KR100671160B1 - Transflective LCD and the fabrication method - Google Patents
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Abstract
본 발명은 반투과형 액정 표시 장치 및 그 제조 방법에 대한 것으로, 특히 광 효율을 향상시킬 수 있는 반투과형 액정 표시 장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a transflective liquid crystal display device and a manufacturing method thereof, and more particularly, to a transflective liquid crystal display device and a method of manufacturing the same that can improve light efficiency.
본 발명은 적, 청, 녹색의 컬러 서브 픽셀에 투과부를 형성하고, 광효율이 좋은 백색 서브 픽셀을 반사부로 형성함으로써 시인성이 좋고 추가 공정이 없는 듀얼 셀갭을 가지는 반투과형 액정 표시 장치를 제공한다.The present invention provides a transflective liquid crystal display device having a dual cell gap having good visibility and no additional process by forming a transmissive part in red, blue, and green color subpixels, and forming a white subpixel having high light efficiency as a reflecting part.
또한, 본 발명은 컬럼 스페이서 형성시에 상기 반사부에 셀갭 보상 패턴을 동시에 형성함으로써 공정이 간단해지는 장점이 있다.In addition, the present invention has the advantage that the process is simplified by simultaneously forming a cell gap compensation pattern on the reflecting portion when forming the column spacer.
백색 화소, 반투과형, 듀얼 셀갭, 보상 패턴White pixel, transflective, dual cell gap, compensation pattern
Description
도 1은 종래에 따른 투과형 액정표시장치의 구조를 개략적으로 도시한 단면도.1 is a cross-sectional view schematically showing the structure of a transmissive liquid crystal display device according to the related art.
도 2는 종래에 따른 반사형 액정표시장치의 구조를 개략적으로 도시한 단면도.2 is a cross-sectional view schematically showing the structure of a conventional reflective liquid crystal display device;
도 3은 종래에 따른 반투과형 액정 표시 장치의 구성을 개략적으로 도시한 단면도.3 is a cross-sectional view schematically showing a configuration of a conventional transflective liquid crystal display device.
도 4는 본 발명에 따른 반투과형 액정 표시 장치의 일부를 보여주는 평면도.4 is a plan view showing a part of a transflective liquid crystal display device according to the present invention;
도 5는 본 발명에 따른 반투과형 액정 표시 장치에서 반사부와 투과부의 일부를 단면하여 보여주는 도면.FIG. 5 is a cross-sectional view of a part of a reflecting unit and a transmitting unit in the transflective liquid crystal display according to the present invention; FIG.
<도면의 주요부분에 대한 부호 설명><Description of Signs of Major Parts of Drawings>
400 : 제 1 기판 401 : 제 2 기판400: first substrate 401: second substrate
402 : 게이트 배선 403 : 데이터 배선402: gate wiring 403: data wiring
409 : 게이트 전극 412 : 소스 전극 409: gate electrode 412: source electrode
413 : 드레인 전극 420 : 반도체층 413: drain electrode 420: semiconductor layer
421 : 제 1 보호막 422 : 제 2 보호막 421: First protective film 422: Second protective film
433 : 화소 전극 435 : 반사 전극 433: pixel electrode 435: reflective electrode
441 : 블랙 매트릭스 443: 컬러 필터 441: black matrix 443: color filters
445 : 공통 전극 447 : 오버코트층445
451 : 컬럼 스페이서 453 : 셀갭 보상 패턴451
460 : 액정층 470 : 백라이트 유닛460: liquid crystal layer 470: backlight unit
472, 476 : 상, 하부 편광판 474, 475 : 상, 하부 위상차판472, 476: upper and lower polarizing
본 발명은 반투과형 액정 표시 장치 및 그 제조 방법에 대한 것으로, 특히 광 효율을 향상시킬 수 있는 반투과형 액정 표시 장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a transflective liquid crystal display device and a manufacturing method thereof, and more particularly, to a transflective liquid crystal display device and a method of manufacturing the same that can improve light efficiency.
일반적으로 액정표시장치는 소형 및 박형화와 저전력 소모의 장점을 가지는 평판 표시장치로서, 노트북 PC와 같은 휴대용 컴퓨터, 사무 자동화 기기, 오디오/비디오 기기 등으로 이용되고 있다.In general, the liquid crystal display is a flat panel display having advantages of small size, thinness, and low power consumption, and is used as a portable computer such as a notebook PC, office automation equipment, and audio / video equipment.
이러한, 액정표시장치는 유전 이방성을 가지는 액정물질에 인가되는 전계를 제어하여 광을 투과 또는 차단하여 화상 또는 영상을 표시하게 된다. 액정표시장치는 일렉트로 루미네센스(Electro-luminescence : EL), 음극선관(Cathode Ray Tube : CRT), 발광 다이오드(Light Emitting Diode : LED) 등과 같이 스스로 광을 발생하는 표시소자들과는 달리, 스스로 광을 발생하지 않고 외부광을 이용하게 된다.Such a liquid crystal display device displays an image or an image by controlling an electric field applied to a liquid crystal material having dielectric anisotropy to transmit or block light. Liquid crystal display devices, unlike display elements that emit light by themselves, such as electro-luminescence (EL), cathode ray tube (CRT), and light emitting diode (LED), emit light by themselves. It does not occur and uses external light.
통상적으로, 액정표시장치는 광을 이용하는 방식에 따라 크게 투과형과 반사형으로 대별된다. In general, liquid crystal displays are roughly classified into a transmissive type and a reflective type according to a method of using light.
투과형 액정표시장치는 두 장의 유리기판 사이에 액정물질이 주입된 액정표시패널과, 액정표시패널에 광을 공급하는 백라이트(Back Light)를 구비하게 된다.The transmissive liquid crystal display device includes a liquid crystal display panel in which a liquid crystal material is injected between two glass substrates, and a backlight for supplying light to the liquid crystal display panel.
도 1은 종래에 따른 투과형 액정표시장치의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다. 이에 도시된 바와 같이, 게이트버스선과 데이타버스선의 교차점에 스위칭 소자로 기능하는 TFT(Thin Film Transistor: TFT)가 각각 형성된 하판(102)과; 상기 하판(102)과 대향되며 BM(Black Matrix:BM), 칼라필터층과 공통전극이 형성된 상판(101)과; 상기 하판(102)과 상기 상판(101)사이에 액정이 주입된 액정층(103)과; 상기 하판(102)에 부착된 제 1 편광판(105)과, 상기 상판(101)에 부착된 제 2 편광판(104)과, 빛을 발광하여 광원을 제공하는 백라이트 어셈블리(106)를 포함하여 구성된다.1 is a view schematically showing the structure of a transmissive liquid crystal display according to the related art. As shown therein, a
여기서, 상기 상판과 상기 하판에 각각 부착된 제 1 편광판과 제 2 편광판은 서로 90°를 이루어 부착되어 있다. Here, the first polarizing plate and the second polarizing plate respectively attached to the upper plate and the lower plate are attached to each other at 90 °.
상기와 같이 구성된 액정표시장치의 게이트버스선과 데이터버스선을 각 1개씩 선택하여 전압을 인가하면 상기 전압이 인가된 TFT(Thin Film Transistor: TFT)만이 온(on)되고, 상기 온(on)된 TFT의 드레인 전극에 접속된 화소전극에 전하가 축적되어 공통 전극과의 사이의 액정분자의 각도를 변화시킨다.When one gate bus line and one data bus line of the liquid crystal display device configured as described above are selected and a voltage is applied, only a thin film transistor (TFT) to which the voltage is applied is turned on, and the on Charge is accumulated in the pixel electrode connected to the drain electrode of the TFT to change the angle of the liquid crystal molecules between the common electrode and the common electrode.
따라서, 상기 액정층(103)의 유전이방성을 가지는 액정분자에 인가되는 전계를 제어하여 상기 백라이트 어셈블리(106)로부터 제공되는 광을 투과 또는 차단시 킴으로써 화상 또는 영상을 표시하게 된다. Therefore, an image or an image is displayed by controlling an electric field applied to liquid crystal molecules having dielectric anisotropy of the
그러나, 상기 투과형 액정표시장치는 백라이트 어셈블리의 부피, 무게로 인하여 박형화·경량화에 어려움이 있으며, 백라이트 어셈블리의 과도한 소비전력이 단점으로 지적되고 있다. However, the transmissive liquid crystal display device has difficulty in reducing thickness and weight due to the volume and weight of the backlight assembly, and the excessive power consumption of the backlight assembly is pointed out as a disadvantage.
따라서, 상기 백라이트 어셈블리를 사용하지 않는 반사형 액정표시장치에 대한 연구 개발이 진행되었다. Accordingly, research and development of a reflective liquid crystal display device that does not use the backlight assembly has been in progress.
한편, 반사형 액정표시장치는 자체의 광원이 별도로 마련되지 않으므로 자연광(또는, 주변광)에 의존하여 화상을 표시하게 된다. 따라서, 별도의 백라이트 어셈블리가 필요 없으므로 소비전력이 적어 전자수첩이나 개인정보단말기 등의 휴대용 표시소자로 널리 쓰인다. On the other hand, since the reflection type liquid crystal display device does not have its own light source, it displays an image depending on natural light (or ambient light). Therefore, since a separate backlight assembly is not required, power consumption is low, so it is widely used as a portable display device such as an electronic notebook or a personal information terminal.
도 2는 종래에 따른 반사형 액정표시장치의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다. 이에 도시된 바와 같이, 게이트버스선과 데이타버스선의 교차점에 스위칭 소자로 기능하는 TFT(Thin Film Transistor: TFT)가 각각 형성된 하판(202)과; 상기 하판(202)과 대향되며 BM(Black Matrix:BM), 칼라필터층과 공통전극이 형성된 상판(201)과; 상기 하판(202)과 상기 상판(201)사이에 액정이 주입된 액정층(203)과; 상기 하판(202)에 부착된 제 1 편광판(205)과, 상기 상판(201)에 부착된 제 2 편광판(204)과, 상기 제 1 편광판(205)의 하부에 구비되며, 외부광원으로부터 제공되는 빛을 반사시키는 반사판(206)을 포함하여 구성된다.2 is a view schematically showing a structure of a conventional reflective liquid crystal display device. As shown therein, a
상기와 같이 구성된 액정표시장치의 게이트버스선과 데이터버스선을 각 1개씩 선택하여 전압을 인가하면 상기 전압이 인가된 TFT(Thin Film Transistor: TFT) 만이 온(on)되고, 상기 온(on)된 TFT의 드레인 전극에 접속된 화소 전극에 전하가 축적되어 공통 전극과의 사이의 액정분자의 각도를 변화시킨다.When one of the gate bus line and the data bus line of the liquid crystal display device configured as described above is selected and a voltage is applied, only a thin film transistor (TFT) to which the voltage is applied is turned on, and the on Charges are accumulated in the pixel electrode connected to the drain electrode of the TFT to change the angle of the liquid crystal molecules between the common electrode and the common electrode.
따라서, 상기 액정층(203)의 유전이방성을 가지는 액정분자에 인가되는 전계를 제어하여 상기 반사판에서 반사된 외부광을 투과 또는 차단시킴으로써 화상 또는 영상을 표시하게 된다. Accordingly, an image or an image is displayed by controlling an electric field applied to liquid crystal molecules having dielectric anisotropy of the
그러나, 상기 반사형 액정표시장치는 자연광이 충분한 광량을 가지고 있지 않는 경우(예를 들면, 주변이 어두운 경우) 표시화상의 휘도 레벨이 저하되어 표시된 정보를 읽을 수 없게 되는 문제점이 있다. However, the reflective liquid crystal display device has a problem in that when the natural light does not have a sufficient amount of light (for example, when the surroundings are dark), the luminance level of the display image is lowered and the displayed information cannot be read.
한편, 도 3은 종래에 따른 반투과형 액정 표시 장치의 구성을 개략적으로 도시한 단면도이다. 이에 도시된 바와 같이, 컬러필터 기판이 형성된 상판(311)과 어레이 기판인 하판(332)이 일정간격으로 이격되어 대향하고 있고, 상기 상판 및 하판(311, 332) 사이에 액정층(320)이 충진되어 있고, 상기 하판(332)의 하부에는 빛을 공급하는 백라이트 어셈블리(340)가 위치하고 있다. 3 is a cross-sectional view schematically illustrating a configuration of a conventional transflective liquid crystal display device. As shown in the drawing, the
상기 상판과 상기 하판(311, 332)의 바깥쪽 즉, 상기 상판(311)의 상면과 상기 하판(332) 하면에는 광 투과축에 평행한 방향의 빛만 통과시켜 자연광을 선편광으로 변환시키는 상부 편광판(313) 및 하부 편광판(336)이 배치되어 있다. 여기서, 상부 편광판(313)의 광투과축은 하부 편광판(336)의 광 투과축과 90도를 이룬다. An upper polarizing plate which converts natural light into linearly polarized light by passing only light in a direction parallel to a light transmission axis outside the upper plate and the
상기 상판(311)에는 특정 파장대의 빛만을 투과시키는 컬러필터(미도시)와 액정에 전압을 인가하는 한쪽 전극인 상부 공통 전극(312)이 형성되어 있다. The
상기 하판(332)에는 상기 액정층(320)에 전압을 인가하는 다른 한쪽 전극인 하부 화소 전극(333)과 이 하부 화소 전극(333)의 상부에 위치하여 이 하부 화소 전극(333)의 일부 영역을 노출시키는 투과홀(331)을 가지는 보호층(334), 반사판(335)이 차례대로 형성되어 있다. In the
이때, 상기 반사판(335)과 대응하는 영역을 반사부(r)로 하고, 상기 투과홀(331)에 의해 노출된 화소 전극(333)과 대응하는 영역을 투과부(t)로 한다. In this case, an area corresponding to the
한편, 상기 반사부(r)와 투과부(t) 각각의 셀 갭은 상기 두 영역간의 빛이 진행하는 거리차를 줄이기 위해 상기 투과부 셀갭(d1)을 반사부 셀갭(d2)의 약 2배정도의 값을 가지도록 구성된다. On the other hand, the cell gap of each of the reflector r and the transmissive part t is about twice the value of the transmissive cell gap d1 of the reflector cell gap d2 in order to reduce the distance difference between the two regions. It is configured to have.
왜냐하면, 상기 액정층(320)의 위상차값(δ)은, Because the phase difference value δ of the
δ= Δn ·dδ = Δnd
(δ: 액정의 위상차값, Δn : 액정의 굴절율, d : 셀갭)(δ: retardation value of liquid crystal, Δn: refractive index of liquid crystal, d: cell gap)
의 관계식을 가지므로, 빛의 반사를 이용하는 반사모드와 빛의 투과를 이용하는 투과모드간 광 효율의 차를 줄이기 위해서는 투과부의 셀갭을 반사부의 셀갭보다 크게하여 액정층(320)의 위상차값을 일정하게 유지해야 하기 때문이다. In order to reduce the difference in light efficiency between the reflection mode using light reflection and the transmission mode using light transmission, the cell gap of the transmission part is larger than the cell gap of the reflection part so that the phase difference value of the
그러나, 상기 두 모드간 액정층의 셀갭을 달리 하더라도, 상기 반투과형 액정표시장치의 반사모드와 투과모드의 광효율이 달라지게 되는 문제점이 발생된다.However, even if the cell gap of the liquid crystal layer is different between the two modes, there is a problem that the light efficiency of the reflection mode and the transmission mode of the transflective liquid crystal display device is different.
특히, 한 화소 내에서 반사부와 투과부를 모두 형성하여 반사모드와 투과모드를 구동할 경우에 밝은 외광 조건에서 시인성을 떨어지는 문제점이 발생된다.In particular, when driving the reflection mode and the transmission mode by forming both the reflection part and the transmission part in one pixel, there is a problem in that visibility is reduced in bright external light conditions.
본 발명은 반투과형 액정 표시 장치에서, 적, 청, 녹색의 컬러 서브 픽셀에 투과부를 형성하고, 광효율이 좋은 백색 서브 픽셀을 반사부로 형성함으로써 시인성이 좋고 추가 공정이 없는 듀얼 셀갭을 가지는 반투과형 액정 표시 장치 및 그 제조 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.The present invention provides a semi-transmissive liquid crystal display having a dual cell gap, which is easy to see and has no additional process, by forming a transmissive portion in red, blue, and green color subpixels, and forming a white subpixel having high light efficiency as a reflecting portion in a transflective liquid crystal display device. It is an object to provide a display device and a method of manufacturing the same.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 반투과형 액정 표시 장치의 일 실시예는, 반사부로 정의되며 화소 영역 전체에 반사 전극이 형성된 백색 서브 픽셀(W)과, 투과부로 정의되며 화소 영역 전체에 투명 화소 전극이 형성된 적, 녹, 청색 서브 픽셀(R, G, B)을 가지는 제 1 기판과; 상기 제 1 기판과 대향하는 제 2 기판과; 상기 제 1 기판과 제 2 기판 사이에 형성된 액정층과; 상기 제 1, 2 기판 외부에 형성된 편광판과; 상기 제 1, 2 기판과 상기 편광판 사이에 형성된 위상차판을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
상기 백색 서브 픽셀에는 반사 전극이 형성되며, 상기 적, 녹, 청색 서브 픽셀에는 투명 화소 전극이 형성된 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, an embodiment of the transflective liquid crystal display according to the present invention includes a white subpixel W defined as a reflector and a reflecting electrode formed in the entire pixel region, and a transmissive portion defined in the entire pixel region. A first substrate having red, green, and blue subpixels (R, G, B) on which transparent pixel electrodes are formed; A second substrate facing the first substrate; A liquid crystal layer formed between the first substrate and the second substrate; Polarizing plates formed outside the first and second substrates; And a phase difference plate formed between the first and second substrates and the polarizing plate.
A reflective electrode is formed on the white subpixel, and a transparent pixel electrode is formed on the red, green, and blue subpixels.
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상기 제 1, 2 기판 사이에는 컬럼 스페이서가 더 형성된 것을 특징으로 한다.A column spacer may be further formed between the first and second substrates.
상기 반사부에는 셀갭 보상 패턴이 더 형성된 것을 특징으로 한다.The reflector may further include a cell gap compensation pattern.
상기 제 2 기판의 투과부에는 컬러 필터가 형성된 것을 특징으로 한다.A color filter is formed in the transmissive portion of the second substrate.
상기 투과부의 액정 셀갭은 상기 반사부의 액정 셀갭의 거의 두배인 것을 특징으로 한다.The liquid crystal cell gap of the transmissive part is about twice that of the liquid crystal cell gap of the reflecting part.
상기 투과부의 액정 위상 지연(retardation)값은 λ/2이고, 상기 반사부의 액정 위상 지연값은 λ/4인 것을 특징으로 한다.The liquid crystal phase retardation value of the transmission part is λ / 2, and the liquid crystal phase retardation value of the reflection part is λ / 4.
또한, 상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 반투과형 액정 표시 장치의 다른 실시예는, 반사부로 정의된 다수의 백색 서브 픽셀(W)과 투과부로 정의된 다수의 적, 녹, 청색 서브 픽셀(R, G, B)로 이루어진 제 1 기판 및 제 2 기판과; 상기 제 1 기판 상의 백색 서브 픽셀 전체에 형성된 반사 전극과; 상기 제 1 기판 상의 각 적, 녹, 청색 서브 픽셀에 형성된 투명 화소 전극과; 상기 제 2 기판의 투과부에 형성된 적, 녹, 청색 컬러 필터와; 상기 제 2 기판의 반사부에 형성된 셀갭 보상 패턴과; 상기 제 1 기판과 제 2 기판 사이에 형성된 액정층과; 상기 제 1, 2 기판 사이의 컬럼 스페이서를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 제 1, 2 기판 외부에 형성된 편광판과; 상기 제 1, 2 기판과 상기 편광판 사이에 형성된 위상차판을 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.In addition, another embodiment of the transflective liquid crystal display according to the present invention in order to achieve the above object, a plurality of white sub-pixel (W) defined as a reflecting portion and a plurality of red, green, blue sub-pixels defined as a transmissive portion A first substrate and a second substrate made of (R, G, B); A reflective electrode formed on the entire white subpixel on the first substrate; A transparent pixel electrode formed on each of the red, green, and blue subpixels on the first substrate; A red, green, and blue color filter formed in the transmission portion of the second substrate; A cell gap compensation pattern formed on a reflecting portion of the second substrate; A liquid crystal layer formed between the first substrate and the second substrate; And a column spacer between the first and second substrates.
Polarizing plates formed outside the first and second substrates; And a phase difference plate formed between the first and second substrates and the polarizing plate.
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또한, 상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 반투과형 액정 표시 장치의 제조 방법은, 반사부로 정의된 다수의 백색 서브 픽셀(W)과, 투과부로 정의된 다수의 적, 녹, 청색 서브 픽셀(R, G, B)로 구성된 제 1 기판 및 제 2 기판을 준비하는 단계와; 상기 다수의 백색, 적, 녹, 청색 서브 픽셀 각각에 박막 트랜지스터를 형성하는 단계와; 상기 백색 서브 픽셀(W)의 화소 영역 전체에 상기 박막 트랜지스터와 접속된 반사전극과, 상기 적, 녹, 청색 서브 픽셀(R, G, B)의 화소 영역 전체에 상기 박막 트랜지스터와 접속된 투명 화소 전극을 형성하는 단계와; 상기 제 2 기판 상에 블랙 매트릭스 및 상기 적, 녹, 청색 서브 픽셀에 대응하는 컬러 필터를 형성하는 단계와; 상기 1, 2 기판 사이에 액정층을 형성하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 제 2 기판 상에 컬럼 스페이서 및 상기 백색 서브 픽셀에 대응하는 셀갭 보상 패턴을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, in order to achieve the above object, a method of manufacturing a transflective liquid crystal display device according to the present invention includes a plurality of white subpixels W defined by a reflecting unit and a plurality of red, green and blue subpixels defined by a transmissive unit. Preparing a first substrate and a second substrate composed of (R, G, B); Forming a thin film transistor on each of the plurality of white, red, green, and blue subpixels; Reflective electrodes connected to the thin film transistors in the entire pixel region of the white subpixel W, and transparent pixels connected to the thin film transistors in the entire pixel region of the red, green, and blue subpixels R, G, and B. Forming an electrode; Forming a black matrix and a color filter corresponding to the red, green, and blue subpixels on the second substrate; Forming a liquid crystal layer between the first and second substrates.
And forming a cell gap compensation pattern corresponding to the column spacer and the white subpixel on the second substrate.
상기 제 1 기판에 박막 트랜지스터를 형성하는 단계에 있어서, 기판 상에 게이트 전극을 형성하는 단계와; 상기 게이트 전극 상에 게이트 절연막을 사이에 두고 반도체층을 형성하는 단계와; 상기 반도체층 양측에 소정 간격 이격하여 소스 전극, 드레인 전극을 형성하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.Forming a thin film transistor on the first substrate, forming a gate electrode on the substrate; Forming a semiconductor layer on the gate electrode with a gate insulating film interposed therebetween; And forming a source electrode and a drain electrode at predetermined intervals on both sides of the semiconductor layer.
상기 셀갭 보상 패턴과 상기 컬럼 스페이서는 동일한 물질로 이루어지는 것을 특징으로 한다.The cell gap compensation pattern and the column spacer may be made of the same material.
상기 셀갭 보상 패턴의 두께는 상기 백색 서브 픽셀의 액정 셀갭이 상기 적, 녹, 청색 서브 픽셀의 액정 셀갭의 1/2이 되도록 형성하는 것을 특징으로 한다.The cell gap compensation pattern may be formed such that the liquid crystal cell gap of the white subpixel is 1/2 of the liquid crystal cell gap of the red, green, and blue subpixels.
이하, 첨부한 도면을 참조로 하여 본 발명에 따른 반투과형 액정 표시 장치에 대해서 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the transflective liquid crystal display according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 4는 본 발명에 따른 반투과형 액정 표시 장치의 일부를 보여주는 평면도이다.4 is a plan view illustrating a part of a transflective liquid crystal display according to the present invention.
도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 반투과형 액정 표시 장치는 적색 서브 픽셀(R), 녹색 서브 픽셀(G), 청색 서브 픽셀(B) 등의 컬러 서브 픽셀과 백색 서브 픽셀(W)을 포함하고 있다.Referring to FIG. 4, the transflective liquid crystal display according to the present invention includes a color subpixel such as a red subpixel R, a green subpixel G, and a blue subpixel B and a white subpixel W. FIG. Doing.
그리고, 상기 적, 녹, 청색 서브 픽셀(R, G, B)은 투과부를 형성하며, 상기 백색 서브 픽셀(W)은 차단부를 형성한다.The red, green, and blue subpixels R, G, and B form a transmissive portion, and the white subpixel W forms a blocking portion.
상기 컬러 서브 픽셀 및 백색 서브 픽셀의 구체적인 구성에 대해서 설명하면, 기판 상에 횡방향으로 복수 개의 게이트 배선(402)이 배열되고, 상기 게이트 배선(402)과 교차하여 종 방향으로 복수 개의 데이터 배선(403)이 배열된다.A detailed configuration of the color subpixel and the white subpixel will be described. A plurality of
상기 게이트 배선(402) 및 데이터 배선(403)은 매트릭스(matrix) 형태로 배열되어 복수 개의 화소 영역을 정의한다.The
상기 화소 영역에는 화소 전극(433)이 형성되어 있는데, 상기 컬러 서브 픽셀(R, G, B)에는 투명한 도전성 전극으로 이루어지는 화소 전극(433)이 형성되어 있는 반면에, 상기 백색 서브 픽셀(W)에는 반사율이 우수한 금속 물질로 이루어지는 반사 전극(435)이 형성되어 있으며 화소 전극의 역할도 한다.A
상기 게이트 배선(402)과 데이터 배선(403)의 교차점에는 박막 트랜지스터(TFT)가 형성되어 상기 화소 전극(433)으로의 인가 전압을 조절한다.A thin film transistor TFT is formed at the intersection of the
상기 박막 트랜지스터는 주사 신호가 인가되는 게이트 전극(409), 상기 주사 신호에 대응하여 활성화되어 채널(channel)을 형성하는 반도체층(420), 상기 반도체층(420)과 게이트 전극(409)을 전기적으로 격리시켜주는 게이트 절연막(도시되지 않음), 상기 반도체층(420) 상부에 형성되어 데이터 신호가 입력되는 소스 전극(412), 상기 반도체층(420)이 활성화됨에 따라 상기 소스 전극(412)으로 입력된 데이터 신호를 화소 전극(433)에 인가하는 드레인 전극(413)을 포함하여 이루어진다.The thin film transistor may include a
상기와 같이 구성되는 반투과형 액정 표시 장치는 반사 모드로 동작할 경우에 반사부인 상기 백색 서브 픽셀(W)에 형성된 반사 전극(435)에 의해 반사된 빛이 액정층을 통과하게 되고, 투과 모드로 동작할 경우에 투과부인 상기 적, 녹, 청색 서브 픽셀(R, G, B)에 형성된 투명한 화소 전극(433)에 의해서 백라이트의 빛이 액정층을 통과하게 되어 화상을 표시한다.When the transflective liquid crystal display device configured as described above is operated in the reflective mode, the light reflected by the
도시되지는 않았으나, 상기 적, 녹, 청색 서브 픽셀(R, G, B)은 대향하는 기판에 적, 녹, 청색의 컬러 필터가 형성되어 있고, 상기 백색 서브 픽셀(W)에 대향하는 기판에는 컬러 필터가 형성되어 있지 않다.Although not shown, the red, green, and blue subpixels R, G, and B have red, green, and blue color filters formed on opposite substrates, and the substrates facing the white subpixels W, respectively. No color filter is formed.
도 5는 본 발명에 따른 반투과형 액정 표시 장치에서 반사부와 투과부의 일부를 단면하여 보여주는 도면이다.5 is a cross-sectional view of a part of a reflective part and a transmissive part in the transflective liquid crystal display according to the present invention.
여기서, 본 발명에 따른 반투과형 액정 표시 장치는 ECB모드를 적용하여 설명하였으나, 이에 한정되지 않으며 TN모드, IPS모드, VA 모드 액정 표시 장치에 적용될 수 있다.Here, the transflective liquid crystal display according to the present invention has been described by applying the ECB mode, but is not limited thereto and may be applied to the TN mode, the IPS mode, and the VA mode liquid crystal display.
상기 반투과형 액정 표시 장치의 반사부는 적, 녹, 청색 서브 픽셀이고, 투과부는 백색 서브 픽셀로 이루어진다.The reflective part of the transflective liquid crystal display device is a red, green, and blue subpixel, and the transmissive part is formed of a white subpixel.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 반투과형 액정 표시 장치는 제 1 기판(400)과 제 2기판(401)이 서로 대향, 합착하여 이루어지며, 상기 제 1 기판(400)에는 반사 전극(435) 및 상기 제 1, 2 기판(400, 401)의 외부에 부착되는 상, 하부 위상차판(474, 476) 및 상, 하부 편광판(472, 476)과, 하부 편광판(472)의 배면에 형성된 백라이트 유닛(470)을 구비한다.As shown in FIG. 5, in the transflective liquid crystal display according to the present invention, the
보다 상세하게는, 상기 제 2 기판(401)에는 기판 상에 형성되는 블랙 매트릭스(441), 컬러 필터(443), 공통 전극(445)을 구비한다.More specifically, the
단, 본 발명에 따른 반투과형 액정 표시 장치가 횡전계모드(IPS)에 적용될 경우에는 상기 공통 전극(445)은 제 1 기판에 구비한다.However, when the transflective liquid crystal display according to the present invention is applied to the transverse electric field mode (IPS), the
상기 블랙 매트릭스(441)는 표시 영역을 제외한 영역과 중첩되게 형성되어 빛샘을 방지하고 외부 광을 흡수하여 콘트라스트를 높이는 역할을 한다.The
그리고, 상기 컬러 필터(443)는 상기 적, 녹, 청색 서브 픽셀(R, G, B)에서 상기 블랙 매트릭스(441)에 의해 분리된 영역에 형성되어 특정 파장의 광을 선택적으로 투과시킴으로써 적색, 녹색 및 청색의 색상을 구현한다.The
단, 상기 백색 서브 픽셀(W)에는 상기 컬러 필터(443)가 형성되지 않는다.However, the
상기 공통 전극(445)에는 액정의 움직임을 제어하기 위한 공통 전압이 공급된다.The
또한, 상기 블랙 매트릭스(441)와 컬러 필터(443) 상의 전면에 오버코트층(447)이 형성되고, 상기 오버코트층(447) 상에 공통 전극(445)이 형성되어 있다.In addition, an
그리고, 상기 공통 전극 상에는 상기 제 1 기판과 제 2 기판 사이에 형성되어 일정한 셀갭을 유지할 수 있도록 컬럼 스페이서(451)가 형성된다.A
그리고, 상기 컬럼 스페이서 형성 물질과 동일한 물질으로 동일 공정에서 상기 백색 서브 픽셀(W)에 셀갭 보상 패턴을 형성한다.The cell gap compensation pattern is formed on the white subpixel W using the same material as that of the column spacer forming material.
상기 제 1 기판(400)에는 기판 상에 형성되는 박막 트랜지스터(도시되지 않음), 반사 전극(435), 화소 전극(433) 및 하부 배향막(도시되지 않음)이 구비된다.The
상기 박막 트랜지스터는 게이트 배선(402)과 데이터 배선(403)의 교차부에 형성되어 게이트 배선(402)으로부터의 주사 신호에 응답하여 데이터 배선(403)으로부터의 데이터 신호를 화소 전극(433) 및 반사 전극(435)에 공급하게 된다.The thin film transistor is formed at an intersection of the
상기 제 1 기판(400) 상에 데이터 배선(403)이 형성되며 제 1 보호막(421)이 형성되어 있고, 상기 백색 서브 픽셀(W)의 화소 영역에는 반사 전극(435)이 형성되어 있으며, 상기 적색 서브 픽셀(R)의 화소 영역에는 상기 제 2 보호막(422) 상에 화소 전극(433)이 형성되어 있다.The
그리고, 상기 제 1 기판(400)과 제 2 기판(401) 사이에는 액정층(460)이 형성되어 있으며, 상기 액정층(460)은 제 1 기판(400)과 제 2 기판(401)에 대해 평행하게 배향되며 전계 인가시 전기장의 방향과 나란한 방향으로 움직이게 되는 ECB(electrical controlled birefringence) 모드가 사용된다.A
그리고, 상기 적색 서브 픽셀(R)에는 화소 전극(433)이 형성되며, 상기 백색 서브 픽셀(W)에는 반사 전극(435)이 형성되어 있다.In addition, a
상기 적, 녹, 청색 서브 픽셀(R, G, B)에는 투명한 도전성 전극으로 이루어지는 화소 전극(433)이 형성되어 투과부를 형성하며, 상기 백라이트 유닛(470)은 상기 투과부에 해당하는 표시 영역쪽으로 보내는 광을 발생시킨다.The red, green, and blue subpixels R, G, and B are formed with a
상기 투명한 도전성 전극은 ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), ITZO(indium tin zinc oxide)중에서 선택되어진 물질을 사용한다.The transparent conductive electrode uses a material selected from indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO), and indium tin zinc oxide (ITZO).
상기 상, 하부 위상차판(474, 475)은 액정의 장축 방향 굴절률과 단축 방향 굴절률이 서로 다른 복굴절성에 의해 시야각에 따라 액정의 편광정도에 차이가 생기는 위상차 현상을 보상하기 위하여 제 1 기판(400)과 제 2 기판(401)의 외부에 형성된다.The upper and
상기와 같이 구성되는 반투과형 액정 표시 장치는 적색, 녹색, 청색 서브 픽셀(R, G, B)은 투과부로, 백색 서브 픽셀(W)은 반사부로 사용함으로써, 투과 모드 시에는 컬러 필터(443)에 의해서 컬러 화상이 구현되고, 반사 모드시에 백라이트 유닛(470) 오프(off)되면 상기 백색 서브 픽셀(W)만 구동하게 되므로 흑백(monochrome) 화상 표시가 된다.In the transflective liquid crystal display device configured as described above, the red, green, and blue subpixels R, G, and B are used as the transmissive portion, and the white subpixel W is used as the reflective portion, so that the
따라서, 상기 컬러 서브 픽셀(R, G, B)이 전부 투과부로 설계되어 어두운 환경에서는 투과 모드로 작동하고 백라이트 유닛(470) 온(on)되어 화질이 양호하고 시인성이 좋은 효과가 있다.Therefore, all of the color subpixels R, G, and B are designed as transmissive parts, and thus operate in a transmissive mode in a dark environment, and the
그리고, 반투과 모드로 동작시에 시인성이 향상되는 효과가 있다.In addition, there is an effect that visibility is improved when operating in the transflective mode.
한편, 상기 반투과형 액정 표시 장치에서 제 1 기판(400)의 반사부에는 반사 전극(435)과 제 2 기판(401)이 제 1 셀갭(d1)을 유지하며, 상기 제 1 기판(400)의 투과부에는 화소 전극(433)과 제 2 기판(401)이 제 1 셀갭(d1)의 두배 정도인 제 2 셀갭(d2)을 유지하고 있다.Meanwhile, in the transflective liquid crystal display, the
따라서, 상기 적색, 녹색, 청색 서브 픽셀(R, G, B)에서는 적색, 녹색, 청색의 컬러 필터를 제 2 기판(401)에 형성하게 되는데, 상기 백색 서브 팩셀(W)에서는 컬러 필터(443)를 형성하지 않으므로 컬럼 스페이서 형성 물질을 이용하여 셀갭 보상 패턴을 형성하여 셀갭을 보상하여 준다.Accordingly, red, green, and blue color filters are formed on the
상기 셀갭 보상 패턴의 두께는 상기 제 1 기판(400)의 투과부에는 화소 전극(433)과 제 2 기판(401)이 제 1 셀갭(d1)의 두배 정도인 제 2 셀갭(d2)을 유지할 수 있도록 형성한다.The thickness of the cell gap compensation pattern is such that the
상기한 바와 같은 구성을 가지는 반투과형 액정 표시 장치의 동작을 설명하면 다음과 같다.The operation of the transflective liquid crystal display having the configuration as described above is as follows.
투과 모드에서는 상기 제 1 기판(400) 하부의 백라이트 유닛(470)이 턴-온(turn-on)되어 백라이트 유닛에 의한 빛이 투명한 제 1 기판(400)을 통과한다.In the transmissive mode, the
이때, 상기 제 1 기판(400)을 통과한 빛은 투과부로 입사하는 빛과 반사부로 입사하는 빛으로 구분할 수 있다.In this case, the light passing through the
여기서, 상기 투과부는 적, 녹, 청색 서브 픽셀(R, G, B)이고, 반사부는 백색 서브 픽셀(W)로 이루어진다.The transmissive part is a red, green, and blue subpixel (R, G, B), and the reflecting part is formed of a white subpixel (W).
상기 투과부에는 화소 전극(433)이 형성되어 있는데, 상기 화소 전극(433)은 투명한 도전성 전극 물질로 이루어진다. 그리고, 상기 투과부에는 반사 전극(435)이 형성되어 있다.A
따라서, 빛은 제 1 기판(400)의 투과부를 통과한 후 액정층(460)을 지나 제 2 기판(401)에 형성된 컬러 필터(443)에 입사함으로써 소정의 휘도를 가진 색을 표시하게 된다.Accordingly, light passes through the transmission part of the
한편, 반사부에는 반사 전극(435)이 형성되어 화소 전극 역할을 하는데, 상기 반사 전극(435)은 반사율이 우수한 금속으로 형성되기 때문에 상기 반사부로 입사한 백라이트 유닛(470)의 빛은 상기 반사 전극(435)에서 반사되어 제 2 기판(401)으로 입사하지 못하게 된다.On the other hand, a
따라서, 투과 모드에서는 상기 투과부 즉, 적색, 녹색, 청색 서브 픽셀로만 빛이 통과하여 반사 영역의 두 배에 해당하는 액정층(460) 경로를 가지고 컬러 필터(443)에 입사함으로써 컬러 화상을 표시하게 된다.Therefore, in the transmissive mode, light passes through only the transmissive portion, that is, the red, green, and blue subpixels, and enters the
이때, 상기 투과부의 액정층(460)의 위상 지연(retardation)은 약 λ/2가 된다.In this case, the phase retardation of the
반사 모드에서는 제 1 기판(400)의 하부의 백라이트 유닛(470)이 턴-오프(turn-off)되어 제 1 기판(400)의 내부로 백라이트 유닛(470)에 의한 빛이 입사되지 않는다.In the reflective mode, the
상기 반사 모드는 주로 외부에 광원이 존재할 때 사용되기 때문에 상기 광원에 의한 빛이 제 2 기판(401)을 통해 액정 표시 장치 내부로 입사하게 된다.Since the reflection mode is mainly used when there is a light source externally, the light by the light source is incident into the liquid crystal display through the
따라서, 상기 제 2 기판(401)을 통과한 외부 광원에 의한 빛은 액정층(460)을 통과한 후 제 1 기판(400)의 반사부에 형성된 반사 전극(435)에 의해 반사되어 다시 컬러 필터(443)로 입사하게 된다.Therefore, the light by the external light source passing through the
그리고, 상기 빛이 상기 반사 전극에 의해서 반사되기 때문에 액정층에서의 빛의 경로의 길이는 투과 모드에서의 빛의 경로보다 2배 정도가 된다.Since the light is reflected by the reflective electrode, the length of the light path in the liquid crystal layer is about twice that of the light path in the transmissive mode.
따라서, 상기 반투과형 액정 표시 장치에서 반사부에는 반사 전극과 제 2 기판이 제 1 셀갭(d1)을 유지하며, 상기 투과부에는 화소 전극과 제 2 기판이 제 1 셀갭(d1)의 두배 정도인 제 2 셀갭(d2)으로 형성시킨다.Accordingly, in the transflective liquid crystal display, the reflective electrode and the second substrate maintain the first cell gap d1 in the reflecting portion, and the pixel electrode and the second substrate have about twice the first cell gap d1 in the transmissive portion. It is formed in two cell gaps d2.
이때, 상기 반사부에서의 액정층의 위상 지연(retardation)은 약 λ/4가 된다.At this time, the phase retardation of the liquid crystal layer in the reflector is about λ / 4.
상기 실시예에서는 ECB모드 액정을 사용하였으나, 이에 한정되지 않으며 액정이 수평으로 배향되는 TN, IPS 모드나, 액정이 수직으로 배향되는 VA 모드 액정을 모두 사용할 수 있다.In the above embodiment, an ECB mode liquid crystal is used, but the present invention is not limited thereto, and a TN or IPS mode in which the liquid crystal is horizontally aligned, or a VA mode liquid crystal in which the liquid crystal is vertically aligned may be used.
이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명에 따른 반투과형 액정 표시 장치 및 그의 제조 방법은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함이 명백하다.Although the present invention has been described in detail with reference to specific examples, it is intended to describe the present invention in detail, and the transflective liquid crystal display and the manufacturing method thereof according to the present invention are not limited thereto, and within the technical spirit of the present invention. It is apparent that modifications and improvements are possible by those skilled in the art.
본 발명은 반투과형 액정 표시 장치에서 반사부는 적, 녹, 청색 서브 픽셀(R, G, B), 투과부는 백색 서브 픽셀(W)로 형성함으로써 밝은 외광 조건에서도 시인성을 확보할 수 있어 광효율이 우수한 효과가 있다.According to the present invention, in the transflective liquid crystal display, red, green, and blue sub-pixels (R, G, B) and transmissive portions are formed of white sub-pixels (W), so that visibility can be ensured even in bright external light conditions, thereby providing excellent light efficiency. It works.
또한, 본 발명은 컬럼 스페이서 형성시에 상기 반사부에 셀갭 보상 패턴을 동시에 형성함으로써 공정이 간단해지는 효과가 있다.
In addition, the present invention has the effect of simplifying the process by forming a cell gap compensation pattern at the same time in the reflective portion when forming the column spacer.
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