KR101276751B1 - 비씨에스엔 모드 액정표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 표시영역과 이의 외측으로 비표시영역이 각각 정의되며 서로 마주하는 제 1 및 제 2 기판과; 상기 제 1 기판의 내측면에 게이트 절연막을 개재하여 서로 교차하여 화소영역을 정의하며 형성된 게이트 배선 및 데이터 배선과; 상기 화소영역에 상기 게이트 배선 및 데이터 배선과 연결되며 형성된 박막트랜지스터와; 상기 박막트랜지스터 위로 올록볼록한 엠보싱 구조를 가지며 형성된 반사판과; 상기 반사판 위로 평탄한 표면을 가지며 형성된 평탄화층과; 상기 평탄화층 위로 상기 화소영역에 상기 박막트랜지스터의 드레인 전극과 연결되며 형성된 판 형태의 제 1 전극과; 상기 제 1 전극 위로 형성된 제 1 보호층과; 상기 제 1 보호층 위로 상기 화소영역을 관통하며 서로 이격하며 배선형태로 형성된 제 2 전극 및 제 3 전극과; 상기 제 2 기판의 내측면 전면에 형성된 제 4 전극과; 상기 제 1 기판 및 제 2 기판 사이에 개재된 BCSN(bistable chiral splay nematic) 액정층을 포함하는 BCSN(bistable chiral splay nematic) 모드 액정표시장치를 제공한다.

Description

비씨에스엔 모드 액정표시장치{Bistable chiral splay nematic mode liquid crystal display device}
본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로서, 더 상세하게는, 메모리 특성을 갖는 안정적인 반사 및 반사투과형 BCSN(bistable chiral splay nematic) 모드 액정표시장치에 관한 것이다.
최근 정보화 사회로 시대가 급발전함에 따라 박형화, 경량화, 저 소비전력화 등의 우수한 특성을 가지는 디스플레이 장치의 필요성이 대두되었고, 이에 따라 평판표시장치(flat panel display)에 대한 개발이 활발히 이루어지고 있으며, 특히 액정표시장치(liquid crystal display)가 해상도, 컬러표시, 화질 등에서 우수하여 노트북이나 데스크탑 컴퓨터의 모니터에 활발하게 적용되고 있다.
일반적으로 액정표시장치는 전극이 각각 형성되어 있는 두 기판을 두 전극이 형성되어 있는 면이 마주 대하도록 배치하고 두 기판 사이에 액정 물질을 주입한 다음, 두 전극에 전압을 인가하여 생성되는 전기장에 의해 액정 분자를 움직이게 함으로써, 이에 따라 달라지는 빛의 투과율에 의해 화상을 표현하는 장치이다.
좀 더 자세히, 일반적인 액정표시장치의 분해사시도인 도 1을 참조하여 그 구조에 대해 설명하면, 도시한 바와 같이, 액정표시장치는 액정층(30)을 사이에 두고 어레이 기판(10)과 컬러필터 기판(20)이 대면 합착된 구성을 갖는데, 이중 하부의 어레이 기판(10)은 투명한 기판(12)의 상면으로 종횡 교차 배열되어 다수의 화소영역(P)을 정의하는 복수개의 게이트 배선(14)과 데이터 배선(16)을 포함하며, 이들 두 배선(14, 16)의 교차지점에는 박막트랜지스터(T)가 구비되어 각 화소영역(P)에 마련된 화소전극(18)과 일대일 대응 접속되어 있다.
또한, 상기 어레이 기판(10)과 마주보는 상부의 컬러필터 기판(20)은 투명기판(22)의 배면으로 상기 게이트 배선(14)과 데이터 배선(16) 그리고 박막트랜지스터(Tr) 등의 비표시영역을 가리도록 각 화소영역(P)을 테두리하는 격자 형상의 블랙매트릭스(25)가 형성되어 있으며, 이들 격자 내부에서 각 화소영역(P)에 대응되게 순차적으로 반복 배열된 적(R), 녹(G), 청(B)색의 컬러필터 패턴(26a, 26b, 26c)을 포함하는 컬러필터층(26)이 형성되어 있으며, 상기 블랙매트릭스(25)와 컬러필터층(26)의 전면에 걸쳐 투명한 공통전극(28)이 구비되어 있다.
그리고, 도면상에 도시되지는 않았지만, 이들 두 기판(10, 20)은 그 사이로 개재된 액정층(30)의 누설을 방지하기 위하여 가장자리 따라 실링제(sealant) 등으로 봉함된 상태에서 각 기판(10, 20)과 액정층(30)의 경계부분에는 액정의 분자배열 방향에 신뢰성을 부여하는 상, 하부 배향막이 개재되며, 각 기판(10, 20)의 외측면에는 그 편광축이 서로 수직한 구조를 갖도록 제 1 및 제 2 편광판이 각각 구비되어 있다.
또한, 어레이 기판(10)의 외측면으로는 백라이트(back-light)가 구비되어 빛을 공급하는 바, 게이트 배선(14)으로 박막트랜지스터(Tr)의 온(on)/오프(off) 신호가 순차적으로 스캔 인가되어 선택된 화소영역(P)의 화소전극(18)에 데이터배선(16)의 화상신호가 전달되면 이들 사이의 수직전계에 의해 그 사이의 액정분자가 구동되고, 이에 따른 빛의 투과율 변화로 여러 가지 화상을 표시할 수 있다
이와 같은 액정표시장치에 있어서, 많이 이용되는 액정은 네마틱(nematic)형, 스메틱(smectic)형, 콜레스테릭(cholesteric)형과 같은 종류가 있으며, 전술한 각 액정 중에서, 배열이 흐트러져 있을 때, 빛을 가장 강하게 산란시키는 성질을 갖고 있는 네마틱형 액정이 가장 많이 사용되고 있다.
액정의 전기/광학적효과(electro optic effect)는 액정셀의 광학적 성질이 바뀜으로써, 전기적인 광변조가 생기는 현상을 말하며, 이들은 액정분자가 어떠한 배열상태에서 전기장 인가로 다른 배열상태로 바뀌는 것에 기인한다.
상기 네마틱형 액정을 응용하는 액정표시장치는 상기 네마틱형 액정에 전기장 인가 시 연속적으로 분자배열이 바뀌는 것에 착안하여, 가장 일반적으로 TN(twisted nematic)형과, STN(super twisted nematic)형이 주로 사용된다.
상기 TN형은, 액정의 분자 길이 축이 전극면에 평행이 되도록 배향 처리한 각각의 투명전극 상에 90도 각도를 가지도록 패널을 구성하고, 여기에 네마틱형 액정을 개재하면 일측 전극으로부터 타쪽의 전극면을 향하여 분자의 길이 축 방향으로 연속적으로 90도 꼬인 배열 상태를 갖게 되며, 이러한 액정 구조를 이용한 것이며, 상기 STN형은 TN형에 비해 연속적으로 꼬이는 각도가 180도 내지 360도인 상태를 갖는 것이다.
한편, 최근 급속도로 다양화되는 소비자의 욕구를 충족시키기 위해 다양한 형태의 표시장치를 선보이고 있는 상황이다. 특히, 정보 이용 환경의 고도화 및 휴대화에 힘입어 경량, 박형, 에너지 고효율을 위해 다양한 제품이 선보이고 있다. 이중 최근에는 전자 책(e-book), 전자 종이(e-paper) 등이 개발되어 책이나 종이를 대신하고 있다.
이러한 추세에 맞추어 액정표시장치를 이용하여 상기 전자 책(e-book)이나 전자 종이(e-paper)를 구현하려는 시도가 되어지고 있으며, 이를 실현하기 위해 장시간 동안 메모리 기능을 유지할 수 있는 BCSN(bistable chiral splay nematic) 모드의 액정표시장치가 제안되고 있다.
하지만, 이러한 BCSN 모드 액정표시장치는 백라이트 유닛이 사용됨으로서 경량 박형 구현 및 소비전력 저감에 있어서 한계가 있다.
따라서, 상술한 문제점을 해결하기 위해 본 발명에서는 경량 박형을 구현하며, 나아가 전력 소모를 최소화할 수 있는 BCSN(bistable chiral splay nematic) 모드 액정표시장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
나아가, 소비전력을 최소화 할 수 있는 구성을 가지면서도 BCSN(bistable chiral splay nematic) 모드 액정표시장치의 메모리 기능을 극대화할 수 있는 BCSN 모드 액정표시장치를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 BCSN(bistable chiral splay nematic) 모드 액정표시장치는, 표시영역과 이의 외측으로 비표시영역이 각각 정의되며 서로 마주하는 제 1 및 제 2 기판과; 상기 제 1 기판의 내측면에 게이트 절연막을 개재하여 서로 교차하여 화소영역을 정의하며 형성된 게이트 배선 및 데이터 배선과; 상기 화소영역에 상기 게이트 배선 및 데이터 배선과 연결되며 형성된 박막트랜지스터와; 상기 박막트랜지스터 위로 올록볼록한 엠보싱 구조를 가지며 형성된 반사판과; 상기 반사판 위로 평탄한 표면을 가지며 형성된 평탄화층과; 상기 평탄화층 위로 상기 화소영역에 상기 박막트랜지스터의 드레인 전극과 연결되며 형성된 판 형태의 제 1 전극과; 상기 제 1 전극 위로 형성된 제 1 보호층과; 상기 제 1 보호층 위로 상기 화소영역을 관통하며 서로 이격하며 배선형태로 형성된 제 2 전극 및 제 3 전극과; 상기 제 2 기판의 내측면 전면에 형성된 제 4 전극과; 상기 제 1 기판 및 제 2 기판 사이에 개재된 BCSN(bistable chiral splay nematic) 액정층을 포함한다.
상기 화소영역은 반사부와 투과부로 나뉘며 상기 투과부에 대응해서는 상기 반사판에 개구부가 형성된 것이 특징이다.
이때, 상기 각 화소영역에는 서로 이격하는 상기 제 2 및 제 3 전극이 한 쌍 이상 형성되며, 상기 제 2 및 제 3 전극이 두 쌍 이상 형성되는 경우 상기 제 2 전극과 제 3 전극이 서로 교대하는 형태로 형성된 것이 특징이다.
또한, 상기 제 2 및 제 3 전극은 상기 게이트 배선과 나란하게 형성되며, 상기 제 2 및 제 3 전극 각각은 각 화소영역 내에서 그 양측면으로 볼록한 철부가 다수 형성되어 노치(notch) 구조를 이루는 것이 특징이다.
또한, 상기 제 1 기판의 표시영역 양측의 비표시영역에는 서로 마주하는 형태로 제 1 및 제 2 보조배선이 구비되며, 상기 제 2 전극은 모두 그 일끝단이 상기 제 1 보조배선과 연결되며, 상기 제 3 전극은 모두 그 일끝단이 상기 제 2 보조배선과 연결되도록 형성된 것이 특징이다.
또한, 상기 제 1, 2, 3, 및 제 4 전극은 투명도전성 물질로 이루어진 것이 바람직하다.
상기 게이트 배선이 형성된 층에는 상기 게이트 배선과 나란하게 이격하며 공통배선이 형성되며, 상기 화소영역에는 상기 공통배선에서 분기한 형태로 제 1 스토리지 전극이 형성되며, 상기 게이트 절연막 상부에는 상기 박막트랜지스터의 드레인 전극이 상기 제 1 스토리지 전극과 중첩하도록 연장 형성되어 제 2 스토리지 전극을 이룸으로써 서로 중첩하는 상기 제 1 및 제 2 스토리지 전극과 게이트 절연막은 스토리지 커패시터를 이루는 것이 특징이다.
또한, 상기 박막트랜지스터와 상기 반사판 사이에 그 표면이 올록볼록한 엠보싱 구조를 갖는 제 2 보호층이 상기 표시영역 전면에 형성된 것이 특징이며, 이때, 상기 박막트랜지스터와 상기 제 2 보호층 사이에 무기절연물질로 제 3 보호층이 상기 제 1 기판 전면에 형성된 것이 특징이다.
또한, 상기 반사판에는 상기 박막트랜지스터의 드레인 전극에 대응하여 제 1 홀이 구비되며, 상기 제 2, 3 보호층 및 상기 평탄화층에는 상기 제 1 홀을 관통하여 상기 드레인 전극을 노출시키는 드레인 콘택홀이 구비되며, 상기 제 1 전극과 상기 드레인 전극은 상기 드레인 콘택홀을 통해 서로 접촉하는 것이 특징이다.
또한, 상기 BCSN(bistable chiral splay nematic) 액정층은 카이럴 도펀트가 첨가되며, 상기 BCSN(bistable chiral splay nematic) 액정층의 두께를 d, 상기 카이럴 도펀트가 첨가됨으로 갖게되는 액정분자의 회전피치를 p라 할 때, d/p값은 0.22 내지 0.28이 되는 것이 특징이다.
또한, 상기 제 2 및 제 3 전극 위로 상기 표시영역에 제 1 배향막이 형성되며, 상기 제 4 전극을 덮으며 제 2 배향막이 형성되며, 상기 제 1 및 제 2 배향막은 서로 동일한 방향으로 배향 처리된 것이 특징이며, 이때, 상기 BCSN(bistable chiral splay nematic) 액정층은 제 1, 2, 3, 4 전극에 전압이 인가되지 않을 경우, 스플레이(splay) 상태를 이루며, 상기 제 1 및 제 4 전극에 전압이 인가되어 수직전계가 발생되면 밴드 상태를 이루며, 상기 밴드 상태에서 수직전계를 오프(off)시키면 π트위스트 상태를 이루며, 상기 π트위스트 상태에서 상기 제 2 및 제 3 전극에 전압이 인가되어 수평전계가 발생되면 다시 상기 스플레이(splay) 상태를 이루며, 상기 BCSN(bistable chiral splay nematic) 액정층은 스플레이 상태와 π트위스트 상태에서 각각 자유에너지가 최소가 되어 지속적으로 전계가 인가되지 않아도 해당 상태를 유지하는 것이 특징이다.
또한, 상기 제 2 기판과 상기 제 4 전극 사이에는 컬러필터층이 형성될 수 있으며, 상기 제 2 기판과 상기 컬러필터층이 사이에는 각 화소영역의 경계에 블랙매트릭스가 형성될 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 반사 또는 반사투과형 BCSN(bistable chiral splay nematic) 모드 액정표시장치는 그 표면이 올록볼록한 반사판을 구비함으로서 반사모드로 동작됨으로써 액정표시장치 구동을 위한 전력소모를 저감시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 반사형 BCSN(bistable chiral splay nematic) 모드 액정표시장치의 경우 백라이트 유닛을 필요로 하지 않으므로 이를 생략함으로써 경량 박형을 구현하는 장점이 있다.
나아가, 올록볼록한 반사판을 구비하면서도 반사판이 형성된 전 영역에서의 액정층의 두께는 상기 올록볼록한 요철부의 영향없이 일정한 두께를 가짐으로서 액정층의 두께(d)와 카이랄 도펀트 첨가에 의해 결정되는 피치(p) 비(d/p)를 일정하게 할 수 있으므로 BCSN 액정층의 두께 변화에 기인한 메모리 기능 저하를 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 일반적인 액정표시장치의 분해사시도.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 반사형 BCSN 모드 액정표시장치의 하나의 화소영역에 대한 평면도.
도 3은 도 2를 절단선 Ⅲ-Ⅲ을 따라 절단한 부분에 대한 단면도.
도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 반사형 BCSN 모드 액정표시장치의 제 1 및 제 4 전극을 통한 수직전계와, 제 2 및 제 3 전극을 통한 수평 전계 인가시의 BCSN 액정층 내의 액정 분자의 움직임 형태를 간략히 도시한 단면도.
도 5a는 d/p값이 0.25인 BCSN 액정층의 트위스트 각 변화에 따른 자유에너지를 도시한 그래프이며, 도 5b는 d/p값이 0.25보다 크거나 또는 작은 상태의 BCSN 액정층의 트위스트 각 변화에 따른 자유에너지를 도시한 그래프.
도 6는 비교예로서 그 표면이 평탄한 제 4 보호층 없이 제 1, 2, 3, 4 전극을 형성한 BCSN 모드 액정표시장치에 있어 반사판이 구비된 부분에 대한 간략한 단면도.
도 7은 본 발명의 제 1 실시예의 변형예에 따른 반사형 BCSN 모드 액정표시장치에 구비되는 배선 형태의 제 2 및 제 3 전극을 도시한 도면.
도 8은 본 발명의 제 2 실시예 따른 반사투과형 BCSN 모드 액정표시장치의 하나의 화소영역에 대한 평면도.
도 9는 도 8을 절단선 Ⅸ-Ⅸ를 따라 절단한 부분에 대한 단면도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 BCSN 모드 액정표시장치를 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 반사형 BCSN(bistable chiral splay nematic) 모드 액정표시장치의 하나의 화소영역에 대한 평면도이며, 도 3은 도 2를 절단선 Ⅲ-Ⅲ을 따라 절단한 부분에 대한 단면도이다.
도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 반사형 BCSN(bistable chiral splay nematic) 모드 액정표시장치(100)는 다수의 화소영역(P)을 가지며 각 화소영역(P)에 스위칭 소자인 박막트랜지스터(Tr)와 제 1, 2, 3 전극(166, 173, 175) 및 엠보싱 구조를 갖는 반사판(155)을 구비한 제 1 기판(101)과, 전면에 투명한 재질로서 제 4 전극(185)을 갖는 제 2 기판(180) 및 이들 두 기판(101, 180) 사이에 개재된 BCSN(bistable chiral splay nematic) 액정층(190)을 구비하여 구성되고 있다.
우선, 박막트랜지스터(Tr)와 엠보싱 구조를 갖는 반사판(155)을 구비한 제 1 기판(101)의 구성에 대해 살펴보면, 투명한 유리재질 또는 플렉서블(flexible)한 특성을 갖는 투명한 플라스틱 또는 필름으로 이루어진 제 1 기판(101)에는 게이트 절연막(112)을 개재하여 서로 교차하며 다수의 화소영역(P)을 정의하는 게이트 배선(103) 및 데이터 배선(130)이 형성되고 있다. 이때, 상기 제 1 기판(101)에는 상기 게이트 배선(103)과 나란하게 각 화소영역(P)을 관통하며 공통배선(106)이 형성되고 있으며, 상기 공통배선(106)은 그 일부가 타영역 대비 두껍게 형성됨으로서 제 1 스토리지 전극(107)을 이루고 있다.
또한, 상기 게이트 및 데이터 배선(103, 130)과 교차하는 영역 부근에는 상기 게이트 및 데이터 배선(103, 130)과 연결되며 게이트 전극(106)과, 게이트 절연막(112)과, 순수 비정질 실리콘의 액티브층(120a)과 불순물 비정질 실리콘의 오믹콘택층(120b)으로 이루어진 반도체층(120)과, 서로 이격하는 소스 및 드레인 전극(133, 136)으로 구성된 스위칭 소자인 박막트랜지스터(Tr)가 형성되고 있으며, 상기 박막트랜지스터(Tr)의 드레인 전극(136)이 연장하여 상기 제 1 스토리지 전극(107)과 중첩하도록 형성됨으로써 상기 제 1 스토리지 전극(107)과 중첩하는 부분이 제 2 스토리지 전극(137)을 이루며, 이들 서로 중첩하는 제 1 및 제 2 스토리지 전극(107, 137)과 이들 두 전극(107, 137) 사이에 개재된 상기 게이트 절연막(112)은 스토리지 커패시터(StgC)를 이루고 있다.
또한, 상기 박막트랜지스터(Tr)와 상기 스토리지 커패시터(StgC) 및 상기 데이터 배선(130)을 덮으며 무기절연물질로서 제 1 보호층(140)이 형성되어 있으며, 상기 제 1 보호층(140) 위로 유기절연물질로서 제 2 보호층(145)이 전면에 형성되어 있다. 이때, 상기 제 2 보호층(145)은 그 표면에 올록볼록한 요철이 형성되고 있는 것이 특징이다.
또한, 상기 제 2 보호층(145) 위로는 무기절연물질로서 제 3 보호층(150)이 형성되어 있으며, 상기 제 3 보호층(150) 상부로 반사율이 좋은 금속물질 일례로서 알루미늄(Al) 또는 알루미늄 합금(AlNd)으로서 반사판(155)이 각 화소영역(P) 전면에 즉, 각 화소영역(P)을 정의하는 게이트 및 데이터 배선(103, 130)과 중첩하며 형성되고 있다. 상기 제 3 보호층(150)과 상기 반사판(155)은 그 하부에 구성된 상기 제 2 보호층(145)의 영향으로 그 표면이 올록볼록한 엠보싱 구조를 이루고 있는 것이 특징이다. 이렇게 반사판(155)이 엠보싱 구조를 갖도록 형성한 것은 거울 반사를 억제하며 반사효율을 높여 사용자의 눈으로 반사광이 입사되도록 하여 시인성을 향상시키기 위함이다.
한편, 상기 반사판(155)에는 그 하부에 위치하는 상기 제 3 보호층(150)을 노출시키는 제 1 개구(op1)가 구비되고 있는 것이 특징이다. 이러한 제 1 개구(op1)는 상기 제 1 개구(op1)를 관통하며 상기 박막트랜지스터(Tr)의 드레인 전극(136)을 노출시키는 드레인 콘택홀(163)이 구비되도록 하기 위함이다.
본 발명의 제 1 실시예에 있어서는 제 1 내지 제 3 보호층(140, 145, 150)이 형성되고 있음을 일례로 보이고 있지만, 이때, 상기 제 1 및 제 3 보호층(140, 150)은 생략될 수도 있다. 무기절연물질로 이루어진 상기 제 1 보호층(140)은 상기 액티브층(120a)과 접촉하게 되므로 유기절연물질이 상기 액티브층(120a)과 접촉함으로서 발생할 수 있는 채널 오염 및 박막트랜지스터(Tr)의 특성 저하를 방지하기 위해 형성한 것이며, 무기절연물질로 이루어진 상기 제 3 보호층(150)은 유기절연물질과 금속물질간의 접합력 약화의 문제를 해결하기 위해 금속물질로 이루어진 반사판(155)과 유기절연물질로 이루어진 상기 제 2 보호층(145) 사이에 형성된 것이다.
다음, 상기 반사판(155) 위로는 유기절연물질 또는 무기절연물질로서 1㎛ 이상의 두께를 갖도록 이루어짐으로써 그 하부의 단차의 영향없이 그 표면이 평탄한 상태를 갖는 제 4 보호층(160)이 형성되어 있는 것이 특징이다.
이렇게 본 발명의 제 1 실시예에 있어서 그 표면이 평탄한 상태의 상기 제 4 보호층(160)을 형성하는 것은 상기 반사판(155)에 형성된 요철에 의한 BCSN 액정층(190)의 두께 변동을 방지하기 위함이다. 이렇게 BCSN 액정층(190)의 두께 변화를 방지하기 위해 제 4 보호층(160)을 형성한 이유에 대해서는 추후 상세히 설명한다.
한편, 상기 제 4 보호층(160)이 유기절연물질로 이루어지는 경우, 변형예로서 상기 반사판(155)과 상기 제 4 보호층(160) 사이에 접합력 향상을 위해 무기절연물질로 이루어진 제 5 보호층(미도시)이 더욱 형성될 수도 있다.
한편, 전술한 바와 같이, 형성된 상기 제 1, 2, 3, 4 보호층(140, 145, 150, 160)(제 5 보호층(미도시)이 형성된 경우, 상기 제 5 보호층(미도시) 포함)에는 상기 반사판(155)에 구비된 상기 제 1 개구(op1)를 관통하며 상기 드레인 전극(136) 더욱 정확히는 상기 드레인 전극(136)의 연장부인 제 2 스토리지 전극(137)을 노출시키는 드레인 콘택홀(163)이 구비되고 있는 것이 특징이다.
다음, 상기 제 4 보호층(160) 위로는 상기 드레인 콘택홀(163)을 통해 노출된 상기 제 2 스토리지 전극(137)과 접촉하며 각 화소영역(P) 내에서 판 형태를 가지며 투명 도전성 물질 예를들면 인듐-틴-옥사이드(ITO) 또는 인듐-징크-옥사이드(IZO)로서 상기 각 반사판(155)과 완전 중첩하는 형태로서 제 1 전극(166)이 형성되어 있다.
다음, 상기 제 1 전극(166) 위로 상기 표시영역 전면에 무기절연물질로서 제 6 보호층(170)이 형성되어 있으며, 상기 제 6 보호층(170) 위로 배선 형태로서 상기 게이트 배선(103)과 나란하게 상기 각 화소영역(P)을 관통하여 서로 이격하며 제 2 및 제 3 전극(173, 175)이 형성됨으로써 제 1 기판(101)이 완성되고 있다. 이때, 상기 제 2 및 제 3 전극(173, 175)은 투명 도전성 물질 예를들면 인듐-틴-옥사이드(ITO) 또는 인듐-징크-옥사이드(IZO)로서 이루어지고 있는 것이 특징이다.
한편, 도면에 있어서는 상기 제 2 및 제 3 전극(173, 175)은 서로 이격하는 형태로 각 화소영역(P)에 하나씩 형성됨을 보이고 있지만, 서로 이격하는 상기 제 2 전극 및 제 3 전극(173, 175)은 서로 교대하는 형태로 다수개 형성될 수도 있다. 예를들어 상기 제 2 전극 및 제 3 전극(173, 175)은 각 화소영역 내에 제 2 전극(173)/제 3 전극(175)/제 2 전극(173)/제 3 전극(175)이 배치되어 총 4개로 구성될 수도 있으며, 또는 6개, 8개, 10개로 이루어질 수도 있다.
이때, 상기 표시영역에 형성된 모든 제 2 전극(173)은 그 끝단이 상기 표시영역 일 외측에 형성된 제 1 보조배선(미도시)과 모두 연결되고 있으며, 상기 제 1 보조배선(미도시)을 통해 동시에 제 1 전압을 입력받는 것이 특징이며, 상기 표시영역에 형성된 모든 제 3 전극(175) 또한 그 끝단이 상기 표시영역 타 외측에 형성된 제 2 보조배선(미도시)과 모두 연결되고 있으며, 상기 제 2 보조배선(미도시)을 통해 동시에 상기 제 1 전압과 다른 제 2 전압을 입력받는 것이 특징이다.
한편, 도면에 나타내지 않았지만, 상기 제 2 및 제 3 전극(173, 175)과 이들 두 전극(173, 175) 사이로 노출된 제 6 보호층(170) 상부로 표시영역 전면에는 제 1 배향막(미도시)이 형성되고 있다.
전술한 바와 같은 구성을 갖는 제 1 기판(101)에 대응하여 이와 대향하여 위치한 제 2 기판(180)의 내측면에는 전면에 투명 도전성 물질로서 그 표면이 평탄한 구조를 갖는 제 4 전극(185)이 형성되고 있다. 이때, 상기 제 2 기판(180)의 내측면과 상기 제 4 전극(185) 사이에는 각 화소영역(P)에 대응하여 적, 녹, 청색 컬러필터 패턴(R, G, 미도시)이 순차 반복되는 형태로서 컬러필터층(183)이 구비될 수 있으며, 나아가 상기 제 4 전극(185)과 상기 제 2 기판(180) 사이의 각 화소영역(P)의 경계 즉, 상기 게이트 배선(103)과 데이터 배선(130)에 대응하여 블랙매트릭스(181)가 구비될 수도 있다.
또한, 도면에 나타내지 않았지만, 상기 제 4 전극(185)을 덮으며 표시영역 전면에 제 2 배향막(미도시)이 형성되고 있다.
한편, 전술한 구성을 갖는 상기 제 1 기판(101)과 제 2 기판(180)의 사이에는 액정 분자가 트위스트 하도록 하는 성질을 부여하는 카이랄 도펀트가 첨가된 네마틱 액정으로 구성된 BCSN 액정층(190)이 구비됨으로서 본 발명의 제 1 실시예에 따른 BCSN 모드 액정표시장치(100)가 완성되고 있다.
전술한 구성을 갖는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 반사형 BCSN 모드 액정표시장치(100)는 올록볼록한 엠보싱 구조를 갖는 반사판(155)이 구비된다 하더라도 상기 반사판(155)에 구비된 엠보싱 구조에 영향을 받지 않으므로 반사판(155)이 구비된 표시영역 전면에 대응하여 동일한 두께의 BCSN 액정층(190)이 형성되는 것이 특징이다.
이후에는 전술한 구성을 본 발명의 제 1 실시예에 따른 반사형 BCSN 모드 액정표시장치(100)의 구동에 대해 간단히 설명한다.
도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 반사형 BCSN 모드 액정표시장치의 제 1 및 제 4 전극을 통한 수직전계와, 제 2 및 제 3 전극을 통한 수평 전계 인가시의 BCSN 액정층 내의 액정 분자의 움직임 형태를 간략히 도시한 단면도이다. 이때, 각 도면에 있어서는 제 1 기판의 반사판 상부에 위치하는 제 1, 2, 3 전극과 제 2 기판의 제 4 전극과 BCSN 액정층 내의 액정분자만을 간략히 도시하였다.
우선, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 BCSN 모드 액정표시장치는 상기 제 1 기판에 구비된 제 1 배향막과 상기 제 2 기판에 구비된 제 2 배향막의 배향 방향이 동일한 방향이 되고 있으며, 각 기판 상에서의 초기 틸트각을 갖는 구성에 의해 상기 BCSN 액정층 내의 액정분자의 초기 배열 상태는 도 4a에 도시한 바와 같이, 상기 제 1 및 제 2 배향막(미도시)의 배향 방향으로 액정분자(192)의 장축이 배열되며 각 기판(미도시)의 내측면에 대해 수평한 상태가 아닌 소정의 각도로 틸트된 형태의 스플레이(splay) 상태를 이루고 있다.
다음, 전술한 바와 같은 스플레이(splay) 상태에서 상기 제 1 전극(166)과 제 4 전극(185)에 전압차를 갖도록 서로 다른 전압을 인가하는 경우 도 4b와 도 4c에 도시한 바와 같이, BCSN 액정층(190) 내에서 액정분자(192)는 방위각의 변화없이 틸트각이 변경되며 벤드 상태를 이룬다. 즉, 제 1 및 제 4 전극(166, 185)에 의한 수직전계가 생성되면 도 4b에 도시한 바와같이, 로우 벤드(low bend) 상태를 거쳐 도 4c에 도시한 바와 같이, 하이 벤드(high bend) 상태를 이루게 된다.
이렇게 하이 밴드 상태를 이룬 BCSN 액정층(190)에 대해 상기 제 1 및 제 4 전극(166, 185) 간의 수직전계를 오프(off)시키면 도 4d에 도시한 바와 같이, 상기 액정분자(192)가 상기 제 1 배향막(미도시)에 인접한 액정분자(192)를 기준으로 점진적으로 상기 제 2 배향막(미도시)에 인접한 액정분자(192) 사이에서 180도 회전한 형태로 배열되는 π-트위스트 상태를 이루게 된다. 이때, 상기 BCSN 액정층(190)이 π-트위스트 상태를 이루게 되면 쌍안정 특성을 갖는 액정 특성상 메모리 특성을 갖는다.
즉, 본 발명에 사용되는 카이럴 도펀트가 첨가된 네마틱 액정은 스플레이(splay) 상태와 π-트위스트 상태에서 매우 안정적이므로 이후 이러한 상태를 계속 유지할 수 있음으로서 준 영구적인 메모리 특성을 갖는 것이다.
한편, 이러한 π-트위스트 상태에서 서로 동일한 층에 일정간격 이격하여 형성된 제 2 및 제 3 전극(173, 175)에 서로 다른 전압을 인가하여 횡전계를 생성시키면 도 4a에 도시한 바와 같이, 스플레이(splay) 상태로 전이되게 된다.
이렇게 스플레이(splay) 상태를 이룬 BCSN 액정층(190) 또한 매우 안정적이므로 제 1 및 제 4 전극(166, 185)을 통한 수직전계가 인가되지 않는 한 상기 BCSN 액정층(190)은 스플레이(splay) 상태를 이루게 된다.
따라서, 액정분자가 지속적으로 전계를 형성하지 않은 상태에서 움직임이 없이 스플레이(splay) 상태와 π-트위스트 상태를 노말리 블랙 또는 노말리 화이트로 하여 구동함으로써 지속적인 전압을 인가함 없이 동일한 화상 및 문자 등을 오랜 시간동안 표시할 수 있으며, 이로인해 소비전력을 최소화 할 수 있는 것이다.
따라서, 이러한 구동을 하는 BCSN 모드 액정표시장치를 이용하여 동일한 문자를 짧게는 수 미리 초에서 길게는 수 시간 동안 표시하는 것을 특징으로 하는 응용제품 예를들면 전자 책(e-book) 또는 전자 종이(e-paper)로 제품화함으로써 메모리 기능에 의해 전압을 지속적으로 공급하지 않은 상태에서 동일한 상태를 유지하는 특성에 의해 전력소비 없이 문자를 구현할 수 있으므로 장시간 동안 충전없이 휴대가 가능한 장점을 갖는다.
더욱이 도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 BCSN 모드 액정표시장치(100)의 경우 반사판(155)이 구비되어 별도의 백라이트 유닛을 필요로 하지 않으므로 경량 박형이 되며, 백라이트 유닛 구동을 위해 뱃터리 소비가 발생하지 않으므로 더욱 소비전력을 저감시키는 효과를 갖는다.
한편, 전술한 구성을 갖는 BCSN 모드 액정표시장치(100)의 경우, 셀갭 즉, BCSN 액정층(190)의 두께는 메모리 특성을 갖는 스플레이(splay) 상태와 π-트위스트를 안정적으로 유지시키기 위해서 매우 중요한 요소가 되고 있다.
즉, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 BCSN 모드 액정표시장치(100)에 구비된 BCSN 액정층(190)은 네마틱 액정에 소량의 카이럴 도펀트 첨가에 의해 액정분자가 점진적으로 트위스트 되는 성질이 부여된 것이며, 상기 카이럴 도펀트 첨가량에 의해 액정분자의 회전 피치가 조절될 수 있다.
이때, 회전 피치란 액정분자의 트위스트 정도를 나타내는 것으로 서로 수직하게 배열된 액정분자들이 점진적으로 트위스트 되어 그 꼬임각이 360도인 지점이 되는 두께치, 즉 액정분자가 1회전하는데 필요한 거리를 나타낸다.
한편, BCSN 모드 액정표시장치(100)에 이용되는 있어서 BCSN 액정층(190)은 쌍안정 특성을 구현하기 위해서는 액정층의 두께 즉, 셀갭 d를 액정의 회전피치 p로 나눈 d/p 값이 0.22 내지 0.28의 범위가 되어야 하며, 특히 0.25인 것이 가장 바람직하다.
따라서, d/p값이 0.22 내지 0.28의 범위를 갖도록 BCSN 액정층(190)이 구현되는 경우, 스플레이(splay) 상태와 π-트위스트 상태가 모두 거의 준 영구적으로 유지될 수 있지만, 이 보다 큰 값(0.28보다 큰 값)을 갖거나 또는 작은 값(0.22보다 작은 값)을 갖게 되면 전압의 인가가 없는 상태에서 스플레이(splay) 상태 및 π-트위스트 상태를 유지하는 시간이 매우 짧아지게 된다.
도 5a는 d/p값이 가장 바람직하게 0.25인 BCSN 액정층의 트위스트 각 변화에 따른 자유에너지를 도시한 그래프이며, 도 5b는 d/p값이 0.25보다 크거나 또는 작은 상태의 BCSN 액정층의 트위스트 각 변화에 따른 자유에너지를 도시한 그래프이다.
도 5a에 도시한 바와 같이, BCSN 액정의 경우, 그 d/p값이 0.25 나아가 0.22 내지 0.28인 경우, 0도와 180도에서 동일한 수준(d/p값이 0.25인 경우) 또는 허용 오차 범위 이내(d/p값이 0.22 내지 0.28인 경우)에서 유사한 수준으로 자유에너지가 최저치를 갖게 됨으로써 이들 두 상태에서 모두 매우 안정적이 됨을 알 수 있다. 이때, 허용 오차 범위란 0도 및 180도에서 자유에너지 값의 차이가 발생하지만 그 차이가 크지 않아, 수직전계를 인가하거나 또는 횡전계를 인가하여 스플레이(splay) 상태 및 π-트위스트 상태가 되는 경우, 메모리 기능이 정상적으로 작동될 수 있는 범위를 뜻한다.
하지만, 도 5b를 참조하면, d/p값이 허용 오차 범위 중 최고치인 0.28 보다 큰 경우 180도에서의 액정분자의 자유에너지는 더욱 낮은 값을 갖게되어 상대적으로 더욱 안정화되는 반면 0도에서의 자유에너지는 증가되어 불안정한 상태를 이루게 됨을 알 수 있다. 이러한 경우, BCSN 액정층은 π-트위스트 상태를 유지하려는 경향이 강하게 발생됨으로써 제 2 및 제 3 전극을 이용하여 횡전계를 발생시킨다 하더라도 스플레이(splay) 상태로 잘 전이 되지 않게 된다.
또한, d/p값이 허용 오차 범위 중 최저치인 0.22 보다 작은 경우 0도에서의 액정분자의 자유에너지는 더욱 낮은 값을 갖게 되어 상대적으로 더욱 안정화되는 반면 0도에서의 자유에너지는 증가하여 불안정한 상태를 이루게 됨을 알 수 있다. 이러한 경우, 0도 및 180도에서의 자유에너지 차이가 정상 동작이 이루어지는 허용 오차보다 크게 되므로, BCSN 액정층은 스플레이(splay) 상태를 유지하려는 경향이 커서 π-트위스트 상태를 오랜시간 유지하지 못하고 제 2 및 제 3 전압을 이용하여 횡전계를 발생시키지 않아도 저절로 스플레이(splay) 상태로 전이가 발생될 수 있다.
따라서, 이러한 특성에 의해 BCSN 액정을 이용한 BCSN 모드 액정표시장치(100)의 경우 d/p값이 구동을 위해 매우 중요한 요소가 되고 있다. 이때, 회전피치는 네마틱 액정에 첨가되는 카이럴 도펀트의 양에 기인한 것으로 BCSN 액정을 블렌딩하게 되면 동일한 값을 갖게 된다. 하지만 액정층의 두께 d는 액정표시장치를 제조하는 과정에서 발생하는 오차에 의해 발생될 수 있다.
한편, 반사형 BCSN 모드 액정표시장치를 구성하는 경우, 그 표면이 올록볼록한 엠보싱 구조를 갖는 반사판이 반드시 구성되어 하며, 이러한 반사판의 엠보싱 구조에 의해 이의 상부에 제 1 전극을 포함하여 제 2 및 제 3 전극을 형성하는 경우, 표시영역에서 그 단차를 발생시킬 수 있으며, 이로인해 엠보싱의 요부와 철부간 단차(통상 0.5㎛ 내지 1.5㎛)에 의해 셀갭의 변화됨으로써 d/p값이 위치별로 차이가 발생될 수 있다.
도 6은 비교예로서 그 표면이 평탄한 제 4 보호층 없이 제 1, 2, 3 전극(54, 56, 57)을 형성한 BCSN 모드 액정표시장치에 있어 반사판이 구비된 부분에 대한 간략한 단면도이다.
도시한 바와 같이, 비교예에 따른 BCSN 모드 액정표시장치(50)의 경우, 반사판(53)을 반사전극으로 이용하거나 또는 반사판(53) 상에 바로 투명한 제 1 전극(54)이 형성된 구성을 갖는다.
이러한 구성에 의해, 반사판(53)의 철부에 대응해서는 상기 제 1 기판(51)과 제 2 기판(61) 사이의 BCSN 액정층(70)은 제 1 두께(d1)를 가지게 되며, 반사판(55)의 요부에 대응해서는 제 1 기판(51)과 제 2 기판(61) 사이의 BCSN 액정층(70)은 상기 제 1 두께(d1)보다 큰 제 2 두께(d2)를 갖게 된다. 따라서, 평탄한 표면을 갖는 제 4 보호층 없이 엠보싱 구조를 갖는 반사판(53)을 구비한 비교예에 따른 반사형 BCSN 모드 액정표시장치의 경우, 위치별로 서로 다른 액정층 두께(d1 ≠ d2)를 갖게 됨을 알 수 있다.
통상적으로 반사판에 구비되는 엠보싱의 철부와 요부는 0.5㎛ 내지 1.5㎛정도가 되며 통상적인 액정표시장치의 액정층의 두께는 3㎛ 내지 5㎛ 정도가 되므로 이를 반영하게 되면 반사판 표면이 엠보싱 구조를 갖는 경우 액정층의 두께는 위치별로 1/10 내지 1/2 정두의 차이를 갖게 된다.
이러한 사실로부터 평탄한 표면을 갖는 제 4 보호층 없이 엠보싱 구조를 갖는 반사판을 구비한 비교예에 따른 반사형 BCSN 모드 액정표시장치를 구성하게 되면 d/p값이 위치별로 큰 차이를 갖게 됨으로써 정상적인 메모리 특성을 갖는 표시소자로서의 역할을 할 수 없게 된다.
따라서, 도 2와 도 3을 참조하면, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 반사형 BCSN 모드 액정표시장치(100)에서는 전술한 바와같은 문제를 해결하기 위해 올록볼록한 엠보싱 구조를 갖는 반사판(155) 상부로 그 표면이 평탄한 구조를 갖는 제 4 보호층(160)을 형성하고, 이의 상부에 제 1 전극(166)과 제 2 및 3 전극(173, 175)을 형성함으로써 표시영역 전체에 있어서 BCSN 액정층(190) 두께를 일정하게 함으로써 BCSN 액정의 스플레이(splay) 상태와 π-트위스트 상태에서 모두 안정성이 유지될 수 있도록 한 것이 특징이다.
이때, 상기 제 4 보호층(160) 또한 그 표면이 완전 평탄화를 이루는 것이 가장 바람직하지만, 공정상의 오차 및 두께에 기인하여 완전한 평탄화된 구성을 갖도록 하는 것은 매우 정밀한 공정 정밀도를 요구하며 이는 장비 자체의 공정 진행 오차를 벗어날 수 있다.
따라서, 이러한 현실적인 문제를 감안할 때, 평탄화의 역할을 하는 상기 제 4 보호층(160)의 표면 평탄도는 통상적인 반사판(155)의 엠보싱 구조에 의한 요철 구조에 의한 단차 범위인 0.5㎛ 내지 1.5㎛보다 작은 0.4㎛보다 작은 값을 갖는 범위인 것이라 할 것이다. 0.4㎛보다 작은 범위의 액정층(190)의 두께 변화에 대해서는 상기 액정층(190)의 평균 두께가 통상적으로 3㎛ 내지 5㎛의 범위에서 결정되는 경우, d/p값이 허용 오차 범위인 0.22 내지 0.28에 위치하게 되므로 스플레이(splay) 상태와 π-트위스트 상태에서 정상적으로 메모리 기능을 유지할 수 있다.
도 7은 본 발명의 제 1 실시예의 변형예에 따른 반사형 BCSN 모드 액정표시장치에 구비되는 배선 형태의 제 2 및 제 3 전극을 도시한 도면이다.
본 발명의 제 1 실시예에 따른 반사형 BCSN 모드 액정표시장치(도 2의 100)에 있어서는 각 화소영역을 관통하며 배선 형태로 형성된 제 2 및 제 3 전극(도 2의 173, 175)은 직선 형태를 이루고 있었지만, 제 1 실시예의 변형예의 경우, 제 2 및 제 3 전극(173, 175)은 직선 형태를 갖는 부분과 더불어 일정간격 이격하며 상기 제 2 및 제 3 전극(173, 175)의 길이 방향에 수직한 방향으로 볼록한 요철(nc)이 형성되어 노치(notch) 구조를 이루는 것이 특징이다.
이렇게 제 2 및 제 3 전극(173, 175)을 곧은 직선 형태가 아닌 노치 구조를 이루도록 하는 것은 상기 다수의 요철(nc)에 의한 제 2 전극(173)과 제 3 전극(175)간 횡전계의 부분별 크기 변화에 의해 액정분자의 트위스트 속도를 향상시켜 π-트위스트 상태에서 스플레이(splay) 상태로의 전이 속도를 향상시키기 위함이다.
도 8은 본 발명의 제 2 실시예 따른 반사투과형 BCSN 모드 액정표시장치의 하나의 화소영역에 대한 평면도이며, 도 9는 도 8을 절단선 Ⅸ-Ⅸ를 따라 절단한 부분에 대한 단면도이다. 이때, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 반사투과형 BCSN 모드 액정표시장치의 경우, 제 1 실시예에 따른 반사형 액정표시장치와 투과부가 형성된다는 것을 제외하고는 동일하므로 차별점이 있는 투과부에 대해서만 간단히 설명한다. 제 2 실시예의 경우 제 1 실시예와 동일한 구성요소에 대해서는 100을 더하여 도면부호를 부여하였다.
도시한 바와 같이, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 반사투과형 BCSN 모드 액정표시장치(200)는 하나의 화소영역(P)이 반사판(255)이 형성된 반사부(RA)와 반사판(255)이 제거되어 형성되지 않은 투과부(TA)로 나뉘고 있다. 이때, 상기 투과부(TA)는 각 화소영역(P) 내에서 스토리지 커패시터(StgC)가 형성된 부분 상측에 위치하고 있는 것이 특징이며, 상기 투과부(TA)를 테두리 하는 형태로 반사부(RA)가 형성되고 있는 것이 특징이다.
BCSN 액정을 이용하는 본 발명의 특성 상, 반사부(RA)와 투과부(TA)에서의 동일한 두께의 BCSN 액정층(190)이 구비되도록 형성되어야 하므로, 투과부(TA)에 대응해서는 반사판(255)이 제거되어 제 3 보호층(250)이 노출된 구조를 이루며, 상기 제 3 보호층(250) 위로 평탄한 표면을 갖는 제 4 보호층(260)이 형성되고 있는 것이 특징이다. 이때, 상기 제 4 보호층(260)은 상기 반사부(RA)까지 연장 형성되고 있으며, 반사부(RA)와 투과부(TA)에서 모두 상기 제 1 기판(201) 내측면으로부터 동일한 높이를 가지며 평탄한 표면을 이루며 형성되고 있는 것이 특징이다.
그 외의 구성요소는 전술한 제 1 실시예와 동일하므로 이하 설명은 생략한다.
한편, 전술한 바와 같은 제 1 실시예에 따른 반사형 BCSN 모드 액정표시장치 및 제 2 실시예에 따른 반사투과형 BCSN 모드 액정표시장치는 저소비전력 특성을 가지며, 반사효율 향상을 위해 엠보싱 구조 반사판을 구비하면서도 상기 반사판의 상부에 평탄화 역할을 하는 제 4 보호층을 더욱 형성하여 위치별 셀갭 차이가 발생되지 않도록 하거나 또는 그 차이를 최소화함으로써 BCSN 액정층의 스플레이(splay) 상태와 π-트위스트 상태에서 쌍안정 특성을 장시간 유지할 수 있으므로 특히, 휴대성이 강조되어 저 소비전력 특성 및 경량 박형이 요구하는 전자 책(e-book), 전자종이(e-paper) 등의 제품에 최적화되어 적용될 수 있다.
100 : BCSN 액정표시장치 101 : 제 1 기판
107 : 제 1 스토리지 전극 109 : 게이트 전극
112 : 게이트 절연막 120a : 액티브층
120 : 오믹콘택층 120 : 반도체층
130 : 데이터 배선 133 : 소스 전극
136 : 드레인 전극 140 : 제 1 보호층
145 : 제 2 보호층 150 : 제 3 보호층
155 : 반사판 160 : 제 4 보호층
163 : 드레인 콘택홀 166 : 제 1 전극
170 : 제 6 보호층 173 : 제 2 전극
175 : 제 3 전극 180 : 제 2 기판
181 : 블랙매트릭스 183 : 컬러필터층
185 : 제 4 전극 190 : BCSN 액정층
op1 : 제 1 개구 StgC : 스토리지 커패시터
Tr : 박막트랜지스터

Claims (15)

  1. 표시영역과 이의 외측으로 비표시영역이 각각 정의되며 서로 마주하는 제 1 및 제 2 기판과;
    상기 제 1 기판의 내측면에 게이트 절연막을 개재하여 서로 교차하여 화소영역을 정의하며 형성된 게이트 배선 및 데이터 배선과;
    상기 화소영역에 상기 게이트 배선 및 데이터 배선과 연결되며 형성된 박막트랜지스터와;
    상기 박막트랜지스터 위로 올록볼록한 엠보싱 구조를 가지며 형성된 반사판과;
    상기 반사판 위로 평탄한 표면을 가지며 형성된 평탄화층과;
    상기 평탄화층 위로 상기 화소영역에 상기 박막트랜지스터의 드레인 전극과 연결되며 형성된 판 형태의 제 1 전극과;
    상기 제 1 전극 위로 형성된 제 1 보호층과;
    상기 제 1 보호층 위로 상기 화소영역을 관통하며 서로 이격하며 배선형태로 형성된 제 2 전극 및 제 3 전극과;
    상기 제 2 기판의 내측면 전면에 형성된 제 4 전극과;
    상기 제 1 기판 및 제 2 기판 사이에 개재된 BCSN(bistable chiral splay nematic) 액정층
    을 포함하는 BCSN(bistable chiral splay nematic) 모드 액정표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 화소영역은 반사부와 투과부로 나뉘며 상기 투과부에 대응해서는 상기 반사판에 개구부가 형성된 것이 특징인 BCSN(bistable chiral splay nematic) 모드 액정표시장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 각 화소영역에는 서로 이격하는 상기 제 2 및 제 3 전극이 한 쌍 이상 형성되며, 상기 제 2 및 제 3 전극이 두 쌍 이상 형성되는 경우 상기 제 2 전극과 제 3 전극이 서로 교대하는 형태로 형성된 것이 특징인 BCSN(bistable chiral splay nematic) 모드 액정표시장치.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 2 및 제 3 전극은 상기 게이트 배선과 나란하게 형성되며, 상기 제 2 및 제 3 전극 각각은 각 화소영역 내에서 그 양측면으로 볼록한 철부가 다수 형성되어 노치(notch) 구조를 이루는 것이 특징인 BCSN(bistable chiral splay nematic) 모드 액정표시장치.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 기판의 표시영역 양측의 비표시영역에는 서로 마주하는 형태로 제 1 및 제 2 보조배선이 구비되며,
    상기 제 2 전극은 모두 그 일끝단이 상기 제 1 보조배선과 연결되며, 상기 제 3 전극은 모두 그 일끝단이 상기 제 2 보조배선과 연결되도록 형성된 것이 특징인 BCSN(bistable chiral splay nematic) 모드 액정표시장치.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1, 2, 3, 및 제 4 전극은 투명도전성 물질로 이루어진 것이 특징인 BCSN(bistable chiral splay nematic) 모드 액정표시장치.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 게이트 배선이 형성된 층에는 상기 게이트 배선과 나란하게 이격하며 공통배선이 형성되며,
    상기 화소영역에는 상기 공통배선에서 분기한 형태로 제 1 스토리지 전극이 형성되며,
    상기 게이트 절연막 상부에는 상기 박막트랜지스터의 드레인 전극이 상기 제 1 스토리지 전극과 중첩하도록 연장 형성되어 제 2 스토리지 전극을 이룸으로써 서로 중첩하는 상기 제 1 및 제 2 스토리지 전극과 게이트 절연막은 스토리지 커패시터를 이루는 것이 특징인 BCSN(bistable chiral splay nematic) 모드 액정표시장치.
  8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 박막트랜지스터와 상기 반사판 사이에 그 표면이 올록볼록한 엠보싱 구조를 갖는 제 2 보호층이 상기 표시영역 전면에 형성된 것이 특징인 BCSN(bistable chiral splay nematic) 모드 액정표시장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 박막트랜지스터와 상기 제 2 보호층 사이에 무기절연물질로 제 3 보호층이 상기 제 1 기판 전면에 형성된 것이 특징인 BCSN(bistable chiral splay nematic) 모드 액정표시장치.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 반사판에는 상기 박막트랜지스터의 드레인 전극에 대응하여 제 1 홀이 구비되며,
    상기 제 2, 3 보호층 및 상기 평탄화층에는 상기 제 1 홀을 관통하여 상기 드레인 전극을 노출시키는 드레인 콘택홀이 구비되며,
    상기 제 1 전극과 상기 드레인 전극은 상기 드레인 콘택홀을 통해 서로 접촉하는 것이 특징인 BCSN(bistable chiral splay nematic) 모드 액정표시장치.
  11. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 BCSN(bistable chiral splay nematic) 액정층은 카이럴 도펀트가 첨가되며, 상기 BCSN(bistable chiral splay nematic) 액정층의 두께를 d, 상기 카이럴 도펀트가 첨가됨으로 갖게되는 액정분자의 회전피치를 p라 할 때, d/p값은 0.22 내지 0.28이 되는 것이 특징인 BCSN(bistable chiral splay nematic) 모드 액정표시장치.
  12. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 2 및 제 3 전극 위로 상기 표시영역에 제 1 배향막이 형성되며,
    상기 제 4 전극을 덮으며 제 2 배향막이 형성되며,
    상기 제 1 및 제 2 배향막은 서로 동일한 방향으로 배향 처리된 것이 특징인
    BCSN(bistable chiral splay nematic) 모드 액정표시장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 BCSN(bistable chiral splay nematic) 액정층은 제 1, 2, 3, 4 전극에 전압이 인가되지 않을 경우, 스플레이(splay) 상태를 이루며,
    상기 제 1 및 제 4 전극에 전압이 인가되어 수직전계가 발생되면 벤드 상태를 이루며,
    상기 벤드 상태에서 수직전계를 오프(off)시키면 π트위스트 상태를 이루며,
    상기 π트위스트 상태에서 상기 제 2 및 제 3 전극에 전압이 인가되어 수평전계가 발생되면 다시 상기 스플레이(splay) 상태를 이루며,
    상기 BCSN(bistable chiral splay nematic) 액정층은 스플레이 상태와 π트위스트 상태에서 각각 자유에너지가 최소가 되어 지속적으로 전계가 인가되지 않아도 해당 상태를 유지하는 것이 특징인 BCSN(bistable chiral splay nematic) 모드 액정표시장치.
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