KR20020000620A - 박막 트랜지스터 액정표시장치 - Google Patents

박막 트랜지스터 액정표시장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 휘도 및 시야각을 개선할 수 있는 박막 트랜지스터 액정표시장치를 개시하며, 개시된 본 발명의 박막 트랜지스터 액정표시장치는, 내측면 상에 박막 트랜지스터 및 화소전극이 형성된 어레이 기판과, 내측면 상에 상에 상기 박막 트랜지스터에 대응해서 블랙 매트릭스가 형성되고, 상기 화소전극에 대응해서 컬러필터가 형성되며, 상기 블랙 매트릭스 및 컬러필터 상에 상대전극이 형성된 컬러필터 기판이 액정층의 개재하에 일정 간격을 두고 합착된 박막 트랜지스터 액정표시장치로서, 상기 컬러필터는 그 중심부가 가장자리 보다 상대적으로 낮은 두께를 갖도록 형성된 것을 특징으로 한다.

Description

박막 트랜지스터 액정표시장치{THIN FILM TRANSISTOR LIQUID CRYSTAL DISPLAY}
본 발명은 박막 트랜지스터 액정표시장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는,휘도 및 시야각을 개선할 수 있는 박막 트랜지스터 액정표시장치에 관한 것이다.
박막 트랜지스터 액정표시장치(이하, TFT-LCD)는 경량, 박형 및 저소비 전력 등의 특성을 갖기 때문에 CRT를 대신하여 각종 정보 기기의 단말기 또는 비디오 기기 등에 이용되고 있다.
이러한 TFT-LCD는, 도시되지는 않았으나, 박막 트랜지스터 및 화소 전극이 구비된 어레이 기판과, 상기 박막 트랜지스터에 대응해서 블랙 매트릭스가 형성되고 상기 화소전극에 대응해서 컬러필터가 형성되며 상기 블랙 매트릭스 및 컬러필터 상에 상대전극이 형성된 컬러필터 기판이 액정층의 개재하에 일정 간격을 두고 합착되어진 구조를 갖는다.
한편, 상기 TFT-LCD에 있어서, 각 구성 요소들, 예컨데, 상기한 박막 트랜지스터, 블랙 매트릭스, 및 컬러필터 등이, 도 1에 도시된 바와 같이, 하부기판(1) 및 상부기판(5)의 일정 영역에 형성되어지는 바, 개구영역을 한정하게 되고, 그래서, TFT-LCD의 휘도를 좌우하는 개구율이 한정되는 문제점이 있다. 도 1에서, 미설명된 도면부호 10a은 박막 트랜지스터 및 블랙 매트릭스 형성부를 나타내며, 10b는 개구부를 나타낸다.
따라서, 상기한 문제점을 해결하기 위해서, 도 2에 도시된 바와 같은 구조의 TFT-LCD가 제안되었다. 이 구조에 있어서, 볼록 렌즈(20)가 하부기판(1)과 상부기판(5) 각각 구비되며, 이러한 볼록 렌즈(20)에 의해서, 도 1에 도시된 통상의 TFT-LCD와 비교해서, 개구영역 폭의 증가에 의한 개구율 향상을 통해 고휘도가 얻어지도록 하고 있다.
그러나, 하부기판 및 상부기판 각각에 렌즈를 구비시킨 TFT-LCD 구조는 상기 렌즈를 구비시키기 위해서 추가 공정이 수행되어야 하는 바, 그 제조 공정이 복잡하고, 특히, 마이크로 렌즈(micro lens)의 촛점 거리를 일정하게 유지하기가 곤란하므로, 그 제작이 까다로운 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 컬러필터의 구조를 변경하는 것에 의해서 렌즈 효과가 얻어지도록 함으로써, 추가 공정없이도 개선된 휘도 및 시야각를 갖도록 하는 TFT-LCD를 제공하는데, 그 목적이 있다.
도 1은 종래의 박막 트랜지스터 액정표시장치를 개략적으로 도시한 단면도.
도 2는 종래의 다른 박막 트랜지스터 액정표시장치를 개략적으로 도시한 단면도.
도 3은 종래의 컬러필터 기판을 도시한 단면도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 컬러필터 기판을 도시한 단면도.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 컬러필터 기판 상에 폴리이미드가 형성된 상태를 보여주는 단면도.
(도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명)
21 : 유리기판 22 : 블랙 매트릭스
23 : 컬러필터 24 : 상대전극
25 : 폴리이미드 30 : 컬러필터 기판
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 TFT-LCD는, 내측면 상에 박막 트랜지스터 및 화소전극이 형성된 어레이 기판과, 내측면 상에 박막 트랜지스터에 대응해서 블랙 매트릭스가 형성되고, 화소전극에 대응해서 컬러필터가 형성되며, 상기 블랙 매트릭스 및 컬러필터 상에 상대전극이 형성된 컬러필터 기판이 액정층의 개재하에 일정 간격을 두고 합착된 TFT-LCD로서, 상기 컬러필터는 그 중심부가 가장자리 보다 상대적으로 낮은 두께를 갖도록 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 TFT-LCD는 상기 상대전극이 상기 컬러필터의 표면을 따라 형성된 것을 특징으로 한다. 게다가, 본 발명의 TFT-LCD는 상기 상대전극 상에 평탄하게 형성되거나, 또는, 상기 상대전극의 표면을 따라 균일한 두께로 형성된 폴리이미드막을 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 컬러필터 구조의 변경을 통해 상기 컬러필터가 렌즈 기능을 행하도록 함으로써, 추가 공정없이도 개구율을 향상시킬 수 있으며, 아울러, 마이크로 렌즈의 초점 거리도 일정하게 유지시킬 수 있다.
(실시예)
이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하도록 한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 TFT-LCD의 컬러필터 기판을 도시한 단면도로서, 이를 설명하면 다음과 같다.
우선, 본 발명의 TFT-LCD는 통상의 TFT-LCD와 마찬가지로 어레이 기판과 컬러필터 기판이 액정층의 개재하에 합착된 구조를 갖으며, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 컬러필터 기판(30)은, 유리기판(21)과, 그 표면 상에 형성된 블랙 매트릭스(22), 컬러필터(23) 및 상기 블랙 매트릭스(22)와 컬러필터(23) 상에 형성된 ITO 재질의 상대전극(24)을 포함한다.
여기서, 상기 블랙 매트릭스(22)는, 주지된 바와 같이, 어레이 기판(도시안됨)에 형성된 박막 트랜지스터와 대응하는 위치에 형성되며, 상기 컬러필터(23)는 상기 블랙 매트릭스(22) 사이 영역, 즉, 어레이 기판에 형성된 화소 전극과 대응하는 위치에 형성된다.
또한, 상기 컬러필터(23)는 그 중심이 가장자리 보다 낮은 두께를 갖도록 형성되며, 상기 컬러필터(23)가 상이한 두께를 갖게 됨에 따라, 제조·완료된 TFT-LCD에서 렌즈의 기능을 추가로 더 행하게 되고, 그래서, 실질적인 개구영역은 상기컬러필터(23)에 의해 증가된다. 이때, 상기 컬러필터(23)의 두께를 상이하게 만드는 것은 레드(R), 그린(G) 및 블루(B)의 색을 띠는 레진(Resin)에 대한 식각 시간을 조절하는 것에 의해서 달성될 수 있다.
자세하게, 도 3은 종래의 컬러필터 기판을 도시한 단면도로서, 도시된 바와 같이, 컬러필터(13)는 레드(R), 그린(G) 또는 블루(B)의색을 띠는 레진(Resin)의 도포 및 이에 대한 식각을 행하는 것에 의해 형성되며, 이때, 상기 컬러필터(13)의 표면이 평탄함에 따라, 백라이트의 빛은 상기 컬러필터(13)의 폭 만큼에 해당하는 영역을 투과하게 되어, 실질적인 개구영역의 폭은 상기 컬러필터(13)의 폭 만큼에 해당된다. 미설명된 도면부호 11은 유리기판, 12는 블랙 매트릭스, 14는 상대전극을 각각 나타낸다.
이에 반해, 본 발명의 컬러필터(23), 도 4에 도시된 바와 같이, 그 표면이 평탄하지 않으며, 중심부가 가장자리 보다 낮은 두께를 갖는다. 이것은 레진의 식각시, 식각 시간을 연장하여 오버 식각(Over Etch)을 행하는 것에 의해서 얻어진다. 이와 같은 형태의 컬러필터(23)는 부분적으로 상이한 두께를 갖는 것에 기인하여, 백라이트의 빛을 굴절시키는 렌즈로서의 기능을 행하게 되므로, 결과적으로, 개구영역을 확대시키게 된다.
즉, TFT-LCD에서의 개구영역은 컬러필터가 존재하는 영역이며, 백라이트로부터의 빛은 상기 컬러필터를 투과하여 컬러필터 기판의 외측으로 투과된다. 그런데, 상기 컬러필터의 두께가 부분적으로 상이하기 때문에, 상기 컬러필터를 투과하는 빛은 상기 컬러필터의 부위별로 상이한 굴절율을 갖게 되고, 그래서, 상기 컬러필터의 폭 보다 더 큰 폭의 개구영역을 갖게 된다.
따라서, 본 발명의 컬러필터 기판을 채용할 경우, 추가 공정없이도 각 화소에 마이크로 렌즈를 구비시킬 수 있으며, 결과적으로는, 각 화소에서의 휘도 및 시야각을 향상시킬 수 있게 된다.
한편, 주지된 바와 같이, 컬러필터의 상대전극 상에는 폴리이미드막, 즉, 배향막이 형성되는데, 이때, 상기 폴리이미드막의 형성 형태에 따라 상이한 효과를 얻을 수 있다.
자세하게, 도 5a에 도시된 바와 같이, 폴리이미드막(25a)이 평탄하게 형성된는 경우, 마이크로 렌즈 효과가 얻어지며, 도 5b에 도시된 바와 같이, 폴리이미드막(25b)이 상대전극의 표면을 따라 형성된 경우에는 VA 구조에서 돌출부를 형성한 경우와 동일한 효과를 얻게 되고, 그래서, 시야각 개선이 가능해진다.
이상에서와 같이, 본 발명은 컬러필터의 구조를 변경시키는 것에 의해서, 추가 공정없이도 최종적인 폴리이미드막의 형성 형태에 따라 개구율을 개선시킬 수 있는 마이크로 렌즈를 형성하거나, 또는, 시야각 개선을 위한 VA 구조의 돌출부를 형성할 수 있다. 따라서, TFT-LCD의 휘도 및 시야각을 향상시킬 수 있다.
기타, 본 발명은 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있다.

Claims (4)

  1. 내측면 상에 박막 트랜지스터 및 화소전극이 형성된 어레이 기판과, 내측면 상에 상에 상기 박막 트랜지스터에 대응해서 블랙 매트릭스가 형성되고, 상기 화소전극에 대응해서 컬러필터가 형성되며, 상기 블랙 매트릭스 및 컬러필터 상에 상대전극이 형성된 컬러필터 기판이 액정층의 개재하에 일정 간격을 두고 합착된 박막 트랜지스터 액정표시장치로서,
    상기 컬러필터는 그 중심부가 가장자리 보다 상대적으로 낮은 두께를 갖도록 형성된 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터 액정표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 상대전극은,
    상기 컬러필터의 표면을 따라 형성된 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터 액정표시장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 상대전극 상에 평탄하게 형성된 폴리이미드막을 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터 액정표시장치.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 상대전극 상에 그의 표면을 따라 균일한 두께로 형성된 폴리이미드막을 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터 액정표시장치.
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