KR100443756B1 - 액정표시소자 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 의해 제조된 액정표시소자는, 블랙 매트릭스와 칼라필터가 구비되어 있는 C/F 기판과, 복수의 데이타 라인과게이트 라인이 격자상으로 배치되어 그들의 각 교점에 박막트랜지스터와 화소전극이 접속되어 있는 TFT 기판이 액정을 사이에 두고 조립되도록 이루어진 액정표시소자에 있어서, 상기 칼라필터가 중앙에 하나 이상의 원추형 홈이 형성된 구조를 가지도록 이루어져, 다단계 공정 추가 없이도 시야각 특성 및 색재현성 특성을 개선할 수 있게 된다.

Description

액정표시소자
본 발명은 액정표시소자(liquid crystal display:이하, LCD라 한다)에 관한 것으로, 보다 상세하게는 칼라필터의 구조를 단순 변형하여 표시소자의 시야각 특성 개선시킬 수 있도록 한 액정표시소자에 관한 것이다.
근래에 고품위 TV(high definition TV:HDTV) 등의 새로운 첨단 영상기기가 개발됨에 따라 평판표시기에 대한 요구가 대두되고 있다. LCD는 평판표시기의 대표적인 기술로써 ELD(electro luminescence display), VFD(vacuum fluorescence display), PDP(plasma display panel) 등이 해결하지 못한 칼라화, 저전력, 그리고 고속화 등의 문제를 가지고 있지 않다.
이 LCD는 크게 수동형과 능동형의 두가지 형태로 나누어지는데, 능동형 LCD는 각 화소 하나 하나를 박막트랜지스터(thin film transistor:이하, TFT라 한다)와 같은 능동소자가 제어하도록 되어 있어 응답속도, 시야각, 색 재현성, 그리고대조비(contrast ratio)에 있어서, 수동형 LCD보다 훨씬 뛰어나 100만 화소 이상의 해상도를 필요로 하는 HDTV에 가장 적합한 표시기로 사용되고 있다. 이에 따라, 박막트랜지스터의 중요성이 부각되면서 이에 대한 연구개발이 심화되고 있다.
상기 능동형 LCD의 특성을 평가하는 구성 요소 중 특히 시야각은 능동형 LCD의 가장 취약한 부분으로 좌/우 또는 상/하로 시야각이 달라지게 되면 대조비가 저하되고 색 특성이 바뀌며 그레이 레벨(gray level)의 반전이 일어나는 등 여러 가지특성 저하 현상이 나타나게 된다.
이를 도 1에 제시된 단면도를 참조하여 구체적으로 살펴보면 다음과 같다. 도 1에는 종래 일반적으로 사용되어 오던 대화면 LCD의 구조를 나타낸 단면도가 제시되어 있다.
상기 단면도에서 알 수 있듯이 대화면 LCD는, 크게 복수의 데이타 라인 및 게이트 라인이 서로 수직 교차되도록 배치되어, 그들의 교점에 각각 접속되도록 박막트랜지스터와 화소전극이 형성되고, 그 전면에 보호막(12)인 질화막과 ITO 재질의 공통전극(14)이 순차적으로 형성되어 있는 TFT 기판(10)과, 블랙매트릭스(18)와 칼라필터(20) 및 ITO 재질의 공통전극(22)이 형성되어 있는 C/F 기판(16)이 서로 마주보도록 배치되어, 그 사이의 수 μm 공간에 액정(24)이 주입되는 구조로 이루어져 있다. 그리고, 상기 TFT 기판(10) 및 C/F 기판(16)의 공통전극(14),(22) 상부에는 표면이 러빙(rubbing)처리된 PI(polyimide) 재질의 배향막이 형성되어 있다.
상기와 같은 구조를 갖는 대화면 LCD는, 정면 시야각 방향으로 빛이 액정(24)을 통과하는 경로 길이(Ⅰ)와, 사선 방향으로 빛이 액정을 통과하는 경로길이(Ⅱ) 간에 큰 차이가 발생됨을 알 수 있다.
이러한 차이는 결국 빛이 액정(24) 상에서 굴절하는 정도를 나타내는 " d * ㅿn(여기서, d는 액정의 셀 갭(cell gap)을 나타내고, ㅿn은 액정의 장축 방향과 단축 방향간의 굴절률 차이를 나타낸다) 값에 영향을 미쳐서 정면에서와 사선 방향에서의 광 특성에 큰 차이를 야기시키게 된다.
이로 인해, 능동형 LCD 구현시 보다 넓은 시야각 특성을 확보하기 위하여 여러 가지 방법의 시도가 이루어졌고, 개선 작업이 지속적으로 추진되고 있다. 그러나, 이러한 방법들은 모두 TFT의 복잡한 구조를 요구하거나, 복잡한 설계 사양 도입, 제조 공정 추가, 수율 감소 등의 문제점들을 안고 있어, 시야각 개선에 큰 도움을 주지 못하고 있는 실정이다.
이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 이루어진 것으로, LCD 제조시 칼라필터의 구조만을 단순 변경해 줌으로써, 다단계 공정추가 없이도 간단하게 시야각 특성을 개선할 수 있도록 한 액정표시소자를 제공함에 그 목적이 있다.
도 1은 종래 기술에 의한 액정표시소자의 구조를 도시한 단면도.
도 2는 본 발명에 의한 액정표시소자의 구조를 도시한 단면도.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는, 블랙 매트릭스와 칼라필터를 포함하는 C/F 기판과, 복수의 데이타 라인과 게이트 라인이 격자상으로 배치되어 그들의 각 교점에 박막트랜지스터와 화소전극이 접속되어 있는 TFT 기판이 액정을 사이에 두고 조립되는 액정표시소자에 있어서, 상기 칼라필터는 가장자리부의 두께와 중심부의 두께가 서로 다른 것을 특징으로 하는 액정표시소자가 제공된다.
바람직하게는, 상기 칼라필터는 중심부에서 가장자리부로 갈수록 두께가 두꺼워지는 것을 특징으로 한다.
더 바람직하게는, 상기 칼라필터는 중앙에 하나 이상의 원추형 홈이 형성된 구조를 가지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 형태에 의하면, 블랙 매트릭스와 칼라필터를 포함하는 C/F 기판과, 복수의 데이타 라인과 게이트 라인이 격자상으로 배치되어 그들의 각 교점에 박막트랜지스터와 화소전극이 접속되어 있는 TFT 기판이 액정을 사이에 두고 조립되는 액정표시소자에 있어서, 상기 C/F 기판에 형성된 칼라필터와 상기 TFT 기판에 형성된 화소전극 사이의 셀 갭의 간격이 픽셀의 가장자리부보다 중심부가 더 크게 형성됨을 특징으로 한다.
상기와 같이 LCD를 제조한 결과, 능동형 LCD의 시야각 특성을 개선할 수 있게 되어 표시소자의 화질을 개선할 수 있게 된다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 설명한다.
본 발명은 능동형 LCD 제조시, 중앙에 하나 이상의 원주형 홈이 형성된 구조를 가지도록 칼라필터를 제작해 줌으로써, 다단계 공정 추가 없이도 시야각 특성을 개선시킬 수 있도록 하는데 주안점을 둔 기술로서, 이를 도 2에 제시된 단면도를 참조하여 구체적으로 살펴보면 다음과 같다. 여기서, 도 2는 본 발명에 의해 제조된 LCD의 구조를 도시한 단면도를 나타낸다.
상기 단면도를 참조하면, 본 발명에 의해 제조된 대화면 LCD는 크게, 복수의 데이타 라인 및 게이트 라인이 서로 수직 교차되도록 배치되어, 그들의 교점에 각각 접속되도록 박막트랜지스터와 화소전극이 형성되고, 그 전면에 보호막(102)인 질화막과 ITO 재질의 공통전극(104)이 순차적으로 형성되어 있는 TFT 기판(100)과, 블랙매트릭스(108)와 중앙에 하나의 원추형 홈이 형성되어 있는 구조의 칼라필터(110) 및 ITO 재질의 공통전극(112)이 형성되어 있는 C/F 기판(106)이 서로 마주보도록 배치되어, 그 사이의 수 μm 공간에 액정(114)이 주입되는 구조로 이루어져 있음을 알 수 있다.
이때, 상기 블랙매트릭스(108) 사이의 칼라필터(110)는 상기 도면에 제시된 바와 같이 중앙에 하나의 원추형 홈이 형성되도록 제작할 수도 있고, 반면 사용 목적에 따라 하나 이상의 원추형 홈이 형성되도록 제작해줄 수도 있다.
이와 같이 칼라필터(110)를 제조해 줄 경우, 한 픽셀(pixel) 내에서 칼라필터(110)가 중심과 모서리 부분에서 서로 이원화된 두께를 가지게 된다. 즉, 픽셀에지부에서의 셀 갭이 픽셀 중심부에서의 셀 갭보다 작도록 LCD를 구현할 수 있게 되는 것이다.
상기 단면도를 참조하면, 도 1에 제시된 기존의 LCD 구조와 비교할 때, 각각의 포인트 및 방향에서의 빛의 사선 방향으로의 경로 길이가 모두 줄어듦을 볼수 있다. 이로 인해, 정면 방향에서 높던 대조비가 시야각이 바뀌면서 급격하게 낮아지는 현상을 개선할 수 있을 뿐 아니라 기존의 구조에서 시야각이 바뀌면서블랙(black)으로 표시된 픽셀에서 누출된 색이 표시하고자 하는 색에 영향을 미쳐서 색특성이 저하되는 현상도 개선할 수 있게 된다. 즉, 넓은 시야각에서도 우수한 색 재현성 특성을 가짐을 알 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 다단계 공정의 추가 없이도 시야각 특성 및 색 재현성을 개선할 수 있게 된다.

Claims (1)

  1. 블랙매트릭스와 칼라필터를 포함하는 C/F 기판과, 복수의 데이터라인과 게이트라인이 격자상으로 배치되어 그들의 각 교점에 박막트랜지스터와 화소전극이 접속되어 있는 TFT 기판이 액정을 사이에 두고 조립되는 액정표시장치에 있어서,
    상기 칼라필터는, 중심부에서 가장자리부로 갈수록 두께가 두꺼워짐으로써 상기 칼라필터의 중앙에 하나 이상의 원추형 홈이 형성된 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
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