KR100965432B1 - 액정 표시 장치 - Google Patents

Abstract

화소 전극과 공통 전극이 동일 기판에 마련되어 해당 전극의 적어도 한쪽이 슬릿을 구성하여 마련된 액정 표시 장치에 대하여, 슬릿에 의한 광의 간섭을 억제 가능한 액정 표시 장치를 제공하는 것이다.

액정 표시 장치(50)는, 한 쌍의 기판(110, 210)과, 한 쌍의 기판(110, 210)의 사이에 유지된 액정층(300)과, 한 쌍의 기판(110, 210)의 한쪽의 기판에 형성된 절연층(150)과, 절연층(150)을 사이에 두고 마련된 화소 전극(140)과 공통 전극(160)을 구비한다. 화소 전극(140)과 공통 전극(160) 중 적어도 한쪽의 전극이 슬릿을 사이에 두고 배열된 복수의 가지부를 포함하고, 절연층(150)은 요철을 갖고, 요철 상에 적어도 한쪽의 전극이 배치되어 있다.

Description

액정 표시 장치{LIQUID CRYSTAL DISPLAY}

본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것이고, 특히 화소 전극과 공통 전극이 동일 기판에 마련되고 해당 전극의 적어도 한쪽이 슬릿을 구성하여 마련된 액정 표시 장치에 관한 것이다.

FFS(Fringe Field Switching) 방식의 액정 표시 장치에서는, 액정의 배향을 제어하는 화소 전극과 공통 전극의 양쪽이 동일 기판에 마련되어 있고, 이 2개의 전극은 절연층을 거쳐서 적층되어 있다. 해당 전극 내에 상측의 전극 즉 액정층측의 전극에는 슬릿이 마련되어 있다. 슬릿의 길이 방향(장변 방향)과 대략 평행으로 연마 처리가 이루어지고, 상기 전극 사이의 전압이 오프 전압인 경우, 액정 분자는 슬릿의 길이 방향과 대략 평행하게 배향한다. 오프 전압보다도 높은 전압을 상기 전극 사이에 인가한 경우, 슬릿의 긴 변에 대하여 수직인 방향으로 전계가 발생하고, 액정 분자는 전계 방향을 따르도록 기판에 대략 평행한 면내에서 회전한다. 액정 분자의 회전각을 제어함으로써, 투과 광량이 제어된다. 또한, 화소 전극과 공통 전극을 절연층을 거쳐서 적층함으로써, 유지 용량이 형성된다.

(특허 문헌 1)

일본 특허 공개 2003-140188 호 공보

FFS 방식의 액정 표시 장치에 강한 외광이 입사하면, 무지개 형상의 줄무늬 모양이 관찰되는 경우가 있다. 이것은, 외광이 액정 표시 장치 내에서 반사하고, 그 반사광이 슬릿의 주기적 구조에 의해서 간섭하는 것에 기인한다고 생각된다. 상기 줄무늬 모양은, 표시를 행하고 있지 않은 경우뿐만 아니라, 표시를 행하고 있는 경우에 있어서도 발생할 수 있다.

본 발명의 목적은, 슬릿에 의한 광의 간섭을 억제 가능한 액정 표시 장치를 제공하는 것이다.

본 발명에 관한 액정 표시 장치는, 한 쌍의 기판과, 상기 한 쌍의 기판의 사이에 유지된 액정층과, 상기 한 쌍의 기판의 한쪽의 기판에 형성된 절연층과, 상기 한쪽의 기판에 형성된 화소 전극과, 상기 한쪽의 기판에 형성된 공통 전극을 구비하되, 상기 화소 전극과 상기 공통 전극 중 적어도 한쪽의 전극은 상기 절연층의 액정층측에 형성되고, 상기 한쪽의 전극은 슬릿을 사이에 두고 배열된 복수의 가지부를 포함하고, 상기 절연층은 요철을 갖는 것을 특징으로 한다. 상기 구성에 의하면, 슬릿에 의한 광의 간섭을 억제할 수 있다.

상기 요철의 정상부가 불규칙하게 마련되어 있는 것이 바람직하다. 상기 구성에 의하면, 상기 광 간섭을 한층 더 억제할 수 있다.

상기 가지부의 폭을 L(㎛)로 하고, 상기 슬릿의 폭을 S(㎛)로 하고, 상기 요철의 인접하는 정상부 간의 거리를 D(㎛)로 한 경우에, (L+S)×0.1≤D≤L+S의 관계를 만족하는 것이 바람직하다. 상기 구성에 의하면, 상기 광 간섭을 한층 더 억제할 수 있다.

상기 요철의 정상부와 바닥부 중 적어도 한쪽이 상기 각 가지부에 대하여 하나 이상 마련되어 있는 것이 바람직하다. 상기 구성에 의하면, 상기 광 간섭을 한층 더 억제할 수 있다.

상기 화소 전극 및 상기 공통 전극은 투광성 도전 재료로 형성되고, 상기 요철은 투과 표시 영역에 배치되어 있는 것이 바람직하다. 상기 구성에 의하면, 상기 광 간섭을 억제할 수 있음과 아울러 개구율을 향상시킬 수 있는 투과 표시가 가능해진다.

상기 절연층의 상기 액정층측에 상기 화소 전극과 상기 공통 전극 중 한쪽의 전극이 배치되고, 상기 절연층의 상기 액정층과는 반대측에 상기 화소 전극과 상기 공통 전극 중의 다른 쪽의 전극이 배치되고, 상기 다른 쪽의 전극의 액정층과는 반대측에 별도의 절연층이 형성되고, 상기 별도의 절연층은 요철을 갖는 것이 바람직하다. 상기 구성에 의하면, 용이하게 상기 광 간섭을 한층 더 억제할 수 있다. 예컨대, 상기 별도의 절연층은 아크릴 등의 수지 등으로 구성 가능하고, 용이하게 요철을 형성할 수 있다. 또한, 상기 화소 전극, 상기 공통 전극 및 상기 절연층을 동일한 요철 형상으로 형성할 수 있어, 상기 화소 전극과 상기 공통 전극의 전계의 제어 및 상기 화소 전극, 상기 공통 전극 및 상기 절연층으로 형성되는 용량의 제 어를 용이하게 행할 수 있다.

상기 한 쌍의 기판 중 다른 쪽의 기판에 형성된 컬러 필터와 상기 컬러 필터상에 형성된 탑 코트층을 구비하고, 상기 탑 코트층은 요철을 갖는 것을 특징으로 한다. 상기 구성에 의하면, 상기 구성에 의하면, 상기 광 간섭을 한층 더 억제할 수 있다.

본 발명에 따르면, 슬릿에 의한 광의 간섭을 억제할 수 있다.

이하에, 도면을 이용하여 본 발명에 관한 실시예를 설명한다.

도 1에 실시예에 관한 액정 표시 장치(50)를 설명하는 평면도(레이아웃도)를 나타내고, 도 1 중의 2-2선에 있어서의 단면도를 도 2에 나타낸다. 또한, 도 3에 도 2 중의 일점쇄선으로 둘러싼 부분 3의 확대도를 나타낸다. 또, 도 1에서는 도 2 중에 도시한 요소의 일부를 생략하고 있다.

도 1에는 표시 영역 내에서 행 방향(도시의 가로 방향이 대응)으로 배열된 3개의 화소(52)에 대하여 예시하고 있다. 여기서는 매트릭스 배열을 예시하지만, 화소(52)를 델타 배열 등으로 하는 것도 가능하다.

도 1에 나타낸 3개의 화소(52)는 예컨대, 적색(R)을 표시하는 화소(52)와, 녹색(G)을 표시하는 화소(52)와, 청색(B)을 표시하는 화소(52)로 구성되고, 해당 3 개의 화소(52)에 의해서 컬러 표시를 위한 1 단위가 구성된다. 여기서, 컬러 표시를 위한 1 단위를 「화소」라고 부르는 경우가 있고, 이 경우, 화소(52)에 상당하는 구성은 「서브 화소」 등으로 불린다. 또, 컬러 표시를 위한 1 단위를 구성하는 서브 화소의 색 및 수는 상기 예시에 한정되는 것이 아니다.

도 2에 도시하는 바와 같이, 액정 표시 장치(50)는, 대향 배치된 한 쌍의 기판(110, 210)과, 해당 한 쌍의 기판(110, 210) 사이에 유지된 액정층(300)을 포함하고 있다. 기판(110, 210)은, 액정 표시 장치(50)가 투과형 또는 반투과형인 경우, 예컨대 유리제의 투광성 기판 등으로 구성 가능하다. 액정 표시 장치(50)가 반사형인 경우, 기판(110, 210)의 한쪽은 투광성을 갖지 않더라도 좋다.

기판(110) 및 기판(210)은 이하에 예시하는 여러 요소가 마련되어 소자 기판(100) 및 대향 기판(200)을 각각 구성한다. 이 때문에, 액정층(300)은 소자 기판(100)과 대향 기판(200) 사이에 유지되어 있더라도 파악된다.

소자 기판(100)은, 상기 기판(110) 외에, 기판(110)의 액정층(300) 측에, 화소 전극(140)과, 절연층(150)과, 공통 전극(160)을 포함하고 있다. 소자 기판(100)의 외측에는 도시하지 않은 광원으로서의 백 라이트가 배치된다.

화소 전극(140)과 공통 전극(160)은, 절연층(150)을 거쳐서 적층되어 있다. 백 라이트의 광이 투과하도록, 화소 전극(140)과 공통 전극(160)은, 예컨대 ITO(Indium Tin Oxide) 등의 투광성 도전 재료로 구성 가능하고, 절연층(150)은 예컨대 질소 실리콘 등으로 구성 가능하다. 화소 전극(140)의 두께는 예컨대 100㎚이며, 공통 전극(160)의 두께는 예컨대 50㎚이며, 액정층(300)측에 형성되는 전극 은 얇게 형성된다. 절연층(150)의 두께는 예컨대 200㎚이다.

화소 전극(140)은 화소(52)마다 마련되어 있다. 도 1에서는 화소 전극(140)이 열 방향(도시의 세로 방향이 대응)으로 긴 직사각형의 경우를 예시하고 있다.

공통 전극(160)은, 여기서는 모든 화소(52)에 걸쳐 마련되어 있다. 또, 공통 전극(160)을 예컨대 화소(52)마다 분할하고, 이들 복수의 공통 전극(160)을 배선으로 접속하더라도 좋다. 또한, 예컨대, 모든 화소(52)를 복수의 그룹으로 나누고, 해당 그룹마다 공통 전극(160)을 분할하더라도 좋다.

상기 구성에 의하면, 화소 전극(140)과 공통 전극(160)의 양쪽이 기판(110)에 마련되고, 양 전극(140, 160)은 절연층(150)을 거쳐서 적층되어 있다. 즉, 액정 표시 장치(50)는 FFS 방식의 액정 표시 장치이다.

여기서 FFS 방식에 있어서의 화소(52)는 예컨대 인접하는 화소 전극(140) 사이의 영역에, 그 경계선을 설정하는 것이 가능하다. 또한, 예컨대, 화소 전극(140)이 배치된 영역(또는 배치된 범위)을, 화소(52)의 영역에 대응시키는 것도 가능하다. 또한, 예컨대, 대향 기판(200)에 마련되는 후술의 차광막의 각 개구부를 화소(52)의 영역에 대응시키는 것도 가능하다.

액정 표시 장치(50)에서는, 공통 전극(160)이 액정층(300) 측에 배치되고, 각 화소(52)의 공통 전극(160)에는 복수의 슬릿(또는 홈)(172), 환언하면 슬릿(172)의 군이 마련되어 있다. 이들의 슬릿(172)에 의해서 공통 전극(160)에 라인·앤드·스페이스의 패턴이 형성되어 있다. 여기서, 슬릿(172)이 스페이스부에 대응하는 것에 대해, 라인부에 대응하는 전극부를 가지부(174)라고 부르기로 한다. 이 경우, 각 화소(52)에 있어서 복수의 가지부(174)가 슬릿(172)을 사이에 두고 배열되어 있다.

액정 표시 장치(50)에서는, 복수의 슬릿(172)은, 각각이 행 방향으로 연신하고, 열 방향으로 배열되어 있다. 여기서는, 복수의 슬릿(172)이 주기적으로 열 방향으로 배치되고, 이에 따라 공통 전극(160)에 슬릿(172) 또는 가지부(174)의 주기적 구조가 형성되어 있다. 슬릿(172)과 가지부(174)의 폭은, 여기서는, 모든 슬릿(172)에 대하여 공통인 경우를 예시한다. 슬릿(172)의 폭은 예컨대 4.0㎛∼8.0㎛이며, 가지부(174)의 폭은 예컨대 2.0㎛∼5.0㎛이다. 또, 슬릿(172)의 개수는 도시한 예에 한정되는 것이 아니다. 또, 도면을 알기 쉽게 하기 위해서, 도 1에서는 슬릿(172)을 굵은 선으로 도시하고, 각 도면에서 도시의 개수를 다르게 하고 있다.

전극(140, 160)과 절연층(150)에 대해서는 나중에 또한 설명한다.

FFS 방식에서는, 각 슬릿(172)을 통해 전극(140, 160) 사이에 형성되는 전계를 제어함으로써, 액정층(300) 내의 액정 분자의 기판(110)에 대략 평행한 면내에서의 회전을 제어한다. 액정 분자의 회전각을 제어함으로써, 투과 광량이 제어된다. 또한, FFS방식에서는, 화소 전극(140)과 공통 전극(160)은, 슬릿(172)의 부분뿐만 아니라, 가지부(174)에 있어서도 대향하고 있다. 이에 따라, 양 전극(140, 160)은 절연층(150)을 거쳐서 유지 용량을 구성하고 있다.

소자 기판(100)은, 또한, 기판(110)의 액정층(300)측에, 화소 선택선(116)과, 표시 신호선(120)과, 화소 트랜지스터(54)를 포함하고 있다. 또, 후술한 바와 같이, 화소 선택선은 게이트선, 주사선 등으로 불리고, 표시 신호선은 드레인선, 데이터선 등으로도 불린다.

화소 선택선(116)은, 액정 표시 장치(50)의 전체에 복수개 마련되어 있고, 도 1에는 그 중의 1개만이 도시되어 있다. 여기서는, 각 화소 선택선(116)이 전체로서 행 방향으로 연신하고, 이들의 화소 선택선(116)이 열 방향으로 배열되어 있는 경우를 예시한다. 표시 신호선(120)은, 액정 표시 장치(50)의 전체에서 복수개 마련되어 있고, 도 1에는 그 중의 3개만이 도시되어 있다. 여기서는, 각 표시 신호선(120)이 전체로서 열 방향으로 연신하고, 이들의 표시 신호선(120)이 행 방향으로 배열되어 있는 경우를 예시한다. 이 경우, 표시 신호선(120)과 화소 선택선(116)은 서로 직교하는 방향으로 연신하고 있다. 각 표시 신호선(120)은, 평면에서 보아, 인접하는 화소 전극(140) 사이의 영역을 지나 연신하고 있다.

양 배선(116, 120)은 예컨대 Mo, Al, Ti 등의 금속으로 구성 가능하다. 도면에서는 배선(116, 120)을 직선 형상으로 예시하고 있지만, 배선(116, 120)의 한쪽 또는 양쪽이 예컨대 국소적으로 돌출부나 사행부(蛇行部)를 갖고 전체로서 상기 각 방향으로 연신하고 있더라도 좋다.

화소 트랜지스터(54)는, 도 1에 도시하는 바와 같이, 화소 선택선(116)과 표시 신호선(120)의 각 교차 부분 부근에 배치되어 있다. 화소 트랜지스터(54)는 각 화소(52)에 마련되어 있다.

화소 트랜지스터(54)의 반도체층(112)은, 예컨대 폴리실리콘에 의해서 구성 가능하고, 도 2의 예시에서는 기판(110) 상에 배치되어 있다. 반도체층(112)은 화 소 트랜지스터(54)의 능동 영역(또는 채널 형성 영역), 소스 영역 및 드레인 영역을 구성한다. 반도체층(112) 상에, 화소 트랜지스터(54)의 게이트 절연막(114)이 배치되어 있다. 게이트 절연막(114)은, 예컨대 산화 실리콘, 질화 실리콘 등으로 구성 가능하다.

게이트 절연막(114) 상을 지나, 화소 선택선(116)이 배치되어 있다. 각 화소 선택선(116)은, 행 방향으로 배열된 복수의 화소(52)를 지나, 게이트 절연막(114) 상을 연신하고 있다. 이 경우, 행 방향으로 배열된 복수의 화소 트랜지스터(54)는 1개의 화소 선택선(116)을 공유하고 있다.

화소 선택선(116)은, 게이트 절연막(114)을 거쳐서 반도체층(112)에 대향하는 부분으로서, 화소 트랜지스터(54)의 게이트 전극을 구성하고 있다. 이 때문에, 화소 선택선(116)을 게이트선(116)으로 부르는 것도 가능하다. 도 1의 예에서는, 반도체층(112)이 대략 U 자형을 하고 있고 (도 1에서는 해당 대략 U 자형이 상하 반전하여 표시되어 있다), 그 대략 U 자형의 2개의 아암부를 가로질러 화소 선택선(116)이 연신하고 있다. 이 구성에서는, 반도체층(112)의 소스 영역 및 드레인 영역은 화소 선택선(116)에 대하여 동일 측에 위치하고 있다. 이 때문에, 화소 트랜지스터(54)는, 화소 선택선(116)이 소스 영역과 드레인 영역 사이에서 반도체층(112)에 2회 교차하는 구성, 환언하면 소스 영역과 드레인 영역 사이에 게이트 전극이 2개 마련된 구성을 갖고 있다.

반도체층(112)의 드레인 영역은 표시 신호선(120)에 접속되어 있다. 각 표시 신호선(120)은, 열 방향으로 배열된 복수의 화소 트랜지스터(54)에 접속되어 있 다. 이 경우, 열 방향으로 배열된 복수의 화소 트랜지스터(54)는 1개의 표시 신호선(120)을 공유하고 있다. 반도체층(112)의 소스 영역은, 화소 트랜지스터(54)의 중계 전극(122)을 거쳐서 각 화소(52)의 화소 전극(140)에 접속되어 있다. 또, 중계 전극(122)을 이용하지 않고, 화소 전극(140)을 소스 영역에 접속하는 것도 가능하다. 중계 전극(122)은, 소스 영역에 접속되어 있기 때문에, 소스 전극(122)으로 부르더라도 좋다. 또한, 표시 신호선(120)은, 상기한 바와 같이, 드레인 영역에 접속되어 있기 때문에, 드레인선(120)이라고 부르더라도 좋다. 또, 드레인과 소스를 상기와는 반대로 부르는 것도 가능하다.

상기 구성에 의해, 화소 전극(140)에는, 표시 신호선(120)으로부터 화소 트랜지스터(54)를 거쳐서, 그 화소(52)의 표시 데이터에 따른 전위가 인가된다. 이 때문에, 표시 신호선(120)을 데이터선(120)이라고 부르는 것도 가능하다. 전위를 인가하는 화소(52)는, 그 화소(52)가 접속된 화소 선택선(116)에 화소 트랜지스터(54)의 온 전위를 인가함으로써, 선택된다. 복수개의 화소 선택선(116)은 예컨대 순차적으로 선택되고, 이 경우, 화소 선택선(116)은 주사선(116)이라고도 불린다. 화소 트랜지스터(54) 이외의 다른 스위칭 소자를 이용하는 것도 가능하다. 또, 공통 전극(160)에의 전위 인가는 예컨대 표시 영역의 외측의 주변 영역에서 실행하는 것이 가능하다.

소자 기판(100)은, 또한, 기판(110)의 액정층(300) 측에, 층간 절연막(118)과, 절연층(130)과, 도시하지 않은 배향막을 포함하고 있다.

층간 절연막(118)은, 화소 선택선(116)을 덮고 게이트 절연막(114) 상에 배 치되어 있고, 예컨대 산화 실리콘, 질화 실리콘 등으로 구성 가능하다. 층간 절연막(118) 및 게이트 절연막(114)을 관통하여, 반도체층(112)의 드레인 영역 및 소스 영역에 이르는 콘택트 홀이 각각 마련되어 있다. 층간 절연막(118) 상에는 표시 신호선(120)이 배치되어 있고, 표시 신호선(120)은 상기 콘택트 홀을 거쳐서 드레인 영역에 접속되어 있다. 또한, 층간 절연막(118) 상에는 중계 전극(122)이 배치되어 있고, 중계 전극(122)은 상기 콘택트 홀을 거쳐서 소스 영역에 접속되어 있다.

절연층(130)은, 표시 신호선(120) 및 중계 전극(122)을 덮고 층간 절연막(118) 상에 배치되어 있다. 절연층(130)은, 예컨대 아크릴 등의 수지 등으로 구성 가능하고, 그 두께는 예컨대 2㎛이다. 절연층(130)을 관통하여 중계 전극(122)에 이르는 콘택트 홀이 마련되어 있다. 절연층(130) 상에는 화소 전극(140)이 배치되어 있고, 각 화소에 있어서 상기 콘택트 홀을 거쳐서 중계 전극(122)과 화소 전극(140)이 접속되어 있다. 절연층(130)에 대해서는 나중에 또한 설명한다.

배향막은, 공통 전극(160) 상에 배치되어 있다. 배향막은, 슬릿(172)의 연신 방향(환언하면 길이 방향)과 대략 평행하게, 예컨대 해당 연신 방향에 대하여 대략 5°∼10° 경사진 방향으로 연마되어 있다.

액정 표시 장치(50)는, 또한, 기판(110)의 액정층(300)과는 반대측에, 도시하지 않은 편광판을 포함하고 있다. 또, 해당 편광판을 소자 기판(100)에 포함시키는 것도 가능하다.

대향 기판(200)은, 상기 기판(210) 외에, 기판(210)의 액정층(300) 측에, 도 시하지 않은 차광막과, 컬러 필터(212)와, 도시하지 않은 배향막을 포함하고 있다.

차광막은, 예컨대 수지로 구성 가능하고, 각 화소(52)에 개구부를 갖고 있다. 해당 각 개구부에는, 그 화소(52)의 표시색에 따른 색상의 컬러 필터(212)가 배치되어 있다. 차광막의 각 개구부는 화소 전극(140)에 대향하여 마련되어 있고, 이 때문에 컬러 필터(212)는 화소 전극(140)에 대향하고 있다. 차광막 및 컬러 필터(212)는, 예컨대 기판(210)상에 배치되어 있다. 배향막은, 여기서는, 컬러 필터(212) 상에 배치되어 있고, 소자 기판(100)의 상기 배향막의 연마 방향과 예컨대 대략 직교하는 방향으로 연마되어 있다. 또, 컬러 필터(212)와 배향막 사이에 탑 코트층이라고 불리는, 예컨대 수지제의 층을 마련하더라도 좋다. 또한, 액정 표시 장치(50)가 예컨대 흑백 표시용인 경우, 컬러 필터(212)는 생략 가능하다.

액정 표시 장치(50)는, 기판(210)의 액정층(300)과는 반대측에, 도시하지 않은 편광판을 포함하고 있다. 또, 해당 편광판을 대향 기판(200)에 포함시키는 것도 가능하다.

이하에 도 2 및 도 3을 참조하여 액정 표시 장치(50)를 더 설명한다.

절연층(130)은 액정층(300)측에 요철(132)을 갖고 있다. 요철(132)을 갖는 절연층(130)은 예컨대 다음과 같이 하여 형성 가능하다. 우선, 층간 절연막(118) 상에 액상 또는 페이스트 형상의 감광성 수지를 스핀코트법 등으로 도포한다. 이 감광성 수지층이 나중에, 절연층(130)을 구성한다. 다음에, 도포한 감광성 수지층의 상면을 노광 마스크를 통해서 노광하고, 현상한다. 이에 따라, 해당 수지층의 상면이 요철로 가공되어, 요철(132)을 얻을 수 있다. 이때, 예컨대, 감광성 수지 가 네가티브형인 경우, 요철(132)의 오목부에 대응하는 위치에 노광광을 차광하는 차광부가 마련된 노광 마스크를 이용 가능하다. 이 경우, 노광된 부분이 현상 후에 남아 요철(132)의 볼록부를 구성한다. 요철(132)의 요철 형상은 형성 조건의 설정에 의해서 여러 형태로 형성하는 것이 가능하다. 예컨대, 노광 마스크의 마스크 패턴에 의해서 상기 요철 형상을 제어하는 것이 가능하다. 또, 요철(132)을 갖은 절연층(130)은 다른 형성 방법에 의해서 형성하더라도 좋다.

요철(132) 상에는 화소 전극(140)과 절연층(150)과 공통 전극(160)이 이 순서로 적층되어 있다. 화소 전극(140)과 절연층(150)과 공통 전극(160)은, 여기서는, 요철(132)을 추종한 요철 형상을 하고 있다. 이러한 요철 형상은, 상기 각 요소(140, 150, 160)의 두께, 재료, 형성 방법 등을 요철(132)이 평탄화되지 않는 조건으로 선정함으로써, 형성 가능하다.

절연층(150)은 액정층(300) 측에 요철(152)을 갖고 있다. 도시의 예에서는, 요철(152)은, 상기 요철(132)의 정상부(134)의 윗쪽에 정상부(154)를 갖고, 상기 요철(132)의 바닥부(136)의 윗쪽에 바닥부(156)를 갖고 있다. 요철(152) 상에 공통 전극(160)이 배치되어 있다.

상기 구성에 의하면, 외광이 공통 전극(160)에서 반사한 경우이더라도, 반사광을 산란시킬 수 있다. 이 때문에, 공통 전극(160)이 평탄면 상에 형성되어 평탄막으로서 구성되는 경우에 비교해서, 슬릿(172)에 의한 반사광의 간섭을 억제할 수 있다. 이러한 효과는, 절연층(150)에 요철(152)을 마련하는 한쪽에서 절연층(130)의 요철(132)을 평탄면으로 변경한 구성에 의해서도 얻는 것이 가능하다. 그러나, 상기 구성에 의하면, 화소 전극(140), 공통 전극(160) 및 절연층(150)을 동일 요철 형상으로 할 수 있고, 화소 전극(140)과 공통 전극(160)의 거리를 일정하게 형성할 수 있다. 그 결과, 화소 전극(140)과 공통 전극(160) 사이의 전계의 제어가 용이하게 되어, 화소 전극(140), 공통 전극(160) 및 절연층(150)으로 형성되는 유지 용량의 제어도 용이하게 된다. 또한, 절연층(130)의 요철(132)을 형성함으로써, 화소 전극(140), 공통 전극(160) 및 절연층(150)의 요철 형상을 용이하게 형성할 수 있다.

요철(152)은 각 가지부(174)에 대하여, 정상부(154)와 바닥부(156) 중 적어도 한쪽이 1개 이상 마련되는 밀도로 구성되어 있는 것이 바람직하다. 이것에 의하면, 각 가지부(174)에 있어서 광 산란 작용을 얻을 수 있고, 상기 광 간섭을 한층 더 억제할 수 있다.

정상부(154)와 바닥부(156)의 고저차는, 예컨대 400nm∼500nm을 상한으로 하는 것이 바람직하다. 이것은, 요철(152)의 고저차가 커지면, 전극(140, 160) 사이에 형성되는 전계의 분포, 강도 등이 불균일하게 되고 표시 품질이 저하하는 경우가 있기 때문이다. 마찬가지의 이유로, 모든 정상부(154)가 대략 동일한 높이 위치에 있는 (환언하면 대략 동일 평면에 있다) 것이 바람직하다. 이 점은 바닥부(156)에 대해서도 마찬가지이다.

가지부(174)의 폭을 L(㎛)로 하고, 슬릿(172)의 폭을 S(㎛)로 하고, 인접하는 정상부(154) 간의 거리를 D(㎛)로 한 경우에,

(L+S)×0.1≤D≤L+S ···(1)

의 관계를 만족시키는 것이 바람직하다. 이 구성에 의하면, 가지부(174)의 표면 형상이 모두 동일하게 되는 것이 방지된다. 즉, 각 가지부(174)에서의 반사광이 동일 방향으로 진행하는 것이 방지된다. 이 때문에, 반사광의 산란 작용이 향상되고, 상기 광 간섭을 한층 더 억제할 수 있다. 또한, 광 산란 및 광 간섭 억제를 효과적으로 발휘시키기 위해서는,

(L+S)×0.3≤D≤(L+S)×0.6 ···(2)

의 관계를 만족시키는 것이 보다 바람직하다.

도 2 및 도 3에서는, 설명을 알기 쉽게 하기 위해서, 요철(152)의 볼록부가 같은 크기의 경우를 예시했다. 이것에 대하여, 도 4의 평면도에 도시하는 바와 같이, 요철(152)에 크기가 다른 복수 종류의 볼록부를 마련하더라도 좋다.

도 4에서는 볼록부와 오목부의 경계를 원형으로 하여 모식적으로 도시하고 있고, 해당 원형의 중심부가 정상부(154)에 대응한다. 즉, 볼록부를 대략 원추형으로서 예시하고 있다. 요철(152)에 있어서의 볼록부와 오목부의 경계는 예컨대, 인접하는 정상부(154)와 바닥부(156)의 높이 위치를 이등분하는 등고선으로서 선정 가능하다. 이 점은 요철(132) 등에 관해서도 마찬가지이다. 또, 도 4에서는, 도면을 알기 쉽게 하기 위해서, 슬릿(172)의 윤곽을 굵은 선으로 도시하고 있다.

도 4에서는 3종류의 크기의 볼록부를 예시하고 있지만, 볼록부의 크기를 2종류 또는 4종류 이상으로 하는 것도 가능하다. 볼록부의 크기는 상기 노광 마스크의 패턴 조정에 의해서 제어 가능하다. 요철(152) 중에 복수 종류의 크기의 볼록부를 혼재시킴으로써, 또한, 볼록부의 종류를 많게 함으로써, 광 산란 작용을 향상 할 수 있다. 이 때문에, 상기 광 간섭을 한층 더 억제할 수 있다.

도 2 및 도 3에서는, 설명을 알기 쉽게 하기 위해서, 정상부(154)와 바닥부(156)가 규칙적으로 마련되어 있는 경우를 예시했다. 이것에 대하여, 도 4에 도시하는 바와 같이, 정상부(154)와 바닥부(156)를 불규칙하게 마련하더라도 좋다. 이것에 의하면, 광 산란 작용이 향상되고, 상기 광 간섭을 한층 더 억제할 수 있다. 도 4에서는 상기한 바와 같이 크기가 다른 볼록부를 예시하고 있지만, 볼록부의 크기가 같은 경우이더라도, 정상부(154)와 바닥부(156)를 불규칙하게 마련하는 것은 가능하다.

상기에서는 공통 전극(160)이 화소 전극(140)보다도 액정층(300)측에 배치되어 있는 경우를 예시했지만, 화소 전극(140)을 액정층(300) 측에 배치하는 것도 가능하다. 이하에, 이러한 구성의 액정 표시 장치(50B)를 예시한다.

도 5에 액정 표시 장치(50B)를 설명하는 평면도(레이아웃도)를 나타내고, 도 5 중의 6-6선에 있어서의 단면도를 도 6에 나타낸다. 도 5에서는, 화소 전극(140)의 외형선 및 슬릿(172)을 굵은 선으로 도시하고, 도 6 중에 도시한 요소의 일부를 생략하고 있다.

액정 표시 장치(50B)에서는, 절연층(130) 상에 공통 전극(160)이 배치되고, 공통 전극(160) 상에 절연층(150)을 거쳐서, 화소 전극(140)이 적층되어 있다. 화소 전극(140)을 덮고 도시하지 않은 배향막이 배치되어 있다. 액정층(300) 측에 배치된 각 화소 전극(140)에, 슬릿(172) 및 가지부(174)가 마련되어 있다. 액정 표시 장치(50B)의 나머지의 구성은, 상기 액정 표시 장치(50)(도 1∼도 4 참조)와 마찬가지다. 이에 따라 액정 표시 장치(50B)도 액정 표시 장치(50)와 동일한 효과를 발휘한다.

상기 액정 표시 장치(50B)에서는 각 슬릿(172)이 화소 전극(140)의 외둘레에 도달하지 않는 경우를 예시한다(도 5 참조). 이것에 대하여, 슬릿(172)을 화소 전극(140)의 외둘레까지 도달시키는 것도 가능하다. 즉, 슬릿(172)을 갖은 전극인 화소 전극(140)을 빗살 톱니 형상으로 하는 것도 가능하다.

도 7에, 빗살 톱니 형상의 화소 전극(140B)을 설명하는 평면도를 나타낸다. 화소 전극(140B)에서도, 복수의 가지부(174)가 슬릿(172)을 사이에 두고 배열되어 있고, 이에 따라, 라인·앤드·스페이스의 패턴이 구성되어 있다. 화소 전극(140B)는 또한 간부(幹部)(176)를 갖고 있고, 해당 간부(176)에 의해서 복수의 가지부(174)는 한쪽 단부 측에서 연결될 수 있다. 도 7에서는 빗살 톱니 형상의 개방단이 도면 중 우측에 위치하는 경우를 예시하고 있지만, 해당 개방단의 방향은 도 7과 반대로 하는 것도 가능하다.

또한, 상기한 바와 같이 액정 표시 장치(50)(도 2 참조)에서는 공통 전극(160)이 액정층(300) 측에 배치되어 있다. 이 때문에, 공통 전극(160)을 예컨대 화소(52)마다 분할하여 마련하는 경우에는, 공통 전극(160)을 빗살 톱니 형상으로 하는 것도 가능하다.

화소 전극(140)과 공통 전극(160) 중 한쪽을 빗살 톱니 형상으로 한 상기 구성에 의해서도, 액정 표시 장치(50, 50B)와 동일한 효과를 얻을 수 있다. 또한, 다음에 설명하는 IPS(In-Plane Switching) 방식에서는 양 전극(140, 160)이 빗살 톱니 형상을 하고 있고, 이 구성에 의해서도 상기 액정 표시 장치(50, 50B)와 동일한 효과를 얻을 수 있다.

IPS 방식에서는, 화소 전극(140)과 공통 전극(160)은, 모두 톱니 형상을 하고 있고, 해당 톱니 형상을 평면에서 보아 서로 맞물리게 한 형태로 배치된다. 맞물림 부분에 있어서 양 전극(140, 160)의 각 톱니부가 각각 상기 가지부(174)에 대응한다. 전극(140, 160)의 각 톱니부는 공간을 두고 나란히 배열되어 있고, 해당 각 전극간 공간이 상기 슬릿(172)에 대응한다. IPS 방식에서는 화소 전극(140)과 공통 전극(160)은, 예컨대 절연층(130)의 요철(132)(도 3 참조) 상에 배치된다. 이 경우, 요철(132)을 절연층(150)의 요철(152)과 같이 구성함으로써, 상기 액정 표시 장치(50, 50B)와 동일한 효과를 얻을 수 있다.

또, IPS 방식에서는, 톱니 형상의 맞물림 부분에 있어서 전극(140, 160) 사이에 전계가 형성되고, 액정층(300) 내의 액정 분자는 해당 전계 방향을 따르도록 기판(110)에 대략 평행한 면내에서 회전한다. 액정 분자의 회전각을 제어함으로써, 투과 광량이 제어된다.

상기에서는 슬릿(172)이 행 방향으로 연신하고 있는 경우를 예시했지만, 슬릿(172)을 열 방향으로 연신시키는 것도 가능하다. 또한, 슬릿(172)을 행 방향 및 열 방향에 대하여 경사각을 갖고 연신시키는 것도 가능하다.

또한, 상기에서는 요철(132, 152)의 볼록부가 대략 원추형인 경우를 예시했지만, 볼록부의 형상은 이것에 한정되는 것이 아니다. 즉, 볼록부의 정상부(134, 154)는 점 형상이 아니더라도 좋고, 예컨대 곡선 형상이더라도 좋다.

대향 기판(200)은 도 8의 단면도에 예시하는 구성으로도 좋다. 즉, 컬러 필터(212)와 도시하지 않은 배향막 사이에 탑 코트층(214)을 마련하고, 해당 탑 코트층(214)의 액정층(300) 측의 표면을 요철(216)로 형성하더라도 좋다. 요철의 형상, 배열 등의 조건에 있어서는, 상기 소자 기판에 마련한 요철에 있어서 설명한 조건인 것이 바람직하다. 또한, 소자 기판에 있어서의 요철과 대향 기판에 있어서의 요철은 동일하더라도 좋지만, 반드시 동일한 필요는 없다. 요철(216)을 갖는 탑 코트층(214)은 예컨대 절연층(130)과 동일한 형성 방법에 의해서 형성 가능하다. 또, 도 8에 도시한 액정 표시 장치(50C)에서는 나머지의 구성에 액정 표시 장치(50)(도 2 참조)를 이용한 경우를 예시하고 있다.

이 구성에 의하면, 액정 표시 장치(50C)에 입사하는 외광과 슬릿(172)이 마련된 공통 전극(160)에서의 반사광이, 탑 코트층(214)의 요철(216)에서 산란한다. 이 때문에, 상기 광 간섭을 억제할 수 있다. 탑 코트층(214)에 요철(216)을 마련하는 한쪽에서 절연층(130, 150)의 요철(132, 152)의 한쪽 또는 양쪽을 평탄면으로 변경한 구성에 의해서도, 상기 효과를 얻는 것은 가능하다.

상기의 각종 구성은 2 이상 조합하는 것도 가능하고, 이에 따라 광 간섭 억제 효과가 한층 더 확실히 얻어진다.

도 1은 실시예에 따른 액정 표시 장치를 설명하는 평면도,

도 2는 도 1 중의 2-2선에 있어서의 단면도,

도 3은 도 2 중의 일점쇄선으로 둘러싼 부분 3의 확대도,

도 4는 실시예에 따른 액정 표시 장치를 설명하는 평면도,

도 5는 실시예에 따른 액정 표시 장치를 설명하는 평면도,

도 6은 도 5 중의 6-6선에 있어서의 단면도,

도 7은 실시예에 따른 액정 표시 장치를 설명하는 평면도,

도 8은 실시예에 따른 액정 표시 장치를 설명하는 평면도이다.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

50, 50B, 50C : 액정 표시 장치 100 : 소자 기판

110 : 기판 130, 150 : 절연층

132, 152 : 요철 134, 154 : 정상부

136, 156 : 바닥부 140, 140B : 화소 전극

160 : 공통 전극 172 : 슬릿

174 : 가지부 200 : 대향 기판

210 : 기판 300 : 액정층

L : 가지부의 폭 S : 슬릿의 폭

D : 인접 정상부 간의 거리

Claims (7)

1. 한 쌍의 기판과,

   상기 한 쌍의 기판 사이에 유지된 액정층과,

   상기 한 쌍의 기판 중 한쪽의 기판에 형성된 절연층과,

   상기 한쪽의 기판에 형성된 화소 전극과,

   상기 한쪽의 기판에 형성된 공통 전극

   을 구비하되,

   상기 화소 전극과 상기 공통 전극 중 적어도 한쪽의 전극은 상기 절연층의 액정층측에 형성되고,

   상기 한쪽의 전극은 슬릿을 사이에 두고 배열된 복수의 가지(枝)부를 포함하고,

   상기 절연층의 상기 액정층과는 반대측에 상기 화소 전극과 상기 공통 전극 중 다른 쪽의 전극이 배치되고,

   상기 다른 쪽의 전극의 액정층과는 반대측에 별도의 절연층이 형성되고,

   상기 절연층 및 상기 별도의 절연층은 요철을 갖는

   것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 요철의 정상부가 불규칙하게 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 가지부의 폭을 L(㎛)로 하고, 상기 슬릿의 폭을 S(㎛)로 하고, 상기 요철의 인접하는 정상부 간의 거리를 D(㎛)로 한 경우에,

   (L+S)×0.1≤D≤L+S

   의 관계를 만족하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 요철의 정상부와 바닥부 중 적어도 한쪽이 상기 각 가지부에 대하여 하나 이상 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 화소 전극 및 상기 공통 전극은 광원으로부터의 광을 투과하는 투광성 도전 재료로 형성되어, 투과 표시를 행하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
6. 삭제
7. 제 1 항에 있어서,

   상기 한 쌍의 기판 중 다른 쪽의 기판에 형성된 컬러 필터와,

   상기 컬러 필터상에 형성된 탑 코트(topcoat)층

   을 더 구비하되,

   상기 탑 코트층은 요철을 갖는

   것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.

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