KR100936906B1

KR100936906B1 - 액정표시장치

Info

Publication number: KR100936906B1
Application number: KR1020020081882A
Authority: KR
Inventors: 강승곤
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2002-12-20
Filing date: 2002-12-20
Publication date: 2010-01-18
Also published as: KR20040055246A

Abstract

광 간섭현상을 개선할 수 있는 액정표시장치를 개시한다. 액정표시패널은 하부 기판, 상부 기판 및 이들 사이에 구비된 액정층을 포함하여 이루어지고, 액정표시패널로 입사되는 광을 액정표시패널 상에 구비된 광학 시트류를 이용하여 편광 및 산란시키고, 액정표시패널 내부로부터 반사되는 광을 부분적으로 투과 또는 차단시킨다. 이로써, 액정표시장치로부터 출사되는 광 사이에 광 경로차를 제거하여 광 간섭현상을 개선할 수 있다.

Description

액정표시장치{LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}

도 1은 일반적인 반사-투과형 액정표시장치를 나타낸 단면도이다.

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 반사-투과형 액정표시장치를 나타낸 단면도이다.

도 3은 도 2에 도시된 확산부재를 설명하기 위한 부분 확대도이다.

도 4는 도 2에 도시된 반사-투과형 액정표시장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.

도 5a와 도 5b는 도 2에 도시된 광학 시트류의 동작을 설명하기 위한 도면이다.

도 6a와 도 6b는 도 2에 도시된 광학 시트류의 다른 동작을 설명하기 위한 도면이다.

도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 반사-투과형 액정표시장치를 나타낸 단면도이다.

도 8은 도 7에 도시된 컬러 필터 기판을 설명하기 위한 부분 확대도이다.

도 9는 본 발명의 제3 실시예에 따른 반사-투과형 액정표시장치를 나타낸 단면도이다.

도 10은 도 9에 도시된 반사-투과형 액정표시장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100 : 액정표시장치 200 : 박막 트랜지스터 기판

300 : 컬러 필터 기판 400 : 액정층

500 : 제1 광학 시트류 510 : 제1 편광판

530 : 제1 위상차판 550 : 확산부재

600 : 제2 광학 시트류 610 : 제2 편광판

630 : 제2 위상차판

본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 광 간섭현상을 개선할 수 있는 액정표시장치에 관한 것이다.

도 1을 참조하면, 일반적인 반사-투과형 액정표시장치(80)는 박막 트랜지스터 기판(20), 컬러 필터 기판(30) 및 이들 사이에 구비된 액정층(40)으로 이루어지는 액정표시패널(10), 상기 액정표시패널(10)의 상측에 구비된 제1 광학 시트류(50) 및 상기 액정표시패널(10)의 하측에 구비된 제2 광학 시트류(60)를 포함한다.

상기 박막 트랜지스터 기판(20)은 제1 기판(21), 상기 제1 기판(21) 상에 구 비된 박막 트랜지스터(22), 상기 박막 트랜지스터(22)가 구비된 상기 제1 기판(21) 상에 형성된 절연막(23), 상기 절연막(23) 상에 구비된 화소전극을 포함한다.

상기 박막 트랜지스터(22)는 게이트 전극(22a), 상기 게이트 전극(22a) 상에 구비되는 게이트 절연막(22b), 반도체층(22c), 소오스 및 드레인 전극(22d, 22e)을 포함하여 이루어지며, 상기 절연막(23)에는 상기 드레인 전극(22e)을 노출시키는 콘택홀(23a)이 형성되어 있다.

한편, 상기 화소 전극은 내부에서 발생된 광을 투과시키기 위한 투과 전극(24)과 외부로부터 입사되는 광을 반사시키기 위한 반사 전극(25)으로 이루어지고, 상기 투과 전극(24)은 상기 절연막(23) 상에 구비되고, 상기 반사 전극(25)은 상기 투과 전극(24) 상에 구비된다.

한편, 상기 컬러 필터 기판(30)은 제2 기판(31), 상기 제2 기판(31) 상에 형성된 R, G, B 색화소로 이루어진 컬러 필터층(32), 상기 컬러 필터층(32) 상에 구비되고, 상기 박막 트랜지스터 기판(20)의 화소 전극에 대응하는 공통전극(33)을 포함한다.

상기 제1 광학 시트류(50)는 제1 위상차판(51), 제1 편광판(53) 및 안티 글래어(Anti-Glare) 코팅층(55)이 상기 제2 기판(31) 상에 순착적으로 적층되어 형성되며, 상기 제2 광학 시트류(60)는 상기 제1 기판(21) 하측에 제2 위상차판(61)과 제2 편광판(63)이 순차적으로 적층되어 형성된다.

일반적으로 제1 및 제2 위상차판(51, 61)은 λ/4 위상차판을 사용하고, 제1 및 제2 편광판(53, 63)은 편광축이 서로 수직하도록 구비된다.

일반적인 상기 액정표시장치(80)의 동작원리를 살펴보면, 외부로부터 제1 광(R1)이 상기 안티 글래어 코팅층(55)으로 입사된다. 상기 안티 글래어 코팅층(55)은 외부로부터 입사되는 광의 일부는 투과시키고 나머지 일부는 제1 산란광(S1)으로 반사시킨다.

상기 안티 글래어 코팅층(55)을 투과한 광은 제1 편광판(53)을 투과하여 선편광으로 변경되고, 이후 상기 제1 위상차판(51)을 투과하여 원편광인 제2 광(R2)으로 출사된다.

상기 제2 광(R2)은 상기 컬러 필터 기판(30)의 컬러 필터층을 투과할 때, 일부는 제3 광(R3)으로 상기 컬러 필터층(32)을 투과하고 나머지 일부는 상기 컬러 필터층(32)에 의해 제4 광(R4)으로 반사된다. 상기 제4 광(R4)은 상기 안티 글래어 코팅층(55)에 의해 산란되어 제2 산란광(S2)으로 상기 액정표시장치(80)의 외부로 출사된다.

한편 상기 제3 광(R3)은 상기 반사 전극(25)에 의해 반사되어 입사 경로의 역순을 따라 출사된다. 따라서, 상기 제3 광(R3)도 상기 안티 글래어 코팅층(55)에 의해 제3 산란광(S3)으로 출사된다.

그러나, 상기 제1 내지 제3 산란광(S1, S2, S3)은 서로 광 경로차를 가지며, 상기 광 경로차에 의해 무지개 빛 간섭현상이 발생한다. 따라서, 강한 외부광이 있는 환경에서 상기 무지개 빛 간섭현상 때문에 화면의 시인성이 크게 떨어지는 문제점이 발생한다.

이에 본 발명의 기술적 과제는 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 광 간섭현상을 개선할 수 있는 액정표시장치를 제공하는 것이다.

상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 하나의 특징에 따른 액정표시장치는, 하부 기판, 상기 하부 기판과 대향하여 결합하는 상부 기판 및 상기 하부 기판과 상기 상부 기판과의 사이에 구비된 액정층으로 이루어진 액정표시패널; 및 상기 상부 기판 상에 구비되고, 입사광을 편광 및 산란시키고, 상기 액정표시패널의 내부로부터 반사되는 반사광을 부분적으로 투과 또는 차단하기 위한 광학 시트류를 포함하여 이루어진다.

상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 다른 하나의 특징에 따른 액정표시장치는, 하부 기판, 상기 하부 기판과 대향하여 결합하고, 광을 산란시키기 위한 컬러 필터층을 갖는 상부 기판 및 상기 하부 기판과 상기 상부 기판과의 사이에 구비된 액정층으로 이루어지는 액정표시패널; 및 상기 상부 기판 상에 구비되고, 입사광을 편광시키고, 상기 액정표시패널의 내부에서 반사되는 반사광을 부분적으로 투과 또는 차단하기 위한 광학 시트류를 포함하여 이루어진다.

이러한 액정표시장치에 의하면, 상기 확산부재를 상기 위상차판과 상기 상부 기판과의 사이에 구비하여 상기 액정표시장치의 내부에 구비된 반사 전극에 의해 반사된 광만을 투과시킴으로써 무지개 빛 간섭현상을 개선할 수 있다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 상기 반사-투과형 액정표시장치(800)는 크게 박막 트랜지스터 기판(200), 컬러 필터 기판(300) 및 이들 사이에 봉입된 액정층(400)으로 이루어지는 액정표시패널(100), 상기 액정표시패널(100) 상측에 구비되는 제1 광학 시트류(500) 및 상기 액정표시패널(100) 하측에 구비되는 제2 광학 시트류(600)를 포함한다.

상기 박막 트랜지스터 기판(200)은 제1 기판(210), 박막 트랜지스터(220), 유기 절연막(230), 투과 및 반사 전극(240, 250)을 포함한다.

상기 박막 트랜지스터(220)는 게이트 라인(미도시)으로부터 분기된 게이트 전극(221), 상기 게이트 전극(221)을 보호하기 위하여 제1 기판(210) 전면에 적층된 게이트 절연막(222), 상기 게이트 절연막(222) 상에 구비된 반도체층(223) 그리고 데이터 라인(미도시)으로부터 분기된 소오스 전극(224) 및 드레인 전극(225)으로 이루어진다.

상기 박막 트랜지스터(220)가 구비된 상기 제1 기판(220) 상에는 상기 드레인 전극(225)을 노출시키는 상기 유기 절연막(230)이 소정 두께로 구비된다.

한편, 상기 유기 절연막(230) 상에는 상기 콘택홀(235)을 통해 상기 드레인 전극(225)과 전기적으로 연결되고, 상기 액정표시장치(800)의 내부에서 발생된 광을 투과시켜 영상을 표시하기 위한 상기 투과 전극(240)이 구비되며, 상기 투과 전 극(240) 상에는 상기 액정표시장치(800)의 외부에서 공급되는 외부광을 입사받아 이를 반사시킴으로써 영상을 표시하기 위한 상기 반사 전극(250)이 구비된다.

반면, 상기 컬러 필터 기판(300)은 크게 제2 기판(310), 컬러 필터층(320) 및 공통 전극(330)을 포함한다.

상기 컬러 필터층(320)은 상기 제2 기판(310) 상에 구비되며, 일정하게 배열된 R, G, B 색화소로 이루어지고, 상기 공통 전극(330)은 상기 박막 트랜지스터 기판(200)의 화소 전극 즉, 상기 투과 및 반사 전극(240, 250)에 대응하도록 상기 컬러 필터층(220) 상에 구비된다.

상기 액정층(400)에 전압이 인가되지 않은 경우, 상기 액정층(400)은 노멀리 화이트 모드(Normally White Mode) 액정으로써 상기 박막 트랜지스터 기판(200)과 접하는 액정층과 상기 컬러 필터 기판(300)과 접하는 액정층이 서로 90도 비틀린 트위스티드(Twisted) 배열을 하고 있다.

상기 제1 광학 시트류(500)는 제1 편광판(510), 상기 제1 편광판(510) 하측에 구비되는 제1 위상차판(530) 및 상기 제1 위상차판(530)과 상기 컬러 필터 기판(300)의 제2 기판(310)과의 사이에 구비되는 확산부재(550)로 이루어진다.

한편, 상기 제2 광학 시트류(600)는 상기 박막 트랜지스터 기판(200)의 제1 기판(210)의 하측에 구비되는 제2 위상차판(630)과 상기 제2 위상차판(640)의 하측에 구비되는 제2 편광판(610)으로 이루어진다.

일반적으로 상기 제1 및 제2 편광판(510, 610)은 편광축이 서로 수직하도록 구비되고, 상기 제1 및 제2 위상차판(530, 630)은 λ/4 위상차판을 사용한다.

이와 같은 구조를 갖는 상기 액정표시장치(800)에 있어서, 외부로부터 제1 광(L1)이 상기 제1 광학 시트류(500)로 입사되면 상기 제1 광(L1)은 상기 제1 광학 시트류(500)에 의해 편광되고, 산란되어 제4 광(L4)으로 출사된다.

이후, 상기 제4 광(L4)은 상기 반사 전극(250)에 의해 반사되어 입사 경로의 역순으로 진행하는 제6 광(L6)으로 변경되고, 상기 제6 광(L6)은 상기 제1 광학 시트류(500)를 통과하여 산란광인 제9 광(L9)으로 출사된다.

상기 제1 광(L1)이 상기 액정표시장치(800) 내부로 입사되어 상기 반사 전극(250)에 의해 반사된 후, 다시 상기 액정표시장치(800)의 외부로 출사되는 과정에서 상기 제1 광학 시트류(500)의 확산부재(550)나, 상기 컬러 필터층(320)에서 반사가 일어난다. 그러나, 상기 확산부재(550)나 상기 컬러 필터층(320)에서 반사되어 상기 제1 편광판(510)으로 입사된 광은 상기 제1 편광판(510)에 의해 차광된다.

상기 확산부재(550) 및 컬러 필터층(320)에 의해 반사되어 상기 제1 편광판(510)으로 입사되는 광의 동작원리에 대하여 도면을 참조하여 상세하게 후술한다.

이로써, 상기 컬러 필터 기판(300) 상에 상기 제1 광학 시트류(500)를 구비하여 상기 확산부재(550) 및 상기 컬러 필터층(320)에 의해 반사된 광을 차광하고, 상기 반사 전극(250)에 의해 반사된 광을 투과시킴으로써 상기 제1 편광판(510)을 출사한 광 사이에 광 경로차를 없애 무지개 빛 간섭현상을 개선할 수 있다.

도 3을 참조하면, 상기 확산부재(550)는 도 2에 도시된 바와 같이 제1 위상차판(530)과 상기 컬러 필터 기판(300)의 제2 기판(310)과의 사이에 구비되며, 접착수지(550a)와 상기 접착수지(550a)에 내포된 산란 물질(550b)로 이루어진다.

상기 접착수지(550a)는 상기 제1 위상차판(530)과 상기 제2 기판(310)을 서로 접착시키는 접착제 역할을 하며, 상기 산란 물질(550b)은 실리카(silica) 입자들로 이루어지며 상기 확산부재(550)로 입사되는 광이 상기 산란 물질(550b)에 부딪치면 상기 광을 산란시켜 출사시키는 역할을 한다. 여기서, 상기 확산부재(550)는 상기 확산부재(550)로 입사되는 광을 산란시키기 위하여 약 30% 내지 80%의 헤이즈(Haze) 값을 갖도록 한다.

도 4를 참조하면, 외부로부터 제1 광(L1)이 제1 편광판(510)으로 입사된다. 상기 제1 광(L1)은 상기 제1 편광판(510)의 편광축과 동일한 방향으로 진동하는 성분만이 투과되어 선편광인 제2 광(L2)으로 변경된다.

이후, 상기 제2 광(L2)은 제1 위상차판(530)을 투과하여 좌원편광인 제3 광(L3)이 되고, 상기 제3 광(L3)이 확산부재(550)를 통과하면서 상기 확산부재(550)에 구비된 산란 물질(미도시)에 부딪쳐 일부는 입사 경로의 반대 방향으로 산란되어 나가고, 다른 일부는 복수개의 산란광인 제4 광(L4)으로 변경되어 액정층(400)으로 입사된다. 여기서 상기 제4 광(L4)은 좌원편광인 상기 제3 (L3)광이 상기 산란 물질에 부딪치면서 변경된 우원편광이다.

상기 제4 광(L4)이 상기 액정층(400)을 투과하면서, 상기 제4 광(L4)의 진행 방향과 수직하고, 상기 제2 광(L2)의 진동 방향과 수직한 방향으로 진동하는 선편광인 제5 광(L5)으로 변경되며, 상기 제5 광(L5)은 반사 전극(250)에 의해 반사되어 입사 경로의 역순으로 출사된다.

즉, 상기 제5 광(L5)은 상기 액정층(400)을 투과하여 우원편광인 제6 광(L6)으로 변경되고, 상기 제6 광(L6)은 상기 확산부재(550)를 통과하며 상기 산란 물질에 의해 산란광인 제7 광(L7)으로 변경된다. 여기서 상기 제7 광(L7)은 좌원편광이다.

상기 제7 광(L7)은 상기 제1 위상차판(530)을 투과하며 상기 제2 광(L2)과 동일한 방향으로 진동하는 선편광인 제8 광(L8)으로 변경되고, 상기 제8 광(L8)은 상기 제1 편광판(510)의 편광축과 동일한 방향으로 진동하므로 상기 제1 편광판(510)을 투과하여 제9 광(L9)으로 출사된다.

도 5a와 도 5b는 도 2에 도시된 제1 광학 시트류의 동작을 설명하기 위한 도면이다.

도 5a와 도 5b를 참조하면, 외부광인 제1 광(L1)이 상기 제1 광학 시트류(500) 즉, 제1 편광판(510)을 투과하여 선편광인 제2 광(L2)으로 변경된다. 이후, 상기 제2 광(L2)이 제1 위상차판(530)을 투과하여 좌원편광인 제3 광(L3)으로 변경된다.

상기 제3 광(L3)은 확산부재(550)에 구비된 산란 물질(550b)에 의해 반사되어 입사 방향의 반대 방향으로 진행하는 제1 반사광(N1)으로 변경된다. 여기서, 상 기 제1 반사광(N1)은 상기 산란 물질(550b)에 의해 반사되면서 위상이 180도 변경되어 우원편광이 된다.

상기 제1 반사광(N1)은 상기 제1 위상차판(530)을 투과하여 상기 제2 광(L2)의 진동 방향과 수직한 방향으로 진동하는 선편광인 제2 반사광(N2)이 되며, 상기 제2 반사광(N2)은 진동 방향이 상기 제1 편광판(510)의 편광축과 수직한 방향이므로 상기 제2 반사광(N2)은 상기 제1 편광판(510)을 투과하지 못하고 차광된다.

도 6a와 도 6b는 도 2에 도시된 제1 광학 시트류의 다른 동작을 설명하기 위한 도면이다.

도 6a와 도 6b를 참조하면, 외부광인 제1 광(L1)이 상기 제1 광학 시트류(500)의 제1 편광판(510) 및 제1 위상차판(530)을 투과하여 좌원편광인 제3 광(L3)으로 변경된다. 이후, 상기 제3 광(L3)이 확산부재(550)의 산란 물질(550b)에 부딪쳐 산란되는 경우 상기 제3 광(L3)은 우원편광인 제4 광(L4)으로 변경된다.

이후, 상기 제4 광(L4)은 컬러 필터 기판(300)의 컬러 필터층(320)에 입사되어 일부가 반사되고, 나머지 일부는 상기 컬러 필터층(320)을 투과한다.

이때, 상기 제4 광(L4) 중에서 일부는 상기 컬러 필터층(320)에 의해 반사되어 좌원편광인 제3 반사광(N3)으로 변경된다.

상기 제3 반사광(N3)은 상기 확산부재(550)를 투과하며 우원편광인 제4 반사광(N4)으로 변경된 후, 상기 제4 반사광(N4)은 상기 제1 위상차판(510)을 투과하며 상기 제2 광(L2)의 진동 방향과 수직한 방향으로 진동하는 선편광인 제5 반사광(N5)이 된다.

그러나, 상기 제5 반사광(N5)은 상기 제1 편광판(510)의 편광축과 수직한 방향으로 진동하는 선편광으로서 상기 제1 편광판(510)을 투과하지 못하고 차광된다.

도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 반사-투과형 액정표시장치를 나타낸 단면도이고, 도 8은 도 7에 도시된 컬러 필터 기판을 설명하기 위한 부분 확대도이다.

도 7과 도 8을 참조하며, 본 발명의 제2 실시예에 따른 반사-투과형 액정표시장치는(900) 크게 박막 트랜지스터 기판(200), 상기 박막 트랜지스터 기판(200)과 대향하는 컬러 필터 기판(300a) 및 이들 사이에 봉입된 액정층(400)으로 이루어지는 액정표시패널(100a), 상기 액정표시패널(100a) 상측에 구비되는 제1 광학 시트류(500a) 및 상기 액정표시패널(100a) 하측에 구비되는 제2 광학 시트류(600)를 포함한다.

상기 컬러 필터 기판(300a)은 제2 기판(310), 상기 제2 기판(310) 상에 R, G, B 색화소(325R, 325G, 325G)로 이루어지고, 내부에 광을 산란시키기 위한 산란 물질(327)을 함유하는 컬러 필터층(325) 및 상기 컬러 필터층(325) 상에 구비되는 공통 전극(330)으로 이루어진다. 여기서 상기 컬러 필터층(325)은 30% 내지 80%의 헤이즈(Haze) 값을 갖는다.

한편, 상기 제1 광학 시트류(550a)는 상기 컬러 필터 기판(300a)의 제2 기판(310) 상에 구비되는 제1 위상차판(530)과 상기 제1 위상차판(530) 상에 구비되는 제1 편광판(510)으로 이루어진다.

상기 액정표시장치(900)의 외부로부터 제1 광(L1)이 상기 제1 편광판(510) 및 제1 위상차판(530)을 투과하여 좌원편광인 제10 광(L10)으로 변경되고, 상기 컬러 필터층(325)으로 입사된다.

상기 컬러 필터층(325)으로 입사하는 상기 제10 광(L10)은 상기 컬러 필터층(325)에 구비된 상기 산란 물질(327)에 의하여 산란광인 제11(L11) 광으로 출사된다. 상기 제11 광(L11)은 상기 산란 물질(327)에 의해 반사되므로 우원편광이 된다.

이후, 상기 제11 광(L11)이 상기 액정층(400)을 투과하면서 상기 제1 편광판(510)을 투과한 선편광의 진동 방향과 수직한 방향으로 진동하는 선편광인 제12 광(L12)으로 변경된다.

상기 제12 광(L12)은 상술한 입사 경로의 역순으로 상기 액정표시장치(900)의 외부로 출사된다. 즉, 상기 제12 광(L12)은 상기 액정층(400)을 투과하여 우원편광인 제13 광(L13)으로 변경되고, 상기 제13 광(L13)은 상기 컬러 필터층(325)에 구비된 산란 물질(327)에 부딪쳐 산란되어 좌원편광인 제14 광(L14)이 된다.

상기 제14 광(L14)은 제1 위상차판(530)을 투과하여 상기 제1 편광판(510)의 편광축과 동일한 방향으로 진동하는 선편광으로 변경되고, 상기 선편광은 상기 제1 편광판(510)을 투과하는 제15 광(L15)이 된다.

상기 액정표시장치(900)에 있어서, 내부에 적층된 복수의 기판에 의해 입사되는 광 중 일부가 반사되는 경우에는 도 5a 내지 6b를 참조하여 설명한 바와 같이 상기 반사광이 편광판에 의해 차광된다.

상기 컬러 필터층(325) 내부에 확산수단인 상기 산란 물질(327)을 구비함으 로써 상기 액정표시장치(900)의 외부로부터 입사되는 광 중에 입사 방향과 반대 방향으로 반사되는 광을 차광하고, 상기 반사 전극(250)에 의해 반사된 광을 투과시킴으로써 상기 제1 편광판(510)을 출사한 광 사이에 광 경로차를 없애 무지개 빛 간섭현상을 개선할 수 있다.

도 9는 본 발명의 제3 실시예에 따른 반사-투과형 액정표시장치를 나타낸 단면도이고, 도 10은 도 9에 도시된 반사-투과형 액정표시장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.

먼저 도 9를 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 반사-투과형 액정표시장치(1000)는 크게 박막 트랜지스터 기판(200a), 컬러 필터 기판(300) 및 이들 사이에 봉입된 액정층(400a)으로 이루어지는 액정표시패널(100b), 상기 액정표시패널(100b) 상측에 구비되는 제1 광학 시트류(500) 및 상기 액정표시패널(100a) 하측에 구비되는 제2 광학 시트류(600)를 포함한다.

상기 박막 트랜지스터 기판(200a)은 제1 기판(210) 상에 구비된 박막 트랜지스터(220), 상기 박막 트랜지스터(220)를 덮는 유기 절연막(230a), 상기 유기 절연막(230a) 상에 구비되는 투과 전극(240a) 및 반사 전극(250a)을 포함한다.

상기 유기 절연막(230a)에는 상기 박막 트랜지스터(220)의 드레인 전극(225)을 노출시키는 콘택홀(235) 및 게이트 절연막(222)을 노출시키는 투과창(237)이 형성되어 있다.

여기서, 상기 투과창(237)은 상기 게이트 절연막(222)의 일부 영역을 노출시키도록 형성되어 있으나, 상기 게이트 절연막(222)이 아닌 상기 제1 기판(210)의 일정 영역을 노출시키도록 형성될 수도 있다.

상기 투과 전극(240a)은 상기 유기 절연막(250a) 상에 구비되어, 상기 콘택홀(235)을 통해 상기 드레인 전극(225)과 전기적으로 연결되며, 상기 투과창(237) 영역을 덮는다.

상기 반사 전극(250a)은 상기 투과 전극(240a) 상에 구비되어 반사 영역을 정의하고, 상기 투과창(237)에 대응하는 영역이 제거되어 상기 투과 전극(240a)을 노출시킴으로써 투과 영역을 정의한다.

도면에 도시하지는 않았지만 투명 기판(210) 상에 구비된 박막 트랜지스터의 드레인 전극을 덮도록 상기 투명 기판 상에 균일한 두께로 투과 전극을 구비하고, 상기 드레인 전극과 상기 투과 전극과의 연결부를 덮도록 유기 절연막을 구비하며, 상기 유기 절연막에 반사 전극을 구비함으로써 박막 트랜지스터 기판을 형성할 수 있다.

이때, 상기 투과 전극 상에 구비된 유기 절연막은 투과 영역을 정의하도록 소정 영역이 제거되어 투과창을 형성하여 상기 투과 전극을 노출시키며, 상기 반사 전극은 상기 투과창의 가장자리를 따라 상기 투과 전극과 전기적으로 연결된다.

한편, 상기 컬러 필터 기판(300)은 제2 기판(310) 상에 R, G, B 색화소로 이루어진 컬러 필터층(320)과, 상기 컬러 필터층(320) 상에 구비된 공통 전극(330)을 포함하여 이루어진다.

상기 액정층(400a)은 상기 반사 전극(250a) 상에 제1 두께(D1)를 가지고, 상기 투과 전극(240a) 상에 제2 두께(D2)를 가지고 구비된다. 여기서, 상기 제2 두께(D2)는 상기 제1 두께(D1)의 두 배이다.

상기 제1 광학 시트류(500)는 제1 편광판(510), 제1 위상차판(530) 및 확산부재(550)로 이루어지고, 상기 제2 광학 시트류(600)는 제2 편광판(610) 및 제2 위상차판(630)으로 이루어진다. 여기서, 상기 제1 광학 시트류(500) 및 상기 제2 광학 시트류(600)는 도 2에 도시된 제1 및 제2 광학 시트류(500, 600)와 구성 및 작용이 동일하므로 이하에서 설명을 생략한다.

일반적으로 단일 두께를 가지고 구비되는 액정층을 갖는 반사-투과형 액정표시장치는 편광 특성으로 인하여 상기 투과 영역에서 광손실이 발생한다. 따라서, 이를 방지하기 위하여 상술한 바와 같이 상기 액정층(400a)이 상기 투과 영역과 상기 반사 영역에서 서로 다른 두께를 갖도록 하고, 아울러 상기 액정층(400a)을 비틀림각이 0도가 되도록 호모지니어스(homogeneous) 배열한다.

이와 같이 멀티 셀 갭(multi-cellgap)을 갖는 액정표시장치(1000)에 있어서, 외부로부터 입사되는 제1 광(L1)은 상기 도 4에 도시된 바와 같이 제1 광학 시트류(500)를 투과하여 우원편광인 제4 광(L4)으로 변경되고, 상기 제4 광(L4)은 상기 액정층(400a)으로 입사된다. 이후, 상기 반사 전극(250a)에 의해 반사된 광은 입사 경로의 역순으로 진행하여 제6 광(L6)이 되고, 상기 제6 광(L6)은 상기 제1 광학 시트류(500)에 의하여 산란광인 제9 광(L9)으로 변경된다.

한편, 상기 제1 광(L1)이 상기 액정표시장치(1000)의 내부로 입사되어, 상기 반사 전극(250a)이 아닌 다른 영역 특히, 상기 확산부재(550) 또는 상기 컬러 필터층(320)에 의해 반사되는 경우 도 5a 내지 도 6b에 도시된 바와 같이 상기 제1 편 광판(510)에 의해 차광된다.

또한, 상기 제1 광(L1)이 상기 제2 두께(D2)를 갖는 상기 액정층(400a)을 투과하여 상기 투과 전극(240a)으로 입사되는 경우에도 상기 제1 편광판(510)에 의해 차광된다.

이하에서 도 10을 참조하여 상기 액정표시장치(1000)의 외부로부터 입사되어 상기 투과 전극(240a)에 의해 반사된 광이 상기 제1 광학 시트류(510)에 의해 차광되는 과정을 상세하게 설명한다.

먼저, 상기 액정표시장치(1000)의 외부로부터 제1 광(L1)이 상기 제1 편광판(510)을 투과하여 선편광인 제16 광(L16)으로 변경되고, 상기 제16 광(L16)은 상기 제1 위상차판(530)을 투과하여 좌원편광인 제17 광(L17)으로 변경된 후 상기 확산부재(550)로 입사된다.

상기 확산부재(550)로 입사하는 상기 제17 광(L17)은 상기 확산부재(500)에 구비된 산란물질에 부딪쳐 산란광인 제18 광(L18)으로 출사되어 상기 액정층(400a)을 투과한다. 상기 제18 광(L18)이 상기 액정층(400a)을 투과하면서 좌원편광인 제19 광(L19)으로 변경된다.

상기 제19 광(L19)은 상기 투과 전극(240a)에 부딪쳐 우원편광인 제20 광(L20)으로 변경된다. 이때, 상기 제19 광(L19)이 상기 투과 전극(240a)에 반사되지 않고 상기 반사 전극(250a) 하측에 구비된 상기 게이트 절연막(222) 또는 상기 제1 기판(210)에 의해 반사되는 경우에도 같다.

이후, 상기 제20 광(L20)은 상기 액정층(400a)을 투과하여 좌원편광인 제21 광(L21)이 되고, 상기 제21 광(L21)은 상기 확산부재(550)를 투과하여 산란광인 제22 광(L22)이 된다.

상기 제22 광(L22)은 우원편광으로서 상기 제1 위상차판(530)을 투과하면서 상기 제1 편광판(510)의 편광축과 수직한 방향으로 진동하는 선편광인 제23 광(L23)으로 변경된다.

따라서, 상기 제23 광(L23)은 상기 제1 편광판(510)을 투과하지 못하고 상기 제1 편광판(510)에 의해 차광된다.

이로써, 상기 컬러 필터 기판(300) 상에 상기 제1 광학 시트류(500)를 구비하여 상기 확산부재(550), 상기 컬러 필터층(320) 및 상기 투과 영역으로부터 반사된 광을 차광하고, 상기 반사 전극(250)에 의해 반사된 광을 투과시킴으로써 상기 제1 편광판(510)을 출사한 광 사이에 광 경로차를 없애 무지개 빛 간섭현상을 개선할 수 있다.

도 2 내지 도 8을 참조하여 반사-투과형 액정표시장치를 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고 외부로부터 입사되는 광을 제공받아 영상을 표시하는 반사 모드를 갖는 반사형 액정표시장치에도 적용할 수 있음은 자명하다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 액정표시패널의 상측에 입사되는 광을 편광시키고 산란시키기 위한 광학 시트류를 구비한다.

이로써, 외부로부터 광이 입사되면 상기 광학 시트류를 통하여 상기 액정표시패널 내부에 적층된 복수의 기판이나 시트(sheet)에 의해 반사되는 광은 차광하 고, 상기 액정표시패널의 내부에 구비된 반사 전극에 의해 반사된 광을 투과시킨다. 따라서, 상기 광학 시트류를 투과한 광의 광 경로차를 제거하여 광 경로차에 의한 무지개 빛 간섭현상을 개선할 수 있다.

이상에서는 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims

하부 기판, 상기 하부 기판과 대향하여 결합하는 상부 기판 및 상기 하부 기판과 상기 상부 기판과의 사이에 구비된 액정층으로 이루어진 액정표시패널; 및

상기 상부 기판 상에 구비되고, 입사광을 편광 및 산란시키고, 상기 액정표시패널의 내부로부터 반사되는 반사광을 부분적으로 투과 또는 차단하기 위한 광학 시트류를 포함하고,

상기 광학 시트류는 상기 반사광 중에서 상기 액정표시패널의 내부에 구비된 반사 전극에 의해 반사된 광을 투과시키고, 상기 반사 전극 이외의 영역으로부터 반사되는 광은 차단하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
삭제
제1항에 있어서, 상기 광학 시트류는,

상기 상부 기판 상에 구비되어 광을 산란시키는 확산부재;

상기 확산부재 상에 구비되어 광을 제1 편광으로 변경시키는 위상차판;

상기 위상차판 상에 구비되어 광을 제2 편광으로 변경시키는 편광판을 포함하고,

상기 확산부재는 상기 위상차판을 상기 상부 기판에 접착시키는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제3항에 있어서, 상기 확산부재는 접착 수지와 상기 접착 수지에 함유된 산란 물질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제3항에 있어서, 상기 확산부재는 30% 내지 80%의 헤이즈(Haze) 값을 갖는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
하부 기판, 상기 하부 기판과 대향하여 결합하고, 광을 산란시키기 위한 컬러 필터층을 갖는 상부 기판 및 상기 하부 기판과 상기 상부 기판과의 사이에 구비된 액정층으로 이루어지는 액정표시패널; 및

상기 상부 기판 상에 구비되고, 입사광을 편광시키고, 상기 액정표시패널의 내부에서 반사되는 반사광을 부분적으로 투과 또는 차단하기 위한 광학 시트류를 포함하고,

상기 광학 시트류는 상기 반사광 중에서 상기 액정표시패널의 내부에 구비된 반사 전극에 의해 반사되는 광을 투과시키고, 상기 반사 전극 이외의 영역으로부터 반사되는 광은 차단하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
삭제
제6항에 있어서, 상기 컬러 필터층은,

복수개의 색화소; 및

상기 색화소에 내포된 산란 물질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정표시 장치.
제8항에 있어서, 상기 컬러 필터층은 30% 내지 80%의 헤이즈(Haze)값을 갖는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제6항에 있어서, 상기 광학 시트류는,

상기 상부 기판 상에 구비되어 광을 제1 편광으로 변경시키는 위상차판; 및

상기 위상차판 상에 구비되어 광을 제2 편광으로 변경시키는 편광판으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.