KR20080003102A - 반투과 액정표시장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 적색(Red: R), 녹색(Green: G), 청색(Blue: B), 백색(White: W)의 컬러필터를 사용함에 있어서, 반사 모드에서 발생하던 급격한 색도 저하 문제를 해결하기 위하여 컬러필터기판의 제조시, 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor) 어레이기판상의 반사판에 대응하여 형성되는 W 컬러필터영역의 일부를 R 및 G로 형성하려는 반투과 액정표시장치에 관한 것으로서, 제1기판과; 제2기판과; 상기 제2기판상에 일정 간격 이격되어 형성하는 블랙매트릭스와; 상기 제2기판상의 블랙매트릭스 사이에 적색(Red: R), 녹색(Green: G), 청색(Blue: B), 백색(White: W)의 컬러필터를 형성하되, W 컬러필터의 영역은 적어도 하나의 R 및 G의 컬러필터를 포함하여 비대칭적으로 형성되는 컬러필터와; 상기 제2기판상에 형성되는 오버코트층; 및 상기 제2기판상에 형성되는 공통전극을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
반투과, 색도 보상
Description
도 1은 종래기술에 따른 반투과 액정표시장치의 단면도
도 2는 본 발명에 따른 반투과 액정표시장치의 제1 및 제2기판의 사시도
★★도면의 주요부분에 부호의 설명★★
130: 제2기판 132: 블랙매트릭스
133a, 133b: 컬러필터 134: 오버코트층
135: 공통전극 136: 제2배향막
본 발명은 반투과 액정표시장치에 관한 것으로서, 더 자세하게는 종래 적색(Red: R), 녹색(Green: G), 청색(Blue: B), 백색(White: W)의 컬러필터를 사용함에 있어서, 반사 모드에서 발생하던 급격한 색도 저하문제를 해결하기 위하여 컬러필터기판의 제조시, 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor) 어레이기판상의 반사판에 대응하여 형성되는 반사부의 백색 컬러필터를 R, G로 형성하려는 것에 관련된다.
일반적으로 액정표시장치는 전계 생성 전극이 각각 형성되어 있는 두 기판을 서로 대면하도록 합착하고, 그 두 기판 사이에 액정 물질을 주입한 다음, 두 전극에 전압을 인가하여 생성되는 전기장에 의해 액정분자를 움직이게 함으로써, 이에 따라 달라지는 빛의 투과율을 조절하여 화상을 표현하는 장치이다. 그러나 액정표시장치는 앞서서도 언급한 바 있듯이 스스로 빛을 낼 수 없는 수광형 장치인 이유로 별도의 광원이 필요하게 된다. 따라서, 액정패널의 뒷면에 백라이트장치를 구비하여 그 백라이트로부터 나오는 빛을 액정패널에 입사시킴으로써 그 액정의 배열에 따라 빛의 양을 조절하여 화상을 표시한다. 이때, 액정표시장치의 전계 생성 전극은 투명도전 물질로 형성되고, 두 기판 또한 투명기판으로 이루어져야 한다.
이와 같은 액정표시장치가 바로 투과형(transmission type) 액정표시장치에 해당되는데, 이것은 백라이트와 같은 인위적인 배면 광원을 사용하게 되므로 어두운 외부 환경에서도 밝은 화상을 구현할 수 있지만, 백라이트로 인한 전력소비가 크게 된다.
이러한 단점을 보완하기 위해 고안된 것이 다름 아닌 반사형(reflection type) 액정표시장치이다. 이것은 외부의 자연광이나 인조광을 반사시킴으로써 액정의 배열에 따라 빛의 투과율을 조절하는 형태로서 투과형 액정표시장치에 비하여 전력소비가 적다. 그러나, 반사형 액정표시장치는 빛의 대부분을 외부의 자연광이나 인조광원에 의존하는 구조를 하고 있으므로, 투과형 액정표시장치에 비해 전력소비는 적지만 어두운 장소에서는 사용할 수 없게 된다.
따라서, 반사 및 투과형의 두 모드(mode)를 필요에 따라 적절하게 선택하여 사용할 수 있는 장치로서 반사 및 투과 겸용 액정표시장치가 제안된 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 제1기판(11) 및 제2기판(31)을 합착한 후, 단위 화소를 단면으로 본 도면이다. 도면에 나타낸 바와 같이, 하부의 제1기판(11)상에 형성된 박막 트랜지스터는 주사신호가 인가되는 게이트 전극(12)과, 주사 신호에 대응하여 데이터 신호를 전송해 주는 액티브층(14), 그리고 그 액티브층(14)과 게이트 전극(12)을 전기적으로 격리시켜주는 게이트 절연막(13)과, 액티브층(14)의 양쪽 측면 상부에 형성되어 데이터 신호를 인가하는 소스 전극(16a)과, 데이터 신호를 반사 전극에 인가하는 드레인 전극(16b), 그리고 그 소스/드레인 전극(16a, 16b)를 포함하는 박막 트랜지스터를 보호하기 위한 제1보호막(17) 및 제2보호막(19)을 추가적으로 포함하여 구성하는데, 그 사이에는 별도의 반사판(18)을 증착하여 반사부(F)로 사용하고 있다. 물론 이어서는 제1배향막(121)을 형성된다.
반면, 제2기판(31)상에는 위의 박막 트랜지스터에 대응하여 형성된 블랙매트릭스(32)와, 그 제2기판(130)상의 블랙매트릭스 사이에 R, G, B, W의 컬러필터(33a), 그리고 그 제2기판(30)상에 오버코트층(33b)을 형성하고, 그 오버코트층(34)의 전면에는 액정을 구동시키기 위한 공통전극(35), 그리고 그 위로는 제2배향막(36)이 형성되어 있다.
그러나 종래의 이와 같은 반투과 모델에서 화이트 플러스(W+) 구조를 적용함으로써 휘도 상승은 가능하지만 색도가 저하되는 문제가 발생하게 된다.
따라서, 본 발명은 이와 같은 반투과 모델에 있어서 투과부에서는 W+ 구조를 사용하여 투과에서는 변화없이 반사부의 색도 저하 문제를 최소화할 수 있도록 그 반사부에 R 및 G의 컬러필터 형성하려는데 그 목적이 있다.
그리고 이와 같은 목적 달성은 본 발명을 통하여 더욱더 구체화될 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 반투과 액정표시장치는 제1기판과; 제2기판과; 상기 제2기판상에 일정 간격 이격되어 형성하는 블랙매트릭스와; 상기 제2기판상의 블랙매트릭스 사이에 적색(Red: R), 녹색(Green: G), 청색(Blue: B), 백색(White: W)의 컬러필터를 형성하되, W 컬러필터의 영역은 적어도 하나의 R 및 G의 컬러필터를 포함하여 비대칭적으로 형성되는 컬러필터와; 상기 제2기판상에 형성되는 오버코트층; 및 상기 제2기판상에 형성되는 공통전극을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
그러면, 위의 구성과 관련하여 구체적으로 도면을 참조하여 설명하고자 한다. 도 2는 R, G, B, W를 하나의 도트(dot)로 하는 본 발명에 따른 반투과형 액정표시장치의 제1기판(110) 및 제2기판(130)의 사시도이다. 도면에 나타낸 바와 같이, 제1기판(110)기판상에는 화소 영역(P)에 대응하여 하측으로 반사판이 형성된 반사부(F)와 그 반사판의 도전물질이 일부 제거된 투과부(T)로 구성된다. 또한, 제2기판(130)상에는 블랙매트릭스(132)와 그 블랙매트릭스(132) 사이에 형성된 컬러필터(133a, 133b), 오버코트층(134) 및 공통전극(136) 등으로 구성된다. 무엇보다, 여기에서는 제2기판(130)상에 형성되는 R, G, B, W의 컬러필터를 하나의 화소로 구성할 때, 그 W 컬러필터영역의 일부를 또다시 R 및 G의 컬러필터가 차지하여 구성되는 것이다.
그리고 이와 같은 구성을 위한 제조방법에 대해서는 별도의 도면 없이 계속 해서 도 2를 참조해 설명하고자 한다. 먼저, 제1기판(110)과 제2기판(130)이 소정 간격을 유지하며 배치되는데, 먼저 그 하부의 제1기판(110)상에는 게이트 전극이 형성되고, 이어 게이트 절연막이 형성된다. 물론 여기에서 게이트 절연막이 형성되기에 앞서서는 그 하부에 게이트 전극과 연결된 게이트 배선이 추가적으로 형성된다.
그 다음, 게이트 절연막 위로는 액티브층과 오믹 콘택층이 차례로 형성되고, 그 오믹 콘택층 위로는 다시 소스 및 드레인 전극이 형성되는데, 여기에서 그 소스 및 드레인 전극은 게이트 전극과 함께 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor)를 이루게 된다. 물론 여기에서도 앞서와 마찬가지로 소스 및 드레인 전극과 같은 물질의 데이터 배선이 게이트 절연막 위에 추가적으로 형성되는데, 그 데이터 배선은 소스 전극과 연결되고, 게이트 배선과 교차하여 화소 영역을 정의하게 된다.
이에 이어서, 소스 및 드레인 전극 위로는 유기 물질로 이루어진 제1 보호층이 형성되어 박막 트랜지스터를 덮게 된다. 그리고 제1보호층 위의 화소 영역에는 불투명한 도전물질로 이루어진 요철 형상의 반사판이 형성되고, 그 위로 또다시 제2보호층이 형성된다. 여기에서 제2보호층은 제1보호층과 함께 드레인 전극을 드러내는 콘택홀을 갖게 된다.
그리고 그 제2보호층 위의 화소 영역에는 투명도전물질로 이루어진 화소 전극이 형성되는데, 그 화소 전극은 콘택홀을 통해 드레인 전극과 연결된다. 여기에서의 화소 전극은 물론 투과 전극의 역할을 한다. 이와 같은 과정이 끝나게 되면, 이어서는 제1배향막을 형성하게 된다.
한편, 제2기판(130)상에는 먼저 블랙매트릭스(black matrix; 132)를 형성하고, 이어서는 그 블랙매트릭스 사이에 적(R), 녹(G), 청(B), 백(W)의 컬러필터(133a, 133b)를 순차적으로 반복하여 형성하게 된다. 그러나 이와 같은 컬러필터의 형성과정에 있어서, R 및 G의 컬러필터를 형성은 이후 형성될 W의 컬러필터영역에도 일부 형성되는 것이 특징이다.
따라서 그 부위는 블랙매트릭스(132)의 형성이 끝난 제2기판(130)상에 R 및 G의 컬러안료를 도포하고 노광 및 현상하는 포토 리소그래피 공정 과정에서 W의 컬러필터영역에 도포된 R 및 G의 컬러안료를 남겨놓음으로써 형성할 수 있다. 그리고, 이와 같이 W의 컬러필터영역에도 일부 형성되는 R 및 G의 컬러필터는 앞서 언급한 바 있는 제1기판(110)상의 반사판에 대응하여 형성되는 것이 바람직하다. 그런 다음, W의 컬러필터영역에서 R 및 G의 컬러필터가 형성되고 남은 나머지 영역에는 위와 같은 동일한 방법으로 W 컬러필터를 형성하게 되는 것이다. 물론 여기에서 W의 컬러필터영역에 형성되는 R, G 및 W의 컬러필터는 제1기판(110)상의 하나의 화소 전극과 대응하게 되며, 이외 블랙매트릭스(132)는 박막 트랜지스터 및 화소 전극의 가장자리를 덮게 된다.
그리고, 그 컬러필터가 형성된 후의 제2기판(130)상에는 컬러필터(133a, 133b)의 보호와 평탄화를 위하여 오버코트층(overcoat layer; 134)을 형성하게 되는데, 여기에는 보통 아크릴계와 폴리이미드계 수지를 사용하게 된다.
그 다음으로는 오버코트층(134)상에 투명도전물질로 이루어진 공통 전극(135)을 형성하게 되고, 또 그 공통전극(135) 위로는 제2배향막(136)을 형성하게 된다.
그리고 그 제1 및 제2배향막(121, 136) 사이에는 액정층이 위치하게 되는데, 여기에서 사용되는 액정은 보통 트위스트 네마틱(twisted nematic) 액정으로서, 액정층의 액정분자는 기판에 대해 선경사각(pretilt angle)을 가지면서 일정하게 배열하게 된다.
지금까지의 구성 결과, 본 발명에 따른 반투과 액정표시장치는 투과부에서 W(White)를 추가함으로써 투과에서는 휘도 상승의 효과를 얻을 수 있을 뿐만 아니라, 반사부의 색도 저하 문제를 해결할 수 있을 것이다.
Claims (3)
- 제1기판;제2기판:상기 제2기판상에 일정 간격 이격되어 형성하는 블랙매트릭스;상기 제2기판상의 블랙매트릭스 사이에 적색(Red: R), 녹색(Green: G), 청색(Blue: B), 백색(White: W)의 컬러필터를 형성하되, W 컬러필터의 영역은 적어도 하나의 R 및 G의 컬러필터를 포함하여 비대칭적으로 형성되는 컬러필터;상기 제2기판상에 형성되는 오버코트층; 및상기 제2기판상에 형성되는 공통전극을 포함하여 구성되는 반투과 액정표시장치.
- 제1항에 있어서, 상기 제1기판은 그 제1기판상에 형성되는 게이트 전극과; 상기 게이트 전극상에 형성되는 게이트 절연막과; 상기 게이트 전극 및 상기 게이트 절연막상에 형성되는 반도체층; 상기 반도체층상에 형성된 소스 및 드레인 전극과; 상기 소스 및 드레인 전극상에 형성되는 제1보호막; 상기 제1보호막상에 형성되는 요철형상의 반사판과; 상기 반사판상에 형성되는 제2보호막; 상기 제2보호막상에 형되는 화소전극을 포함하여 구성되는 반투과 액정표시장치.
- 제2항에 있어서, 상기 반사판은 W 컬러필터 영역의 일부를 차지하는 R 및 G 의 컬러필터에 대응하는 것을 특징으로 하는 반투과 액정표시장치.
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