KR20090041043A - 반투과형 액정표시장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 보다 자세하게는 반사 모드와 투과 모드를 선택적으로 사용할 수 있는 반투과형 액정표시장치에서 시인성을 개선하는 것에 관한 것이다.
본 발명에서는 반사부에 대응된 컬러필터 기판의 컬러필터 홀에 대응하여 액정전계 렌즈를 구성하는 것을 통해 외부광이 컬러필터 홀에 집광되도록 유도하여 반사부에서의 반사 효율을 극대화하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 액정전계 렌즈는 컬러필터 기판과 대향하는 액정전계 기판의 내부에 구성된 제 1 및 제 2 렌즈 전극과, 상기 컬러필터 기판과 액정전계 기판 사이공간에 충진된 액정층과, 상기 제 1 및 제 2 렌즈 전극에 대응하여 외부광이 컬러필터 홀로 집광되도록 유도하는 집광부를 포함한다.
이러한 액정전계 렌즈는 제 1 및 제 2 렌즈 전극 간의 수평 전계를 통해 액정층을 구동한 상태에서, 집광부를 통해 외부광이 컬러필터 홀로 집중되도록 유도하는 볼록 렌즈의 역할을 하는 것을 통해 반사부에서의 반사 효율을 극대화할 수 있는 장점이 있다.
Description
본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 보다 자세하게는 반사 모드와 투과 모드를 선택적으로 사용할 수 있는 반투과형 액정표시장치에서 시인성을 개선하는 것에 관한 것이다.
일반적으로, 액정표시장치의 구동원리는 액정의 광학적 이방성과 분극성질을 이용한다. 상기 액정은 구조가 가늘고 길기 때문에 분자의 배열에 방향성을 지니고 있으며, 인위적으로 액정에 전기장을 인가하여 분자배열의 방향을 제어할 수 있다.
따라서, 상기 액정의 분자배열 방향을 임의로 조절하면, 액정의 분자배열이 변하게 되고, 광학적 이방성에 의해 상기 액정의 분자배열 방향으로 빛이 굴절하여 화상정보를 표현할 수 있다.
즉, 빛의 투과율은 액정층을 통과할 때 액정 물질의 광학적 특성에 의해 발생하는 위상 지연에 의해 결정되며, 이러한 위상 지연은 액정 물질의 굴절률 이방성과 어레이 기판과 컬러필터 기판 간의 이격 거리를 조절하여 결정하게 된다.
이러한 액정표시장치는 백라이트 유닛을 통해 발광된 내부광을 액정층에 투과시켜 화상을 표시하는 투과형 액정표시장치가 대세를 이루고 있으나, 이러한 투과형 액정표시장치는 백라이트 유닛의 전력 소모가 심하고, 부피를 많이 차지할 뿐만 아니라, 무게가 많이 나간다는 문제를 안고 있다.
또한, 투과형 액정표시장치는 밝은 외부 환경에서 액정 패널의 표면 반사에 의해 색대비비가 저하되는 문제로 시인성이 떨어지는 단점이 있다.
전술한 문제를 해결하기 위해 자연광 또는 형광등과 같은 인조광을 포함하는 외부광을 반사부에 대응된 반사 전극에 반사시켜 화상을 표시하는 반사형 액정표시장치가 대두되었다.
이러한 반사형 액정표시장치는 외부광을 광원으로 사용하므로 전체 전력 소모의 70% 이상을 차지하는 백라이트 유닛에 의한 전력 소모가 없고 백라이트 유닛이 사용되지 않으므로 부피 및 무게를 줄일 수 있는 장점이 있다. 그러나, 외부광은 항상 존재하는 것이 아니므로 반사형 액정표시장치는 자연광이 존재하는 낮이나, 형광등과 같은 인조광이 존재하는 건물 내부에서는 사용이 가능하지만 인조광이 존재하지 않는 야간에는 사용할 수 없다는 제약이 있다.
이러한 문제를 개선하기 위해 개발된 것이 투과 모드와 반사 모드의 장점을 겸용하여 사용하는 반투과형 액정표시장치이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 종래에 따른 반투과형 액정표시장치에 대해 설명하도록 한다.
도 1은 종래의 반투과형 액정표시장치용 어레이 기판을 나타낸 평면도이다.
도시한 바와 같이, 기판(20) 상측 표면에는 일 방향으로 게이트 배선(22)과, 상기 게이트 배선(22)과 수직 교차하는 방향으로 다수의 데이터 배선(30)을 구성하는 바, 상기 게이트 배선(22)과 데이터 배선(30)이 수직 교차하여 정의하는 영역을 표시 영역(AA)이라 한다.
상기 게이트 배선(22)과 데이터 배선(30)의 교차지점에는 박막트랜지스터(T)가 구성된다. 상기 박막트랜지스터(T)는 상기 게이트 배선(22)에서 연장된 게이트 전극(25)과, 상기 게이트 전극(25) 상에 이와 일부가 중첩된 반도체층(미도시)과, 상기 반도체층 상에 위치하며, 서로 이격 구성된 소스 전극(32)과 드레인 전극(34)을 포함한다.
상기 반도체층은 순수 비정질 실리콘(a-Si:H)으로 이루어진 액티브층(40)과, 상기 액티브층(40) 상에 불순물을 포함하는 비정질 실리콘(n+ a-Si:H)으로 이루어진 오믹 콘택층(미도시)을 포함한다.
이때, 상기 드레인 전극(34)의 일부를 노출하는 드레인 콘택홀(CH1)을 통해 상기 드레인 전극(34)과 접촉된 투과 전극(70)과 반사 전극(80)이 표시 영역(AA)에 대응하여 구성된다.
상기 표시 영역(AA)은 투과부(TA)와 반사부(RA)를 포함한다. 이때, 상기 투과 전극(70)은 투과부(TA)와 반사부(RA) 또는 투과부(TA)에, 상기 반사 전극(80)은 반사부(RA)에 각각 대응하여 설계한다.
일반적으로, 상기 투과 전극(70)은 인듐-틴-옥사이드(ITO), 인듐-징크-옥사이드(IZO)와 인듐-틴-징크-옥사이드(ITZO) 등을 포함하는 투명한 도전성 금속 물질 중 선택된 하나로, 상기 반사 전극(80)은 알루미늄 및 알루미늄 합금과 같은 반사율이 뛰어난 도전성 금속 물질로 구성된다.
도면으로 상세히 제시하지는 않았지만, 상기 투과 전극(70)과 반사 전극(80)은 동일층 또는, 층간 절연막(미도시)을 사이에 두고 서로 다른 층에 구성될 수 있다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 종래에 따른 반투과형 액정표시장치에 대해 상세히 설명하도록 한다.
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 절단하여 나타낸 단면도로, 어레이 기판과 컬러필터 기판의 합착 상태를 나타내고 있다.
도시한 바와 같이, 종래에 따른 반투과형 액정표시장치(1)는 화상을 구현하는 투과부(TA) 및 반사부(RA)를 포함하는 표시 영역(AA)과, 상기 표시 영역(AA)을 제외한 비표시 영역(NAA)으로 구분된 컬러필터 기판(10)과, 상기 컬러필터 기판(10)과 대향 합착된 어레이 기판(20)과, 상기 컬러필터 및 어레이 기판(10, 20)의 이격된 사이 공간에 충진된 액정층(15)과, 상기 어레이 기판(20)의 배면에서 내부광을 발생시키는 백라이트 유닛(95)을 포함한다.
이때, 상기 컬러필터 기판(10)의 투명 기판(10a) 하부 면에는 화상을 표현하지 않는 비표시 영역(NAA)에 대응된 부분으로 입사되는 빛을 차폐하기 위한 블랙매트릭스(12)와, 상기 블랙 매트릭스(12)를 경계로 순차적으로 패턴된 적, 녹, 청 서브 컬러필터(14a, 14b, 14c)를 포함하는 컬러필터층(14)과, 공통 전극(16)과 상부 배향막(18)이 차례로 위치한다.
이때, 상기 반사부(RA)에 대응된 적, 녹, 청 서브 컬러필터(14a, 14b, 14c)는 외부광의 반사 효율을 향상하기 위한 목적으로 컬러필터 홀(90)이 구비되는 바, 상기 컬러필터 홀(90)은 외부광이 반사부(RA)에 효율적으로 입사될 수 있도록 적, 녹, 청 서브 컬러펄터(14a, 14b, 14c) 각각의 일부를 패턴한 개구 영역이다.
한편, 상기 어레이 기판(20)의 투명 기판(20a) 상부 면에는 매트릭스 형태로 수직 교차하는 게이트 배선(22) 및 데이터 배선(30)과, 상기 게이트 및 데이터 배선(22, 30)의 교차지점에 대응된 박막트랜지스터(T)와, 상기 박막트랜지스터(T)에 연결된 투과 전극(70) 및 반사 전극(80)과, 상기 투과 전극(70) 및 반사 전극(80) 상에 하부 배향막(19)이 차례로 위치한다.
상기 투과 전극(70) 및 반사 전극(80)은 선택적으로 공통 전극(16)과의 전위차를 통해 액정 배향을 조절하여 화상을 구현하게 된다. 상세하게는, 투과 모드시 투과 전극(70)과 공통 전극(16) 간의 수직 전계를 이용하여 백라이트 유닛(95)에서 발생된 내부광이 액정층(15)을 통과하도록 유도하여 화상을 구현하게 되고, 반사 모드시 반사 전극(70)과 공통 전극(16) 간의 수직 전계를 이용하여 컬러필터 홀(90)을 통해 액정층(15)으로 입사된 외부광을 반사 전극(80)으로 다시 반사시켜 액정층(15)을 통과하도록 유도하여 화상을 구현하게 된다.
그러나, 전술한 구성에서 반사 모드시 반사부(TA)에 대응된 컬러필터 홀(90)을 통해 입사되는 빛만 반사 전극(80)에 반사되어 화상을 구현하게 되는 바, 컬러필터 홀(90)을 통과하지 못한 외부광은 여전히 컬러필터 기판(10)의 컬러필터층(14)에 반사 또는 흡수되어 외부광하에서 시인성을 감소시키는 요인으로 작용하 고 있다.
본 발명은 전술한 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로, 반투과형 액정표시장치에서 반사부에서의 반사 효율을 극대화하여 야외 시인성을 개선하는 것을 목적으로 한다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 1 실시예에 따른 반투과형 액정표시장치는 제 1 기판과, 상기 제 1 기판의 상부 면에 서로 수직 교차하여 다수의 화소를 정의하는 게이트 및 데이터 배선과, 상기 게이트 및 데이터 배선의 교차지점에 대응된 박막트랜지스터 및, 상기 박막트랜지스터에 연결된 투과 전극 및 반사 전극과, 상기 제 1 기판과 대향 합착된 제 2 기판과, 상기 제 2 기판의 하부면에 구성되고, 상기 제 1 기판의 반사부에 대응하여 다수의 컬러필터 홀을 포함하는 컬러필터층과, 상기 제 1 및 제 2 기판의 이격된 사이 공간에 개재된 제 1 액정층과, 상기 제 2 기판과 대향하는 제 3 기판 및, 상기 제 3 기판의 하부 면에 구성되고, 상기 다수의 컬러필터 홀에 대응된 제 1 및 제 2 렌즈 전극과, 상기 제 2 및 제 3 기판의 이격된 사이 공간에 개재된 제 2 액정층을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 제 2 기판의 상부 면에는 상기 컬러필터 홀로 외부광이 집광되도 록 유도하는 집광부를 포함하는 유기막층이 더욱 구성되며, 상기 집광부와 상기 제 1 및 제 2 렌즈 전극과 상기 제 1 액정층을 포함하여 액정전계 렌즈를 이룬다.
상기 제 1 및 제 2 렌즈 전극은 투명한 도전성 물질로 동일층 또는, 층간 절연막을 사이에 두고 서로 다른 층에 구성될 수 있다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 2 실시예에 따른 반투과형 액정표시장치는 제 1 기판과, 상기 제 1 기판의 상부 면에 서로 수직 교차하여 다수의 화소를 정의하는 게이트 및 데이터 배선과, 상기 게이트 및 데이터 배선의 교차지점에 대응된 박막트랜지스터 및 상기 박막트랜지스터에 연결된 투과 전극 및 반사 전극과, 상기 제 1 기판과 대향 합착된 제 2 기판과, 상기 제 2 기판의 하부면에 구성되고, 상기 제 1 기판의 반사 영역에 대응하여 다수의 컬러필터 홀을 포함하는 컬러필터층과, 상기 제 1 및 제 2 기판의 이격된 사이 공간에 개재된 제 1 액정층과, 상기 제 2 기판 상에 적층된 제 3 기판 및, 상기 제 3 기판의 상부 면에 구성된 제 1 렌즈 전극과, 상기 제 3 기판과 대향 합착된 제 4 기판 및, 상기 제 4 기판의 상부 면에 구성된 제 2 렌즈 전극과, 상기 제 3 및 제 4 기판의 이격된 사이 공간에 개재된 제 2 액정층을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 제 4 기판의 하부 면에는 상기 제 1 전극을 덮는 상부 유기막층이 더욱 구성된다. 상기 제 3 기판의 상부 면에는 상기 컬러필터 홀로 외부광이 집광되도록 유도하는 집광부를 포함하는 하부 유기막층이 더욱 구성된다.
또한, 상기 제 1 및 제 2 집광부와 상기 제 1 및 제 2 렌즈 전극과 상기 제 2 액정층을 포함하여 액정전계 렌즈를 이루며, 상기 제 1 및 제 2 렌즈 전극은 투 명한 도전성 물질로 구성될 수 있다.
따라서, 본 발명에서는 컬러필터 홀에 대응된 액정전계 렌즈를 통해 반사부에서의 반사 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 전술한 반사부에서 반사 효율을 향상하는 것을 통해 야외 시인성을 개선할 수 있는 장점이 있다.
--- 제 1 실시예 ---
본 발명은 반사부에 대응된 컬러필터 홀 상부에 볼록 렌즈의 역할을 하는 액정전계 렌즈를 구성하여 반사부에서의 반사 효율을 극대화할 수 있는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 반투과형 액정표시장치에 대해 설명하도록 한다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 반투과형 액정표시장치를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 반투과형 액정표시장치(100)는 화상을 구현하는 투과부(TA) 및 반사부(RA)를 포함하는 표시 영역(AA)과, 상기 표시 영역(AA)을 제외한 비표시 영역(NAA)으로 구분된 액정전계 기판(101)과, 상기 액정전 계 기판(101) 하부에 차례로 위치하는 컬러필터 기판(110) 및 어레이 기판(120)과, 상기 액정전계 기판(101), 컬러필터 기판(110) 및 어레이 기판(120) 각각의 이격된 사이 공간에 충진된 제 1 및 제 2 액정층(103, 115)을 포함한다.
또한, 상기 액정전계 기판(101)의 투명 기판(101a) 상부 면에 부착된 λ/4 플레이트 특성을 가지는 위상차판(198)과 편광 특성을 가지는 상부 편광판(196)과, 상기 어레이 기판(120)의 투명 기판(120a) 하부 면에 부착된 하부 편광판(197)과, 상기 하부 편광판(197)과 이격된 배면에서 내부광을 발생시키는 백라이트 유닛(195)을 더욱 포함한다.
상기 액정전계 기판(101)의 투명 기판(101a) 하부 면에는 반사부(RA)에 대응하여 서로 이격 구성된 제 1 렌즈 전극(172) 및 제 2 렌즈 전극(174)과, 상기 제 1 및 제 2 렌즈 전극(172, 174)의 하부 면에 구성된 상부 유기막층(178)이 차례로 위치한다.
이때, 상기 제 1 및 제 2 렌즈 전극(172, 174)은 투명한 도전성 금속 물질로 구성될 수 있고, 상부 유기막층(178)은 제 1 액정층(104)과 제 1 및 제 2 렌즈 전극(172, 174)이 직접적으로 맞닿는 것을 방지하는 역할을 한다. 도면으로 제시하지는 않았지만, 상기 제 1 및 제 2 렌즈 전극(172, 174)은 층간 절연막(미도시)을 사이에 두고 서로 다른 층에 구성할 수 있다.
한편, 상기 컬러필터 기판(110)의 투명 기판(110a) 하부 면에는 비표시 영역(NAA)에 대응된 부분으로 입사되는 빛을 차폐하기 위한 블랙매트릭스(112)와, 상기 블랙매트릭스(112)를 경계로 순차적으로 패턴된 적, 녹, 청 서브 컬러필 터(114a, 114b, 114c)를 포함하는 컬러필터층(114)과, 공통 전극(116)과 상부 배향막(118)이 차례로 위치한다.
이때, 상기 적, 녹, 청 서브 컬러필터(114a, 114b, 114c)는 제 1 및 제 2 액정층(103, 115)을 통과하는 외부광의 반사 효율을 향상하기 위한 목적으로 적, 녹, 청 서브 컬러필터(114a, 114b, 114c) 각각의 일부가 패턴된 컬러필터 홀(190)을 더욱 포함한다.
그리고, 상기 컬러필터 기판(110)의 투명 기판(110a) 상부 면에는 반사부(RA)에 위치하는 제 1 및 제 2 렌즈 전극(172, 174)에 대응하여 외부광이 컬러필터 홀(190)로 집광되도록 유도하는 집광부(176a)를 포함하는 하부 유기막층(176)이 구성되는 바, 상기 집광부(176a)는 다수의 돌출부를 가지는 환형으로 구성될 수 있다.
이때, 상기 하부 유기막층(176)은 하프톤 마스크(half-tone mask) 또는 슬릿 마스크(slit mask)를 통해 구성될 수 있다. 상기 하프톤 마스크는 반투과부에 반투명막을 형성하여 빛의 강도를 낮추거나 빛의 투과량을 낮추어 감광층이 불완전 노광되도록 하여 서로 다른 두께를 갖는 패턴을 형성할 수 있다. 이때, 상기 하프톤 마스크 이외에 반투과부에 슬릿 형상을 두어 빛의 투과량을 조절하는 슬릿 마스크가 이용될 수 있다.
또한, 상기 어레이 기판(120)의 투명 기판(120a) 상부 면에는 도시하지 않은 박막트랜지스터에 연결된 투과 전극(170) 및 반사 전극(180)과, 상기 투과 전극(170) 및 반사 전극(180) 상부에 구성된 하부 배향막(119)이 위치한다. 상기 투 과 전극(170) 및 반사 전극(180)은 선택적으로 공통 전극(116)과의 전위차를 통해 제 2 액정층(115)의 액정 배향을 조절하여 화상을 구현하게 된다.
이때, 상기 투과 전극(170)은 투과부(TA)와 반사부(RA) 또는 투과부(TA)에 대응하여 인듐-틴-옥사이드(ITO)와 인듐-징크-옥사이드(IZO)와 같은 투명 도전성 물질로 이루어지고, 상기 반사 전극(180)은 반사부(RA)에 대응하여 반사율이 뛰어난 알루미늄 및 알루미늄 합금과 같은 불투명한 도전성 금속 물질로 이루어진다. 상기 투과 전극(170)과 반사 전극(180)은 동일층 또는 도시하지 않은 층간 절연막을 사이에 두고 서로 다른 층에 구성될 수 있다.
전술한 구성에서 제 1 및 제 2 렌즈 전극(172, 174)과 컬러필터 홀(190)에 대응된 제 1 액정층(103)과 집광부(176a)를 포함하여 액정전계 렌즈(175)라 한다. 이러한 액정전계 렌즈(175)는 제 1 및 제 2 렌즈 전극(172, 174) 간의 수평 전계를 통해 제 1 액정층(103)을 구동한 상태에서 집광부(176a)를 통해 외부광이 컬러필터 홀(190)로 집중되도록 유도하는 볼록 렌즈의 역할을 한다. 이러한 액정전계 렌즈(175)는 횡전계 모드, ECB(Electrical Controlled Birefringence) 모드 등으로 구동할 수 있다.
즉, 본 발명에서는 직진성을 갖는 외부광이 볼록 렌즈의 역할을 하는 액정전계 렌즈(175)를 통과하여 초점인 컬러필터 홀(190)의 한 부분으로 집광되는 원리를 이용하여 반사부(RA)에서의 반사 효율을 극대화할 수 있는 장점이 있다.
따라서, 본 발명에서는 컬러필터 홀에 대응된 액정전계 렌즈를 이용하여 외부광이 컬러필터 홀에 집광되도록 유도하는 것을 통해 반사부에서의 반사 효율 극 대화할 수 있다. 이를 통해, 반투과형 액정표시장치의 야외 시인성을 개선할 수 있는 장점이 있다.
도 4는 본 발명에 따른 반투과형 액정표시장치를 나타낸 평면도로, 자세하게는 컬러필터 기판과 액정전계 기판의 합착 상태를 개략적으로 나타낸 도면으로, 이를 참조하여 상세히 설명하도록 한다.
도시한 바와 같이, 투과부(TA) 및 반사부(RA)를 포함하는 표시 영역(AA)과 상기 표시 영역(AA)을 제외한 비표시 영역(NAA)으로 구분된 컬러필터 기판(110)은 액정전계 기판(도 3의 101)과 제 1 액정층(도 3의 103)을 사이에 두고 대향 합착된다.
이때, 상기 컬러필터 기판(110)의 상부 면에는 상기 비표시 영역(NAA)에 대응된 부분으로 입사되는 빛을 차폐하기 위한 블랙매트릭스(112)와, 상기 블랙매트릭스(112)를 경계로 순차적으로 패턴된 다수의 적, 녹, 청 서브 컬러필터(114a, 114b, 114c)를 포함하는 컬러필터층(114)이 위치한다.
상기 적, 녹, 청 서브 컬러필터(114a, 114b, 114c)는 제 1 및 제 2 액정층(도 3의 103, 115)을 통과하는 외부광의 반사 효율을 향상하기 위한 목적으로 적, 녹, 청 서브 컬러필터(114a, 114b, 114c) 각각의 일부가 패턴된 다수의 적, 녹, 청 서브 컬러필터 홀(190a, 190b, 190c)을 포함하는 컬러필터 홀(190)이 더욱 구성된다.
이때, 상기 액정전계 기판(도 3의 101)의 투명 기판(도 3의 101a) 상부 면에는 적, 녹, 청 서브 컬러필터 홀(190a, 190b, 190c)에 대응하여 일 방향으로 제 1 및 제 2 렌즈 전극(172, 174)이 이격 구성되며, 상기 제 1 및 제 2 렌즈 전극(172, 174)과 제 1 액정층(도 3의 103)과 집광부(도 3의 176a)를 포함하여 액정전계 렌즈(도 3의 175)를 이룬다.
따라서, 본 발명의 제 1 실시예에서는 다수의 적, 녹, 청 서브 컬러필터 홀에 일대일 대응되도록 액정전계 렌즈를 배치하는 것을 통해 반사부에서의 반사 효율을 극대화할 수 있다.
--- 제 2 실시예 ---
본 발명의 제 2 실시예는 액정전계 렌즈의 제 1 렌즈 전극과 제 2 렌즈 전극을 서로 다른 기판에 제작하는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 제 2 실시예에 따른 반투과형 액정표시장치에 대해 설명하도록 한다.
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 반투과형 액정표시장치를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 반투과형 액정표시장치(200)는 화상을 구현하는 투과부(TA) 및 반사부(RA)를 포함하는 표시 영역(AA)과, 상기 표시 영역(AA)을 제외한 비표시 영역(NAA)으로 구분된 제 1 및 제 2 액정전계 기판(201, 205)과, 상기 제 1 및 제 2 액정전계 기판(201, 205)의 하부에 차례로 위치하는 컬러필터 기판(210) 및 어레이 기판(220)과, 상기 제 1 및 제 2 액정전계 기판(201, 205)과 컬러필터 기판(210) 및 어레이 기판(220) 각각의 이격된 사이 공간에 충진 된 제 1 및 제 2 액정층(203, 115)을 포함한다.
또한, 상기 제 1 액정전계 기판(201)의 투명 기판(201a) 상부 면에 부착된 λ/4 플레이트 특성을 가지는 위상차판(298) 및 편광 특성을 가지는 상부 편광판(296)과, 상기 어레이 기판(220)의 투명 기판(220a) 하부 면에서 부착된 하부 편광판(297)과, 상기 하부 편광판(297)과 이격된 배면에서 내부광을 발생시키는 백라이트 유닛(295)을 더욱 포함한다.
이때, 상기 컬러필터 기판(210)의 투명 기판(210a) 하부 면에는 비표시 영역(NAA)에 대응된 부분으로 입사되는 빛을 차폐하기 위한 블랙매트릭스(212)와, 상기 블랙매트릭스(212)를 경계로 순차적으로 패턴된 적, 녹, 청 서브 컬러필터(214a, 214b, 214c)를 포함하는 컬러필터층(214)과, 공통 전극(216)과 상부 배향막(218)이 차례로 위치한다. 이때, 상기 적, 녹, 청 서브 컬러필터(214a, 214b, 214c)는 제 1 및 제 2 액정층(203, 215)을 통과하는 외부광의 반사 효율을 향상하기 위한 목적으로 적, 녹, 청 서브 컬러필터(214a, 214b, 214c) 각각의 일부가 패턴된 컬러필터 홀(290)을 더욱 포함한다.
한편, 상기 제 1 액정전계 기판(201)의 투명 기판(201a) 하부 면에 대응하여 제 1 렌즈 전극(272)과, 상기 제 1 렌즈 전극(272)을 보호하는 상부 유기막층(278)이 차례로 위치하며, 상기 제 1 액정전계 기판(201)과 제 1 액정층(103)을 사이에 두고 대향 합착된 제 2 액정전계 기판(205)의 투명 기판(205a) 상부 면에는 제 2 렌즈 전극(274)과, 상기 제 2 렌즈 전극(274)을 덮으며 집광부(276a)를 포함하는 하부 유기막층(276)이 차례로 위치한다.
이때, 상기 제 1 및 제 2 렌즈 전극(272, 274)은 인듐-틴-옥사이드 또는 인듐-징크-옥사이드와 같은 투명한 도전성 금속 물질로 구성될 수 있으며, 제 1 실시예와 마찬가지로 컬러필터 홀(290)에 대응되도록 제 1 및 제 2 렌즈 전극(272, 274)을 패턴한 상태에서 서로 이격되도록 설계할 수 있다.
또한, 상기 어레이 기판(220)의 투명 기판(220a) 상부 면에는 도시하지 않은 박막트랜지스터에 연결된 투과 전극(270) 및 반사 전극(280)이 위치한다. 상기 투과 전극(270) 및 반사 전극(280)은 선택적으로 공통 전극(216)과의 전위차를 통해 제 2 액정층(215)의 액정 배향을 조절하여 화상을 구현하게 된다.
이때, 상기 투과 전극(270)은 투과부(TA)와 반사부(RA) 또는 투과부(TA)에 대응하여 인듐-틴-옥사이드와 인듐-징크-옥사이드와 같은 투명한 도전성 물질로 이루어지고, 상기 반사 전극(280)은 반사부(RA)에 대응하여 반사율이 뛰어난 알루미늄 및 알루미늄 합금과 같은 불투명한 도전성 금속 물질로 이루어진다. 상기 투과 전극(270)과 반사 전극(280)은 동일층 또는 도시하지 않은 절연막을 사이에 두고 서로 다른 층에 구성될 수 있다.
전술한 구성에서, 상기 제 1 및 제 2 렌즈 전극(272, 274)과 컬러필터 홀(290)에 대응된 제 1 액정층(203)과 집광부(276a)를 포함하여 액정전계 렌즈(275)를 이룬다. 이러한 액정전계 렌즈(275)는 제 1 및 제 2 렌즈 전극(272, 274) 간의 수직 전계를 통해 제 1 액정층(203)의 액정 배향을 조절하면서, 컬러필터 기판(210)의 투명 기판(210a) 상부 면에 구성된 집광부(276a)를 통해 외부광이 컬러필터 홀(290)로 집중되도록 유도하는 볼록 렌즈의 역할을 한다.
즉, 본 발명에서는 직진성을 갖는 외부광이 볼록 렌즈의 역할을 하는 액정전계 렌즈(275)를 통과하여 초점인 컬러필터 홀(290)의 한 부분으로 집광되는 원리를 이용하여 반사부(RA)에서의 반사 효율을 극대화할 수 있는 장점이 있다.
따라서, 본 발명의 제 2 실시예에서는 제 1 실시예와 마찬가지로 액정전계 렌즈를 통해 집광된 외부광이 컬러필터 홀을 통해 반사부에 입사된 후, 반사 전극에 반사되어 나오므로 반사 효율을 극대화할 수 있다. 이를 통해, 반투과형 액정표시장치의 야외 시인성을 개선할 수 있는 장점이 있다.
그러나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 사상 및 정신을 벗어나지 않는 한도 내에서 다양하게 변형 및 변경할 수 있다는 것은 자명한 사실일 것이다.
도 1은 종래의 반투과형 액정표시장치용 어레이 기판을 나타낸 평면도.
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 절단하여 나타낸 단면도
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 반투과형 액정표시장치를 개략적으로 나타낸 단면도.
도 4는 본 발명에 따른 반투과형 액정표시장치를 개략적으로 나타낸 평면도.
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 반투과형 액정표시장치를 개략적으로 나타낸 단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
101 : 액정전계 기판 103 : 제 1 액정층
110 : 컬러필터 기판 112 : 블랙 매트릭스
114a, 114b, 114c : 적, 녹, 청 서브 컬러 필터
115 : 제 2 액정층 116 : 공통 전극
118, 119 : 상부 및 하부 배향막 120 : 어레이 기판
170 : 투과 전극 172, 174 : 제 1 및 제 2 렌즈 전극
175 : 액정전계 렌즈 176, 178 : 상부 및 하부 유기막층
176a : 집광부 180 : 반사 전극
190 : 컬러필터 홀 195 : 백라이트 유닛
196, 197 : 상부 및 하부 편광판 198 : 위상차판
Claims (9)
- 제 1 기판과;상기 제 1 기판의 상부 면에 서로 수직 교차하여 다수의 화소를 정의하는 게이트 및 데이터 배선과;상기 게이트 및 데이터 배선의 교차지점에 대응된 박막트랜지스터 및, 상기 박막트랜지스터에 연결된 투과 전극 및 반사 전극과;상기 제 1 기판과 대향 합착된 제 2 기판과;상기 제 2 기판의 하부면에 구성되고, 상기 제 1 기판의 반사부에 대응하여 다수의 컬러필터 홀을 포함하는 컬러필터층과;상기 제 1 및 제 2 기판의 이격된 사이 공간에 개재된 제 1 액정층과;상기 제 2 기판과 대향하는 제 3 기판 및, 상기 제 3 기판의 하부 면에 구성되고, 상기 다수의 컬러필터 홀에 대응된 제 1 및 제 2 렌즈 전극과;상기 제 2 및 제 3 기판의 이격된 사이 공간에 개재된 제 2 액정층을 포함하는 반투과형 액정표시장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 제 2 기판의 상부 면에는 상기 컬러필터 홀로 외부광이 집광되도록 유도하는 집광부를 포함하는 유기막층이 더욱 구성된 것을 특징으로 하는 반투과형 액정표시장치.
- 제 2 항에 있어서,상기 집광부와 상기 제 1 및 제 2 렌즈 전극과 상기 제 1 액정층을 포함하여 액정전계 렌즈를 이루는 것을 특징으로 하는 반투과형 액정표시장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 제 1 및 제 2 렌즈 전극은 투명한 도전성 물질로 동일층 또는, 층간 절연막을 사이에 두고 서로 다른 층에 구성되는 것을 특징으로 하는 반투과형 액정표시장치.
- 제 1 기판과;상기 제 1 기판의 상부 면에 서로 수직 교차하여 다수의 화소를 정의하는 게이트 및 데이터 배선과;상기 게이트 및 데이터 배선의 교차지점에 대응된 박막트랜지스터 및 상기 박막트랜지스터에 연결된 투과 전극 및 반사 전극과;상기 제 1 기판과 대향 합착된 제 2 기판과;상기 제 2 기판의 하부면에 구성되고, 상기 제 1 기판의 반사 영역에 대응하여 다수의 컬러필터 홀을 포함하는 컬러필터층과;상기 제 1 및 제 2 기판의 이격된 사이 공간에 개재된 제 1 액정층과;상기 제 2 기판 상에 적층된 제 3 기판 및, 상기 제 3 기판의 상부 면에 구성된 제 1 렌즈 전극과;상기 제 3 기판과 대향 합착된 제 4 기판 및, 상기 제 4 기판의 상부 면에 구성된 제 2 렌즈 전극과;상기 제 3 및 제 4 기판의 이격된 사이 공간에 개재된 제 2 액정층을 포함하는 반투과형 액정표시장치.
- 제 5 항에 있어서,상기 제 4 기판의 하부 면에는 상기 제 1 전극을 덮는 상부 유기막층이 더욱 구성된 것을 특징으로 하는 반투과형 액정표시장치.
- 제 5 항에 있어서,상기 제 3 기판의 상부 면에는 상기 컬러필터 홀로 외부광이 집광되도록 유도하는 집광부를 포함하는 하부 유기막층이 더욱 구성된 것을 특징으로 하는 반투과형 액정표시장치.
- 제 7 항에 있어서,상기 제 1 및 제 2 집광부와 상기 제 1 및 제 2 렌즈 전극과 상기 제 2 액정층을 포함하여 액정전계 렌즈를 이루는 것을 특징으로 하는 반투과형 액정표시장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 제 1 및 제 2 렌즈 전극은 투명한 도전성 물질로 구성된 것을 특징으로 하는 반투과형 액정표시장치.
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|---|---|---|---|---|
| CN103309116A (zh) * | 2012-03-08 | 2013-09-18 | 株式会社日本显示器西 | 光学设备、显示装置和电子装置 |
| CN108919584A (zh) * | 2018-06-15 | 2018-11-30 | 青岛海信电器股份有限公司 | 一种显示装置 |
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2007
- 2007-10-23 KR KR1020070106534A patent/KR20090041043A/ko not_active Application Discontinuation
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