KR20050068876A - 반투과형 액정표시장치 및 그 제조 방법 - Google Patents

반투과형 액정표시장치 및 그 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20050068876A
KR20050068876A KR1020030100692A KR20030100692A KR20050068876A KR 20050068876 A KR20050068876 A KR 20050068876A KR 1020030100692 A KR1020030100692 A KR 1020030100692A KR 20030100692 A KR20030100692 A KR 20030100692A KR 20050068876 A KR20050068876 A KR 20050068876A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
substrate
liquid crystal
light
crystal display
lower substrate
Prior art date
Application number
KR1020030100692A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101006798B1 (ko
Inventor
강훈
Original Assignee
엘지.필립스 엘시디 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지.필립스 엘시디 주식회사 filed Critical 엘지.필립스 엘시디 주식회사
Priority to KR1020030100692A priority Critical patent/KR101006798B1/ko
Priority to CNB2004100706887A priority patent/CN100370331C/zh
Priority to US10/973,358 priority patent/US7365814B2/en
Publication of KR20050068876A publication Critical patent/KR20050068876A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101006798B1 publication Critical patent/KR101006798B1/ko

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/133524—Light-guides, e.g. fibre-optic bundles, louvered or jalousie light-guides
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/133371—Cells with varying thickness of the liquid crystal layer
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/133553—Reflecting elements
    • G02F1/133555—Transflectors

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)

Abstract

본 발명은 반투과형 액정표시장치에 대해 개시된다. 본 발명에 따른 반투과형 액정표시장치는, 컬러필터가 형성된 상부 기판과; 상기 상부 기판과 박막트랜지스터가 형성된 상면이 대응되며, 배면에 소정 패턴이 형성되고 그 패턴에 굴절률이 다른 광 유도매질층이 형성된 하부 기판과; 상기 상부 기판과 상기 하부 기판이 일정간격 이격되어 대향하고 있고, 그 사이에 충진된 액정층과; 상기 하부 기판의 하부에는 빛을 공급하는 백라이트 어셈블리를 포함하여 이루어지는 점에 그 특징이 있다.
본 발명에 따른 반투과형 액정표시장치는, 하부 기판에 광 유도매질층을 형성하여 투과모드시 백라이트 어셈블리로부터 발생된 빛을 가이드함으로써 광 투과율을 향상시킬 수 있다.

Description

반투과형 액정표시장치 및 그 제조 방법{A REFLECTIVE-TRANSMISSTION LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE AND THE FABRICATING METHOD THEREOF}
본 발명은 반투과형 액정표시장치 및 그 제조방법에 대한 것으로, 특히 반투과 액정표시장치의 하부 기판에 광 유도매질층을 형성하여 투과모드시 백라이트 어셈블리로부터 발생된 빛을 가이드함으로써 광 투과율을 향상시킬 수 있는 반투과형 액정표시장치 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 액정표시장치는 소형 및 박형화와 저전력 소모의 장점을 가지는 평판 표시장치로서, 노트북 PC와 같은 휴대용 컴퓨터, 사무 자동화 기기, 오디오/비디오 기기 등으로 이용되고 있다.
이러한 액정표시장치는 유전 이방성을 가지는 액정물질에 인가되는 전계를 제어하여 광을 투과 또는 차단하여 화상 또는 영상을 표시하게 된다. 액정표시장치는 일렉트로 루미네센스(Electro-luminescence : EL), 음극선관(Cathode Ray Tube : CRT), 발광 다이오드(Light Emitting Diode : LED) 등과 같이 스스로 광을 발생하는 표시소자들과는 달리, 스스로 광을 발생하지 않고 외부광을 이용하게 된다.
통상적으로, 액정표시장치는 광을 이용하는 방식에 따라 크게 투과형과 반사형으로 대별된다.
투과형 액정표시장치는 두 장의 유리기판 사이에 액정물질이 주입된 액정표시패널과, 액정표시패널에 광을 공급하는 백라이트(Back Light)를 구비하게 된다.
도 1은 종래에 따른 투과형 액정표시장치의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다. 이에 도시된 바와 같이, 게이트버스선과 데이타버스선의 교차점에 스위칭 소자로 기능하는 TFT(Thin Film Transistor: TFT)가 각각 형성된 제 1 기판(102)과; 상기 제 1 기판(102)과 대향되며 BM(Black Matrix:BM), 칼라필터층과 공통전극이 형성된 제 2 기판(101)과; 상기 제 1 기판(102)과 상기 제 2 기판(101)사이에 액정이 주입된 액정층(103)과; 상기 제 1 기판(102)에 부착된 제 1 편광판(105)과, 상기 제 2 기판(101)에 부착된 제 2 편광판(104)과, 빛을 발광하여 광원을 제공하는 백라이트 어셈블리(106)를 포함하여 구성된다.
여기서, 상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판에 각각 부착된 제 1 편광판과 제 2 편광판의 광축은 서로 90°를 이루도록 부착되어 있다.
상기와 같이 구성된 액정표시장치의 게이트버스선과 데이터버스선을 각 1개씩 선택하여 전압을 인가하면 상기 전압이 인가된 TFT(Thin Film Transistor: TFT)만이 온(on)되고, 상기 온(on)된 TFT의 드레인 전극에 접속된 화소전극에 전하가 축적되어 공통 전극과의 사이의 액정분자의 각도를 변화시킨다.
따라서, 상기 액정층(103)의 유전이방성을 가지는 액정분자에 인가되는 전계를 제어하여 상기 백라이트 어셈블리(106)로부터 제공되는 광을 투과 또는 차단시킴으로써 화상 또는 영상을 표시하게 된다.
그러나, 상기 투과형 액정표시장치는 백라이트 어셈블리의 부피, 무게로 인하여 박형화·경량화에 어려움이 있으며, 백라이트 어셈블리의 과도한 소비전력이 단점으로 지적되고 있다.
따라서, 상기 백라이트 어셈블리를 사용하지 않는 반사형 액정표시장치에 대한 연구 개발이 진행되었다.
한편, 반사형 액정표시장치는 자체의 광원이 별도로 마련되지 않으므로 자연광(또는, 주변광)에 의존하여 화상을 표시하게 된다. 따라서, 별도의 백라이트 어셈블리가 필요 없으므로 소비전력이 적어 전자수첩이나 개인정보단말기 등의 휴대용 표시소자로 널리 쓰인다.
도 2는 종래에 따른 반사형 액정표시장치의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다. 이에 도시된 바와 같이, 게이트버스선과 데이타버스선의 교차점에 스위칭 소자로 기능하는 TFT(Thin Film Transistor: TFT)가 각각 형성된 제 1 기판(202)과; 상기 제 1 기판(202)과 대향되며 BM(Black Matrix:BM), 칼라필터층과 공통전극이 형성된 제 2 기판(201)과; 상기 제 1 기판(202)과 상기 제 2 기판(201)사이에 액정이 주입된 액정층(203)과; 상기 제 1 기판(202)에 부착된 제 1 편광판(205)과, 상기 제 2 기판(201)에 부착된 제 2 편광판(204)과, 상기 제 1 편광판의 하부에 구비되며, 외부광원으로부터 제공되는 빛을 반사시키는 반사판(206)를 포함하여 구성된다.
상기와 같이 구성된 액정표시장치의 게이트버스선과 데이터버스선을 각 1개씩 선택하여 전압을 인가하면 상기 전압이 인가된 TFT(Thin Film Transistor: TFT)만이 온(on)되고, 상기 온(on)된 TFT의 드레인 전극에 접속된 화소 전극에 전하가 축적되어 공통 전극과의 사이의 액정분자의 각도를 변화시킨다.
따라서, 상기 액정층(203)의 유전이방성을 가지는 액정분자에 인가되는 전계를 제어하여 상기 반사판에서 반사된 외부광을 투과 또는 차단시킴으로써 화상 또는 영상을 표시하게 된다.
그러나, 상기 반사형 액정표시장치는 자연광이 충분한 광량을 가지고 있지 않는 경우(예를 들면, 주변이 어두운 경우) 표시화상의 휘도 레벨이 저하되어 표시된 정보를 읽을 수 없게 되는 문제점이 있다.
한편, 도 3은 종래에 따른 반투과형 액정 표시 장치의 구성을 개략적으로 도시한 단면도이다. 이에 도시된 바와 같이, 컬러필터 기판인 상부 기판(310)과 어레이 기판인 하부 기판(330)이 일정간격 이격되어 대향하고 있고, 이 상부 및 하부 기판(310, 330) 사이에 액정층(320)이 충진되어 있고, 이 하부 기판(330)의 하부에는 빛을 공급하는 백라이트 어셈블리(340)가 위치하고 있다.
상기 상부 기판(310)과 상기 하부 기판(310, 330)의 바깥쪽 즉, 상기 상부 기판(310)의 상면과 상기 하부 기판(330)의 하면에는 광 투과축에 평행한 방향의 빛만 통과시켜 자연광을 선편광으로 변환시키는 상부 편광판(311) 및 하부 편광판(331)이 배치되어 있다. 여기서, 상부 편광판(311)의 광투과축은 하부 편광판(331)의 광 투과축과 90도를 이룬다.
상기 상부 기판(311)에는 특정 파장대의 빛만을 투과시키는 컬러필터(미도시)와 액정에 전압을 인가하는 한쪽 전극인 공통 전극이 형성되어 있다.
상기 하부 기판(330)에는 상기 액정층(320)에 전압을 인가하는 다른 한쪽 전극인 화소 전극이 더 형성되어 있으며, 상기 화소 전극의 상부에 위치하여 화소 전극의 일부 영역을 노출시키는 투과홀(321)을 가지는 보호층(322) 및 반사판(323)이 차례대로 형성되어 있다.
이때, 상기 반사판(323)과 대응하는 영역을 반사부(r)로 하고, 상기 투과홀(321)에 의해 노출된 화소 전극과 대응하는 영역을 투과부(t)로 한다.
한편, 상기 반사부(r)와 투과부(t) 각각의 셀갭은 상기 두 영역간의 빛이 진행하는 거리차를 줄이기 위해 상기 투과부 셀갭(d1)을 반사부 셀갭(d2)의 약 2배정도의 값을 가지도록 구성된다.
왜냐하면, 상기 액정층(320)의 위상차값(δ)은,
δ= Δn ·d
(δ: 액정의 위상차값, Δn : 액정의 굴절율, d : 셀갭)
의 관계식을 가지므로, 빛의 반사를 이용하는 반사모드와 빛의 투과를 이용하는 투과모드간 광-효율의 차를 줄이기 위해서는 투과부의 셀갭을 반사부의 셀갭보다 크게하여 액정층(320)의 위상차값을 일정하게 유지해야 하기 때문이다.
그러나, 상기 두 모드간 액정층의 셀갭을 달리 하더라도, 상기 반투과형 액정표시장치의 반사모드와 투과모드의 광효율이 달라지게 되는 문제점이 발생된다.
본 발명은, 하부 기판에 광 유도매질층을 형성하여 투과모드시 백라이트 어셈블리로부터 발생된 빛을 가이드함으로써 광 투과율을 향상시킬 수 있는 반투과형 액정표시장치 및 그 제조방법을 제공함에 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 반투과형 액정표시장치는,
컬러필터가 형성된 상부 기판과;
상기 상부 기판과 박막트랜지스터가 형성된 상면이 대응되며, 배면에 콘 형태의 패턴이 형성되고 그 패턴에 굴절률이 다른 광 유도매질층이 형성된 하부 기판과;
상기 상부 기판과 상기 하부 기판이 일정간격 이격되어 대향하고 있고, 그 사이에 충진된 액정층과;
상기 하부 기판의 하부에는 빛을 공급하는 백라이트 어셈블리를 포함하여 이루어지는 점에 그 특징이 있다.
여기서, 특히 상기 상부 기판의 상면과 상기 하부 기판의 하면에 각각 광 투과축이 서로 수직이 되도록 마련되는 상부 편광판 및 하부 편광판을 더 포함하는 점에 그 특징이 있다.
여기서, 특히 상기 하부 편광판과 상기 백라이트 어셈블리사이에 마련되어, 상기 백라이트 어셈블리로부터 발광된 빛이 평행광으로 입사되도록 하는 콜리메이팅 필름이 더 구비되는 점에 그 특징이 있다.
여기서, 특히 상기 하부 기판에는 반사 영역과 투과 영역으로 형성되는 점에 그 특징이 있다.
여기서, 특히 상기 하부 기판의 유도매질층은 상기 하부기판의 투과 영역과 대응되는 위치에 형성되는 점에 그 특징이 있다.
여기서, 특히 상기 광 유도매질층은 상기 하부 기판보다 굴절율이 큰 매질로 형성되는 점에 그 특징이 있다.
또한, 상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 반투과형 액정표시장치의 제조방법은,
상부 기판, 하부 기판 및 두 기판 사이에 형성되는 액정층으로 구성되는 액정 표시 장치를 제조함에 있어서,
상기 상부 기판을 형성하기 이전에, 상기 상부 기판을 이루는 기판의 배면에 식각 공정을 이용하여 콘 형태의 패턴을 형성하는 단계와;
상기 콘 형태로 패턴된 기판상에 상기 기판과 굴절률이 다른 광 유도매질층을 코팅하는 단계를 포함하는 점에 그 특징이 있다.
여기서, 특히 상기 광 유도매질층은 상기 기판보다 굴절율이 큰 매질로 형성되는 점에 그 특징이 있다.
이와 같은 본 발명에 의하면, 반투과형 액정표시장치의 하부 기판에 광 유도매질층을 형성하여 투과모드시 백라이트 어셈블리로부터 발생된 빛을 가이드함으로써 광 투과율을 향상시킬 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 반투과형 액정표시장치의 구성을 개략적으로 나타낸 단면도이다. 이에 도시된 바와 같이, 컬러필터가 형성된 상부 기판(410)과; 박막트랜지스터가 형성된 상면이 상기 상부 기판(410)과 대응되며, 배면에 소정 패턴이 형성되고 그 패턴에 굴절률이 다른 광 유도매질층이 형성된 하부 기판(430)과; 상기 상부 기판(410)과 상기 하부 기판(430)이 일정간격 이격되어 대향하고 있고, 그 사이에 충진된 액정층(420)과; 상기 하부 기판(430)의 하부에는 빛을 공급하는 백라이트 어셈블리(440)를 포함하여 이루어진다.
또한, 상기 상부 기판(410)과 상기 하부 기판(430)의 바깥쪽 즉, 상기 상부 기판(410)의 상면과 상기 하부 기판(430) 하면에는 광 투과축에 평행한 방향의 빛만 통과시켜 자연광을 선편광으로 변환시키는 상부 편광판(411) 및 하부 편광판(431)이 더 배치되어 있다. 여기서, 상부 편광판(411)의 광투과축은 하부 편광판(431)의 광 투과축과 90도를 이룬다.
또한, 상기 하부 편광판(431)과 상기 백라이트 어셈블리(440)사이에 콜리메이터 필름(433)이 더 구비된다.
상기 콜리메이터 필름(433)은 상기 백라이트 어셈블리(440)에서 발광된 빛의 입사 각도를 바꾸어줌으로써 상기 하부 기판에 평행광이 입사되도록 만들어준다.
또한, 상기 상부 기판(410)의 안쪽면에는 박막 트랜지스터와 대응하는 위치에 블랙 매트릭스가 형성되어 있고, 그 하부에 적(R), 녹(G), 청(B)의 색이 순차적으로 반복되어 있는 컬러필터(미도시)가 형성되어 있으며, 그 하부에는 액정에 전압을 인가하는 한쪽 전극인 투명 도전 물질로 이루어진 공통 전극이 형성되어 있다.
또한, 상기 하부 기판(430)에는 게이트 전극과 소스 및 드레인 전극으로 이루어진 박막 트랜지스터(미도시)가 형성되어 있고, 상기 박막 트랜지스터는 액티브층과 오믹 콘택층을 더 포함한다. 여기서, 상기 게이트 전극 상부에는 게이트 절연막이 형성되어 있다.
그리고, 상기 박막 트랜지스터 상부에는 보호층이 형성되어 상기 박막 트랜지스터를 덮고 있으며, 상기 보호층은 상기 드레인전극을 드러내는 콘택홀을 가진다.
상기 보호층 상부에는 상기 액정층(420)에 전압을 인가하는 다른 한쪽 전극인 화소 전극이 형성되어, 상기 형성된 콘택홀을 통해 상기 드레인 전극과 연결되어 있다.
상기 화소 전극의 상부에 위치하며, 상기 화소 전극의 일부 영역을 노출시키는 투과홀(421)을 가지는 보호층(422) 및 반사판(423)이 차례대로 형성되어 있다.
이때, 상기 반사판(423)과 대응하는 영역을 반사부(r)로 하고, 상기 투과홀(421)에 의해 노출된 화소 전극과 대응하는 영역을 투과부(t)로 한다.
상기 화소 전극과 상기 공통 전극사이에는 상기 액정층(420)이 주입되어 있으며, 상기 액정층(420)의 액정 분자는 상기 화소 전극과 상기 공통 전극에 전압이 인가되었을 때, 두 전극 사이에 생성된 전기장에 의해 배열 상태가 변화된다. 이때, 도시하지 않았지만 상기 화소 전극 상부와 상기 공통 전극 하부에는 각각 배향막이 형성되어 있어, 액정 분자의 초기 배열상태를 결정한다.
한편, 상기 반사부(r)와 투과부(t) 각각의 셀갭은 상기 두 영역간의 빛이 진행하는 거리차를 줄이기 위해 상기 투과부 셀갭(d1)을 반사부 셀갭(d2)의 약 2 배정도의 값을 가지도록 구성된다.
왜냐하면, 상기 액정층(420)의 위상차값(δ)은,
δ= Δn ·d
(δ: 액정의 위상차값, Δn : 액정의 굴절율, d : 셀갭)
의 관계식을 가지므로, 빛의 반사를 이용하는 반사모드와 빛의 투과를 이용하는 투과모드간 광 효율의 차를 줄이기 위해서는 투과부의 셀갭을 반사부의 셀갭보다 크게하여 액정층(420)의 위상차값을 일정하게 유지해야 하기 때문이다.
또한, 상기 하부 기판의 반사부(r)와 투과부(t)는 6 :4 의 비율로 형성하여 반사 모드시 반사율을 증가시키게 된다.
한편, 이러한 반투과형 액정표시장치는 일반적인 투과형 액정표시장치와 마찬가지로 박막트랜지스터와 화소 전극이 배열된 하부의 어레이 기판을 제조하는 공정과 컬러필터 및 공통 전극을 포함하는 상부의 컬러필터 기판을 제조하는 공정, 그리고 제조된 두 기판의 배치와 액정 물질의 주입 및 봉지, 편광판 부착으로 이루어진 액정 셀(cell) 공정에 의해 형성된다.
도 5는 본 발명에 따른 광 유도매질층이 형성된 반투과형 액정표시장치의 투과모드일 경우 광 경로를 도시한 도면이다. 이에 도시된 바와 같이, 반투과형 액정표시장치가 투과모드일 경우, 상기 백라이트 어셈블리(440)에서 발광된 빛은 상기 콜리메이터 필름(433)을 투과하면서 평행광으로 바뀌게 된다.
그리고, 상기 평행광은 상기 하부 편광판(431)을 투과한 후, 상기 광 유도매질층(432)을 투과하면서 내부 전반사가 일어나게 된다.
즉, 상기 광 유도매질층(432)은 입사되는 빛을 내부 전반사가 진행되도록 유도하여 상기 하부 기판(430)을 투과하게 된다.
도 6은 일반적인 내부 전반사가 일어나는 조건을 도시한 도면이다. 이에 도시된 바와 같이, 내부 전반사의 조건으로 sinθi = ｎt/ni sinθt 에서 ｎi > nt 인 경우 θt > θi 이다. 여기서, θi = 입사각, θr = 반사각, θt = 투과각, θc = 임계각, 공기 굴절률은 1이다.
따라서, θi 가 커짐에 따라 투과 광선은 점차적으로 경계의 접선에 접근하고, 그런 만큼 점점 더 많은 빛이 반사된다.
결국, θt = 90°일 때, sinθt = 1 이 되고 입사하는 빛은 내부 전반사(total internal reflection)로 알려진 과정을 통하여 진행하게 된다.
도 7은 본 발명에 따른 광 유도매질층에 의한 광의 내부 전반사 경로를 도시한 도면이다. 이에 도시된 바와 같이, 내부 전반사가 진행하기 위해 ｎ1 > n2 의 조건이 만족되어야 한다. 이때, ｎ1 은 상기 광 유도매질층의 굴절률이고, ｎ2 은 상기 하부 기판의 굴절률을 나타낸다.
그리고, 상기 θ > θc = arcsin(n2 /ｎ1 ) 을 만족하는 빛은 모두 굴절없이 내부 전반사를 하며 진행하게 된다. 이때, θ는 반사각, θc는 임계각이다.
따라서, 상기와 같은 조건을 만족하는 광 유도매질층을 반투과형 액정표시장치의 상기 하부 기판상에 형성함으로써 투과모드시 백라이트 어셈블리로부터 발생된 빛을 가이드하여 광 투과율을 향상시킬 수 있다.
한편, 도 8a 내지 도 8c는 본 발명에 따른 반투과형 액정표시장치의 광 유도매질층을 형성하는 제조공정에 대한 순서도이다. 도 8a에 도시된 바와 같이, 상기 하부 기판(430)인 글라스의 일면을 식각 공정을 이용하여 콘(corn) 형태의 패턴을 형성하게 된다.
여기서, 상기 식각(etching) 공정은 여러 방식이 적용될 수 있으며, 일 예로 사진식각(photo-lithography) 공정을 수행하기 위해 먼저 포토레지스트를 코팅하여 포토레지스트층(435)을 형성한다.
다음으로, 도 8b에 도시된 바와 같이, 상기 포토레지스트층(435)의 상부에 노광 마스크를 위치시키고 특정부위를 빛에 노출하는 노광공정(exposure processing)을 진행한다. 그리고, 상기 노광된 포토레지스트층(435)를 현상한 후, 포지티브식 또는 네거티브식에 따른 패터닝된 부분에 대해 식각공정을 진행한다.
이때, 상기 포토레지스트는 상기 식각 공정에 사용되는 에천트에 녹지 않는 물질을 사용하여 상기 글라스만이 식각 되도록 한다.
그리고, 상기 남아있는 포토레지스트층(435)을 제거하여 콘 형태의 패턴을 형성한다.
이어서, 도 8c에 도시된 바와 같이, 상기 콘 형태로 패턴된 하부 기판(430)상에는 상기 하부 기판(430)과 굴절률이 다른 광 유도매질층(432)을 코팅하게 된다.
이때, 상기 광 유도매질층(432)은 상기 하부 기판(430)의 굴절률보다 더 큰 굴절률을 갖는 물질로 코팅하여 내부 전반사가 진행되도록 한다.
본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
이상의 설명에서와 같이 본 발명에 따른 반투과형 액정표시장치는, 하부 기판에 광 유도매질층을 형성하여 투과모드시 백라이트 어셈블리로부터 발생된 빛을 가이드함으로써 광 투과율을 향상시킬 수 있다.
또한, 하부 기판의 반사영역을 넓힘으로써 반사모드시 반사되는 빛의 반사율을 증가시킬 수 있다.
도 1은 종래에 따른 투과형 액정표시장치의 구조를 개략적으로 도시한 도면.
도 2는 종래에 따른 반사형 액정표시장치의 구조를 개략적으로 도시한 도면.
도 3은 종래에 따른 반투과형 액정 표시 장치의 구성을 개략적으로 도시한 단면도.
도 4는 본 발명에 따른 반투과형 액정표시장치의 구성을 개략적으로 나타낸 단면도.
도 5는 본 발명에 따른 광 유도매질층이 형성된 반투과형 액정표시장치의 투과모드일 경우 광 경로를 도시한 도면.
도 6은 일반적인 내부 전반사가 일어나는 조건을 도시한 도면.
도 7은 본 발명에 따른 광 유도매질층에 의한 광의 내부 전반사 경로를 도시한 도면.
도 8a 내지 도 8c는 본 발명에 따른 반투과형 액정표시장치의 광 유도매질층을 형성하는 제조공정에 대한 순서도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
410 --- 상부 기판 411 --- 상부 편광판
420 --- 액정층 421 --- 투과홀
422 --- 반사판 423 --- 보호층
430 --- 하부 기판 431 --- 하부 편광판
432 --- 광 유도매질층 433 --- 콜리메이터 필름
440 --- 백라이트 어셈블리

Claims (9)

  1. 컬러필터가 형성된 상부 기판과;
    상기 상부 기판과 박막트랜지스터가 형성된 상면이 대응되며, 배면에 콘 형태의 패턴이 형성되고 그 패턴에 굴절률이 다른 광 유도매질층이 형성된 하부 기판과;
    상기 상부 기판과 상기 하부 기판이 일정간격 이격되어 대향하고 있고, 그 사이에 충진된 액정층과;
    상기 하부 기판의 하부에는 빛을 공급하는 백라이트 어셈블리를 포함하는 것을 특징으로 하는 반투과형 액정표시장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 상부 기판의 상면과 상기 하부 기판의 하면에 각각 광 투과축이 서로 수직이 되도록 마련되는 상부 편광판 및 하부 편광판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반투과형 액정표시장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 하부 편광판과 상기 백라이트 어셈블리사이에 마련되어, 상기 백라이트 어셈블리로부터 발광된 빛이 평행광으로 입사되도록 하는 콜리메이팅 필름이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 반투과형 액정표시장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 하부 기판에는 반사 영역과 투과 영역으로 형성되는 것을 특징으로 하는 반투과형 액정표시장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 하부 기판의 반사 영역과 투과 영역은 6 :4 의 비율로 형성되는 것을 특징으로 하는 반투과형 액정표시장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 하부 기판의 유도매질층은 상기 하부기판의 투과 영역과 대응되는 위치에 형성되는 것을 특징으로 하는 반투과형 액정표시장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 광 유도매질층은 상기 하부 기판보다 굴절율이 큰 매질로 형성되는 것을 특징으로 하는 반투과형 액정표시장치.
  8. 상부 기판, 하부 기판 및 두 기판 사이에 형성되는 액정층으로 구성되는 액정 표시 장치를 제조함에 있어서,
    상기 상부 기판을 형성하기 이전에, 상기 상부 기판을 이루는 기판의 배면에 식각 공정을 이용하여 콘 형태의 패턴을 형성하는 단계와;
    상기 콘 형태로 패턴된 기판상에 상기 기판과 굴절률이 다른 광 유도매질층을 코팅하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반투과형 액정표시장치의 제조방법.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 광 유도매질층은 상기 기판보다 굴절율이 큰 매질로 형성되는 것을 특징으로 하는 반투과형 액정표시장치의 제조 방법.
KR1020030100692A 2003-12-30 2003-12-30 반투과형 액정표시장치 및 그 제조 방법 KR101006798B1 (ko)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020030100692A KR101006798B1 (ko) 2003-12-30 2003-12-30 반투과형 액정표시장치 및 그 제조 방법
CNB2004100706887A CN100370331C (zh) 2003-12-30 2004-07-29 透射反射式液晶显示装置及其制造方法
US10/973,358 US7365814B2 (en) 2003-12-30 2004-10-26 Transflective type liquid crystal display device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020030100692A KR101006798B1 (ko) 2003-12-30 2003-12-30 반투과형 액정표시장치 및 그 제조 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20050068876A true KR20050068876A (ko) 2005-07-05
KR101006798B1 KR101006798B1 (ko) 2011-01-10

Family

ID=34698798

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020030100692A KR101006798B1 (ko) 2003-12-30 2003-12-30 반투과형 액정표시장치 및 그 제조 방법

Country Status (3)

Country Link
US (1) US7365814B2 (ko)
KR (1) KR101006798B1 (ko)
CN (1) CN100370331C (ko)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20060134538A (ko) * 2005-06-23 2006-12-28 삼성전자주식회사 기판 어셈블리 및 이를 갖는 표시 장치
US7796234B2 (en) * 2007-04-23 2010-09-14 Sony Ericsson Mobile Communications Ab Low loss transflective device display comprising a light guide including optical fibers
US8587754B2 (en) 2009-06-30 2013-11-19 Samsung Display Co., Ltd. Liquid crystal display and method of manufacturing the same
US8833959B2 (en) 2012-02-02 2014-09-16 Blackberry Limited Display arrangement with optical structure for reducing halo effect

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08220519A (ja) * 1995-02-14 1996-08-30 Matsushita Electric Ind Co Ltd 拡散スクリーン及びそれを用いた液晶表示装置
WO1997017631A1 (fr) * 1995-11-06 1997-05-15 Seiko Epson Corporation Illuminateur, afficheur a cristaux liquides fonctionnant avec l'illuminateur et dispositif electronique
JPH11142844A (ja) * 1997-11-07 1999-05-28 Canon Inc 液晶表示装置
US6324011B1 (en) * 1997-12-11 2001-11-27 Casio Computer Co., Ltd. Reflection plate having directivity and a display apparatus using the same
TW565733B (en) * 1998-03-18 2003-12-11 Hitachi Ltd Liquid crystal display device
US6417966B1 (en) * 1999-07-07 2002-07-09 3M Innovative Properties Company Rear projection screen using internal reflection
JP3524831B2 (ja) * 1999-12-15 2004-05-10 シャープ株式会社 反射型および透過型液晶表示装置
TWI290252B (en) * 2000-02-25 2007-11-21 Sharp Kk Liquid crystal display device
KR100394987B1 (ko) * 2000-04-07 2003-08-19 엘지.필립스 엘시디 주식회사 반투과 액정 표시장치
JP4815659B2 (ja) * 2000-06-09 2011-11-16 ソニー株式会社 液晶表示装置
JP2002139799A (ja) * 2000-10-31 2002-05-17 Seiko Epson Corp 背面投影用スクリーン及びその製造方法
JP3714244B2 (ja) * 2001-12-14 2005-11-09 セイコーエプソン株式会社 半透過・反射型電気光学装置の製造方法、半透過・反射型電気光学装置、および電子機器
KR100846628B1 (ko) * 2001-12-18 2008-07-16 삼성전자주식회사 반투과형 액정표시장치
US6972827B2 (en) * 2003-12-19 2005-12-06 Eastman Kodak Company Transflective film and display

Also Published As

Publication number Publication date
US20050140872A1 (en) 2005-06-30
KR101006798B1 (ko) 2011-01-10
CN100370331C (zh) 2008-02-20
CN1637505A (zh) 2005-07-13
US7365814B2 (en) 2008-04-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6850298B2 (en) Transflective liquid crystal display device with substrate having greater height in reflective region
KR100641628B1 (ko) 블랙레진을 이용한 반사형 및 반투과형 액정표시장치
US20040201802A1 (en) Transflective liquid crystal display device and fabricating method thereof
KR101287702B1 (ko) 반사투과형 액정 표시 장치 및 그 제조 방법
KR101004468B1 (ko) 반투과형 액정표시장치 및 그 제조 방법
KR100459647B1 (ko) 디스플레이장치
JP2005331848A (ja) 液晶表示装置
KR100979385B1 (ko) 반투과형 액정표시장치 및 그 제조 방법
KR101006798B1 (ko) 반투과형 액정표시장치 및 그 제조 방법
KR100813472B1 (ko) 반사-투과형 액정 표시 장치
KR20060034399A (ko) 반투과형 액정 표시 장치 및 그 제조 방법
KR101004522B1 (ko) 반투과형 액정표시장치 및 그 제조 방법
KR101253046B1 (ko) 반투과 액정표시장치 및 그 제조방법
KR101127816B1 (ko) 반투과형 액정표시소자 및 그 제조방법
KR100957588B1 (ko) 반투과형 액정표시장치 및 그 제조 방법
KR100840244B1 (ko) 반투과형 액정표시장치 및 그 제조방법
KR101108859B1 (ko) 반투과형 횡전계 방식 액정 표시 장치 및 그 제조 방법
KR101117977B1 (ko) 반사투과형 액정표시장치의 제조방법
KR101714413B1 (ko) 횡전계 모드 반사투과형 액정표시장치
KR101688593B1 (ko) 횡전계 모드 반사투과형 액정표시장치
KR20020055995A (ko) 반사형 액정표시장치의 백라이트 유닛
KR20040089221A (ko) 반사-투과형 다결정실리콘 액정 표시 장치 및 그 제조 방법
KR101873323B1 (ko) 반사투과형 액정표시장치
KR20060029837A (ko) 반투과형 액정 표시 장치
KR20110070535A (ko) 반투과형 액정표시장치 및 그 제조방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130930

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20141124

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20161118

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20171116

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20181114

Year of fee payment: 9