KR101274682B1 - liquid crystal display device and method for manufacturing thereof - Google Patents
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Abstract
백(白) 화소를 형성할 필요없이 상하좌우 방향에 시야각 조정을 행할 수 있는 FFS 방식의 액정표시장치를 얻는다.An FFS type liquid crystal display device capable of adjusting the viewing angle in the up, down, left, and right directions without forming white pixels is obtained.
화소의 집합으로 이루어진 표시화면을 갖는 FFS 방식의 액정표시장치에 있어서, 하나의 화소 각각은 "<"형태의 슬릿을 가지는 화소 전극을 구비하며, 인가되는 전압에 의해 상기 "<"형태의 슬릿과 대응하는 방향으로 액정분자가 기울어지도록 배향 제어된 표시 제어 영역과, "─" 또는 "│"형태의 슬릿을 가지는 시야각 제어 전극을 구비하며, 상기 표시 제어 영역의 공통 라인과는 독립한 시야각 제어라인을 통해 인가되는 제어전압에 따라 액정 분자가 상하방위 또는 좌우 방위로 기울어지도록 배향제어되는 시야각 제어 영역을 구비하며, 상기 표시 제어 영역과 시야각 제어 영역에는 공통 전극이 공통으로 형성되며, 상기 시야각 제어 영역에 대향하는 기판 위에 칼라 필터에 의한 착색층을 만들지 않는 것을 특징으로 한다.In an FFS type liquid crystal display device having a display screen composed of a set of pixels, each pixel includes a pixel electrode having a slit of "<" type, and the slit of the "<" type by the applied voltage. A display control region in which the liquid crystal molecules are tilted in a corresponding direction, and a viewing angle control electrode having a slit in the form of "-" or "-", and a viewing angle control line independent of the common line of the display control region. And a viewing angle control region in which the liquid crystal molecules are inclined in the up-down direction or the left-right direction according to a control voltage applied through the display voltage, and a common electrode is formed in common in the display control region and the viewing angle control region. It is characterized by not making a colored layer by a color filter on the board | substrate which opposes.
시야각 조정, 액정표시장치, 액정분자, FFS Viewing angle adjustment, liquid crystal display, liquid crystal molecule, FFS
Description
도 1은 본 발명의 실시예에서 FFS 방식의 액정표시장치의 화소근접의 평면도이다.1 is a plan view of pixel proximity of an FFS type liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 실시예에서 좌우방위의 공통전극을 갖는 시야각 제어 영역에서의 액정분자의 동작 설명도이다.FIG. 2 is a diagram illustrating the operation of liquid crystal molecules in a viewing angle control region having left and right common electrodes in an embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 실시예에서 액정표시장치의 제조방법의 공정 설명도이다.3 is a process explanatory diagram of a method of manufacturing a liquid crystal display device in an embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 실시예에서 액정표시장치의 도 3의 제조공정에 의해 형성된 화소 근접의 평면도이다.FIG. 4 is a plan view of a pixel vicinity formed by the manufacturing process of FIG. 3 of the liquid crystal display according to the exemplary embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 실시예에서 시야각 제어 영역의 전압인가에 의한 시야각 의존의 휘도 분포를 나타낸 도면이다.FIG. 5 is a diagram illustrating a luminance distribution depending on a viewing angle according to voltage application of a viewing angle control region in an embodiment of the present invention.
도 6은 본 발명의 실시예에서 FFS 방식의 액정표시장치의 화소근접의 다른 평면도이다.6 is another plan view of pixel proximity of an FFS type liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 7은 본 발명의 실시예에서 시야각 제어 영역의 전압인가에 의한 시야각 의존의 휘도 분포를 나타낸 다른 도면이다.FIG. 7 is another diagram illustrating a luminance distribution depending on a viewing angle by applying a voltage to a viewing angle control region in an exemplary embodiment of the present invention.
도 8은 비밀 모드를 갖는 종래의 액정표시장치의 설명도이다.8 is an explanatory diagram of a conventional liquid crystal display device having a secret mode.
도 9는 수직 배향형 액정표시장치를 정면에서 볼 때의 액정분자의 모양을 나 타낸 도면이다.9 is a view showing the shape of the liquid crystal molecules when the vertical alignment liquid crystal display device is viewed from the front.
도 10은 수직 배향형 액정표시장치를 기울어서 볼 때의 액정분자의 모양을 나타낸 도면이다.FIG. 10 is a view showing the shape of liquid crystal molecules when the vertically aligned liquid crystal display is tilted. FIG.
도 11은 표시의 비밀성을 제어하기 위한 구체적인 구성을 나타낸 도면이다.11 is a diagram showing a specific configuration for controlling the confidentiality of the display.
도 12는 도 11에서 각 부화소의 액정분자 배열상태를 나타낸 도면이다.FIG. 12 is a diagram illustrating an arrangement state of liquid crystal molecules of each subpixel in FIG. 11.
도 13은 종래의 FFS 방식의 액정표시장치의 근접화소의 평면도이다.Fig. 13 is a plan view of a proximity pixel of a conventional FFS type liquid crystal display device.
도 14는 종래의 FFS 방식의 액정표시장치의 전압인가에 의한 액정분자의 동작 설명도이다.Fig. 14 is an explanatory view of the operation of liquid crystal molecules by applying voltage of a conventional FFS type liquid crystal display device.
도면의 주요 부분에 대한 부호 설명DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG.
10 : 표시 제어 영역 11, 11a, 11b : 공통전극10:
20 : 시야각 제어 영역 21a, 21b : 공통전극20: viewing
30 : 시야각 제어 라인 40 : 기판30: viewing angle control line 40: substrate
41 : 게이트 전극 42 : 게이트 패드41: gate electrode 42: gate pad
43 : 데이터 패드 44 : 게이트 절연막43: data pad 44: gate insulating film
45 : 소오스 전극 46 : 드레인 전극45
47a : 제 1 패시베이션층 47b : 제 2 패시베이션층47a: first passivation layer 47b: second passivation layer
48 : 화소전극 49 : 시야각 제어전극48: pixel electrode 49: viewing angle control electrode
50 : 포토 아크릴층 51a,51b : 공통전극50: photo acrylic layer 51a, 51b: common electrode
본 발명은 시야각 제어가 가능한 액정표시장치 및 그의 제조방법에 관한 것으로, 특히 FFS(Fringe Field Switching) 구조를 구비한 것에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
액정표시장치, 특히 TFT(Thin Film Transistor : 박막트랜지스터)를 이용한 액정표시장치가 넓게는 휴대전화에서 대형 텔레비전까지 이용되고 있다.2. Description of the Related Art A liquid crystal display device, in particular, a liquid crystal display device using a TFT (Thin Film Transistor) is widely used from a cellular phone to a large-sized television.
이 중에서 개인적으로 사용하는 표시장치에 있어서는, 사용하고 있는 본인에게는 보이지만, 옆에서 들여다보아도 보이지 않는 표시장치가 요구되고 있다.Among the display devices used individually, there is a demand for a display device which is visible to the person who is using it, but which is invisible even when viewed from the side.
특히, 어느 때에는 표시화면을 다수 인(人)이 공유하고, 어느 때에는 개인만 사용할 수 있도록 한 것이 바람직하다.Particularly, it is preferable that a display screen is shared by a large number of people at some time, and that only a single person can use the display screen at any time.
도 8은 비밀 모드를 갖는 종래 액정표시장치의 설명도이다.8 is an explanatory diagram of a conventional liquid crystal display device having a secret mode.
도 8에 나타낸 바와 같은 비밀 모드를 갖는 디스플레이가 제안되고 있다(예를 들면, 특허문헌 1참조).A display having a secret mode as shown in Fig. 8 has been proposed (see
도 8에서, 액정패널을 배면측에서 조사하는 백라이트로서는, 지향성이 강한 것이 사용되고 있다. In FIG. 8, as a backlight which irradiates a liquid crystal panel from the back side, the thing with strong directivity is used.
그리고 통상의 액정패널과 이 지향성 백라이트 사이에, 산란 상태 및 비(非)산란 상태를 절환하는 예를 들면, 폴리머 분산형 액정패널(산란 및 비산란 스위칭)이 형성되어 있다.For example, a polymer dispersed liquid crystal panel (scattering and non-scattering switching) is formed between the normal liquid crystal panel and the directional backlight to switch the scattering state and the non-scattering state.
산란층이 비산란 상태인 경우에는, 백라이트로부터의 광은, 정면으로밖에 조사되지 않기 때문에 기울어진 표시를 볼 수 없다. When the scattering layer is in the non-scattering state, the light from the backlight is not irradiated only to the front side, so that a tilted display can not be seen.
한편, 산란층이 산란 상태인 경우에는, 백라이트 광은 기울어진 방향에도 조 사되기 때문에 기울어진 표시를 볼 수 있어 표시를 복수 인이 공유할 수 있다.On the other hand, when the scattering layer is in the scattering state, since the backlight light is also examined in the inclined direction, the inclined display can be seen and the display can be shared by a plurality of people.
이 경우에는 통상의 액정패널과는 다르게 특별한 액정패널을 만들 필요가 있기 때문에 고가가 되어 버린다는 문제가 발생했다.In this case, since it is necessary to make a special liquid crystal panel different from the ordinary liquid crystal panel, there is a problem that it becomes expensive.
이 문제를 해결하기 위한 방책으로서, 수직배향형 액정표시장치를 이용하는 방법이 제안되고 있다. 이하, 그 기본원리를 도 9 내지 도 12를 이용하여 설명한다.As a solution to this problem, a method using a vertically aligned liquid crystal display device has been proposed. Hereinafter, the basic principle will be described with reference to FIGS. 9 to 12.
도 9는 수직 배향형 액정표시장치를 정면에서 보았을 때의 액정분자의 모양을 나타낸 도면이다.9 is a view showing the shape of the liquid crystal molecules when the vertical alignment liquid crystal display is viewed from the front.
도 9(a)의 전압 무인가 상태에서 액정분자는 수직 배향하고 있고, 도 9(b)와 같이 전압이 인가되면 액정분자는 상(上)방향으로 기울어진 경우를 나타내고 있다.The liquid crystal molecules are vertically aligned in the state where no voltage is applied in FIG. 9 (a). When the voltage is applied as in FIG. 9 (b), the liquid crystal molecules are inclined in the upward direction.
편광자(polarizer)와 검광자(analyser)는 각각 상하방위 및 좌우방위로 그 흡수축을 향하고 있다.The polarizer and the analyzer are directed to the absorption axis in the vertical direction and the left and right directions, respectively.
도 9(a)는 전압 무인가의 수직 배향한 액정패널을 정면에서 본 경우를 나타내고 있다. 액정분자의 복굴절(複屈折)은 발현되지 않고 모든 광은 누설되지 않는다.Fig. 9A shows the case where the voltage-free vertically aligned liquid crystal panel is viewed from the front. The birefringence of liquid crystal molecules is not expressed and all the light does not leak.
한편, 도 9(b)는 전압 인가된 액정패널을 정면에서 본 경우이다. 액정분자의 광축은 편광자의 흡수축과 평행이고, 결과 역시 복굴절은 보이지 않고 모든 광은 누설되지 않는다.FIG. 9B is a front view of the liquid crystal panel to which voltage is applied. The optical axis of the liquid crystal molecules is parallel to the absorption axis of the polarizer. As a result, birefringence is also not seen and all light is not leaked.
이에 비해 도 10은 수직 배향형 액정표시장치를 경사지게 볼 때의 액정분자의 모양을 나타낸 도면이다.10 is a view showing the shape of the liquid crystal molecules when the vertically aligned liquid crystal display device is viewed obliquely.
도 10(a)에 나타낸 바와 같이, 전압 무인가의 경우에는 액정분자의 축은 검광자(analyser)의 흡수축에 평행으로 보이기 때문에 광은 누설되지 않는다.As shown in Fig. 10A, when no voltage is applied, the axis of the liquid crystal molecules appears parallel to the absorption axis of the analyzer, so that light does not leak.
한편, 도 10(b)에 나타낸 바와 같이, 전압인가의 경우에는 액정분자의 축은 편광자나 검광자의 축에서 어긋나게 되고 복굴절이 발현되어 광이 누설되고 있다.On the other hand, as shown in Fig. 10B, when voltage is applied, the axis of the liquid crystal molecules is shifted from the axis of the polarizer and the analyzer, and birefringence is expressed, and light is leaked.
상기 광의 누설을 이용하면, 상기 좌우방향에서는 표시 콘트라스트가 극단(極端)으로 떨어지게 되어 횡(橫)방향에서 표시를 보아도 무엇이 써 있는지 알 수가 없게 된다. 따라서 이 현상을 이용하여 표시의 비밀성을 제어할 수 있다.When the leakage of the light is used, the display contrast falls to extreme in the left and right direction, and it is impossible to know what is written even in the display in the lateral direction. Therefore, the confidentiality of the display can be controlled using this phenomenon.
도 11은 표시의 비밀성을 제어하기 위한 구체적인 구성을 나타낸 도면이다.11 is a diagram showing a specific configuration for controlling the confidentiality of the display.
도 11에서, 하나의 화소내에는 RGB의 부(副)화소에 백(W)의 부화소가 추가로 형성되어 있다. In Fig. 11, a subpixel of white (W) is further formed in a subpixel of RGB in one pixel.
또한, 도 12는 도 11에서 각 부화소의 액정분자의 배열상태를 나타낸 도면이다. 도 12에 나타낸 바와 같이, 상기 백의 화소 부분의 액정분자의 배향 상태를 다른 RGB와는 다르게 상하방위로 하고 있다.12 is a diagram illustrating an arrangement state of liquid crystal molecules of each subpixel in FIG. 11. As shown in Fig. 12, the alignment state of the liquid crystal molecules of the pixel portion of the bag is made up and down unlike the other RGB.
이에 비해 백 화소의 부분에 전압을 인가하지 않는 경우에는 이 부분은 모두 표시에는 기여하지 않기 때문에 통상의 표시가 실현된다.On the other hand, when no voltage is applied to the portion of the white pixel, all of these portions do not contribute to the display, so that normal display is realized.
한편, 백 화소의 부분에 전압이 인가된 경우에는, 백 표시가 전면(前面)에 좌우방위로서 행해지게 된다. 그 결과 디스플레이의 콘트라스트가 좌우 시각 방위로 저하하게 되고 타인에게 표시를 보여질 염려가 경감(輕減)된다.On the other hand, when a voltage is applied to the part of the white pixel, the white display is performed as the left and right direction on the front surface. As a result, the contrast of the display is lowered to the left and right visual orientation, and the fear of showing the display to others is reduced.
이어, 공통전극의 형상을 "<"자 모양으로 하는 것에 의해, 시야각을 개선한 종래의 FFS(Fringe Field Switching) 방식의 액정표시장치에 관해서 설명한다.Next, a conventional liquid crystal display device of a conventional FFS (Fringe Field Switching) system in which the viewing angle is improved by setting the shape of the common electrode to a "<" shape will be described.
도 13은 종래의 FFS 방식의 액정표시장치의 RGB 각 화소의 평면도이다. 더구나 도 14는 종래의 FFS 방식의 액정표시장치의 전압인가에 의한 액정분자의 동작 설명도이다.Fig. 13 is a plan view of each RGB pixel of the conventional FFS type liquid crystal display device. 14 is an explanatory view of the operation of liquid crystal molecules by applying a voltage of a conventional FFS type liquid crystal display device.
도 13에 나타낸 바와 같이, 종래의 액정표시장치에서는, 액정의 쓰러지는 방향을 규정하기 위해 "<"자 모양의 공통전극이 형성되어 있다. As shown in Fig. 13, in the conventional liquid crystal display device, a "<" shaped common electrode is formed to define the falling direction of the liquid crystal.
그리고 액정분자는 전압 무(無)인가 상태에서는 도 14(a)에 나타낸 바와 같이, 수직 방향을 향하고 있다.In the state where no voltage is applied, the liquid crystal molecules are directed in the vertical direction as shown in Fig. 14A.
한편, 액정분자는 전압 인가상태에서는 도 14(b)에 나타낸 바와 같이 공통전극에 의한 기울어진 전계의 영향으로 결정되어진 방향 즉, 공통전극의 신장된 방향과 수직한 방향으로 쓰러진다.On the other hand, in the voltage application state, the liquid crystal molecules fall in the direction determined by the influence of the inclined electric field by the common electrode, that is, the direction perpendicular to the extended direction of the common electrode, as shown in FIG.
이것에 의해 "<"자와 대응하는 2방향으로 액정이 쓰러지는 것이 가능하게 되어 양호한 시야각을 갖는 액정표시장치가 실현되고 있다.As a result, the liquid crystal can fall in two directions corresponding to the " " characters and a liquid crystal display device having a good viewing angle is realized.
특허문헌 1 일본공개특허 특개평 5-72529호 공보Patent Document 1: JP-A-5-72529
그러나 종래 기술에 의한 액정표시장치는 다음과 같은 문제가 있다. However, the conventional liquid crystal display has the following problems.
첫째, 백 화소를 형성하는 구성으로 되어 있지만, 백 수지(樹脂)를 새롭게 형성할 필요가 있고, 구동이 종래와 달라지게 된다.First, although it is set as the structure which forms a white pixel, it is necessary to form a white resin newly, and driving becomes different from the former.
둘째, 공통전극을 "<"자 모양으로 하는 것에 의해 특정 방향의 시인성은 개선되지만 필요에 따라 비밀성을 갖도록 제어하는 것은 할 수가 없었다.Second, the visibility of the specific direction is improved by making the common electrode "<", but it cannot be controlled to have a secrecy as needed.
본 발명은 종래와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로 백 화소를 형성할 필요 가 없이 상하좌우 방향으로 시야각 조정을 행할 수 있는 FFS 방식의 액정표시장치 및 그의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.Disclosure of Invention The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and an object thereof is to provide an FFS type liquid crystal display device and a method of manufacturing the same, which can adjust the viewing angle in the up, down, left, and right directions without forming a white pixel.
본 발명에 의한 액정표시장치는, 화소의 집합으로 이루어진 표시화면을 갖는 FFS 방식의 액정표시장치에 있어서, 하나의 화소 각각은 "<"형태의 슬릿을 가지는 화소 전극을 구비하며, 인가되는 전압에 의해 상기 "<"형태의 슬릿과 대응하는 방향으로 액정분자가 기울어지도록 배향 제어된 표시 제어 영역과, "─" 또는 "│"형태의 슬릿을 가지는 시야각 제어 전극을 구비하며, 상기 표시 제어 영역의 공통 라인과는 독립한 시야각 제어라인을 통해 인가되는 제어전압에 따라 액정 분자가 상하방위 또는 좌우 방위로 기울어지도록 배향제어되는 시야각 제어 영역을 구비하며, 상기 표시 제어 영역과 시야각 제어 영역에는 공통 전극이 공통으로 형성되며, 상기 시야각 제어 영역에 대향하는 기판 위에 칼라 필터에 의한 착색층을 만들지 않는 것을 특징으로 한다.A liquid crystal display device according to the present invention is an FFS type liquid crystal display device having a display screen made up of a set of pixels, each pixel having pixel electrodes having a slit of " " And a viewing angle control electrode having an alignment control such that liquid crystal molecules are inclined in a direction corresponding to the slit of the " " shape, and a viewing angle control electrode having a slit of the "-" And a viewing angle control area in which the liquid crystal molecules are inclined in the up-down direction or the left-right direction according to a control voltage applied through a viewing angle control line independent of the common line. The display control area and the viewing angle control area have a common electrode. It is formed in common and does not make a colored layer by a color filter on a substrate facing the viewing angle control region. do.
또한, 본 발명에 의한 액정표시장치의 제조방법은 기판 상에 게이트 전극, 게이트 패드, 데이터 패드를 형성하는 제 1 공정과, 게이트 절연막을 형성함과 함께 상기 게이트 전극상에 소오스 전극 및 드레인 전극을 형성하는 제 2 공정과, 제 1 패시베이션층 및 포토 아크릴층을 상기 기판 전면에 차례로 형성한 후에 콘택홀을 형성하는 제 3 공정과, 표시 제어 영역용 및 시야각 제어용의 공통 전극과, 채널 영역 상의 공통전극을 상기 소오스 전극과 화소 전극이 접촉되는 영역에서 분리하여 형성하는 제 4 공정과, 제 2 패시베이션층을 상기 기판 전면에 형성한 후 콘택홀을 형성하는 제 5 공정과, 상기 표시 제어 영역에 "<"형태의 슬릿을 가지는 상기 화소전극을 형성함과 함께 각각의 화소의 표시 제어 영역에 대응하는 시야각 제어 영역의 액정 분자가 상하방향 및 좌우방향으로 기울어지도록 배향제어되도록 시야각 제어 라인을 통해 제어전압이 인가되는 시야각 제어 전극을 형성하는 제 6 공정을 구비하며, 상기 표시 제어 영역은 인가되는 전압에 의해 상기 "<"형태의 슬릿과 대응하는 방향으로 액정분자가 기울어지도록 배향 제어되며, 상기 시야각 제어 영역은 상기 시야각 제어 라인을 통해 인가되는 제어 전압에 의해 "─" 또는 "│" 형태의 슬릿과 대응하는 좌우 방위 또는 상하 방위로 액정 분자가 기울어지도록 배향제어되며, 상기 시야각 제어 영역에 대향하는 기판 위에 칼라 필터에 의한 착색층을 만들지 않는 것을 특징으로 한다.In addition, a method of manufacturing a liquid crystal display device according to the present invention includes forming a gate electrode, a gate pad, and a data pad on a substrate, forming a gate insulating film, and forming a source electrode and a drain electrode on the gate electrode. A second step of forming, a third step of forming a contact hole after sequentially forming a first passivation layer and a photoacryl layer on the entire surface of the substrate, a common electrode for display control area and viewing angle control, and common on the channel area A fourth process of separating and forming an electrode in an area where the source electrode and the pixel electrode are in contact; a fifth process of forming a second passivation layer on the entire surface of the substrate and forming a contact hole; The liquid crystal molecules of the viewing angle control region corresponding to the display control region of each pixel are formed while forming the pixel electrode having a slit of " And a sixth step of forming a viewing angle control electrode to which a control voltage is applied through the viewing angle control line so as to be oriented in a direction and inclined in the left and right directions, wherein the display control area is formed of the slit of the " <" The liquid crystal molecules are oriented to be inclined in a direction corresponding to the direction of the liquid crystal molecules. The liquid crystal molecules are oriented so that the liquid crystal molecules are inclined, and the colored layer by the color filter is not formed on the substrate facing the viewing angle control region.
이하, 본 발명에 의한 액정표시장치 및 그의 제조방법의 바람직한 실시형태 에 관해서 도면을 참조하여 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, preferred embodiment of the liquid crystal display device and its manufacturing method which concern on this invention is described with reference to drawings.
도 1은 본 발명의 실시예에서 FFS 방식의 액정표시장치의 화소 근접의 평면도이다. 도 1에서 하나의 화소는 표시 제어 영역(10)과 시야각 제어 영역(20)으로 구성되어 있다.1 is a plan view of a pixel proximity of an FFS type liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention. In FIG. 1, one pixel includes a
표시 제어 영역(10)은 액정이 쓰러지는 방향을 규정하기 위해 형성된 "<"자 모양으로 노출된 공통전극(11)에 의해 액정분자가 기울어지도록 배향 제어되고 있는 영역이다.The
각각의 RGB 화소의 표시 제어 영역(10)에 상술한 바와 같은 "<"자 모양의 슬릿(11)에 의해 "<"자 모양으로 노출된 공통전극(51b)과, "<"자 모양의 슬릿(11)을 가지는 화소 전극(48)이 형성되고, 더구나 표시를 행하고 싶은 화소에 전압을 인가하는 것에 의해 "<"자와 대응하는 2방향으로 액정을 쓰러뜨리는 것이 가능하게 되어 양호한 시야각을 갖는 칼라 표시가 가능하게 된다.The common electrode 51b exposed to the "<" shape by the "<" shape slit 11 as described above in the
한편, 시야각 제어 영역(20)은 상하방위 혹은 좌우방위로 액정분자가 기울어지도록 배향 제어되고, 표시 제어 영역(10)과는 별개의 시야각 제어 라인(30)을 통해 제어전압이 인가되는 영역이다.On the other hand, the viewing
그리고 시야각 제어 영역(20)내에는 도 1에 나타낸 바와 같은 좌우방위의 슬릿(21a) 혹은 후술하는 상하방위의 슬릿(21b)의 어느 하나를 가지는 시야각 제어 전극(49)과, 시야각 제어 전극(49)의 슬릿(21a,21b)에 의해 공통 전극(51b)이 "─" 또는 "│"자 모양으로 노출된다.In the viewing
도 1에 나타낸 바와 같이, 시야각 제어 영역(20)은 표시 제어 영역(10)과는 별개의 시야각 제어 라인(30)을 통해 인가 전압이 공급된다. 그리고 시야각 제어 영역(20)의 시야각 제어 라인(30)을 투명전극으로 형성하는 것에 의해 개구율을 높게 할 수 있다. 또한 시야각 제어 라인(30)이 독립하고 있어 시야각 제어 영역(20)의 인가전압을 임의의 파형으로 하여 입력하는 것이 가능하게 된다.As shown in FIG. 1, an applied voltage is supplied to the viewing
이어서, 시야각 제어 영역(20)에 있어서 전압의 인가/무인가 상태에서의 액정분자의 동작에 관해서 설명한다.Next, the operation of the liquid crystal molecules in the applied / non-applied state of the voltage in the viewing
도 2는 본 발명의 실시예에서 좌우방위의 공통전극(21a)을 갖는 시야각 제어 영역(20)에서의 액정분자의 동작 설명도이다.FIG. 2 is a diagram illustrating the operation of liquid crystal molecules in the viewing
좌우방위의 슬릿(21a)을 갖는 시야각 제어 영역(20)에 있어서, 전압이 인가되지 않는 경우에는 도 2(a)에 나타낸 바와 같이, 액정은 수평 상태이다. 따라서 시야각 제어 영역(20)의 표시는 흑(黑)이 되어 전체의 표시에는 영향을 주지 않는다.In the viewing
이것은 정면, 상하좌우, 기울어진 시각에 있어서도 동일하고, RGB 화소에 의한 표시 자체는 모두 자연으로 사용하게 된다.This is also true for front, top, bottom, left and right and oblique viewing angles, and the display by RGB pixels is all natural.
한편, 좌우방위의 슬릿(21a)을 갖는 시야각 제어 영역(20)에 있어서, 전압이 인가된 경우에는, 도 2(b)에 나타낸 바와 같이 액정분자는 공통전극의 중앙부 및 공통전극 사이의 중앙부에서 수직으로 들어간 상태가 된다.On the other hand, in the viewing
따라서 좌우방향에서만 본 경우에는 좌우방위의 슬릿(21a)이 들어간 부분은 밝은 광이 투과된다. 반대로 상하방향에서 본 경우에는 좌우방위의 슬릿(21a)이 들어간 부분은 광이 빠져나가지 않게 된다.Therefore, in the case of viewing only in the left and right direction, bright light is transmitted to the part into which the
이것에 대해서, 상하방위의 슬릿(21b)을 갖는 시야각 제어 영역(20)에 있어서, 전압이 인가된 경우에는 도 2(b)와는 90도 다른 방향에서 액정분자는 공통전극의 중앙부 및 공통전극 사이의 중앙부에서 수직으로 들어간 상태가 된다.On the other hand, in the viewing
따라서 좌우방향만을 볼 경우에는 상하방위의 슬릿(21b)이 들어간 부분에서는 광이 빠져나간다. 반대로 상하방향에서 볼 경우에는, 상하방위의 슬릿(21b)이 들어간 부분은 밝은 광이 투과된다.Therefore, when only the left and right directions are seen, light exits at the portion where the
그 결과, 시야각 제어 영역(20)에 전압을 인가한 상태에 있어서, 좌우방향에서의 시야각에 대해서는, 좌우방위의 슬릿(21a)을 갖는 시야각 제어 영역은 백(白), 상하방위의 슬릿(21b)을 갖는 시야각 제어 영역은 흑(黑)으로서 인식된다. As a result, in the state where a voltage is applied to the viewing
반대로 상하방향에서의 시야각에 대해서는, 좌우방위의 슬릿(21a)을 갖는 시야각 제어영역은 흑(黑), 상하방위의 슬릿(21b)을 갖는 시야각 제어영역은 백(白)으로서 인식된다.On the contrary, with respect to the viewing angle in the vertical direction, the viewing angle control region having the
그리고 이들의 패턴이 RGB 화소에 의한 통상의 표시 패턴에 중첩되어, 각각의 화소에 있어서 좌우방향 및 상하방향에서 패턴을 볼 경우에는, 무엇이 써 있는지 알 수가 없어 표시정보에 비밀성을 가질 수 있다.When these patterns are superimposed on a normal display pattern by RGB pixels, and the patterns are viewed in the left-right direction and the up-down direction in each pixel, it is impossible to know what is written, and the display information can have confidentiality.
상술한 바와 같이 각각의 표시 제어 영역(10)에 대응하는 시야각 제어 영역(20)에는 좌우방위의 슬릿(21a)을 갖는 것, 혹은 상하방위의 슬릿(21b)을 갖는 것의 어느 하나가 형성되어 있고, 시야각 제어 영역(20)에 전압을 인가하는 것에 의해, 좌우방향 혹은 상하방향에서의 양측 시야에 대한 표시를 밝게 할 수 있다. As described above, the viewing
따라서 좌우방위의 슬릿(21a)을 갖는 화소와 상하방위의 슬릿(21b)을 갖는 화소를 표시 화면내에서 원하는 위치에 배치하는 것에 의해 원하는 비밀성을 갖는 표시가 가능하게 된다.Therefore, display having desired confidentiality can be performed by arranging pixels having the
이와 같은 시야각 제어 영역(20)을 제조하는 공정에 관해서 설명한다.The process of manufacturing such viewing angle control area |
도 3은 본 발명의 실시예에서 액정표시장치의 제조방법의 공정 설명도이다.3 is a process explanatory diagram of a method of manufacturing a liquid crystal display device in an embodiment of the present invention.
먼저, 제 1 공정에 의해, 기판(40)상에 게이트 전극(41), 게이트 패드(42), 데이터 패드(43)를 형성한다.First, the
이어, 제 2 공정에 이해, 게이트 절연막(44)을 형성함과 함께 a-Si층 및 n+ a-Si층을 차례로 형성하고, n+ a-Si층상에 금속층을 형성하며, 에칭에 의해 홀을 형성하고, 게이트 전극(41)상에 소오스 전극(45) 및 드레인 전극(46)을 형성한다.Subsequently, in the second step, the
이어, 제 3 공정에 의해, 제 1 패시베이션층(47a) 및 포토 아크릴층(50)(혹은 절연층)을 차례로 기판(40)의 전면에 형성한 후에, 콘택홀을 형성한다.Subsequently, after the first passivation layer 47a and the photo acryl layer 50 (or insulating layer) are sequentially formed on the entire surface of the
이어, 제 4 공정에 의해, 채널 영역 상의 공통 전극(51a)은 표시 제어 영역(10) 및 시야각 제어 영역(20) 상의 공통 전극(51b)과 별개로 형성된다.Next, by the fourth process, the common electrode 51a on the channel region is formed separately from the common electrode 51b on the
이어, 제 5 공정에 의해, 제 2 패시베이션층(47b)을 기판(40)의 전면에 형성한 후에 콘택홀을 형성한다.Next, by the fifth process, the second passivation layer 47b is formed on the entire surface of the
그리고 제 6 공정에 의해, 액정분자가 기울어지도록 배향 제어된 표시 제어 영역(10)에 화소전극(48)을 형성함과 함께 상하방위 및 좌우방위로 액정분자가 기울어지도록 배향 제어되고, 독립한 시야각 제어 라인(30)을 통해 제어전압이 인가 되는 시야각 제어 영역(20)에 시야각 제어 전극(49)을 더 형성한다.By the sixth step, the
도 4는 본 발명의 실시예에서 액정표시장치의 도 3의 제조공정에 의해 형성된 화소근접의 평면도이고, R화소의 평면도의 일예를 나타내고 있다.FIG. 4 is a plan view of pixel proximity formed by the manufacturing process of FIG. 3 of the liquid crystal display device in the embodiment of the present invention, and shows an example of the plan view of the R pixel.
이와 같은 프로세스의 결과, 도 4의 구조가 최종적으로 형성된다.As a result of this process, the structure of FIG. 4 is finally formed.
도 4에 나타낸 바와 같이, 시야각 제어 영역(20)은 좌우방향 혹은 상하방향의 표시의 비밀성을 갖는 역할을 달성할 수 있으므로 칼라 필터에 의한 착색층을 만들 필요가 없다.As shown in Fig. 4, the viewing
전술한 바와 같은 6 마스크 프로세스를 거치는 것에 의해, 독립한 시야각 제어 라인(30)을 투명전극으로 형성할 수 있음과 함께, 제 6 공정의 마스크를 적용하는 것에 의해 좌우방위 혹은 상하방위에 대응한 원하는 공통전극을 갖는 시야각 제어 영역(20)을 매립하는 것도 가능하게 된다.By passing through the six mask process as described above, the independent viewing
도 5는 본 발명의 실시예에서 시야각 제어 영역(20)의 전압인가에 의한 시야각 의존의 휘도 분포를 나타낸 도면이고, 시야각 제어 영역(20)으로 좌우방위의 공통전극(21a)을 형성한 경우의 휘도 분포이다.FIG. 5 is a view illustrating luminance distribution depending on viewing angle depending on voltage applied to the viewing
시야각 제어 영역(20)에 전압이 인가되지 않는 경우에는, 정면과 상하좌우에서의 기울어진 방향도 휘도는 흑 화면에 해당하는 휘도가 된다.When no voltage is applied to the viewing
한편, 시야각 제어 영역(20)에 전압이 인가된 경우에는, 정면은 흑이지만 좌우에서의 기울어진 방향은 광이 투과되어 밝게 된다.On the other hand, when a voltage is applied to the viewing
그 결과 좌우방위의 기울어진 방향만 빛이 누설되기 때문에 좌우방향의 기울어진 방향에서 보면 표시되고 있는 화면을 인식하기가 어렵게 되어 정보에 비밀성 을 갖는 것이 가능하게 된다.As a result, since light leaks only in the inclined direction of the left and right directions, it becomes difficult to recognize the displayed screen when viewed in the inclined direction of the left and right directions, thereby enabling confidentiality of information.
동일하게 시야각 제어 영역(20)에 상하방위의 슬릿(21b)을 형성하고 있는 경우에는, 상하방위의 기울어진 방향에만 광이 누설되기 때문에 상하방위의 기울어진 방향에서 보면 표시되고 있는 화면을 인식하기가 어렵게 되어 정보에 비밀성을 갖는 것이 가능하게 된다.Similarly, when the
도 6은 본 발명의 실시예에서 FFS 방식의 액정표시장치의 화소근접의 다른 평면도이다.6 is another plan view of pixel proximity of an FFS type liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 6(a)는 좌우방위의 슬릿(21a)을 갖는 시야각 제어 영역(20)을 나타낸 것이고, 도 6(b)는 상하방위의 슬릿(21b)을 갖는 시야각 제어 영역(20)을 나타내고 있다.FIG. 6A shows the viewing
도 6(a)에서, 표시 제어 영역(10)에는 특히 좌우방향의 시인성을 개선하기 위해 "<"자 모양의 슬릿(11a)이 횡 방향으로 소정 간격으로 배열되어 있다. 더구나 시야각 제어 영역(20)에는 필요에 따라 좌우방향의 정보의 비밀성을 갖는 것이 가능하도록 좌우방위의 슬릿(21a)이 형성되어 있다.In Fig. 6A, the " <" shaped
한편, 도 6(b)에서, 표시 제어 영역(10)에는 특히 상하방향의 시인성을 개선하기 위해 "<"자 모양의 슬릿(11b)이 종 방향으로 소정 간격으로 배열되어 있다. 더구나 시야각 제어 영역(20)에는 필요에 따라 상하방향의 정보 비밀성을 갖는 것이 가능하도록 상하방위의 슬릿(21b)이 형성되어 있다.On the other hand, in Fig. 6B, in order to improve the visibility in the up and down direction, the
그리고 도 6(a)의 구조를 갖는 화소와, 도 6(b)의 구조를 갖는 화소를, 하나의 표시화면 내에 적절하게 배치하는 것에 의해, 상하좌우 방향의 시인성을 개선함 과 함께 필요에 따라 상하좌우 방향의 정보 비밀성을 갖는 표시가 가능하게 된다.By appropriately disposing the pixel having the structure of FIG. 6 (a) and the pixel having the structure of FIG. 6 (b) in one display screen, the visibility in the up, down, left, and right directions is improved as necessary. Display having information confidentiality in the up, down, left, and right directions is possible.
도 7은 본 발명의 실시예에서 시야각 제어 영역(20)의 전압인가에 의한 시야각 의존의 휘도분포를 나타낸 다른 도면이고, 표시화면 내에 도 6(a)의 구조를 갖는 화소와, 도 6(b)의 구조를 갖는 화소를 적절하게 배치한 경우의 휘도 분포를 나타내고 있다.FIG. 7 is another view showing luminance distribution depending on the viewing angle depending on the voltage applied to the viewing
시야각 제어 영역(20)에 전압이 인가되지 않는 경우에는 정면과 상하좌우에서의 기울어진 방향도 휘도는 흑 화면에 해당하는 휘도가 된다. 따라서 시야각 제어 영역(20)은 표시정보에 모두 영향을 주지 않고 표시 제어 영역의 공통전극(11a,11b)의 동작에 의해 상하좌우 방향의 시인성을 개선할 수 있다.When no voltage is applied to the viewing
한편, 시야각 제어 영역(20)에 전압이 인가된 경우에는 시야각 제어 영역의 슬릿(21a,21b)의 동작에 의해 정면은 흑이지만, 상하좌우에서의 기울어진 방향은 광이 투과되어 밝게 된다. 그 결과 상하좌우 방향의 정보에 비밀성을 가질 수 있다.On the other hand, when a voltage is applied to the viewing
이상과 같이 본 발명의 실시예에 의하면, FFS 방식의 액정표시장치에 있어서, "<"자 형태의 슬릿에 의해 "<"자 형태로 노출되는 공통전극을 이용하여 시인성을 개선할 때, 표시 제어 영역과는 독립하여 배향 제어 가능한 시야각 제어 영역을 형성하는 것에 의해, 상하방향 혹은 좌우방향으로 시야각 조정을 행할 수 있는 액정표시장치를 얻을 수 있다.As described above, according to the embodiment of the present invention, in the FFS type liquid crystal display device, when the visibility is improved by using the common electrode exposed in the "<" shape by the slit of the "<" shape, the display control is performed. By forming the viewing angle control region capable of orientation control independent of the region, a liquid crystal display device capable of adjusting the viewing angle in the vertical direction or the left and right directions can be obtained.
더구나 상기 시야각 제어 영역에 있어서는 아크릴층의 두께에 의해 신호 지연의 영향없이 투명전극을 시야각 제어 라인으로서 사용하는 것에 의해 개구율의 향상을 이루는 한편, 표시정보에 비밀성을 갖는 액정표시장치를 얻을 수 있다.In addition, in the viewing angle control region, by using the transparent electrode as the viewing angle control line without affecting the signal delay due to the thickness of the acrylic layer, the aperture ratio can be improved and a liquid crystal display device having confidentiality in the display information can be obtained. .
본 발명에 의하면, 액정분자가 기울어지도록 배향 제어된 표시 제어 영역과 함께, 상하방위 혹은 좌우방위로 액정분자가 기울어지도록 제어되고, 상기 표시 제어 영역의 공통 라인과는 독립한 시야각 제어 라인을 통해 제어전압이 인가되는 시야각 제어영역을 1화소 내에 더 형성하는 것에 의해 백 화소를 형성할 필요가 없이 상하좌우 방향으로 시야각 조정을 행할 수 있는 FFS 방식의 액정표시장치 및 그의 제조방법을 얻을 수 있다.According to the present invention, the liquid crystal molecules are controlled to be tilted in the up-down direction or the left-right direction together with the display control area in which the liquid crystal molecules are tilted and controlled through a viewing angle control line independent of the common line of the display control area. By further forming a viewing angle control region to which voltage is applied in one pixel, an FFS type liquid crystal display device and a method of manufacturing the same, which can adjust the viewing angle in the up, down, left, and right directions without forming a white pixel, can be obtained.
더구나 좌우방위의 시야각 제어영역과 상하방위의 시야각 제어영역과를 표시화면 내에서 적절히 배치하는 것에 의해 상하방향 및 좌우방향에 정보의 비밀성을 가진 액정표시장치를 실현할 수 있다. 더구나 시야각 제어영역에는 칼라필터를 설계할 필요가 없어 코스트 삭감을 도모하는 것도 가능하다.Furthermore, by appropriately disposing the viewing angle control region in the left and right directions and the viewing angle control region in the up and down directions within the display screen, a liquid crystal display device having confidentiality of information in the up, down, left and right directions can be realized. In addition, it is not necessary to design a color filter in the viewing angle control area, so that the cost can be reduced.
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