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KR100769190B1 - 멀티도메인 액정표시장치 및 이의 제조방법 - Google Patents

멀티도메인 액정표시장치 및 이의 제조방법 Download PDF

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KR100769190B1
KR100769190B1 KR1020030043945A KR20030043945A KR100769190B1 KR 100769190 B1 KR100769190 B1 KR 100769190B1 KR 1020030043945 A KR1020030043945 A KR 1020030043945A KR 20030043945 A KR20030043945 A KR 20030043945A KR 100769190 B1 KR100769190 B1 KR 100769190B1
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Abstract

본 발명은 개구율 및 휘도를 향상시킬 수 있는 멀티도메인 액정표시장치 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 적어도 2개 이상의 영역으로 구분된 화소영역을 갖는 제 1 기판과; 상기 제 1 기판상에 형성되며, 상기 제 1 기판의 각 영역에 서로 다른 방향으로 구성되는 복수개의 요철을 가지는 반사전극과; 상기 반사전극상에 형성되는 제 1 배향막과; 상기 제 1 기판과 대응된 제 2 기판상에 형성되는 제 2 배향막과; 상기 제 1 기판과 제 2 기판 사이에 형성되는 액정층을 포함하여 구성되는 것이다.
액정표시장치, 멀티도메인, 반사전극, 배향막, 수직배향

Description

멀티도메인 액정표시장치 및 이의 제조방법{Multi-domain liquid crystal display device and method of the same}
도 1은 종래의 액정표시장치의 분해사시도
도 2는 종래의 멀티도메인 액정표시장치의 평면도
도 3은 본 발명에 따른 멀티도메인 액정표시장치의 사시도
도 4a는 전계가 인가되지 않았을때의 액정 분자의 상태를 나타낸 멀티도메인 액정표시장치의 단면도
도 4b는 전계가 인가되었을때의 액정 분자의 상태를 나타낸 멀티도메인 액정표시장치의 단면도
도 5는 전계가 인가되었을때의 액정 분자의 상태를 나타낸 멀티도메인 액정표시장치의 평면도
도 6a는 전계가 인가되지 않았을때의 액정 분자의 상태 및 이에 따른 투과율을 나타낸 그래프
도 6b는 전계가 인가되었을때의 액정 분자의 상태 및 이에 따른 투과율을 나타낸 그래프
도 7a 내지 7e는 본 발명에 따른 멀티도메인 액정표시장치의 제조방법을 나타낸 공정단면도
도 8은 4개의 영역을 가지는 멀티도메인 액정표시장치의 평면도
＊도면의 주요부에 대한 부호 설명
300a : 제 1 기판 300b : 제 2 기판
301a : 제 1 영역 301b : 제 2 영역
303b : 제 2 배향막 304 : 공통 전극
305 : 컬러필터층 306 : 절연막
309a, 309b : 요철
본 발명은 액정표시장치에 대한 것으로, 특히 개구율 및 휘도를 향상시킬 수 있는 멀티도메인 액정표시장치 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
정보화 사회가 발전함에 따라 표시장치에 대한 요구도 다양한 형태로 점증하고 있으며, 이에 부응하여 근래에는 LCD(Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Panel), ELD(Electro Luminescent Display), VFD(Vacuum Fluorescent Display)등 여러 가지 평판 표시 장치가 연구되어 왔고, 일부는 이미 여러 장비에서 표시장치로 활용되고 있다.
그 중에, 현재 화질이 우수하고 경량, 박형, 저소비 전력의 장점으로 인하여 이동형 화상 표시장치의 용도로 CRT(Cathode Ray Tube)를 대체하면서 LCD가 가장 많이 사용되고 있으며, 노트북 컴퓨터의 모니터와 같은 이동형의 용도 이외에도 방 송신호를 수신하여 디스플레이하는 텔레비전, 및 컴퓨터의 모니터 등으로 다양하게 개발되고 있다.
이와 같이 액정표시장치가 여러 분야에서 화면 표시장치로서의 역할을 하기 위해 여러 가지 기술적인 발전이 이루어 졌음에도 불구하고 화면 표시장치로서 화상의 품질을 높이는 작업은 상기 장점과 배치되는 면이 많이 있다.
따라서, 액정표시장치가 일반적인 화면 표시장치로서 다양한 부분에 사용되기 위해서는 경량, 박형, 저 소비전력의 특징을 유지하면서도 고정세, 고휘도, 대면적 등 고 품위 화상을 얼마나 구현할 수 있는가에 발전의 관건이 걸려 있다고 할 수 있다.
이와 같은 구조를 갖는 액정표시장치에서, 시야각을 향상시키기 위한 방법으로 하나의 화소 영역(pixel)이 적어도 2개의 서로 다른 배향 방향을 갖는 멀티도메인(Multi-domain) 액정표시장치가 최근에 많은 관심을 받고 있다.
이와 같은 액정표시장치는, 화상을 표시하는 액정표시패널과 상기 액정 패널에 구동신호를 인가하기 위한 구동부로 크게 구분될 수 있으며, 상기 액정표시패널은 공간을 갖고 합착된 제 1, 제 2 기판과, 상기 제 1, 제 2 기판 사이에 주입된 액정층으로 구성된다.
여기서, 상기 제 1 기판(TFT 어레이 기판)에는, 일정 간격을 갖고 일방향으로 배열되는 복수개의 게이트 라인과, 상기 각 게이트 라인과 수직한 방향으로 일정한 간격으로 배열되는 복수개의 데이터 라인과, 상기 각 게이트 라인과 데이터 라인이 교차되어 정의된 각 화소 영역에 매트릭스 형태로 형성되는 복수개의 화소 전극과 상기 게이트 라인의 신호에 의해 스위칭되어 상기 데이터 라인의 신호를 상기 각 화소 전극에 전달하는 복수개의 박막 트랜지스터가 형성되어 있다.
그리고, 제 2 기판(컬러필터 기판)에는, 상기 화소 영역을 제외한 부분의 빛을 차단하기 위한 블랙 매트릭스층과, 컬러 색상을 표현하기 위한 R, G, B 컬러필터층과 화상을 구현하기 위한 공통 전극이 형성되어 있다.
이와 같은 상기 제 1, 제 2 기판은 스페이서(spacer)에 의해 일정 공간을 갖고 시일재(sealant)에 의해 합착되고 상기 두 기판 사이에 액정이 형성된다.
이하 첨부된 도면을 참조하여, 일반적인 액정표시장치의 구조를 설명하면 다음과 같다.
도 1은 일반적인 액정표시장치를 도시한 분해 사시도이다.
일반적인 액정표시장치는, 도 1에 도시한 바와 같이 상기 일정 공간을 갖고 합착된 제 1 기판(1) 및 제 2 기판(2)과, 상기 제 1 기판(1)과 제 2 기판(2) 사이에 주입된 액정층(3)으로 구성되어 있다.
보다 구체적으로 설명하면, 상기 제 1 기판(1)에는 화소영역(P)을 정의하기 위하여 일정한 간격을 갖고 일방향으로 복수개의 게이트 라인(4)이 배열되고, 상기 게이트 라인(4)에 수직한 방향으로 일정한 간격을 갖고 복수개의 데이터 라인(5)이 배열되며, 상기 각 화소 영역(P)에는 화소 전극(6)이 형성되고, 상기 각 게이트 라인(4)과 데이터 라인(5)이 교차하는 부분에는 상기 게이트 라인(4)의 구동신호에 따라 온/오프되어 상기 데이터 라인(5)의 영상신호를 각 화소 전극(6)에 인가하는 복수개의 박막 트랜지스터(T)가 형성되어 있다.
그리고 상기 제 2 기판(2)에는 상기 화소 영역(P)을 제외한 부분의 빛을 차단하기 위한 블랙 매트릭스층(7)과 상기 각 화소 영역(P)에 대응되어 칼라 색상을 표현하기 위한 R, G, B 칼라필터층(8)과 화상을 구현하기 위한 공통 전극(9)이 형성되어 있다.
상기와 같이 구성된 제 1, 제 2 기판(1,2)의 서로 마주보는 면에 각각 배향막(도면에 도시되지 않음)이 형성되고 액정층(3)을 배향시키기 위해 러빙처리된다.
여기서, 상기 박막 트랜지스터(T)는 상기 게이트 라인(4)으로부터 돌출된 게이트 전극과, 상기 게이트 전극 상측의 게이트 절연막위에 형성된 액티브층과, 상기 데이터 라인(5)으로부터 돌출된 소오스 전극과, 상기 소오스 전극에 대향되는 드레인 전극을 구비하여 구성된다.
상기 화소 전극(6)은 인듐-틴-옥사이드(indium-tin-oxide : ITO)와 같이 빛의 투과율이 비교적 뛰어난 투명 도전성 금속을 사용한다.
상기 액정층(3)으로는 주로 트위스트 네마틱(Twisted Nematic : TN) 액정을 사용하는데, 상기 TN 액정은 액정분자의 장축방향으로 진동하는 빛과 장축방향에 수직한 방향으로 진동하는 빛의 굴절률이 서로 다른 굴절률 이방성을 나타냄으로 인해 시야각이 좁아지는 문제점이 있었다.
따라서, 상기 TN 액정을 대체하여 수직 배향(VA;Vertical Alignment)된 액정을 사용하고, 단위 화소 영역내에서의 전계를 왜곡시켜 상기 수직 배향된 액정이 상기 왜곡된 전계에 의해 여러 방향으로 배향되도록 함으로써, 단위 화소 내에서의 주시야각 방향을 보상할 수 있는 멀티도메인 액정표시장치가 제안되었다.
상기와 같은 종래의 멀티도메인 액정표시장치를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 2는 종래의 멀티도메인 액정표시장치의 단위 화소를 나타낸 단면도이다.
도 2는 종래의 멀티도메인 액정표시장치의 화소에 대한 평면도이다.
도 2에 도시한 바와 같이, 액정층(90)이 형성된 상부 및 하부 기판(70, 80)이 서로 대향되어 있는 구조에서, 상부 및 하부 기판(70, 80)의 각각의 내부면에는 서로 비대응 되는 영역에 돌기부(60)가 형성되어 있다. 즉, 상부 기판(70)에는 중앙부에 돌기부(60)가 위치하고, 하부 기판(80)에는 좌, 우측에 각각 돌기부(60)가 위치하고 있다.
이때, 한 예로 돌기부(60)를 이루는 재질이 액정층(90)의 액정 분자(92)보다 유전율이 작은 물질에서 선택될 경우, 화살표로 나타낸 전계(94)가 상부 기판(70)의 돌기부(60) 바깥쪽 방향으로 형성되며, 이 전계(94)에 수직이 되는 방향으로 액정 분자(92)가 배열되어, 하나의 화소영역은 액정 배열이 서로 다른 제 1, 2 도메인(A, B)으로 나뉘게 된다.
여기서, 이러한 전계 왜곡 정도는 돌기부(60)와 액정 분자(92) 간의 유전율 차가 심할수록 강하게 이루어지게 되는바, 돌기부(60)를 이루는 재질을 액정 분자(92)와 유전율차가 큰 물질에서 선택할 수록 안정적인 멀티도메인 구조를 구성할 수 있다.
그러나, 이와 같은 종래의 멀티도메인 액정표시장치는 다음과 같은 문제점이 있다.
첫째, 종래의 멀티도메인 액정표시장치는 상판과 하판에 형성된 돌기에 의한 전계 왜곡을 구현함으로써 멀티도메인을 형성하게 되므로, 상기 상판 및 하판에 형성된 돌기가 차지하는 면적만큼 개구율이 감소하는 문제점이 있다.
둘째, 종래의 멀티도메인 액정표시장치는, 휘도를 증가시키기 위해 별도의 백 라이트를 이용하여 광을 제공받기 때문에, 이에 따라 소형화하기가 어렵고 비용이 증가하는 문제점이 있다.
본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 복수개의 요철이 형성된 반사전극을 채용하여, 상기 반사전극에 형성되는 요철의 방향을 서로 다르게 구성함으로써, 개구율 및 휘도를 동시에 향상시킬 수 있는 멀티도메인 액정표시장치 및 이의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 멀티도메인 액정표시장치는, 적어도 2개 이상의 영역으로 구분된 화소영역을 갖는 제 1 기판과; 상기 제 1 기판상에 형성되며, 상기 제 1 기판의 각 영역에 서로 다른 방향으로 구성되는 복수개의 요철을 가지는 반사전극과; 상기 반사전극상에 형성되는 제 1 배향막과; 상기 제 1 기판과 대응된 제 2 기판상에 형성되는 제 2 배향막과; 상기 제 1 기판과 제 2 기판 사이에 형성되는 액정층을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 요철은 장축 방향과 단축 방향을 갖는 타원형으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 제 1 기판은 박막트랜지스터 어레이 기판인 것을 특징으로 한다.
상기 제 2 기판은 칼라필터 어레이 기판인 것을 특징으로 한다.
상기 액정층은 수직 배향된 액정을 사용하는 것을 특징으로 한다.
각 영역에 형성된 요철간의 장축 방향이 서로 교차하는 것을 특징으로 한다.
상기 제 1 및 제 2 배향막은 배향처리 되지 않음을 특징으로 한다.
상기 반사전극은 고 반사 특성을 갖는 금속으로 형성됨을 특징으로 한다.
상기 반사전극은 투명 도전성 물질로 형성됨을 특징으로 한다.
상기 화소영역은 4개의 영역으로 나뉘는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 멀티도메인 액정표시장치의 제조방법은, 적어도 제 1 영역 및 제 2 영역으로 구분된 화소영역을 갖는 제 1 기판을 준비하는 단계와; 상기 제 1 기판상에 절연막을 형성하고, 상기 기판의 제 1 영역의 절연막 표면에 일정한 간격으로 제 1 폭을 갖는 복수개의 요철 및 상기 제 2 영역의 절연막 표면에 일정한 간격을 갖고 상기 제 1 폭보다 큰 제 2 폭을 갖는 복수개의 요철을 형성하는 단계와; 상기 각 요철을 포함한 상기 기판의 전면에 반사전극을 형성하는 단계와; 상기 반사전극상에 제 1 배향막을 형성하는 단계와; 상기 제 1 기판과 대응되는 제 2 기판상에 제 2 배향막을 형성하는 단계와; 상기 제 1 기판과 제 2 기판 사이에 액정층을 형성하는 단계을 포함하여 이루어지는 것을 그 특징으로 한다.
상기 액정층은 수직 배향된 액정을 사용하는 것을 특징으로 한다.
상기 액정층은 액정적하방식 또는 액정주입방식으로 형성하는 것을 특징으로 한다.
상기 반사전극은 금속으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 요철은 장축 방향과 단축 방향을 갖는 타원형으로 형성되는 것을 특징 으로 한다.
상기 액정층은 수직 배향된 액정을 사용하는 것을 특징으로 한다.
삭제
이하 도면을 첨부하여 본 발명의 실시예에 따른 멀티도메인 액정표시장치를 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 멀티도메인 액정표시장치의 사시도이고, 도 4a 및 도 4b는 도 3의 Ⅱ~Ⅱ`의 방향에 따른 단면도로서, 도 4a는 전계가 인가되지 않았을때의 액정 분자의 상태를 나타낸 멀티도메인 액정표시장치의 단면도를 나타내며, 도 4b는 전계가 인가되었을때의 액정 분자의 상태를 나타낸 멀티도메인 액정표시장치의 단면도를 나타낸다.
본 발명에 따른 멀티도메인 액정표시장치는, 도 3 및 도 4a에 도시된 바와 같이, 제 1, 제 2 영역(301a, 301b)으로 구분된 다수개의 화소영역을 갖는 제 1 기판(300a)과; 상기 제 1 기판(300a)상에 형성되며, 상기 화소영역의 각 영역(301a, 301b)에서 서로 다른 방향으로 배열되는 복수개의 요철(309a, 309b)을 가지는 반사전극(302)과; 상기 반사전극(302)상에 형성되는 제 1 배향막(303a)과; 상기 제 1 기판(300a)과 대응된 제 2 기판(300b)상에 형성되는 제 2 배향막(303b)과; 상기 제 1 기판(300a)과 제 2 기판(300b) 사이에 형성되는 액정층(307a, 307b)을 포함하여 구성되는 것을 그 특징으로 한다.
여기서, 상기 제 1 기판(300a)상에 형성된 반사전극(302)의 하부에는, 상기 반사전극(302)에 복수개의 요철(309a, 309b)을 형성하기 위하여, 절연막(306)이 형성되어 있다.
즉, 상기 제 1 기판(300a)상에 상기 복수개의 요철(309a, 309b)을 가지는 절 연막(306)이 형성되고, 상기 절연막(306)의 상부에 상기 반사전극(302)이 코팅됨으로써, 상기 반사전극(302)도 상기 절연막(306)에 형성된 복수개의 요철(309a, 309b) 모양을 가지게 된다.
또한, 상기 반사전극(302)의 상부에는 상기 반사전극(302)에 형성된 복수개의 요철(309a, 309b)의 형상을 따라 제 1 배향막(303a)이 형성되게 된다,
여기서, 상기 복수개의 요철(309a, 309b)은 장축 방향과 단축 방향을 가지는 타원형의 형상을 가지며, 상기 제 1 기판(300a)의 화소영역의 제 1 영역(301a)에 형성되는 복수개의 요철(309a)의 장축 방향과 제 2 영역(301b)에 형성되는 복수개의 요철(309b)의 장축 방향이 서로 교차되도록 형성되므로, 상기 제 1 영역(301a)에 형성된 타원형 요철(309a)은 단축 방향에 해당하는 폭을 가지며 형성되고, 제 2 영역(301b)에 형성된 요철(309b)은 장축 방향에 해당하는 폭을 가지며 형성된다.
또한, 상기 요철(309a, 309b)은 입사되는 광에 대하여 난반사 기능을 원활히 수행할 수 있도록 불규칙한 간격을 가지고, 밀집하게 배열하는 것이 바람직하다.
단, 동일 화소영역의 동일 영역(301a 또는 301b)에 형성되는 복수개의 요철(309a 또는 309b)의 장축 방향은 동일한 방향을 향하도록 구성한다.
한편, 상기 제 2 기판(300b)에는 화소 영역을 제외한 부분의 빛을 차단하기 위한 블랙 매트릭스층(도시되지 않음), 컬러 색상을 표현하기 위한 R, G, B 컬러필터층(305), 화상을 구현하기 위한 공통 전극(304) 그리고, 액정층(307a, 307b)의 액정 분자를 수직 배향하기 위한 제 2 배향막(303b)이 형성되어 있다.
여기서, 상기 제 1, 제 2 배향막(303a, 303b)은 액정층(307a, 307b)의 액정 분자를 수직 배향시키기 위한 것으로 별도의 배향 처리가 필요하지 않다.
여기서, 상기 제 1 기판(300a)의 반사전극(302)은 상기 제 2 기판(300b)을 통하여 입사된 광을 반사하여 컬러필터층(305)에 전달되도록 함으로써, 별도의 백 라이트를 사용하지 않고 외부 광을 이용하여 높은 휘도의 광을 제공할 수 있도록 한다.
구체적으로는, 상기 반사전극(302)에 광이 입사하게 되면, 상기 반사전극(302)에 형성된 복수개의 요철(309a, 309b)이 상기 입사된 광을 난반사 시킴으로써, 컬러필터층(305)의 모든 면에 균일한 광을 제공하게 된다.
또한, 상기 반사전극(302)은 금속으로 형성되어 화소 전극으로서 기능하게 된다.
따라서, 상기 반사전극(302)과 공통전극(304)에 전압을 인가하게 되면, 상기 반사전극(302)과 공통전극(304) 사이에 전계가 형성되어, 상기 액정층(307a, 307b)의 액정 분자의 장축 방향에 영향을 주게 된다.
즉, 상기 액정층(307a, 307b)에 형성된 액정 분자는 전계가 인가되지 않은 상태에서는 상기 액정 분자의 장축 방향이 제 1, 제 2 배향막(303a, 303b)에 대하여 수직하는 방향으로 배열되고, 전계가 인가된 상태에서는 상기 액정 분자의 장축 방향이 제 1, 제 2 배향막(303a, 303b)에 대하여 수평하게 배열되는 네가티브형 액정을 사용하여 수직 배향하도록 한다.
이와 같이 구성된 멀티도메인 액정표시장치의 동작을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 5는 도 4b의 평면도이다.
먼저, 전압이 인가되지 않은 상태에서는, 상기 반사전극(302)과 공통전극(304) 사이에 전계가 형성되지 않으므로, 화소영역의 제 1, 제 2 영역(301a, 301b)에 형성된 액정층(307a, 307b)의 액정 분자의 장축 방향은, 도 4a에 도시된 바와 같이, 제 1, 제 2 배향막(303a, 303b)에 대하여 수직하는 방향으로 배열되게 된다.
즉, 상기 화소영역의 제 1 영역(301a)에 형성된 제 1 배향막(303a)은 상기 제 1 배향막(303a)의 하부에 형성된 타원형의 요철(309a)과 동일한 형상으로 형성되어 있으므로, 상기 제 1 배향막(303a)은 상기 요철(309a)과 동일한 경사면과 가지게 된다.
따라서, 상기 제 1 배향막(303a) 근처에 형성된 액정 분자의 장축 방향은, 상기 타원형의 요철(309a)의 형상으로 구현된 제 1 배향막(303a)의 수직 배향 규제력에 의해, 상기 제 1 배향막(303a)의 경사면에 수직한 방향으로 배열되게 되며, 상기 제 1 배향막(303a)에서 제 2 배향막(303b)으로 향해갈수록 상기 제 2 배향막(303b)의 수직 배향력에 의해 상기 제 2 배향막(303b)에 대하여 수직하는 방향으로 변화하게 된다.
여기서, 상기 제 2 영역(301b)에 형성된 액정 분자의 장축 방향도 제 1 배향막(303a)에서 제 2 배향막(303b)으로 향해 갈수록 제 2 배향막(303b)에 대하여 수 직하게 배열되므로, 전계가 인가되기 전의 제 1 및 제 2 영역(301a, 301b)에서의 액정 분자의 장축 방향의 차이는 거의 없다.
이와 같은 상태에서 상기 반사전극(302) 및 공통전극(304)에 전압이 인가되어, 상기 반사전극(302)과 공통전극(304) 사이에 전계(308)가 형성되면, 도 4b에 도시된 바와 같이, 상기 제 1, 제 2 영역(301a, 301b)에 형성된 액정 분자의 장축 방향은 상기 전계(308)에 수직하는 방향으로 변화하게 된다.
즉, 도 5에 도시된 바와 같이, 제 1 영역(301a)에 형성된 타원형의 요철(309a)의 장축 방향(310a)과 제 2 영역(301b)에 형성된 타원형의 요철(309b)의 장축 방향(310b)이 서로 교차하므로, 제 1 영역(301a)에 형성된 타원형의 요철(309a)의 장축 방향(310a)을 따라 배열되는 액정 분자(311a)의 장축 방향과 상기 제 2 영역에 형성된 타원형의 요철(309b)의 장축 방향(310b)을 따라 배열되는 액정 분자(311b)의 장축 방향도 서로 교차하게 된다.
물론, 상기 제 1, 제 2 배향막(303a, 303b) 근처에 형성된 액정 분자의 장축 방향은 전계(308)의 영향보다 상기 제 1, 제 2 배향막(303a, 303b)의 수직 배향 규제력의 영향을 더 받게 되므로, 전계가 형성되지 않은 초기 배향상태와 유사하게 배열된다.
이렇게 하여, 상기 액정 분자의 배향 방향이 두 개의 영역(301a, 301b)에서 서로 다르게 형성되는 멀티도메인을 구현할 수 있다.
이하, 도면을 첨부하여 상기 액정 분자의 변화와 이에 따른 투과율을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 6a는 전계가 인가되기 전의 액정 분자의 상태 및 이에 따른 투과율을 나타내는 그래프이고, 도 6b는 전계가 인가된 액정 분자의 상태 및 이에 따른 투과율을 나타내는 그래프이다.
여기서, 도 6a 및 6b는 제 1 영역(301a) 또는 제 2 영역(301b) 중 어느 하나를 나타낸다.
전계가 인가되기 전의 액정 분자는, 도 6a에 도시된 바와 같이, 그의 장축 방향이 기판면에 대하여 수직한 방향으로 배열되게 된다.
여기서, 상술한 바와 같이 제 1 배향막(303a)의 하부에는 타원형의 요철(309a 또는 309b)이 형성되어 있으므로, 상기 제 1 배향막(303a)도 상기 요철(309a 또는 309b)과 동일한 경사면을 가지게 된다.
따라서, 상기 제 1 배향막(303a) 근처에 형성된 액정 분자의 장축 방향은, 상술한 바와 같이, 제 1 배향막(303a)의 경사면에 대하여 수직하게 형성되므로, 결국 상기 제 1 배향막(303a)의 양 경사면에 형성된 액정 분자의 장축은 제 1 기판(300a)면에 대하여 약 +10°와 -10°(80°)의 각을 이루며 형성되고, 상기 제 1 배향막(303a)의 최정상면 및 평탄면에 형성된 액정 분자의 장축은 제 1 기판(300a)면에 대하여 약 90°의 각을 이루며 형성된다.
그리고, 제 2 기판(300b)에 형성된 제 2 배향막(303b)은 상기 타원형의 요철(309a, 309b)이 형성되지 않은 평탄한 면이므로, 상기 제 2 배향막(303b) 근처에 형성된 액정 분자의 장축은 모두 제 2 기판(300b)면에 대하여 약 90°의 각을 이루며 형성된다.
이와 같이 전계가 인가되지 않은 상태에서는 투과율은 0에 가까우므로, 블랙을 나타내게 된다.
이 후, 이와 같은 상태의 액정 분자에 전계가 인가되면, 도 6b에 도시된 바와 같이, 액정 분자의 장축 방향이 상기 전계 방향에 대하여 수직하게 형성되어 투과율이 증가하게 된다.
여기서, 상기 제 1 배향막(303a)의 경사면에 배열된 액정 분자의 장축은 제 1 기판(300a)면에 대하여 어느 정도 기울기를 갖고 있으므로, 이와 같은 액정 분자에 전계가 가해지면, 상기 액정 분자는 일정한 방향으로 기울어지게 되어 정상적인 투과율을 보이지만, 상기 제 1 배향막(303a)의 최정상면 및 평탄면에 배열된 액정 분자는 제 1 기판(300a)면에 대하여 약 90°의 각, 즉, 어느 한 방향으로도 기울기를 가지고 있지 않으므로, 이와 같은 액정 분자에 전계가 가해지면. 상기 액정 분자는 불규칙하게 기울어지게 된다.
따라서, 이와 같은 영역에서는 액정 분자의 배열을 제어할 수 없는 전경선(disinclination line)이 발생하게 되어, 이 영역에서는 투과율이 떨어지게 된다.
그러나, 상기 전경선이 나타나는 영역은 정상적으로 동작하는 영역에 비하여 무시할만큼 작으므로, 투과율에 거의 영향을 주지 못한다.
이하, 도면을 첨부하여 이와 같은 멀티도메인 액정표시장치의 제조방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 7a 내지 도 7e는 본 발명에 따른 멀티도메인 액정표시장치의 제조방법을 나타낸 공정단면도이다.
먼저, 서로 수직한 방향으로 배열된 게이트라인 및 데이터라인, 박막 트랜지스터 및 화소전극을 구비한 박막 트랜지스터 어레이가 형성된 제 1 기판(900a) 및 블랙매트릭스층 및 공통전극과 칼라필터층을 구비한 칼라필터 어레이가 형성된 제 2 기판(900b)을 준비한다.
이어서, 도 7a에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 기판(900a)상에 절연막(803)을 형성한다.
다음으로, 도 7b에 도시된 바와 같이, 포토 및 식각공정을 통해 상기 절연막(803)의 표면을 패터닝함으로써, 상기 제 1 기판(806)의 화소영역의 제 1 영역(801a)에 형성된 절연막(803)에는 상기 제 1 폭을 갖는 요철이 형성되도록 하고, 제 2 영역(801b)에 형성된 절연막(803)에는 상기 제 1 폭보다 큰 제 2 폭을 갖는 요철이 형성되도록 한다.
이어서, 도 7c에 도시된 바와 같이, 상기 요철의 형상을 갖는 절연막(803)상에 반사전극(804)을 코팅함으로써, 상기 반사전극(804)도 요철 형상을 가지도록 한다.
상기 반사전극(804)은 광 반사율이 우수한 금속재질을 사용함이 바람직하다.
이 후, 도 7d에 도시된 바와 같이, 상기 반사전극(804)상에 제 1 배향막(805a)을 형성한다.
여기서, 상기 제 1 배향막(805a)은 스핀, 스프레이, 딥 및 인쇄 방식 등을 사용하여 형성할 수 있다.
그리고, 상기 제 1 배향막(805a)을 형성하기 위한 배향막 재료로는 폴리아미드(Polyamide), 폴리 이미드계 화합물, PVA(Poly Vinyl Alchol), 폴리아믹산(Polyamic Acid) 등의 물질 및 PVCH(Poly Vinyl Cinnamate), PSCN(Poly Siloxane Cinnamate) 또는 CelCN(Cellulose Cinnamate)계 화합물과 같은 광반응성 물질을 사용할 수 있다.
상기 제 1 배향막(805a)은 액정층에 형성될 액정 분자를 수직 배향시키기 위한 것으로서, 별도의 배향처리가 필요하지 않다.
이어서, 도 7e에 도시된 바와 같이, 제 2 기판(900)상에 제 2 배향막(805b)을 형성한다.
상기 제 2 배향막(805b)도 제 1 배향막(805a)과 상술한 바와 같은 동일한 물질 및 동일한 방식을 사용하여 형성할 수 있으며, 역시 별도의 배향처리가 필요하지 않다.
이 후, 절연막(803), 반사전극(804) 및 제 1 배향막(805a)이 형성된 제 1 기판(900a)과 제 2 배향막(805b)이 형성된 제 2 기판(900b)은 스페이서(spacer)(도시되지 않음)에 의해 일정 공간을 갖고 액정주입구를 갖는 시일재(sealant)(도시되지 않음)에 의해 합착되어 상기 두 기판(900a, 900b) 사이에 액정층(806)이 주입된다.
여기서, 상기 액정층(806)은 수직 배향된 액정 분자를 사용하며, 상기 시일재에 의해 합착된 제 1 기판(900a)과 제 2 기판(900b) 사이를 진공상태로 유지하여 액정액에 입구가 잠기도록 하여 삼투압 현상에 의해 액정을 주입하는 액정주입 방식에 의해 형성한다.
또한, 제 1 기판(900a) 또는 제 2 기판(900b)에 액정을 적당량 적하한 후 상기 제 1 기판(900a)과 제 2 기판(900b)을 합착하는 액정적하 방식을 사용할 수 있다.
본 발명의 실시예에서는 상기 제 1 기판(900a)의 각 화소영역을 2개의 영역으로 정의된 멀티도메인 액정표시장치를 나타내었지만, 상기 제 1 기판(900a)의 각 화소영역을 더 많은 수의 영역으로 나누어 멀티도메인 액정표시장치를 제조할 수 있다.
도 8은 4개의 영역으로 구분된 화소영역을 가지는 멀티도메인 액정표시장치를 나타낸 평면도이다.
즉, 도 8에 도시된 바와 같이, 하나의 화소영역을 제 1, 제 2, 제 3, 제 4 영역(801a, 801b, 801c, 801d)의 4 개의 영역으로 나누고, 각 영역(801a, 801b, 801c, 801d)에서 타원형의 요철(800a, 800b, 800c, 800d)의 장축 방향을 서로 다르게 배열함으로써, 4 개의 영역으로 구분되는 멀티도메인을 구현할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 멀티도메인 액정표시장치 및 이의 제조방법에는 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 반사전극에 형성된 복수개의 타원형의 요철에 의해 별도의 백 라이트의 도움 없이도 높은 휘도를 구현할 수 있으며, 이에 따라 비용을 절감할 수 있다.
둘째, 반사전극에 형성된 복수개의 타원형의 요철을 영역별로 서로 다르게 배열함으로써, 멀티도메인을 구현할 수 있다.
셋째, 돌기와 같은 구조물을 사용하지 않으므로, 이에 따른 개구율 감소를 방지할 수 있다.

Claims (17)

  1. 적어도 2개 이상의 영역으로 구분되는 화소영역을 갖는 제 1 기판과;
    상기 제 1 기판상에 형성되며, 서로 수직교차하는 장축 및 단축을 갖는 복수개의 타원형 돌기들을 포함하는 반사전극과;
    상기 반사전극상에 형성되며, 배향처리되지 않은 제 1 배향막과;
    상기 제 1 기판과 대향하는 제 2 기판과;
    상기 제 2 기판상에 형성되며, 배향처리되지 않은 제 2 배향막과;
    상기 제 1 기판과 제 2 기판 사이에 형성된 액정층을 포함하며;
    상기 각 영역에 형성된 타원형 돌기들은 서로 불규칙한 간격으로 배열되어 있으며;
    동일 영역에 형성된 타원형 돌기들의 장축들이 서로 평행하며, 서로 다른 영역에 형성된 타원형 돌기의 장축들이 서로 교차하는 것을 특징으로 하는 멀티도메인 액정표시장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 기판은 박막트랜지스터 어레이 기판인 것을 특징으로 하는 멀티도메인 액정표시장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 기판은 칼라필터 어레이 기판인 것을 특징으로 하는 멀티도메인 액정표시장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 액정층은 수직 배향된 액정을 사용하는 것을 특징으로 하는 멀티도메인 액정표시장치.
  6. 적어도 2개 이상의 영역으로 구분되는 화소영역을 갖는 제 1 기판 및 제 2 기판을 준비하는 단계와;
    상기 제 1 기판상에 절연막을 형성하는 단계와;
    상기 절연막 표면에 서로 수직교차하는 장축 및 단축을 갖는 복수개의 타원형 돌기들을 불규칙한 간격으로 형성하되, 동일 영역에 위치한 타원형 돌기들의 장축들이 서로 평행하도록 그리고, 서로 다른 영역에 위치한 타원형 돌기들의 장축들이 서로 수직교차하도록 상기 타원형 돌기들을 형성하는 단계와;
    상기 타원형 돌기들을 포함한 제 1 기판의 전면에 반사전극을 형성하는 단계와;
    상기 반사전극상에 배향처리 되지 않은 제 1 배향막을 형성하는 단계와;
    상기 제 2 기판상에 배향처리 되지 않은 제 2 배향막을 형성하는 단계와;
    상기 제 1 기판과 제 2 기판을 대향시키고, 상기 제 1 기판과 제 2 기판 사이에 액정층을 형성하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 멀티도메인 액정표시장치의 제조방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 액정층은 수직 배향된 액정을 사용하는 것을 특징으로 하는 멀티도메인 액정표시장치의 제조방법.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 액정층은 액정적하방식 또는 액정주입방식으로 형성하는 것을 특징으로 하는 멀티도메인 액정표시장치의 제조방법.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 반사전극은 반사 특성이 우수한 금속으로 형성되는 것을 특징으로 하는 멀티도메인 액정표시장치의 제조방법.
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 반사전극은 반사 특성이 우수한 금속으로 형성됨을 특징으로 하는 멀티도메인 액정표시장치.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 반사전극은 투명 도전성 물질로 형성됨을 특징으로 하는 멀티도메인 액정표시장치.
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 화소영역은 4개의 영역으로 나뉘는 것을 특징으로 하는 멀티도메인 액정표시장치.
  17. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 배향막에 인접하여 위치한 액정 분자의 장축과 제 1 기판면에 의해 이루어지는 각이 +10도 또는 -10도인 것을 특징으로 하는 멀티도메인 액정표시장치.
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