KR20030037824A - 멀티도메인 액정표시소자 - Google Patents

Abstract

본 발명은 콘트라스트 및 잔상을 개선하기 위해 차광층 모양을 변형한 멀티도메인 액정표시소자에 관한 것으로서, 특히 본 발명에 의한 멀티도메인 액정표시소자는 게이트 배선 및 데이터 배선이 교차되어 정의된 화소가 적어도 두 도메인으로 분할되고, 상기 화소에 박막트랜지스터 및 화소전극이 형성된 제 1 기판과, 상기 제 1 기판에 대향하며 컬러필터층이 형성된 제 2 기판과, 상기 제 1 ,제 2 기판 사이에 형성된 액정층과, 상기 제 1 ,제 2 기판의 내측면에 형성된 제 1 ,제 2 배향막과, 상기 화소의 외곽부 중, 전계방향과 액정이 서는 방향이 반대인 지점에 차광층이 구비된 것을 특징으로 한다.

Description

멀티도메인 액정표시소자{Multi-domain Liquid Crystal Display Device}

본 발명은 액정표시소자(LCD ; Liquid Crystal Display Device)에 관한 것으로, 특히 한 화소를 여러 도메인으로 분할하여 시야각을 보상하는 멀티도메인 액정표시소자에 관한 것이다.

최근, 액티브 매트릭스 액정표시소자의 성능이 급속하게 발전함에 따라, 액티브 매트릭스 액정표시소자가 평판 TV 시스템 또는 휴대용 컴퓨터 및 고-정보량의 모니터와 같은 응용분야에 광범위하게 사용되고 있다.

특히, 액티브 매트릭스 액정표시소자의 TN(TN : twisted nematic) 표시 모드는, 두 기판에 각각 전극을 형성하고 액정 방향자가 90°트위스트 되도록 배열한 다음, 전극에 전압을 가하여 액정 방향자를 구동하는 방식으로 많이 이용되고 있다.

그러나, TN모드 액정표시소자는 좁은 시야각 특성과 늦은 응답 특성, 특히 그레이 스케일 동작에서의 늦은 응답특성 등과 같은 근본적인 문제점을 갖는다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여, 액정표시소자의 새로운 다양한 개념이 제안되었다.

예를 들면, 화소를 여러 도메인으로 나눠 각각의 도메인의 주시야각 방향을 달리하여 시야각을 보상하는 멀티도메인 모드(Multi-Domain Mode), 하나의 평면에 두 전극을 위치시켜 횡전계를 인가하는 IPS(In-Plane Switching)모드, 유전율 이방성이 음인 네가티브형 액정과 수직배향막을 이용하는 VA(Vertical Alignment)모드, 보상 필름으로 시야각을 보상하는 필름보상형 모드(Film-compensated mode) 등이 있다.

이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 멀티도메인 액정표시소자 및 그 제조방법을 설명한다.

도 1a 내지 도 1e는 종래의 제 1 실시예에 의한 TDTN 액정표시소자의 제조 공정 단면도이고, 도 2는 종래의 제 1 실시예에 의한 TDTN 액정셀의 러빙방향을 나타낸 평면도이고, 도 3은 종래의 제 1 실시예에 의한 TDTN 액정표시소자의 단면도이다.

그리고, 도 4는 빛샘을 막기 위한 블랙 매트릭스의 구조를 나타낸 액정표시소자의 평면도이고, 도 5는 빛샘을 막기 위한 스토리지 배선의 구조를 나타낸 액정표시소자의 평면도이다.

상기 TN 모드에서의 좁은 시야각 문제를 해결하기 위해 도입된 멀티-도메인 모드는 하나의 화소를 여러 개의 서브 화소로 나누어 취약한 시야각 방향을 상호 보상하는 방법으로서, 한 화소를 2도메인으로 분할하는 TDTN(Two Domain TN)과, 한 화소를 4도메인으로 분할하는 FDTN(Four Domain TN) 등이 있다.

이중, TDTN의 도메인 분할 방법은 도 1a에서와 같이, ITO전극(11)을 포함한 여러 다양한 패턴이 구비된 기판(10) 상에 고분자 물질을 도포하고 경화시켜 배향막(12)을 형성하고 러빙롤(13)을 이용하여 제 1 방향으로 러빙 처리한 뒤, 도 1b 내지 도 1d에서와 같이, 제 1 방향으로 러빙 처리된 배향막(12) 전면에 감광막(15)을 도포하고 사진식각공정을 수행하여 제 Ⅱ 영역에만 감광막(15)이 남도록 한 뒤, 노출된 배향막(12)에 대해 제 2 방향으로 러빙공정을 수행한다. 이후, 도 1e에서와 같이, 제 Ⅱ 영역의 감광막(15)을 제거하면 한 화소에 배향 방향이 다른 제 1 ,제 2 방향의 2-도메인이 형성된다.

이 때, 상기 액정표시소자의 상부기판은 도2의 실선과 같은 방향으로 러빙 처리하고, 하부기판은 도 2의 점선과 같은 방향으로 러빙처리하여, 주시야각 방향(ㆍ)을 보상한다.

그리고, 상기 배향막은 러빙 배향막으로서, 폴리이미드(polyimide), 폴리아미드(polyamide) 등의 고분자 물질을 사용한다.

계속하여, 도 3에서와 같이, 러빙에 의해 도메인이 분할된 상,하부기판(10a,10b)을 대향 합착하고 그 사이에 액정층(14)을 형성하면, 액정 분자의 배향방향이 도메인마다 다르게 형성된다.

이 때, 상부기판(10a)에는 ITO전극인 공통전극(11a) 외에 빛샘 차단을 위한 블랙 매트릭스(미도시)와, 색상구현을 위한 R,G,B의 컬러필터층(미도시)이 더 형성되어 있고, 하부기판(10b)에는 ITO전극인 화소전극(11b) 외에, 교차 형성되어 복수의 화소를 정의하는 주사선(도 4의 "16") 및 신호선(도 4의 "17)과, 상기 두 배선의 교차 지점에 형성되어 상기 화소전극(11b)에 선택적으로 전압을 인가해주는 박막트랜지스터(도 4의 "18")가 더 형성되어 있다.

이와 같이 형성된 TDTN 액정표시소자는 한 화소 내의 도메인이 제 I ,제 Ⅱ 영역으로 분할되어, 제 I 영역의 액정분자 배열에 의한 주시야각 방향과 제 Ⅱ 영역의 액정분자 배열에 의한 주시야각 방향이 서로 보상되어 종래의 좁은 시야각 문제를 해결한다.(도 2참고)

이 때, 도메인과 도메인의 경계 영역에서는 빛샘을 유발하는 액정 배향의 불연속선인 전경선(disclination line)이 발생하는데, NW(Normally White) 모드에서는 암상태(dark state)에서 전경선이 생기므로 전경선이 생기는 부분을 블랙 매트릭스 또는 스토리지 배선으로 가려서 누설광을 차단한다.

자세하게, 상부기판의 블랙 매트릭스(19)를 도 4에서와 같이, 액정배열을 제어할 수 없는 영역인 하부기판의 주사선(16), 신호선(17), 박막트랜지스터(18)와 오버랩되도록 형성함은 물론, 도메인 경계부분에서의 누설광을 차단하기 위해 도메인의 경계부분에까지 연장하여 형성한다. 블랙 매트릭스(19)는 반사율이 높은 Cr,CrOx 등의 금속을 사용하여 형성한다.

또는, 별도의 블랙 매트릭스를 추가로 형성하지 않고 도 5에서와 같이, 스토리지 배선(29)을 형성하여 도메인 경계 부분에서의 누설광을 차단할 수 있다.

그러나, 러빙만으로 멀티도메인을 형성하는 것은 사진식각기술에 의해 공정이 매우 복잡해지고 그에 따른 배향막의 손상이나 콘트라스트비가 떨어지는 단점이 있어서, 자외선과 러빙을 조합하여 프리틸트각을 제어하는 TDTN(Two-Domain TN)모드가 도입되었다.

이하의 도 6a 내지 6d는 종래의 제 2 실시예에 의한 TDTN 모드 액정표시소자의 제조 공정 단면도이고, 도 7은 종래의 제 2 실시예에 의한 TDTN 모드 액정표시소자의 단면도이며, 도 8은 슬릿에 의해 도메인이 분할된 액정표시소자의 단면도이다.

그리고, 도 9는 종래 기술에 의한 TDTN 모드 액정표시소자의 평면도이고, 도 10은 종래의 문제점을 설명하기 위한 액정표시소자의 빛샘을 나타낸 사진도이며, 도 11은 종래의 TDTN 모드 액정표시소자의 단면도 및 그 지점에서의 빛샘을 나타낸 그래프이다.

러빙과 광조사를 조합하여 도메인 분할된 TDTN 모드는 도 6a 및 도 6b에서와 같이, ITO전극(31)을 포함한 여러 다양한 패턴이 구비된 기판(30) 상에 배향막(32)을 형성하고 러빙롤(33)을 이용하여 일방향으로 러빙 처리하여 고 프리틸트각을 형성한 뒤, 도 6c에서와 같이, 상기 배향막(32)의 제 Ⅱ 영역만 차광되도록 마스크(35)를 씌우고 자외선(UV:Ultra-Violet Ray)을 조사하여 제 Ⅰ 영역에 에너지를 가함으로써 저 프리틸트 영역을 만들어 준다. 따라서, 도 6d에서와 같이, 하나의 화소 내에 고 프리틸트 영역과 저 프리틸트 영역이 존재하는 2-도메인이 된다.

이 때, 상기 배향막(32)은 폴리이미드 등의 고분자 물질을 사용한다.

그리고, 광조사시 사용되는 마스크는 한 화소의 절반에 해당하는 영역이 차광부이고 나머지 절반에 해당하는 영역이 투광부인 것을 특징으로 한다.

이와 같이 형성된 TDTN 모드 액정표시소자는 도 7에서와 같이 한 화소 내의 도메인이 두 영역으로 나누어져, 제I영역에서는 액정분자(32a)가 상부기판의 고 프리틸트 배향막에 의해 배열되고 제Ⅱ영역에서는 하부기판의 고 프리틸트 배향막에 의해 배열된다. 이로써 시야각이 서로 보상된다.

상기의 제작과정을 통해 형성된 액정표시소자는 1회의 러빙공정과 1회의 UV조사로 이루어지므로 공정이 보다 간소화되고 고휘도의 장점을 가진다.

이후에는, 러빙공정을 수행하지 않는 방법으로 VA모드와 전계왜곡수단을 마련하는 방법이 도입되었다.

먼저, 도시하지는 않았지만, VA 모드 액정표시소자는 유전율 이방성이 음인 네가티브형 액정과 수직배향막을 이용하는 모드로서, 액정 분자의 장축을 배향막 평면에 수직하도록 초기 배열시킨 뒤, 문턱 전압 이상의 전압을 가하여 액정 분자의 장축이 배향막 평면의 수직 방향에서 배향막 평면 쪽으로 움직이도록 함으로써 빛을 선택적으로 투과시킨다.

이때, 네가티브형 액정분자는 전기장에 대해 수직방향으로 틸트되는 성질을가지며, 수직배향막은 별도의 러빙 처리가 요구되지 않는 배향막으로서, 액정 분자가 배향막 평면 쪽으로 움직일 때 여러 방향으로 무질서하게 눕지 않도록 한다.

VA모드는 액정 분자의 배향 방향을 다수의 방향으로 분할해 주고 보상 필름을 사용하는 경우, 더욱 효과적으로 광시야각을 구현할 수 있다.

한편, 기판 상에 부수전극(side-electrode), 돌기(rib) 등의 구조물 또는 슬릿(slit)을 형성함으로써 액정층에 인가되는 전기장을 왜곡시켜 액정분자의 방향자를 원하는 방향으로 위치시키기도 한다.

이하의 도 8은 전계왜곡수단인 슬릿(49)에 의해 도메인이 분할된 액정표시소자의 단면도로서, 상기 슬릿(49)은 화소전극(48)을 일부 제거하여 형성한 것이다.

구체적으로, 전계왜곡수단을 포함하는 액정표시소자는 게이트 배선 및 데이터 배선과, 상기 두 배선의 교차지점에 형성된 박막트랜지스터가 형성된 제 1 기판(40) 상에 투명한 도전물질인 ITO를 증착하여 화소전극(48)을 형성하고, 상기 화소전극(48)의 일부를 선택적으로 제거하여 상기 게이트 배선과 평행하는 일직선 형태의 슬릿(49)을 형성한다. 이후, 상기 제 1 기판(40)에 대향하도록 블랙 매트릭스(미도시), 컬러필터층(미도시), 공통전극(44)이 구비된 제 2 기판(41)을 합착하고, 제 1 ,제 2 기판(40,41) 사이에 액정을 봉입하여 액정층(42)을 형성한다.

이 때, 슬릿(49)을 형성하지 않고 돌기와 같은 구조물을 형성하여도 된다.

이와같은 액정표시소자에 문턱 전압 이상의 전압을 걸어주면, 상기 슬릿(49), 돌기 등의 전계왜곡수단에 의해 전기장이 왜곡되어 액정분자(42a)가 상기 전계왜곡수단을 중심으로 서로 다른 방향으로 기울어진다.

이로 인해, 액정 방향자가 서로 마주보게 되어 시야각이 보상됨으로써 넓은 시야각을 확보할 수 있다.

상기 액정의 배향방향이 나뉘어지는 도메인 경계부분에는 전술한 바와 같이, 블랙 매트릭스 또는 스토리지 배선을 오버랩시켜 빛샘을 방지한다. 전계가 불안정하여 액정의 배향을 제어하기가 어려운 도메인 경계부분에서 빛이 누설되어 버리면, 콘트라스트비가 저하되고 화상의 간섭이 일어나는 등 화상품질이 떨어지기 때문이다.

상기와 같은 다양한 모드를 도입하여 시야각 개선이 이루어져 왔는데, 이 중 러빙과 광조사를 조합하는 방식으로 도메인 분할된 멀티도메인 액정표시소자에 대해 일실시예를 들어 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.

도 9는 상기와 같이 러빙과 1광조사를 조합하는 방식으로 도메인 분할된 멀티도메인 액정표시소자의 일예로서, "T"방향으로 러빙처리한 후, 제 Ⅰ 영역에 대해 광조사한 상부기판과, "B"방향으로 러빙처리한 후 제 Ⅱ 영역에 대해 광조사한 하부기판과, 상기 상,하부 기판 사이에 형성된 액정층으로 구성된다.

즉, 상부기판은 고 프리틸트 영역인 제 Ⅱ 영역과 저 프리틸트 영역인 제 Ⅰ 영역으로 이루어지고, 하부기판은 고 프리틸트 영역인 제 Ⅰ 영역과 저 프리틸트 영역인 제 Ⅱ 영역으로 이루어지며, 상부기판의 고 프리틸트 영역과 저 프리틸트 영역은 하부기판의 저 프리틸트 영역과 고 프리틸트 영역에 각각 대응된다.

이 때, 액정분자는 상,하부 기판의 고 프리틸트 배향막에 의해 제어, 배열된다. 제 Ⅰ 영역의 액정분자는 하부기판의 배향막에 의해 배열되며, 제 Ⅱ 영역의액정분자는 상부기판의 배향막에 의해 배열된다. 이로써, 액정 방향자가 서로 마주보게 되어 시야각이 보상됨으로써 넓은 시야각을 확보할 수 있다.

참고로, 도 9의 미설명부호인 "54a"는 하부기판에 근접한 액정분자이고 "54b"는 상부기판에 근접한 액정분자이다.

이러한 TDTN 액정표시소자는 상,하부 기판 사이에 전계가 인가되지 않을 때에는 액정분자가 도 9에서와 같이, 초기 배향되어 있어 어느 방위에서나 빛이 투과되므로 화이트 레벨이 표시되고, 문턱치 이상의 전계가 인가될 때에는 액정분자가 화살표 방향으로 스위칭되어 하부기판의 편광판에 의해 선편광된 입사광이 상부기판의 편광판을 투과하지 못하므로 블랙 레벨이 표시된다. 즉, 화이트 바탕 모드(nomally white mode)가 된다.

이 때, 상부기판의 편광판은 편광축 방향이 "B"방향이 되도록 부착되고, 하부기판의 편광판은 편광축 방향이 상기 상부기판의 편광 축방향과 수직이 되도록 부착된다.

상기의 제작과정을 통해 형성된 액정표시소자는 1회의 러빙공정과 1회의 광조사로 이루어지므로 공정이 보다 간소화되는 장점을 가진다.

그러나, 상기 멀티도메인 액정표시소자는 도메인 경계부분에서 빛샘이 발생하는 외에, 도 10에서와 같이, 데이터 배선 측의 화소 가장자리에서도 빛샘이 발생한다. 도 10은 명상태에서 암상태로 스위칭한 직후의 빛샘을 나타낸 것으로, 이러한 빛샘에 의해 그 위치에서의 휘도가 수초동안 밝아진다.

특히, 데이터 배선 측의 빛샘은 화소전극 가장자리에서의 측면 전계가 생기는 방향과 그 지점에서의 액정이 서는 방향이 상이하여 전경선("L":disclination line)이 생기고, 상기 전경선에 의해 발생하는 것이다.(도 9참고)

이러한 빛샘을 방지하기 위해 빛을 흡수하는 금속층을 오버랩시키는데, 액정의 배향 방향이 나뉘어지는 도메인 경계부분에는 전술한 바와 같이, 블랙 매트릭스 또는 스토리지 배선을 오버랩시켜 빛샘을 방지한다.

도 11은 제 1 화소전극(51a)과, 그에 이웃하는 제 2 화소전극(51b)과, 상기 제 1 ,제 2 화소전극(51a,51b)과 절연되어 그 사이에 형성된 데이터 배선(57)을 개략적으로 나타낸 단면도 및 각 패턴의 치수(R)에 따른 투광도(Tr)를 나타낸 그래프로서, 데이터 배선(57) 측과 제 2 화소전극(51b)의 가장자리에서 빛샘이 강하게 발생하는 것을 알 수 있다.

이 때, 데이터 배선(57) 상부의 빛샘은 상부기판의 블랙 매트릭스(55)에 의해 차광되지만, 별도의 차광층이 없는 전경선 지점에서는 빛이 누설된다.

이와같이 빛이 누설되어 버리면, 콘트라스트비가 저하되고 화상의 간섭이 일어나는 등 화상품질이 떨어진다.

즉, 상기와 같은 종래의 멀티도메인 액정표시소자는 다음과 같은 문제점이 있다.

화소전극에 전압을 인가하게 되면 화소전극과 이웃하는 화소전극 사이에서 측면 전계가 형성되는데, 이러한 측면전계가 액정이 서는 방향과 반대일 경우 액정분자가 역-틸트(reverse tilt)를 일으켜 전경선이 형성된다.

이 부분을 통해 빛샘이 발생하여 소자의 콘트라스트비를 저감시켜 화질을 떨어뜨리는 요인으로 작용한다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 콘트라스트 및 잔상을 개선하기 위한 멀티도메인 액정표시소자를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1a 내지 도 1e는 종래의 제 1 실시예에 의한 TDTN 액정표시소자의 제조 공정 단면도.

도 2는 종래의 제 1 실시예에 의한 TDTN 액정셀의 러빙방향을 나타낸 평면도.

도 3은 종래의 제 1 실시예에 의한 TDTN 액정표시소자의 단면도.

도 4는 빛샘을 막기 위한 블랙 매트릭스의 구조를 나타낸 액정표시소자의 평면도.

도 5는 빛샘을 막기 위한 스토리지 배선의 구조를 나타낸 액정표시소자의 평면도.

도 6a 내지 6d는 종래의 제 2 실시예에 의한 TDTN 모드 액정표시소자의 제조 공정 단면도.

도 7은 종래의 제 2 실시예에 의한 TDTN 모드 액정표시소자의 단면도.

도 8은 슬릿에 의해 도메인이 분할된 액정표시소자의 단면도.

도 9는 종래 기술에 의한 TDTN 모드 액정표시소자의 평면도.

도 10은 종래의 문제점을 설명하기 위한 액정표시소자의 빛샘을 나타낸 사진도.

도 11은 종래의 TDTN 모드 액정표시소자의 단면도 및 그 지점에서의 빛샘을 나타낸 그래프.

도 12는 본 발명의 제1실시예에 의한 DDTN 모드 액정표시소자의 평면도.

도 13은 본 발명의 제2실시예에 의한 DDTN 모드 액정표시소자의 평면도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호설명

101 : 게이트 배선 101a : 게이트 전극

102 : 데이터 배선 102a : 소스전극

102b : 드레인 전극 103 : 반도체층

109 : 블랙 매트릭스 113 : 화소전극

119 : 게이트 BM

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 멀티도메인 액정표시소자는 게이트 배선 및 데이터 배선이 교차되어 정의된 화소가 적어도 두 도메인으로 분할되고, 상기 화소에 박막트랜지스터 및 화소전극이 형성된 제 1 기판과, 상기 제 1 기판에 대향하며 컬러필터층이 형성된 제 2 기판과, 상기 제 1 ,제 2 기판 사이에 형성된 액정층과, 상기 제 1 ,제 2 기판의 내측면에 형성된 제 1 ,제 2 배향막과, 상기 화소의 외곽부 중, 전계방향과 액정이 서는 방향이 반대인 지점에 차광층이 구비된 것을 특징으로 한다.

즉, 본 발명은 러빙과 광배향을 조합하여 도메인을 분할하는 모드에 있어서, 데이터 배선 측의 화소의 가장자리에 차광층을 형성하여 멀티도메인 액정표시소자의 콘트라스트 및 잔상을 개선시킨 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 멀티도메인 액정표시소자를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 12는 본 발명의 제1실시예에 의한 DDTN 모드 액정표시소자의 평면도이고, 도 13은 본 발명의 제2실시예에 의한 DDTN 모드 액정표시소자의 평면도이다.

도 12에서와 같이, 본 발명에 의한 멀티도메인 액정표시소자는 수직 교차하여 화소를 정의하는 게이트 배선(101) 및 데이터 배선(102)과, 상기 두 배선의 교차 지점에 형성된 박막트랜지스터와, 상기 박막트랜지스터와 연결된 ITO 재질의 화소전극(113)이 배치된 하부기판과, 색상 구현을 위한 컬러필터층(미도시) 및 상기 화소전극(113)에 대응하는 ITO재질의 공통전극(미도시)이 배치되어 상기 하부기판과 대향하는 상부기판과, 상기 상,하부 기판 사이에 형성된 액정층으로 구성된다.

상기 액정층은 일반적인 주입방법 외에, 상,하부 기판 합착 전에 적하방식(dispensor)을 이용하여 적어도 하나의 기판 위에 액정을 떨어뜨려 형성할 수도 있다.

이 때, 상기 액정에는 카이랄 도펀트(chiral dopant)를 첨가할 수 있으며, 상기 박막트랜지스터는 상기 게이트 배선(101)에서 분기된 게이트 전극(101a)과, 상기 게이트 전극(101a)을 포함한 전면에 형성된 게이트 절연막(미도시)과, 상기 게이트 전극(101a) 상부의 게이트 절연막 상에 형성된 반도체층(103)과, 상기 데이터 배선(102)에서 연장되어 상기 반도체층(103)의 양 끝에 각각 형성된 소스/드레인 전극(102a,102b)으로 이루어진다

그리고, 상기의 패턴들이 형성된 상,하부 기판의 내측면에는 배향막이 더 형성되는데, 상기 배향막은 폴리이미드계와 같은 고분자 물질을 도포하고 경화시킨 다음, 러빙과 광조사를 조합하여 배향처리한다.

이로써, 상부기판은 고 프리틸트 영역인 제 Ⅱ 영역과 저 프리틸트 영역인 제 Ⅰ 영역으로 이루어지고, 하부기판은 고 프리틸트 영역인 제 Ⅰ 영역과 저 프리틸트 영역인 제 Ⅱ 영역으로 이루어지며, 제 Ⅰ 영역의 액정은 고 프리틸트를 가지는 상부기판의 배향막에 의해 제어되고 제 Ⅱ 영역의 액정은 하부기판의 배향막에 의해 제어된다.

상기 제 Ⅰ ,제 Ⅱ 영역의 경계부분에는 슬릿을 더 형성하여 도메인 경계부분에서의 배향을 안정화시킨다. 상기 슬릿은 화소전극(113)을 패터닝하여 형성한다.

상기 제 1 ,제 2 배향막(115a, 115b)으로는 폴리이미드 외에 광배향막인 폴리비닐신나메이트(polyvinylcinnamate)계, 폴리아조벤젠(polyazobenzene)계 및 폴리실록산신나메이트(polysiloxane-cinnamate)등을 사용할 수 있다.

그리고, 광조사시 사용되는 광으로는 선형편광, 비편광, 부분편광, 무편광, 딥(deep) UV, 미드(mid) UV 등을 사용할 수 있다.

이와같은 멀티도메인 액정표시소자를 턴-온(turn-on)시키면, 액정이 일정 방향으로 구동되는데 다만, 전계의 불안정에 의해 액정이 원하지 않는 상태로 배열되고 그 지점에서 빛샘이 발생한다.

따라서, 상기와 같은 빛샘을 차광하기 위해 컬러필터층을 형성하기 전에, 액정의 방향을 제어하기 어려운 위치에 차광층인 블랙 매트릭스를 형성하는 것이다.

특히, 본 발명에서는 액정의 배향 방향과 측면 전계의 방향이 다른 지점 즉, 당해 실시예에서는 데이터 배선 측의 화소 가장자리에서의 빛샘을 차단하기 위해 도 12에서와 같이, 상판의 블랙 매트릭스(109)를 연장하여 형성한다.

다만, 블랙 매트릭스는 그 면적이 넓어짐에 따라 소자의 휘도를 감소시키므로 빛샘을 차단하는 범위내에서 최소한의 면적을 가지도록 한다.

이 때, 도시하지는 않았지만, 도메인 경계부분에서의 빛샘은 블랙 매트릭스, 스토리지 배선, 게이트 BM 중 어느 하나를 오버랩시켜 차광한다.

상기 스토리지 배선은 상기 게이트 배선과 동시에 형성하여 패드부에서 공통전극과 전기적으로 연결되고, 상기 게이트 BM은 게이트 배선과 동시에 형성하나 전기적으로 플로팅된다.

본 발명의 또다른 실시예는 데이터 배선측의 화소 가장자리에 블랙 매트릭스를 형성하지 않고, 게이트 BM을 형성하는 것을 특징으로 한다.

즉, 도 13에서와 같이, 도메인 경계부분에서의 빛샘을 차광하기 위해 형성된 게이트 BM(119)을 이웃하는 데이터 배선(102) 측의 제Ⅰ영역 가장자리에 연장하여 형성한다.

상기 게이트 BM(119)은 상기 데이터 배선(102)에 오버랩되도록 형성할 수 있다.

그리고, 상기 게이트 BM(119)은 게이트 배선(101)과 평행하도록 동시에 형성하며 전기적으로 플로팅되어 있는 것을 특징으로 한다. 게이트 BM(119)에 전기가 흐르게 되면, 연장 형성된 부분에서 또 다른 측면 전계가 형성되어 빛샘이 발생할 수 있기 때문에 전기적으로 플로팅시키는 것이다.

따라서, 게이트 BM을 이용하여 빛샘을 차광하는 액정표시소자는 도시하지는 않았지만, 별도의 스토리지 전극이 더 구비되어야 한다.

상기 제 1 ,제 2 실시예는 DDTN모드 외에도 TDTN모드에도 적용할 수 있다.

한편, 상기 도메인 경계에는 슬릿, 돌기 등의 전계왜곡수단을 더 형성할 수 있는데, 상기 슬릿은 한 화소를 나누는 도메인의 경계가 되며 슬릿에 의해 발생하는 전계와 액정의 배향 방향이 일치할 경우, 도메인 경계에서의 배향이 안정된다. 또한, 도메인 경계에서의 빛샘이 발생하지 않게 된다.

상기 슬릿의 형상은 +,ｘ자형 등 다양하게 변형할 수 있다.

상기와 같은 본 발명의 멀티도메인 액정표시소자는 다음과 같은 효과가 있다.

화소 가장자리에서의 빛샘을 블랙 매트릭스 또는 게이트 BM 등의 차광층으로 가림으로써, 콘트라스트비를 향상시킴과 아울러, 명상태에서 암상태로 스위칭할 때 발생할 수 있는 다이나믹 잔상을 제거할 수 있다.

그리고, 차광층을 형성하기 위한 별도의 공정이 추가되지 않으므로 추가공정 없이 제작할 수 있다는 장점을 가진다.

Claims (11)

1. 게이트 배선 및 데이터 배선이 교차되어 정의된 화소가 적어도 두 도메인으로 분할되고, 상기 화소에 박막트랜지스터 및 화소전극이 형성된 제 1 기판과, 상기 제 1 기판에 대향하며 컬러필터층이 형성된 제 2 기판과, 상기 제 1 ,제 2 기판 사이에 형성된 액정층과, 상기 제 1 ,제 2 기판의 내측면에 형성된 제 1 ,제 2 배향막과, 상기 화소의 외곽부 중, 전계방향과 액정이 서는 방향이 반대인 지점에 차광층이 구비된 것을 특징으로 하는 멀티도메인 액정표시소자.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 차광층은 상기 데이터 배선에 오버랩되는 것을 특징으로 하는 멀티도메인 액정표시소자.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 도메인 경계에 슬릿이 더 포함되는 것을 특징으로 하는 멀티도메인 액정표시소자.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 도메인 경계에는 블랙 매트릭스, 스토리지 배선, 게이트 BM 중 어느 한 패턴이 오버랩된 것을 특징으로 하는 멀티도메인 액정표시소자.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 차광층은 상기 블랙 매트릭스와 일체형으로 형성된것을 특징으로 하는 멀티도메인 액정표시소자.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 블랙 매트릭스는 상기 데이터 배선에 오버랩되어 더 넓게 형성되는 것을 특징으로 하는 멀티도메인 액정표시소자.
7. 제 4 항에 있어서, 상기 차광층은 상기 게이트 BM과 일체형으로 형성된 것을 특징으로 하는 멀티도메인 액정표시소자.
8. 제 7 항에 있어서, 상기 게이트 BM은 상기 게이트 배선과 동시에 형성된 것을 특징으로 하는 멀티도메인 액정표시소자.
9. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 ,제 2 배향막은 러빙과 광조사를 이용하여 배향처리된 것을 특징으로 하는 멀티도메인 액정표시소자.
10. 제 1 항에 있어서, 상기 도메인은 2도메인으로 분할된 것을 특징으로 하는 멀티도메인 액정표시소자.
11. 제 10 항에 있어서, 상기 도메인의 제 1 영역의 액정분자와 제 2 영역의 액정분자가 서로 다른 방향으로 배열된 것을 특징으로 하는 멀티도메인 액정표시소자.