KR100277929B1 - Multi-domain liquid crystal display device - Google Patents

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구본준, 론 위라하디락사
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Abstract

본 발명에 따른 멀티도메인 액정표시소자는, 대향하는 제1기판 및 제2기판과, 상기한 제1기판과 제2기판 사이에 형성된 액정층과, 상기한 제1기판 상에 종횡으로 형성되어 화소영역을 정의하는 복수의 게이트배선 및 데이터배선과, 상기한 화소영역 내에 형성된 화소전극과, 상기한 화소영역 이외의 영역에 형성되어 상기한 제1기판과 제2기판 사이의 간격을 일정하게 유지하며 상기한 액정층에 인가되는 전계를 왜곡시키는 유전체 구조물과, 상기한 제2기판 상에 형성된 공통전극과, 그리고, 상기한 제1기판 및 제2기판 중 적어도 한 기판 상에 형성된 배향막으로 이루어진다.The multi-domain liquid crystal display device according to the present invention includes a first and second substrates facing each other, a liquid crystal layer formed between the first substrate and the second substrate, and a pixel formed vertically and horizontally on the first substrate. A plurality of gate wirings and data wirings defining an area, a pixel electrode formed in the pixel area, and a region other than the pixel area to maintain a constant distance between the first substrate and the second substrate; A dielectric structure that distorts an electric field applied to the liquid crystal layer, a common electrode formed on the second substrate, and an alignment layer formed on at least one of the first substrate and the second substrate.

Description

멀티도메인 액정표시소자Multi-domain liquid crystal display device

본 발명은 액정표시소자에 관한 것으로, 특히 유전체 구조물을 형성하고, 상판 및/또는 하판에 전계유도창을 형성한 멀티도메인 액정표시소자(multi-domain liquid crystal display device)에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to liquid crystal display devices, and more particularly, to a multi-domain liquid crystal display device in which a dielectric structure is formed and an electric field induction window is formed on an upper plate and / or a lower plate.

최근, 액정을 배향하지 않고, 화소전극과 전기적으로 절연된 측면전극에 의해 액정을 구동하는 액정표시소자가 제안된 바 있다.Recently, a liquid crystal display device for driving a liquid crystal by side electrodes electrically insulated from the pixel electrode without aligning the liquid crystal has been proposed.

도 1은 상기한 종래의 액정표시소자의 단위화소의 단면도이다.1 is a cross-sectional view of a unit pixel of the conventional liquid crystal display device described above.

종래의 액정표시소자는, 제1기판 위에 복수의 데이터배선 및 게이트배선이 서로 종횡으로 형성되어 제1기판을 복수의 화소영역으로 나누고, 상기한 화소영역 각각에 형성되며 게이트전극, 게이트절연막, 반도체층, 소스전극 및 드레인전극 등으로 구성된 박막트랜지스터(Thin Film Transistor ; TFT)가 절연층(4) 위에 형성된 화소전극(13)에 데이터배선이 전달하는 화상신호를 인가한다. 측면전극(15)은 상기한 게이트절연막 상에 화소전극(13)을 둘러싸도록 형성하고, 그 위에 기판 전체에 걸쳐 절연층(4)을 형성하며, 화소전극(13)의 일부를 상기한 측면전극(15)과 겹치도록 형성한다(도 1).In a conventional liquid crystal display device, a plurality of data wirings and gate wirings are vertically and horizontally formed on a first substrate to divide the first substrate into a plurality of pixel regions, and are formed in each of the pixel regions and include a gate electrode, a gate insulating film, and a semiconductor A thin film transistor (TFT) composed of a layer, a source electrode, a drain electrode, and the like applies an image signal transmitted from the data wiring to the pixel electrode 13 formed on the insulating layer 4. The side electrode 15 is formed on the gate insulating film so as to surround the pixel electrode 13, the insulating layer 4 is formed over the entire substrate, and a part of the pixel electrode 13 is described as the side electrode. It forms so that it may overlap with (15) (FIG. 1).

또는, 다른 변형 예로서 화소전극을 상기한 게이트절연막 상에 형성하고, 그 위에 기판 전체에 걸쳐 절연층을 형성한 후, 측면전극을 상기한 화소전극의 일부와 겹치도록 형성하는데, 이 때, 화소전극을 특정한 형상으로 에칭하여 화소영역을 분할하는 구조도 제안되어 있다.Alternatively, as another modification, a pixel electrode is formed on the gate insulating film, an insulating layer is formed over the entire substrate, and side electrodes are formed so as to overlap with a part of the pixel electrode. There is also proposed a structure for dividing the pixel region by etching the electrode into a specific shape.

제2기판에는 공통전극(17)이 형성되어 상기한 화소전극(13)과 함께 액정분자들로 이루어진 액정층에 전기장을 인가한다. 화소전극(13)의 둘레에 형성된 측면전극(15)과 제2기판의 오픈영역(19)은 상기한 액정층에 인가되는 전기장을 왜곡시켜 단위 화소 내에서 액정분자를 다양하게 구동시킨다. 이것은 상기한 액정표시소자에 전압을 인가할 때, 왜곡된 전기장에 의한 유전 에너지가 액정 방향자를 원하는 방향으로 위치시킴을 의미한다.The common electrode 17 is formed on the second substrate to apply an electric field to the liquid crystal layer made of liquid crystal molecules together with the pixel electrode 13. The side electrode 15 formed around the pixel electrode 13 and the open region 19 of the second substrate distort the electric field applied to the liquid crystal layer to variously drive the liquid crystal molecules in the unit pixel. This means that when a voltage is applied to the liquid crystal display, the dielectric energy due to the distorted electric field places the liquid crystal director in a desired direction.

도 2a 및 2b는 종래의 다른 액정표시소자의 단면도 및 평면도를 나타낸다. 상기한 액정표시소자는 도 1에서와 같은 측면전극을 형성하지 않고, 제1기판의 화소전극(13)을 제2기판의 공통전극(17) 보다 작게 형성하여 전기장의 왜곡을 유도한다. 도 2b에 나타낸 것과 같이 오픈영역(19)을 형성하여 도메인을 분할하고, 수평배향된 액정표시소자이다.2A and 2B show a cross-sectional view and a plan view of another conventional liquid crystal display device. The liquid crystal display device does not form side electrodes as shown in FIG. 1, and forms the pixel electrode 13 of the first substrate smaller than the common electrode 17 of the second substrate, thereby inducing distortion of the electric field. As shown in FIG. 2B, an open area 19 is formed to divide a domain and horizontally align the liquid crystal display device.

그러나, 상기한 액정표시소자들은, 액정분자의 균일한 구동을 위해 화소전극(13) 또는 공통전극(17)에 오픈영역(19)이 필요하며, 상기한 영역의 면적을 크게 해야만 다소 안정하게 액정분자를 구동시킬 수 있다. 반면, 오픈영역이 없거나 그 폭이 작으면 액정의 방향자(director)가 안정한 상태에 이르는 시간은 상대적으로 길어진다. 이 때, 편광자의 투과축에 평행한 액정 방향자의 범위가 존재하여 전경(disclination)이 발생하므로, 이로 인한 휘도의 감소도 문제점으로 지적된다. 그리고, 액정표시소자의 표면 상태에 따라 액정 조직(texture)이 불규칙한 모양을 나타내기도 하며, 2도메인을 가진 액정표시소자로 제한된다는 단점도 있다.However, the liquid crystal display devices require an open region 19 on the pixel electrode 13 or the common electrode 17 for uniform driving of liquid crystal molecules, and the liquid crystal is somewhat stable only when the area of the region is increased. Can drive molecules. On the other hand, when there is no open area or the width thereof is small, the time to reach the stable state of the liquid crystal director becomes relatively long. At this time, since a range of the liquid crystal director parallel to the transmission axis of the polarizer exists and a foreground occurs, a decrease in luminance due to this is also pointed out as a problem. In addition, depending on the surface state of the liquid crystal display device, the liquid crystal texture (texture) may have an irregular shape, and there is a disadvantage that it is limited to the liquid crystal display device having two domains.

본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 멀티도메인 효과로 인한 광시야각 특성과, 전압 인가시 액정분자들의 안정된 움직임으로 인한 고휘도 특성을 가진 멀티도메인 액정표시소자를 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems of the prior art, and an object thereof is to provide a multi-domain liquid crystal display device having a wide viewing angle characteristic due to a multi-domain effect and a high luminance characteristic due to stable movement of liquid crystal molecules when voltage is applied. do.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 멀티도메인 액정표시소자는, 대향하는 제1기판 및 제2기판과, 상기한 제1기판과 제2기판 사이에 형성된 액정층과, 상기한 제1기판 상에 종횡으로 형성되어 화소영역을 정의하는 복수의 게이트배선 및 데이터배선과, 상기한 화소영역 내에 형성된 화소전극과, 상기한 화소영역 이외의 영역에 형성되어 상기한 제1기판과 제2기판 사이의 간격을 일정하게 유지하며 상기한 액정층에 인가되는 전계를 왜곡시키는 유전체 구조물과, 상기한 제2기판 상에 형성된 공통전극과, 그리고, 상기한 제1기판 및 제2기판 중 적어도 한 기판 상에 형성된 배향막으로 이루어진다.In order to achieve the above object, the multi-domain liquid crystal display device according to the present invention, the opposing first substrate and second substrate, the liquid crystal layer formed between the first substrate and the second substrate, and the first A plurality of gate wirings and data wirings formed vertically and horizontally on a substrate to define a pixel region, pixel electrodes formed in the pixel region, and a first substrate and a second substrate formed in a region other than the pixel region. A dielectric structure for distorting an electric field applied to the liquid crystal layer while maintaining a constant gap therebetween, a common electrode formed on the second substrate, and at least one of the first and second substrates It consists of an oriented film formed on it.

상기한 공통전극 및/또는 화소전극은, 그 내부에 전계유도창을 갖도록 패터닝된다.The common electrode and / or the pixel electrode is patterned to have an electric field guide window therein.

또한, 상기한 화소영역 및 배향막은 적어도 두 영역으로 분할되므로써, 상기한 액정층의 액정분자는 각 영역 상에서 서로 상이한 구동 및 배향 특성을 나타내며, 상기한 배향막은 러빙배향하거나 광배향 처리한다.In addition, since the pixel region and the alignment layer are divided into at least two regions, the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer exhibit different driving and alignment characteristics on each region, and the alignment layer is subjected to rubbing or photoalignment.

도 1은 종래의 액정표시소자의 단면도.1 is a cross-sectional view of a conventional liquid crystal display device.

도 2a 및 2b는 종래의 다른 액정표시소자의 단면도 및 평면도.2A and 2B are a cross-sectional view and a plan view of another conventional liquid crystal display device.

도 3a, 3b, 및 3c는 본 발명의 제1, 제2, 및 제3실시예에 따른 멀티도메인 액정표시소자의 단면도.3A, 3B, and 3C are cross-sectional views of multi-domain liquid crystal display elements according to the first, second, and third embodiments of the present invention.

도 4a, 4b, 및 4c는 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티도메인 액정표시소자의 평면도.4A, 4B, and 4C are plan views of a multi-domain liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention.

도 5a, 5b, 및 5c는 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티도메인 액정표시소자의 평면도.5A, 5B, and 5C are plan views of a multi-domain liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention.

도 6a, 6b, 및 6c는 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티도메인 액정표시소자의 평면도.6A, 6B, and 6C are plan views of a multi-domain liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention.

도 7a, 7b, 및 7c는 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티도메인 액정표시소자의 평면도.7A, 7B, and 7C are plan views of a multi-domain liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention.

도 8a, 8b, 및 8c는 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티도메인 액정표시소자의 평면도.8A, 8B, and 8C are plan views of a multi-domain liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention.

도 9a, 9b, 및 9c는 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티도메인 액정표시소자의 평면도.9A, 9B, and 9C are plan views of a multi-domain liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention.

도 10a, 10b, 및 10c는 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티도메인 액정표시소자의 평면도.10A, 10B, and 10C are plan views of a multi-domain liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention.

도 11a, 11b, 및 11c는 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티도메인 액정표시소자의 평면도.11A, 11B, and 11C are plan views of a multi-domain liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention.

도 12a 및 12b는 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티도메인 액정표시소자의 평면도.12A and 12B are plan views of a multi-domain liquid crystal display device according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 13a, 13b, 13c, 및 13d는 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티도메인 액정표시소자의 평면도.13A, 13B, 13C, and 13D are plan views of a multi-domain liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

4 : 절연층 5 : 반도체층4: insulating layer 5: semiconductor layer

7 : 소스전극 9 : 드레인전극7 source electrode 9 drain electrode

11 : 게이트전극 13 : 화소전극11 gate electrode 13 pixel electrode

15 : 측면전극 17 : 공통전극15: side electrode 17: common electrode

19 : 오픈영역 23 : 컬러필터층19: open area 23: color filter layer

27 : 차광층 31 : 제1기판27: light shielding layer 31: the first substrate

33 : 제2기판 35 : 게이트절연막33: second substrate 35: gate insulating film

37 : 보호막 39 : 콘택홀37: shield 39: contact hole

41 : 유전체 구조물 43 : 전계유도창(홀 또는 슬릿)41 dielectric structure 43 field induction window (hole or slit)

45 : 제1배향막 47 : 제2배향막45: first alignment film 47: second alignment film

이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 멀티도메인 액정표시소자를 상세하게 설명한다.Hereinafter, a multi-domain liquid crystal display device according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 3a, 3b, 및 3c는 본 발명의 제1, 제2, 및 제3실시예에 따른 멀티도메인 액정표시소자의 단면도이다.3A, 3B, and 3C are cross-sectional views of a multi-domain liquid crystal display device according to the first, second, and third embodiments of the present invention.

상기한 도면에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 멀티도메인 액정표시소자는, 제1기판(31) 및 제2기판(33)과, 제1기판(31) 위에 종횡으로 형성되어 제1기판을 복수의 화소영역으로 나누는 복수의 데이터배선 및 게이트배선과, 제1기판(31) 상의 화소영역 각각에 형성되고 게이트전극(11), 게이트절연막(35), 반도체층(5), 오믹콘택층(Ohmic contact layer) 및 소스/드레인전극(7, 9)으로 구성된 박막트랜지스터와, 상기한 제1기판(31) 전체에 걸쳐 형성된 보호막(37)과, 상기한 보호막 위에서 드레인전극(9)과 연결되고 박막트랜지스터 및/또는 데이터배선, 게이트배선과 오버랩 되도록 형성된 화소전극(13)과, 그리고, 상기한 화소영역 이외의 영역에 형성되어 상기한 제1기판과 제2기판 사이의 간격을 일정하게 유지하며, 상기한 액정층에 인가되는 전계를 왜곡시키는 유전체 구조물(41)로 이루어진다.As shown in the above drawings, the multi-domain liquid crystal display device of the present invention is formed vertically and horizontally on the first substrate 31 and the second substrate 33 and the first substrate 31 to form a plurality of first substrates. A plurality of data wirings and gate wirings divided into pixel regions, and formed in each of the pixel regions on the first substrate 31, and include a gate electrode 11, a gate insulating layer 35, a semiconductor layer 5, and an ohmic contact layer. layer) and source / drain electrodes 7 and 9, a protective film 37 formed over the entire first substrate 31, and a thin film transistor connected to the drain electrode 9 on the protective film. And / or the pixel electrode 13 formed to overlap the data wiring and the gate wiring, and formed in a region other than the pixel region, to maintain a constant distance between the first substrate and the second substrate. Dielectric spheres distorting the electric field applied to a liquid crystal layer It composed of water (41).

그리고, 상기한 제2기판(33) 위에 상기한 게이트배선, 데이터배선, 및 박막트랜지스터에서 누설되는 빛을 차단하는 차광층(27)과, 상기한 차광층(27) 위에 형성된 컬러필터층(23)과, 상기한 컬러필터층(23) 위에 형성된 오버코트층과, 상기한 오버코트층(29) 위에 형성된 공통전극(17)과, 그리고, 제1기판(31)과 제2기판(33) 사이에 형성된 액정층으로 이루어진다.(도 3a)The light blocking layer 27 blocking light leaking from the gate wiring, the data wiring, and the thin film transistor on the second substrate 33 and the color filter layer 23 formed on the light blocking layer 27. And an overcoat layer formed on the color filter layer 23, a common electrode 17 formed on the overcoat layer 29, and a liquid crystal formed between the first substrate 31 and the second substrate 33. Layered (Fig. 3a).

추가하여, 도 3b 및 도 3c에 나타낸 바와 같이, 전계유도창(43)을 제1기판(31) 및/또는 제2기판(33)에 형성할 수 있다. 상기한 전계유도창은 슬릿(slit) 또는 홀(hole)로써 하며, 여러 가지 형상으로 패터닝하여 형성한다.In addition, as shown in FIGS. 3B and 3C, the electric field induction window 43 may be formed on the first substrate 31 and / or the second substrate 33. The field induction window is formed as a slit or a hole, and is formed by patterning in various shapes.

상기한 구조의 액정표시소자를 제조하기 위해서는, 우선, 제1기판(31)의 화소영역 각각에 게이트전극(11), 게이트절연막(35), 반도체층(5), 오믹콘택층 및 소스/드레인전극(7, 9)으로 이루어진 박막트랜지스터를 형성한다. 이 때, 제1기판(31)을 복수의 화소영역으로 나누는 복수의 게이트배선 및 데이터배선이 형성된다. 상기한 게이트전극(11), 게이트/데이터배선은 Al, Mo, Cr, Ta 또는 Al합금 등과 같은 금속을 스퍼터링(sputtering)방법으로 적층한 후 패터닝(patterning)하여 형성한 후, 그 위에 게이트절연막(35)을 SiNX또는 SiOX를 플라즈마 CVD방법으로 적층한 후 패터닝하여 형성한다. 계속해서 반도체층 및 오믹콘택층은 각각 a-Si 및 n+a-Si을 플라즈마 CVD(Plasma Chemical Vapor Deposition)방법으로 적층한 후 패터닝하여 형성한다.In order to manufacture the liquid crystal display device having the above-described structure, first, the gate electrode 11, the gate insulating film 35, the semiconductor layer 5, the ohmic contact layer and the source / drain in each pixel region of the first substrate 31 are first manufactured. A thin film transistor consisting of electrodes 7 and 9 is formed. In this case, a plurality of gate wirings and data wirings which divide the first substrate 31 into a plurality of pixel regions are formed. The gate electrode 11 and the gate / data wiring are formed by sputtering a metal such as Al, Mo, Cr, Ta, or Al alloy, and then patterning and forming a gate insulating film thereon. 35) is formed by laminating and patterning SiN X or SiO X by plasma CVD. Subsequently, the semiconductor layer and the ohmic contact layer are formed by laminating and patterning a-Si and n + a-Si, respectively, by plasma chemical vapor deposition (CVD).

이어서, 제1기판(31) 전체에 걸쳐 BCB(BenzoCycloButene), 아크릴수지(acrylic resin), 폴리이미드(polyimide) 화합물, SiNX또는 SiOX등의 물질로 보호막(37)을 형성하고, ITO(indium tin oxide), Al 또는 Cr 등과 같은 금속을 스퍼터링방법으로 적층한 후 패터닝하여 화소전극(13)을 형성한다. 이 때, 상기한 화소전극(13)은 동일한 금속으로 1회, 또는 서로 다른 종류의 금속으로 2회 패터닝하여 형성하며, 박막트랜지스터의 소스/드레인전극은 상기한 화소전극(13)의 콘택홀(39)을 통해 전기적으로 접속된다.Subsequently, the protective film 37 is formed of a material such as BCB (BenzoCycloButene), an acrylic resin, a polyimide compound, SiN X or SiO X and the like, and the ITO (indium) is formed over the first substrate 31. A metal electrode 13 is formed by stacking a metal such as tin oxide), Al, or Cr by a sputtering method and then patterning the metal. In this case, the pixel electrode 13 is formed by patterning once with the same metal or twice with different kinds of metals, and the source / drain electrodes of the thin film transistor are formed as the contact holes (s) of the pixel electrode 13. Electrically connected via 39).

또한, 상기한 화소영역 이외의 영역에 감광성 물질을 적층한 후, 포토리소그래피로 패터닝하여 유전체 구조물(41)을 형성한다. 상기한 유전체 구조물(41)을 구성하는 물질은, 액정 초기배향상태의 액정의 유전율이 중요한 요소로, 액정층의 유전율과 동일하거나 작은 것이 좋으며, 4 이하가 바람직하고, 아크릴(photoacrylate) 또는 BCB(BenzoCycloButene)과 같은 물질을 들 수 있다.In addition, after the photosensitive material is laminated in a region other than the pixel region, the dielectric structure 41 is formed by photolithography. The material constituting the dielectric structure 41 is an important factor of the dielectric constant of the liquid crystal in the liquid crystal initial alignment state, it is preferably equal to or smaller than the dielectric constant of the liquid crystal layer, 4 or less is preferred, and acrylic (photoacrylate) or BCB ( Substances such as BenzoCycloButene).

제2기판(33) 위에는 차광층(27)을 형성하고, R, G, B(Red, Green, Blue) 소자가 화소마다 반복되도록 컬러필터층(23)을 형성한다. 상기한 컬러필터층(23) 위에 오버코트층을 수지로 형성하고, 공통전극(17)은 화소전극(13)과 마찬가지로 ITO 등과 같은 투명전극으로 형성한다. 그리고, 제1기판(31)과 제2기판(33) 사이에 액정을 주입하므로써 멀티도메인 액정표시소자를 완성한다. 추가로, 상기한 제1기판(31)과 제2기판(33)의 적어도 일 측에 음성 일축성 필름(negative uniaxial film)을 적어도 1장 부착할 수 있다.The light blocking layer 27 is formed on the second substrate 33, and the color filter layer 23 is formed such that R, G, and B (red, green, blue) elements are repeated for each pixel. An overcoat layer is formed of a resin on the color filter layer 23, and the common electrode 17 is formed of a transparent electrode such as ITO, like the pixel electrode 13. Then, the liquid crystal is injected between the first substrate 31 and the second substrate 33 to complete the multi-domain liquid crystal display element. In addition, at least one negative uniaxial film may be attached to at least one side of the first substrate 31 and the second substrate 33.

상기한 유전체 구조물(41)은 제1기판 또는 제2기판 중 적어도 한 기판 상에 형성하며, 상기한 전계유도창(43)은 상기한 유전체 구조물(41)이 형성된 기판 또는 상대 기판 중 적어도 한 기판 상에 형성하거나(도 3b 및 도 3c), 형성하지 않을 수도 있으며(도 3a), 유전체 구조물과 동시에 양 기판 상에 모두 형성할 수 있다.The dielectric structure 41 is formed on at least one of the first substrate and the second substrate, and the electric field induction window 43 is at least one of the substrate or the counterpart substrate on which the dielectric structure 41 is formed. 3B and 3C), or not (FIG. 3A), or both substrates simultaneously with the dielectric structure.

도 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 및 13은 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티도메인 액정표시소자의 평면도이다.4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, and 13 are plan views of a multi-domain liquid crystal display device according to an exemplary embodiment of the present invention, respectively.

상기한 도면에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 멀티도메인 액정표시소자는 유전체 구조물(41) 및 전계유도창(43)을 여러 형상으로 패터닝하고, 상기한 배향막에 배향처리를 하므로써 안정적인 액정배향을 구현한다.As shown in the drawings, the multi-domain liquid crystal display device of the present invention realizes stable liquid crystal alignment by patterning the dielectric structure 41 and the electric field induction window 43 in various shapes and performing alignment treatment on the alignment layer. .

상기한 유전체 구조물(41) 및 전계유도창(43)은, 한 화소 내에서 두 방향의 전계유도창(43)과 두 가지 배향방향(실선화살표는 제2기판의 배향방향, 점선 화살표는 제1기판의 배향방향을 각각 나타낸다.)을 조합하여 형성하여 4도메인 액정표시소자를 형성하거나, 이웃하는 두 개의 화소를 조합하여 8도메인 액정표시소자를 형성하여 멀티도메인 효과를 구현하기도 한다.The dielectric structure 41 and the electric field induction window 43 may include the electric field induction window 43 in two directions and two alignment directions (solid arrow indicates an orientation direction of the second substrate and a dotted arrow indicates the first direction) in one pixel. The 4D liquid crystal display device may be formed by forming a combination of two or more adjacent pixels, or an 8 domain liquid crystal display device may be formed by combining two adjacent pixels to implement a multi-domain effect.

상기한 유전체 구조물(41)은, 화소영역의 둘레 및/또는 내부에 형성하는 것 외에, 데이터배선 측에만 형성하거나, 게이트배선 측에만 형성할 수도 있다.The dielectric structure 41 may be formed only on the data wiring side or only on the gate wiring side, in addition to the periphery and / or the inside of the pixel region.

상기한 전계유도창(43)은, 가로, 세로, 및 양 대각선으로 길게 패터닝하여 2도메인으로 분할한 효과를 내거나, ×자 형상, ＋자 형상, 및 ×자와 ＋자 형상을 동시에 패터닝하여 4도메인 및 멀티도메인으로 분할한 효과를 구현할 수 있다.The electric field induction window 43 has the effect of dividing into two domains by patterning the pattern horizontally, vertically, and diagonally, or by simultaneously patterning the X-shape, the + -shape, and the X- and + -shape at the same time. The effect of dividing into domains and multidomains can be realized.

추가하여, 본 발명의 멀티도메인 액정표시소자는 상기한 제1기판 및/또는 제2기판 전체에 걸쳐 배향막(45, 47)을 형성한다. 이 때, 이 때, 상기한 배향막을 구성하는 배향물질로서는 폴리아미드(polyamide) 또는 폴리이미드(polyimide)계 화합물, PVA(polyvinylalcohol), 폴리아믹산(polyamic acid) 또는 SiO2등의 물질을 사용하며, 러빙법을 사용하여 배향방향을 결정하는 경우, 그 밖의 러빙처리에 적합한 물질이라면 어떤 것이라도 적용 가능하다.In addition, the multi-domain liquid crystal display device of the present invention forms the alignment films 45 and 47 over the first substrate and / or the second substrate. At this time, a material such as polyamide or polyimide compound, PVA (polyvinylalcohol), polyamic acid or SiO 2 is used as the alignment material constituting the alignment film. When the orientation direction is determined using the rubbing method, any material suitable for other rubbing treatments can be applied.

또한, 상기한 배향막을 광반응성이 있는 물질, 즉, PVCN(polyvinylcinnamate), PSCN(polysiloxanecinnamate), 또는 CelCN(cellulosecinnamate)계 화합물 등의 물질로 구성하여 광배향막을 형성할 수 있으며, 그 밖의 광배향처리에 적합한 물질이라면 어떤 것이라도 적용 가능하다. 상기한 광배향막에는 광을 적어도 1회 조사하여, 액정분자의 방향자가 이루는 프리틸트각(pretilt angle) 및 배향방향(alignment direction) 또는 프리틸트 방향(pretilt direction)을 동시에 결정하고, 그로 인한 액정의 배향 안정성을 확보한다. 이와 같은, 광배향에 사용되는 광은 자외선 영역의 광이 적합하며, 비편광, 선편광, 및 부분편광된 광 중에서 어떤 광을 사용하여도 무방하다.In addition, the alignment layer may be formed of a photoreactive material, that is, a material such as PVCN (polyvinylcinnamate), PSCN (polysiloxanecinnamate), or CelCN (cellulosecinnamate) -based compound to form a photoalignment film, and other optical alignment treatment Any material suitable for is applicable. The photo-alignment film is irradiated with light at least once to determine the pretilt angle and alignment direction or pretilt direction of the liquid crystal molecules at the same time, and thereby Secure the orientation stability. As for the light used for the optical alignment, light in the ultraviolet region is suitable, and any light among non-polarized light, linearly polarized light, and partially polarized light may be used.

그리고, 상기한 러빙법 또는 광배향법은 제1기판 또는 제2기판 중 어느 한 기판에만 적용하거나 양 기판 모두에 처리하여도 되며, 양 기판에 서로 다른 배향처리를 하는 것도 가능하다.The rubbing method or the photo-alignment method may be applied only to any one of the first substrate or the second substrate, or may be treated on both substrates, or different alignment treatments may be performed on both substrates.

또한, 상기한 배향처리를 하므로써 적어도 두 영역으로 분할된 멀티도메인 액정표시소자를 형성하여, 액정층의 액정분자가 각 영역 상에서 서로 상이하게 배향하도록 할 수 있다. 즉, 각 화소를 ＋자 또는 ×자와 같이 네 영역으로 분할하거나, 가로, 세로 또는 양 대각선으로 분할하고, 각 영역에서와 각 기판에서의 배향처리 또는 배향방향을 다르게 형성하므로써 멀티도메인 효과를 구현한다. 분할된 영역 중 적어도 한 영역을 비배향 영역으로 하는 것도 가능하다.In addition, by performing the above-described alignment process, a multi-domain liquid crystal display device divided into at least two regions may be formed so that the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer may be differently aligned on each region. That is, the multi-domain effect is realized by dividing each pixel into four regions, such as + or × characters, or by dividing them into horizontal, vertical, or diagonal lines, and by forming different alignment processes or orientation directions in each region and each substrate. do. It is also possible to make at least one of the divided areas into an unoriented area.

본 발명의 멀티도메인 액정표시소자는 화소영역 이외의 영역에 유전체 구조물을 형성하고, 상판 및 하판 중 적어도 한 기판 상에 전계유도창을 형성하여, 제1기판과 제2기판 사이의 간격을 일정하게 유지하며 상기한 액정층에 인가되는 전계를 왜곡시키므로써, 광시야각을 구현하는 효과가 있다.In the multi-domain liquid crystal display device of the present invention, a dielectric structure is formed in a region other than the pixel region, and an electric field induction window is formed on at least one of the upper and lower substrates, so that the distance between the first substrate and the second substrate is constant. By maintaining and distorting the electric field applied to the liquid crystal layer, there is an effect of implementing a wide viewing angle.

또한, 배향처리를 하여 형성되는 프리틸트 및 앵커링 에너지에 의해 빠른 응답속도(response time) 및 안정한 액정구조를 얻을 수 있다. 그리고, 그로 인해 전경이 제거됨으로써 휘도가 증가하는 효과를 얻을 수 있다.In addition, it is possible to obtain a fast response time and a stable liquid crystal structure by pretilt and anchoring energy formed by the alignment treatment. As a result, the foreground is removed, thereby obtaining an effect of increasing luminance.

Claims (24)

대향하는 제1기판 및 제2기판과,Opposing first and second substrates, 상기한 제1기판과 제2기판 사이에 형성된 액정층과,A liquid crystal layer formed between the first substrate and the second substrate; 상기한 제1기판 상에 종횡으로 형성되어 화소영역을 정의하는 복수의 게이트배선 및 데이터배선과,A plurality of gate wirings and data wirings formed vertically and horizontally on the first substrate to define pixel regions; 상기한 화소영역 내에 형성된 화소전극과,A pixel electrode formed in the pixel region, 상기한 화소영역 이외의 영역에 형성되어 상기한 제1기판과 제2기판 사이의 간격을 일정하게 유지하며 상기한 액정층에 인가되는 전계를 왜곡시키는 유전체 구조물과,A dielectric structure formed in a region other than the pixel region to maintain a constant distance between the first substrate and the second substrate and to distort an electric field applied to the liquid crystal layer; 상기한 제2기판 상에 형성된 공통전극과, 그리고A common electrode formed on the second substrate, and 상기한 제1기판 및 제2기판 중 적어도 한 기판 상에 형성된 배향막으로 이루어진 멀티도메인 액정표시소자.A multi-domain liquid crystal display device comprising an alignment film formed on at least one of the first substrate and the second substrate. 제1항에 있어서, 상기한 유전체 구조물이, 패터닝되어 형성된 것을 특징으로 하는 멀티도메인 액정표시소자.The multi-domain liquid crystal display device of claim 1, wherein the dielectric structure is patterned. 제1항에 있어서, 상기한 공통전극이, 그 내부에 전계유도창을 갖는 것을 특징으로 하는 멀티도메인 액정표시소자.The multi-domain liquid crystal display device according to claim 1, wherein the common electrode has an electric field induction window therein. 제3항에 있어서, 상기한 공통전극이, 패터닝되어 형성된 것을 특징으로 하는 멀티도메인 액정표시소자.4. The multi-domain liquid crystal display device according to claim 3, wherein the common electrode is formed by patterning. 제1항에 있어서, 상기한 화소전극이, 그 내부에 전계유도창을 갖는 것을 특징으로 하는 멀티도메인 액정표시소자.The multi-domain liquid crystal display device according to claim 1, wherein the pixel electrode has an electric field induction window therein. 제5항에 있어서, 상기한 화소전극이, 패터닝되어 형성된 것을 특징으로 하는 멀티도메인 액정표시소자.6. The multi-domain liquid crystal display device according to claim 5, wherein the pixel electrode is formed by patterning. 제1항에 있어서, 상기한 화소전극을 구성하는 물질이, ITO(indium tin oxide), Al 및 Cr으로 이루어진 일군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 멀티도메인 액정표시소자.The multi-domain liquid crystal display of claim 1, wherein the material constituting the pixel electrode is selected from the group consisting of indium tin oxide (ITO), Al, and Cr. 제1항에 있어서, 상기한 유전체 구조물의 유전율이, 상기한 액정층의 유전율과 동일하거나 그 이하인 것을 특징으로 하는 멀티도메인 액정표시소자.The multi-domain liquid crystal display device according to claim 1, wherein the dielectric constant of the dielectric structure is equal to or less than that of the liquid crystal layer. 제1항에 있어서, 상기한 유전체 구조물이, 감광성물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 멀티도메인 액정표시소자.The multi-domain liquid crystal display of claim 1, wherein the dielectric structure is made of a photosensitive material. 제1항에 있어서, 상기한 유전체 구조물이, 아크릴(photoacrylate) 및 BCB(BenzoCycloButene)으로 이루어진 일군으로부터 선택되는 물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 멀티도메인 액정표시소자.The multi-domain liquid crystal display device of claim 1, wherein the dielectric structure is made of a material selected from the group consisting of photoacrylate and BCB (BenzoCycloButene). 제1항에 있어서, 상기한 공통전극을 구성하는 물질이, ITO(indium tin oxide)로 이루어진 것을 특징으로 하는 멀티도메인 액정표시소자.The multi-domain liquid crystal display of claim 1, wherein the material constituting the common electrode is made of indium tin oxide (ITO). 제1항에 있어서, 상기한 화소영역이, 적어도 두 영역으로 분할되어 상기한 액정층의 액정분자가 각 영역 상에서 서로 상이한 구동 특성을 나타내는 것을 특징으로 하는 멀티도메인 액정표시소자.The multi-domain liquid crystal display device according to claim 1, wherein the pixel region is divided into at least two regions so that the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer exhibit different driving characteristics on each region. 제1항에 있어서, 상기한 배향막이, 적어도 두 영역으로 분할되어 상기한 액정층의 액정분자가 각 영역 상에서 서로 상이한 배향 특성을 나타내는 것을 특징으로 하는 멀티도메인 액정표시소자.The multi-domain liquid crystal display device according to claim 1, wherein the alignment film is divided into at least two regions so that the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer exhibit different alignment characteristics on each region. 제13항에 있어서, 상기한 배향막의 영역 중에서 적어도 하나의 영역이, 배향처리된 것을 특징으로 하는 멀티도메인 액정표시소자.14. The multi-domain liquid crystal display device according to claim 13, wherein at least one of the regions of the alignment film is subjected to an alignment process. 제13항에 있어서, 상기한 배향막의 영역 모두가, 배향처리되지 않은 것을 특징으로 하는 액정표시소자.The liquid crystal display device according to claim 13, wherein all of the regions of the alignment film are not aligned. 제13항에 있어서, 상기한 배향막의 영역 중에서 적어도 하나의 영역이, 러빙배향된 것을 특징으로 하는 액정표시소자.The liquid crystal display device according to claim 13, wherein at least one of the regions of the alignment layer is rubbed in alignment. 제16항에 있어서, 상기한 배향막을 구성하는 물질이, 폴리이미드(polyimide) 및 폴리아미드(polyamide)계 화합물, PVA(polyvinylalcohol), 폴리아믹산(polyamic acid) 및 SiO2로 이루어진 일군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.17. The method of claim 16, wherein the material constituting the alignment layer is selected from the group consisting of polyimide and polyamide-based compounds, polyvinylalcohol, polyamic acid, and SiO 2 . A liquid crystal display device characterized by the above-mentioned. 제13항에 있어서, 상기한 배향막의 영역 중에서 적어도 하나의 영역이, 광배향된 것을 특징으로 하는 멀티도메인 액정표시소자.The multi-domain liquid crystal display device according to claim 13, wherein at least one of the regions of the alignment layer is optically aligned. 제18항에 있어서, 상기한 배향막을 구성하는 물질이, PVCN(polyvinylcinnamate), PSCN(polysiloxanecinnamate), 및 CelCN(cellulosecinnamate)계 화합물로 이루어진 일군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 멀티도메인 액정표시소자.19. The multi-domain liquid crystal display device according to claim 18, wherein the material constituting the alignment layer is selected from the group consisting of polyvinylcinnamate (PVCN), polysiloxanecinnamate (PSCN), and cellulosecinnamate (CelCN) -based compounds. 제18항에 있어서, 상기한 광배향이, 자외선 영역의 광을 사용하는 것을 특징으로 하는 멀티도메인 액정표시소자.19. The multi-domain liquid crystal display device according to claim 18, wherein the optical alignment uses light in an ultraviolet region. 제18항에 있어서, 상기한 광배향이, 광을 적어도 1회 조사하는 것을 특징으로 하는 멀티도메인 액정표시소자.19. The multi-domain liquid crystal display device according to claim 18, wherein the optical alignment irradiates light at least once. 제1항에 있어서, 상기한 액정층을 구성하는 액정이, 양의 유전율 이방성을 가진 액정인 것을 특징으로 하는 멀티도메인 액정표시소자.The multi-domain liquid crystal display device according to claim 1, wherein the liquid crystal constituting the liquid crystal layer is a liquid crystal having positive dielectric anisotropy. 제1항에 있어서, 상기한 액정층을 구성하는 액정이, 음의 유전율 이방성을 가진 액정인 것을 특징으로 하는 멀티도메인 액정표시소자.The multi-domain liquid crystal display device according to claim 1, wherein the liquid crystal constituting the liquid crystal layer is a liquid crystal having negative dielectric anisotropy. 제1항에 있어서, 상기한 제1기판 및 제2기판 중 적어도 일 측에, 적어도 1장의 음성 일축성 필름(negative uniaxial film)을 추가로 형성하는 것을 특징으로 하는 멀티도메인 액정표시소자.The multi-domain liquid crystal display device of claim 1, further comprising at least one negative uniaxial film on at least one side of the first and second substrates.
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