KR100730396B1 - Transreflective liquid crystal display and fabricating method the same - Google Patents
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Abstract
Description
도1은 본 발명의 제1실시예에 따른 노멀리 블랙의 수직배향형 액정표시장치를 나타낸 도면이고,1 is a view showing a vertically aligned vertical liquid crystal display device of normally black according to the first embodiment of the present invention.
도2는 본 발명의 제1실시예에 따른 노멀리 블랙의 수직배향형 액정표시장치의 한 화소영역을 나타낸 도면이고,FIG. 2 is a view showing one pixel area of a normally black vertical alignment liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention.
도3은 도2의 Ⅲ-Ⅲ'선에 따른 단면도이고,3 is a cross-sectional view taken along line III-III 'of FIG. 2;
도4는 본 발명의 제1실시예에 따른 노멀리 블랙의 수직배향형 액정표시장치에서 반사전극 각도에 따른 반사특성을 나타낸 도면이고,FIG. 4 is a view showing reflection characteristics according to reflecting electrode angles in a vertically aligned liquid crystal display device of normally black according to the first embodiment of the present invention.
도5는 본 발명의 제1실시예에 따른 노멀리 블랙의 수직배향형 액정표시장치에서 투과전극 각도에 따른 투과특성을 나타낸 도면이고,FIG. 5 is a view showing transmission characteristics according to a transmission electrode angle in a vertically aligned liquid crystal display device of normally black according to the first embodiment of the present invention.
도6은 본 발명의 제1실시예에 따른 노멀리 블랙의 수직배향형 액정표시장치에서 전압 인가에 따른 반사 및 투과특성을 나타낸 도면이고,FIG. 6 is a diagram illustrating reflection and transmission characteristics according to voltage application in a normally black vertical alignment liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention.
도7은 본 발명의 제1실시예에 따른 노멀리 블랙의 수직배향형 액정표시장치에서 반사전극 및 투과전극 각도에 따른 반사 및 투과특성을 나타낸 도면이고,FIG. 7 is a view illustrating reflection and transmission characteristics according to angles of a reflection electrode and a transmission electrode in a vertically aligned liquid crystal display of normally black according to the first embodiment of the present invention.
도8a 내지 도8f는 본 발명의 제1실시예에 따른 노멀리 블랙의 수직배향형 박 막트랜지스터기판의 제조공정을 나타낸 도면이고,8A to 8F are views illustrating a manufacturing process of a normally black vertically oriented thin film transistor substrate according to the first embodiment of the present invention.
도9는 본 발명의 제2실시예에 따른 노멀리 화이트의 수직배향형 액정표시장치를 나타낸 도면이고,9 is a view showing a vertically aligned vertical liquid crystal display device of normally white according to the second embodiment of the present invention.
도10은 본 발명의 제2실시예에 따른 노멀리 화이트의 수직배향형 액정표시장치에서 전압 인가에 따른 반사 및 투과특성을 나타낸 도면이고,FIG. 10 is a view showing reflection and transmission characteristics according to voltage application in a normally white vertical alignment liquid crystal display according to a second exemplary embodiment of the present invention.
도11은 본 발명의 제3실시예에 따른 노멀리 블랙의 프린지필드형 액정표시장치를 나타낸 도면이고,11 is a view showing a normally black fringe field type liquid crystal display device according to a third embodiment of the present invention.
도12는 본 발명의 제3실시예에 따른 노멀리 블랙의 프린지필드형 액정표시장치의 박막트랜지스터기판의 전극 모식도이고,12 is a schematic diagram of electrodes of a thin film transistor substrate of a normally black fringe field type liquid crystal display device according to a third embodiment of the present invention;
도13은 본 발명의 제4실시예에 따른 노멀리 화이트의 프린지필드형 액정표시장치를 나타낸 도면이다.13 is a view showing a normally white fringe field type liquid crystal display device according to a fourth embodiment of the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호설명><Code Description of Main Parts of Drawing>
10 : 액정표시장치 20 : 박막트랜지스터기판10 liquid
30 : 칼라필터기판 40 : 액정30
51 : 하부편광판 52 : 상부편광판51: lower polarizing plate 52: upper polarizing plate
61 : 제1위상판 62 : 제2위상판61: first phase plate 62: second phase plate
100 : 절연기판 150 : 게이트선100: insulated substrate 150: gate line
160 : 게이트전극 200 : 게이트절연막160: gate electrode 200: gate insulating film
250 : 액티브층 260 : 오믹접촉층250: active layer 260: ohmic contact layer
300 : 데이터선 310 : 소스전극300: data line 310: source electrode
320 : 드레인전극 350 : 유기절연막320: drain electrode 350: organic insulating film
360 : 콘택홀 400 : 화소전극360: contact hole 400: pixel electrode
410 : 투과전극 412, 652 : 슬릿패턴410:
420 : 반사전극 500 : 블랙매트릭스420: reflective electrode 500: black matrix
550 : 칼라필터 600 : 오버코트층550
650 : 공통전극650 common electrode
본 발명은 반투과형 액정표시장치 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 특히 동일 셀갭을 갖는 반투과형 액정표시장치 및 이의 제조방법에 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 having the same cell gap and a method of manufacturing the same.
일반적으로, 액정표시장치는 전계 생성 전극이 각각 형성되어 있는 두 기판을 두 전극이 형성되어 있는 면이 마주하도록 배치하고 두 기판 사이에 액정을 주입한 다음, 두 전극에 전압을 인가하여 생성되는 전기장에 의해 액정을 움직이게 함으로써, 이에 따라 달라지는 광투과율을 조절하여 화상을 표현하는 장치이다.In general, a liquid crystal display device arranges two substrates on which the field generating electrodes are formed so that the surfaces on which the two electrodes are formed face each other, injects a liquid crystal between the two substrates, and then applies a voltage to the two electrodes. By moving the liquid crystal by the, it is a device for expressing the image by adjusting the light transmittance that varies accordingly.
그런데, 액정표시장치는 스스로 광을 발하지 못하므로 별도의 광원이 필요하다. 액정표시장치는 사용하는 광원에 따라 투과형(Transmission Type)과 반사형(Reflection Type)으로 나눌 수 있다.However, the liquid crystal display does not emit light by itself and thus requires a separate light source. The liquid crystal display may be classified into a transmission type and a reflection type according to a light source to be used.
투과형 액정표시장치는 액정표시패널의 뒷면에 부착된 배면광원인 백라이트 (Backlight)로부터 나오는 광을 액정에 입사시켜 액정의 배열에 따라 광량을 조절하여 색을 표시하는 형태이고, 반사형 액정표시장치는 외부의 자연광이나 인조광을 반사시킴으로써 액정의 배열에 따라 광투과율을 조절하는 형태이다.The transmissive liquid crystal display is a form in which light emitted from a backlight, which is a rear light source attached to the rear side of the liquid crystal display panel, is incident on the liquid crystal to display a color by adjusting the amount of light according to the arrangement of the liquid crystal. The light transmittance is adjusted according to the arrangement of liquid crystals by reflecting external natural or artificial light.
투과형 액정표시장치는 배면광원을 사용하므로 어두운 외부 환경에서도 밝은 화상을 구현할 수 있으나 소비전력이 큰 단점을 가지고 있는 반면, 반사형 액정표시장치는 광을 외부의 자연광이나 인조광원에 의존하는 구조를 하고 있으므로 투과형 액정표시장치에 비해 소비전력이 작지만 어두운 장소에서는 사용할 수 없다는 단점이 있다.The transmissive liquid crystal display uses a rear light source to produce bright images even in a dark environment. However, the transmissive liquid crystal display has a drawback in that it consumes a lot of power. On the other hand, the reflective liquid crystal display has a structure that depends on external natural light or artificial light sources. As a result, although the power consumption is smaller than that of the transmissive liquid crystal display, it cannot be used in a dark place.
따라서, 두 가지 모드를 필요한 상황에 따라 적절하게 선택하여 사용할 수 있는 장치로 반사 및 투과 겸용 액정표시장치인 반투과형 액정표시장치가 제안되었다.Accordingly, a semi-transmissive liquid crystal display device, which is a liquid crystal display device that combines reflection and transmission, has been proposed as a device capable of appropriately selecting and using two modes according to a necessary situation.
이러한, 반투과형 액정표시장치는 일반적으로 반사영역과 투과영역에서의 광경로 차이로 인한 계조불일치를 두 영역간의 셀갭(Cell Gap)을 다르게 하여 보상하는 원리로써 표시특성을 확보하고 있다.Such transflective liquid crystal displays generally have display characteristics as a principle of compensating gradation mismatches due to differences in optical paths in reflective and transmissive regions by varying cell gaps between the two regions.
그러나, 반사영역과 투과영역의 셀갭을 다르게 형성할 경우 공정이 복잡해지게 되고, 단차가 생기는 경계면에서의 원하지 않은 액정배열로 인하여 빛샘이 발생하게 되어 표시품질이 저하된다.However, if the cell gaps of the reflective and transmissive regions are formed differently, the process becomes complicated, and light leakage occurs due to undesired liquid crystal alignment at the interface where the step is generated, thereby degrading display quality.
또한, 셀갭이 다름으로 인하여 반사영역과 투과영역에 동일한 전압을 인가하였을 경우 표시특성이 다르게 나타나게 되므로, 전압 인가 시의 특성을 균일하게 하기 위하여 반사영역과 투과영역의 구동회로를 각각 다르게 형성해야 하는 문제점 이 발생한다.In addition, since the display characteristics are different when the same voltage is applied to the reflective and transmissive regions due to the difference in cell gaps, the driving circuits of the reflective and transmissive regions must be formed differently in order to uniformize the characteristics when the voltage is applied. Problem occurs.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 동일 셀갭을 갖는 반투과형 액정표시장치 및 이의 제조방법을 제공하는 데 있다.An object of the present invention is to provide a transflective liquid crystal display device having the same cell gap and a method of manufacturing the same.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 박막트랜지스터기판과 칼라필터기판과 그 사이의 액정, 상기 박막트랜지스터기판 및 상기 칼라필터기판의 외측에 형성된 하부 및 상부편광판을 포함하며 화소영역을 투과영역과 반사영역으로 분할하는 반투과형 액정표시장치에 있어서, 상기 하부 및 상부편광판의 편광축은 동일하고, 상기 투과영역의 화소전극과 공통전극 중 적어도 어느 하나는 상기 편광축에 대해 Θt의 각도를 가지고, 상기 반사영역의 화소전극과 공통전극 중 적어도 어느 하나는 상기 편광축에 대해 Θr의 각도를 가지고, 상기 Θt와 상기 Θr은 다른 각도인 것을 특징으로 하는 반투과형 액정표시장치를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention includes a thin film transistor substrate and a color filter substrate, a liquid crystal therebetween, and a lower and upper polarizing plate formed outside the thin film transistor substrate and the color filter substrate. In the semi-transmissive liquid crystal display device, the polarization axes of the lower and upper polarizing plates are the same, and at least one of the pixel electrode and the common electrode of the transmission region has an angle of θt with respect to the polarization axis, At least one of the pixel electrode and the common electrode has an angle of θr with respect to the polarization axis, and θt and Θr are different angles.
상기 액정의 Δnd의 값은 λ/2의 값을 갖을 수 있다.The value of Δnd of the liquid crystal may have a value of λ / 2.
또한, 광의 위상을 변화시키는 제1 또는 제2위상판을 더 포함하며, 상기 제1 또는 제2위상판의 Δnd는 λ/4의 값을 가지고, 상기 제1위상판은 상기 박막트랜지스터기판에 형성되고, 상기 제2위상판은 상기 박막트랜지스터기판과 상기 하부편광판 사이에 형성될 수 있다.Further, further comprising a first or second phase plate for changing the phase of the light, Δnd of the first or second phase plate has a value of λ / 4, the first phase plate is formed on the thin film transistor substrate The second phase plate may be formed between the thin film transistor substrate and the lower polarizer plate.
그리고, 상기 제1 및 제2위상판의 위상축은 상기 편광축에 대해 45도 각도를 가질 수 있다.The phase axes of the first and second phase plates may have an angle of 45 degrees with respect to the polarization axis.
상기 제1위상판의 위상축은 상기 편광축과 동일할 수 있다.The phase axis of the first phase plate may be the same as the polarization axis.
또한, 상기 투과영역의 상기 화소전극은 투과전극이고, 상기 반사영역의 상기 화소전극은 반사전극이고, 상기 액정의 모드는 수직배향형일 수 있다.The pixel electrode of the transmissive region may be a transmissive electrode, the pixel electrode of the reflective region may be a reflective electrode, and the liquid crystal mode may be vertically aligned.
그리고, 상기 투과영역의 상기 공통전극은 투명공통전극이고, 상기 반사영역의 상기 공통전극은 반사공통전극이고, 상기 액정의 모드는 프린지필드형일 수 있다.The common electrode of the transmissive region may be a transparent common electrode, the common electrode of the reflective region may be a reflective common electrode, and the liquid crystal mode may be a fringe field type.
상기 화소전극과 상기 공통전극은 상기 액정의 도메인을 형성시키는 슬릿패턴과 돌기패턴 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.The pixel electrode and the common electrode may include at least one of a slit pattern and a protrusion pattern forming a domain of the liquid crystal.
또한, 상기 액정의 유전율은 양 또는 음의 값을 가질 수 있다.In addition, the dielectric constant of the liquid crystal may have a positive or negative value.
그리고, 상기 투과영역의 셀갭과 상기 반사영역의 셀갭은 동일할 수 있다.The cell gap of the transmission area and the cell gap of the reflection area may be the same.
상기 화소전극 및 상기 공통전극의 전극패턴 중 적어도 어느 하나는 쉐브론 전극패턴과 스트라이프 전극패턴과 크로스 전극패턴 중 어느 하나일 수 있다.At least one of the electrode patterns of the pixel electrode and the common electrode may be any one of a chevron electrode pattern, a stripe electrode pattern, and a cross electrode pattern.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 화소영역을 투과영역과 반사영역으로 분할하여 형성하는 반투과형 액정표시장치의 제조방법에 있어서, 상기 투과영역의 화소전극은 광을 편광축으로 편광시키는 편광판의 편광축에 대해 Θt의 각도를 가지고, 상기 반사영역의 화소전극은 상기 편광축에 대해 Θr의 각도를 가지고, 상기 Θt와 상기 Θr을 다르게 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반투과형 액정표시장치의 제조방법을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a method of manufacturing a semi-transmissive liquid crystal display device, which divides a pixel region into a transmissive region and a reflective region, wherein the pixel electrode of the transmissive region is formed on a polarization axis of a polarizing plate for polarizing light to a polarization axis. The method of manufacturing a transflective liquid crystal display device having an angle of Θ t with respect to the pixel electrode of the reflective region having an angle of θ r with respect to the polarization axis, and forming the Θ t and the Θ r differently. to provide.
상기 광의 위상을 변화시키는 위상판을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.The method may further include forming a phase plate for changing the phase of the light.
또한, 상기 위상판을 형성하는 단계는 상기 위상판의 위상축이 상기 편광축에 대해 0도 또는 45도 각도를 이루도록 형성하는 단계일 수 있다.In addition, the forming of the phase plate may be a step of forming the phase axis of the phase plate to form an angle of 0 degrees or 45 degrees with respect to the polarization axis.
그리고, 상기 화소전극과 전계를 이루도록 공통전압이 인가되는 공통전극을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.The method may further include forming a common electrode to which a common voltage is applied to form an electric field with the pixel electrode.
상기 화소전극과 상기 공통전극 중 적어도 어느 하나를 쉐브론 전극패턴과 스트라이프 전극패턴과 크로스 전극패턴 중 어느 하나로 형성하는 단계를 포함할 수 있다.The method may include forming at least one of the pixel electrode and the common electrode as any one of a chevron electrode pattern, a stripe electrode pattern, and a cross electrode pattern.
또한, 상기 화소전극 및 상기 공통전극 중 적어도 어느 하나에 슬릿패턴 또는 돌기패턴이 형성되는 단계를 포함할 수 있다.The method may include forming a slit pattern or a projection pattern on at least one of the pixel electrode and the common electrode.
그러면, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명한다.Next, a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
도1은 본 발명의 제1실시예에 따른 노멀리 블랙의 수직배향형 액정표시장치를 나타낸 도면이다.1 is a view showing a vertically aligned vertical liquid crystal display device of normally black according to a first embodiment of the present invention.
노멀리 블랙(Normally Black)의 수직배향형 액정표시장치(10)는 배면광이 투과하는 투과영역과 외부광이 반사되는 반사영역으로 구분되어 있으며 박막트랜지스터기판(20) 및 칼라필터기판(30)과 그 사이의 액정(40)을 구비한다.The vertically-aligned liquid
박막트랜지스터기판(20)은 절연기판(100) 상에 액정(40)에 화소전압을 인가하는 화소전극(400)과 광의 위상을 변화시키는 제1위상판(61)을 포함하고 있다.The thin
화소전극(400)은 투과영역에 형성된 투과전극과 반사영역에 형성된 반사전극을 구비하고 있다. 투과전극과 반사전극은 하부 및 상부편광판(51, 52)의 편광축에 대해 각각 θt 와 θr 의 각도를 가지며, θt 와 θr 의 각도가 다르게 형성되어 있다.The
제1위상판(61)은 화소전극(400) 상에 형성되어 있으며 그 위상축은 하부 및 상부편광판(51, 52)의 편광축에 대해 45도의 각도를 가진다. 또한, 제1위상판(61)의 Δnd는 λ/4의 값을 가지고 있다.The
칼라필터기판(30)은 절연기판(100) 하부에 액정(40)에 공통전압을 인가하는 공통전극(650)을 포함하고 있다.The
투과영역의 공통전극(650)과 반사영역의 공통전극(650)은 하부 및 상부편광판(51, 52)의 편광축에 대해 각각 θt 와 θr 의 각도를 가지며, θt 와 θr 의 각도가 다르게 형성되어 있다. 여기서, 투과영역의 공통전극(650)과 하부 및 상부편광판(51, 52)의 편광축이 이루는 각도인 θt 와 투과전극과 하부 및 상부편광판(51, 52)의 편광축이 이루는 각도인 θt 는 동일하다. 또한, 반사영역의 공통전극(650)과 하부 및 상부편광판(51, 52)의 편광축이 이루는 각도인 θr 과 반사전극과 하부 및 상부편광판(51, 52)의 편광축이 이루는 각도인 θr 은 동일하다.The
액정(40)은 유전율 이방성을 가지는 물질로 이루어져 있으며 화소전압과 공통전압의 차이에 의해 회전하여 광투과량을 조절한다. 액정(40)은 음의 유전율 이방성을 가지고 있으며 수직으로 배향되어 있다. 또는, 액정(40)은 양의 유전율 이방성을 가질 수 있다. 액정(40)은 전압 인가 시 λ/2의 Δnd를 가진다. 또한, 액정(40)이 형성된 투과영역의 셀갭(dt)과 반사영역의 셀갭(dr)은 동일하다.The
한편, 노멀리 블랙의 수직배향형 액정표시장치(10)는 광의 위상을 변화시키 는 제2위상판(62)과 광을 편광축 방향으로 편광시키는 하부 및 상부편광판(51, 52)을 더 포함하고 있다.Meanwhile, the normally black vertical alignment liquid
제2위상판(62)은 박막트랜지스터기판(20)의 절연기판(100)의 하부에 형성되어 있으며 위상축은 제1위상판(61)의 위상축과 동일하다. 즉, 제2위상판(62)의 위상축은 하부 및 상부편광판(51, 52)의 편광축에 대해 45도의 각도를 가진다. 또한, 제2위상판(62)의 Δnd는 제1위상판(61)의 Δnd와 같은 λ/4의 값을 가지고 있다.The
하부편광판(51)은 제2위상판(62)의 하부에 형성되어 있으며 배면광을 편광축 방향으로 편광시킨다. 상부편광판(52)은 칼라필터기판(30)의 절연기판(100) 상에 형성되어 있으며 액정(40)을 통과한 광을 편광축 방향으로 편광시키거나 입사되는 외부광을 편광축 방향으로 편광시킨다. 또한, 하부 및 상부편광판(51, 52)의 편광축은 동일한 방향을 갖는다.The lower
한편, 전압을 인가하지 않은 초기 상태에서 배면광은 Δnd의 값이 각각 λ/4인 제1 및 제2위상판(61, 62)을 한 번 통과하게 되고 외부광은 제1위상판(61)을 두 번 통과하게 되므로 노멀리 블랙이 구현된다.On the other hand, in the initial state where no voltage is applied, the back light passes once through the first and
도2는 본 발명의 제1실시예에 따른 노멀리 블랙의 수직배향형 액정표시장치의 한 화소영역을 나타낸 도면이고, 도3은 도2의 Ⅲ-Ⅲ'선에 따른 단면도이다.FIG. 2 is a view showing one pixel area of a normally black vertical alignment liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line III-III 'of FIG.
도2 및 도3을 참조하면, 노멀리 블랙의 수직배향형 액정표시장치(10)의 한 화소영역은 박막트랜지스터기판(20)과 칼라필터기판(30)과 그 사이의 액정(40)을 구비한다.2 and 3, one pixel area of a normally black vertical alignment liquid
박막트랜지스터기판(20)은 게이트선(150) 및 데이타선(300)과 접속된 박막트 랜지스터(70)와 박막트랜지스터(70)의 드레인전극(320)에 접속된 화소전극(400)과 광의 위상을 변화시키는 제1위상판(61)을 포함하고 있다.The thin
박막트랜지스터(70)는 게이트선(150)의 게이트전압에 응답하여 데이타선(300)의 데이타전압을 화소전극(400)으로 인가한다. 이를 위해, 박막트랜지스터(70)는 게이트선(150)에 접속된 게이트전극(160), 데이타선(300)에 접속된 소스전극(310), 화소전극(400)에 접속된 드레인전극(320), 게이트절연막(200)과 데이타선(300) 및 소스전극(310) 및 드레인전극(320)의 사이에 형성된 오믹접촉층(260) 및 액티브층(250)을 포함한다.The
게이트전극(160)은 게이트선(150)에 대해 수직으로 돌출되어 있으며 게이트선(150)의 게이트전압을 인가받는다. 소스전극(310)은 데이타선(300)에 대해 수직으로 돌출되어 있으며 데이타선(300)의 데이타전압을 인가받는다. 드레인전극(320)은 게이트전극(160)을 기준으로 소스전극(310)과 마주보고 형성되어 있으며 박막트랜지스터(70)의 채널을 통해 소스전극(310)으로부터 데이타전압을 인가받는다.The
오믹접촉층(260)은 데이타선(300) 및 소스전극(310) 및 드레인전극(320)과 같은 패턴으로 데이타선(300) 및 소스전극(310) 및 드레인전극(320)과 액티브층(250) 사이에 형성되어 있으며 박막트랜지스터(70)의 오프전류를 감소시킨다. 액티브층(250)은 게이트절연막(200)을 사이에 두고 게이트전극(160)과 중첩되며 박막트랜지스터(70)의 채널을 형성한다.The
화소전극(400)은 게이트선(150) 및 데이타선(300)의 교차로 정의된 화소영역 내에 형성되어 있으며 반사전극(420)과 투과전극(410)을 포함하고 있다.The
반사전극(420)은 투과전극(410) 상에 투과전극(410)과 접속되어 형성되어 있다. 반사전극(420)은 불투명한 금속이므로 반사전극(420)이 형성되어 있는 영역이 반사영역이 되며 나머지 영역이 투과영역이 된다. 한편, 반사전극(420)에 도메인 규제수단으로써 슬릿패턴 또는 돌기패턴이 형성될 수 있다.The
투과전극(410)은 유기절연막(350) 상에 투과영역과 반사영역에 형성되어 있으며 유기절연막(350)에 형성된 콘택홀(360)을 통해 드레인전극(320)과 접속되어 화소전압을 인가받는다.The
투과전극(410)은 도메인 규제수단으로써 슬릿패턴(412)이 형성되어 있다. 또는, 도메인 규제수단으로써 돌기패턴이 형성될 수 있다. 이러한 슬릿패턴(412)으로 인하여 화소전극(400)의 패턴은 쉐브론(Chevron) 구조의 패턴을 가지게 된다. 여기서, 화소전극(400)의 패턴은 스트라이프(Stripe) 또는 크로스(Cross) 패턴을 가질 수 있다.The
투과전극(410)의 슬릿패턴(412)과, 투과전극(410)의 슬릿패턴(412)과 엇갈려 동일한 패턴으로 형성된 공통전극(650)의 슬릿패턴(652)에 의해 액정(40)은 4개의 도메인을 가지도록 형성되며 이로써 광시야각이 확보된다.The
특히, 투과영역의 투과전극(410)(또는, 투과영역의 투과전극(410)의 슬릿패턴(412))이 하부 및 상부편광판(51, 52)의 편광축과 이루는 각도(θt)와 반사영역의 반사전극(420)(또는, 반사영역의 투과전극(410)의 슬릿패턴(412))이 하부 및 상부편광판(51, 52)의 편광축과 이루는 각도(θr)는 다르다.In particular, the angle θt of the
도4에 도시된 바와 같이, 반사영역의 반사전극(420)(또는, 반사영역의 투과 전극(410)의 슬릿패턴(412))이 하부 및 상부편광판(51, 52)과 이루는 각도(θr)에 따라 반사특성이 달라진다.As shown in FIG. 4, the angle θr of the
보다 구체적으로, 반사영역의 반사전극(420)(또는, 반사영역의 투과전극(410)의 슬릿패턴(412))이 하부 및 상부편광판(51, 52)과 이루는 각도(θr)가 0도일 때는 전압을 인가시켜도 반사율은 0이 된다. 그러나, 반사영역의 반사전극(420)(또는, 반사영역의 투과전극(410)의 슬릿패턴(412))이 하부 및 상부편광판(51, 52)과 이루는 각도(θr)가 증가하면 반사율은 증가하며 반사율은 반사영역의 반사전극(420)(또는, 반사영역의 투과전극(410)의 슬릿패턴(412))이 하부 및 상부편광판(51, 52)과 이루는 각도(θr)가 22.5도 일 때 가장 좋은 특성을 나타낸다.More specifically, when the
한편, 반사영역의 반사전극(420)(또는, 반사영역의 투과전극(410)의 슬릿패턴(412))이 하부 및 상부편광판(51, 52)과 이루는 각도(θr)가 22.5도 이상일 때는 인가전압이 2V ~ 3V사이에서 반사율은 감소하기 시작한다.On the other hand, it is applied when the angle θr of the
또한, 도5에 도시된 바와 같이, 투과영역의 투과전극(410)(또는, 투과영역의 투과전극(410)의 슬릿패턴(412))이 하부 및 상부편광판(51, 52)과 이루는 각도(θt)가 45도와 가까워질수록 투과율은 증가한다. 즉, 투과율은 투과영역의 투과전극(410)(또는, 투과영역의 투과전극(410)의 슬릿패턴(412))이 하부 및 상부편광판(51, 52)과 이루는 각도(θt)가 45도일 때 최대가 된다.In addition, as shown in FIG. 5, the angle of the
도6에 도시된 바와 같이, 반사영역과 투과영역은 동일한 광학 구조를 가지므로 동일한 문턱전압을 갖게 되고 최대 백색전압 역시 같은 구동전압에서 확보된다. 그러나, 중간 계조 영역에서의 투과 및 반사 특성이 약간 다르게 나타나는데, 이는 도7에 도시된 바와 같이, 반사영역의 반사전극(420)(또는, 반사영역의 투과전극(410)의 슬릿패턴(412))이 하부 및 상부편광판(51, 52)과 이루는 각도(θr)를 조절하여 해결할 수 있다.As shown in Fig. 6, since the reflection area and the transmission area have the same optical structure, they have the same threshold voltage and the maximum white voltage is also secured at the same driving voltage. However, the transmission and reflection characteristics of the intermediate gradation region appear slightly different. As shown in FIG. 7, the
제1위상판(61)은 유기절연막(350) 및 화소전극(400) 상의 전면에 형성되어 있다. 제1위상판(61)의 위상축은 하부 및 상부편광판(51, 52)의 편광축에 대해 45도의 각도를 가지고 있으며 그 Δnd는 λ/4의 값을 가지고 있다.The
칼라필터기판(30)은 외부광 차단 및 박막트랜지스터(70)의 광누설전류를 막기 위한 블랙매트릭스(500), 디스플레이의 색을 구현하는 칼라필터(550), 칼라필터(550) 상에 형성되어 그 면을 평탄화시키는 오버코트층(600), 액정(40)에 공통전압을 인가하는 공통전극(650)을 포함하고 있다.The
블랙매트릭스(500)는 칼라필터기판(30) 하부에 매트릭스 형태로 형성되어 있다. 칼라필터(550)는 색을 구현하는 적색, 녹색, 청색 안료를 포함하고 있으며, 블랙매트릭스(500)로 구획된 각 매트릭스에 형성되어 있다.The
오버코트층(600)은 칼라필터(550) 및 블랙매트릭스(500) 하부에 감광성을 가지는 투명절연막으로 형성되어 있다. 공통전극(650)은 오버코트층(600) 하부에 형성되어 있으며 그 전극패턴(또는, 슬릿패턴(652))은 화소전극(400)과 동일하며 화소전극(400)에 대해 엇갈려 형성되어 있다. 즉, 공통전극(650)은 도메인 규제수단으로써 화소전극(400)과 동일한 슬릿패턴(652)을 가지고 있다. 또는, 공통전극(650)은 도메인 규제수단으로써 돌기패턴을 가질 수 있다.The
액정(40)은 화소전압과 공통전압의 차이에 의해 회전하여 광량을 조절한다.The
노멀리 블랙의 수직배향형 액정표시장치(10)의 한 화소영역은 광의 위상을 변화시키는 제2위상판(62)과 광을 편광축 방향으로 편광시키는 하부 및 상부편광판(51, 52)을 더 포함하고 있다.One pixel area of the normally black vertical alignment liquid
제2위상판(62)은 박막트랜지스터기판(20)의 절연기판(100)의 하부에 형성되어 있으며 위상축은 제1위상판(61)의 위상축과 동일하다. 즉, 제2위상판(62)의 위상축은 하부 및 상부편광판(51, 52)의 편광축에 대해 45도의 각도를 가진다. 또한, 제2위상판(62)의 Δnd는 제1위상판(61)의 Δnd와 같은 λ/4의 값을 가지고 있다.The
하부편광판(51)은 제2위상판(62)의 하부에 위치하여 배면광을 편광축 방향으로 편광시킨다. 상부편광판(52)은 칼라필터기판(30)의 절연기판(100) 상에 형성되어 있으며 액정(40)을 통과한 광을 편광축 방향으로 편광시키거나 입사되는 외부광을 편광축 방향으로 편광시킨다. 하부 및 상부편광판(51, 52)의 편광축은 동일한 방향을 갖는다.The lower
다음으로는, 도8a 내지 도8f를 참조하여 본 발명의 제1실시예에 따른 노멀리 블랙의 수직배향형 박막트랜지스터기판의 제조공정에 대해 설명한다.Next, a manufacturing process of a normally black vertically oriented thin film transistor substrate according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 8A to 8F.
도8a를 참조하면, 절연기판(100) 상에 게이트선(150) 및 게이트전극(160)을 포함하는 게이트패턴이 제1마스크공정을 통해 형성된다.Referring to FIG. 8A, a gate pattern including the
보다 구체적으로, 유리나 플라스틱 같은 절연기판(100) 상에 Cr 또는 Cr합금, Al 또는 Al합금, Mo 또는 Mo합금 등의 게이트금속층을 스퍼터링(Sputtering) 등의 방식으로 증착한다. 다음, 제1마스크를 사용한 사진식각공정을 통해 게이트금속층이 패터닝되어 단일층 또는 다중층으로 게이트패턴이 형성된다.More specifically, a gate metal layer such as Cr or Cr alloy, Al or Al alloy, Mo or Mo alloy is deposited on the insulating
도8b를 참조하면, 게이트절연막(200)과 액티브층(250)과 오믹접촉층(260), 데이타선(300) 및 소스전극(310) 및 드레인전극(320)을 포함하는 데이타패턴이 제2마스크공정을 통해 형성된다.Referring to FIG. 8B, a data pattern including the
보다 구체적으로, 게이트패턴 상에 SiNx 또는 SiOx, a-Si, n도핑된 a-Si를 피이씨브이디(PECVD, Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) 등의 방식으로 연속 증착한다. 다음, Cr 또는 Cr합금, Al 또는 Al합금, Mo 또는 Mo합금 등과 같은 데이타금속층을 스퍼터링 방식으로 증착한다. 다음, 제2마스크를 사용한 사진식각공정을 통해 데이타금속층이 패터닝 되어 단일층 또는 다중층으로 데이타패턴이 형성된다.More specifically, SiNx or SiOx, a-Si, n-doped a-Si is continuously deposited on the gate pattern by a method such as Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition (PECVD). Next, a data metal layer such as Cr or Cr alloy, Al or Al alloy, Mo or Mo alloy is deposited by sputtering. Next, the data metal layer is patterned through a photolithography process using a second mask to form a data pattern in a single layer or multiple layers.
다음, 애싱(Ashing)공정과 채널부의 식각을 통해 박막트랜지스터(70)의 채널을 형성한다. 이 때, 게이트절연막(200)이 약간 오버에칭(Over Etching)될 수 있다. 또한, 하나의 포토마스크를 사용하는 대신 두 개의 포토마스크를 사용하여 제2마스크공정을 진행할 수 있다.Next, a channel of the
도8c를 참조하면, 데이타패턴 및 게이트절연막(200) 상에 유기절연막(350)이 제3마스크공정을 통해 형성된다.Referring to FIG. 8C, an organic
보다 구체적으로, 데이타패턴 및 게이트절연막(200) 상에 스핀코팅방법 등으로 유기절연막(350)을 증착한다. 유기절연막(350)은 아크릴 등과 같은 감광성 유기물질이 이용된다. 다음, 제3마스크를 사용하여 사진식각공정을 통해 콘택홀(360)과 유기절연막(350)을 형성한다. 또는, 제3마스크로써 부분노광마스크를 사용하여 유기보호막(350)의 표면이 엠보싱패턴을 가지도록 형성할 수 있다. 여기서, 부분노광 마스크는 하프톤마스크이거나 회절노광마스크이다.More specifically, the organic insulating
도8d를 참조하면, 유기절연막(350) 상에 투과전극(410)을 포함하는 투명도전패턴이 제4마스크공정을 통해 형성된다.Referring to FIG. 8D, a transparent conductive pattern including a
보다 구체적으로, 유기절연막(350) 상에 ITO나 IZO 등과 같은 투명도전금속층을 증착한다. 다음, 제4마스크를 사용한 사진식각공정을 통해 투명도전금속층이 패터닝되어 투명도전패턴이 형성된다. 이 때, 투과전극(410)은 슬릿패턴(412)을 갖도록 형성한다. 또는, 투과전극(410)은 돌기패턴을 가질 수 있다.More specifically, a transparent conductive metal layer such as ITO or IZO is deposited on the organic insulating
또한, 투과전극(410)(또는, 슬릿패턴(412))은 투과영역과 반사영역에서 하부 및 상부편광판(51, 52)의 편광축과 이루는 각도는 다르다. 즉, 투과영역에 형성된 투과전극(410)(또는, 투과영역의 투과전극(410)의 슬릿패턴(412))이 하부 및 상부편광판(51, 52)의 편광축과 이루는 각도(θt)와 반사영역에 형성된 투과전극(410)(또는, 반사영역의 투과전극(410)의 슬릿패턴(412))이 하부 및 상부편광판(51, 52)의 편광축과 이루는 각도(θr)는 다르게 형성된다.In addition, the transmission electrode 410 (or the slit pattern 412) has a different angle between the polarization axes of the lower and upper
도8e를 참조하면, 투명도전패턴 상에 반사전극(420)이 제5마스크공정을 통해 형성된다.Referring to FIG. 8E, the
보다 구체적으로, 투명도전패턴 상에 Al 또는 Al합금 등의 반사전극금속층을 스퍼터링방식 등으로 증착한다. 다음, 제5마스크를 사용한 사진식각공정을 통해 반사전극금속층이 패터닝 되어 단일층 또는 다중층으로 반사전극이 형성된다. 이 때, 반사전극(420)은 투명전극(410)과 접속되도록 형성된다. 또한, 반사전극(420)은 슬릿패턴 또는 돌기패턴을 가질 수 있다.More specifically, a reflective electrode metal layer such as Al or Al alloy is deposited on the transparent conductive pattern by sputtering or the like. Next, the reflective electrode metal layer is patterned through a photolithography process using a fifth mask to form the reflective electrode in a single layer or multiple layers. In this case, the
도8f를 참조하면, 유기절연막(350), 투명도전패턴, 반사전극(420) 상에 제1위상판(61)이 형성된다.Referring to FIG. 8F, a
보다 구체적으로, 유기절연막(350), 투명도전패턴, 반사전극(420) 상에 Δnd가 λ/4인 투명한 유기 혹은 무기물질을 증착하여 제1위상판(61)을 형성한다. 이 때, 제1위상판(61)의 위상축이 하부 및 상부편광판(51, 52)의 편광축과 이루는 각도가 45도가 되게 형성한다. 또는, 제1위상판(61)의 위상축이 하부 및 상부편광판(51, 52)의 편광축과 이루는 각도는 0도일 수 있다.More specifically, the
다음으로는, 도9를 참조하여 본 발명의 제2실시예에 따른 노멀리 화이트의 수직배향형 액정표시장치에 대해 설명한다.Next, a normal white vertical alignment liquid crystal display device according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
도9를 참조하면, 노멀리 화이트의 수직배향형 액정표시장치(10)는 도1의 노멀리 블랙의 수직배향형 액정표시장치(10)에서 제2위상판(62)을 제거하고, 제1위상판(61)의 위상축을 하부 및 상부편광판(51, 52)의 편광축과 동일하게 형성함으로써 구현할 수 있다. 다른 구성요소는 제1실시예에 동일하므로 생략한다.Referring to FIG. 9, the normally white vertically aligned
도10에 도시된 바와 같이, 반사영역의 반사전극(420)(또는, 반사영역의 투과전극(410)의 슬릿패턴(412))이 하부 및 상부편광판(51, 52)의 편광축과 이루는 각도(θr)가 22.5도이고, 투과영역의 투과전극(410)(또는, 투과영역의 투과전극(410) 슬릿패턴(412))이 하부 및 상부편광판(51, 52)의 편광축과 이루는 각도(θt)가 45도 일 때 인가 전압에 따른 반사 및 투과특성이 유사하게 된다.As shown in FIG. 10, the angle at which the
다음으로는, 도11 및 도12를 참조하여 본 발명의 제3실시예에 따른 노멀리 블랙의 프린지필드형 액정표시장치에 대해 설명한다.Next, a normally black fringe field type liquid crystal display device according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 11 and 12.
도11을 참조하면, 본 발명의 제3실시예에 따른 노멀리 블랙의 프린지필드형액정표시장치(10)는 배면광이 투과하는 투과영역과 외부광이 반사되는 반사영역으로 구분되어 있으며 박막트랜지스터기판(20) 및 칼라필터기판(30)과 그 사이의 액정(40)을 구비한다.Referring to FIG. 11, the normally black fringe field type liquid
박막트랜지스터기판(20)은 절연기판(100) 상에 액정(40)에 화소전압을 인가하는 화소전극(400)과 액정(40)에 공통전압을 인가하는 공통전극(650)과 광의 위상을 변화시키는 제1위상판(61)을 포함하고 있다.The thin
화소전극(400)은 제1위상판(61) 상에 형성되어 있으며, 도11 및 도12에 도시된 바와 같이, 투과영역에 형성된 화소전극(400)과 하부 및 상부편광판(51, 52)의 편광축과의 각도(θt)와 반사영역에 형성된 화소전극(400)과 하부 및 상부편광판(51, 52)의 편광축과의 각도(θr)는 다르다. 이 때, 투과영역 및 반사영역에 형성된 화소전극(400)은 쉐브론 구조를 가지고 있다. 또는, 화소전극(400)은 스트라이프 혹은 크로스 형태의 구조를 가질 수 있다.The
공통전극(650)은 투과영역에 형성된 투명공통전극(654)과 반사영역에 형성된 반사공통전극(656)을 구비하고 있다. 이 때, 반사공통전극(656)은 불투명금속으로 형성되므로, 반사공통전극(656)이 형성된 영역이 반사영역이 되며 나머지 영역은 투과영역이 된다.The
제1위상판(61)은 공통전극(650) 상에 형성되어 있으며 그 위상축은 하부 및 상부편광판(51, 52)의 편광축에 대해 45도의 각도를 가진다. 또한, 제1위상판(61)의 Δnd는 λ/4의 값을 가지고 있다.The
칼라필터기판은 적색, 녹색, 청색 안료를 포함하고 있으며 이로 인해 디스플레이의 색이 구현된다.The color filter substrate contains red, green, and blue pigments, thereby realizing the color of the display.
액정(40)은 유전율 이방성을 가지는 물질로 이루어져 있으며 화소전압과 공통전압의 차이에 의해 회전하여 광투과량을 조절한다. 액정(40)은 양 또는 음의 유전율 이방성을 가진다. 또한, 액정(40)은 전압 인가 시 λ/2의 Δnd를 가지며 투과영역의 셀갭(dt)과 반사영역의 셀갭(dr)은 동일하다.The
한편, 노멀리 블랙의 프린지필드형 액정표시장치(10)는 광의 위상을 변화시키는 제2위상판(62)과 광을 편광축 방향으로 편광시키는 하부 및 상부편광판(51, 52)을 더 포함하고 있다.Meanwhile, the normally black fringe field type
제2위상판(62)은 박막트랜지스터기판(20)의 절연기판(100)의 하부에 위치하고 있으며 그 위상축은 제1위상판(61)의 위상축과 동일하다. 즉, 제2위상판(62)의 위상축은 하부 및 상부편광판(51, 52)의 편광축에 대해 45도의 각도를 가진다. 또한, 제2위상판(62)의 Δnd는 제1위상판(61)의 Δnd와 같은 λ/4의 값을 가지고 있다.The
하부편광판(51)은 제2위상판(62)의 하부에 형성되어 배면광을 편광축 방향으로 편광시킨다. 상부편광판(52)은 칼라필터기판의 절연기판(100) 상에 형성되어 액정(40)을 통과한 광을 편광축 방향으로 편광시키거나 입사되는 외부광을 편광축 방향으로 편광시킨다. 또한, 하부 및 상부편광판(51, 52)의 편광축은 동일한 방향을 갖는다.The lower
한편, 전압을 인가하지 않은 초기 상태에서 배면광은 Δnd의 값이 각각 λ/4 인 제1 및 제2위상판(61, 62)을 한 번 통과하게 되고 외부광은 제1위상판(61)을 두 번 통과하게 되므로 노멀리 블랙이 구현된다.Meanwhile, in the initial state where no voltage is applied, the back light passes through the first and
다음으로는, 도13을 참조하여 본 발명의 제4실시예에 따른 노멀리 화이트의 프린지필드형 액정표시장치에 대해 설명한다.Next, a normally white fringe field type liquid crystal display device according to a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
도13을 참조하면, 노멀리 화이트의 프린지필드형 액정표시장치(10)는 도11의 노멀리 블랙의 프린지필드형 액정표시장치(10)에서 제2위상판(62)을 제거하고, 제1위상판(61)의 위상축을 하부 및 상부편광판(51, 52)의 편광축과 동일하게 형성함으로써 구현할 수 있다. 다른 구성요소는 제3실시예에 동일하므로 생략한다.Referring to FIG. 13, the normally white fringe field type
본 발명에 따른 반투과형 액정표시장치는 반사영역과 투과영역에서 동일 셀갭을 형성하기 위해 반사전극과 투과전극이 편광판의 편광축에 대해 각각 다른 각도로 형성되어 있다.In the transflective liquid crystal display according to the present invention, the reflective electrode and the transmissive electrode are formed at different angles with respect to the polarization axis of the polarizer to form the same cell gap in the reflective and transmissive regions.
이러한, 전극 구조로 인해 반사영역과 투과영역에서 동일한 전광특성을 확보할 수 있으며 각 영역을 동일한 구동회로를 사용하여 동작시킬 수 있다.Due to the electrode structure, it is possible to secure the same all-optical characteristics in the reflective and transmissive regions and to operate each region using the same driving circuit.
또한, 셀외부에 형성된 위상판을 제거함으로써 노멀리 블랙모드를 노멀리 화이트모드로 쉽게 바꿀 수 있으며, 수직배향형 및 프린지필드형에 모두 적용 가능한 반투과형 액정표시장치를 제공할 수 있다.In addition, by removing the phase plate formed outside the cell, it is possible to easily change the normally black mode to the normally white mode, and to provide a semi-transmissive liquid crystal display device applicable to both the vertical alignment type and the fringe field type.
이상에서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통 상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.In the detailed description of the present invention described above with reference to the preferred embodiment of the present invention, those skilled in the art or those skilled in the art having ordinary knowledge of the present invention described in the claims to be described later It will be understood that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit and scope of the art.
따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.Therefore, the technical scope of the present invention should not be limited to the contents described in the detailed description of the specification but should be defined by the claims.
Claims (17)
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Cited By (2)
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KR101335525B1 (en) | 2006-06-29 | 2013-12-02 | 엘지디스플레이 주식회사 | Liquid crystal display device and method of fabricating the same |
US9946116B2 (en) | 2011-10-07 | 2018-04-17 | Samsung Display Co., Ltd. | Liquid crystal display device having reduced color shift |
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KR20050042592A (en) * | 2003-11-03 | 2005-05-10 | 엘지.필립스 엘시디 주식회사 | Transflective type liquid crystal display device |
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2005
- 2005-07-28 KR KR1020050068674A patent/KR100730396B1/en not_active IP Right Cessation
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