KR20100066220A

KR20100066220A - 시야각 제어가 가능한 액정표시장치 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR20100066220A
Application number: KR1020080124918A
Authority: KR
Inventors: 이휘득; 박동석; 박재석
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2008-12-09
Filing date: 2008-12-09
Publication date: 2010-06-17

Abstract

본 발명의 시야각 제어가 가능한 액정표시장치 및 그 제조방법은 적(Red; R), 녹(Green; G) 및 청(Blue; B)색의 컬러픽셀과 ECB(Electrically Controlled Birefringence)모드의 제어픽셀로 구성된 시야각 제어가 가능한 액정표시장치에 있어서, 배면 ITO(Indium Tin Oxide) 대신에 컬러필터 기판 전면(前面)에 ITO를 형성하여 공정을 단순화시키는 한편, ECB 제어픽셀의 경우 오버코트층을 제거하여 셀갭을 증가시키고 협(狹)시야각 모드에서 ECB 제어픽셀뿐만 아니라 RGB 컬러픽셀에서도 액정을 수직방향으로 틸트(tilt)시킴으로써 중간 계조(gray scale)에서 시야각 제어효과를 극대화시키기 위한 것으로, RGB 컬러픽셀과 ECB 제어픽셀의 4개의 서브-화소로 구분되는 제 1 기판 및 제 2 기판; 상기 제 1 기판의 서브-화소 각각에 형성된 박막 트랜지스터; 상기 제 1 기판의 RGB 컬러픽셀의 서브-화소에 형성된 공통전극과 화소전극; 상기 제 1 기판의 ECB 제어픽셀의 서브-화소에 형성된 화소전극; 상기 제 2 기판 전면에 형성된 전면 ITO; 상기 전면 ITO가 형성된 제 2 기판 위에 형성된 블랙매트릭스; 상기 블랙매트릭스 사이의 RGB 컬러픽셀의 서브-화소에 형성된 컬러필터층; 상기 ECB 제어픽셀을 제외한 상기 제 2 기판 전면에 형성된 오버코트층; 및 상기 제 1 기판과 제 2 기판 사이에 형성된 액정층을 포함한다.

시야각 제어, RGB 컬러픽셀, ECB 제어픽셀, 오버코트층

Description

시야각 제어가 가능한 액정표시장치 및 그 제조방법{LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE CONTROLLABLE VIEWING ANGLE AND METHOD OF FABRICATING THE SAME}

본 발명은 시야각 제어가 가능한 액정표시장치 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 광시야각과 협시야각을 선택적으로 구현할 수 있는 시야각 제어가 가능한 액정표시장치 및 그 제조방법에 관한 것이다.

최근 정보 디스플레이에 관한 관심이 고조되고 휴대가 가능한 정보매체를 이용하려는 요구가 높아지면서 기존의 표시장치인 브라운관(Cathode Ray Tube; CRT)을 대체하는 경량 박막형 평판표시장치(Flat Panel Display; FPD)에 대한 연구 및 상업화가 중점적으로 이루어지고 있다. 특히, 이러한 평판표시장치 중 액정표시장치(Liquid Crystal Display; LCD)는 액정의 광학적 이방성을 이용하여 이미지를 표현하는 장치로서, 해상도와 컬러표시 및 화질 등에서 우수하여 노트북이나 데스크탑 모니터 등에 활발하게 적용되고 있다.

상기 액정표시장치는 크게 컬러필터(color filter) 기판과 어레이(array) 기판 및 상기 컬러필터 기판과 어레이 기판 사이에 형성된 액정층(liquid crystal layer)으로 구성된다.

상기 액정표시장치에 주로 사용되는 구동 방식인 능동 매트릭스(Active Matrix; AM) 방식은 비정질 실리콘 박막 트랜지스터(Amorphous Silicon Thin Film Transistor; a-Si TFT)를 스위칭소자로 사용하여 화소부의 액정을 구동하는 방식이다.

이하, 도 1을 참조하여 일반적인 액정표시장치의 구조에 대해서 상세히 설명한다.

도 1은 일반적인 액정표시장치를 개략적으로 나타내는 분해사시도이다.

도면에 도시된 바와 같이, 상기 액정표시장치는 크게 컬러필터 기판(5)과 어레이 기판(10) 및 상기 컬러필터 기판(5)과 어레이 기판(10) 사이에 형성된 액정층(liquid crystal layer)(30)으로 구성된다.

상기 컬러필터 기판(5)은 적(Red; R), 녹(Green; G) 및 청(Blue; B)의 색상을 구현하는 다수의 서브-컬러필터(7)로 구성된 컬러필터(C)와 상기 서브-컬러필터(7) 사이를 구분하고 액정층(30)을 투과하는 광을 차단하는 블랙매트릭스(black matrix)(6), 그리고 상기 액정층(30)에 전압을 인가하는 투명한 공통전극(8)으로 이루어져 있다.

또한, 상기 어레이 기판(10)은 종횡으로 배열되어 복수개의 화소영역(P)을 정의하는 복수개의 게이트라인(16)과 데이터라인(17), 상기 게이트라인(16)과 데이터라인(17)의 교차영역에 형성된 스위칭소자인 박막 트랜지스터(T) 및 상기 화소영역(P) 위에 형성된 화소전극(18)으로 이루어져 있다.

상기의 컬러필터 기판(5)과 어레이 기판(10)은 화상표시 영역의 외곽에 형성 된 실런트(sealant)(미도시)에 의해 대향하도록 합착되어 액정표시패널을 구성하며, 상기 컬러필터 기판(5)과 어레이 기판(10)의 합착은 상기 컬러필터 기판(5) 또는 어레이 기판(10)에 형성된 합착키(미도시)를 통해 이루어진다.

한편, 개인정보보호에 대한 관심이 높아지고 있는 상황에서 예를 들어 노트북PC나 휴대전화를 통해 혼자서만 보고 싶은 화면이 있을 경우 화면에 엿보기 방지 실(seal)을 부착하는 등 엿보기 방지 기술이 개발되고 있지만, 화면이 어두워지거나 시야가 한정되는 등 문제가 있었다.

또한, 사용자의 요구에 따라 광시야각이나 협시야각으로 시야각을 자유롭게 조절할 수 있는 기술에 대한 개발이 요구되고 있다.

본 발명은 상기한 문제를 해결하기 위한 것으로, 사용자의 요구에 따라 광시야각과 협시야각을 선택적으로 구현할 수 있는 시야각 제어가 가능한 액정표시장치 및 그 제조방법을 제공하는데 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 상기의 시야각 제어를 구현하기 위한 컬러필터 기판의 제조공정을 단순화시키는 한편 시야각 제어효과를 극대화시킬 수 있는 시야각 제어가 가능한 액정표시장치 및 그 제조방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적 및 특징들은 후술되는 발명의 구성 및 특허청구범위에서 설명될 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 시야각 제어가 가능한 액정표시장치는 RGB 컬러픽셀과 ECB 제어픽셀의 4개의 서브-화소로 구분되는 제 1 기판 및 제 2 기판; 상기 제 1 기판의 서브-화소 각각에 형성된 박막 트랜지스터; 상기 제 1 기판의 RGB 컬러픽셀의 서브-화소에 형성된 공통전극과 화소전극; 상기 제 1 기판의 ECB 제어픽셀의 서브-화소에 형성된 화소전극; 상기 제 2 기판 전면에 형성된 전면 ITO; 상기 전면 ITO가 형성된 제 2 기판 위에 형성된 블랙매트릭스; 상기 블랙매트릭스 사이의 RGB 컬러픽셀의 서브-화소에 형성된 컬러필터층; 상기 ECB 제어픽셀을 제외한 상기 제 2 기판 전면에 형성된 오버코트층; 및 상기 제 1 기판과 제 2 기판 사이에 형성된 액정층을 포함한다.

본 발명의 시야각 제어가 가능한 액정표시장치의 제조방법은 RGB 컬러픽셀과 ECB 제어픽셀의 4개의 서브-화소로 구분되는 제 1 기판 및 제 2 기판을 제공하는 단계; 상기 제 1 기판의 서브-화소 각각에 박막 트랜지스터를 형성하는 단계; 상기 제 1 기판의 RGB 컬러픽셀의 서브-화소에 공통전극과 화소전극을 형성하는 단계; 상기 제 1 기판의 ECB 제어픽셀의 서브-화소에 화소전극을 형성하는 단계; 상기 제 2 기판 전면에 전면 ITO를 형성하는 단계; 상기 전면 ITO가 형성된 제 2 기판 위에 블랙매트릭스를 형성하는 단계; 상기 블랙매트릭스 사이의 RGB 컬러픽셀의 서브-화소에 컬러필터층을 형성하는 단계; 상기 ECB 제어픽셀을 제외한 상기 제 2 기판 전면에 오버코트층을 형성하는 단계; 및 상기 제 1 기판과 제 2 기판을 합착하는 단계를 포함한다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 시야각 제어가 가능한 액정표시장치 및 그 제조방법은 배면 ITO 대신에 컬러필터 기판 전면(前面)에 ITO를 형성함으로써 공정을 단순화시키는 동시에 투입되는 장비를 최소화시킴에 따라 비용을 절감시키는 효과를 제공한다.

또한, ECB 제어픽셀의 ITO 패터닝을 제거할 수 있어 비용절감 이외에 상부 ITO와 하부 픽셀 사이의 오버레이(overlay) 변동에 따른 영향을 감소시킬 수 있게 된다.

또한, 본 발명에 따른 시야각 제어가 가능한 액정표시장치 및 그 제조방법은 ECB 제어픽셀의 셀갭을 RGB 컬러픽셀 대비 약 1.0㎛이상으로 증가시킴에 따라 시야 각 제어효과를 극대화시킬 수 있다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 액정표시장치 및 그 제조방법의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정표시장치의 어레이 기판 일부를 개략적으로 나타내는 평면도로써, 적(Red; R), 녹(Green; G) 및 청(Blue; B)색의 컬러픽셀과 ECB(Electrically Controlled Birefringence)모드의 제어픽셀을 하나의 단위 화소로 하는 쿼드 타입(quad type) 구조의 액정표시장치를 예를 들어 나타내고 있다.

이때, 상기 RGB 컬러픽셀의 공통전극 및 화소전극이 꺾임 구조를 가지는 경우에는 액정분자가 2방향으로 배열되어 2-도메인(domain)을 형성함으로써 모노-도메인에 비해 시야각이 더욱 향상된다. 다만, 본 발명이 상기 2-도메인 구조의 횡전계방식 액정표시장치에 한정되는 것은 아니며 본 발명은 2-도메인 이상의 멀티-도메인(multi-domain) 구조의 횡전계방식 액정표시장치에 적용 가능하다.

참고로, 도면에 도시된 RGB 컬러픽셀은 컬러필터 기판의 서브-컬러필터만을 제외하고는 실질적으로 동일한 구성요소로 이루어져 있으며, 또한 상기 RGB 컬러픽셀 및 ECB 제어픽셀의 4개의 서브-화소(R, G, B, W)는 어레이 기판의 구성에 있어서 상기 ECB 제어픽셀의 서브-화소(W)의 화소전극 구조만을 제외하고는 실질적으로 동일한 구성요소로 이루어져 있다. 따라서, 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호를 적용하며, 편의상 하나의 서브-화소를 기준으로 설명하고자 한다.

도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시예의 어레이 기판(110)에는 상기 어레이 기판(110) 위에 종횡으로 배열되어 화소영역을 정의하는 게이트라인(116)과 데이터라인(117)이 형성되어 있으며, 상기 게이트라인(116)과 데이터라인(117)의 교차영역에는 스위칭소자인 박막 트랜지스터가 형성되어 있다.

상기 박막 트랜지스터는 상기 게이트라인(116)의 일부를 구성하는 게이트전극(121), 상기 데이터라인(117)에 연결된 소오스전극(122) 및 화소전극라인(118L)을 통해 화소전극(118, 118')에 연결된 드레인전극(123)으로 구성되어 있다. 또한, 상기 박막 트랜지스터는 상기 게이트전극(121)과 소오스/드레인전극(122, 123)의 절연을 위한 제 1 절연막(미도시) 및 상기 게이트전극(121)에 공급되는 게이트 전압에 의해 상기 소오스전극(122)과 드레인전극(123) 간에 전도채널(conductive channel)을 형성하는 액티브패턴(미도시)을 포함한다. 이때, 도면에는 소오스전극(122)의 형태가 "L"자형으로 되어 있어 채널의 형태가 "L"자형인 박막 트랜지스터를 예를 들어 나타내고 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 본 발명은 상기 박막 트랜지스터의 채널 형태에 관계없이 적용 가능하다.

여기서, 상기 ECB 제어픽셀의 서브-화소(W)에는 상부 컬러필터 기판(미도시)의 전면 ITO전극과 함께 액정을 구동하기 위한 화소전극(118')이 형성되게 되며, 상기 상부 ITO전극과 하부 화소전극(118')에 의한 수직전계로 ECB 구동을 하게 된다.

이때, 상기 소오스전극(122)의 일부는 일방향으로 연장되어 상기 데이터라인(117)의 일부를 구성하며, 상기 드레인전극(123)의 일부는 화소영역 쪽으로 연장 되어 제 2 절연막(미도시)에 형성된 제 1 콘택홀(140a, 140a')을 통해 상기 화소전극라인(118L)에 전기적으로 접속하게 된다.

전술한 바와 같이 상기 RGB 컬러픽셀의 화소영역 내에는 횡전계를 발생시키기 위한 다수개의 공통전극(108)과 화소전극(118)이 교대로 배치되어 있으며, 이때 상기 공통전극(108)과 화소전극(118)은 상기 데이터라인(117)에 대해 실질적으로 평행한 방향으로 배열되어 있다.

그리고, 상기 화소전극라인(118L)의 하부에는 상기 게이트라인(116)에 대해 실질적으로 평행하게 배치된 공통라인(108L)이 형성되어 있으며, 이때 상기 공통라인(108L)은 상기 제 1 절연막과 제 2 절연막을 사이에 두고 상기 화소전극라인(118L)의 일부와 중첩하여 스토리지 커패시터를 형성하게 된다. 상기 스토리지 커패시터는 액정 커패시터에 인가된 전압을 다음 신호가 들어올 때까지 일정하게 유지시키는 역할을 한다. 이러한 상기 스토리지 커패시터는 신호 유지 이외에도 계조(gray scale) 표시의 안정과 플리커(flicker) 및 잔상(afterimage) 감소 등의 효과를 가진다.

또한, 상기 공통라인(108L)은 상기 데이터라인(117)에 대해 실질적으로 평행하게 배치된 연결라인(108a)과 연결되어 있으며, 상기 연결라인(108a)은 상기 제 1 절연막과 제 2 절연막에 형성된 제 2 콘택홀(140b)을 통해 공통전극(108)에 전기적으로 접속되게 된다.

이와 같이 구성된 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정표시장치는 RGB 컬러픽셀의 경우에는 수평전계에 의한 IPS 구동을 하며, ECB 제어픽셀의 경우에는 수직전 계에 의한 ECB 구동을 하는 것을 특징으로 한다.

다만, ECB 제어픽셀의 경우 수직전계를 위해 컬러필터 기판에 ITO 패터닝을 하게 되는데, 이럴 경우 공정수 증가로 이어지게 된다.

도 3은 상기 도 2에 도시된 어레이 기판과 이에 대향하는 컬러필터 기판이 합착된 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정표시장치를 개략적으로 나타내는 단면도로써, 상기 도 2에 도시된 어레이 기판의 A-A'선 및 B-B'선에 따라 절단한 액정표시장치의 단면을 나타내고 있다.

도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 어레이 기판(110)에는 상기 어레이 기판(110) 위에 종횡으로 배열되어 화소영역을 정의하는 게이트라인(116)과 데이터라인(117)이 형성되어 있으며, 상기 게이트라인(116)과 데이터라인(117)의 교차영역에는 스위칭소자인 박막 트랜지스터가 형성되어 있다.

이때, 도면에는 도시되지 않았지만 상기 박막 트랜지스터는 상기 게이트라인(116)의 일부를 구성하는 게이트전극, 상기 데이터라인(117)에 연결된 소오스전극 및 상기 화소전극에 연결된 드레인전극으로 구성되어 있다. 또한, 상기 박막 트랜지스터는 상기 게이트전극에 공급되는 게이트 전압에 의해 상기 소오스전극과 드레인전극 사이에 전도채널을 형성하는 액티브패턴을 포함한다.

상기와 같은 어레이 기판(110)은 화상표시 영역의 외곽에 형성된 실런트(미도시)에 의해 컬러필터 기판(105)과 대향하도록 합착되어 액정표시장치를 구성하게 된다.

이때, 상기 컬러필터 기판(105)은 적, 녹 및 청색의 색상을 구현하는 다수의 서브-컬러필터로 구성된 컬러필터(107)와 상기 서브-컬러필터 사이를 구분하고 액정층(130)을 투과하는 광을 차단하는 블랙매트릭스(106), 그리고 상기 블랙매트릭스(106)와 컬러필터(107)가 형성된 상기 컬러필터 기판(105) 전면(全面)에 형성된 오버코트층(overcoat layer)(109)으로 이루어져 있다.

또한, 상기 컬러필터 기판(105)의 배면에는 정전 방전(Electrostatic Discharge; ESD) 방지를 위한 배면 ITO(102)가 형성되어 있으며, 상기 ECB 제어픽셀의 서브-화소에는 수직전계를 형성하기 위해 ITO로 이루어진 공통전극(180')이 패터닝되어 있다. 그리고, 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 상기 컬러필터 기판(105)에는 4개의 서브-화소간 링크(link)를 위한 ITO가 패터닝되어 있다.

이와 같이 본 발명의 제 1 실시예에 따른 시야각 제어가 가능한 액정표시장치는 ECB 제어픽셀의 공통전극 및 서브-화소간 링크를 위한 ITO 패터닝에 높은 정밀도를 요구하는 노광기가 필요하며, 배면 ITO를 형성하기 위한 공정이 추가로 필요하게 된다.

또한, 상부 ITO와 하부 픽셀 사이의 오버레이(overlay) 변동에 따른 문제와 상부 ITO의 저항을 최소화하기 위한 메시(mesh) 구조의 설계가 필요하다.

이에 본 발명의 제 2 실시예의 시야각 제어가 가능한 액정표시장치는 배면 ITO 대신에 컬러필터 기판 전면(前面)에 ITO를 형성하여 공정을 단순화시키는 한편, ECB 제어픽셀의 경우 오버코트층을 제거하여 셀갭을 증가시키고 협시야각 모드에서 ECB 제어픽셀뿐만 아니라 RGB 컬러픽셀에서도 액정을 수직방향으로 틸트(tilt)시킴으로써 중간 계조(gray scale)에서 시야각 제어효과를 극대화시킬 수 있는데, 이하 도면을 참조하여 상기 본 발명의 제 2 실시예의 시야각 제어가 가능한 액정표시장치에 대해서 상세히 설명한다.

도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정표시장치를 개략적으로 나타내는 단면도로써, 컬러필터 기판의 구성 일부를 제외하고는 상기 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정표시장치와 실질적으로 동일한 구성요소로 이루어져 있다.

즉, 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 어레이 기판(210)에는 상기 어레이 기판(210) 위에 종횡으로 배열되어 화소영역을 정의하는 게이트라인(216)과 데이터라인(217)이 형성되어 있으며, 상기 게이트라인(216)과 데이터라인(217)의 교차영역에는 스위칭소자인 박막 트랜지스터가 형성되어 있다.

이때, 도면에는 도시되지 않았지만 상기 박막 트랜지스터는 상기 게이트라인(216)의 일부를 구성하는 게이트전극, 상기 데이터라인(217)에 연결된 소오스전극 및 상기 화소전극에 연결된 드레인전극으로 구성되어 있다. 또한, 상기 박막 트랜지스터는 상기 게이트전극에 공급되는 게이트 전압에 의해 상기 소오스전극과 드레인전극 사이에 전도채널을 형성하는 액티브패턴을 포함한다.

여기서, 도면부호 215a 및 215b는 각각 제 1 절연막과 제 2 절연막을 나타낸다.

상기와 같은 어레이 기판(210)은 화상표시 영역의 외곽에 형성된 실런트(미도시)에 의해 컬러필터 기판(205)과 대향하도록 합착되어 액정표시장치를 구성하게 된다.

이때, 상기 컬러필터 기판(205)은 적, 녹 및 청색의 색상을 구현하는 다수의 서브-컬러필터로 구성된 컬러필터(207)와 상기 서브-컬러필터 사이를 구분하고 액정층(230)을 투과하는 광을 차단하는 블랙매트릭스(206), 그리고 상기 블랙매트릭스(206)와 컬러필터(207)가 형성된 상기 컬러필터 기판(205) 위에 형성된 오버코트층(overcoat layer)(209)으로 이루어져 있다.

이때, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정표시장치는 ECB 제어픽셀의 서브-화소에는 상기 오버코트층(209)이 제거되어 있는 한편, 상기 컬러필터 기판(205)의 전면(前面)에는 정전 방전을 방지하는 동시에 상기 ECB 제어픽셀에 수직전계를 형성하기 위한 전면 ITO(201)가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

이와 같이 본 발명의 제 2 실시예에 따른 시야각 제어가 가능한 액정표시장치는 컬러필터 기판(205) 전면에 전면 ITO(201)를 증착함으로써 배면 ITO와 서브-화소간 링크를 위한 ITO 패터닝 공정이 불필요하여 공정을 단순화시킬 수 있으며, 이에 따라 불량률을 감소시킬 수 있게 된다.

또한, ECB 제어픽셀의 ITO 패터닝 공정이 불필요하며, 서브-화소간 ITO 연결을 위한 정밀한 노광기가 불필요하여 신규라인에 투입되는 장비를 최소화시킬 수 있게 된다.

또한, ECB 제어픽셀의 경우 오버코트층(209)을 제거함으로써 상기 RGB 컬러픽셀에 대해 1.0㎛이상 높은 셀갭(G)을 형성할 수 있으며, 협시야각 모드에서 ECB 제어픽셀뿐만 아니라 RGB 컬러픽셀에서도 액정을 수직방향으로 틸트시킴으로써 중간 계조에서 시야각 제어효과를 극대화시킬 수 있는데, 이를 다음의 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정표시장치의 제조방법을 통해 상세히 설명한다.

도 5a 내지 도 5e는 상기 도 4에 도시된 액정표시장치의 제조공정을 순차적으로 나타내는 단면도이다.

도 5a에 도시된 바와 같이, 유리와 같은 투명한 절연물질로 이루어진 컬러필터 기판(205)에 전면에 전면 ITO(201)를 증착한다.

다음으로, 도 5b에 도시된 바와 같이, 상기 전면 ITO(201)가 형성된 컬러필터 기판(205) 위에 불필요한 빛을 차단하기 위해 수지 또는 금속물질로 이루어진 블랙매트릭스(206)를 형성한다.

이후, 도 5c에 도시된 바와 같이, 상기 블랙매트릭스(206) 사이의 RGB 컬러픽셀의 화상표시 영역에 RGB 서브-컬러필터로 이루어진 컬러필터층(207)을 형성한다.

다음으로, 도 5d에 도시된 바와 같이, 상기 컬러필터 기판(205) 전면에 투명한 절연물질로 이루어진 오버코트층(209)을 형성한다.

이때, 상기 오버코트층(209)은 컬러필터층(207)이 형성된 컬러필터 기판(205)을 평탄화하고 안료 이온의 용출을 막기 위해 절연특성을 가지는 투명한 수지로 1.5㎛이상의 두께로 형성할 수 있으며, 특히 아크릴(Acryl)계 수지 또는 에폭시(epoxy)계 수지로 형성할 수 있다. 그리고, 상기 컬러필터층(207)을 구성하는 레진과 오버코트층(209)의 유전율은 4.0이하로 할 수 있다.

이때, 상기 본 발명의 제 2 실시예의 경우에는 상기 ECB 제어픽셀의 화상표시 영역에서 오버코트층(209)이 제거됨에 따라 ECB 제어픽셀의 셀갭이 증가하게 되며, 상기 블랙매트릭스(206)와 컬러필터층(207)이 매우 낮은 유전율을 가진 물질로 형성되는 경우에는 상기 오버코트층(209)을 형성하지 않을 수도 있다.

이와 같이 제작된 컬러필터 기판(205)은 도 5e에 도시된 바와 같이, 어레이공정을 통해 제작된 어레이 기판(210)과 대향하여 합착되어 액정표시장치를 형성하게 된다.

한편, 전술한 바와 같이 본 발명에서는 RGB 컬러픽셀을 포함하는 컬러필터 기판 전면에 전면 ITO가 형성됨에 따라 컬러필터 기판에 전압이 공급될 경우 상기 RGB 컬러픽셀도 중간 계조에서 시야각별 빛샘의 양을 조절할 수 있게 되어 시야각제어 효율을 극대화할 수 있게 되는데, 이를 다음의 액정표시장치의 구동방법을 통해 상세히 설명한다.

도 6a 및 도 6b는 본 발명에 따른 액정표시장치의 구동방법을 설명하기 위한 도면으로써, 각각 광시야각 및 협시야각을 구동하는 방법을 설명하고 있다.

이때, 상기 도 6a 및 도 6b는 RGB 컬러픽셀에서 액정표시장치의 구동방법을 나타내고 있으며, ECB 제어픽셀의 경우에는 수직전계에 의한 ECB 구동을 하게 된다.

우선, 광시야각을 구현하는 경우에는 도 6a에 도시된 바와 같이, 상부 컬러필터 기판(205)의 전면 ITO(201)가 전기적으로 플로팅(floating)되어 하부 어레이 기판(210)의 공통전극(208)과 화소전극(118) 사이의 수평전계로 IPS 구동을 하게 된다.

즉, 상기 RGB 컬러픽셀은 수평으로 초기 배향된 액정(230) 물질이 수평전계에 의해 IPS 구동을 하게 된다.

또한, 협시야각을 구현하는 경우에는 도 6b에 도시된 바와 같이, 상부 컬러필터 기판(205)의 전면 ITO(201)에 공통전압이 인가되어 하부 어레이 기판(210)의 공통전극(208)과 화소전극(118) 사이의 수평전계에 의해 IPS 구동을 하는 한편, 상기 전면 ITO(201)와 공통/화소전극(108, 118) 사이의 수직전계로 수평으로 배열된 액정(230)이 수직방향으로도 힘을 받아 수직방향으로 틸트 되게 된다.

즉, 상기 RGB 컬러픽셀은 수평으로 초기 배향된 액정(230) 물질이 수평전계에 의해 IPS 구동을 하는 동시에 수직전계에 의해 ECB 효과가 나타나게 된다.

이에 따라 협시야각 모드에서는 액정(230)이 좌우에서 굴절률 이방성을 가지게 되어 중간 계조에서 시야각 제어효과를 극대화시킬 수 있게 되며, 도 7을 참조하면, 낮은 계조에서 시야각 제어 효과가 발생되는 것을 알 수 있다.

본 발명은 액정표시장치뿐만 아니라 박막 트랜지스터를 이용하여 제작하는 다른 표시장치, 예를 들면 구동 트랜지스터에 유기전계발광소자(Organic Light Emitting Diodes; OLED)가 연결된 유기전계발광 디스플레이장치에도 이용될 수 있다.

상기한 설명에 많은 사항이 구체적으로 기재되어 있으나 이것은 발명의 범위를 한정하는 것이라기보다 바람직한 실시예의 예시로서 해석되어야 한다. 따라서 발명은 설명된 실시예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위와 특허청구범위에 균등한 것에 의하여 정하여져야 한다.

도 1은 일반적인 액정표시장치를 개략적으로 나타내는 분해사시도.

도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정표시장치의 어레이 기판 일부를 개략적으로 나타내는 평면도.

도 3은 상기 도 2에 도시된 어레이 기판과 이에 대향하는 컬러필터 기판이 합착된 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정표시장치를 개략적으로 나타내는 단면도.

도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정표시장치를 개략적으로 나타내는 단면도.

도 5a 내지 도 5e는 상기 도 4에 도시된 액정표시장치의 제조공정을 순차적으로 나타내는 단면도.

도 6a 및 도 6b는 본 발명에 따른 액정표시장치의 구동방법을 설명하기 위한 도면.

도 7은 본 발명에 따른 협시야각 모드에서, 시야각에 따른 휘도 변화를 나타내는 그래프.

** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 **

102 : 배면 ITO 105,205 : 컬러필터 기판

106,206 : 블랙매트릭스 107,207 : 컬러필터

110,210 : 어레이 기판 201 : 전면 ITO

208 : 공통전극 218 : 화소전극

Claims

RGB 컬러픽셀과 ECB 제어픽셀의 4개의 서브-화소로 구분되는 제 1 기판 및 제 2 기판을 제공하는 단계;

상기 제 1 기판의 서브-화소 각각에 박막 트랜지스터를 형성하는 단계;

상기 제 1 기판의 RGB 컬러픽셀의 서브-화소에 공통전극과 화소전극을 형성하는 단계;

상기 제 1 기판의 ECB 제어픽셀의 서브-화소에 화소전극을 형성하는 단계;

상기 제 2 기판 전면에 전면 ITO를 형성하는 단계;

상기 전면 ITO가 형성된 제 2 기판 위에 블랙매트릭스를 형성하는 단계;

상기 블랙매트릭스 사이의 RGB 컬러픽셀의 서브-화소에 컬러필터층을 형성하는 단계;

상기 ECB 제어픽셀을 제외한 상기 제 2 기판 전면에 오버코트층을 형성하는 단계; 및

상기 제 1 기판과 제 2 기판을 합착하는 단계를 포함하는 시야각 제어가 가능한 액정표시장치의 제조방법.
제 1 항에 있어서, 상기 컬러필터층과 오버코트층은 유전율이 4.0이하인 물질로 형성하는 것을 특징으로 하는 시야각 제어가 가능한 액정표시장치의 제조방법.
제 1 항에 있어서, 상기 오버코트층은 1.5㎛이상의 두께로 형성하는 것을 특징으로 하는 시야각 제어가 가능한 액정표시장치의 제조방법.
RGB 컬러픽셀과 ECB 제어픽셀의 4개의 서브-화소로 구분되는 제 1 기판 및 제 2 기판;

상기 제 1 기판의 서브-화소 각각에 형성된 박막 트랜지스터;

상기 제 1 기판의 RGB 컬러픽셀의 서브-화소에 형성된 공통전극과 화소전극;

상기 제 1 기판의 ECB 제어픽셀의 서브-화소에 형성된 화소전극;

상기 제 2 기판 전면에 형성된 전면 ITO;

상기 전면 ITO가 형성된 제 2 기판 위에 형성된 블랙매트릭스;

상기 블랙매트릭스 사이의 RGB 컬러픽셀의 서브-화소에 형성된 컬러필터층;

상기 ECB 제어픽셀을 제외한 상기 제 2 기판 전면에 형성된 오버코트층; 및

상기 제 1 기판과 제 2 기판 사이에 형성된 액정층을 포함하는 시야각 제어가 가능한 액정표시장치.
제 4 항에 있어서, 상기 컬러필터층과 오버코트층은 유전율이 4.0이하인 물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 시야각 제어가 가능한 액정표시장치.
제 4 항에 있어서, 상기 오버코트층은 1.5㎛이상의 두께를 가지는 것을 특징 으로 하는 시야각 제어가 가능한 액정표시장치.
제 4 항에 있어서, 상기 RGB 컬러픽셀은 수평으로 초기 배향된 액정층의 액정이 상기 제 1 기판의 공통전극과 화소전극 사이의 수평전계에 의해 IPS 구동을 하는 것을 특징으로 하는 시야각 제어가 가능한 액정표시장치.
제 4 항에 있어서, 상기 ECB 제어픽셀은 상기 제 1 기판의 화소전극과 제 2 기판의 전면 ITO 사이의 수직전계에 의해 ECB 구동을 하는 것을 특징으로 하는 시야각 제어가 가능한 액정표시장치.
제 7 항에 있어서, 광시야각을 구현하는 경우에는 상기 제 2 기판의 전면 ITO가 전기적으로 플로팅(floating)되어 상기 제 1 기판의 공통전극과 화소전극 사이의 수평전계로 IPS 구동을 하는 것을 특징으로 하는 시야각 제어가 가능한 액정표시장치.
제 7 항에 있어서, 협시야각을 구현하는 경우에는 상기 제 2 기판의 전면 ITO에 공통전압이 인가되어 상기 제 1 기판의 공통전극과 화소전극 사이의 수평전계에 의해 IPS 구동을 하는 한편, 상기 제 1 기판의 공통/화소전극과 상기 제 2 기판 사이의 수직전계로 수평으로 배열된 액정이 수직방향으로 틸트(tilt)되는 것을 특징으로 하는 시야각 제어가 가능한 액정표시장치.