼴 모양인 액정 표시 장치.
  12. 제1 항에 있어서,
    서로 이웃하는 상기 가지 전극 사이에는 슬릿이 정의된 액정 표시 장치.
  13. 제1 항에 있어서,
    상기 릿지패턴은 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향에 비스듬하게 연장되는 액정 표시 장치.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 화소 전극이 배치되는 영역 내에서 상기 릿지패턴이 연장되는 길이는 서로 상이한 액정 표시 장치.
  15. 제1 항에 있어서,
    상기 오버코트층은 상기 릿지패턴을 구성하는 구성 물질과 상기 릿지패턴을 제외한 나머지 부분을 구성하는 구성 물질이 서로 동일한 액정 표시 장치.
  16. 제1 기판;
    상기 제1 기판 상에 배치된 화소 전극;
    상기 제1 기판에 대향하여 배치된 제2 기판;
    상기 제1 기판과 대향하는 상기 제2 기판의 일면 상에 배치된 오버코트층;
    상기 오버코트층 상에 배치된 되고 상기 오버코트층의 일면으로부터 상기 제1 기판을 향해 돌출된 복수의 릿지패턴;
    상기 오버코트층 상에 배치된 공통 전극; 및
    상기 제1 기판 및 상기 제2 기판 사이에 배치된 액정층; 을 포함하되,
    상기 오버코트층은 베이스부 및 상기 베이스부의 일면으로부터 상기 제1 기판을 향해 돌출된 복수의 릿지패턴을 포함하고,
    상기 공통 전극은 상기 오버코트층의 표면을 따라 컨포멀하게 형성된 액정 표시 장치.
  17. 제16 항에 있어서,
    상기 화소 전극은 제1 방향 및 상기 제1 방향에 수직한 제2 방향으로 서로 교차하도록 연장되는 줄기 전극, 상기 줄기 전극으로부터 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향에 비스듬하게 연장되는 복수의 가지 전극, 및 상기 가지 전극 사이의 개구된 영역인 슬릿을 포함하고,
    상기 공통 전극은 통판 형상으로 이루어진 액정 표시 장치.
  18. 제17 항에 있어서,
    상기 릿지패턴은 상기 제2 방향으로 연장되는 액정 표시 장치.
  19. 기판 상에 릿지패턴, 베이스부 및 컨택홀을 포함하는 오버코트층을 형성하는 단계; 및
    상기 오버코트층 상에 화소 전극을 형성하는 단계; 를 포함하되,
    상기 오버코트층을 형성하는 단계는
    상기 기판 상에 유기 조성물을 도포하여 유기 조성물층을 형성하는 단계,
    상기 유기 조성물층이 영역별로 서로 다른 두께를 갖도록 노광 및 현상하는 단계,
    상기 유기 조성물층을 식각하여 상기 베이스부, 상기 릿지패턴 및 상기 오버코트층을 관통하는 상기 컨택홀을 형성하는 단계를 포함하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  20. 제19 항에 있어서,
    상기 유기 조성물층이 영역별로 서로 다른 두께를 갖도록 노광 및 현상하는 단계는,
    영역별로 광 투과율이 서로 다른 마스크를 사용하여 상기 유기 조성물층을 노광하되,
    상기 마스크는 상기 릿지패턴과 중첩되는 영역에서 제1 투과율을 가지며,
    상기 컨택홀과 중첩되는 영역에서 제2 투과율을 가지고,
    상기 릿지패턴 및 상기 컨택홀 모두와 중첩되지 않는 영역에서 제3 투과율을 가지며,
    상기 제1 내지 제3 투과율은 서로 상이한 액정 표시 장치의 제조 방법.
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