KR100929667B1 - 시야각이 개선된 액정 표시 장치 및 그 제조방법 - Google Patents
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Abstract
제1 기판, 제1 기판 위에 형성되어 있는 화소 전극, 화소 전극의 상면의 소정영역에 형성되어 있는 유기 절연막, 제1 기판과 소정간격 이격되어 상부에 위치하는 제2 기판, 제2 기판의 저면에 형성되어 있는 블랙 매트릭스, 색 필터 및 기준 전극, 제1 기판과 제2 기판 사이에 주입되어 있는 액정을 포함하는 액정 표시 장치 및 그 제조 방법.
액정 표시 장치, 시야각, 측면 시인성, 유기 절연막, 휘도
Description
도 1은 본 발명에 따른 제1 실시예의 액정 표시 장치의 간략한 배치도이며,
도 2a 및 도 2b는 본 발명에 따른 제1 실시예의 액정 표시 장치의 단면도로서, 도 1의 Ⅱ-Ⅱ' 선을 따라 도시한 단면도이고, 각각 전압이 인가되지 않은 상태와 전압이 인가된 상태에서의 액정 분자의 배열을 나타내며,
도 3은 인가된 전압(Voltage)에 대한 투과율(Transmittance)의 관계 곡선이며,
도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치의 색 필터 기판을 제조하는 방법을 공정 순서에 따라 나타낸 단면도이고,
도 5는 본 발명에 따른 제2 실시예의 액정 표시 장치의 간략한 배치도이며,
도 6a 및 도 6b는 본 발명에 따른 제2 실시예의 액정 표시 장치의 단면도로서, 도 5의 Ⅵ-Ⅵ' 선을 따라 도시한 단면도이고, 각각 전압이 인가되지 않은 상태와 전압이 인가된 상태에서의 액정 분자의 배열을 나타내며,
도 7a 내지 도 7f는 본 발명의 제2 실시예에 따른 액정 표시 장치의 색 필터 기판을 제조하는 방법을 공정 순서에 따라 나타낸 단면도이고,
도 8은 본 발명에 따른 제3 실시예의 액정 표시 장치의 간략한 배치도이며,
도 9a 및 도 9b는 본 발명의 제3 실시예의 액정 표시 장치의 단면도로서, 도 8의 Ⅸ-Ⅸ' 선을 따라 도시한 단면도이고, 각각 전압이 인가되지 않은 상태와 전압이 인가된 상태에서의 액정 분자의 배열을 나타내며,
도 10은 유기 절연막의 두께별 투과율을 나타낸 도면이고,
도 11a는 본 발명에 따른 제3 실시예의 제1 유기 절연막 패턴을 도시하고,
도 12는 본 발명에 따른 제3 실시예의 제2 유기 절연막 패턴을 도시하고,
도 13은 본 발명에 따른 제3 실시예의 제3 유기 절연막 패턴을 도시하고,
도 14는 본 발명에 따른 제3 실시예의 제4 유기 절연막 패턴을 도시하고,
도 15는 본 발명에 따른 제3 실시예의 제5 유기 절연막 패턴을 도시하고,
도 16은 본 발명에 따른 제3 실시예의 제6 유기 절연막 패턴을 도시하고,
도 17은 본 발명에 따른 제3 실시예의 제7 유기 절연막 패턴을 도시하고,
도 18은 본 발명에 따른 제3 실시예의 제8 유기 절연막 패턴을 도시한다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
3 ; 액정 50 ; 유기 절연막
51 ; R 유기 절연막 픽셀 52 ; G 유기 절연막 픽셀
53 ; B 유기 절연막 픽셀 54 ; 유기 절연막 도트
58 ; 비 유기 절연막 도트 110; 제1 기판
190 ; 화소 전극 191 ; 화소 절개 패턴
210 ; 제2 기판 220a ; 외부 블랙 매트릭스
220b ; 내부 블랙 매트릭스 230 ; 색 필터
250 ; 오버 코트막 270 ; 기준 전극
271 ; 기준 절개 패턴 291 ; 기준 전극의 홈
본 발명은 액정 표시 장치 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 특히 시야각 및 측면 시인성이 향상된 액정 표시 장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로 액정 표시 장치는 기준 전극과 색 필터(color filter) 등이 형성되어 있는 상부 기판과, 화소 전극과 박막 트랜지스터 등이 형성되어 있는 하부 기판 사이에 액정 물질을 주입해 놓고 기준 전극과 화소 전극에 서로 다른 전위를 인가함으로써 전계를 형성하여 액정 분자들의 배열을 변경시키고, 이를 통해 빛의 투과율을 조절함으로써 화상을 표현하는 장치이다.
그런데 액정 표시 장치는 시야각 및 측면 시인성이 나쁜 것이 중요한 단점이다. 이러한 단점을 극복하고자 시야각을 넓히기 위한 다양한 방안이 개발되고 있는데, 그 중에서도 액정 분자를 상하 기판에 대하여 수직으로 배향하고 화소 전극과 그 대향 전극인 기준 전극에 일정한 절개 패턴을 형성하거나 돌기를 형성하는 방법이 유력시되고 있다.
절개 패턴을 형성하는 방법은 화소 전극과 기준 전극에 각각 절개 패턴을 형성하여 이들 절개 패턴으로 인하여 형성되는 프린지 필드(fringe field)를 이용하여 액정의 기우는 방향을 4방향으로 고르게 분산시킴으로써 시야각을 확보하는 방 법이다.
돌기를 형성하는 방법은 상하 기판 위에 형성되어 있는 화소 전극과 기준 전극 위에 각각 돌기를 형성하여 둠으로써 돌기에 의하여 왜곡되는 전계를 이용하여 액정 분자의 눕는 방향을 조절하는 방식이다.
한편, 절개 패턴이나 돌기에 의하여 분할되는 도메인은 액정이 눕는 방향에 따라 몇 가지 종류로 나뉜다. 일반적으로는 4방향 각각에 대하여 한 종류씩 4종류의 도메인으로 구분된다. 이 경우 하부 기판과 경사지게 누운 액정의 장축이 이루는 각을 경사각 (tilt angle)이라 할 때, 동일한 인가 전압에 대해 서로 다른 도메인에서 액정분자의 경사각은 동일하기 때문에 도메인의 광학적 특성의 보상율이 낮아서 측면 시인성에 문제점이 있다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 시야각 및 측면 시인성이 개선된 액정 표시 장치 및 그 제조 방법을 제공하는 데 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 액정 표시 장치는, 제1 기판, 상기 제1 기판 위에 형성되어 있는 화소 전극, 상기 화소 전극의 상면의 소정영역에 형성되어 있는 유기 절연막, 상기 제1 기판과 소정간격 이격되어 상부에 위치하는 제2 기판, 상기 제2 기판의 저면에 형성되어 있는 블랙 매트릭스, 색 필터 및 기준 전극, 상기 제1 기판과 제2 기판 사이에 주입되어 있는 액정을 포함한다.
또한, 상기 유기 절연막이 형성되어 있는 영역의 액정의 장축의 경사각과 상 기 유기 절연막이 형성되어 있지 않은 영역의 액정의 장축의 경사각이 서로 다르다.
또한, 상기 액정이 음의 유전율 이방성을 가지는 경우에는 상기 유기 절연막이 형성되어 있는 영역의 액정의 장축의 경사각이 상기 유기 절연막이 형성되어 있지 않은 영역의 액정의 장축의 경사각보다 크다.
또한, 상기 화소 전극 중 R, G, B 의 각각의 색을 나타내는 화소 영역을 각각 R 픽셀, G 픽셀, B 픽셀이라 하고, 상기 R, G, B 픽셀로 이루어진 하나의 영역을 도트라 하고, 상기 유기 절연막이 그 내부의 소정 영역에 형성되어 있는 도트를 유기 절연막 도트, 상기 유기 절연막이 그 내부에 형성되어 있지 않는 도트를 비 유기 절연막 도트라 할 때, 상기 화소 전극상에 상기 유기 절연막 도트와 상기 비 유기 절연막 도트가 동일한 면적으로 형성되어 있다.
또한, 상기 유기 절연막 도트의 R 픽셀을 R 유기 절연막 픽셀, 상기 유기 절연막 도트의 G 픽셀을 G 유기 절연막 픽셀, 상기 유기 절연막 도트의 B 픽셀을 B 유기 절연막 픽셀이라 할 때, 상기 각각의 R, G, B 유기 절연막 픽셀의 면적의 50% 가 상기 유기 절연막으로 덮여 있다.
또한, 상기 각각의 R, G, B 유기 절연막 픽셀에서 상기 액정이 눕는 방향이 서로 다른 4 영역을 제1, 제2, 제3 및 제4 방향 R, G, B 유기 도메인이라 할 때, 상기 화소 전극상에 상기 제1, 제2, 제3 및 제4 방향 R 유기 도메인간의 면적이 동일하게 형성되어 있고, 상기 제1, 제2, 제3 및 제4 방향 G 유기 도메인간의 면적이 동일하게 형성되어 있고, 상기 제1, 제2, 제3 및 제4 방향 B 유기 도메인간의 면적 이 동일하게 형성되어 있다.
또한, 상기 화소 전극상에 상기 제1 방향 R 유기 도메인, 제1 방향 G 유기 도메인, 제1 방향 R 유기 도메인간의 면적이 동일하게 형성되어 있고, 상기 제2 방향 R 유기 도메인, 제2 방향 G 유기 도메인, 제2 방향 R 유기 도메인간의 면적이 동일하게 형성되어 있고, 상기 제3 방향 R 유기 도메인, 제3 방향 G 유기 도메인, 제3 방향 R 유기 도메인간의 면적이 동일하게 형성되어 있고, 상기 제4 방향 R 유기 도메인, 제4 방향 G 유기 도메인, 제4 방향 R 유기 도메인간의 면적이 동일하게 형성되어 있다.
또한, 가로 방향을 따라 상기 유기 절연막 도트와 상기 비 유기 절연막 도트가 교대로 형성되어 있다.
또한, 세로 방향을 따라 상기 유기 절연막 도트와 상기 비 유기 절연막 도트가 교대로 형성되어 있다.
또한, 상기 비 유기 절연막 도트에 인접하여 있는 4 방향의 도트에는 상기 유기 절연막 도트가 형성되어 있다.
또한, 어느 하나의 상기 유기 절연막 도트내에 형성되어 있는 R, G, B 유기 도메인은 서로 동일한 방향의 유기 도메인에 유기 절연막이 형성되어 있다.
또한, 상기 R 및 B 유기 절연막 픽셀상에는 상기 유기 절연막이 제1 내지 제4 방향 유기 도메인 중 어느 2 방향의 유기 도메인에 형성되어 있고, 상기 G 유기 절연막 픽셀상에는 상기 유기 절연막이 나머지 2 방향의 유기 도메인에 형성되어 있다.
또한, 상기 유기 절연막의 두께는 3.0㎛ 이하이고, 상기 유기 절연막의 유전율은 1.5 내지 7.5이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 제1 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 따른 제1 실시예의 액정 표시 장치의 간략한 배치도이며, 도 2a 및 도 2b는 본 발명에 따른 제1 실시예의 액정 표시 장치의 단면도로서, 도 1의 Ⅱ-Ⅱ'선을 따라 도시한 단면도이며, 노말리 블랙 모드(Normally black mode)에서 각각 전압이 인가되지 않은 상태와 전압이 인가된 상태에서의 액정 분자의 배열을 보여 준다.
도 2a 및 도 2b에 도시한 바와 같이, 제1 기판(110) 면에는 투명한 화소 전극(190)이 형성되어 있고, 화소 전극(190)은 ITO (indium-tin-oxide) 또는 IZO (induin-zinc-oxide) 등의 투명 도전막으로 형성되어 있다. 화소 전극(190)에는 그 일부가 제거된 화소 절개 패턴(191)이 형성되어 있다. 제1 기판과 소정 간격 이격되어, 제1 기판(110)과 마주 보도록 제2 기판(210)이 대응되어 있다.
제2 기판(210)의 저면에는 외부 블랙 매트릭스(220a)와 내부 블랙 매트릭스(220b)가 형성되어 있다. 외부 블랙 매트릭스(220a)는 매트릭스 형태로 형성되어 화소 영역(A)을 정의하며, 내부 블랙 매트릭스(220b)는 화소 영역(A) 내에 소정의 패턴으로 형성되어 있다.
외부 및 내부 블랙 매트릭스(220a, 220b) 위에는 R, G, B 등의 색 필터(230)가 형성되어 있다. 이 때, 색 필터(230)는 내부 블랙 매트릭스(220b)와 중접하는 부분에서 제거되어 있어서 내부 블랙 매트릭스(220b)를 노출하고 있다. 외부 블랙 매트릭스(220b)도 색과 색 사이의 경계에서는 색 필터(230)에 의하여 덮어지지 않고 노출되어 있다. 색 필터(230)의 일부는 외부 및 내부 블랙 매트릭스(220a, 220b)와 겹쳐져 외부 및 내부 블랙 매트릭스(220a, 220b)와 접촉하고 있고, 색 필터(230)의 나머지 대부분은 제2 기판(210)과 직접 접촉하고 있다.
노출된 외부 및 내부 블랙 매트릭스(220a, 220b)와 색 필터(230)의 저면에는 투명한 기준 전극(270)이 형성되어 있다. 내부 블랙 매트릭스(220b) 아래에서 기준 전극은 홈(291)을 형성한다. 유기 절연막(50)은 기준 전극(270)의 저면의 소정 영역에 형성되어 있다. 도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이, 유기 절연막(50)은 외부 블랙 매트릭스(220a)로 경계 지워 지는 하나의 화소 영역(A)의 소정 영역(B)에 형성되어 있다. 또 유기 절연막(50)은 내부 블랙 매트릭스(220b)의 저면에 형성된 기준 전극(270)의 홈(291)을 덮도록 형성되어 있다.
제1 기판(110)과 제2 기판(210)사이에는 음의 유전율 이방성을 가지는 액정 분자(3)가 주입되어 있다.
도 2a에 도시된 바와 같이, 화소 전극(190)과 기준 전극(270) 사이에 전압이 인가되지 않은 상태에서는 액정 분자(3)가 두 기판(110, 210) 면에 대해 수직하게 배열되어 있다.
도 2b에서와 같이, 화소 전극(190)과 기준 전극(270)에 전압이 인가된 상태에서는 제1 및 제2 기판(110, 210) 사이에 전계(E)가 형성된다. 이 경우, 화소 전극(190)의 화소 절개 패턴(191)과 내부 블랙 매트릭스(220b)와 중첩하는 위치에 형성되는 기준 전극(270)의 홈(291)으로 인하여, 전계는 두 기판(110, 210)에 대하여 완전히 수직으로 형성되지 않고 기울기를 가지는 곡선 형태의 프린지 필드(fringe field)를 형성한다. 음의 유전율 이방성을 가지는 액정 분자(3) 들은 전계의 방향에 수직한 방향으로 배열하려는 경향이 있으므로, 액정 분자(3)는 그 장축이 두 기판(110, 210) 표면에 대하여 기울어진 형태로 재배열하게 된다. 이렇게 되면, 화소 절개 패턴(191)과 기준전극의 홈(291)을 중심으로 하여 양쪽에서 액정 분자(3)의 기울어지는 방향이 반대로 되는 영역들이 생기게 되고 이 들 영역의 광학적 특성이 서로 보상되어 시야각이 넓어지게 된다. 그러나, 유기 절연막(50)이 덮여 있는 영역(B)에서 제1 기판(110)과 경사지게 누운 액정(3)의 장축이 이루는 각인 경사각 (tilt angle)을 β1, 유기 절연막이 덮여 있지 않은 영역(C)에서 제1 기판(110)과 경사지게 누운 액정(3)의 장축이 이루는 각인 경사각 (tilt angle)을 β2라 할 때, 유기 절연막(50)이 덮여 있는 영역(B)과 유기 절연막이 덮여 있지 않은 영역(C)간에는 액정(3)의 장축의 경사각(β1, β2)은 서로 다르다.
이하에서 상세히 설명한다.
유기 절연막(50)이 덮여 있는 영역(B)과 유기 절연막(50)이 덮여 있지 않은 영역(C)간에는 동일한 전압이 인가되어도 형성되는 전계의 세기에는 차이가 발생한다. 예컨대, 유기 절연막(50)이 덮여 있는 영역(B)에 비하여 유기 절연막(50)이 덮여 있지 않은 영역(C)에 보다 강한 전계가 발생한다. 이는 유기 절연막(50)에 전압이 분배되기 때문에 유기 절연막(50)이 있는 영역의 액정에 걸리는 전압이 유기 절연막(50)이 없는 영역의 액정에 걸리는 전압보다 낮아지기 때문이다. 그러므로, 유기 절연막(50)이 덮여있는 영역의 액정은 약한 전계에 의해 조금 눕게 되고, 유기 절연막(50)이 덮여 있지 않은 영역의 액정은 보다 강한 전계에 의해 많이 눕게 된다. 따라서, 유기 절연막(50)이 덮여있는 영역의 액정의 장축의 경사각(β1)은 유기 절연막(50)이 덮여 있지 않은 영역의 액정의 경사각(β2)보다 크게 된다.
유기 절연막(50)이 덮여 있는 영역(B)과 유기 절연막(50)이 덮여 있지 않는 영역(C)간에는 액정 분자의 경사각이 서로 다르기 때문에, 도 2에 도시된 바와 같이, 인가된 전압(Voltage)에 대한 투과율(Transmittance)의 관계곡선, 즉, V-T 곡선은 서로 차이가 난다. 따라서, 두 영역(B, C)의 광학적 특성이 서로 효과적으로 보상되어 시야각이 넓어지게 된다. 이 경우 유기 절연막의 유전율은 1.5 내지 7.5사이이고, 두께는 3.0㎛ 이하인 것이 바람직하다. 유기 절연막의 두께가 3.0㎛ 이상이 되면 투과율에 문제가 발생하기 때문이다.
또한, 도면에서는 두 영역중 하나의 영역에 유기 절연막이 덮이는 것으로 설명하였으나, 하나의 화소 영역을 구분하는 다수개의 도메인 중 적어도 하나의 도메인에 유기 절연막이 덮이는 경우도 가능하다. 즉, 유기 절연막 패턴은 본 발명의 실시예에서의 형태에만 국한되지는 않으며, 화소를 4 영역 즉, 4 도메인으로 분할하는 다양한 패턴 형태 및 배열에 적용될 수 있다.
도 1에는 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 간략한 배치도가 도시되어 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 화소 절개 패턴(191)과 기준 전극의 홈(291)은 서로 엇갈려서 형성된다. 여기서, 기준 전극의 홈(291)과 내부 블랙 매트릭스(220b)는 중첩되어 있으므로 도 1의 배치도에서는 동일한 도면 번호로 표시한다. 하나의 화소 영역(A)은 유기 절연막(50)이 덮여 있는 영역(B)과 유기 절연막(50)이 덮여 있지 않은 영역(C)으로 나뉜다. B 영역과 C 영역은 복수의 도메인으로 나뉜다. 이 들 도메인의 광학적 특성이 서로 보상되어 시야각이 넓어지게 된다.
그러면, 도 4a 내지 도 4d를 참고로 하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법에 대하여 구체적으로 설명한다.
도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치의 색 필터 표시판을 제조하는 방법을 공정 순서에 따라 나타낸 단면도이다.
액정 표시 장치는 기준 전극이 형성되어 있는 색 필터 표시판, 화소 전극이 형성되어 있는 박막 트랜지스터 표시판, 색 필터 표시판과 박막 트랜지스터 표시판의 사이에 주입되어 있는 액정을 포함한다.
색 필터 표시판(200)의 제조 방법은 내, 외부 블랙 매트릭스 및 색 필터 형성 단계, 기준 전극 형성 단계, 유기 절연막 형성 단계, 유기 절연막 패터닝 단계를 포함한다.
도 4a에 도시한 바와 같이, 내, 외부 블랙 매트릭스 및 색 필터 형성 단계는 제2 기판(210) 위에 화소 영역의 가장자리를 가리기 위한 그물 형태의 외부 블랙 매트릭스(220a)와 화소 영역의 내부에 내부 블랙 매트릭스(220b)를 형성한다. 다음으로 블랙 매트릭스(220a, 220b) 위에 안료가 첨가된 감광제를 도포하고 노광 및 현상하는 과정을 3회 되풀이하여 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 색 필터를 형성한다. 이 때, 화소 영역 내부에 위치하는 내부 블랙 매트릭스(220b) 상부에서도 색 필터(230)를 제거하여 내부 블랙 매트릭스(220b)가 노출될 수 있도록 한다.
이어서, 도 4b에 도시한 바와 같이, 기준 전극 형성 단계는 ITO 또는 IZO막 등을 노출된 내부 및 외부 블랙 매트릭스(220b, 220a) 및 색 필터(230) 위에 증착하여 기준 전극(270)을 형성한다. 이 때, 내부 블랙 매트릭스(220b) 위에 형성된 기준 전극(270)은 홈(291) 형태로 형성된다.
이어서, 도 4c에 도시한 바와 같이, 유기 절연막 형성 단계는 기준 전극(270)을 덮는 유기 절연막(50)을 형성한다.
이어서, 도 4d에 도시한 바와 같이, 유기 절연막 패터닝 단계는 유기 절연막(50)을 패터닝하여 화소 영역 내의 복수의 영역 중 일부 영역 내에만 유기 절연막(50)을 남긴다.
이러한 색 필터 표시판의 제조 방법에 의하면, 제2 기판에 형성된 기준 전극(270)에 절개 패턴을 형성하지 않으므로, 절개 패턴을 형성하기 위한 사진 식각 공정이나, 색 필터 상부에 색 필터를 식각액으로부터 보호하기 위한 버퍼층인 오버 코트막을 형성하는 단계가 필요치 않아 공정이 단순해 진다. 또한, 절개 패턴이 있는 경우에 기준 전극(270)의 저항이 증가되는 단점을 해결할 수 있으며, 절개 패턴이 과식각 되거나 언더 컷(undercut)되어 발생하는 불량을 제거할 수 있다.
도 5는 본 발명에 따른 제2 실시예의 액정 표시 장치의 간략한 배치도이며,도 6a 및 도 6b는 본 발명에 따른 제2 실시예의 액정 표시 장치의 단면도로서, 도 5의 Ⅵ-Ⅵ' 선을 따라 도시한 단면도이고, 노말리 블랙 모드(Normally black mode)에서 각각 전압이 인가되지 않은 상태와 전압이 인가된 상태에서의 액정 분자의 배열을 나타낸다.
여기서, 앞서 도시된 도면에서와 동일한 참조부호는 동일한 기능을 하는 동일한 부재를 가리킨다.
도 6a 및 도 6b에 도시한 바와 같이, 제1 기판(110) 면에는 투명한 화소 전극(190)이 형성되어 있고, 화소 전극(190)은 ITO (indium-tin-oxide) 또는 IZO (induin-zinc-oxide) 등의 투명 도전막으로 형성되어 있다. 화소 전극(190)에는 그 일부가 제거된 화소 절개 패턴(191)이 형성되어 있다. 제1 기판과 소정 간격 이격되어, 제1 기판(110)과 마주 보도록 제2 기판(210)이 대응되어 있다.
제2 기판(210)의 저면에는 외부 블랙 매트릭스(220a)와 내부 블랙 매트릭스(220b)가 형성되어 있다. 외부 블랙 매트릭스(220a)는 매트릭스 형태로 형성되어 화소 영역(A)을 정의하며, 내부 블랙 매트릭스(220b)는 화소 영역(A) 내에 소정의 패턴으로 형성되어 있다.
외부 및 내부 블랙 매트릭스(220a, 220b) 위에는 R, G, B 등의 색 필터(230)가 형성되어 있다. 이 때, 색 필터(230)는 내부 블랙 매트릭스(220b)를 덮고 있다. 외부 블랙 매트릭스(220b)는 색과 색 사이의 경계에서는 색 필터(230)에 의하여 덮어지지 않고 노출되어 있다. 색 필터(230)의 일부는 외부 블랙 매트릭스(220a)와 겹쳐져 외부 블랙 매트릭스(220a)와 접촉하고 있고, 색 필터(230)의 나머지 대부분은 제2 기판(210)과 직접 접촉하고 있다.
색 필터(230)의 저면에는 색 필터를 보호하기 위한 오버 코트막(250)이 형성되어 있다. 오버 코트막(250)의 저면에는 투명한 기준 전극(270)이 형성되어 있다. 기준 전극(270)에는 기준 절개 패턴(271)이 형성되어 있다. 여기에서, 제2 기판(210)과 제1 기판(110)은 각각의 기준 절개 패턴(271)과 화소 절개 패턴(191)이 서로 대응되지 않도록 엇갈려서 위치한다.
기준 전극(270)의 저면의 소정 영역에는 유기 절연막(50)이 형성되어 있다. 도 6a 및 도 6b에 도시된 바와 같이, 유기 절연막(50)은 외부 블랙 매트릭스(220a)로 경계 지워 지는 하나의 화소 영역(A)의 소정 영역(B')에 형성되어 있어 화소 영역을 두 개의 영역으로 나눈다. 유기 절연막(50)은 기준 전극(270)의 기준 절개 패턴(271)을 덮지 않도록 형성되어 있다.
제1 기판(110)과 제2 기판(210) 사이에는 음의 유전율 이방성을 가지는 액정 분자(3)가 주입되어 있다.
도 6a에 도시된 바와 같이, 화소 전극(190)과 기준 전극(270) 사이에 전압이 인가되지 않은 상태에서는 액정 분자(3)가 두 기판(110, 210) 면에 대해 수직하게 배열되어 있다.
도 6b에서와 같이, 화소 전극(190)과 기준 전극(270)에 전압이 인가된 상태에서는 하부 및 제2 기판(110, 210) 사이에 전계(E)가 형성된다. 이 경우, 화소 전극(190)의 화소 절개 패턴(191) 과 기준 전극(270)의 기준 절개 패턴(192)으로 인하여 전계는 두 기판(110, 210)에 대하여 완전히 수직으로 형성되지 않고 기울기를 가지는 곡선 형태의 프린지 필드(fringe field)를 형성한다. 음의 유전율 이방성을 가지는 액정 분자(3) 들은 전계의 방향에 수직한 방향으로 배열하려는 경향이 있으므로, 액정 분자(3)는 그 장축이 두 기판(110, 210) 표면에 대하여 기울어진 형태로 재배열하게 된다. 이렇게 되면, 화소 절개 패턴(191) 및 기준 절개 패턴(192) 을 중심으로 하여 양쪽에서 액정 분자(3)의 기울어지는 방향이 반대로 되는 영역들이 생기게 되고 이들 영역의 광학적 특성이 서로 보상되어 시야각이 넓어지게 된다. 그러나, 유기 절연막(50)이 덮여 있는 영역(B)에서 제1 기판(110)과 경사지게 누운 액정(3)의 장축이 이루는 각인 경사각 (tilt angle)을 β1, 유기 절연막이 덮여 있지 않은 영역(C)에서 제1 기판(110)과 경사지게 누운 액정(3)의 장축이 이루는 각인 경사각 (tilt angle)을 β2라 할 때, 유기 절연막(50)이 덮여 있는 영역(B)과 유기 절연막이 덮여 있지 않은 영역(C)간에는 액정(3)의 장축의 경사각(β1, β2)은 서로 다르다.
이하에서 상세히 설명한다.
유기 절연막(50)이 덮여 있는 영역(B')과 유기 절연막(50)이 덮여 있지 않은 영역(C')간에는 동일한 전압이 인가되어도 형성되는 전계의 세기에는 차이가 발생한다. 예컨대, 유기 절연막(50)이 덮여 있는 영역(B')에 비하여 유기 절연막(50)이 덮여 있지 않은 영역(C')에 보다 강한 전계가 발생한다. 이는 유기 절연막(50)에 전압이 분배되기 때문에 유기 절연막(50)이 있는 영역의 액정에 걸리는 전압이 유기 절연막(50)이 없는 영역의 액정에 걸리는 전압보다 낮아지기 때문이다. 그러므로, 유기 절연막(50)이 덮여있는 영역의 액정은 약한 전계에 의해 조금 눕게 되고, 유기 절연막(50)이 덮여 있지 않은 영역의 액정은 보다 강한 전계에 의해 많이 눕게 된다. 따라서, 유기 절연막(50)이 덮여있는 영역의 액정의 장축의 경사각(β1)은 유기 절연막(50)이 덮여 있지 않은 영역의 액정의 경사각(β2)보다 크게 된다.
유기 절연막(50)이 덮여 있는 영역(B')과 유기 절연막(50)이 덮여 있지 않는 영역(C')간에는 액정 분자의 경사각이 서로 다르기 때문에, 도 2에 도시된 바와 같이, 인가된 전압(Voltage)에 대한 투과율(Transmittance)의 관계곡선, 즉, V-T 곡선은 서로 차이가 난다. 따라서, 두 영역(B', C')의 광학적 특성이 서로 효과적으로 보상되어 시야각이 넓어지게 된다. 이 경우 유기 절연막의 유전율은 1.5 내지 7.5사이이고, 두께는 3.0㎛ 이하인 것이 바람직하다. 유기 절연막의 두께가 3.0㎛ 이상이 되면 투과율에 문제가 발생하기 때문이다.
한편, 도 5에 도시된 바와 같이, 화소 절개 패턴(191)과 기준 전극의 기준 절개 패턴(271)은 서로 교대로 배치되어 있다. 여기서, 기준 전극의 기준 절개 패턴(271)과 내부 블랙 매트릭스(220b)는 중첩되어 있으므로 도 5의 배치도에서는 동일한 도면 번호로 표시한다. 하나의 화소 영역(A)은 유기 절연막(50)이 덮여 있는 영역(B')과 유기 절연막(50)이 덮여 있지 않은 영역(C')으로 나뉜다. B' 영역과 C' 영역은 복수의 도메인으로 나뉜다. 이들 도메인의 광학적 특성이 서로 보상되어 시야각이 넓어지게 된다.
그러면, 도 7a 내지 도 7d를 참고로 하여 본 발명의 액정 표시 장치의 제조 방법에 대하여 구체적으로 설명한다.
도 7a 내지 도 7d는 본 발명의 제2 실시예에 따른 액정 표시 장치의 색 필터 표시판을 제조하는 방법을 공정 순서에 따라 나타낸 단면도이다.
액정 표시 장치는 기준 전극이 형성되어 있는 색 필터 표시판, 화소 전극이 형성되어 있는 박막 트랜시스터 기판, 색 필터 표시판과 박막 트랜시스터 기판의 사이에 주입되어 있는 액정을 포함한다.
색 필터 표시판(200)의 제조 방법은 내, 외부 블랙 매트릭스 및 색 필터 형성 단계, 오버 코트막 형성 단계, 기준 전극 형성 단계, 유기 절연막 형성 단계, 유기 절연막 패터닝 단계를 포함한다.
도 7a에 도시한 바와 같이, 내부 및 외부 블랙 매트릭스 및 색 필터 형성 단계는 제2 기판(210) 위에 화소 영역의 가장자리를 가리기 위한 그물 형태의 외부 블랙 매트릭스(220a)와 화소 영역의 내부에 내부 블랙 매트릭스(220b)를 형성한다. 다음으로 블랙 매트릭스(220a, 220b) 위에 안료가 첨가된 감광제를 도포하고 노광 및 현상하는 과정을 3회 되풀이하여 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 색 필터를 형성한다. 즉, 내부 블랙 매트릭스(220b)를 덮는 색 필터(230)를 형성한다.
이어서, 도 7b에 도시한 바와 같이, 오버 코트막 형성 단계는 ITO 또는 IZO막 등을 노출된 외부 블랙 매트릭스(220a) 및 색 필터(230) 위에 증착하여 오버 코트막(250)을 형성한다.
그리고, 도 7c에 도시한 바와 같이, 기준 전극 형성단계는 오버 코트막(250) 위에 기준 전극(270)을 덮고, 내부 블랙 매트릭스(220b)에 대응되는 위치에 기준 절개 패턴(271)을 형성한다.
이어서, 도 7d에 도시한 바와 같이, 유기 절연막 형성 단계는 기준 전극(270)을 덮는 유기 절연막(50)을 형성한다.
이어서, 도 7e에 도시한 바와 같이, 유기 절연막 패터닝 단계는 유기 절연막(50)을 패터닝하여 기준 전극(270)의 기준 절개 패턴(271)을 덮지 않도록 형성한다. 이 경우, 유기 절연막(50)을 패터닝하여 화소 영역내의 복수의 영역 중 일 부 영역 내에만 유기 절연막을 남긴다.
또한, 도 8은 본 발명에 따른 제3 실시예의 액정 표시 장치의 간략한 배치도이며, 도 9a 및 도 9b는 본 발명에 따른 제3 실시예의 액정 표시 장치의 단면도로서, 도 8의 Ⅸ-Ⅸ'선을 따라 도시한 단면도이며, 노말리 블랙 모드(Normally black mode)에서 각각 전압이 인가되지 않은 상태와 전압이 인가된 상태에서의 액정 분자의 배열을 보여 준다.
도 9a 및 도 9b에 도시한 바와 같이, 제1 기판(110) 면에는 투명한 화소 전극(190)이 형성되어 있고, 화소 전극(190)은 ITO (indium-tin-oxide) 또는 IZO (induin-zinc-oxide) 등의 투명 도전막으로 형성되어 있다. 화소 전극(190)에는 그 일부가 제거된 화소 절개 패턴(191)이 형성되어 있다. 유기 절연막(50)은 화소 전극(190)의 상면의 소정 영역에 형성되어 있다. 도 8, 도 9a 및 도 9b에 도시된 바와 같이, 유기 절연막(50)은 외부 블랙 매트릭스(220a)로 경계 지워 지는 하나의 화소 영역(A)의 소정 영역(B)에 형성되어 있다. 화소 영역(A)은 일반적으로 R, G, B 중의 하나의 색을 나타내는 영역이다. 유기 절연막(50)은 화소 전극(190)의 화소 절개 패턴(191)을 덮지 않고 화소 전극(190)의 상면에 형성되어 있다. 제1 기판(110)과 소정 간격 이격되어, 제1 기판(110)과 마주 보도록 제2 기판(210)이 대응되어 있다.
제2 기판(210)의 저면에는 외부 블랙 매트릭스(220a)와 내부 블랙 매트릭스(220b)가 형성되어 있다. 외부 블랙 매트릭스(220a)는 매트릭스 형태로 형성되어 화소 영역(A)을 정의하며, 내부 블랙 매트릭스(220b)는 화소 영역(A) 내 에 소정의 패턴으로 형성되어 있다.
외부 및 내부 블랙 매트릭스(220a, 220b) 위에는 R, G, B 등의 색 필터(230)가 형성되어 있다. 이 때, 색 필터(230)는 내부 블랙 매트릭스(220b)와 중접하는 부분에서 제거되어 있어서 내부 블랙 매트릭스(220b)를 노출하고 있다. 외부 블랙 매트릭스(220b)도 색과 색 사이의 경계에서는 색 필터(230)에 의하여 덮어지지 않고 노출되어 있다. 색 필터(230)의 일부는 외부 및 내부 블랙 매트릭스(220a, 220b)와 겹쳐져 외부 및 내부 블랙 매트릭스(220a, 220b)와 접촉하고 있고, 색 필터(230)의 나머지 대부분은 제2 기판(210)과 직접 접촉하고 있다.
노출된 외부 및 내부 블랙 매트릭스(220a, 220b)와 색 필터(230)의 저면에는 투명한 기준 전극(270)이 형성되어 있다. 내부 블랙 매트릭스(220b) 아래에서 기준 전극은 홈(291)을 형성한다.
제1 기판(110)과 제2 기판(210) 사이에는 음의 유전율 이방성을 가지는 액정 분자(3)가 주입되어 있다.
도 9a에 도시된 바와 같이, 화소 전극(190)과 기준 전극(270) 사이에 전압이 인가되지 않은 상태에서는 액정 분자(3)가 두 기판(110, 210) 면에 대해 수직하게 배열되어 있다.
도 9b에서와 같이, 화소 전극(190)과 기준 전극(270)에 전압이 인가된 상태에서는 제2 및 제2 기판(110, 210) 사이에 전계(E)가 형성된다. 이 경우, 화소 전극(190)의 화소 절개 패턴(191)과 내부 블랙 매트릭스(220b)와 중첩하는 위치에 형성되는 기준 전극(270)의 홈(291)으로 인하여, 전계는 두 기판(110, 210)에 대하 여 완전히 수직으로 형성되지 않고 기울기를 가지는 곡선 형태의 프린지 필드(fringe field)를 형성한다. 음의 유전율 이방성을 가지는 액정 분자(3) 들은 전계의 방향에 수직한 방향으로 배열하려는 경향이 있으므로, 액정 분자(3)는 그 장축이 두 기판(110, 210) 표면에 대하여 기울어진 형태로 재배열하게 된다. 이렇게 되면, 화소 절개 패턴(191)과 기준전극의 홈(291)을 중심으로 하여 양쪽에서 액정 분자(3)의 기울어지는 방향이 반대로 되는 영역들이 생기게 되고 이 들 영역의 광학적 특성이 서로 보상되어 시야각이 넓어지게 된다. 그러나, 유기 절연막이 덮여 있지 않은 영역(F)에서 제1 기판(110)과 경사지게 누운 액정(3)의 장축이 이루는 각인 경사각 (tilt angle)을 β1, 유기 절연막(50)이 덮여 있는 영역(D)에서 제1 기판(110)과 경사지게 누운 액정(3)의 장축이 이루는 각인 경사각 (tilt angle)을 β2라 할 때, 유기 절연막(50)이 덮여 있는 영역(D)과 유기 절연막이 덮여 있지 않은 영역(F)간에는 액정(3)의 장축의 경사각(β1, β2)은 서로 다르다.
이하에서 상세히 설명한다.
유기 절연막(50)이 덮여 있는 영역(D)과 유기 절연막(50)이 덮여 있지 않은 영역(F)간에는 동일한 전압이 인가되어도 형성되는 전계의 세기에는 차이가 발생한다. 예컨대, 유기 절연막(50)이 덮여 있는 영역(D)에 비하여 유기 절연막(50)이 덮여 있지 않은 영역(F)에 보다 강한 전계가 발생한다. 이는 유기 절연막(50)에 전압이 분배되기 때문에 유기 절연막(50)이 있는 영역의 액정에 걸리는 전압이 유기 절연막(50)이 없는 영역의 액정에 걸리는 전압보다 낮아지기 때문이다. 그러므로, 유기 절연막(50)이 덮여있는 영역의 액정은 약한 전계에 의해 조금 눕게 되고, 유 기 절연막(50)이 덮여 있지 않은 영역의 액정은 보다 강한 전계에 의해 많이 눕게 된다. 따라서, 유기 절연막(50)이 덮여있는 영역의 액정의 장축의 경사각(β2)은 유기 절연막(50)이 덮여 있지 않은 영역의 액정의 경사각(β1)보다 크게 된다.
유기 절연막(50)이 덮여 있는 영역(D)과 유기 절연막(50)이 덮여 있지 않는 영역(F)간에는 액정 분자의 경사각이 서로 다르기 때문에, 도 2에 도시된 바와 같이, 인가된 전압(Voltage)에 대한 투과율(Transmittance)의 관계곡선, 즉, V-T 곡선은 서로 차이가 난다. 따라서, 두 영역(D, F)의 광학적 특성이 서로 효과적으로 보상되어 시야각이 넓어지게 된다. 이 경우 유기 절연막의 유전율은 1.5 내지 7.5사이이고, 두께는 3.0㎛ 이하인 것이 바람직하다. 유기 절연막의 두께가 3.0㎛ 이상이 되면 투과율에 문제가 발생하기 때문이다.
또한, 도면에서는 두 영역중 하나의 영역에 유기 절연막이 덮이는 것으로 설명하였으나, 하나의 화소 영역을 구분하는 다수개의 도메인 중 적어도 하나의 도메인에 유기 절연막이 덮이는 경우도 가능하다. 즉, 유기 절연막 패턴은 본 발명의 실시예에서의 형태에만 국한되지는 않으며, 화소를 4 영역 즉, 4 도메인으로 분할하는 다양한 패턴 형태 및 배열에 적용될 수 있다.
도 8에는 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 간략한 배치도가 도시되어 있다.
도 8에 도시된 바와 같이, 화소 절개 패턴(191)과 기준 전극의 홈(291)은 서로 엇갈려서 형성된다. 여기서, 기준 전극의 홈(291)과 내부 블랙 매트릭스(220b)는 중첩되어 있으므로 도 8의 배치도에서는 동일한 도면 번호로 표시한다. 하나의 화소 영역(A)은 유기 절연막(50)이 덮여 있는 영역(D)과 유기 절연막(50)이 덮여 있지 않은 영역(F)으로 나뉜다. D 영역과 F 영역은 복수의 도메인으로 나뉜다. 이 들 도메인의 광학적 특성이 서로 보상되어 시야각이 넓어지게 된다.
그러나, 유기 절연막(50)을 화소 전극(190)의 상면에 형성함으로써 시야각은 향상되었으나, 투과율을 저해시키므로 휘도가 감소된다. 도 10에 도시된 바와 같이, 유기 절연막(50)의 두께가 두꺼울수록 투과율이 낮아진다. 유기 절연막(50)의 두께는 3.0㎛ 이하인 것이 바람직하다.
이하, 휘도를 증가시키기 위해 유기 절연막을 화소 전극의 소정 영역에 형성시키는 여러 가지 실시예를 설명한다.
도 11a 내지 도 18에는 화소 전극의 소정 영역에 형성되어 있는 여러 가지의 유기 절연막 패턴을 도시한다.
도 11a는 본 발명에 따른 제3 실시예의 제1 유기 절연막 패턴을 도시하고, 도 12는 본 발명에 따른 제3 실시예의 제2 유기 절연막 패턴을 도시한다.
도 11a에 도시된 바와 같이, 화소 전극(190) 중 R, G, B 의 각각의 색을 나타내는 화소 영역(A)을 각각 R 픽셀(51, 55), G 픽셀(52, 56), B 픽셀(53, 57)이라 정의한다. 그리고, 유기 절연막이 형성되어 있는 R, G, B 픽셀(51, 52, 53)이 모두 모여 이루어진 하나의 영역이나 유기 절연막이 형성되어 있지 않은 R, G, B 픽셀(55, 56, 57)이 모두 모여 이루어진 하나의 영역을 도트(54, 58)라 한다. 여기서, 유기 절연막(50)이 도트 내부의 소정 영역에 형성되어 있는 도트를 유기 절연막 도트(54), 상기 유기 절연막(50)이 그 내부에 형성되어 있지 않는 도트를 비 유기 절연막 도트(55)라 한다. 또한, 유기 절연막 도트(54)의 R 픽셀을 R 유기 절연 막 픽셀(51), 유기 절연막 도트(54)의 G 픽셀을 G 유기 절연막 픽셀(52), 유기 절연막 도트(54)의 B 픽셀을 B 유기 절연막 픽셀(53)이라 정의한다.
도 11a 내지 도 18에는 화소 전극(190)상에 유기 절연막 도트(54)와 비 유기 절연막 도트(55)가 동일한 면적으로 형성되어 있는 여러 가지 유기 절연막 패턴이 도시되어 있다. 이처럼 화소 전극(190)상에 유기 절연막 도트(54)와 비 유기 절연막 도트(55)가 동일한 면적으로 형성되어 있는 것은 일부 영역에만 유기 절연막(50)이 형성되어 일부 영역의 휘도가 감소되는 것을 방지하기 위함이다.
그리고, 각각의 R, G, B 유기 절연막 픽셀(51, 52, 53)의 면적의 50% 가 유기 절연막(50)으로 덮여 있다.
도 11b는 도 11a의 각각의 R, G, B 유기 절연막 픽셀(51, 52, 53)의 간략한 확대도로서, 액정(3)의 눕는 방향을 도시하였다.
도 11b에 도시된 바와 같이, R, G, B 유기 절연막 픽셀(51, 52, 53)에서 액정(3)이 눕는 방향은 서로 다르다.
예컨대, R 유기 절연막 픽셀(51)은 액정(3)의 눕는 방향이 서로 다른 4 영역인 제1, 제2, 제3 및 제4 방향 R 유기 도메인(51a, 51b, 51c, 51d)으로 구분할 수 있다. R 유기 절연막 픽셀(51)에는 화소 절개 패턴(191)이 2 개가 형성되어 있다. 화소 절개 패턴의 오른쪽 단부가 위쪽에 위치하는 우상 화소 절개 패턴(191a)과 화소 절개 패턴의 왼쪽 단부가 위쪽에 위치하는 좌상 화소 절개 패턴(191b)이 형성되어 있다. 제1 방향 R 유기 도메인(51a)은 우상 화소 절개 패턴(191a)을 기준으로 북서 방향으로 액정(3)이 누워 있으며, 제 2 방향 R 유기 도메인(51b)은 우상 화소 절개 패턴(191a)을 기준으로 남동 방향으로 액정(3)이 누워 있다. 그리고, 제3 방향 R 유기 도메인(51c)은 좌상 화소 절개 패턴(191b)을 기준으로 북동 방향으로 액정(3)이 누워 있으며, 제4 방향 R 유기 도메인(51d)은 좌상 화소 절개 패턴(191a)을 기준으로 남서 방향으로 액정(3)이 누워 있다.
마찬가지로 G 유기 절연막 픽셀(52)도 액정(3)의 눕는 방향이 서로 다른 4 영역인 제1, 제2, 제3 및 제4 방향 G 유기 도메인(52a, 52b, 52c, 52d)으로 구분할 수 있고, B 유기 절연막 픽셀(53)도 액정(3)의 눕는 방향이 서로 다른 4 영역인 제1,제2,제3 및 제4 방향 B 유기 도메인(53a, 53b, 53c, 53d)으로 구분할 수 있다.
제1 방향 R 유기 도메인(51a)과, 제2 방향 R 유기 도메인(51b)과, 제3 방향 R 유기 도메인(51c)과 제4 방향 R 유기 도메인(51d)이 전체 화소 전극(190)상에서 차지하는 면적이 서로 동일하도록 유기 절연막(50)이 형성되어 있다. 제1, 제2, 제3 및 제4 방향 G 유기 도메인(52a, 52b, 52c, 52d)과 제1, 제2, 제3 및 제4 방향 B 유기 도메인(53a, 53b, 53c, 53d)도 마찬가지다.
또한, 제1 방향 R 유기 도메인(51a)과, 제1 방향 G 유기 도메인(52a)과, 제1 방향 B 유기 도메인(53a)이 전체 화소 전극(190)상에서 차지하는 면적이 서로 동일하도록 유기 절연막(50)이 형성되어 있다. 제2, 제3 및 제4 방향의 R, G, B 유기 도메인도 마찬가지다.
이하에서, 이와 같은 조건을 만족하는 여러 가지 유기 절연막 패턴을 설명한다.
도 11a 내지 도 14에는 선 반전 형태의 유기 절연막 패턴이 도시되어 있다. 선 반전 형태의 유기 절연막 패턴이란 가로 방향이나 세로 방향을 따라 일렬로 유기 절연막 도트(54)와 비 유기 절연막 도트(55)가 교대로 형성되어 있는 형태를 말한다.
도 11a 및 도 12에 도시된 바와 같이, 가로 방향을 따라 유기 절연막 도트(54)와 비 유기 절연막 도트(55)가 교대로 형성되어 있다. 이하의 설명에서 N은 첫 번째 홀수 열 또는 행, N+1을 두 번째 홀수 열 또는 행, M은 첫 번째 짝수 열 또는 행, M+1을 두 번째 짝수 열 또는 행을 지칭하는 것으로 정의한다. 제 N 열 및 제 N+1 열에는 유기 절연막 도트(54)가 형성되어 있고, 제 M 열 및 제 M+1 열에는 비 유기 절연막 도트(55)가 형성되어 있다. 그리고, 이하에서 제 N 열, 제 M 행을 제 N - M으로 표시한다.
도 11a에 도시된 바와 같이, 제1 유기 절연막 패턴은 제 N - M, 제 N+1 - N의 유기 절연막 도트(54)에는 R, G, B 유기 절연막 픽셀의 제1 및 제2 방향 유기 도메인(51a, 51b, 52a, 52b, 53a, 53b)에 유기 절연막(50)이 형성되어 있고, 제 N - N , 제 N+1 - M의 유기 절연막 도트(54)에는 제3 및 제4 방향 유기 도메인(51c, 51d, 52c, 52d, 53c, 53d)에 유기 절연막(50)이 형성되어 있다.
또한, 도 12에 도시된 바와 같이, 제 N - N, 제 N+1 - N의 유기 절연막 도트(54)에는 제3 및 제4 방향 유기 도메인(51c, 51d, 52c, 52d, 53c, 53d)에 유기 절연막(50)이 형성되어 있고, 제 N - M, 제 N+1- M의 유기 절연막 도트(54)에는 제1 및 제2 방향 유기 도메인(51a, 51b, 52a, 52b, 53a, 53b)에 유기 절연막(50)이 형성되어 있는 유기 절연막 패턴도 가능하다.
도 13은 본 발명에 따른 제3 실시예의 제3 유기 절연막 패턴을 도시하고, 도 14는 본 발명에 따른 제3 실시예의 제4 유기 절연막 패턴을 도시한다.
도 13 및 도 14에 도시된 바와 같이, 세로 방향을 따라 유기 절연막 도트(54)와 비 유기 절연막 도트(55)가 교대로 형성되어 있다.
도 15 내지 도 18에는 도트 반전 형태의 유기 절연막 패턴이 형성되어 있다.
도트 반전 형태의 유기 절연막 패턴이란 비 유기 절연막 도트(55)에 인접하는 4방향에 유기 절연막 도트(54)가 형성되어 있는 형태를 말한다. 다른 표현으로는 유기 절연막 도트(54)에 인접하는 4방향에 비 유기 절연막 도트(55)가 형성되어 있는 형태를 말한다.
도 15는 본 발명에 따른 제3 실시예의 제5 유기 절연막 패턴을 도시하고, 도 16은 본 발명에 따른 제3 실시예의 제6 유기 절연막 패턴을 도시한다.
도 15 및 도 16에 도시된 바와 같이, 유기 절연막 도트(54)에 인접하여 있는 4방향의 도트에는 비 유기 절연막 도트(55)가 형성되어 있다. 그리고, 어느 하나의 유기 절연막 도트(54)내에 형성되어 있는 R 유기 도메인(51a, 51b, 51c, 51d)과, G 유기 도메인(52a, 52b, 52c, 52d)과, B 유기 도메인(53a, 53b, 53c, 53d)은 동일한 방향의 유기 도메인에 유기 절연막(50)이 형성되어 있다.
상세히 설명하면, 도 15에 도시된 바와 같이, 제 N+1 - M의 비 유기 절연막 도트(55)에 인접한 4방향에는 유기 절연막 도트(54)가 형성되어 있다. 즉, 제 N+1 - N과, 제 N+1 - N+1과, 제 M - M 및 제 M+1 - M에 유기 절연막 도트(54)가 형성되어 있다. 그리고, 제 N+1 - N의 유기 절연막 도트(54)에는 R 유기 절연막 픽셀(51), G 유기 절연막 픽셀(52) 및 B 유기 절연막 픽셀(53) 모두 제1 및 제2 방향 유기 도메인(51a, 51b, 52a, 52b, 53a, 53b)에 유기 절연막(50)이 형성되어 있다. 도 15에 도시된 제5 유기 절연막 패턴에서 정사각형 형태를 이루는 4개의 도트에 형성된 유기 도메인은 제1 내지 제4 방향의 유기 도메인이 동일한 수가 되도록 유기 절연막(50)이 형성되어 있다. 즉, 제 N - N과, 제 M - N과, 제 N - M 및 제 M - M의 4개의 도트로 이루어지는 정사각형 형태(K)에서 제 N - N의 유기 절연막 도트에는 제3 및 제4 방향의 R, G, B 유기 도메인(51c, 51d, 52c, 52d, 53c, 53d)에 유기 절연막(50)이 형성되어 있고, 제 M - M의 유기 절연막 도트에는 제1 및 제2 방향의 R, G, B 유기 도메인(51a, 51b, 52a, 52b, 53a, 53b)에 유기 절연막(50)이 형성되어 있다. 따라서, 4개의 도트 내에 포함되어 있는 제1 내지 제4 방향의 유기 도메인은 그 수가 서로 동일하다.
또한, 도 16에 도시된 제6 유기 절연막 패턴의 경우에는 직사각형 형태를 이루는 8개의 도트에 포함되어 있는 제1 내지 제4 방향의 유기 도메인의 수가 서로 동일하게 되도록 유기 절연막(50)이 형성되어 있다. 즉, 제 N - N과, 제 M - N과, 제 N - M과 , 제 M - M과, 제 N+1 - N과, 제 M+1 - N과, 제 N+1 - M 및 제 M+1 - M의 8개의 도트로 이루어지는 직사각형 형태에서 제 N - N 및 제 M - M의 유기 절연막 도트에는 제3 및 제4 방향의 R, G, B 유기 도메인(51c, 51d, 52c, 52d, 53c, 53d)에 유기 절연막(50)이 형성되어 있고, 제 N+1 - N 및 제 M+1 -M의 유기 절연막 도트에는 제1 및 제2 방향의 R, G, B 유기 도메인(51a, 51b, 52a, 52b, 53a, 53b)에 유기 절연막(50)이 형성되어 있다. 따라서, 8개의 도트 내에 포함되어 있는 제1 내지 제4 방향의 유기 도메인의 수는 서로 동일하다.
도 17은 본 발명에 따른 제3 실시예의 제7 유기 절연막 패턴을 도시하고, 도 16은 본 발명에 따른 제3 실시예의 제8 유기 절연막 패턴을 도시한다.
도 17 및 도 18에 도시된 바와 같이, 유기 절연막 도트(54)에 인접하여 있는 4방향의 도트에는 비 유기 절연막 도트(55)가 형성되어 있다. 유기 절연막 도트(54)에 있어서는 R 및 B 유기 절연막 픽셀(51, 53)상에는 제1 내지 제4 방향 유기 도메인 중 어느 2 방향의 유기 도메인이 배치되어 있고, G 유기 절연막 픽셀(52)상에는 나머지 2 방향의 유기 도메인이 배치되어 있다.
상세히 설명하면, 도 17에 도시된 제7 유기 절연막 패턴에서 정사각형 형태를 이루는 4개의 도트에 형성된 유기 도메인은 제1 내지 제4 방향의 유기 도메인의 수가 동일하게 형성되도록 유기 절연막(50)이 형성되어 있다. 즉, 제 N - N과, 제 M - N과, 제 N - M 및 제 M - M의 4개의 도트로 이루어지는 정사각형 형태(K)에서 제 N - N의 유기 절연막 도트에는 제3 및 제4 방향의 R, B 유기 도메인(51c, 51d, 53c, 53d)과 제1 및 제2 방향의 G 유기 도메인(52a, 52b)에 유기 절연막(50)이 형성되어 있고, 제 M - M의 유기 절연막 도트에는 제1 및 제2 방향의 R, B 유기 도메인(51a, 51b, 53a, 53b)과 제3 및 제4 방향의 G 유기 도메인(52c, 52d)에 유기 절연막(50)이 형성되어 있다. 따라서, 4개의 도트 내에 형성된 유기 도메인은 제1 내지 제4 방향의 유기 도메인의 수가 모두 동일하게 형성되어 있다.
또한, 도 18에 도시된 제8 유기 절연막 패턴에서 직사각형 형태를 이루는 8개의 도트에 형성된 유기 도메인은 제1 내지 제4 방향의 유기 도메인의 수가 동일 하게 형성되도록 유기 절연막(50)이 형성되어 있다. 즉, 제 N - N과, 제 M - N과, 제 N - M과 , 제 M - M과, 제 N+1 - N과, 제 M+1 - N과, 제 N+1 - M 및 제 M+1 - M의 8개의 도트로 이루어지는 직사각형 형태에서 제 N - N 및 제 M - M의 유기 절연막 도트에는 제3 및 제4 방향의 R, B 유기 도메인(51c, 51d, 53c, 53d)과 제1 및 제2 방향의 G 유기 도메인(52a, 52b)에 유기 절연막(50)이 형성되어 있으며, 제 N+1 - N 및 제 M+1 -M의 유기 절연막 도트에는 제1 및 제2 방향의 R, B 유기 도메인(51a, 51b, 53a, 53b)과 제3 및 제4 방향의 G 유기 도메인(52a, 52b)에 유기 절연막(50)이 형성되어 있다. 따라서, 8개의 도트 내에 형성된 유기 도메인은 제1 내지 제4 방향의 유기 도메인은 그 수가 서로 동일하다.
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
본 발명에 따른 액정 표시 장치 및 그 제조 방법은 화소 영역내의 소정부분에 유기 절연막을 형성함으로써 전계의 세기를 약화시켜, 동일한 화소 영역내에서 동일한 전압에 대해 서로 다른 투과율을 갖는 다수개의 영역을 형성할 수 있기 때문에 액정 표시 장치의 측면 시인성을 향상 시킬 수 있다.
또한, 유기 절연막이 선 반전 형태나 도트 반전 형태로 형성되도록 함으로써 가능한 한 적게 화소 전극을 차단하면서 유기 절연막을 형성하도록 하여 유기 절연막에 의한 휘도의 감소를 방지할 수 있다.
Claims (14)
- 제1 기판,상기 제1 기판 위에 형성되어 있는 화소 전극,상기 화소 전극의 상면의 소정영역에 형성되어 있는 유기 절연막,상기 제1 기판과 소정간격 이격되어 상부에 위치하는 제2 기판,상기 제2 기판의 저면에 형성되어 있는 블랙 매트릭스, 색 필터 및 기준 전극,상기 제1 및 제2 절연 기판 중 어느 하나에 위치하는 제1 도메인 분할 수단,상기 제1 및 제2 절연 기판 중 어느 하나에 위치하며 상기 제1 도메인 분할 수단과 함께 상기 화소 전극을 복수개의 도메인으로 분할하는 제2 도메인 분할 수단,상기 제1 기판과 제2 기판 사이에 주입되어 있는 액정을 포함하고,상기 복수개의 도메인은 상기 유기 절연막이 형성되어 있는 유기 도메인과 상기 유기 절연막이 형성되어 있지 않은 비유기 도메인을 포함하는 액정 표시 장치.
- 제1항에서,상기 유기 절연막이 형성되어 있는 영역의 액정의 장축의 경사각과 상기 유기 절연막이 형성되어 있지 않은 영역의 액정의 장축의 경사각이 서로 다른 액정 표시 장치.
- 제2항에서,상기 액정이 음의 유전율 이방성을 가지는 경우에는 상기 유기 절연막이 형성되어 있는 영역의 액정의 장축의 경사각이 상기 유기 절연막이 형성되어 있지 않은 영역의 액정의 장축의 경사각보다 큰 액정 표시 장치.
- 제3항에서,상기 화소 전극 중 R, G, B 의 각각의 색을 나타내는 화소 영역을 각각 R 픽셀, G 픽셀, B 픽셀이라 하고, 상기 R, G, B 픽셀로 이루어진 하나의 영역을 도트라 하고, 상기 유기 절연막이 그 내부의 소정 영역에 형성되어 있는 도트를 유기 절연막 도트, 상기 유기 절연막이 그 내부에 형성되어 있지 않는 도트를 비 유기 절연막 도트라 할 때, 상기 화소 전극상에 상기 유기 절연막 도트와 상기 비 유기 절연막 도트가 동일한 면적으로 형성되어 있는 액정 표시 장치.
- 제4항에서,상기 유기 절연막 도트의 R 픽셀을 R 유기 절연막 픽셀, 상기 유기 절연막 도트의 G 픽셀을 G 유기 절연막 픽셀, 상기 유기 절연막 도트의 B 픽셀을 B 유기 절연막 픽셀이라 할 때, 상기 각각의 R, G, B 유기 절연막 픽셀의 면적의 50% 가 상기 유기 절연막으로 덮여 있는 액정 표시 장치.
- 제5항에서,상기 각각의 R, G, B 유기 절연막 픽셀에서 상기 액정이 눕는 방향이 서로 다른 4 영역을 제1, 제2, 제3 및 제4 방향 R, G, B 유기 도메인이라 할 때, 상기 화소 전극상에 상기 제1, 제2, 제3 및 제4 방향 R 유기 도메인간의 면적이 동일하게 형성되어 있고, 상기 제1, 제2, 제3 및 제4 방향 G 유기 도메인간의 면적이 동 일하게 형성되어 있고, 상기 제1, 제2, 제3 및 제4 방향 B 유기 도메인간의 면적이 동일하게 형성되어 있는 액정 표시 장치.
- 제6항에서,상기 화소 전극상에 상기 제1 방향 R 유기 도메인, 제1 방향 G 유기 도메인, 제1 방향 B 유기 도메인간의 면적이 동일하게 형성되어 있고, 상기 제2 방향 R 유기 도메인, 제2 방향 G 유기 도메인, 제2 방향 B 유기 도메인간의 면적이 동일하게 형성되어 있고, 상기 제3 방향 R 유기 도메인, 제3 방향 G 유기 도메인, 제3 방향 B 유기 도메인간의 면적이 동일하게 형성되어 있고, 상기 제4 방향 R 유기 도메인, 제4 방향 G 유기 도메인, 제4 방향 B 유기 도메인간의 면적이 동일하게 형성되어 있는 액정 표시 장치.
- 제5항 내지 제7항 중의 어느 한 항에서,가로 방향을 따라 상기 유기 절연막 도트와 상기 비 유기 절연막 도트가 교대로 형성되어 있는 액정 표시 장치.
- 제5항 내지 제7항 중의 어느 한 항에서,세로 방향을 따라 상기 유기 절연막 도트와 상기 비 유기 절연막 도트가 교대로 형성되어 있는 액정 표시 장치.
- 제5항 내지 제7항 중의 어느 한 항에서,상기 비 유기 절연막 도트에 인접하여 있는 4 방향의 도트에는 상기 유기 절연막 도트가 형성되어 있는 액정 표시 장치.
- 제10항에서,어느 하나의 상기 유기 절연막 도트내에 형성되어 있는 R, G, B 유기 도메인은 서로 동일한 방향의 유기 도메인에 유기 절연막이 형성되어 있는 액정 표시 장치.
- 제10항에서,상기 R 및 B 유기 절연막 픽셀상에는 상기 유기 절연막이 제1 내지 제4 방향 유기 도메인 중 어느 2 방향의 유기 도메인에 형성되어 있고, 상기 G 유기 절연막 픽셀상에는 상기 유기 절연막이 나머지 2 방향의 유기 도메인에 형성되어 있는 액정 표시 장치.
- 제1항 내지 제7항 중의 어느 한 항에서,상기 유기 절연막의 두께는 3.0㎛ 이하인 액정 표시 장치.
- 제1항 내지 제7항 중의 어는 한 항에서,상기 유기 절연막의 유전율은 1.5 내지 7.5인 액정 표시 장치.
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