KR20000035634A - 액정 표시 장치 및 반사형 액정 표시 장치 - Google Patents

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KR20000035634A
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오가와신지
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다카노 야스아키
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Abstract

광을 확산하는 광확산층을 구비하면서도 전압이 균일하게 액정에 인가되며, 표시에 얼룩이 발생하는 등의 표시 불량을 방지할 수 있음과 함께, 넓은 범위의 시야각에서 시인이 가능한 액정 표시 장치를 제공한다.
TFT 및 그 TFT에 접속된 반사 표시 전극(19)을 구비한 TFT 기판(10)과, 비드 입자(37)를 혼입시킨 광확산층(34) 상에 그 보호층(33)을 설치함으로써, 비드 입자(37)의 돌출부에 의한 대향 전극(35) 및 배향막(36)으로의 돌기부 발생을 방지하여 평탄한 표면으로 한다. 그것에 의하여, 액정(21)에 균일하게 전압을 인가할 수 있다.

Description

액정 표시 장치 및 반사형 액정 표시 장치{LIQUID CRYSTAL DISPLAY AND REFLECTIVE LIQUID CRYSTAL DISPLAY}
본 발명은 광확산층을 구비한 액정 표시 장치 및 반사형 액정 표시 장치에 관한 것이다.
종래부터, 관찰 방향으로부터 입사한 광을 반사시켜서 표시를 보는 소위 반사형 액정 표시 장치가 제안되고 있다.
도 3에 반사형 액정 표시 장치의 단면도를 나타낸다.
도 3에 도시한 바와 같이, 반사형 액정 표시 장치는 석영 유리, 무알칼리 유리 등으로 이루어지는 절연성 기판(10) 상에 스위칭 소자인 박막 트랜지스터(이하, 「TFT」라고 칭함)를 형성한다.
우선, 절연성 기판(TFT 기판 ; 10) 상에 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo) 등의 고융점 금속으로 이루어지는 게이트 전극(11), 게이트 절연막(12) 및 다결정 실리콘막으로 이루어지는 능동층(13)을 순서대로 형성한다.
그 능동층(13)에는 게이트 전극(11) 상측의 채널(13c)과, 이 채널(13c)의 양측에 채널(13c) 상의 스토퍼 절연막(14)을 마스크로 하여 이온 주입되어 형성되는 소스(13s) 및 드레인(13d)이 설치되어 있다.
그리고, 게이트 절연막(12), 능동층(13) 및 스토퍼 절연막(14) 상의 전면에 SiO2막, SiN막 및 SiO2막의 순서대로 적층된 층간 절연막(15)을 형성하고, 드레인(13d)에 대응하여 설치한 컨택트 홀에 알루미늄(Al) 등의 금속을 충전하여 드레인 전극(16)을 형성한다. 또한, 전면에 예를 들면 유기 수지로 이루어져서 표면을 평탄하게 하는 평탄화 절연막(17)을 형성한다. 그리고, 그 평탄화 절연막(17)의 소스(13s)에 대응한 위치에 컨택트 홀을 형성하고, 이 컨택트 홀을 통하여 소스(13s)와 컨택트한 알루미늄(Al)으로 이루어져서 소스 전극(18)을 겸한 반사 전극인 반사 표시 전극(19)을 평탄화 절연막(17) 상에 형성한다. 그리고 그 반사 표시 전극(19) 상에 폴리이미드 등의 유기 수지로 이루어지며 액정(21)을 배향시키는 배향막(20)을 형성한다.
또한, TFT 기판(10)에 대향하고 석영 유리, 무알칼리 유리 등으로 이루어지는 절연성 기판인 대향 전극 기판(30)에는 TFT 기판(10)측에 적(R), 녹(G), 청(B)의 각 색 및 차광 기능을 구비하는 블랙 매트릭스(32)를 구비한 컬러 필터(31), 그 위에 형성된 수지로 이루어지는 보호막(33), 그 전면에 형성된 광확산층(34), 대향 전극(35) 및 배향막(36)을 구비하고 있다. 또한 이들의 배향막(36) 등을 형성한 측과 반대측의 절연성 기판(30)의 면에는 위상차판(44) 및 편광판(45)이 배치되어 있다. 그리고, 대향 전극 기판(30)과 TFT 기판(10)의 주변을 시일 접착재(도시하지 않음)에 의해 접착하고, 그에 따라 형성된 공극에 트위스티드 네마틱(TN) 액정(21)을 충전한다.
외부로부터 입사되는 자연광(100)은 파선 화살표로 나타낸 바와 같이, 관찰자(101)측의 편광판(45)으로부터 입사하고, 위상차판(44), 대향 전극 기판(30), 컬러 필터(31), 보호막(33), 광확산층(34), 대향 전극(35), 배향막(36), TN 액정(21), TFT 기판(10) 상의 배향막(20)을 투과하여, 반사 표시 전극(19)에서 반사되며, 그 후 입사와 역 방향으로 각 층을 투과하여 대향 전극 기판(30) 상의 편광판(45)으로부터 출사하여 관찰자의 눈(101)에 들어간다.
도 4에 도 3의 반사형 액정 표시 장치의 일부를 확대한 일부 확대도를 나타낸다.
도 4에 도시한 바와 같이, 광확산층(34)은 대향 전극 기판(30) 상의 컬러 필터(31)를 보호하는 보호막(33) 상에 형성되어 있다.
이 광확산층(34)은 투명성의 절연막, 예를 들면 아크릴 수지를 기체(基體)로 하고, 그 속에 투명하고 기본인 아크릴 수지와 굴절율이 다른 비드 입자(37)를 혼입시키고 있다. 이 광확산층(34)에 의한 확산을 보다 향상시키기 위해서는 이 비드 입자(37)의 혼입량을 많게 할 필요가 있다.
그런데, 비드 입자(37)의 혼입량을 많게 하면 광확산층(34)을 보호막(33) 상에 스피너 등으로써 도포할 때, 비드 입자(37)에 의해서 아크릴 수지가 돌출하여 광확산층(34)의 표면에 돌기(38)가 생기게 된다.
그렇게 하면, 광확산층(34) 상에 ITO(Indium Tin Oxide) 등의 투명 도전막으로 이루어지는 대향 전극(35)을 형성했을 때에, 광확산층(34)의 표면의 돌기(38)에 의해 대향 전극(35) 상에 요철이 생기게 되며 대향 전극(35)의 표면이 평탄하지 않게 된다.
게다가, 대향 전극(35) 상에 설치하는 배향막(36)에도 돌출한 장소가 발생하게 되어 평탄한 배향막면을 얻을 수 없게 된다.
그 결과, 액정(21)에 인가되는 전압이 균일하게 인가되지 않기 때문에 액정(21)의 배향에 변동이 생기게 되며 균일한 표시를 얻을 수 없게 된다고 하는 결점이 있었다.
따라서, 본 발명은 상기한 종래의 결점을 감안하여 이루어진 것으로, 광확산층을 구비함으로써 넓은 범위의 시야각보다 표시를 보는 것이 가능함과 함께, 액정에 균일한 전압을 공급하는 것이 가능하고 균일한 표시를 얻는 것이 가능한 액정 표시 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
도 1은 본 발명의 액정 표시 장치의 제1 실시예를 나타내는 단면도.
도 2는 본 발명의 액정 표시 장치의 일부 확대도.
도 3은 본 발명의 액정 표시 장치의 제2 실시예를 나타내는 단면도.
도 4는 종래의 반사형 액정 표시 장치의 단면도.
〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉
10 : TFT 기판
13 : 능동층
15 : 층간 절연막
19 : 반사 표시 전극
21 : 액정
26 : 평탄화 절연막
33 : 보호막
34 : 광확산층
37 : 비드 입자
44 : 위상차판
45 : 편광판
본 발명의 액정 표시 장치는 서로 대향하여 배치된 제1 및 제2 기판 간에 액정을 협지하고 있으며, 상기 제1 기판에는 스위칭 소자 및 상기 스위칭 소자에 접속된 표시 전극을 구비하고, 상기 제2 기판에는 상기 제1 기판과의 대향면측에 절연물로 이루어지는 기체에 비드 입자가 혼입된 광확산층 및 상기 광확산층을 보호하는 보호막을 순서대로 구비한 것이다.
또한, 전술한 액정 표시 장치의 상기 보호막은 상기 비드 입자에 의한 광확산층의 돌기를 흡수할 수 있는 재료로 이루어지는 것이다.
또한, 전술한 액정 표시 장치의 상기 광확산층의 기체의 굴절율과 상기 보호막의 굴절율이 같은 것이다.
또한, 본 발명의 반사형 액정 표시 장치는 서로 대향하여 배치된 제1 및 제2 기판 간에 액정을 협지하고 있으며, 상기 제1 기판에는 스위칭 소자 및 상기 스위칭 소자에 접속되어 반사 재료로 이루어지는 반사 표시 전극을 구비하고, 상기 제2 기판에는 상기 제1 기판과의 대향면측에 절연물로 이루어지는 기체에 비드 입자가 혼입된 광확산층 및 상기 광확산층을 보호하는 보호막을 순서대로 구비한 것이다.
또한, 전술한 반사형 액정 표시 장치의 상기 보호막은 상기 비드 입자에 의한 광확산층의 돌기를 흡수할 수 있는 재료로 이루어진 것이다.
또한, 전술한 반사형 액정 표시 장치의 상기 광확산층의 기체의 굴절율과 상기 보호막의 굴절율이 같은 것이다.
실시예
본 발명의 반사형 액정 표시 장치에 대하여 이하에 설명한다.
도 1에 본 발명의 반사형 액정 표시 장치의 단면도를 나타낸다.
도 1에 도시한 바와 같이, 석영 유리, 무알칼리 유리 등으로 이루어지는 절연성 기판(10) 상에 스위칭 소자인 TFT를 형성한다.
본 실시예인 경우, 한쪽의 절연성 기판(10) 상에 Cr, Mo 등의 고융점 금속으로 이루어지는 게이트 전극(11)의 형성으로부터 평탄화 절연막(17)의 형성까지는 전술한 구조와 동일하므로 설명을 생략한다.
평탄화 절연막(17) 상에는 다결정 실리콘막으로 이루어지는 능동층(13)의 소스(13s)에 접속된 Al, 은(Ag) 등의 도전성 반사 재료로 이루어지는 반사 표시 전극(19)을 형성한다. 또한 이 표시 전극(19) 상에는 폴리이미드 등으로 이루어지며 액정을 배향시키는 배향막(20)이 형성되어 있다.
다른쪽의 석영 유리, 무알칼리 유리 등으로 이루어지는 대향 전극 기판(30) 상에는 액정(21)을 배치하는 측에는 R, G, B를 나타내는 각 색 및 차광 기능을 구비하는 블랙 매트릭스(32)를 구비한 컬러 필터(31), 그 컬러 필터(31) 상에는 절연막, 예를 들면 아크릴 수지를 기체로 하여 비드 입자가 혼입된 광확산층(34)을 형성한다. 그리고 그 위에, 아크릴 수지 등으로 이루어지는 보호막(33)을 설치한다. 그 보호막(33) 상에는 각 반사 표시 전극(19)에 대향한 대향 전극(35)이 전면에 설치되어 있다. 또한 그 전면에는 폴리이미드로 이루어지는 배향막(36)이 형성되고 있다.
또한, 대향 전극 기판(30)의 액정을 배치하지 않은 측 즉, 관찰자측에는 위상차(λ/4)판(44) 및 편광판(45)이 대향 전극 기판(30)측에서부터 순서대로 설치되어 있다.
또한, 액정(21)으로서는 예를 들면 TN 액정을 이용한다.
외부로부터 입사되는 자연광(100)은 도 1 중에 점선 화살표로 나타낸 바와 같이 관찰자(101)측의 편광판(45)으로부터 입사하고, 위상차판(44), 대향 전극 기판(30), 컬러 필터(31)를 투과하여 광확산층(34)에 도달한다. 여기서 광은 확산되며 그 확산된 광은 보호막(33), 대향 전극(35), 배향막(36), 액정(21), TFT 기판(10) 상의 배향막(20)을 투과하여 반사 표시 전극(19)에 도달한다. 그 도달한 광은 반사 표시 전극(19)에 의해서 반사된다. 반사한 광은 광확산층(34)에 도달하여 확산되어 위상차판(44) 및 편광판(45)을 통과하여 관찰자(101)에게 관찰된다.
따라서, 광의 입사 시 및 반사된 후의 출사 시에, 이 광확산층(34)에 의해서 광이 확산되기 때문에, 관찰자(101)에게는 액정 표시 장치의 전면에서 균일하며 밝은 표시를 보는 것이 가능하다.
도 2에 도 1의 반사형 액정 표시 장치의 일부 단면도를 나타낸다.
도 2에 도시한 바와 같이, 대향 전극 기판(30)에는 액정(21)을 배치하는 측에는 블랙 매트릭스(32)를 구비한 컬러 필터(31) 상에 광을 확산하는 광확산층(34)을 설치한다.
이 광확산층(34)은 컬러 필터(31)를 형성한 후, 미리 비드 입자(37)를 혼입한 기체인 아크릴 수지를 스피너를 이용하여 컬러 필터(31)의 전면에 코팅한다. 그 두께는 약 8㎛ ∼ 11㎛ 정도이다. 비드 입자(37)는 대강 구형이며 그 직경은 2㎛ 내지 5㎛ 정도이다.
그리고, 그 광확산층(34) 상에 투명한 절연막 예를 들면 아크릴 수지를 스피너로 전면에 도포하여 보호막(33)을 형성한다. 그 후, 보호막(33) 상에 ITO를 스퍼터법으로 대향 전극(35)을 형성하고, 추가로 그 위에 폴리이미드 등의 수지로 이루어지며, 액정(21)을 배향하는 배향막(36)을 형성한다. 이 때, 광확산층(34)의 기체의 굴절율과 보호막(33)의 굴절율이 다르면, 광확산층(34)측에서부터 입사한 광이 보호막과의 경계에서 반사를 일으켜서 관찰자(101)측으로 출사되어 버리기 때문에, 광확산층(34)의 기체와 보호막(33)과의 굴절율은 같은 것이 바람직하다. 본 실시예에서는 굴절율이 1.4 ∼ 1.6의 아크릴 수지를 이용하였다.
이렇게 하여, 광확산층(34)을 구비한 대향 전극 기판(30)의 액정(21)을 배치하는 측의 각 층이 완성된다. 또, 대향 전극 기판(30)의 관찰자(101)측에는 위상차판(44) 및 편광판(45)이 설치되어 있다.
이상과 같이, 컬러 필터(31) 상에 설치한 광확산층(34)의 확산을 보다 향상시키기 위해서 비드 입자(37)를 증량함으로써 비드 입자(37)에 의한 광확산층(34)에 약 200Å ∼ 2000Å 정도의 돌출부가 발생하였다고 해도 광확산층(34) 상에 보호막(33)을 설치함으로써, 그 돌출에 의한 배향막으로의 돌기의 발생은 없어지며, 대향 전극 및 배향막에는 평탄한 표면을 얻을 수 있다.
즉, 비드 입자(37)에 의해서 광확산층(34)에 돌기가 생겼다고 해도 그 돌기의 높이를 흡수할 수 있는 재료 즉, 요철 형상의 표면에 형성하여도 그 요철에 상관없이 형성물의 표면이 평탄한 재료, 예를 들면 아크릴 수지로 이루어지는 보호막(33)을 광확산층(34) 상에 형성하기 때문에, 보호막(33) 형성 후는 보호막(33)의 표면은 평탄하게 할 수 있다. 따라서, 그 보호막(33) 상에 형성하는 대향 전극(35) 및 배향막(36)의 표면은 평탄하게 할 수 있다.
그 결과, 대향 전극(35)에 인가된 전압이 균일하게 액정(21)에 인가되므로 액정(21)의 배향에 변동이 생기는 일이 없어지며, 표시에 얼룩이 발생하는 표시 불량을 방지할 수 있다. 또한, 광확산층(34)을 구비할 수 있으므로, 표시가 액정 표시 장치의 전면에서 균일하게 밝게 볼 수 있다.
또, 전술한 실시예에서는 반사형 액정 표시 장치의 경우에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 그에 한정되는 것은 아니고 투과형 액정 표시 장치에 적용하여도 본 발명과 동일한 효과가 얻어지는 것이다.
또한, 전술한 실시예에서는 컬러 필터를 이용한 경우를 나타내었지만 본 발명은 그에 한정되는 것은 아니고, 도 1 및 도 2에서 컬러 필터(31)를 설치하지 않고, 대향 전극 기판(30) 상에 직접 광확산층(34)을 설치하여도 돌출부는 그 위에 설치한 보호층(33)에 의해서 흡수되며 보호막의 표면은 평탄화할 수 있으므로, 그 위에 형성한 대향 전극(35) 및 배향막(36)의 표면을 평탄하게 할 수 있기 때문에, 액정에 전압이 균일하게 인가되어 얼룩이 없는 표시를 얻을 수 있다.
본 발명에 따르면, 대향 전극의 전압이 균일하게 액정에 인가되므로 표시에 얼룩이 발생하는 등의 표시 불량을 방지할 수 있음과 함께, 광확산층에 의해 넓은 범위의 시야각으로 보는 것이 가능하다.

Claims (6)

  1. 서로 대향하여 배치된 제1 및 제2 기판 간에 액정을 협지(挾持)하고 있으며, 상기 제1 기판에는 스위칭 소자 및 상기 스위칭 소자에 접속된 표시 전극을 구비하고, 상기 제2 기판에는 상기 제1 기판과의 대향면측에, 절연물로 이루어지는 기체에 비드 입자가 혼입된 광확산층 및 상기 광확산층을 보호하는 보호막을 순서대로 구비한 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 보호막은 상기 비드 입자에 의한 광확산층의 돌기를 흡수할 수 있는 재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 광확산층의 기체의 굴절율과 상기 보호막의 굴절율이 같은 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  4. 서로 대향하여 배치된 제1 및 제2 기판 간에 액정을 협지하고 있으며, 상기 제1 기판에는 스위칭 소자 및 상기 스위칭 소자에 접속되며 반사 재료로 이루어지는 반사 표시 전극을 구비하고, 상기 제2 기판에는 상기 제1 기판과의 대향면측에 절연물로 이루어지는 기체에 비드 입자가 혼입된 광확산층 및 상기 광확산층을 보호하는 보호막을 순서대로 구비한 것을 특징으로 하는 반사형 액정 표시 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 보호막은 상기 비드 입자에 의한 광확산층의 돌기를 흡수할 수 있는 재료로 이루어지는 것을 특징으로 반사형 액정 표시 장치.
  6. 제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 광확산층의 기체의 굴절율과 상기 보호막의 굴절율이 같은 것을 특징으로 하는 반사형 액정 표시 장치.
KR1019990052332A 1998-11-26 1999-11-24 액정 표시 장치 및 반사형 액정 표시 장치 KR20000035634A (ko)

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