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KR100690516B1 - 액정 표시 장치 - Google Patents

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KR100690516B1
KR100690516B1 KR1020017002690A KR20017002690A KR100690516B1 KR 100690516 B1 KR100690516 B1 KR 100690516B1 KR 1020017002690 A KR1020017002690 A KR 1020017002690A KR 20017002690 A KR20017002690 A KR 20017002690A KR 100690516 B1 KR100690516 B1 KR 100690516B1
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pixels
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다니구찌요지
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샤프 가부시키가이샤
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Abstract

음의 유전율 이방성을 갖는 액정 재료가 제 1 및 제 2 기판 사이에 충전되며, 수직 배향된다. 제 1 기판의 대향면 상에 슬릿을 갖는 화소 전극이 형성되어 있다. 화소의 각각에 적색, 녹색, 청색중 어느 하나의 색을 대응시키는 컬러 필터가 배치되어 있다. 제 2 기판의 대향면 상에 돌기 패턴이 형성되어 있다. 돌기 패턴은 화소 내의 영역을 복수의 소(小)영역으로 분할한다. 화소 전극의 슬릿은 기판 법선 방향에서 보았을 때, 돌기 패턴으로부터 일정 간격을 두고 배치되고, 돌기 패턴과 함께 화소 내를 복수의 도메인으로 분할한다. 적색, 녹색, 청색의 각 화소 그룹중 적어도 하나의 화소 그룹에 속하는 화소의 슬릿 폭이 다른 화소 그룹에 속하는 화소의 슬릿 폭과 상이하다. 이로서, 백색 표시 상태 시의 표시 화면의 착색을 경감시킬 수 있다.
액정, 백색 표시, 도메인, 화소, 슬릿 폭

Description

액정 표시 장치{LIQUID CRYSTAL DISPLAY}
본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것으로, 특히, 전계 무(無)인가 시에 액정 분자가 양 기판 사이에서 수직 배향(homeotropic 배향)하며, 1화소 안을 복수의 도메인으로 분할한 컬러 액정 표시 장치에 관한 것이다.
도 10a∼도 l0c는 각각 종래의 수직 배향의 액정 표시 장치의 흑색 표시 상태, 중간조(中間調) 표시 상태, 및 백색 표시 상태에서의 단면도를 나타낸다. 한쌍의 기판(100, 101) 사이에 유전율(誘電率) 이방성(異方性)이 음인 액정 분자(l02)를 포함하는 액정 재료가 충전(充塡)되어 있다. 기판(l00, 10l)의 외측에 편광판(偏光板)이 편광축을 서로 직교시키는 방향으로 배치되어 있다.
도 10a에 나타낸 바와 같이, 전압 무인가 시에는, 액정 분자(102)가 기판(l00, l01)에 대하여 수직으로 배열되고, 흑색 표시로 된다. 기판 사이에 전압을 인가하고, 도 10c에 나타낸 바와 같이 액정 분자(l02)를 기판에 평행하게 배열시키면, 액정층을 통과하는 광의 편광방향이 선회(旋回)하고, 백색 표시로 된다.
도 10b에 나타낸 바와 같이, 백색 표시 상태의 전압보다도 낮은 전압을 인가하면, 액정 분자(l02)는 기판에 대하여 경사지게 배열된다. 기판에 수직인 방향으로 진행되는 광(L1)에 의해 중간색이 얻어진다. 도면의 오른쪽 아래로부터 왼쪽 위로 향하는 광(L2)에 대해서는 액정층이 거의 복굴절(複屈折) 효과를 발휘하지 않는다. 따라서, 왼쪽 위로부터 표시 화면을 보면, 검게 보인다. 반대로, 도면의 왼쪽 아래로부터 오른쪽 위로 향하는 광(L3)에 대해서는 액정층이 큰 복굴절 효과를 발휘한다. 따라서, 오른쪽 위로부터 표시 화면을 보면, 백색에 가까운 색으로 보인다. 이와 같이, 통상의 수직형 액정 표시 장치에 있어서는, 중간조 표시 상태 시의 시각(視角) 특성이 나쁘다.
시각 특성을 개선하기 위해, l화소 내를 복수의 도메인으로 분할한 멀티 도메인형의 것이 제안되어 있다. 멀티 도메인형 액정 표시 장치에서는, 중간조 표시 상태에서의 도메인 내의 액정 분자의 경사 방향이 정렬되고, 도메인 사이에서 서로 상이하다. 도 11을 참조하여, 멀티 도메인형 수직 배향(멀티 도메인 수직 배향형(MVA형))의 액정 표시 장치의 구조 및 동작 원리의 일례에 대해서 설명한다.
도 11a는 전압 무인가 상태에서의 액정 표시 장치의 단면도를 나타낸다. 유리 기판(1)의 대향면 상에 제 1 돌기 패턴(protrusion pattern; 16)이 형성되고, 대향 기판(36)의 대향면 상에 제 2 돌기 패턴(18)이 형성되어 있다. 제 1 돌기 패턴(16)과 제 2 돌기 패턴(18)은 서로 상이하게 배치되어 있다. TFT가 형성된 유리 기판(1) 및 대향 기판(36)의 대향면 상에 돌기 패턴(l6, l8)을 덮도록 수직 배향막(28)이 형성되어 있다. TFT가 형성된 유리 기판(1)과 대향 기판(36)과의 사이에 액정 분자(30)를 포함하는 액정 재료(29)가 충전되어 있다. 액정 분자(30)는 음의 유전율 이방성을 갖는다. 유리 기판(1) 및 대향 기판(36)의 외측에 각각 편광판(3l, 32)이 크로스 배치되어 있다.
전압 무인가 시에는, 액정 분자(30)가 기판 표면에 대하여 수직으로 배향된다. 제 1 및 제 2 돌기 패턴(l6, 18)의 사면(斜面) 상의 액정 분자(30a)는 그의 사면에 대하여 수직으로 배향하고자 한다. 따라서, 제 1 및 제 2 돌기 패턴(16, 18)의 사면 상의 액정 분자(30a)는 기판 표면에 대하여 경사지게 배향된다. 그러나, 화소 내의 넓은 영역에서 액정 분자(30)가 수직으로 배향되기 때문에, 양호한 흑색 표시 상태를 얻을 수 있다.
도 11b는 액정 분자(30)가 경사지게 될 정도의 전압을 인가한 상태, 즉, 중간조 표시 상태에서의 단면도를 나타낸다. 도 11a에 나타낸 바와 같이, 미리 경사져 있는 액정 분자(30a)는 그 경사 방향에 따라 크게 경사진다. 그 주위의 액정 분자(30)도 액정 분자(30a)의 경사에 영향을 받아 동일한 방향으로 경사진다. 따라서, 제 1 돌기 패턴(16)과 제 2 돌기 패턴(18) 사이의 액정 분자(30)는, 그 장축(長軸)(director)이 도면에서 오른쪽 위로 되도록 배열된다. 제 1 돌기 패턴(16)보다 도 왼쪽의 액정 분자(30) 및 제 2 돌기 패턴(l8)보다도 오른쪽의 액정 분자(30)는, 그 장축이 도면에서 오른쪽 아래로 되도록 배열된다.
이와 같이, 1화소 내에 액정 분자의 경사 방향이 상이한 도메인이 복수개 획정(劃定)된다. 제 1 및 제 2 돌기 패턴(16, 18)이 도메인의 경계를 획정한다. 제 1 및 제 2 돌기 패턴(16, 18)을 기판면 내에 대해서 서로 평행하게 배치함으로써, 2종류의 도메인을 형성 할 수 있다. 이들 돌기 패턴을 90°절곡(折曲)시킴으로써, 합계 4종류의 도메인이 형성된다. 1화소 내에 복수의 도메인이 형성됨으로써, 중간조 표시 상태에서의 시각 특성을 개선할 수 있다.
MVA형 액정 표시 장치는, 도 10c에서 설명한 바와 같이, 액정 재료의 복굴절 효과에 의해 백색 표시를 행하고 있다. 이 복굴절 효과는 파장 분산을 갖기 때문에, 백색 표시 상태에서의 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 각 화소의 투과율에 차가 생겨, 착색(着色)이 발생한다.
도 12는 RGB 각각의 화소의 투과율과 셀 갭과의 관계를 나타낸다. 횡축은 셀 갭을 단위 ㎛로 나타내고, 종축은 투과율을 단위 %로 나타낸다. 이 경우의 투과율은 편광판을 포함한 액정 패널 전체의 투과율이다. 또한, RGB의 각 화소의 개구율은 모두 동일하다. 셀 갭을 G화소의 투과율이 최대값을 나타내는 4∼4.5㎛로 했을 때, B화소의 투과율이 RG화소의 투과율에 비하여 낮음을 알 수 있다. 따라서, 백색 표시 상태 시에 표시 화면 전체가 황색을 띠게 된다.
본 발명의 목적은, 백색 표시 상태 시의 표시 화면의 착색을 경감시킬 수 있는 액정 표시 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 관점에 의하면, 일정 간격을 두고 서로 평행하게 배치된 제 1 및 제 2 기판과, 상기 제 1 및 제 2 기판의 사이에 충전되고 음의 유전율 이방성을 갖는 액정 재료와, 상기 액정 재료 내의 액정 분자를 무(無)전계 상태 시에 수직 배향시키는 배향 수단과, 상기 제 1 기판의 대향면 상에 형성되고 행방향과 열방향으로 규칙적으로 배치되는 화소를 획정하며 슬릿이 형성된 화소 전극과, 상기 제 2 기판의 대향면 상에 형성된 공통 전극과, 상기 화소의 각각에 적색, 녹색, 청색 중의 어느 하나의 색을 대응시키는 컬러 필터와, 상기 제 2 기판의 대향면 상에 형성 된 돌기 패턴으로서, 기판 법선 방향에서 보았을 때, 그 돌기 패턴이 상기 화소 내의 영역을 복수의 소(小)영역으로 분할하도록 배치된 상기 돌기 패턴을 갖고, 상기 화소 전극의 슬릿이 기판 법선 방향에서 보았을 때, 상기 돌기 패턴으로부터 일정 간격을 두고 배치되고, 그 돌기 패턴과 함께 화소 내를 복수의 도메인으로 분할하며, 적색, 녹색, 청색의 각 화소 그룹중 적어도 하나의 화소 그룹에 속하는 화소의 슬릿 폭이 다른 화소 그룹에 속하는 화소의 슬릿 폭과 상이한 액정 표시 장치가 제공된다.
슬릿 폭을 바꾸면 투과율이 변화한다. 이 투과율의 변화에 의해 파장 분산에 기인하는 투과율의 차를 보상할 수 있다. 각 색의 화소의 투과율 차를 작게 함으로써, 백색 표시 시에서의 착색을 경감시킬 수 있다.
도 1은 제 1 실시예에 의한 액정 표시 장치의 부분 평면도.
도 2는 제 l 실시예에 의한 액정 표시 장치의 TFT 부분의 단면도.
도 3은 제 1 실시예에 의한 액정 표시 장치의 화소 전극 부분의 단면도.
도 4는 화소 전극에 형성하는 슬릿의 폭과 투과율과의 관계를 나타내는 그래프.
도 5는 제 2 실시예에 의한 액정 표시 장치의 부분 평면도.
도 6a는 제 2 실시예에 의한 액정 표시 장치의 화소 전극 단부의 개략 단면도이고, 도 6b는 종래예에 의한 액정 표시 장치의 화소 전극 단부의 개략 단면도.
도 7은 제 3 실시예에 의한 액정 표시 장치의 부분 평면도.
도 8은 제 3 실시예에 의한 액정 표시 장치의 부분 단면도.
도 9는 공통 전극 측의 기판에 형성된 돌기 패턴의 높이와 투과율과의 관계를 나타내는 그래프.
도 10a 내지도 10c는 종래의 수직형 액정 표시 장치의 시각(視角) 특성을 설명하기 위한 액정 표시 장치의 개략 단면도.
도 11a 및 도 11b는 각각 돌기 패턴의 효과를 설명하기 위한 것으로, 전압 무인가 시 및 전압 인가 시에서의 액정 표시 장치의 단면도.
도 12는 셀 갭과 투과율과의 관계를 RGB 화소마다 나타내는 그래프.
도 1은 제 1 실시예에 의한 MVA형 액정 표시 장치의 평면도를 나타낸다. 유리 기판의 표면 상에 복수의 게이트 버스 라인(5)이 도면의 행방향(횡방향)으로 연장된다. 게이트 버스 라인(5)을 게이트 절연막이 덮는다. 이 게이트 절연막 상에 도면의 열방향(종방향)으로 연장되는 복수의 드레인 버스 라인(7)이 배치되어 있다.
게이트 버스 라인(5)과 데이터 버스 라인(7)과의 교차 개소에 대응하여 박막트랜지스터(TFT)(10)가 설치되어 있다. TFT(10)의 드레인 전극은 대응하는 드레인 버스 라인(7)에 접속되어 있다. 게이트 버스 라인(5)이 대응하는 TFT(10)의 게이트 전극을 겸한다.
드레인 버스 라인(7)과 TFT(l0)를 보호 절연막이 덮는다. 2개의 게이트 버스 라인(5)과 2개의 데이터 버스 라인(7)으로 둘러싸인 영역 내에 화소 전극(l2)이 배치되어 있다. 각 화소 전극(l2)은 대응하는 TFT(10)의 소스 전극에 접속되어 있다. 적색 화소의 화소 전극(12R), 녹색 화소의 화소 전극(12G), 및 청색 화소의 화소 전극(12B)이 행방향으로 상기 순서로 배열되어, 하나의 그림 화소를 구성한다.
TFT가 형성된 유리 기판에 일정 간격을 두고 대향 기판이 배치된다. 대향 기판의 대향면 상에 열방향으로 연장되는 지그재그 패턴을 따라 돌기 패턴(18)이 형성되어 있다. 돌기 패턴(18)은 행방향으로 등간격으로 배열되고, 게이트 버스 라인(5)과 교차하는 위치 및 2개의 게이트 버스 라인(5)의 중앙에서 약 90°절곡되어 있다.
각 화소 전극(12)에는 슬릿(17)이 형성되어 있다. 슬릿(17)은 기판 법선 방향에서 보았을 때, 돌기 패턴(18)을 그 배열 피치의 반쪽만 행방향으로 시프트시켜 얻어지는 가상적인 지그재그 패턴을 따라 배치되어 있다. 각 화소 전극(12)의 행방향 및 열방향의 길이는 각각 100㎛ 및 300㎛이다. R 화소의 화소 전극(12R) 및 G 화소의 화소 전극(12G)에 형성된 슬릿(17)의 슬릿 폭은 7㎛이고, B화소의 화소 전극(12B)에 형성된 슬릿(17)의 슬릿 폭은 10㎛이다. 또한, 대향 기판 상에 형성되어 있는 돌기 패턴(l8)의 폭은 10㎛, 높이는 1.5㎛이다.
슬릿(17)에 의해, 그 근방에 기판면에 대하여 경사 방향의 전계가 발생한다. 이 경사 방향의 전계가 액정 분자를 특정 방향으로 경사시키기 때문에, 슬릿(17)이 도 11b에 나타낸 제 1 돌기 패턴(16)과 동일하게 도메인 경계를 규정한다.
도 2는 도 1의 1점 쇄선 A2-A2에서의 TFT 부분의 단면도를 나타내고, 도 3은 도 1의 1점 쇄선 A3-A3에서의 화소 전극 부분의 단면도를 나타낸다. TFT 기판(35)과 대향 기판(36)이 서로 일정 간격을 두고 평행하게 배치되어 있다.
우선, TFT 기판(35)의 구성에 대해서 설명한다. 유리 기판(1)의 대향면 상에 게이트 버스 라인(5)이 형성되어 있다. 게이트 버스 라인(5)은, 두께 100㎚의 Al막과 두께 50㎚의 Ti막을 스퍼터링에 의해 퇴적시킨 후, 이 2층을 패터닝하여 형성된다. Al막과 Ti막의 에칭은 BCl3와 C12의 혼합 가스를 사용한 반응성 이온 에칭에 의해 행한다.
게이트 버스 라인(5)을 덮도록, 유리 기판(1) 상에 게이트 절연막(40)이 형성되어 있다. 게이트 절연막(40)은 두께 400㎚의 SiN막이고, 플라즈마 여기형 화학 기상 성장(PE-CVD)에 의해 형성된다.
게이트 절연막(40)의 표면 상에 게이트 버스 라인(5)을 넘는 것처럼 활성 영역(41)이 형성되어 있다. 활성 영역(41)은 두께 30㎚의 비도프 비정질 Si막이고, PE-CVD에 의해 형성된다. 활성 영역(41)의 표면 중에서 게이트 버스 라인(5)의 위쪽 영역 상에 채널 보호막(42)이 형성되어 있다. 채널 보호막(42)은 두께 140㎚의 SiN막이다. 채널 보호막(42)은 도 1에서 TFT(10)의 채널 영역을 덮도록 패터닝되어 있다.
채널 보호막(42)의 형성은 하기의 방법에 의해 행한다. 우선, SiN막의 표면을 포토레지스트막으로 덮는다. 게이트 버스 라인(5)을 포토마스크로서 사용하고, 유리 기판(1)의 뒷면으로부터 노광시킴으로써, 레지스트 패턴의 도 1의 행방향으로 평행한 에지(edge)를 획정할 수 있다. 도 1의 열방향으로 평행한 에지는 통상의 포토마스크를 사용하여 노광시킴으로써 획정된다.
포토레지스트막을 현상한 후, 완충 불화수소산계의 에칭제를 사용하여 에칭함으로써, SiN막을 패터닝한다. 또한, 불소계 가스를 사용한 RIE에 의해, SiN 막을 패터닝할 수도 있다. SiN 막의 패터닝 후, 레지스트 패턴을 제거한다.
활성 영역(41)의 상면 중에서 채널 보호막(42)의 양측 영역 상에 각각 소스 전극(44) 및 드레인 전극(46)이 형성되어 있다. 소스 전극(44) 및 드레인 전극(46)은 모두 두께 30㎚의 n+형 비정질 Si막, 두께 20㎚의 Ti막, 두께 75㎚의 Al막, 및 두께 80㎚의 Ti막이 상기 순서로 적층된 적층 구조를 갖는다. 게이트 버스 라인(5), 게이트 절연막(40), 활성 영역(4l), 소스 전극(44) 및 드레인 전극(46)에 의해 TFT(10)가 구성된다.
활성 영역(4l), 소스 전극(44) 및 드레인 전극(46)은 1개의 에칭 마스크를 사용하여 패터닝된다. 이들 막의 에칭은 BCl3와 Cl2의 혼합 가스를 사용한 RIE에 의해 행한다. 이 때, 게이트 버스 라인(5)의 위쪽에는 채널 보호막(42)이 에칭 정지층으로서 작용한다.
보호 절연막(48) 상에 화소 전극(12)이 형성되어 있다. 화소 전극(12)은 두께 70㎚의 인듐 주석 산화물(ITO)막으로서, 보호 절연막(48)을 관통하는 콘택트 홀(50)을 경유하여 소스 전극(44)에 접속되어 있다. 화소 전극(12)에는 도 3에 도시한 바와 같이 슬릿(l7)이 형성되어 있다. ITO막의 성막은 DC 마그네트론 스퍼터링에 의해 행한다. ITO막의 패터닝은 수산계의 에칭제를 사용한 습식 에칭에 의해 행한다. 화소 전극(l2) 및 보호 절연막(48)을 배향막(28)이 덮는다.
다음으로, 대향 기판(36)의 구성에 대해서 설명한다. 유리 기판(27)의 대향면 상에 컬러 필터(51)가 형성되어 있다. 컬러 필터(51) 표면중에서 TFT(10)에 대향하는 영역 상에 Cr 등으로 이루어진 차광막(52)이 형성되어 있다. 차광막(52)을 덮도록, 컬러 필터(5l)의 표면 상에 ITO로 이루어진 공통 전극(54)이 형성되어 있다. 공통 전극(54)의 표면 상에 돌기 패턴(18)이 형성되어 있다. 돌기 패턴(18)은, 예를 들어 폴리이미드계의 포토레지스트에 의해 형성된다. 돌기 패턴(l8) 및 공통 전극(54)의 표면을 배향막(28)이 덮는다.
도 4는 화소 전극(12)에 형성된 슬릿(17)의 폭과 투과율과의 관계를 나타낸다. 횡축은 슬릿 폭을 단위 ㎛로 나타내고, 종축은 투과율을 단위 %로 나타낸다. 또한, 이 투과율은 도 11에 나타낸 편광판(31, 32)을 배치한 액정 패널의 백색 표시 상태 시의 것이다.
슬릿 폭이 약 1O㎛일 때, 투과율은 최대로 된다. 슬릿 폭을 1O㎛보다도 넓게 했을 때에 투과율이 저하되는 것은, 개구율의 저하가 원인인 것으로 생각된다. 또한, 슬릿 폭을 1O㎛보다도 좁게 했을 때에 투과율이 저하되는 것은, 액정 분자에 대한 배향 규제력이 약해지기 때문이라고 생각된다.
제 1 실시예에 있어서는, 도 l에 나타낸 바와 같이, B화소의 화소 전극(l2B)에 형성된 슬릿(17)의 폭이 10㎛로 설정되고, R 및 G화소의 화소 전극(12R, l2G)에 형성된 슬릿(l7)의 폭이 7㎛로 설정되어 있다. 즉, B화소의 투과율을 최대로 하도록 슬릿 폭이 설정되어 있다.
셀 갭을 4∼4.5㎛로 한 경우에는, 도 12에서 설명한 바와 같이, B화소의 투과율이 상대적으로 낮아진다. 제 1 실시예에서는, R 및 G화소의 슬릿 폭을 최적의 값으로 시프트시키고 있다. 이와 같이, R 및 G화소의 투과율을 B화소의 투과율에 비하여 상대적으로 저하시킴으로써, 복굴절 효과의 파장 분산에 의한 B화소의 투과율 저하를 보상하고 있다. 이로서, RGB 화소의 투과율 차가 축소되어, 백색 표시 시의 착색을 경감시킬 수 있다.
다음에, 도 5 및 도 6을 참조하여 제 2 실시예에 대해서 설명한다. 제 1 실시예에서는, 화소 전극에 형성되는 슬릿의 폭을 조정함으로써, 투과율을 변화시켰다. 제 2 실시예에서는, 슬릿 폭이 RGB의 모든 화소에 대해서 일정하고, 대향 기판에 형성되는 돌기 패턴의 배치를 연구함으로써, 투과율을 변화시킨다.
도 5는 제 2 실시예에 의한 액정 표시 장치의 평면도를 나타낸다. 이하에서는, 도 1에 나타낸 제 1 실시예에 의한 액정 표시 장치의 구성과 상이한 점에 대해서만 설명한다. 제 2 실시예에서는, B화소의 화소 전극(12B)에 형성된 슬릿(17) 폭이 RG화소의 슬릿(17) 폭과 동일하다. 대향 기판의 대향면 상에 돌기 패턴(l8)으로부터 분기된 돌기 패턴(18a)이 형성되어 있다. 돌기 패턴(18a)은 화소 전극(12B)의 에지 중에서 슬릿(17)과 예각(銳角)으로 교차하는 부분을 따라 배치되어 있다.
도 6a는 도 5의 1점 쇄선 A6-A6에서의 개략 단면도를 나타낸다. TFT 측의 유리 기판(1)의 대향면 상에 화소 전극(12B)이 형성되어 있다. 대향 기판 측에는 공통 전극(54)의 표면 상에 돌기 패턴(18a)이 형성되어 있다. 여기서는, 보호 절 연막 및 배향막 등의 기재는 생략하고 있다.
돌기 패턴(18a)의 유전율은 액정 재료(29)의 유전율보다도 낮다. 따라서, 화소 전극(l2B)의 도면의 우측단으로부터 공통 전극(54)으로 향하는 전기력선(E1)은 돌기 패턴(18a)을 피하도록, 공통 전극(54)에 근접함에 따라 도면의 좌측을 향하여 만곡된다. 또한, 슬릿(17) 측의 단부로부터 공통 전극(54)으로 향하는 전기력선(E2)도 공통 전극(54)에 근접함에 따라 도면의 좌측으로 향하여 만곡된다. 따라서, 도 6a에 나타나 있는 슬릿(l7)과 돌기 패턴(18a) 사이의 액정 분자는 도면의 단면 안쪽에 대해서 우측 위로 경사진다.
도 6b는 돌기 패턴(18a)을 형성하지 않는 경우의 도 6a와 동일한 위치에서의 단면도를 나타낸다. 이 경우에는, 화소 전극(12B)의 도면 우측단부로부터 공통 전극(54)으로 향하는 전기력선(E3)은 공통 전극(54)에 근접함에 따라 우측으로 만곡된다. 따라서, 화소 전극(12B)의 도면의 우측단부 근방의 액정 분자는 좌측 위로 경사진다.
슬릿(l7) 근방의 액정 분자와 도면에 나타난 화소 전극(l2B)의 우측단부 근방의 액정 분자와의 경사 방향이 반대로 된다. 따라서, 액정 분자의 배향에 흐트러짐이 발생한다. 액정 분자 배향의 흐트러짐은 백색 표시 시의 투과율 저하를 초래한다.
제 2 실시예와 같이, 돌기 패턴(18a)을 형성함으로써, 액정 분자 배향의 흐트러짐을 방지하여, 투과율을 높일 수 있다. 도 5에 나타낸 바와 같이, 제 2 실시예에서는, B화소에 대해서만 돌기 패턴(l8a)을 배치하고 있다. 따라서, 백색 표시 시의 B화소의 투과율을 높여, RG화소의 투과율에 근접시킬 수 있다. 이로서, 백색 표시 시의 착색을 경감시키는 것이 가능해진다.
다음으로, 도 7 내지 도 9를 참조하여 제 3 실시예에 대해서 설명한다. 제 1 실시예에서는, 화소 전극에 형성되는 슬릿의 폭을 조정함으로써, 투과율을 변화시켰다. 제 3 실시예에서는, 대향 기판에 형성되는 돌기 패턴의 높이를 변화시킴으로써, 투과율을 변화시킨다.
도 7은 제 3 실시예에 의한 액정 표시 장치의 평면도를 나타낸다. 이하에서는, 도 1에 나타낸 제 1 실시예에 의한 액정 표시 장치의 구성과 상이한 점에 대해서만 설명한다. 제 3 실시예에서는, 제 2 실시예의 경우와 마찬가지로 B화소의 화소 전극(12B)에 형성된 슬릿(17)의 폭이 RG화소의 슬릿(17)의 폭과 동일하다. 제 1 실시예에서는 돌기 패턴(18)의 높이는 일정했으나, 제 3 실시예에서는 돌기 패턴(18) 중에서 B화소 안의 부분이 다른 부분보다도 높게 되어 있다.
도 8은 도 7의 1점 쇄선 A8-A8에서의 단면도를 나타낸다. TFT 측의 유리 기판(1)의 대향면 상에 게이트 절연막(40)이 형성되어 있다. 게이트 절연막(40) 상에 드레인 버스 라인(7)이 형성되어 있다. 드레인 버스 라인(7) 및 게이트 절연막(40)의 표면을 보호 절연막(48)이 덮는다. 보호 절연막(48) 상에 화소 전극(12R, l2G, 12B)이 형성되어 있다. 이들 화소 전극의 표면을 배향막(28)이 덮는다.
공통 전극 측의 유리 기판(27)의 대향면 상에 컬러 필터(51R, 5lG, 51B)가 형성되어 있다. 컬러 필터(51R, 5lG, 51B)의 표면 상에 공통 전극(54)이 형성되어 있다. 공통 전극(54)의 표면 상에 돌기 패턴(18, 18a)이 형성되어 있다. B화소 내의 돌기 패턴(18a)의 높이는 1.5㎛이고, RG화소 내의 돌기 패턴(18)의 높이는 1.2㎛이다. 공통 전극(54) 및 돌기 패턴(18, 18a)을 배향막(28)이 덮는다.
B화소 내의 돌기 패턴(l8a)은 레지스트막을 패터닝하여 RG화소 내의 돌기 패턴(l8)을 형성한 후, 보다 두꺼운 레지스트막을 형성하여, 그 두꺼운 레지스트막을 패터닝함으로써 형성할 수 있다.
도 9는 돌기 패턴의 높이와 투과율과의 관계를 나타낸다. 횡축은 돌기 패턴의 높이를 단위 ㎛로 나타내고, 종축은 투과율을 단위 %로 나타낸다. 돌기 패턴을 높게 함에 따라 투과율이 높아지고 있음을 알 수 있다. 제 3 실시예에서는, B화소 내의 돌기 패턴을 높게 하고 있기 때문에, B화소의 투과율이 다른 화소의 투과율보다도 높아진다. 이로서, 도 12에서 설명한 B화소의 투과율 저하를 보상하여, 백색 표시 시의 착색을 경감시키는 것이 가능해진다.
상기 실시예에서는, B화소의 투과율을 RG화소의 투과율에 비하여 상대적으로 높임으로써, 백색 표시 시의 착색을 경감시키고 있다. 대각선이 10인치 이상인 화상 표시 영역을 갖는 액정 표시 장치에 있어서는, 주변부의 셀 갭이 중앙부의 셀 갭보다도 두꺼워지는 경향이 있다. 셀 갭이 두꺼워지면, RGB 화소 사이의 지연(retardation) 차가 커져서, 착색이 발생하기 쉬워진다. 따라서, 화면 중앙부보다도 주변부에서 착색이 발생하기 쉽다. 예를 들어, 화면의 에지로부터 3㎝ 정도 내측까지의 영역에서 착색이 발생하기 쉽다.
따라서, B화소의 투과율을 상대적으로 높이기 위한 상기 실시예에 의한 구성 을 화면 주변부에만 적용시켜도 좋다. 제 1 및 제 3 실시예에서는, B화소의 투과율을 상대적으로 높이기 위해, RG화소 내의 슬릿 폭 또는 돌기 패턴의 높이를 최적의 값으로 시프트시키고 있다. 따라서, RG화소의 투과율은 최적화했을 때의 최대 투과율보다도 낮아진다. B화소의 투과율을 높이는 구성을 화면 주변부에만 적용시킴으로써, 화면 중앙부에서는 각 화소의 투과율을 최대로 하는 것이 가능해진다.
예를 들어, 제 1 실시예의 경우에, 주변부에서는 화소의 슬릿 폭을 다르게 하고, 내측부에서는 화소의 슬릿 폭을 거의 동일하게 한다. 여기서, 「거의 동일하게」라는 것은 제조상의 편차를 고려한 오차 범위를 포함하는 것을 의미한다.
예를 들어, 제 2 실시예의 경우에는, 주로 주변부의 화소에 도 5에 나타낸 돌기 패턴(l8a)을 배치한다. 예를 들어, 제 3 실시예의 경우에는, 주로 주변부의 화소에서 돌기 패턴의 높이를 다르게 한다. 여기서, 「주로」라는 것은 B화소의 투과율을 상대적으로 높이는 구성을 채용하는 것의 작용 효과를 나타낼 정도로 주변부의 비교적 많은 화소에 그 구성을 채용하는 것을 의미한다. 내측부에서는 그 구성을 채용하지 않거나, 또는 채용한다고 하더라도, 주변부에 비하여 그 구성을 채용한 화소의 분포 밀도가 낮다.
이상 실시예에 따라 본 발명을 설명했으나, 본 발명이 이들에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 다양한 변경, 개량, 조합 등이 가능함은 당업자에게는 자명할 것이다.

Claims (10)

  1. 일정 간격을 두고 서로 평행하게 배치된 제 1 및 제 2 기판과,
    상기 제 1 및 제 2 기판의 사이에 충전되고, 음의 유전율 이방성을 갖는 액정 재료와,
    상기 액정 재료 내의 액정 분자를 무(無)전계 상태 시에 수직 배향시키는 배향 수단과,
    상기 제 1 기판의 대향면 상에 형성되고 행방향과 열방향으로 규칙적으로 배치되는 화소를 획정(劃定)하여 슬릿이 형성된 화소 전극과,
    상기 제 2 기판의 대향면 상에 형성된 공통 전극과,
    상기 화소의 각각에 적색, 녹색, 청색 중의 어느 하나의 색을 대응시키는 컬러 필터, 및
    상기 제 2 기판의 대향면 상에 형성된 돌기 패턴으로서, 기판 법선 방향에서 보았을 때, 상기 돌기 패턴이 상기 화소 내의 영역을 복수의 소(小)영역으로 분할하도록 배치된 상기 돌기 패턴을 갖고,
    상기 화소 전극의 슬릿은 기판 법선 방향에서 보았을 때, 상기 돌기 패턴으로부터 일정 간격을 두고 배치되고, 상기 돌기 패턴과 함께 화소 내를 복수의 도메인으로 분할하며, 적색, 녹색, 청색의 각 화소 그룹중 적어도 하나의 화소 그룹에 속하는 화소의 슬릿 폭이 다른 화소 그룹에 속하는 화소의 슬릿 폭과 상이한 액정 표시 장치로서,
    상기 화소가 행렬 형상으로 배치된 화상 표시 영역의 주변부에서, 적색, 녹색, 청색의 각 화소 중 적어도 하나의 화소의 슬릿 폭이 다른 화소의 슬릿 폭과 다르고, 내측부에서는 각 화소의 슬릿 폭이 서로 거의 동일한 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 기판의 외측에 배치되고, 전압 무인가 시에 흑색 표시로 되도록 편광축의 방향을 조정하는 한쌍의 편광판을 더 포함하고,
    전압 인가 시의 적색, 녹색, 청색의 각 화소의 해당 화소에 대응된 색의 파장역에서의 광 투과율 차가 상기 화소 전극에 형성되는 슬릿의 폭을 동일하게 했을 때의 각 화소의 광 투과율 차보다도 작아지도록 상기 슬릿 폭이 조정되는
    액정 표시 장치.
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서, 청색 화소의 슬릿 폭이 적색 화소 및 녹색 화소의 슬릿 폭보다도 넓은 액정 표시 장치.
  5. 일정 간격을 두고 서로 평행하게 배치된 제 1 및 제 2 기판과,
    상기 제 1 및 제 2 기판의 사이에 충전되고, 음의 유전율 이방성을 갖는 액정 재료와,
    상기 액정 재료 내의 액정 분자를 무전계 상태 시에 수직 배향시키는 배향 수단과,
    상기 제 1 기판의 대향면 상에 형성되고, 행방향과 열방향으로 규칙적으로 배치되는 화소를 획정하는 화소 전극과,
    상기 제 2 기판의 대향면 상에 형성된 공통 전극과,
    상기 화소의 각각에 적색, 녹색, 청색 중의 어느 하나의 색을 대응시키는 컬러 필터와,
    상기 제 2 기판의 대향면 상에 형성된 돌기 패턴으로서, 기판 법선 방향에서 보았을 때, 상기 돌기 패턴이 상기 화소 내의 영역을 복수의 소영역으로 분할하도록 배치된 상기 돌기 패턴과,
    상기 제 1 기판의 대향면 상에 형성되고, 기판 법선 방향에서 보았을 때, 상기 돌기 패턴으로부터 일정 간격을 두고 배치된 도메인 경계 규제 수단으로서, 상기 화소 전극과 공통 전극과의 사이에 전압을 인가했을 때, 상기 돌기 패턴과 협동하여 상기 액정 분자의 경사 방향이 정렬되는 도메인의 경계를 획정하는 상기 도메인 경계 규제 수단, 및
    상기 제 2 기판의 대향면 상에 형성된 상기 돌기 패턴으로부터 분기된 돌기 패턴으로서, 적색, 녹색, 청색의 화소 그룹중 1개 또는 2개의 화소 그룹에 속하는 화소에 대해서만, 기판 법선 방향에서 보았을 때, 화소 전극의 에지의 일부를 따라 연장되도록 배치된 상기 다른 돌기 패턴을 갖는 액정 표시 장치.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 화소가 행렬 형상으로 배치된 화상 표시 영역의 주로 주변부의 화소에 상기 분기된 돌기 패턴이 배치되어 있는 액정 표시 장치.
  7. 제 5 항에 있어서, 청색의 화소 그룹에 속하는 화소에 대해서만 상기 분기된 돌기 패턴이 배치되어 있는 액정 표시 장치.
  8. 일정 간격을 두고 서로 평행하게 배치된 제 1 및 제 2 기판과,
    상기 제 1 및 제 2 기판의 사이에 충전되고, 음의 유전율 이방성을 갖는 액정 재료와,
    상기 액정 재료 내의 액정 분자를 무전계 상태 시에 수직 배향시키는 배향 수단과,
    상기 제 1 기판의 대향면 상에 형성되고, 행방향과 열방향으로 규칙적으로 배치되는 화소를 획정하는 화소 전극과,
    상기 제 2 기판의 대향면 상에 형성된 공통 전극과,
    상기 화소의 각각에 적색, 녹색, 청색 중의 어느 하나의 색을 대응시키는 컬러 필터와,
    상기 제 2 기판의 대향면 상에 형성된 돌기 패턴으로서, 기판 법선 방향에서 보았을 때, 상기 돌기 패턴이 상기 화소 내의 영역을 복수의 소영역으로 분할하도록 배치되고, 적색, 녹색, 청색의 화소 그룹 중 적어도 하나의 화소 그룹에 속하는 화소 내에서의 높이가 다른 화소 그룹의 화소 내에서의 높이와 상이한 상기 돌기 패턴, 및
    상기 제 1 기판의 대향면 상에 형성되고, 기판 법선 방향에서 보았을 때, 상기 돌기 패턴으로부터 일정 간격을 두고 배치된 도메인 경계 규제 수단으로서, 상기 화소 전극과 공통 전극과의 사이에 전압을 인가했을 때, 상기 돌기 패턴과 협동하여 상기 액정 분자의 경사 방향이 정렬되는 도메인의 경계를 획정하는 상기 도메인 경계 규제 수단을 가지며,
    상기 청색의 화소 그룹에서의 돌기 패턴의 높이가 다른 화소 그룹에서의 돌기 패턴의 높이 보다 높은 액정 표시 장치.
  9. 삭제
  10. 제 8 항에 있어서, 상기 화소가 행렬 형상으로 배치된 화상 표시 영역의 주로 주변부에서, 적색, 녹색, 청색의 화소 그룹 중 적어도 하나의 화소 그룹에 속하는 화소 내에서의 상기 돌기 패턴의 높이가 다른 화소 그룹의 화소 내에서의 높이와 상이한 액정 표시 장치.
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