KR101321242B1 - In-Plane-Switching mode Liquid Crystal Display device and the fabrication method thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 액정표시장치(LCD ; Liquid Crystal Display Device)에 관한 것으로, 특히 횡전계방식 액정표시장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal display device (LCD), and more particularly, to a transverse electric field type liquid crystal display device and a manufacturing method thereof.
본 발명은 적색, 녹색, 청색 서브 픽셀의 셀갭보다 시야제어용 서브픽셀의 셀갭을 크게 함으로써 측면 시야각의 빛샘을 증가시켜 시야각을 더욱 협소하게 구동시켜 보안성을 향상시키고, 시야제어용 서브픽셀의 셀갭을 증가시키기 위하여 제 2 기판에 기존 공정의 재료를 적용시킴으로써 공정이 단순하고 제조비용이 절감되는 장점이 있다.According to the present invention, the cell gap of the view control subpixel is larger than the cell gap of the red, green, and blue subpixels, thereby increasing the light leakage of the side view angle, driving the viewing angle more narrowly, improving security, and increasing the cell gap of the view control subpixel. In order to apply the material of the existing process to the second substrate there is an advantage that the process is simple and the manufacturing cost is reduced.
시야제어, 보안성, 횡전계방식 Field of view control, security, transverse electric field method
Description
도 1은 종래기술에 의한 횡전계방식 액정표시장치의 평면도.1 is a plan view of a conventional transverse electric field type liquid crystal display device.
도 2는 도 1의 Ⅰ-Ⅰ'선상에서의 단면도.2 is a cross-sectional view taken along a line I-I 'in Fig. 1;
도 3은 일반적인 횡전계방식 액정표시장치의 전압분포도.3 is a voltage distribution diagram of a general transverse electric field type liquid crystal display device.
도 4a 및 도 4b는 전압 무인가 및 인가시에서의 횡전계방식 액정표시장치의 평면도.4A and 4B are plan views of a transverse electric field type liquid crystal display device with no voltage applied and applied.
도 5는 본 발명에 따른 일 실시예로서, 횡전계방식 액정표시장치를 보여주는 평면도.5 is a plan view showing a transverse electric field type liquid crystal display device according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 6a 및 도 6b는 도 5의 Ⅱ-Ⅱ'선상에서의 본 발명의 광시야각 모드를 나타낸 단면도.6A and 6B are cross-sectional views showing a wide viewing angle mode of the present invention on the II-II 'line in FIG.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 광시야각 모드에서의 투과 특성을 보여주는 그래프.7A and 7B are graphs showing transmission characteristics in the wide viewing angle mode of the present invention.
도 8은 본 발명에 따른 횡전계 방식 액정 표시 장치에서 광시야각모드시 시야제어용 서브 픽셀(Pv)에서 시야각에 따른 색대비비(contrast-ratio)를 보여주는 그래프. FIG. 8 is a graph showing contrast-ratios depending on the viewing angle in the subpixel Pv for the field of view control in the wide viewing angle mode in the transverse electric field type liquid crystal display according to the present invention.
도 9a 내지 도 9c는 도 5의 Ⅱ-Ⅱ'선상에서의 본 발명의 협시야각 모드를 나 타낸 단면도.9A to 9C are cross-sectional views showing a narrow viewing angle mode of the present invention on the II-II 'line in FIG.
도 10a는 협시야각 모드에서 적색, 녹색, 청색 서브 픽셀(Pr, Pg, Pb)에 전압 무인가시와 전압 인가시의 투과 특성을 보여주는 그래프.10A is a graph showing transmission characteristics when no voltage is applied to the red, green, and blue subpixels Pr, Pg, and Pb in the narrow viewing angle mode.
도 10b는 협시야각 모드에서 시야제어용 서브 픽셀(Pv)의 투과 특성을 보여주는 그래프.10B is a graph showing transmission characteristics of the subpixel Pv for view control in the narrow viewing angle mode.
도 11은 본 발명에 따른 횡전계 방식 액정 표시 장치에서 협시야각모드시 시야제어용 서브 픽셀의 셀갭(dv)에 따른 색대비비(contrast-ratio)를 보여주는 그래프.FIG. 11 is a graph showing contrast-ratio according to a cell gap dv of a subpixel for controlling a field of view in a narrow viewing angle mode in a transverse electric field type liquid crystal display according to the present invention; FIG.
도 12는 본 발명에 따른 액정 패널에서 컬러필터기판(상부 기판)의 일부를 보여주는 평면도.12 is a plan view showing a part of a color filter substrate (upper substrate) in a liquid crystal panel according to the present invention;
도 13은 도 12에서 Ⅲ-Ⅲ'로 절단하여 보여주는 단면도.FIG. 13 is a cross-sectional view taken along line III-III ′ in FIG. 12.
도 14a 내지 도 14c는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 횡전계 방식 액정 표시 장치의 상부 기판을 개략적으로 보여주는 평면도.14A to 14C are plan views schematically illustrating an upper substrate of a transverse electric field type liquid crystal display device according to a second exemplary embodiment of the present invention.
도 15는 도 14에서 Ⅳ-Ⅳ'로 절단하여 보여주는 단면도.15 is a cross-sectional view taken along the line IV-IV 'in FIG.
도 16은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 횡전계 방식 액정 표시 장치의 상부 기판을 개략적으로 보여주는 평면도.16 is a plan view schematically illustrating an upper substrate of a transverse electric field type liquid crystal display device according to a third exemplary embodiment of the present invention.
도 17은 도 16에서 Ⅴ-Ⅴ'로 절단하여 보여주는 단면도.FIG. 17 is a cross-sectional view taken along the line VV ′ in FIG. 16. FIG.
도 18은 본 발명에 따른 제 4 실시예로서, 컬러필터를 이용하여 상부 기판의 시야제어용 서브 픽셀의 주변에 격벽을 형성한 것을 보여주는 단면도.FIG. 18 is a cross-sectional view of a fourth embodiment according to the present invention in which a partition wall is formed around a subpixel for controlling a view of an upper substrate using a color filter; FIG.
<도면의 주요부분에 대한 부호 설명>Description of the Related Art [0002]
111 : 하부 기판 112 : 게이트 배선111: lower substrate 112: gate wiring
115 : 데이터 배선 117 : 화소 전극 115: data wiring 117: pixel electrode
119a : 제 1 콘택홀 119b : 제 2 콘택홀119a:
121 : 상부 기판 122 : 블랙매트릭스121: upper substrate 122: black matrix
122a : 격벽 블랙매트릭스 123 : 컬러필터층122a: partition wall black matrix 123: color filter layer
123a, 123b : 격벽 컬러필터층 124: 공통 전극 123a and 123b: partition color filter layer 124: common electrode
125 : 공통 배선 129 : 오버코트층125: common wiring 129: overcoat layer
131 : 액정층 132 : 액정 분자131: liquid crystal layer 132: liquid crystal molecules
161 : 제 1 편광판 162 : 제 2 편광판161: first polarizing plate 162: second polarizing plate
178 : 패턴 스페이서 179 : 격벽 스페이서178: pattern spacer 179: partition spacer
517 : 시야제어용 화소 전극 524 : 시야제어용 공통 전극517: pixel electrode for visual field control 524: common electrode for visual field control
525 : 시야제어용 공통 배선525: common wiring for view control
본 발명은 액정표시장치(LCD ; Liquid Crystal Display Device)에 관한 것으로, 특히 횡전계방식 액정표시장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
최근, 계속해서 주목받고 있는 평판표시장치 중 하나인 액정표시장치는 액체의 유동성과 결정의 광학적 성질을 겸비하는 액정에 전계를 가하여 광학적 이방성을 변화시키는 장치로서, 종래 음극선관(Cathod Ray Tube)에 비해 소비전력이 낮고 부피가 작으며 대형화 및 고정세가 가능하여 널리 사용되고 있다.Recently, a liquid crystal display device, which is one of the flat panel display devices that are attracting attention, is a device for changing optical anisotropy by applying an electric field to a liquid crystal having both liquidity and optical properties of crystals. Compared with the low power consumption, small volume, large size, and high definition, it is widely used.
상기 액정표시장치는 액정의 성질과 패턴의 구조에 따라서 여러 가지 다양한 모드가 있다.The liquid crystal display device has various modes depending on the nature of the liquid crystal and the structure of the pattern.
구체적으로, 액정 방향자가 90°트위스트(twist) 되도록 배열한 후 전압을 가하여 액정 방향자를 제어하는 TN 모드(Twisted Nematic Mode)와, 한 화소를 여러 도메인으로 나눠 각각의 도메인의 주시야각 방향을 달리하여 광시야각을 구현하는 멀티도메인 모드(Multi-Domain Mode)와, 보상필름을 기판 외주면에 부착하여 빛의 진행방향에 따른 빛의 위상변화를 보상하는 OCB 모드(Optically Compensated Birefringence Mode)와, 한 기판 상에 두개의 전극을 형성하여 액정의 방향자가 배향막의 나란한 평면에서 꼬이게 하는 횡전계방식(In-Plane Switching Mode)과, 네가티브형 액정과 수직배향막을 이용하여 액정 분자의 장축이 배향막 평면에 수직 배열되도록 하는 VA 모드(Vertical Alignment) 등 다양하다.Specifically, a TN mode (Twisted Nematic Mode) in which a liquid crystal director is arranged so as to twist by 90 degrees and then a voltage is applied to control the liquid crystal director, and a twisted nematic mode in which one pixel is divided into several domains, An OCB mode (Optically Compensated Birefringence Mode) in which a compensating film is attached to the outer circumferential surface of the substrate to compensate for the phase change of the light according to the traveling direction of the light, a multi-domain mode (In-Plane Switching Mode) in which two electrodes are formed in a plane of the liquid crystal so as to twist the director of the liquid crystal in a plane parallel to the alignment film, and a liquid crystal and a vertical alignment film are used to align the long axis of the liquid crystal molecules vertically And VA mode (Vertical Alignment).
이중, 상기 횡전계방식 액정표시장치는 통상, 서로 대향 배치되어 그 사이에 액정층을 구비한 컬러필터 기판(이후 상부기판이라함)과 박막 어레이 기판(이후 하부 기판이라함)으로 구성된다.The transverse electric field type liquid crystal display device is generally constituted by a color filter substrate (hereinafter referred to as an upper substrate) and a thin film array substrate (hereinafter referred to as a lower substrate) which are disposed opposite to each other and having a liquid crystal layer therebetween.
즉, 상기 상부 기판에는 빛샘을 방지하기 위한 블랙 매트릭스와, 상기 블랙 매트릭스 상에 색상을 구현하기 위한 R,G,B의 컬러필터층이 형성된다.That is, on the upper substrate, a black matrix for preventing light leakage and R, G, and B color filter layers for forming hues on the black matrix are formed.
그리고, 상기 하부 기판에는 단위 화소를 정의하는 게이트 배선 및 데이터 배선과, 상기 게이트 배선 및 데이터 배선의 교차 지점에 형성된 스위칭소자와, 서로 엇갈리게 교차되어 횡전계를 발생시키는 공통전극 및 화소전극이 형성된다.In the lower substrate, a gate wiring and a data wiring defining a unit pixel, a switching element formed at a crossing point of the gate wiring and the data wiring, and a common electrode and a pixel electrode crossing each other to generate a transverse electric field are formed .
이하, 도면을 참조하여 종래 기술의 횡전계방식 액정표시장치를 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a conventional transverse electric field type liquid crystal display device will be described with reference to the drawings.
도 1은 종래기술에 의한 횡전계방식 액정표시장치의 평면도이고, 도 2는 도 1의 Ⅰ-Ⅰ'선상에서의 단면도이다.FIG. 1 is a plan view of a transverse electric field type liquid crystal display device according to the prior art, and FIG. 2 is a sectional view taken along the line I-I 'of FIG.
먼저, 도 1에 도시된 바와 같이, 하부 기판(11) 상에 수직으로 교차 배치되어 화소를 정의하는 게이트 배선(12) 및 데이터 배선(15)과, 상기 게이트 배선(12) 및 데이터 배선(15)의 교차 부위에 배치된 박막트랜지스터(TFT)와, 상기 게이트 배선(12)과 평행하도록 화소 내에 배치된 공통배선(25)과, 상기 공통배선(25)에서 분기되어 상기 데이터 배선(15)에 평행하는 다수개의 공통전극(24)과, 상기 박막트랜지스터(TFT)의 드레인 전극에 연결되어 상기 공통전극(24)사이에서 상기 공통전극과 평행하게 교차 배치된 다수개의 화소 전극(17)과, 상기 화소 전극(17)에서 연장 형성되어 공통 배선(25) 상부에 오버랩된 커패시터 전극(26)이 구비되어 있다.First, as shown in Fig. 1, a
상기 박막트랜지스터(TFT)는 상기 게이트 배선(12)에서 분기되는 게이트 전극(12a)과, 상기 게이트 전극(12a)을 포함한 전면에 형성된 게이트 절연막(도시하지 않음)과, 상기 게이트 전극(12a) 상부의 게이트 절연막 상에 형성된 반도체층(14)과, 상기 데이터 배선(15)에서 분기되어 상기 반도체층(14) 양 끝에 각각 형성되는 소스 전극(15a) 및 드레인 전극(15b)으로 구성된다.The thin film transistor TFT includes a
그리고, 상기 화소 전극(17)은 드레인 전극(15b)을 소정 노출시키는 드레인 콘택홀(19)을 통하여 상기 드레인 전극(15b)과 접속된다.The
구체적으로, 상기 공통배선(25) 및 공통전극(24)은 일체형으로 형성되며, 상 기 게이트 배선(12)과 동시에 형성되는데, 구리(Cu), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 티타늄(Ti) 등의 저저항 금속으로 형성한다.Specifically, the
그리고, 상기 화소전극(17)은 상기 공통전극(24)과 교번하도록 형성하는데, 상기 데이터 배선(15)과 동시에 형성할 수도 있고 서로 다른층에 형성할 수도 있다.The
이 때, 상기 공통전극(24) 및 화소전극(17)은 일직선 형태로 교차 형성되어도 무방하고 또는 지그재그(zigzag) 형태로 형성되어도 무방하다.In this case, the
상기 공통전극(24) 및 화소전극(17)을 인듐-틴-옥사이드(Indium-Tin-Oxide : ITO)와 같이 빛의 투과율이 비교적 뛰어난 투명도전성 금속을 재료로 사용하여 형성할 수도 있는데, 이러한 구조를 ITO-ITO 전극 횡전계방식 액정표시장치라 부르기도 한다.The
상기 공통전극(24)과 화소전극(17) 사이에는 두 패턴을 분리하기 위해 도 2에 도시된 바와 같이, 절연막이 더 구비되는데, 도 2의 13은 실리콘 질화물 또는 실리콘 산화물 등으로 형성된 게이트 절연막이다.In order to separate the two patterns between the
이때, 상기와 같이 공통전극(24)을 먼저 형성하고 화소전극(17)을 이후에 형성하여 그 사이를 절연막으로써 분리하는 이외에, 상기 화소전극(17)을 먼저 형성하고 공통전극(24)을 이후에 형성하고 그 사이를 절연막으로써 분리하여도 되고, 절연막을 형성하지 않고 상기 공통전극(24) 및 화소전극(17)을 동일층에 형성하여도 된다.In this case, the
상기 화소전극(17)을 포함한 전면에는 각종 패턴을 보호하기 위한 보호막 (16)이 더 구비된다.A
한편, 상부 기판(21) 상에는 도 2에 도시된 바와 같이, 빛의 누설을 방지하는 블랙 매트릭스(22)가 있고, 상기 블랙 매트릭스(22) 사이에는 R,G,B의 컬러 레지스트로 이루어진 컬러필터층(23)이 있으며, 상기 컬러필터층(23) 상부에는 상기 컬러필터층을 보호하고 컬러필터층의 표면을 평탄화하기 위한 오버코트층(29)이 형성되어 있다.Meanwhile, as shown in FIG. 2, on the
이 때, 상기 블랙 매트릭스(23)는 화소 내의 공통전극 중 양 끝쪽의 공통전극의 상부에까지 연장 형성하여 화소 가장자리에서의 빛샘을 차단한다.In this case, the
다만, 상기 공통전극(24) 중 화소 가장자리에 형성되는 공통전극을 상기 데이터 배선과 오버랩시켜 블랙 매트릭스의 역할을 대신 수행하게 할 수 있다. 이 때, 공통전극은 금속층과 같은 차광층으로 형성하여야 한다.However, the common electrode formed at the edge of the pixel among the
이러한 상기 횡전계방식 액정표시장치의 하부 기판(11)과 컬러필터 기판(21)은 접착특성을 가지는 씨일제(도시하지 않음)에 의해 대향 합착되며, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 두 기판 사이에는 액정층(31)이 형성된다.The
이와같이 구성된 횡전계방식 액정표시장치는, 액정 분자(32)를 기판에 대해서 수평을 유지한 상태로 회전시키기 위하여 공통전극 및 화소전극 2개를 모두 동일한 기판 상에 형성하고, 상기 2개의 전극 사이에 전압을 걸어 기판에 대해서 수평방향의 전계를 일어나게 한다.In the horizontal field type liquid crystal display device configured as described above, both the common electrode and the pixel electrode are formed on the same substrate in order to rotate the
이 때문에, 시각방향에 대한 액정의 복굴절의 변화가 작아 종래의 TN방식 액정표시장치에 비해 시야각 특성이 월등하게 우수해지는 것이다.Therefore, the change in the birefringence of the liquid crystal with respect to the viewing direction is small, so that the viewing angle characteristic is superior to that of the conventional TN type liquid crystal display device.
도 3은 일반적인 횡전계방식 액정표시장치의 전압분포도이고, 도 4a 및 도 4b는 전압 무인가 및 인가시에서의 횡전계방식 액정표시장치의 평면도이다.FIG. 3 is a voltage distribution diagram of a general transverse electric field type liquid crystal display device, and FIGS. 4A and 4B are plan views of a transverse electric field type liquid crystal display device in a voltage unapplied state and a voltage application state.
도 3에 도시된 바와 같이, 공통전극(24)에 5V를 걸어주고 화소 전극(17)에 0V를 걸어주면 전극 바로 위의 부분에서는 등전위면이 전극에 평행하게 분포하고 두 전극 사이의 영역에서는 오히려 등전위면이 수직에 가깝도록 분포한다.As shown in FIG. 3, when 5 V is applied to the
따라서, 전기장의 방향은 등전위면에 수직하므로, 공통전극(24)과 화소 전극(17) 사이에서는 수직전기장보다는 수평전기장이, 각 전극 상에서는 수평전기장보다는 수직전기장이, 그리고 전극 모서리 부분에서는 수평 및 수직전기장이 복합적으로 형성된다.Therefore, the direction of the electric field is perpendicular to the equipotential plane, so that there is a horizontal electric field rather than a vertical electric field between the
횡전계방식 액정표시장치는 이러한 전기장을 이용하여 액정분자의 배열을 조절한다.A transverse electric field type liquid crystal display device uses this electric field to control the arrangement of liquid crystal molecules.
도 4a에 도시된 바와 같이, 어느 한 편광판의 투과축과 동일한 방향으로 초기 배향된 액정분자(32)에 충분한 전압을 걸어주면, 도 4b에 도시된 바와 같이, 액정분자(32)의 장축이 전기장에 나란하도록 배열된다. 만일, 액정의 유전율 이방성이 음이면 액정분자의 단축이 전기장에 나란하게 배열된다.4A, when a sufficient voltage is applied to the initially aligned
구체적으로, 대향 합착된 하부 기판 및 상부 기판의 외주면에 부착된 제 1 ,제 2 편광판은 그 투과축이 서로 직교하도록 배치하고, 하부기판 상에 형성된 배향막의 러빙방향은 어느 한 편광판의 투과축과 나란하게 함으로써 노멀리 블랙 모드(normally black mode)가 되게 한다.Specifically, the first and second polarizing plates attached to the outer circumferential surfaces of the lower substrate and the upper substrate are arranged so that their transmission axes are orthogonal to each other, and the rubbing direction of the alignment film formed on the lower substrate is perpendicular to the transmission axis Thereby making it normally black mode.
즉, 전압을 인가하지 않으면, 액정분자(32)가 도 4a에 도시된 바와 같이 배 열되어 블랙(black) 상태를 표시하고, 전압을 인가하면, 도 4b에 도시된 바와 같이 액정분자(32)가 전기장에 나란하게 배열되어 화이트(white) 상태를 표시한다.That is, if no voltage is applied, the
그러나, 종래기술에 의한 횡전계방식 액정표시장치는 광시야각을 가진다는 장점이 있으나, 개인적인 이유로 컴퓨터를 사용할 경우, 이러한 장점이 인접한 사람들로부터 사생활을 침해받을 수 있다는 역기능을 초래하게 된다.However, the conventional transverse electric field type liquid crystal display device has an advantage of having a wide viewing angle. However, when a computer is used for personal reasons, this advantage leads to the reverse function that privacy can be infringed from the neighboring people.
이에, 종래에는 보안 또는 사생활 보호를 위하여 시야각 제어를 위한 액정 패널을 메인 액정 패널 상에 더 부착하여 좌,우 시야각 방향의 블랙 상태에서 과도한 빛샘을 유발시킴으로써 협시야각을 구현하기도 하였으나, 이는 시야각 제어를 위한 액정 패널을 부가적으로 더 제작해야될 뿐만 아니라, 제품의 두께 및 무게가 두 배 이상으로 증가하게 되는 문제점이 있으며, 상기 시야제어를 위한 액정 패널과 메인 액정 패널을 부착시에 오정렬(misalign)이 발생할 수 있으며, 광시야각 모드로 사용시에는 백라이트에서 입사된 광이 상기 시야제어를 위한 액정 패널을 더 투과해야 하므로 전면 휘도가 현저히 저하될 수 있는 문제가 있다. Thus, in the related art, a liquid crystal panel for viewing angle control is further attached to the main liquid crystal panel for security or privacy protection, thereby realizing a narrow viewing angle by causing excessive light leakage in a black state in left and right viewing angle directions. In addition to the additional liquid crystal panel to be manufactured, there is a problem that the thickness and weight of the product is more than doubled, and misalignment when attaching the liquid crystal panel and the main liquid crystal panel for the field of view control This may occur, and when used in the wide viewing angle mode, since the light incident from the backlight needs to pass through the liquid crystal panel for controlling the field of view, the front luminance may be significantly lowered.
본 발명은 적색, 녹색, 청색 서브 픽셀의 셀갭보다 시야제어용 서브픽셀의 셀갭을 크게 함으로써 측면 시야각의 빛샘을 증가시켜 시야각을 더욱 협소하게 구동시켜 보안성을 향상시킨 횡전계방식 액정 표시 장치를 제공하는 데 제 1 목적이 있다.The present invention provides a transverse electric field type liquid crystal display device which improves security by driving the viewing angle more narrowly by increasing the light leakage of the side viewing angle by making the cell gap of the viewing control subpixel larger than the cell gap of the red, green, and blue subpixels. There is a first purpose.
또한, 본 발명은 시야제어용 서브픽셀의 셀갭을 증가시키기 위하여 제 2 기판에 기존 공정의 재료를 적용시킴으로써 공정이 단순하고 제조비용이 절감되는 횡 전계방식 액정 표시 장치의 제조 방법을 제공하는 데 제 2 목적이 있다.In addition, the present invention provides a method of manufacturing a transverse electric field type liquid crystal display device in which the process is simple and the manufacturing cost is reduced by applying the material of the existing process to the second substrate in order to increase the cell gap of the visual control subpixel. There is a purpose.
상기한 제 1 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 횡전계방식 액정표시장치의 제 1 실시예는, 제 1 기판 및 제 2 기판과; 상기 제 1 기판 상에 서로 종횡으로 교차되어 적색, 녹색, 청색, 시야제어용 서브픽셀을 정의하는 게이트 배선 및 데이터 배선과; 상기 게이트 배선 및 데이터 배선의 교차 영역에 형성된 박막 트랜지스터와; 상기 적색, 녹색, 청색 서브 픽셀에서 서로 소정 간격 이격되어 엇갈려 형성된 제 1 화소 전극 및 제 1 공통 전극과; 상기 시야제어용 서브픽셀에 형성된 제 2 화소 전극과; 상기 제 2 기판 상에 상기 적색, 녹색, 청색, 시야제어용 서브 픽셀의 경계와 박막 트랜지스터 위치에 형성된 블랙 매트릭스와; 상기 제 2 기판 상의 적색, 녹색, 청색 서브픽셀과 대응하는 위치에 형성된 적색, 녹색, 청색 컬러필터층과; 상기 제 2 기판의 적색, 녹색, 청색 서브픽셀 상에 선택적으로 형성된 오버코트층과; 상기 제 2 화소 전극과 대응되게 형성되어 수직전계 또는 무전계 상태를 이루는 제 2 공통 전극과; 상기 제 1, 2 기판 사이에 형성된 액정층을 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the first object described above, a first embodiment of a transverse electric field type liquid crystal display device according to the present invention comprises: a first substrate and a second substrate; Gate wiring and data wiring intersecting longitudinally and horizontally with each other on the first substrate to define red, green, blue, and visual control subpixels; A thin film transistor formed in a crossing region of the gate wiring and the data wiring; A first pixel electrode and a first common electrode which are alternately spaced apart from each other in the red, green, and blue subpixels; A second pixel electrode formed on the field control subpixel; A black matrix formed on a boundary of the red, green, blue, and visual control subpixels and a thin film transistor position on the second substrate; A red, green, and blue color filter layer formed at a position corresponding to the red, green, and blue subpixels on the second substrate; An overcoat layer selectively formed on the red, green, and blue subpixels of the second substrate; A second common electrode formed to correspond to the second pixel electrode to form a vertical electric field or an electroless state; And a liquid crystal layer formed between the first and second substrates.
상기한 제 2 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 제 1 실시예에 따른 횡전계방식 액정표시장치의 제조 방법은, 제 1 기판 상에 서로 교차하여 적색, 녹색, 청색 서브픽셀과 시야제어용 서브 픽셀을 정의하는 게이트 배선 및 데이터 배선을 형성하는 단계와; 상기 게이트 배선과 데이터 배선이 교차하는 위치에 박막 트랜지스터를 형성하는 단계와; 상기 적색, 녹색, 청색 서브픽셀에서 상기 데이터 배선에 평행하는 복수개의 제 1 공통 전극과, 상기 제 1 공통 전극과 엇갈려 교차하는 복수의 제 1 화소 전극을 형성하는 단계와; 상기 시야제어용 서브 픽셀에 제 2 화소 전극을 형성하는 단계와; 상기 제 1 기판과 대향하는 제 2 기판 상에 블랙 매트릭스를 형성하는 단계와; 상기 제 2 기판 상에 상기 적색, 녹색, 청색 컬러필터를 형성하는 단계와; 상기 제 2 기판 상에 오버코트 물질을 도포하고 패터닝하여 상기 적색, 녹색, 청색 서브픽셀 상에 선택적으로 오버코트층을 형성하는 단계와; 상기 제 2 기판 상의 시야제어용 서브픽셀에 제 2 공통 전극을 형성하는 단계와; 상기 제 1, 2 기판 사이에 액정층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above-described second object, a method of manufacturing a transverse electric field type liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention includes red, green, and blue subpixels and a view control subpixel crossing each other on a first substrate. Forming a gate wiring and a data wiring to be defined; Forming a thin film transistor at a position where the gate line and the data line cross each other; Forming a plurality of first common electrodes parallel to the data lines in the red, green, and blue subpixels, and a plurality of first pixel electrodes alternately crossing the first common electrode; Forming a second pixel electrode on the field control subpixel; Forming a black matrix on a second substrate opposite the first substrate; Forming the red, green, and blue color filters on the second substrate; Applying and patterning an overcoat material on the second substrate to selectively form an overcoat layer on the red, green, and blue subpixels; Forming a second common electrode on the subpixel for visual field control on the second substrate; Forming a liquid crystal layer between the first and second substrates.
상기 제 2 공통 전극은 제 2 공통 배선으로 연결되어 외곽으로 연장된 것을 특징으로 한다.The second common electrode may be connected to the second common wire to extend outward.
상기 제 2 공통 배선은 투명한 도전성 물질 또는 금속물질로 이루어진 것을 특징으로 한다.The second common wiring may be made of a transparent conductive material or a metal material.
상기 시야제어용 서브픽셀의 셀갭(dv)은 상기 적색, 녹색, 청색 서브픽셀의 셀갭(dc)보다 큰 것(dv>dc)을 특징으로 한다.The cell gap dv of the visual control subpixel is larger than the cell gap dc of the red, green, and blue subpixels (dv> dc).
상기 오버코트층은 상기 시야제어용 서브 픽셀 내부에서 제거된 것을 특징으로 한다.The overcoat layer may be removed inside the visual control subpixel.
상기 시야제어용 서브 픽셀의 제 2 화소 전극과 제 2 공통 전극 사이에 수직전계를 형성하는 적어도 하나 이상의 화소전압레벨을 공급하는 구동회로부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.And a driving circuit unit for supplying at least one pixel voltage level forming a vertical electric field between the second pixel electrode and the second common electrode of the field control subpixel.
상기한 제 1 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 횡전계방식 액정표시장치의 제 2 실시예는, 제 1 기판 및 제 2 기판과; 상기 제 1 기판 상에 서로 종횡으로 교차되어 적색, 녹색, 청색, 시야제어용 서브픽셀을 정의하는 게이트 배선 및 데이터 배선과; 상기 게이트 배선 및 데이터 배선의 교차 영역에 형성된 박막 트랜지스터와; 상기 적색, 녹색, 청색 서브 픽셀에서 서로 소정 간격 이격되어 엇갈려 형성된 제 1 화소 전극 및 제 1 공통 전극과; 상기 시야제어용 서브픽셀에 형성된 제 2 화소 전극과; 상기 제 2 기판 상에 상기 적색, 녹색, 청색, 시야제어용 서브 픽셀의 경계와 박막 트랜지스터 위치에 형성된 블랙 매트릭스와; 상기 제 2 기판 상의 적색, 녹색, 청색 서브픽셀과 대응하는 위치에 형성된 적색, 녹색, 청색 컬러필터층과; 상기 시야제어용 서브 픽셀의 경계의 블랙 매트릭스 상에 형성된 소정 높이의 격벽과; 상기 제 2 기판의 적색, 녹색, 청색, 시야제어용 서브픽셀 상에 서로 다른 두께로 형성된 오버코트층과; 상기 제 2 화소 전극과 대응되게 형성되어 수직전계 또는 무전계 상태를 이루는 제 2 공통 전극과; 상기 제 1, 2 기판 사이에 형성된 액정층을 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the first object described above, a second embodiment of the transverse electric field type liquid crystal display device of the present invention comprises: a first substrate and a second substrate; Gate wiring and data wiring intersecting longitudinally and horizontally with each other on the first substrate to define red, green, blue, and visual control subpixels; A thin film transistor formed in a crossing region of the gate wiring and the data wiring; A first pixel electrode and a first common electrode which are alternately spaced apart from each other in the red, green, and blue subpixels; A second pixel electrode formed on the field control subpixel; A black matrix formed on a boundary of the red, green, blue, and visual control subpixels and a thin film transistor position on the second substrate; A red, green, and blue color filter layer formed at a position corresponding to the red, green, and blue subpixels on the second substrate; A partition wall having a predetermined height formed on the black matrix of the boundary of the visual control subpixel; An overcoat layer having a different thickness on the red, green, blue, and visual control subpixels of the second substrate; A second common electrode formed to correspond to the second pixel electrode to form a vertical electric field or an electroless state; And a liquid crystal layer formed between the first and second substrates.
상기한 제 2 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 제 2 실시예에 따른 횡전계방식 액정표시장치의 제조 방법은, 제 1 기판 상에 서로 교차하여 적색, 녹색, 청색 서브픽셀과 시야제어용 서브 픽셀을 정의하는 게이트 배선 및 데이터 배선을 형성하는 단계와; 상기 게이트 배선과 데이터 배선이 교차하는 위치에 박막 트랜지스터를 형성하는 단계와; 상기 적색, 녹색, 청색 서브픽셀에서 상기 데이터 배선에 평행하는 복수개의 제 1 공통 전극과, 상기 제 1 공통 전극과 엇갈려 교차하는 복수의 제 1 화소 전극을 형성하는 단계와; 상기 시야제어용 서브 픽셀에 제 2 화소 전극을 형성하는 단계와; 상기 제 1 기판과 대향하는 제 2 기판 상에 블랙 매트릭스와 적색, 녹색, 청색 컬러필터를 형성하는 단계와; 상기 시야제어용 서브 픽셀의 경계에 형성된 블랙 매트릭스 상에 소정 높이의 격벽을 형성하는 단계와; 상기 제 2 기판의 적색, 녹색, 청색, 시야제어용 서브픽셀 상에 오버코트층을 형성하는 단계와; 상기 제 2 기판 상의 시야제어용 서브픽셀에 제 2 공통 전극을 형성하는 단계와; 상기 제 1, 2 기판 사이에 액정층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above-described second object, a method of manufacturing a transverse electric field type liquid crystal display device according to a second embodiment of the present invention includes red, green, and blue subpixels and a view control subpixel crossing each other on a first substrate. Forming a gate wiring and a data wiring to be defined; Forming a thin film transistor at a position where the gate line and the data line cross each other; Forming a plurality of first common electrodes parallel to the data lines in the red, green, and blue subpixels, and a plurality of first pixel electrodes alternately crossing the first common electrode; Forming a second pixel electrode on the field control subpixel; Forming a black matrix and red, green, and blue color filters on a second substrate facing the first substrate; Forming a partition having a predetermined height on a black matrix formed at a boundary of the view control subpixel; Forming an overcoat layer on the red, green, blue, and visual control subpixels of the second substrate; Forming a second common electrode on the subpixel for visual field control on the second substrate; Forming a liquid crystal layer between the first and second substrates.
상기 시야제어용 서브 픽셀의 경계에 형성된 블랙 매트릭스 상에 소정 높이의 격벽을 형성하는 단계에 있어서, 상기 제 2 기판 상에 스페이서 물질을 도포하는 단계와; 상기 스페이서 물질은 마스크 공정으로 패터닝하여 컬럼 스페이서와 상기 시야제어용 서브 픽셀의 경계에 형성된 블랙 매트릭스 상에 소정 높이의 격벽 스페이서를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.Forming a barrier rib having a predetermined height on a black matrix formed at a boundary of the visual control subpixel, the method comprising: applying a spacer material on the second substrate; The spacer material may be patterned by a mask process to form partition spacers having a predetermined height on a black matrix formed at a boundary between the column spacer and the view control subpixel.
상기 격벽 스페이서와 컬럼 스페이서는 동일한 높이로 형성된 것을 특징으로 한다.The partition spacer and the column spacer may be formed at the same height.
또는, 상기 격벽 스페이서는 상기 컬럼 스페이서의 높이보다 낮게 형성되는 것을 특징으로 한다.Alternatively, the partition spacer may be formed lower than the height of the column spacer.
상기 오버코트층은 스핀 코팅(spin coating)법 또는 프린팅(printing)법으로 형성되는 것을 특징으로 한다.The overcoat layer is formed by a spin coating method or a printing method.
상기 시야제어용 서브픽셀에 형성된 오버코트층의 두께(a')는 상기 적색, 녹색, 청색 서브픽셀에 형성된 오버코트층의 두께(a)보다 얇게(a'<a) 형성되는 것을 특징으로 한다.The thickness (a ') of the overcoat layer formed on the visual control subpixel is formed thinner than the thickness (a' <a) of the overcoat layer formed on the red, green, and blue subpixels.
상기 시야제어용 서브 픽셀의 경계에 형성된 블랙 매트릭스 상에 소정 높이의 격벽을 형성하는 단계에 있어서, 상기 격벽은 시야제어용 서브 픽셀의 경계에 형성된 블랙 매트릭스 상에 소정 높이로 블랙 매트릭스를 다중층 또는 일체로 더 형성하는 것을 특징으로 한다.In the forming of the barrier rib having a predetermined height on the black matrix formed at the boundary of the visual control subpixel, the barrier rib is formed by multilayering or integrally forming the black matrix at a predetermined height on the black matrix formed at the boundary of the visual control subpixel. It is characterized by further forming.
상기 시야제어용 서브 픽셀의 경계에 형성된 블랙 매트릭스 상에 소정 높이의 격벽을 형성하는 단계에 있어서, 상기 격벽은 시야제어용 서브 픽셀의 경계에 형성된 블랙 매트릭스 상에 적색, 녹색, 청색 컬러필터층을 더 적층하여 소정 높이로 형성하는 것을 특징으로 한다.In the forming of the barrier rib having a predetermined height on the black matrix formed at the boundary of the visual control subpixel, the barrier rib is further laminated with a red, green, and blue color filter layer on the black matrix formed at the boundary of the visual control subpixel. It is characterized by forming at a predetermined height.
상기 시야제어용 서브픽셀의 셀갭(dv)은 상기 적색, 녹색, 청색 서브픽셀의 셀갭(dc)보다 큰 것(dv>dc)을 특징으로 The cell gap dv of the visual control subpixel is larger than the cell gap dc of the red, green, and blue subpixels (dv> dc).
상기 격벽은 '└┘', '││', '└', '┘', '□' 형태인 것을 특징으로 한다.The partition wall is characterized in that the form '└┘', '││', '└', '┘', '□'.
이하, 첨부한 도면을 참조로 하여 본 발명에 따른 횡전계방식 액정 표시 장치에 대해서 구체적으로 설명한다.Hereinafter, a transverse electric field type liquid crystal display device according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 횡전계방식 액정표시장치를 보여주는 평면도이고, 도 6a 및 도 6b는 도 5의 Ⅱ-Ⅱ'선상에서의 본 발명의 광시야각 모드를 나타낸 단면도이다.5 is a plan view illustrating a transverse electric field type liquid crystal display device according to a first exemplary embodiment of the present invention, and FIGS. 6A and 6B are cross-sectional views illustrating a wide viewing angle mode of the present invention on the line II-II ′ of FIG. 5.
본 발명에 따른 액정표시장치는 하부 기판(111)과, 상부 기판(121)과, 그 사이에 게재된 액정층(131)으로 이루어지며, 적색 서브픽셀(red sub-pixel)(Pr), 녹색 서브픽셀(green sub-pixel)(Pg), 청색 서브픽셀(blue sub-pixel)(Pb), 시야제어 용 서브픽셀(viewing angle controlling sub-pixel)(Pv)을 구비하고 있다.The liquid crystal display according to the present invention includes a
상기 상부 기판(121)에서 상기 적색 서브픽셀(Pr), 녹색 서브픽셀(Pg), 청색 서브픽셀(Pb)은 각각 적색, 녹색, 청색의 컬러필터를 구비하고 있으며, 상기 시야제어용 서브픽셀(Pv)은 컬러필터 및 오버코트층이 제거되어 기판 상에 시야제어용 공통 전극(524)을 구비하고 있다.The red subpixel Pr, the green subpixel Pg, and the blue subpixel Pb of the
즉, 상기 시야제어용 서브픽셀(Pv)의 셀갭(dv)은 상기 적색 서브픽셀(Pr), 녹색 서브픽셀(Pg), 청색 서브픽셀(Pb)의 셀갭(dr,dg,db)보다 크다.That is, the cell gap dv of the field control subpixel Pv is larger than the cell gaps dr, dg and db of the red subpixel Pr, the green subpixel Pg, and the blue subpixel Pb.
따라서, 상기 시야제어용 서브픽셀(Pv)의 셀갭(dv)이 증가하면 증가할수록 측면 시야에서 발생되는 빛샘이 증가하게 되며 시야각 범위가 협소해지므로 1인 사용시에 보안성이 더욱 향상된다.Therefore, as the cell gap dv of the view control subpixel Pv increases, light leakage generated in the side view increases, and the viewing angle range is narrowed.
또한, 상기 시야제어용 공통 전극(524)은 시야제어용 공통 배선(525)과 접속하며, 상기 시야제어용 공통 배선(525)은 패널 외곽으로 연장되어 형성된다.In addition, the field control
상기 하부 기판(111)에서 상기 적색 서브픽셀, 녹색 서브픽셀, 청색 서브픽셀은 복수의 공통 전극(124)과 화소 전극(117)이 엇갈려 형성되어 인가되는 전압의 온-오프(on-off)에 따라 횡전계를 발생시키며, 상기 시야제어용 서브픽셀(Pv)은 상기 시야제어용 공통 전극(524)과 대향하도록 시야제어용 화소 전극(517)이 통판으로 형성되어 인가되는 전압의 온-오프에 따라 그 사이에서 수직 전계가 발생된다.In the
상기 시야제어용 서브픽셀(Pv)은 오프 상태(off-state)일때 액정 표시 장치는 상기 적색, 녹색, 청색 서브픽셀(Pr, Pg, Pb)에 의해서 광시야각 모드로 구동하게 되며, 상기 시야제어용 서브픽셀(Pv)이 온 상태(on-state)일때, 액정 표시 장 치는 측면 시야에서 빛샘이 발생되어 협시야각 모드로 구동하게 된다.When the visual field control subpixel Pv is in an off-state, the liquid crystal display is driven in the wide viewing angle mode by the red, green, and blue subpixels Pr, Pg, and Pb, and the visual field control subpixel When the pixel Pv is in an on-state, the liquid crystal display generates light leakage in the side view and drives the narrow viewing angle mode.
상기 시야제어용 서브픽셀(Pv)이 협시야각 모드로 구동 시, 상기 시야제어용 화소 전극(517)에 인가되는 적어도 하나 이상의 전압 레벨에 따라 상기 시야각 범위가 조절된다.When the viewing control subpixel Pv is driven in the narrow viewing angle mode, the viewing angle range is adjusted according to at least one voltage level applied to the viewing
이하, 도면을 참조로 하여 본 발명의 구성을 보다 구체적이고 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the drawings will be described in more detail and in detail the configuration of the present invention.
도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 횡전계방식 액정표시소자의 하부 기판(111)에는, 일렬로 배치된 복수개의 게이트 배선(112)과 상기 게이트 배선(112)에 수직 교차하는 복수개의 데이터 배선(115)에 의해 서브픽셀(Pr, Pg, Pb, Pv)이 정의되고, 상기 단위 화소 중에서 적색, 녹색, 청색 서브픽셀(Pr, Pg, Pb) 내에는 상기 두 배선의 교차 지점에 형성되어 전압을 스위칭하는 박막트랜지스터(TFT)와, 상기 게이트 배선(112)에 평행한 공통배선(125)과 접속하여 수직하게 단위 화소 내로 분기된 복수개의 공통전극(Vcom 전극:124)과, 상기 박막트랜지스터(TFT)에 연결되어 상기 공통전극(124)에 평행하는 화소전극(117)이 구비된다.5 and 6, the
이 때, 상기 게이트 배선(112) 및 데이터 배선(115) 사이에는, 도 6에 도시된 바와 같이, 실리콘 질화물(SiNx), 실리콘 산화물(SiOx) 등의 무기 절연물질을 PECVD 방법으로 증착하여 형성된 게이트 절연막(113)이 더 형성되는데, 상기 게이트 절연막(113)은 상기 공통전극(124)과 화소전극(117)을 절연시키는 역할을 한다.At this time, between the
한편, 상기 서브픽셀에서 시야제어용 서브픽셀(Pv)은 게이트 배선(112)과 데이터 배선(115)의 교차 지점에 형성되어 전압을 스위칭하는 박막트랜지스터(TFT) 와, 상기 박막트랜지스터와 연결되어 상기 시야제어용 서브픽셀 내에 통판으로 형성되는 화소 전극(517)이 구비된다.On the other hand, the subpixel Pv for controlling the field of view in the subpixel is formed at the intersection of the
상기 화소 전극(117) 상의 전면에는 실리콘 질화물(SiNx), 실리콘 산화물(SiOx) 등의 무기절연물질 또는 BCB(Benzocyclobutene), 아크릴(Acryl)계 물질과 같은 유기 절연물질을 도포하여 보호막(116)을 형성하는데, 표면을 평탄화하고 패턴을 보호하는 역할을 한다.The
이 때, 상기 박막트랜지스터(TFT)는 상기 게이트 배선(112)에서 분기된 게이트 전극(112a)과, 상기 게이트 전극(112a)을 포함한 전면에 형성된 게이트 절연막(113)과, 상기 게이트 전극(112a) 상부의 게이트 절연막(113)에 비정질 실리콘(a-Si) 및 불순물을 이온 주입한 비정질 실리콘(n+a-Si)을 차례로 증착하여 형성된 반도체층(114)과, 상기 데이터 배선(115)에서 분기되어 상기 반도체층(114) 에지(edge) 상에 각각 형성된 소스/드레인 전극(115a, 115b)으로 이루어져 상기 단위 화소(P)에 인가된다.In this case, the thin film transistor TFT may include a
그리고, 상기 화소 전극(117)은 드레인 전극(115b)을 소정 노출시키는 제 1 콘택홀(119a)을 통하여 상기 드레인 전극(115b)과 접속된다.The
그리고, 상기 게이트 배선(112) 및 데이터 배선(115)은 구리(Cu), 알루미늄(Al), 알루미늄 합금(AlNd : AluminumNeodymium), 몰리브덴(Mo), 크롬(Cr), 티타늄(Ti), 탄탈륨(Ta), 몰리브덴-텅스텐(MoW) 등의 저저항 금속으로 형성할 수 있는데, 상기 공통배선(125)은 상기 게이트 배선(112)과 동시에 형성된다.In addition, the
다만, 상기 공통전극(124) 및 화소전극(117)은 인듐-틴-옥사이드(Indium- Tin-Oxide : ITO) 또는 인듐-징크-옥사이드(Indium-Zinc-Oxide : IZO)와 같이 빛의 투과율이 비교적 뛰어난 투명도전성 금속을 재료로 사용하여 형성하여 동시에 형성하는데, 상기 공통전극(124)은 상기 공통 배선(124) 형성시 분기하여 저저항 금속층으로 형성될 수도 있다.However, the
즉, 상기 공통전극(124)은 빛을 투과하는 투명도전막인 ITO 또는 IZO로 상기 화소 전극(117)과 동일한 층에 형성할 수도 있고, 상기 게이트 배선(112)과 동일한 층에 형성할 수도 있다.That is, the
그리고, 상기 화소전극(117) 상부층에 공통전극(124)을 형성하여도 되고, 상기 화소전극(117) 하부층에 상기 공통전극(124)을 형성하여도 되며, 상기 화소전극(117)을 상기 공통전극(124)과 단락되지 않는 범위 내에서 공통전극(124)과 동일층에 형성하여도 무방하다.The
상기 공통전극(124)은 그 끝단이 공통배선(125)에 제 2 콘택홀(119b)을 통하여 전기적으로 연결되어 상기 공통배선(125)으로부터 전압을 인가받고, 상기 화소전극(117)은 그 끝단이 일체형으로 형성되어 상기 박막트랜지스터(TFT)의 드레인 전극(115b)에 연결되어 전압을 인가받는다.An end of the
상기 공통전극(124) 및 화소전극(117)은 일직선 형태 또는 지그재그 형태 등으로 형성될 수 있으며, 서로 평행하게 교번하여 형성된다.The
한편, 도 12는 본 발명에 따른 액정 패널에서 컬러필터기판(상부 기판)의 일부를 보여주는 평면도이고, 도 13은 도 12에서 Ⅲ-Ⅲ'로 절단하여 보여주는 단면도이다.12 is a plan view showing a part of a color filter substrate (upper substrate) in the liquid crystal panel according to the present invention, and FIG. 13 is a cross-sectional view taken along line III-III 'of FIG. 12.
여기서, 하부 기판(111)은 셀갭(cell gap) 표시를 위하여 기판만 개략적으로 도시하였다(도 6에 상세히 도시되어 있음).Here, only the substrate is schematically illustrated in order to display the cell gap (the cell substrate is shown in detail in FIG. 6).
상기 하부 기판(111)에 대향하는 상부 기판(121)에는, 도 5, 도 12 및 도 13에 도시된 바와 같이, 블랙 매트릭스(122)가 박막트랜지스터(TFT)영역과 게이트 배선(112), 데이터 배선(115) 및 그 주변의 빛샘 발생 영역을 차단하도록 형성된다.As illustrated in FIGS. 5, 12, and 13, the
그리고, 상기 상부기판(121)상에서 상기 블랙 매트릭스(122) 내부의 적색, 녹색, 청색 서브픽셀(Pr, Pg, Pb)에는 색상을 구현하는 안료가 함유된 적색(Red), 녹색(Green), 청색(Blue)의 컬러 레지스트가 일정한 순서로 배열되는 컬러필터층(123)이 형성되어 있고, 상기 상부 기판(121)의 내측 표면을 평탄화하기 위한 오버코트층(129)이 형성되어 있다.In addition, the red, green, and blue subpixels Pr, Pg, and Pb inside the
이때, 상기 상부기판(121)에서 시야제어용 서브픽셀(Pv) 내에는 상기 오버코트층(129)이 제거되어 있다.In this case, the
따라서, 상기 시야제어용 서브픽셀(Pv)의 셀갭(dv)은 상기 적색, 녹색, 청색 서브픽셀(Pr, Pg, Pb)의 셀갭(dc)보다 상기 오버코트층(129) 두께(a)와 컬러필터층(123)의 두께(b)만큼 크게 형성된다.Therefore, the cell gap dv of the field control subpixel Pv is larger than the cell gap dc of the red, green, and blue subpixels Pr, Pg, and Pb, and the thickness a of the
즉, 시야제어용 서브픽셀(Pv)의 셀갭(dv) ≒ 상기 적색, 녹색, 청색 서브픽셀(Pr, Pg, Pb)의 셀갭(dc) + 오버코트층 두께(a) + 컬러필터층의 두께(b) 의 관계식을 만족한다(여기서, 시야제어용 공통 전극의 두께는 고려하지 않는다).That is, the cell gap dv of the visual control subpixel Pv 셀 the cell gap dc of the red, green, and blue subpixels Pr, Pg, and Pb + the thickness of the overcoat layer (a) + the thickness of the color filter layer (b) Satisfies the relational expression of (here, the thickness of the common electrode for visual field control is not considered).
그리고, 상기 시야제어용 서브픽셀(Pv)에는 투명한 전극 물질로 이루어진 시야제어용 공통 전극(524)이 형성되어 있다. In addition, the visual field control
상기 시야제어용 공통전극(524)은 인듐-틴-옥사이드(Indium-Tin-Oxide : ITO) 또는 인듐-징크-옥사이드(Indium-Zinc-Oxide : IZO)와 같이 빛의 투과율이 비교적 뛰어난 투명도전성 금속을 재료로 사용하여 형성한다.The
그리고, 상기 시야제어용 공통 전극(524)은 시야제어용 공통 배선(525)과 접속하며,상기 시야제어용 공통 배선(525)은 상기 블랙 매트릭스(122) 상부에 형성하며, 외곽으로 연장되어 신호가 인가된다.In addition, the field control
그리고, 상기 하부 기판(111) 상에 형성된 회로부에서 도전 연결 패턴(도시되지 않음)을 통하여 상기 상부 기판(121) 상에 형성된 시야제어용 공통 배선(525)과 접속하여 신호가 입력되며, 상기 시야제어용 서브픽셀(Pv)을 구동시킬 수 있다.In addition, a signal is input by connecting to a
상기 시야제어용 공통 배선(525)은 인듐-틴-옥사이드(Indium-Tin-Oxide : ITO) 또는 인듐-징크-옥사이드(Indium-Zinc-Oxide : IZO)와 같이 빛의 투과율이 비교적 뛰어난 투명도전성 금속을 재료로 사용하여 형성할 수도 있고, 구리(Cu), 알루미늄(Al), 알루미늄 합금(AlNd : Aluminum Neodymium), 몰리브덴(Mo), 크롬(Cr), 티타늄(Ti), 탄탈륨(Ta), 몰리브덴-텅스텐(MoW) 등의 저저항 금속으로 형성할 수도 있다.The
그리고, 상기와 같이 구성되는 하부 기판(111)과 상부 기판(121)은 기판 가장자리에 인쇄되어 접착역할을 하는 씨일재(도시하지 않음)에 의해 대향합착되며, 상기 두 기판 사이에는 액정층(131)이 형성된다.The
그리고, 상기 두 기판의 외주면에는 제 1 ,제 2 편광판(161, 162)은 그 투과축이 서로 직교하도록 배치하고, 상기 하부 기판(111) 상에 형성된 배향막의 러빙 방향은 어느 한 편광판의 투과축과 나란하게 함으로써 노멀리 블랙 모드(normally black mode)가 되게 한다.The first and second
한편, 앞서 언급한 바와 같이, 상기 시야제어용 서브픽셀(Pv)의 셀갭(cell gap)(dv)은 상기 적색, 녹색, 청색 서브픽셀(Pr, Pg, Pb)의 셀갭(dc)보다 큰 것을 특징으로 한다.Meanwhile, as mentioned above, the cell gap dv of the field control subpixel Pv is larger than the cell gap dc of the red, green, and blue subpixels Pr, Pg, and Pb. It is done.
상기와 같이 구성되는 횡전계방식 액정 표시 장치는 광시야각 모드와 협시야각 모드로 구동하게 되는데, 상기 광시야각 모드로 구동시에는 상기 시야제어용 서브픽셀(Pv)에 블랙(black) 전압이 인가되거나 전압이 무인가된다.The transverse electric field type liquid crystal display device configured as described above is driven in a wide viewing angle mode and a narrow viewing angle mode. When driving in the wide viewing angle mode, a black voltage is applied to the visual control subpixel Pv or a voltage is applied. This is unlicensed.
그리고, 상기 횡전계방식 액정 표시 장치는 협시야각 모드로 구동시에는 상기 시야제어용 서브픽셀(Pv)에 적정 전압이 인가되며, 이때 상기 시야제어용 서브픽셀(Pv)에는 수직전계가 발생되어 액정분자가 수직으로 움직이게 되므로 정면에서의 투과상태는 전압 인가에 상관없이 블랙 상태를 유지하고, 경사각에서는 전압의 인가에 따라 투과율이 달라지게 된다.When the transverse electric field type liquid crystal display device is driven in a narrow viewing angle mode, a proper voltage is applied to the visual field control subpixel Pv, and a vertical electric field is generated in the visual field control subpixel Pv so that liquid crystal molecules are generated. Since it moves vertically, the transmissive state in the front remains black regardless of voltage application, and the transmittance varies according to the application of voltage at an inclination angle.
광시야각 모드에서는, 상기 시야제어용 서브픽셀(Pv)은 블랙 전압이 인가되어 블랙(black) 상태가 되고, 상기 적색, 녹색, 청색 서브픽셀(Pr, Pg, Pb)에 전압을 인가하지 않으면, 액정분자(132)가 도 6a에 도시된 바와 같이 배열되어 전체적으로 블랙(black) 상태를 표시한다.In the wide viewing angle mode, the visual control subpixel Pv becomes a black state by applying a black voltage, and when no voltage is applied to the red, green, and blue subpixels Pr, Pg, and Pb,
한편, 상기 시야제어용 서브픽셀(Pv)의 셀갭(dv)의 크기가 상기 적색, 녹색, 청색 서브픽셀(Pr, Pg, Pb)의 셀갭(Pc)의 크기보다 크지만 상기 시야제어용 서브픽셀(Pv)이 수평 배향되어 있으므로 위상 지연값을 가지지 않아 블랙 상태를 표시한 다.On the other hand, although the size of the cell gap dv of the visual control subpixel Pv is larger than the size of the cell gap Pc of the red, green, and blue subpixels Pr, Pg, and Pb, the visual control subpixel Pv does not exist. ) Is horizontally oriented so that it has no phase delay value, indicating a black state.
광시야각 모드에서는, 상기 시야제어용 서브픽셀(Pv)은 블랙 전압이 인가되어 블랙 상태가 되고, 상기 적색, 녹색, 청색 서브픽셀(Pr, Pg, Pb)에 전압을 인가하면, 도 6b에 도시된 바와 같이 액정분자(132)가 전기장에 나란하게 배열되어 화이트(white) 상태를 표시한다. In the wide viewing angle mode, the visual control subpixel Pv is black when the black voltage is applied, and when the voltage is applied to the red, green, and blue subpixels Pr, Pg, and Pb, as shown in FIG. 6B. As described above, the
한편, 상기 시야제어용 서브픽셀(Pv)의 셀갭(dv)의 크기가 상기 적색, 녹색, 청색 서브픽셀(Pr, Pg, Pb)의 셀갭(Pc)의 크기보다 크지만 상기 시야제어용 서브픽셀(Pv)이 수평 배향되어 있으므로 위상 지연값을 가지지 않아 블랙 상태를 표시한다.On the other hand, although the size of the cell gap dv of the visual control subpixel Pv is larger than the size of the cell gap Pc of the red, green, and blue subpixels Pr, Pg, and Pb, the visual control subpixel Pv does not exist. ) Is horizontally oriented so that it does not have a phase delay value and shows a black state.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 횡전계방식 액정표시장치는, 광시야각 모드와 보안을 위한 협시야각 모드로 각각 구동될 수 있는데, 도 6a 및 도 6b와 같이, 상기 광시야각 모드로 구동시에 적색, 청색, 녹색 서브픽셀(Pr, Pg, Pb)이 인가되는 적정 전압에 따라 블랙에서 화이트를 광시야각으로 구현하며 시야제어용 서브픽셀(Pv)은 오프(off)되어 블랙 상태를 유지한다.The transverse electric field type liquid crystal display device according to the present invention configured as described above may be driven in a wide viewing angle mode and a narrow viewing angle mode for security, respectively, as shown in FIGS. 6A and 6B. According to the appropriate voltage to which the blue and green subpixels Pr, Pg, and Pb are applied, black to white are implemented at a wide viewing angle, and the visual control subpixel Pv is turned off to maintain a black state.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 광시야각 모드에서의 투과 특성을 보여주는 그래프이다.7A and 7B are graphs showing transmission characteristics in the wide viewing angle mode of the present invention.
그리고, 도 8은 본 발명에 따른 횡전계 방식 액정 표시 장치에서 광시야각모드시 시야제어용 서브 픽셀(Pv)에서 시야각에 따른 색대비비(contrast-ratio)를 보여주는 그래프이다.FIG. 8 is a graph showing contrast-ratios depending on the viewing angles in the subpixel Pv for controlling the viewing angle in the wide viewing angle mode in the transverse electric field type liquid crystal display according to the present invention.
도 7a는 광시야각 모드에서 적색, 녹색, 청색 서브 픽셀(Pr, Pg, Pb)에 전압 무인가시와 전압 인가시의 투과 특성을 보여주는 그래프이고, 도 7b는 광시야각 모드에서 시야제어용 서브 픽셀(Pv)의 투과 특성을 보여주는 그래프이다.FIG. 7A is a graph illustrating transmission characteristics when no voltage is applied to the red, green, and blue subpixels Pr, Pg, and Pb in the wide viewing angle mode, and FIG. 7B is a subpixel Pv for controlling the view in the wide viewing angle mode. Is a graph showing the permeation characteristics of
이때, 상기 시야제어용 서브픽셀(Pv)의 셀갭(dv)은 상기 적색, 녹색, 청색 서브픽셀(Pr, Pg, Pb)의 셀갭(dc)보다 상기 오버코트층(129) 두께(a)와 컬러필터층(123)의 두께(b)만큼 크게 형성된다.In this case, the cell gap dv of the visual control subpixel Pv is larger than the cell gap dc of the red, green, and blue subpixels Pr, Pg, and Pb, and the thickness a of the
따라서, 도시된 바와 같이 광시야각 모드에서 상기 시야제어용 서브픽셀(Pv)은 투과율이 0%에 가까워 항상 블랙 상태가 되고, 상기 적색, 녹색, 청색 서브 픽셀(Pr, Pg, Pb)의 온-오프 상태의 투과 특성은 전압 무인가시 투과율이 0%에 가까워 블랙 상태(off-state)가 되고 전압 인가시에는 전(全) 시야에서 균일하게 화이트 상태(on-state)가 되어 화면을 볼 수 있다.Thus, as shown in the wide viewing angle mode, the visual control subpixel Pv has a transmittance close to 0% and always becomes a black state, and the red, green, and blue subpixels Pr, Pg, and Pb are turned on and off. The transmittance characteristic of the state is black when the voltage is not applied and the transmittance is close to 0%, and when the voltage is applied, the screen is uniformly white in the entire state.
그리고, 상기 시야제어용 서브픽셀(Pv)의 셀갭(dv)의 크기가 상기 적색, 녹색, 청색 서브픽셀(Pr, Pg, Pb)의 셀갭(Pc)의 크기보다 크지만 상기 시야제어용 서브픽셀(Pv)이 수평 배향되어 있으므로 위상 지연값을 가지지 않으므로 블랙 상태를 표시하여 상기 광시야각 모드에서는 색대비비(Contrast Ratio)도 전 시야에서 균일하고 양호한 특성을 가지며 이는 도 8에 도시된 그래프를 참조한다.The cell gap dv of the field control subpixel Pv is larger than the cell gap Pc of the red, green and blue subpixels Pr, Pg, and Pb, but the field control subpixel Pv is larger than the cell gap Pc of the field control subpixel Pv. ) Is horizontally oriented so that it does not have a phase delay value, so that the black state is displayed so that the contrast ratio is uniform and good in the entire field of view in the wide viewing angle mode, which is referred to the graph shown in FIG. 8.
한편, 본 발명에 따른 횡전계방식 액정표시소자는 광시야각과 협시야각을 선택적으로 스위칭하기 위하여 시야각 모드 스위칭은 선택신호(selection signal)를 사용한다.On the other hand, in the transverse electric field type liquid crystal display device according to the present invention, the viewing angle mode switching uses a selection signal to selectively switch the wide viewing angle and the narrow viewing angle.
상기 선택신호에 의해 광시야각 모드가 선택되면 상기 시야제어용 서브픽셀(Pv)이 오프(off)되고, 협시야각 모드가 선택되면 상기 시야제어용 서브픽셀(Pv)은 온(on)된다.When the wide viewing angle mode is selected by the selection signal, the viewing control subpixel Pv is turned off. When the narrow viewing angle mode is selected, the viewing control subpixel Pv is turned on.
이하, 본 발명에 따른 횡전계방식 액정표시장치에서 협시야각 모드 구동시에 대해서 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the narrow viewing angle mode driving in the transverse electric field type liquid crystal display device according to the present invention will be described in detail.
도 9a 내지 도 9c는 도 5의 Ⅱ-Ⅱ'선상에서의 본 발명의 협시야각 모드를 나타낸 단면도이다.9A to 9C are cross-sectional views showing the narrow viewing angle mode of the present invention on the II-II 'line in FIG.
도 10a는 협시야각 모드에서 적색, 녹색, 청색 서브 픽셀(Pr, Pg, Pb)에 전압 무인가시와 전압 인가시의 투과 특성을 보여주는 그래프이고, 도 10b는 협시야각 모드에서 시야제어용 서브 픽셀(Pv)의 투과 특성을 보여주는 그래프이다.FIG. 10A is a graph showing transmission characteristics when no voltage is applied to the red, green, and blue subpixels Pr, Pg, and Pb in the narrow viewing angle mode, and FIG. 10B is a subpixel Pv for controlling the view in the narrow viewing angle mode. Is a graph showing the permeation characteristics of
그리고, 도 11은 본 발명에 따른 횡전계 방식 액정 표시 장치에서 협시야각모드시 시야제어용 서브 픽셀의 셀갭(dv)에 따른 색대비비(contrast-ratio)를 보여주는 그래프이다.FIG. 11 is a graph illustrating contrast-ratio according to the cell gap dv of the subpixel for controlling the field of view in the narrow viewing angle mode in the transverse electric field type liquid crystal display according to the present invention.
도 9a는 전압 무인가시(off-state) 협시야각 모드의 횡전계방식 액정 표시 장치의 단면도이고, 도 9b는 전압 인가시(on-state) 협시야각 모드의 횡전계방식 액정 표시 장치의 단면도이다. FIG. 9A is a cross-sectional view of a transverse electric field type liquid crystal display device in a voltage off-state narrow viewing angle mode, and FIG. 9B is a cross-sectional view of a transverse electric field type liquid crystal display device in a voltage on-state narrow viewing angle mode.
협시야각 모드로 구동되는 횡전계방식 액정표시장치는 시야제어용 서브픽셀에서 시야제어용 공통전극(524)과 시야제어용 화소 전극(517) 사이에 수직 전계가 형성되어 액정 분자(132)는 수직으로 배열되게 된다.In the horizontal field type liquid crystal display device driven in the narrow viewing angle mode, a vertical electric field is formed between the
이때, 상기 시야제어용 서브픽셀(Pv)에는 컬러 필터 레진 및 오버코트 물질이 형성되어 있지 않으며 기판 상에 투명한 전극 물질로 이루어진 시야제어용 공통 전극(524)이 형성되어 있으므로, 상기 시야제어용 서브픽셀(Pv)의 셀갭(dv)은 상기 적색, 녹색, 청색 서브픽셀(Pr, Pg, Pb)의 셀갭(dc)보다 상기 오버코트층(129) 두께(a)와 컬러필터층(123)의 두께(b)만큼 크게 형성된다.In this case, since the color filter resin and the overcoat material are not formed in the field control subpixel Pv, and the field control
즉, 시야제어용 서브픽셀(Pv)의 셀갭(dv) ≒ 상기 적색, 녹색, 청색 서브픽셀(Pr, Pg, Pb)의 셀갭(dc) + 오버코트층 두께(a) + 컬러필터층의 두께(b) 의 관계식을 만족한다(여기서, 시야제어용 공통 전극의 두께는 고려하지 않는다).That is, the cell gap dv of the visual control subpixel Pv 셀 the cell gap dc of the red, green, and blue subpixels Pr, Pg, and Pb + the thickness of the overcoat layer (a) + the thickness of the color filter layer (b) Satisfies the relational expression of (here, the thickness of the common electrode for visual field control is not considered).
따라서, 상기 시야제어용 서브픽셀(Pv)의 리타데이션 값인 Δn(액정의 굴절율이방성)×dv(셀갭)이 적색, 녹색, 청색 서브픽셀(Pr, Pg, Pb)의 리타데이션 값인 Δn×dc(셀갭)보다 크게 되어, 상기 시야제어용 서브픽셀(Pv) 구동시에 좌, 우 시야각에서 액정 분자(132)에 의해 리타데이션(retardation)이 크게 발생하게 되어 콘트라스트(contrast)가 감소하므로 더욱 협소한 시야각을 가지게 된다.Accordingly, Δn (liquid crystal anisotropy) × dv (cell gap), which is the retardation value of the visual field control subpixel Pv, is Δn × dc, which is the retardation value of the red, green, and blue subpixels Pr, Pg, and Pb. When the sub-pixel Pv for controlling the field of view is controlled, the retardation is largely generated by the
도 9a 및 도 10a에 도시된 바와 같이, 전압 무인가 상태(off-state)에서 적색, 녹색, 청색 서브픽셀의 공통 전극(124)과 화소 전극(117) 사이에는 수평 전계가 형성되지 않으므로 상기 공통 전극(124)과 화소 전극(117) 사이에 배향된 액정 분자(132)는 초기 배열상태에서 움직임이 없는 상태이므로 노멀리 블랙(Normally Black) 모드로 표현된다.As shown in FIGS. 9A and 10A, a horizontal electric field is not formed between the
그리고, 상기 시야제어용 서브픽셀(Pv)에서 하부 기판(111)의 시야제어용 화소 전극(517)과 상부 기판(121)의 시야제어용 공통 전극(524) 사이에는 수직전계가 형성되어 액정 분자(132)가 수직으로 일어서서 배열되게 된다.In addition, a vertical electric field is formed between the field
따라서, 도 10b에 도시된 바와 같이, 정면 시야각에서는 액정 분자(132)의 위상차가 발생하지 않아 노멀리 블랙 상태를 이루게 되지만, 좌, 우 시야각 방향에 서는 시야제어용 서브픽셀에서 일어선 액정 분자(132)에 의해 위상차(retardation)가 크게 발생하게 되어 콘트라스트(contrast)가 감소하므로 좌, 우 시야각이 나빠져 협시야각을 가지게 된다.Accordingly, as shown in FIG. 10B, the phase difference of the
또한, 도 9b 및 도 10a에 도시된 바와 같이, 전압 인가 상태(on-state)에서 공통 전극(124)과 화소 전극(117) 사이에 수평 전계가 형성되므로 상기 공통 전극(124)과 화소 전극(117) 사이에 배향된 액정 분자(132)의 장축이 전기장에 나란하도록 배열된다. 만일, 액정의 유전율 이방성이 음이면 액정 분자(132)의 단축이 전기장에 나란하게 배열된다.In addition, as shown in FIGS. 9B and 10A, a horizontal electric field is formed between the
그리고, 상기 시야제어용 서브픽셀(Pv)에서 하부 기판(111)의 시야제어용 화소 전극(517)과 상부기판(121)의 시야제어용 공통 전극(524) 사이에는 수직전계가 형성되어 액정 분자(132)가 수직으로 일어서서 배열되게 된다.A vertical electric field is formed between the field
따라서, 정면 시야각에서는 전체적으로 화이트 상태를 이루게 되지만, 좌, 우 시야각 방향에서는 시야제어용 서브픽셀(Pv)에서 일어선 액정 분자에 의해 리타데이션(retardation)이 크게 발생하게 되어 콘트라스트(contrast)가 감소하므로 좌, 우 시야각이 나빠져 협시야각을 가지게 된다.Therefore, the front view angle is generally white, but in the left and right viewing angle directions, retardation is largely caused by the liquid crystal molecules raised in the view control subpixel Pv, and the contrast is reduced. The right angle of view becomes worse, and the angle of view becomes narrower.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 횡전계방식 액정표시장치는, 도 10b에 도시된 바와 같이, 협시야각 모드에서 상기 시야제어용 서브픽셀(Pv)에는 적정 전압이 인가되며 투과율은 정면시야각에서는 0%에 가까워 블랙 상태가 되고 측면 시야각에서는 화이트 상태가 된다.In the transverse electric field type liquid crystal display device according to the present invention configured as described above, as shown in FIG. 10B, an appropriate voltage is applied to the visual control subpixel Pv in the narrow viewing angle mode, and the transmittance is 0% at the front viewing angle. Close to, it becomes black and white at the side viewing angle.
따라서, 좌, 우 시야각 방향에서는 시야제어용 서브픽셀(Pv)에서 일어선 액 정 분자(132)에 의해 리타데이션(retardation)이 크게 발생하게 되어 콘트라스트(contrast)가 감소하므로 좌, 우 시야각이 나빠져 협시야각을 가지게 되며 도 11의 그래프와 같다.Therefore, in the left and right viewing angle directions, retardation is largely caused by the
또한, 도 10b에 도시된 바와 같이, 곡선(s)는 적색, 녹색, 청색 서브픽셀(Pr, Pg, Pb)의 셀갭(dc)은 3.4㎛이고, 시야제어용 서브픽셀(Pv)의 셀갭(dv)이 3.7㎛일때의 시야각 방향에 따른 휘도 곡선을 보여주고 있으며, 곡선(t)는 적색, 녹색, 청색 서브픽셀(Pr, Pg, Pb)의 셀갭(dc)은 3.4㎛이고, 시야제어용 서브픽셀(Pv)의 셀갭(dv)이 5.2㎛일때의 시야각 방향에 따른 휘도 곡선을 보여주고 있다.In addition, as shown in FIG. 10B, the cell gap dc of the red, green, and blue subpixels Pr, Pg, and Pb is 3.4 μm, and the cell gap dv of the visual control subpixel Pv is shown in FIG. 10B. ) Shows the luminance curve according to the viewing angle direction when 3.7㎛, and the curve (t) is the cell gap (dc) of the red, green, and blue subpixels (Pr, Pg, Pb) is 3.4㎛, and the subpixel for view control is shown. The luminance curve in the viewing angle direction when the cell gap dv of (Pv) is 5.2 mu m is shown.
즉, 시야제어용 서브픽셀(Pv)의 셀갭(dv)이 증가하면 증가할 수록 좌, 우 시야각의 빛샘이 증가하여 시야각 범위가 감소하는 결과를 보인다. 그리고, 상기 시야제어용 서브픽셀(Pv)의 셀갭(dv)이 증가한다 하더라도 정면 시야각 특성에는 전혀 영향을 주지 않는 결과를 보인다.That is, as the cell gap dv of the view control subpixel Pv increases, the light leakage of the left and right viewing angles increases, resulting in a decrease in the viewing angle range. In addition, even if the cell gap dv of the view control subpixel Pv increases, the front view angle characteristic is not affected at all.
따라서, 도 11에 도시된 바와 같이, 협시야각 모드시 시야제어용 서브 픽셀의 셀갭(dv)이 3.4㎛에서 5.2㎛로 증가함에 따라 시야제어용 서브픽셀(Pv)의 시야각 범위가 곡선(u)에서 곡선(v)로 좁아지는 것을 볼수 있으며, 이는 액정 표시 장치의 사용자에게 강화된 보안성을 제공하며, 이때에도 사용자는 고화질로 화면을 볼 수 있다.Accordingly, as shown in FIG. 11, as the cell gap dv of the visual control subpixel in the narrow viewing angle mode increases from 3.4 μm to 5.2 μm, the viewing angle range of the visual control subpixel Pv is curved in the curve u. It can be seen that the narrowing (v), which provides enhanced security to the user of the liquid crystal display device, in which the user can see the screen in high quality.
한편, 도 9c에 도시된 바와 같이, 협시야각 구동시에 상기 시야 제어용 서브 픽셀(Pv)에 인가되는 전압을 적절하게 조정하면, 상기 제 2 공통 전극(524)과 제 2 화소 전극(517) 사이에 형성되는 수직 전계를 조절할 수 있으며, 이에 따른 액정 분자(132)의 좌, 우 시야각 방향에서의 리타데이션 값을 조절 할 수 있다.On the other hand, as shown in FIG. 9C, when the voltage applied to the visual control subpixel Pv is properly adjusted during the narrow viewing angle driving, the second
즉, 상기 시야제어용 서브 픽셀의 제 2 화소 전극(517)과 제 2 공통 전극(524)은 적어도 하나 이상의 화소전압레벨에 의해 수직 전계가 형성될 수 있다.That is, a vertical electric field may be formed by at least one pixel voltage level of the
따라서, 화면을 볼 수 있는 시야각을 원하는 만큼 사용자가 조절할 수 있다.Therefore, the user can adjust the viewing angle to view the screen as desired.
이는 액정 표시 장치의 사용자에게 보안 범위에 대한 탄력성을 제공하며, 1인용으로 사용할 수 있을 뿐만 아니라, 1인 이상 사용할 경우에도 불편함 없이 고화질로 화면을 볼 수 있으며 보안성도 확보할 수 있게 된다.This provides flexibility to the security range for the user of the liquid crystal display device, and can be used not only for one person, but also when using more than one person, the screen can be seen in high quality without any inconvenience and security can be secured.
한편, 본 발명에 따른 횡전계방식 액정 표시 장치는 적색, 녹색, 청색 서브 픽셀(Pr, Pg, Pb)과 시야제어용 서브 픽셀(Pv)의 배열 순서에 대해서 다양한 배열 형태를 가질 수 있으며, 일례로 상기 적색, 녹색, 청색 서브 픽셀 및 시야제어용 서브 픽셀이 횡으로 배열될 수도 있다.Meanwhile, the transverse electric field type liquid crystal display device according to the present invention may have various arrangement forms with respect to the arrangement order of the red, green, and blue subpixels Pr, Pg, and Pb and the view control subpixel Pv. The red, green and blue subpixels and the view control subpixels may be arranged horizontally.
이와 같이, 본 발명에 따른 횡전계방식 액정 표시 장치는 상기 시야제어용 서브픽셀의 셀갭(dv)이 증가하면 증가할수록 측면 시야에서 발생되는 빛샘이 증가하게 되며 시야각 범위가 협소해진다. As described above, in the transverse electric field type liquid crystal display according to the present invention, as the cell gap dv of the field control subpixel increases, light leakage generated in the side view increases, and the viewing angle range becomes narrow.
이를 위하여, 제 1 실시예에서는 상기 시야제어용 서브픽셀(Pv)에 컬러 필터층(123)을 형성하지 않고 오버코트층(129)을 제거함으로써 적색, 녹색, 청색 서브 픽셀(Pr, Pg, Pb)과 상대적으로 대비하여 셀갭(dv)을 더욱 증가시킬 수 있었다.To this end, in the first exemplary embodiment, the
도 14a 내지 도 14c는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 횡전계 방식 액정 표시 장치의 상부 기판을 개략적으로 보여주는 평면도이고, 도 15는 Ⅳ-Ⅳ'로 절단하여 보여주는 단면도이다.14A to 14C are plan views schematically illustrating an upper substrate of a transverse electric field type liquid crystal display device according to a second exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 15 is a cross-sectional view taken along line IV-IV ′.
여기서, 하부 기판(111)은 셀갭(cell gap) 표시를 위하여 기판만 개략적으로 도시하였다(도 6에 상세히 도시되어 있음).Here, only the substrate is schematically illustrated in order to display the cell gap (the cell substrate is shown in detail in FIG. 6).
본 발명의 제 2 실시예는 횡전계 방식 액정 표시 장치의 상부 기판(121)에 형성되는 시야제어용 서브 픽셀(Pv)의 주변에 더미 스페이서(dummy spacer)를 이용하여 격벽 영역을 형성함으로써, 상기 격벽 영역에 둘러싸인 시야제어용 서브 픽셀(Pv) 내부에 오버코트층(129)의 두께(a)와 적색, 녹색, 청색 서브 픽셀(Pr, Pg, Pb)의 오버코트층(129)의 두께(a')를 다르게 형성하는 것이다.According to the second embodiment of the present invention, the partition wall is formed by using a dummy spacer around the sub-pixel Pv for view control formed on the
도 14a 및 도 15에 도시된 바와 같이, 상부 기판(121) 상에는 블랙 매트릭스(122)가 박막트랜지스터(TFT)영역과 게이트 배선(112), 데이터 배선(115) 및 그 주변의 빛샘 발생 영역을 차단하도록 형성된다.As shown in FIGS. 14A and 15, on the
그리고, 상기 상부기판(121)상에서 상기 블랙 매트릭스(122) 내부의 적색, 녹색, 청색 서브픽셀(Pr, Pg, Pb)에는 색상을 구현하는 안료가 함유된 적색(Red), 녹색(Green), 청색(Blue)의 컬러 레지스트가 일정한 순서로 배열되는 컬러필터층(123)이 형성되어 있다.In addition, the red, green, and blue subpixels Pr, Pg, and Pb inside the
그리고, 상기 컬러 필터층(123) 형성 후에 상기 블랙 매트릭스(122) 상의 소정 위치에 패턴 스페이서(patterned spacer)(178)를 형성한다.After the
그리고, 상기 패턴 스페이서(178)와 동일한 재료로서 형성되며, 상기 시야제어용 서브픽셀(Pv)의 주변 블랙 매트릭스(122) 상에 격벽 스페이서(179)가 형성된다.The
이때, 상기 격벽 스페이서(179)가 상기 패턴 스페이서(178)와 높이가 동일하 다면, 도 14a 내지 도 14c에 도시된 바와 같이, 상기 시야제어용 서브픽셀(Pv)의 주변 블랙 매트릭스(122) 상에 '└┘', '││', '└', '┘'형태와 같이 적어도 한 변은 개구되도록 형성한다. 이는 상기 시야제어용 서브 픽셀(Pv)의 주변 블랙 매트릭스(122) 상의 어느 한 변에 형성되는 시야제어용 공통 배선(525)이 하부 기판(111)과 접속되는 것을 방지하기 위한 것으로, 상기 시야제어용 공통 배선(525)은 상기 격벽 스페이서(179)가 형성되지 않고 개구된 블랙 매트릭스(122) 상에 형성된다.In this case, if the
또한, 도시하여 설명하지는 않았지만, 상기 격벽 스페이서(179)는 상기 패턴 스페이서(178)보다 높이가 낮게 형성할 수 있으므로, 상기 시야제어용 서브픽셀(Pv)의 주변 블랙 매트릭스(122) 상에 '└┘', '││', '└', '┘'형태뿐만 아니라 '□' 형태로 형성할 수도 있다.In addition, although not illustrated, the
여기서, 상기 패턴 스페이서(178)는 컬럼(column) 스페이서라 불리기도 하며, 상기 패턴 스페이서(178)는 상기 상부 기판(121)과 하부 기판(111) 사이에서 액정패널의 두께를 균일하게 맞추기 위한 기둥 역할을 하는 소재이며 유기 물질로 형성된다.Here, the
상기 패턴 스페이서(178)와 상기 격벽 스페이서(179)를 형성하기 위하여, 상기 컬러 필터층(123)이 형성된 상부 기판(121) 상에 감광성 유기물질을 코팅하는 코팅 공정과, 마스크를 사용하여 이중 선택된 영역을 노출 또는 차단시키는 노광 및 현상의 포토리소그래피(photolithography)공정과, 잔류물질을 세척하고 건조하는 세정공정을 통하여 형성된다.In order to form the
이때, 상기 패턴 스페이서(178)와 격벽 스페이서(179)의 높이가 서로 다르다면, 상기 마스크로서 하프-톤 마스크(half tone mask) 또는 회절 마스크를 사용하여 상기 격벽 스페이서(179)가 형성될 위치에 상기 마스크의 광 반투과 영역 또는 슬릿 영역이 위치하도록 함으로써 노광 및 현상 공정 후에는 상기 감광성 유기 물질이 패턴 스페이서(178)와 상기 패턴 스페이서(178)보다 낮은 높이의 격벽 스페이서(179)가 동일 공정에서 형성될 수 있도록 한다.At this time, if the heights of the
한편, 상기 패턴 스페이서(178)와 격벽 스페이서(179)가 형성된 상부 기판(121)의 표면을 평탄화하기 위하여 투명한 유기 물질, 예를 들면 아크릴(acryl) 계열의 물질로 스핀 코팅(spin coating)법, 프린팅(printing)법 등으로 오버코트층(129)이 형성되어 있다.Meanwhile, in order to planarize the surface of the
이때, 상기 상부 기판(121)에서 시야제어용 서브픽셀(Pv) 내부에 형성된 오버코트층(129)의 두께(a')는 적색, 녹색, 청색 서브픽셀(Pr, Pg, Pb)에 형성된 오버코트층(129)의 두께(a)보다 얇게 형성되는데 이는 스핀 코팅 또는 프린팅 등의 방법으로 형성되는 오버코트 물질이 상기 격벽 스페이서(179)의 높이에 의해 상기 시야제어용 서브 픽셀(Pv)의 내부로 침범하기가 어려워 인접한 적색, 녹색, 청색 서브픽셀(Pr, Pg, Pb)에 형성된 오버코트층(129)보다 얇은 두께로 형성되는 것이다.In this case, the thickness a ′ of the
따라서, 시야제어용 서브픽셀(Pv)의 셀갭(dv) + 오버코트층 두께(a') ≒ 상기 적색, 녹색, 청색 서브픽셀(Pr, Pg, Pb)의 셀갭(dc) + 오버코트층 두께(a) + 컬러필터층의 두께(b) 의 관계식을 만족한다(여기서, 시야제어용 공통 전극의 두께는 고려하지 않는다).Accordingly, the cell gap dv + overcoat layer thickness a 'of the visual control subpixel Pv + the cell gap dc + overcoat layer thickness a of the red, green, and blue subpixels Pr, Pg, and Pb. The relation of the thickness b of the color filter layer is satisfied (the thickness of the common electrode for view control is not taken into consideration).
즉, 상기 시야제어용 서브픽셀(Pv)의 셀갭(dv)은 상기 적색, 녹색, 청색 서브픽셀(Pr, Pg, Pb)의 셀갭(dc)보다 {오버코트층 두께(a) + 컬러필터층의 두께(b) - 오버코트층 두께(a')}값만큼 크게 형성된다.That is, the cell gap dv of the field control subpixel Pv is {overcoat layer thickness a + thickness of the color filter layer (r) than the cell gap dc of the red, green, and blue subpixels Pr, Pg, and Pb. b)-overcoat layer thickness a ').
예를 들어, 상기 적색, 녹색, 청색 서브픽셀(Pr, Pg, Pb)의 셀갭(dc)은 약 3.4㎛ 이고 오버코트층(129) 두께(a)는 약1.5㎛ 이고 컬러필터층(123)의 두께(b)는 약1㎛ 라고 하면, 상기 시야제어용 서브픽셀(Pv)에 형성된 오버코트층 두께(a')는 0.5㎛라고 하면 상기 시야제어용 서브픽셀(Pv)의 셀갭(dv)은 {3.4+(1.5+1-0.5)}이므로 약 5.4㎛가 된다. 따라서, 좌, 우 시야각 방향에서는 시야제어용 서브픽셀(Pv)에서 일어선 액정 분자(132)에 의해 리타데이션(retardation)이 크게 발생하게 되어 빛샘이 증가하게 되므로 좌, 우 시야각 특성이 나빠져 협시야각을 가지게 된다.For example, the cell gap dc of the red, green, and blue subpixels Pr, Pg, and Pb is about 3.4 μm, and the
한편, 상기 시야제어용 서브픽셀(Pv)에는 투명한 전극 물질로 이루어진 시야제어용 공통 전극(524)이 형성되어 있다. On the other hand, the visual field control
상기 시야제어용 공통전극(524)은 인듐-틴-옥사이드(Indium-Tin-Oxide : ITO) 또는 인듐-징크-옥사이드(Indium-Zinc-Oxide : IZO)와 같이 빛의 투과율이 비교적 뛰어난 투명도전성 금속을 재료로 사용하여 형성한다.The
그리고, 상기 시야제어용 공통 전극(524)은 시야제어용 공통 배선(525)과 접속하며,상기 시야제어용 공통 배선(525)은 상기 블랙 매트릭스(122) 상부에 형성하며, 외곽으로 연장되어 신호가 인가된다.In addition, the field control
그리고, 상기 하부 기판(111) 상에 형성된 회로부에서 도전 연결 패턴(도시되지 않음)을 통하여 상기 상부 기판(121) 상에 형성된 시야제어용 공통 배선(525)과 접속하여 신호가 입력되며, 상기 시야제어용 서브픽셀(Pv)을 구동시킬 수 있다.In addition, a signal is input by connecting to a
상기 시야제어용 공통 배선(525)은 인듐-틴-옥사이드(Indium-Tin-Oxide : ITO) 또는 인듐-징크-옥사이드(Indium-Zinc-Oxide : IZO)와 같이 빛의 투과율이 비교적 뛰어난 투명도전성 금속을 재료로 사용하여 형성할 수도 있고, 구리(Cu), 알루미늄(Al), 알루미늄 합금(AlNd : Aluminum Neodymium), 몰리브덴(Mo), 크롬(Cr), 티타늄(Ti), 탄탈륨(Ta), 몰리브덴-텅스텐(MoW) 등의 저저항 금속으로 형성할 수도 있다.The
그리고, 상기와 같이 구성되는 하부 기판(111)과 상부 기판(121)은 기판 가장자리에 인쇄되어 접착역할을 하는 씨일재(도시하지 않음)에 의해 대향합착되며, 상기 두 기판 사이에는 액정층(131)이 형성된다.The
도 16은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 횡전계 방식 액정 표시 장치의 상부 기판을 개략적으로 보여주는 평면도이고, 도 17은 Ⅴ-Ⅴ'로 절단하여 보여주는 단면도이다.FIG. 16 is a plan view schematically illustrating an upper substrate of a transverse electric field type liquid crystal display according to a third exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 17 is a cross-sectional view taken along the line VV ′.
여기서, 하부 기판(111)은 셀갭(cell gap) 표시를 위하여 기판만 개략적으로 도시하였다(도 6에 상세히 도시되어 있음).Here, only the substrate is schematically illustrated in order to display the cell gap (the cell substrate is shown in detail in FIG. 6).
본 발명의 제 3 실시예는 횡전계 방식 액정 표시 장치의 상부 기판(121)에 형성되는 시야제어용 서브 픽셀(Pv)의 주변 블랙 매트릭스(122) 상에 격벽 블랙매트릭스(122a)를 더 형성함으로써, 상기 격벽 블랙매트릭스(122a)에 둘러싸인 시야 제어용 서브 픽셀(Pv) 내부에 오버코트층(129)의 두께(a)와 적색, 녹색, 청색 서브 픽셀(Pr, Pg, Pb)의 오버코트층(129)의 두께(a')를 다르게 형성하는 것이다.According to the third embodiment of the present invention, the partition
이때, 상기 상부 기판(121)에서 시야제어용 서브픽셀(Pv) 내부에 형성된 오버코트층(129)의 두께(a')는 적색, 녹색, 청색 서브픽셀(Pr, Pg, Pb)에 형성된 오버코트층(129)의 두께(a)보다 얇게 형성되는데 이는 스핀 코팅 또는 프린팅 등의 방법으로 형성되는 오버코트 물질이 상기 격벽 블랙 매트릭스(122a)의 높이에 의해 상기 시야제어용 서브 픽셀(Pv)의 내부로 침범하기가 어려워 인접한 적색, 녹색, 청색 서브픽셀(Pr, Pg, Pb)에 형성된 오버코트층(129)보다 얇은 두께로 형성되는 것이다.In this case, the thickness a ′ of the
상기 격벽 블랙 매트릭스(122a)를 형성하기 위한 제조 방법을 살펴보면, 상부 기판(121) 상에는 블랙 매트릭스(122)가 박막트랜지스터(TFT)영역과 게이트 배선(112), 데이터 배선(115) 및 그 주변의 빛샘 발생 영역 등과 같이 적색, 녹색, 청색 서브픽셀(Pr, Pg, Pb)과 시야제어용 서브픽셀(Pv)의 주변을 차단하도록 형성된다.Looking at the manufacturing method for forming the partition
이후, 상기 시야제어용 서브픽셀(Pv)의 주변의 블랙 매트릭스(122) 상에 '└┘', '││', '└', '┘'형태뿐만 아니라 '□' 형태로 격벽 블랙 매트릭스(122a)를 더 형성할 수도 있다.Subsequently, the partition
이때, 상기 격벽 블랙 매트릭스(122a)는 상기 블랙 매트릭스(122)와 동일한 공정으로 한번에 형성할 수도 있고, 서로 다른 공정으로 형성할 수도 있다.In this case, the partition
먼저, 상기 격벽 블랙 매트릭스(122a)는 상기 블랙 매트릭스(122)와 동일한 공정으로 한번에 형성하기 위하여, 상기 상부 기판(121) 상에 블랙 매트릭스 물질을 격벽 블랙 매트릭스(122a) 높이까지 코팅하는 코팅 공정과, 마스크를 사용하여 이중 선택된 영역을 노출 또는 차단시키는 노광 및 현상의 포토리소그래피(photolithography)공정과, 상기 노출된 영역을 식각하는 에칭 공정(etching)과, 잔류물질을 세척하고 건조하는 세정공정을 통하여 형성된다.First, in order to form the partition
이때, 상기 마스크로서 하프-톤 마스크(half tone mask) 또는 회절 마스크를 사용하여 상기 블랙 매트릭스(122)가 형성될 위치에 상기 마스크의 광 반투과 영역 또는 슬릿 영역이 위치하도록 함으로써 상기 블랙 매트릭스(122)가 상기 격벽 블랙 매트릭스(122a)보다 낮은 높이로 형성될 수 있도록 한다.In this case, the light semi-transmissive region or the slit region of the mask is positioned at the position where the
또한, 상기 포토리소그래피 등의 공정으로 상부 기판(121) 상에 블랙 매트릭스(122)를 형성한 후, 다시 포토리소그래피 등의 공정으로 격벽 블랙 매트릭스(122a)를 형성할 수도 있다. In addition, after the
그리고, 상기 상부기판(121)상에서 상기 블랙 매트릭스(122) 내부의 적색, 녹색, 청색 서브픽셀(Pr, Pg, Pb)에는 색상을 구현하는 안료가 함유된 적색(Red), 녹색(Green), 청색(Blue)의 컬러 레지스트가 일정한 순서로 배열되는 컬러필터층(123)이 형성되어 있다.In addition, the red, green, and blue subpixels Pr, Pg, and Pb inside the
이때, 시야제어용 서브픽셀(Pv) 내부에는 컬러필터층(123)이 형성되지 않는다.In this case, the
이어서, 상기 상부 기판(121)의 표면을 평탄화하기 위하여 투명한 유기 물질, 예를 들면 아크릴(acryl) 계열의 물질로 스핀 코팅(spin coating)법, 프린팅 (printing)법 등으로 오버코트층(129)이 형성되어 있다.Subsequently, in order to planarize the surface of the
이때, 상기 상부 기판(121)에서 시야제어용 서브픽셀(Pv) 내부에 형성된 오버코트층의 두께(a')는 적색, 녹색, 청색 서브픽셀(Pr, Pg, Pb)에 형성된 오버코트층(129)의 두께(a)보다 얇게 형성되는데 이는 스핀 코팅 또는 프린팅 등의 방법으로 형성되는 오버코트 물질이 상기 격벽 블랙 매트릭스(122a)의 높이에 의해 상기 시야제어용 서브 픽셀(Pv)의 내부로 침범하기가 어려워 인접한 적색, 녹색, 청색 서브픽셀(Pr, Pg, Pb)에 형성된 오버코트층(129)보다 얇은 두께로 형성되는 것이다.In this case, the thickness a ′ of the overcoat layer formed in the view control subpixel Pv in the
따라서, 시야제어용 서브픽셀(Pv)의 셀갭(dv) + 오버코트층 두께(a') ≒ 상기 적색, 녹색, 청색 서브픽셀(Pr, Pg, Pb)의 셀갭(dc) + 오버코트층 두께(a) + 컬러필터층의 두께(b) 의 관계식을 만족한다(여기서, 시야제어용 공통 전극의 두께는 고려하지 않는다).Accordingly, the cell gap dv + overcoat layer thickness a 'of the visual control subpixel Pv + the cell gap dc + overcoat layer thickness a of the red, green, and blue subpixels Pr, Pg, and Pb. The relation of the thickness b of the color filter layer is satisfied (the thickness of the common electrode for view control is not taken into consideration).
즉, 상기 시야제어용 서브픽셀(Pv)의 셀갭(dv)은 상기 적색, 녹색, 청색 서브픽셀(Pr, Pg, Pb)의 셀갭(dc)보다 {오버코트층 두께(a) + 컬러필터층의 두께(b) - 오버코트층 두께(a')}값만큼 크게 형성된다.That is, the cell gap dv of the field control subpixel Pv is {overcoat layer thickness a + thickness of the color filter layer (r) than the cell gap dc of the red, green, and blue subpixels Pr, Pg, and Pb. b)-overcoat layer thickness a ').
예를 들어, 상기 적색, 녹색, 청색 서브픽셀(Pr, Pg, Pb)의 셀갭(dc)은 약 3.4㎛ 이고 오버코트층 두께(a)는 약1.5㎛ 이고 컬러필터층의 두께(b)는 약1㎛ 라고 하면, 상기 시야제어용 서브픽셀(Pv)에 형성된 오버코트층 두께(a')는 0.5㎛라고 하면 상기 시야제어용 서브픽셀(Pv)의 셀갭(dv)은 {3.4+(1.5+1-0.5)}이므로 약 5.4㎛가 된다. 따라서, 좌, 우 시야각 방향에서는 시야제어용 서브픽셀(Pv)에서 일 어선 액정 분자(132)에 의해 리타데이션(retardation)이 크게 발생하게 되어 빛샘이 증가하게 되므로 좌, 우 시야각 특성이 나빠져 협시야각을 가지게 된다.For example, the cell gap dc of the red, green, and blue subpixels Pr, Pg, and Pb is about 3.4 μm, the overcoat layer thickness a is about 1.5 μm, and the color filter layer thickness b is about 1 μm. Suppose that the overcoat layer thickness a 'formed in the field control subpixel Pv is 0.5 μm, and the cell gap dv of the field control subpixel Pv is {3.4+ (1.5 + 1-0.5). }, So that it is about 5.4 mu m. Therefore, in the left and right viewing angle directions, retardation is greatly generated by the
한편, 상기 시야제어용 서브픽셀(Pv)에는 투명한 전극 물질로 이루어진 시야제어용 공통 전극(524)이 형성되어 있다. On the other hand, the visual field control
상기 시야제어용 공통전극(524)은 인듐-틴-옥사이드(Indium-Tin-Oxide : ITO) 또는 인듐-징크-옥사이드(Indium-Zinc-Oxide : IZO)와 같이 빛의 투과율이 비교적 뛰어난 투명도전성 금속을 재료로 사용하여 형성한다.The
그리고, 상기 시야제어용 공통 전극(524)은 시야제어용 공통 배선(525)과 접속하며,상기 시야제어용 공통 배선(525)은 상기 블랙 매트릭스(122) 상부에 형성하며, 외곽으로 연장되어 신호가 인가된다.In addition, the field control
그리고, 상기 하부 기판(111) 상에 형성된 회로부에서 도전 연결 패턴(도시되지 않음)을 통하여 상기 상부 기판(121) 상에 형성된 시야제어용 공통 배선(525)과 접속하여 신호가 입력되며, 상기 시야제어용 서브픽셀(Pv)을 구동시킬 수 있다.In addition, a signal is input by connecting to a
그리고, 상기와 같이 구성되는 하부 기판(111)과 상부 기판(121)은 기판 가장자리에 인쇄되어 접착역할을 하는 씨일재(도시하지 않음)에 의해 대향합착되며, 상기 두 기판 사이에는 액정층(131)이 형성된다.The
도 18은 본 발명에 따른 제 4 실시예로서, 컬러필터를 이용하여 상부 기판의 시야제어용 서브 픽셀의 주변에 격벽을 형성한 것을 보여주는 단면도이다.FIG. 18 is a cross-sectional view of a fourth embodiment according to the present invention, in which a partition is formed around a subpixel for controlling a view of an upper substrate using a color filter.
여기서, 하부 기판(111)은 셀갭(cell gap) 표시를 위하여 기판만 개략적으로 도시하였으며, 도 17과 동일한 부호로서 설명된 내용에 대해서는 구체적인 부호 및 구성 요소에 대한 설명은 생략하도록 한다.Here, only the substrate is schematically illustrated in order to display a cell gap, and detailed descriptions of the same reference numerals and components will be omitted for the contents described with the same reference numerals as in FIG. 17.
본 발명의 제 4 실시예는 횡전계 방식 액정 표시 장치의 상부 기판(121)에 형성되는 시야제어용 서브 픽셀(Pv)의 주변 블랙 매트릭스 상에 격벽 컬러필터층을 더 형성함으로써, 상기 격벽 블랙매트릭스에 둘러싸인 시야제어용 서브 픽셀(Pv) 내부에 오버코트층(129)의 두께(a)와 적색, 녹색, 청색 서브 픽셀(Pr, Pg, Pb)의 오버코트층(129)의 두께(a')를 다르게 형성하는 것이다.According to the fourth embodiment of the present invention, a partition color filter layer is further formed on the peripheral black matrix of the field control subpixel Pv formed on the
상기 컬러필터층(123)을 형성하기 위해서는 블랙 매트릭스(122)가 형성된 상부 기판(121) 상에 적색, 녹색, 청색 레진을 증착하고 패터닝하여 순차적으로 적색, 녹색, 청색 컬러필터층(123)을 형성하는데, 이때 각각의 컬러필터층(123)을 형성할때 상기 시야제어용 서브 픽셀(Pv) 주변의 블랙 매트릭스(122) 상에 적색, 녹색, 청색 컬러필터층이 적층되도록 하여 격벽 컬러필터층(123a, 123b)을 형성한다.In order to form the
이후, 상기 컬러필터층(123)과 격벽 컬러필터층(123a, 123b)이 형성된 상부 기판(121)에 스핀 코팅 또는 프린팅 등의 방법으로 오버코트층(129)을 형성하는데, 상기 격벽 컬러필터층(123a, 123b)의 높이에 의해 상기 시야제어용 서브 픽셀(Pv)의 내부로 오버코트 물질이 침범하기가 어려워 인접한 적색, 녹색, 청색 서브픽셀(Pr, Pg, Pb)에 형성된 오버코트층(129)의 두께(a)보다 시야제어용 서브픽셀(Pv) 내부에 형성된 오버코트층(129)의 두께(a')가 얇게 형성되는 것이다.Subsequently, the
상기 시야제어용 서브픽셀(Pv)의 주변의 블랙 매트릭스(122) 상에 '└┘', '││', '└', '┘'형태뿐만 아니라 '□' 형태로 격벽 컬러필터층(123a, 123b)을 더 형성할 수도 있으며, 상기 격벽 컬러필터층(123a, 123b)은 적어도 2종 이상의 컬러필터층이 적층되어 형성된다.The partition
따라서, 시야각 제어용 서브픽셀(Pv)의 셀갭(dv)은 증가하면 증가할수록 좌, 우 시야각 방향에서는 시야제어용 서브픽셀(Pv)에서 일어선 액정 분자(132)에 의해 리타데이션(retardation)이 크게 발생하게 되어 빛샘이 증가하게 되므로 좌, 우 시야각 특성이 나빠져 협시야각을 가지게 된다.Therefore, as the cell gap dv of the viewing angle control subpixel Pv increases, the retardation is greatly generated by the
본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명에 따른 횡전계방식 액정표시장치 및 그의 제조 방법은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함이 명백하다.Although the present invention has been described in detail with reference to specific embodiments thereof, it is to be understood that the present invention is not limited thereto, and the transverse electric field type liquid crystal display device and the method of manufacturing the same according to the present invention are not limited thereto. It will be apparent to those skilled in the art that modifications and improvements can be made thereto.
본 발명은 횡전계방식 액정 표시 장치에서 광시야각 모드 또는 협시야각 모드를 선택하여 구현할 수 있어, 개인의 보안성을 향상시키는 제 1의 효과가 있다.The present invention can be implemented by selecting a wide viewing angle mode or a narrow viewing angle mode in a transverse electric field type liquid crystal display device, thereby providing a first effect of improving personal security.
또한, 본 발명은 시야각 제어를 위한 별도의 레이어를 마련할 필요가 없이 시야제어용 서프픽셀을 추가하여 시야각제어를 함으로써 공정이 단순하고 광효율이 우수한 제 2의 효과가 있다.In addition, the present invention has a second effect that is simple in the process and excellent in light efficiency by adding a subpixel for view control to control the viewing angle without providing a separate layer for viewing angle control.
또한, 본 발명은 사용자에게 보안 범위에 대한 탄력성을 제공하며, 1인용으로 사용할 수 있을 뿐만 아니라, 1인 이상 사용할 경우에도 불편함 없이 고화질로 화면을 볼 수 있으며 보안성도 확보할 수 있는 제 3의 효과가 있다.In addition, the present invention provides a resilience to a security range to a user, and it can be used not only for a single user but also for a third user who can view a screen with high image quality without inconvenience when using one or more persons, It is effective.
또한, 본 발명은 적색, 녹색, 청색 서브픽셀의 셀갭보다 시야각 제어용 서브픽셀(Pv)의 셀갭(dv)을 크게하여 좌, 우 시야각에서의 빛샘을 증가시켜 더욱 협소 한 시야각을 가짐으로써 보안성을 향상시킬 수 있는 제 4의 효과가 있다.In addition, the present invention increases the cell gap dv of the viewing angle control subpixel Pv rather than the cell gap of the red, green, and blue subpixels, thereby increasing light leakage at the left and right viewing angles, thereby having a narrower viewing angle. There is a fourth effect that can be improved.
또한, 본 발명은 시야각 제어용 서브픽셀의 셀갭을 증가시키기 위하여 간단한 공정으로 오버코트층의 두께를 줄이거나 제거함으로써 별도의 장비 및 재료가 불필요하므로 제조 공정이 용이한 제 5의 효과가 있다.In addition, the present invention has a fifth effect that the manufacturing process is easy because no additional equipment and materials are needed by reducing or removing the thickness of the overcoat layer in a simple process to increase the cell gap of the viewing angle control subpixel.
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Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH09325346A (en) * | 1996-06-03 | 1997-12-16 | Sharp Corp | Liquid crystal display device and its driving method |
KR20000060543A (en) * | 1999-03-17 | 2000-10-16 | 윤종용 | Liquid crystal displays and viewing-angle control methods in the same |
KR20050064370A (en) * | 2003-12-23 | 2005-06-29 | 엘지.필립스 엘시디 주식회사 | Liquid crystal display device and manufacturing of the same |
KR20050064358A (en) * | 2003-12-23 | 2005-06-29 | 엘지.필립스 엘시디 주식회사 | Liquid crystal display device and manufacturing method of the same |
-
2005
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Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH09325346A (en) * | 1996-06-03 | 1997-12-16 | Sharp Corp | Liquid crystal display device and its driving method |
KR20000060543A (en) * | 1999-03-17 | 2000-10-16 | 윤종용 | Liquid crystal displays and viewing-angle control methods in the same |
KR20050064370A (en) * | 2003-12-23 | 2005-06-29 | 엘지.필립스 엘시디 주식회사 | Liquid crystal display device and manufacturing of the same |
KR20050064358A (en) * | 2003-12-23 | 2005-06-29 | 엘지.필립스 엘시디 주식회사 | Liquid crystal display device and manufacturing method of the same |
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