KR20180075252A - 액정패널 및 이를 포함하는 액정표시장치 - Google Patents

액정패널 및 이를 포함하는 액정표시장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20180075252A
KR20180075252A KR1020160179365A KR20160179365A KR20180075252A KR 20180075252 A KR20180075252 A KR 20180075252A KR 1020160179365 A KR1020160179365 A KR 1020160179365A KR 20160179365 A KR20160179365 A KR 20160179365A KR 20180075252 A KR20180075252 A KR 20180075252A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
layer
liquid crystal
lens
gate
pixel region
Prior art date
Application number
KR1020160179365A
Other languages
English (en)
Inventor
최선욱
Original Assignee
엘지디스플레이 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 엘지디스플레이 주식회사 filed Critical 엘지디스플레이 주식회사
Priority to KR1020160179365A priority Critical patent/KR20180075252A/ko
Publication of KR20180075252A publication Critical patent/KR20180075252A/ko

Links

Images

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
    • G02F1/133526—Lenses, e.g. microlenses or Fresnel lenses
    • 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
    • G02F1/133345—Insulating layers
    • 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
    • G02F1/133357—Planarisation layers
    • 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
    • G02F1/1336—Illuminating devices
    • 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
    • G02F1/136—Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
    • G02F1/1362—Active matrix addressed cells
    • G02F1/136209—Light shielding layers, e.g. black matrix, incorporated in the active matrix substrate, e.g. structurally associated with the switching element
    • 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
    • G02F1/136—Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
    • G02F1/1362—Active matrix addressed cells
    • G02F1/136222—Colour filters incorporated in the active matrix substrate
    • 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
    • G02F1/136—Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
    • G02F1/1362—Active matrix addressed cells
    • G02F1/136286—Wiring, e.g. gate line, drain line
    • G02F2001/133357—
    • G02F2001/136222—

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)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)

Abstract

본 발명은, 서로 마주하는 제 1 및 제 2 기판과; 상기 제 1 기판 상에 위치하는 제 1 및 제 2 게이트 배선과; 상기 제 1 및 제 2 게이트 배선을 덮는 게이트 절연막과; 상기 게이트 절연막 상에 위치하며 상기 제 1 및 제 2 게이트 배선과 교차하여 화소영역을 정의하는 제 1 및 제 2 데이터 배선과; 상기 제 1 게이트 배선과 상기 제 1 데이터 배선에 연결되며 상기 화소영역에 위치하는 박막트랜지스터와; 상기 박막트랜지스터에 연결된 화소전극과; 상기 화소영역에 대응하는 렌즈 패턴을 포함하는 렌즈층과; 상기 렌즈층을 덮는 평탄화층과; 상기 제 2 기판 상에 위치하며 상기 제 1 및 제 2 데이터 배선과 상기 제 1 및 제 2 게이트 배선에 대응되는 블랙매트릭스와; 상기 제 2 기판 상에 위치하며 상기 화소영역에 대응되는 컬러필터층과; 상기 제 1 및 제 2 기판 중 어느 하나에 위치하는 공통전극과; 상기 제 1 및 제 2 기판 사이에 위치하는 액정층을 포함하는 액정패널을 제공한다.

Description

액정패널 및 이를 포함하는 액정표시장치{Liquid crystal panel and Liquid crystal display device including the same}
본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 높은 휘도를 갖는 액정패널 및 이를 포함하는 액정표시장치에 관한 것이다.
사회가 본격적인 정보화 시대로 접어듦에 따라 대량의 정보를 처리 및 표시하는 디스플레이(display) 분야가 급속도로 발전해 왔고, 이에 부응하여 액정표시장치(Liquid Crystal Display device: LCD), 유기발광표시장치(Organic Light Emitting display device: OLED) 등과 같은 다양한 평판표시장치가 개발되어 각광받고 있다.
예를 들어, 액정표시장치는 액정분자를 포함하는 액정층을 사이에 두고 합착된 상부 기판과 하부 기판을 포함하는 액정 패널을 필수 구성 요소로 포함하며, 화소 전극과 공통 전극 사이에 형성된 전계에 의해 액정층이 구동되어 영상을 표시한다.
액정표시장치 중에서 화소 전극과 공통 전극 간 수평 전계에 의해 액정층이 구동됨으로써 광시야각을 갖는 횡전계(in-plane switching) 방식 액정표시장치가 제안되었다.
도 1은 종래 횡전계 방식 액정표시장치용 어레이 기판의 개략적인 평면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 횡전계 방식 액정표시장치(1)용 어레이 기판은, 기판(미도시) 상에서 제 1 방향으로 연장되는 게이트 배선(12)과, 제 2 방향으로 연장되어 상기 게이트 배선과 교차함으로써 화소영역(P)을 정의하는 데이터 배선(30)과, 상기 게이트 배선(12) 및 상기 데이터 배선(30)에 연결된 박막트랜지스터(Tr)와, 상기 박막트랜지스터(Tr)에 연결된 화소 전극(50)과, 상기 화소 전극(50)과 교대로 배열되는 공통 전극(52)을 포함한다.
상기 박막트랜지스터(Tr)는 상기 게이트 배선(12)에 연결된 게이트 전극(14)과, 게이트 절연막(미도시)을 사이에 두고 상기 게이트 전극(14)과 중첩하는 반도체층(미도시)과, 상기 반도체층 상에 위치하며 상기 데이터 배선(30)에 연결된 소스 전극(32)과, 상기 반도체층 상에 위치하며 상기 소스 전극(32)과 이격하는 드레인 전극(34)을 포함한다.
이때, 상기 화소 전극(50)은 드레인 콘택홀(42)을 통해 상기 박막트랜지스터(Tr)의 드레인 전극(34)에 연결된다.
이와 같은 어레이 기판은 액정층을 사이에 두고 컬러필터 기판과 합착되어 액정패널을 이루며, 상기 액정패널의 하부에 백라이트 유닛이 구비되어 액정표시장치를 이룬다.
이때, 상기 화소 전극(50)과 상기 공통 전극(52) 사이에 형성되는 전계에 의해 상기 액정층이 구동되고, 상기 백라이트 유닛으로부터의 빛의 투과율이 조절되어 영상이 표시된다.
그런데, 종래 액정표시장치에서는 원하는 투과율을 얻을 수 없고 이에 따라 액정표시장치의 휘도가 저하되는 문제가 발생한다.
본 발명은, 액정표시장치의 투과율 및 휘도 저하 문제를 해결하고자 한다.
본 발명은, 서로 마주하는 제 1 및 제 2 기판과; 상기 제 1 기판 상에 위치하는 제 1 및 제 2 게이트 배선과; 상기 제 1 및 제 2 게이트 배선을 덮는 게이트 절연막과; 상기 게이트 절연막 상에 위치하며 상기 제 1 및 제 2 게이트 배선과 교차하여 화소영역을 정의하는 제 1 및 제 2 데이터 배선과; 상기 제 1 게이트 배선과 상기 제 1 데이터 배선에 연결되며 상기 화소영역에 위치하는 박막트랜지스터와; 상기 박막트랜지스터에 연결된 화소전극과; 상기 화소영역에 대응하는 렌즈 패턴을 포함하는 렌즈층과; 상기 렌즈층을 덮는 평탄화층과; 상기 제 2 기판 상에 위치하며 상기 제 1 및 제 2 데이터 배선과 상기 제 1 및 제 2 게이트 배선에 대응되는 블랙매트릭스와; 상기 제 2 기판 상에 위치하며 상기 화소영역에 대응되는 컬러필터층과; 상기 제 1 및 제 2 기판 중 어느 하나에 위치하는 공통전극과; 상기 제 1 및 제 2 기판 사이에 위치하는 액정층을 포함하는 액정패널을 제공한다.
또한, 본 발명은, 전술한 액정패널과, 상기 액정패널 하부에 위치하는 백라이트 유닛을 포함하는 액정표시장치를 제공한다.
본 발명에 따른 액정패널 및 액정표시장치에는, 어레이 기판 내에 화소영역에 대응되는 렌즈 패턴을 포함하는 렌즈층이 형성되어 게이트 배선, 데이터 배선 및 블랙매트릭스에 의한 투과율 또는 휘도 저하 문제를 해결할 수 있다.
또한, 렌즈층이 화소영역 경계에 대응하여 수평부를 포함하고 게이트 배선과 데이터 배선이 수평부에 대응하여 형성됨으로써, 별도의 평탄화층을 생략할 수 있다. 따라서, 액정표시장치의 제조 원가 및 제조 공정 증가를 최소화할 수 있다.
도 1은 종래 횡전계 방식 액정표시장치용 어레이 기판의 개략적인 평면도이다.
도 2는 종래 액정표시장치에서의 휘도 저하 문제를 설명하기 위한 액정표시장치의 개략적인 단면도이다.
도 3은 본 발명의 액정표시장치용 어레이 기판의 개략적인 평면도이다.
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정표시장치의 개략적인 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정표시장치의 개략적인 단면도이다.
도 6은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 액정표시장치의 개략적인 단면도이다.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 액정표시장치의 개략적인 단면도이다.
도 2는 종래 액정표시장치에서의 휘도 저하 문제를 설명하기 위한 액정표시장치의 개략적인 단면도이며 도 1의 II-II 선을 따라 절단한 단면도이다.
도 2를 참조하면, 액정표시장치(1)는 액정패널(10)과 상기 액정패널(10) 하부에 위치하는 백라이트 유닛(80)을 포함한다.
상기 액정패널(10)은 서로 마주하는 제 1 및 제 2 기판(10, 60)과 이들 사이에 개재되며 액정분자(72)를 포함하는 액정층(70)을 포함한다.
상기 제 1 기판(10)에는 게이트 배선(도 1의 12)과 게이트 전극(도 1의 14)이 형성되고, 게이트 절연막(16)이 상기 게이트 배선(12) 및 상기 게이트 전극(14)을 덮으며 형성된다.
또한, 상기 게이트 절연막(16) 상에는 반도체층(미도시), 데이터 배선(30), 소스 전극(도 1의 32), 드레인 전극(도 1의 34)이 형성된다.
상기 데이터 배선(30), 상기 소스 전극(32), 상기 드레인 전극(34)을 덮고 드레인 전극(34)을 노출하는 드레인 콘택홀(도 1의 42)을 갖는 보호층(40)이 형성되고, 상기 보호층(40) 상에 화소 전극(50)과 공통 전극(52)이 형성된다.
상기 제 2 기판(60)에는 상기 게이트 배선(12) 및 데이터 배선(30)에 대응하는 격자 형상의 블랙매트릭스(62)와, 상기 화소영역(도 1의 P)에 대응하는 컬러필터층(64)과 상기 컬러필터층(64)을 덮는 오버코트층(66)이 형성된다.
그런데, 상기 데이터 배선(30)이 형성된 영역(A)에서는 백라이트 유닛(80)으로부터의 빛이 차단되기 때문에, 액정표시장치(1)의 휘도가 감소한다.
또한, 상기 게이트 배선(12) 및 블랙매트릭스(62)가 형성된 영역에서도 빛 차단에 위한 액정표시장치(1)의 휘도 감소 문제가 발생한다.
이와 같은 문제의 해결을 위해, 본 발명은, 서로 마주하는 제 1 및 제 2 기판과; 상기 제 1 기판 상에 위치하는 제 1 및 제 2 게이트 배선과; 상기 제 1 및 제 2 게이트 배선을 덮는 게이트 절연막과; 상기 게이트 절연막 상에 위치하며 상기 제 1 및 제 2 게이트 배선과 교차하여 화소영역을 정의하는 제 1 및 제 2 데이터 배선과; 상기 제 1 게이트 배선과 상기 제 1 데이터 배선에 연결되며 상기 화소영역에 위치하는 박막트랜지스터와; 상기 박막트랜지스터에 연결된 화소전극과; 상기 화소영역에 대응하는 렌즈 패턴을 포함하는 렌즈층과; 상기 렌즈층을 덮는 평탄화층과; 상기 제 2 기판 상에 위치하며 상기 제 1 및 제 2 데이터 배선과 상기 제 1 및 제 2 게이트 배선에 대응되는 블랙매트릭스와; 상기 제 2 기판 상에 위치하며 상기 화소영역에 대응되는 컬러필터층과; 상기 제 1 및 제 2 기판 중 어느 하나에 위치하는 공통전극과; 상기 제 1 및 제 2 기판 사이에 위치하는 액정층을 포함하는 액정패널을 제공한다.
본 발명의 액정패널에 있어서, 상기 렌즈층과 상기 평탄화층은 상기 게이트 절연막과 상기 화소 전극 사이에 위치한다.
본 발명의 액정패널에 있어서, 상기 렌즈 패턴의 일단은 상기 제 1 데이터 배선 상에 위치하고, 상기 렌즈 패턴의 타단은 상기 제 2 데이터 배선 상에 위치한다.
본 발명의 액정패널에 있어서, 상기 렌즈 패턴의 일단은 상기 제 1 게이트 배선 상부에 위치하고, 상기 렌즈 패턴의 타단은 상기 제 2 게이트 배선 상부에 위치한다.
본 발명의 액정패널에 있어서, 상기 렌즈층은 상기 제 1 기판과 상기 게이트 절연막 사이에 위치한다.
본 발명의 액정패널에 있어서, 상기 렌즈층은 상기 화소영역의 경계에 대응하여 제 1 내지 제 4 수평부를 포함하고, 상기 제 1 및 제 2 데이터 배선과 상기 제 1 및 제 2 게이트 배선은 상기 제 1 내지 제 4 수평부에 대응하여 위치한다.
본 발명의 액정패널에 있어서, 상기 게이트 절연막은 상기 렌즈층과 상기 평탄화층 사이에 위치한다.
본 발명의 액정패널에 있어서, 상기 게이트 절연막은 상기 화소영역에서 곡률을 갖고 상기 제 1 내지 제 4 수평부에서 평탄하다.
본 발명의 액정패널에 있어서, 상기 평탄화층은 상기 렌즈층과 상기 게이트 절연막 사이에 위치한다.
본 발명의 액정패널에 있어서, 상기 렌즈층은 제 1 굴절률을 갖고, 상기 평탄화층은 상기 제 1 굴절률보다 작은 제 2 굴절률을 갖는다.
다른 관점에서, 본 발명은, 전술한 액정패널과; 상기 액정패널 하부에 위치하는 백라이트 유닛을 포함하는 액정표시장치를 제공한다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 설명한다.
도 3은 본 발명의 액정표시장치용 어레이 기판의 개략적인 평면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 액정표시장치(100)용 어레이 기판은, 기판(미도시) 상에서 제 1 방향으로 연장되는 게이트 배선(112)과, 제 2 방향으로 연장되어 상기 게이트 배선과 교차함으로써 화소영역(P)을 정의하는 데이터 배선(130)과, 상기 게이트 배선(112) 및 상기 데이터 배선(130)에 연결된 박막트랜지스터(Tr)와, 상기 박막트랜지스터(Tr)에 연결된 화소 전극(150)과, 상기 화소 전극(150)과 교대로 배열되는 공통 전극(152)을 포함한다.
상기 박막트랜지스터(Tr)는 게이트 전극(114)과, 게이트 절연막(미도시)을 사이에 두고 상기 게이트 전극(114)과 중첩하는 반도체층(미도시)과, 상기 반도체층 상에 위치하는 소스 전극(132)과, 상기 반도체층 상에 위치하며 상기 소스 전극(132)과 이격하는 드레인 전극(134)을 포함한다.
상기 게이트 전극(114)은 상기 게이트 배선(112)에 연결되고, 상기 소스 전극(132)은 상기 데이터 배선(130)에 연결된다.
이때, 상기 화소 전극(150)은 드레인 콘택홀(142)을 통해 상기 박막트랜지스터(Tr)의 드레인 전극(134)에 연결된다.
이와 같은 어레이 기판은 액정층을 사이에 두고 컬러필터 기판과 합착되어 액정패널을 이루며, 상기 액정패널의 하부에 백라이트 유닛이 구비되어 액정표시장치(1)를 이룬다.
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정표시장치의 개략적인 단면도이며, 도 3의 IV-IV 선을 따라 절단한 단면도이다.
도 3과 함께 도 4를 참조하면, 액정표시장치(100)는 액정패널(101)과 상기 액정패널(101) 하부에 위치하는 백라이트 유닛(200)을 포함한다.
상기 액정패널(101)은 서로 마주하는 제 1 및 제 2 기판(110, 160)과 이들 사이에 개재되며 액정분자(172)를 포함하는 액정층(170)을 포함한다.
상기 제 1 기판(110)에는 게이트 배선(112)과 게이트 전극(114)이 형성되고, 게이트 절연막(116)이 상기 게이트 배선(112) 및 상기 게이트 전극(114)을 덮으며 형성된다.
또한, 상기 게이트 절연막(116) 상에는 반도체층(미도시), 데이터 배선(130), 소스 전극(132), 드레인 전극(134)이 형성된다.
또한, 상기 데이터 배선(130), 상기 소스 전극(132), 상기 드레인 전극(134)을 덮고 상기 화소영역(P)에 대응하여 렌즈 패턴을 갖는 렌즈층(180)이 형성된다.
즉, 상기 렌즈층(180)의 렌즈 패턴 일단은 화소영역(P) 일측의 제 1 데이터 배선(130a) 상에 위치하고, 상기 렌즈층(180)의 렌즈 패턴 타단은 화소영역(P) 타측의 제 2 데이터 배선(130b) 상에 위치한다. 즉, 상기 렌즈 패턴은 상기 제 1 및 제 2 데이터 배선(130a, 130b) 사이에 위치하며 상기 제 1 및 제 2 데이터 배선(130a, 130b)과 접촉한다.
상기 렌즈층(180)의 렌즈 패턴은 상기 데이터 배선(130)의 연장 방향, 즉 제 2 방향을 따라 다수의 화소영역(P) 전체에 대응될 수 있다. 다시 말해, 상기 렌즈 패턴은 제 2 방향을 따라 배열된 하나의 화소라인 전체에 대응될 수 있다. 예를 들어, 상기 렌즈층(180)의 렌즈 패턴은 반 원기둥 형상일 수 있다.
이와 달리, 다수의 렌즈패턴이 서로 이격하며 다수의 화소영역(P) 각각에 대응될 수도 있다.
상기 렌즈층(180) 상에는 평탄한 상부면을 제공하는 보호층(140)이 형성되고, 상기 보호층(140) 및 상기 렌즈층(180)에는 상기 드레인 전극(134)을 노출하는 드레인 콘택홀(142)이 형성된다. 즉, 상기 렌즈층(180)에 의한 단차가 상기 보호층(140)에 의해 평탄화된다. 다시 말해, 상기 보호층(140)은 상기 렌즈층(180)에 대한 평탄화층 역할을 한다.
상기 렌즈층(180) 및 상기 보호층(140)은 서로 다른 유기절연물질로 이루어진다.
상기 렌즈층(180)은 제 1 굴절률을 갖고, 상기 보호층(140)은 상기 제 1 굴절률보다 작은 제 2 굴절률을 갖는다. 따라서, 상기 렌즈 패턴의 가장자리로 입사되는 빛은 렌즈층(182)에 의해 굴절되어 렌즈 패턴의 중앙을 향해 집광된다.
상기 보호층(140) 상에는 상기 드레인 콘택홀(142)을 통해 상기 드레인 전극(134)에 연결되는 화소 전극(150)과, 상기 화소 전극(150)과 교대로 배열되는 공통 전극(152)이 형성된다.
즉, 상기 렌즈층(180)과 상기 렌즈층(180)에 대한 평탄화층 역할을 하는 상기 보호층(140)은 상기 게이트 절연막(116)과 상기 화소 전극(150) 사이에 위치한다.
상기 제 2 기판(160) 상에는, 상기 게이트 배선(112) 및 데이터 배선(130)에 대응하는 격자 형상의 블랙매트릭스(162)와, 상기 화소영역(P)에 대응하는 컬러필터층(164)과, 상기 컬러필터층(164)을 덮는 오버코트층(166)이 형성된다.
상기 블랙매트릭스(162)는 상기 제 1 및 제 2 데이터 배선(130a, 130b) 각각에 대응되는 제 1 및 제 2 블랙매트릭스(162a, 162b)를 포함한다. 또한, 상기 컬러필터층(164)은 적색, 녹색 및 청색 컬러필터패턴을 포함할 수 있다. 한편, 상기 오버코트층(166)은 생략될 수 있다.
도 4에서, 화소 전극(150)과 공통 전극(152) 각각이 바 형상을 갖고 교대로 배열되는 것이 보여지고 있다. 이와 달리, 상기 화소 전극(150)과 상기 공통 전극(152)이 서로 다른 층에 형성되는 판 형상을 갖고 이중 어느 하나는 적어도 하나의 개구를 포함하여, 이른바 프린지 필드(fringe field switching) 모드 전극 구조를 가질 수 있다. 또한, 상기 화소 전극(150)과 공통 전극(152)은 판 형상을 갖고, 공통 전극(152)은 제 2 기판(160) 상에 형성될 수도 있다.
도시하지 않았으나, 상기 제 1 및 제 2 기판(110, 160) 각각의 외측에는 서로 수직한 투과축을 갖는 제 1 및 제 2 편광판이 부착되고, 상기 제 1 및 제 2 기판(110, 160) 각각의 상부에는 상기 액정분자(172)의 초기 배열을 결정하기 위한 제 1 및 제 2 배향막이 형성될 수 있다. 또한, 상기 제 1 및 제 2 기판(110, 160)의 가장자리에는 액정층(170)의 누설을 방지하기 위한 씰패턴이 형성될 수 있다.
상기 백라이트 유닛(200)은 상기 액정패널(101)의 하부에 위치한다.
예를 들어, 상기 백라이트 유닛(200)은 액정패널(101) 하부에 위치하는 도광판과, 상기 도광판의 적어도 일측에 위치하는 광원과, 상기 광원과 상기 액정패널(101) 사이에 위치하는 광학시트와, 상기 도광판 하부에 위치하는 반사판을 포함할 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정표시장치(100)에서는, 어레이 기판 내부에 위치하며 인접한 제 1 및 제 2 데이터 배선(130a, 130b) 사이의 렌즈 패턴을 포함하는 상기 렌즈층(180)에 의해 제 1 및 제 2 블랙매트릭스(162a, 162b)로 입사되는 빛이 화소영역(P) 내로 집광된다.
따라서, 제 1 및 제 2 데이터 배선(130a, 130b)에 대응되는 제 1 및 제 2 블랙매트릭스(162a, 162b)에 의한 액정표시장치(100)의 휘도 감소 문제가 방지된다.
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정표시장치의 개략적인 단면도이며, 도 3의 V-V 선을 따라 절단한 단면도이다.
도 3과 함께 도 5를 참조하면, 액정표시장치(100)는 액정패널(101)과 상기 액정패널(101) 하부에 위치하는 백라이트 유닛(200)을 포함한다.
상기 액정패널(101)은 서로 마주하는 제 1 및 제 2 기판(110, 160)과 이들 사이에 개재되며 액정분자(172)를 포함하는 액정층(170)을 포함한다.
상기 제 1 기판(110)에는 게이트 배선(112)과 게이트 전극(114)이 형성되고, 게이트 절연막(116)이 상기 게이트 배선(112) 및 상기 게이트 전극(114)을 덮으며 형성된다.
또한, 상기 게이트 절연막(116) 상에는 반도체층(미도시), 데이터 배선(130), 소스 전극(132), 드레인 전극(134)이 형성된다.
또한, 상기 데이터 배선(130), 상기 소스 전극(132), 상기 드레인 전극(134)을 덮고 상기 화소영역(P)에 대응하여 렌즈 패턴을 갖는 렌즈층(180)이 형성된다.
상기 렌즈층(180)의 렌즈 패턴 일단은 화소영역(P) 일측의 제 1 게이트 배선(112a) 상부에 위치하고, 상기 렌즈층(180)의 렌즈 패턴 타단은 화소영역(P) 타측의 제 2 게이트 배선(112b) 상부에 위치한다. 즉, 상기 렌즈 패턴의 끝은 상기 제 1 및 제 2 게이트 배선(112a, 112b)과 게이트 절연막(116)을 개재하여 중첩한다.
상기 렌즈 패턴은 상기 제 1 및 제 2 게이트 배선(112a, 112b) 사이에 위치하며 상기 게이트 절연막(116)과 접촉한다.
상기 렌즈층(180)의 렌즈 패턴은 상기 게이트 배선(112)의 연장 방향, 즉 제 1 방향을 따라 다수의 화소영역(P) 전체에 대응될 수 있다. 다시 말해, 상기 렌즈 패턴은 제 1 방향을 따라 배열된 하나의 화소라인 전체에 대응될 수 있다. 예를 들어, 상기 렌즈층(180)의 렌즈 패턴은 반 원기둥 형상일 수 있다.
이와 달리, 다수의 렌즈 패턴이 서로 이격하며 다수의 화소영역(P) 각각에 대응될 수도 있다.
상기 렌즈층(180) 상에는 평탄한 상부면을 제공하는 보호층(140)이 형성되고, 상기 보호층(140) 및 상기 렌즈층(180)에는 상기 드레인 전극(134)을 노출하는 드레인 콘택홀(142)이 형성된다. 즉, 상기 렌즈층(180)에 의한 단차가 상기 보호층(140)에 의해 평탄화된다. 다시 말해, 상기 보호층(140)은 상기 렌즈층(180)에 대한 평탄화층 역할을 한다.
상기 렌즈층(180) 및 상기 보호층(140)은 서로 다른 유기물질로 이루어진다.
상기 렌즈층(180)은 제 1 굴절률을 갖고, 상기 보호층(140)은 상기 제 1 굴절률보다 작은 제 2 굴절률을 갖는다. 따라서, 상기 렌즈 패턴의 가장자리로 입사되는 빛은 렌즈층(182)에 의해 굴절되어 렌즈 패턴의 중앙을 향해 집광된다.
상기 보호층(140) 상에는 상기 드레인 콘택홀(142)을 통해 상기 드레인 전극(134)에 연결되는 화소 전극(150)과, 상기 화소 전극(150)과 교대로 배열되는 공통 전극(152)이 형성된다.
즉, 상기 렌즈층(180)과 상기 렌즈층(180)에 대한 평탄화층 역할을 하는 상기 보호층(140)은 상기 게이트 절연막(116)과 상기 화소 전극(150) 사이에 위치한다.
상기 제 2 기판(160) 상에는, 상기 게이트 배선(112) 및 데이터 배선(130)에 대응하는 격자 형상의 블랙매트릭스(162)와, 상기 화소영역(P)에 대응하는 컬러필터층(164)과, 상기 컬러필터층(164)을 덮는 오버코트층(166)이 형성된다.
상기 블랙매트릭스(162)는 상기 제 1 및 제 2 게이트 배선(112a, 112b) 각각에 대응되는 제 3 및 제 4 블랙매트릭스(162c, 162d)를 포함한다. 또한, 상기 컬러필터층(164)은 적색, 녹색 및 청색 컬러필터패턴을 포함할 수 있다. 한편, 상기 오버코트층(166)은 생략될 수 있다.
도 5에서, 화소 전극(150)과 공통 전극(152) 각각이 바 형상을 갖고 교대로 배열되는 것이 보여지고 있다. 이와 달리, 상기 화소 전극(150)과 상기 공통 전극(152)이 서로 다른 층에 형성되는 판 형상을 갖고 이중 어느 하나는 적어도 하나의 개구를 포함하여, 이른바 프린지 필드(fringe field switching) 모드 전극 구조를 가질 수 있다. 또한, 상기 화소 전극(150)과 공통 전극(152)은 판 형상을 갖고, 공통 전극(152)은 제 2 기판(160) 상에 형성될 수도 있다.
도시하지 않았으나, 상기 제 1 및 제 2 기판(110, 160) 각각의 외측에는 서로 수직한 투과축을 갖는 제 1 및 제 2 편광판이 부착되고, 상기 제 1 및 제 2 기판(110, 160) 각각의 상부에는 상기 액정분자(172)의 초기 배열을 결정하기 위한 제 1 및 제 2 배향막이 형성될 수 있다. 또한, 상기 제 1 및 제 2 기판(110, 160)의 가장자리에는 액정층(170)의 누설을 방지하기 위한 씰패턴이 형성될 수 있다.
상기 백라이트 유닛(200)은 상기 액정패널(101)의 하부에 위치한다.
예를 들어, 상기 백라이트 유닛(200)은 액정패널(101) 하부에 위치하는 도광판과, 상기 도광판의 적어도 일측에 위치하는 광원과, 상기 광원과 상기 액정패널(101) 사이에 위치하는 광학시트와, 상기 도광판 하부에 위치하는 반사판을 포함할 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정표시장치(100)에서는, 어레이 기판 내부에 위치하며 인접한 제 1 및 제 2 게이트 배선(112a, 112b) 사이의 렌즈 패턴을 포함하는 상기 렌즈층(180)에 의해 제 3 및 제 4 블랙매트릭스(162c, 162d)에 대응되는 영역의 빛이 화소영역(P) 내로 집광된다.
따라서, 제 1 및 제 2 게이트 배선(112a, 112b)에 대응되는 제 3 및 제 4 블랙매트릭스(162c, 162d)에 의한 액정표시장치(100)의 휘도 감소 문제가 방지된다.
도 6은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 액정표시장치의 개략적인 단면도이며, 도 3의 VI-VI 선을 따라 절단한 단면도이다.
도 3과 함께 도 6을 참조하면, 액정표시장치(100)는 액정패널(101)과 상기 액정패널(101) 하부에 위치하는 백라이트 유닛(200)을 포함한다.
상기 액정패널(101)은 서로 마주하는 제 1 및 제 2 기판(110, 160)과 이들 사이에 개재되며 액정분자(172)를 포함하는 액정층(170)을 포함한다.
상기 제 1 기판(110) 상에는, 데이터 배선(130) 방향을 따라 연장된 다수의 렌즈 패턴을 포함하는 렌즈층(182)이 형성된다. 즉, 상기 렌즈층(182)의 렌즈 패턴 각각은 제 1 및 제 2 데이터 배선(130a, 130b) 사이에 위치하도록 형성된다.
예를 들어, 상기 렌즈층(182)의 렌즈 패턴은 반 원기둥 형상일 수 있다.
상기 렌즈층(182) 상에는 평탄한 상부면을 제공하는 평탄화층(184)이 형성된다. 즉, 상기 렌즈층(182)에 의한 단차가 상기 평탄화층(184)에 의해 평탄화된다.
상기 렌즈층(182) 및 상기 평탄화층(184)은 서로 다른 유기물질로 이루어진다.
상기 렌즈층(182)은 제 1 굴절률을 갖고, 상기 평탄화층(184)은 상기 제 1 굴절률보다 작은 제 2 굴절률을 갖는다. 따라서, 상기 렌즈 패턴의 가장자리로 입사되는 빛은 렌즈층(182)에 의해 굴절되어 렌즈 패턴의 중앙을 향해 집광된다.
상기 평탄화층(184) 상에는, 게이트 배선(112)과 게이트 전극(114)이 형성되고, 게이트 절연막(116)이 상기 게이트 배선(112) 및 상기 게이트 전극(114)을 덮으며 형성된다.
즉, 상기 렌즈층(182)과 상기 평탄화층(184)은 상기 제 1 기판(110)과 상기 게이트 절연막(116) 사이에 위치한다.
또한, 상기 게이트 절연막(116) 상에는 반도체층(미도시), 데이터 배선(130), 소스 전극(132), 드레인 전극(134)이 형성된다.
상기 데이터 배선(130)은 화소영역(P)의 양 측에 대응되는 제 1 및 제 2 데이터 배선(130a, 130b)을 포함한다. 상기 제 1 데이터 배선(130a)은 상기 렌즈층(182)의 렌즈 패턴 일단 상부에 위치하고, 상기 제 2 데이터 배선(130b)은 상기 렌즈층(182)의 렌즈 패턴 타단 상부에 위치한다. 즉, 상기 제 1 데이터 배선(130a)과 상기 렌즈층(182)의 렌즈 패턴 일단은 평탄화층(184)과 게이트 절연막(116)을 개재하여 서로 중첩하고, 상기 제 2 데이터 배선(130b)과 상기 렌즈층(182)의 렌즈 패턴 타단은 평탄화층(184)과 게이트 절연막(116)을 개재하여 서로 중첩한다.
또한, 상기 데이터 배선(130), 상기 소스 전극(132), 상기 드레인 전극(134)을 덮고 상기 드레인 전극(134)을 노출하는 드레인 콘택홀(142)을 갖는 보호층(140)이 형성된다.
상기 보호층(140) 상에는 상기 드레인 콘택홀(142)을 통해 상기 드레인 전극(134)에 연결되는 화소 전극(150)과, 상기 화소 전극(150)과 교대로 배열되는 공통 전극(152)이 형성된다.
상기 제 2 기판(160) 상에는, 상기 게이트 배선(112) 및 데이터 배선(130)에 대응하는 격자 형상의 블랙매트릭스(162)와, 상기 화소영역(P)에 대응하는 컬러필터층(164)과 상기 컬러필터층(164)을 덮는 오버코트층(166)이 형성된다.
상기 블랙매트릭스(162)는 상기 제 1 및 제 2 데이터 배선(130a, 130b) 각각에 대응되는 제 1 및 제 2 블랙매트릭스(162a, 162b)를 포함한다. 또한, 상기 컬러필터층(164)은 적색, 녹색 및 청색 컬러필터패턴을 포함할 수 있다. 한편, 상기 오버코트층(166)은 생략될 수 있다.
도 6에서, 화소 전극(150)과 공통 전극(152) 각각이 바 형상을 갖고 교대로 배열되는 것이 보여지고 있다. 이와 달리, 상기 화소 전극(150)과 상기 공통 전극(152)이 서로 다른 층에 형성되는 판 형상을 갖고 이중 어느 하나는 적어도 하나의 개구를 포함하여, 이른바 프린지 필드(fringe field switching) 모드 전극 구조를 가질 수 있다. 또한, 상기 화소 전극(150)과 공통 전극(152)은 판 형상을 갖고, 공통 전극(152)은 제 2 기판(160) 상에 형성될 수도 있다.
도시하지 않았으나, 상기 제 1 및 제 2 기판(110, 160) 각각의 외측에는 서로 수직한 투과축을 갖는 제 1 및 제 2 편광판이 부착되고, 상기 제 1 및 제 2 기판(110, 160) 각각의 상부에는 상기 액정분자(172)의 초기 배열을 결정하기 위한 제 1 및 제 2 배향막이 형성될 수 있다. 또한, 상기 제 1 및 제 2 기판(110, 160)의 가장자리에는 액정층(170)의 누설을 방지하기 위한 씰패턴이 형성될 수 있다.
상기 백라이트 유닛(200)은 상기 액정패널(101)의 하부에 위치한다.
예를 들어, 상기 백라이트 유닛(200)은 액정패널(101) 하부에 위치하는 도광판과, 상기 도광판의 적어도 일측에 위치하는 광원과, 상기 광원과 상기 액정패널(101) 사이에 위치하는 광학시트와, 상기 도광판 하부에 위치하는 반사판을 포함할 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 액정표시장치(100)에서는, 어레이 기판 내부에 위치하며 인접한 제 1 및 제 2 데이터 배선(130a, 130b) 사이의 렌즈 패턴을 포함하는 상기 렌즈층(180)에 의해 제 1 및 제 2 데이터 배선(130a, 130b)과 제 1 및 제 2 블랙매트릭스(162a, 162b)로 입사되는 빛이 화소영역(P) 내로 집광된다.
따라서, 제 1 및 제 2 데이터 배선(130a, 130b) 및 제 1 및 제 2 데이터 배선(130a, 130b) 에 대응되는 제 1 및 제 2 블랙매트릭스(162a, 162b)에 의한 액정표시장치(100)의 휘도 감소 문제가 방지된다.
도 6에서 렌즈층(182)의 렌즈 패턴이 데이터 배선(130)과 평행한 것이 보여지고 있으나, 렌즈층(182)의 렌즈 패턴은 게이트 배선(도 3의 112)에 평행하게 연장될 수 있다.
즉, 상기 렌즈층(182)의 렌즈 패턴 일단이 제 1 게이트 배선(112a) 하부에 위치하고, 상기 렌즈층(182)의 렌즈 패턴 타단이 상기 제 2 게이트 배선(112b) 하부에 위치할 수 있다. 다시 말해, 즉, 상기 제 1 게이트 배선(112a)과 상기 렌즈층(182)의 렌즈 패턴 일단은 평탄화층(184)을 개재하여 서로 중첩하고, 상기 제 2 게이트 배선(112b)과 상기 렌즈층(182)의 렌즈 패턴 타단은 평탄화층(184)을 개재하여 서로 중첩할 수 있다.
이 경우, 상기 렌즈층(182)에 의해 제 1 및 제 2 게이트 배선(112a, 112b)과 제 1 및 제 2 게이트 배선(112a, 112b)에 대응되는 제 3 및 제 4 블랙매트릭스(162c, 162d)로 입사되는 빛이 화소영역(P) 내로 집광되며, 제 1 및 제 2 게이트 배선(112a, 112b)과 제 3 및 제 4 블랙매트릭스(162c, 162d)에 의한 액정표시장치(100)의 휘도 감소 문제가 방지된다.
렌즈층 추가에 의한 투과율(휘도)를 측정하여 아래 표1에 기재하였다.
데이터 배선 상에 렌즈를 형성하는 실험예1(Ex1) 및 게이트 배선 하부에 렌즈를 형성하는 실험예2(Ex) 각각에 대하여 데이터 배선을 따라 다수의 화소영역에 렌즈가 형성되는 경우(case1), 게이트 배선을 따라 다수의 화소영역에 렌즈가 형성되는 경우(case2) 및 각 화소영역에 렌즈가 형성되는 경우(case)에서의 투과율을 측정하였다.
[표1]
Figure pat00001
표1에서 보여지는 바와 같이, 렌즈층 없는 액정표시장치에 비해 렌즈층을 포함하는 액정표시장치의 투과율(휘도)이 증가하였다. 특히, 렌즈층이 각 화소영역에 대응하여 게이트 배선 하부에 위치하는 경우(Ex2-Case3)에서 가장 높은 투과율을 갖는다.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 액정표시장치의 개략적인 단면도이며, 각각은 도 3의 VIIa-VIIa, VIIb-VIIb 선을 따라 절단한 단면도이다.
도 3과 함께 도 7a 및 도 7b를 참조하면, 액정표시장치(100)는 액정패널(101)과 상기 액정패널(101) 하부에 위치하는 백라이트 유닛(200)을 포함한다.
상기 액정패널(101)은 서로 마주하는 제 1 및 제 2 기판(110, 160)과 이들 사이에 개재되며 액정분자(172)를 포함하는 액정층(170)을 포함한다.
상기 제 1 기판(110) 상에는, 각 화소영역(P)에 대응되는 렌즈 패턴을 포함하는 렌즈층(186)이 형성된다. 즉, 상기 렌즈층(186)의 렌즈 패턴 각각은 제 1 및 제 2 데이터 배선(130a, 130b) 사이 및 제 1 및 제 2 게이트 배선(112a, 112b) 사이에 위치하도록 형성된다. 즉, 상기 렌즈 패턴 각각은 화소영역(P) 각각에 대응하여 돔 형상을 갖는다.
상기 렌즈 패턴은 상기 화소영역(P)의 경계에 대응하여 제 1 내지 제 4 수평부(192, 194, 196, 198)를 갖는다. 즉, 제 1 렌즈 패턴과 상하좌우로 인접한 제 2 내지 제 5 렌즈 패턴이 배열된 경우, 상기 제 1 렌즈 패턴과 상기 제 2 내지 제 5 렌즈 패턴 사이에 상기 제 1 내지 제 4 수평부(192, 194, 196, 198)가 형성된다.
상기 렌즈층(186)은 상기 제 1 기판(110) 상에 형성되며, 상기 렌즈 패턴은 상기 제 1 기판(110)을 덮고 상기 제 1 내지 제 4 수평부(192, 194, 196, 198)를 통해 상기 제 1 기판(110)이 노출된다.
상기 제 3 및 제 4 수평부(196, 198)에는 제 1 및 제 2 게이트 배선(112a, 112b)이 형성된다. 즉, 상기 제 3 및 제 4 수평부(196, 198)는 상기 제 1 및 제 2 게이트 배선(112a, 112b)의 연장방향인 제 1 방향을 따라 형성되고, 상기 제 1 및 제 2 게이트 배선(112a, 112b)은 상기 제 1 기판(110)과 접촉하며 형성된다.
또한, 각 화소영역(P)에는 상기 게이트 배선(112)로부터 연장되는 게이트 전극(114)이 형성된다.
상기 렌즈층(186)과 상기 제 1 및 제 2 게이트 배선(112a, 112b) 및 상기 게이트 전극(114)를 덮으며 게이트 절연막(116)이 형성된다. 즉, 상기 렌즈층(186)은 상기 제 1 기판(110)과 상기 게이트 절연막(116) 사이에 위치한다.
상기 게이트 절연막(116)은 상기 제 1 및 제 2 수평부(192, 194)에서 평탄한 상부면을 갖는다. 즉, 상기 게이트 절연막(116)은 화소영역(P)에서 렌즈 패턴 상에 위치하여 렌즈 형상의 곡률을 갖는 반면, 화소영역(P) 경계의 제 1 및 제 2 수평부(192, 194)에서 평탄한 상부면을 갖는다.
상기 렌즈층(186)은 유기절연물질로 이루어지고, 상기 게이트 절연막(116)은 무기절연물질로 이루어질 수 있다. 이때, 상기 렌즈층(186)은 제 1 굴절률을 갖고, 상기 게이트 절연막(116)은 상기 제 1 굴절률보다 작은 제 2 굴절률을 갖는다. 따라서, 상기 렌즈 패턴의 가장자리로 입사되는 빛은 렌즈층(186)에 의해 굴절되어 렌즈 패턴의 중앙을 향해 집광된다.
상기 제 3 및 제 4 수평부(196, 198) 없이 상기 렌즈층(186)의 렌즈 패턴이 서로 연결되며 형성되는 경우, 상기 제 1 및 제 2 게이트 배선(112a, 112b)에는 단차가 발생하기 때문에 단선이 문제가 발생할 수 있다. 그러나, 본 발명의 렌즈층(186)에서는 인접한 렌즈 패턴 사이에 제 3 및 제 4 수평부(196, 198)가 형성되기 때문에, 단차에 의한 제 1 및 제 2 게이트 배선(112a, 112b)의 단선 문제는 발생하지 않는다.
즉, 도 6에서와 같이 렌즈층(182)을 게이트 배선(112) 하부에 형성하는 경우, 단차를 없애기 위한 평탄화층(184)이 형성되어야 한다. 다시 말해, 렌즈층(182) 형성을 위해서는 두 절연막(렌즈층(182)과 평탄화층(184))이 추가로 형성되어야 한다.
그러나, 제 4 실시예에 따른 액정표시장치(100)에서는, 렌즈층(186)이 제 1내지 제 4 수평부(192, 194, 196, 198)를 포함하기 때문에, 별도의 평탄화층을 생략할 수 있다.
상기 게이트 절연막(116) 상에는 상기 게이트 전극(114)에 대응하여 반도체층(미도시)이 형성된다.
또한, 상기 게이트 절연막(116)에는 상기 제 1 및 제 2 수평부(192, 194)에 대응하여 제 1 및 제 2 데이터 배선(130a, 130b)이 형성된다. 즉, 상기 제 1 및 제 2 수평부(192, 194)는 상기 제 1 및 제 2 데이터 배선(130a, 130b)의 연장방향인 제 2 방향을 따라 형성된다.
상기 제 1 및 제 2 데이터 배선(130a, 130b) 하부에 상기 렌즈층(186)에 의한 단차를 없애기 위한 평탄화층이 존재하지 않지만, 상기 렌즈층(186)의 제 1 및 제 2 수평부(192, 194)에 의해 상기 제 1 및 제 2 데이터 배선(130a, 130b)의 단선 문제는 발생하지 않는다.
또한, 각 화소영역(P)에는, 상기 데이트 배선(130)로부터 연장되는 소스 전극(132)이 상기 반도체층 상에 형성되고, 상기 소스 전극(132)과 이격하는 드레인 전극(134)이 상기 반도체층 상에 형성된다.
상기 데이터 배선(130), 상기 소스 전극(132), 상기 드레인 전극(134)을 덮고 상기 드레인 전극(134)을 노출하는 드레인 콘택홀(142)을 갖는 보호층(140)이 형성된다. 상기 렌즈층(186)에 의한 단차가 상기 보호층(140)에 의한 평탄화된다.
상기 보호층(140) 상에는 상기 드레인 콘택홀(142)을 통해 상기 드레인 전극(134)에 연결되는 화소 전극(150)과, 상기 화소 전극(150)과 교대로 배열되는 공통 전극(152)이 형성된다.
상기 제 2 기판(160) 상에는, 상기 게이트 배선(112) 및 데이터 배선(130)에 대응하는 격자 형상의 블랙매트릭스(162)와, 상기 화소영역(P)에 대응하는 컬러필터층(164)과 상기 컬러필터층(164)을 덮는 오버코트층(166)이 형성된다.
상기 블랙매트릭스(162)는 상기 제 1 및 제 2 데이터 배선(130a, 130b), 상기 제 1 및 제 2 게이트 배선(112a, 112b) 각각에 대응되는 제 1 내지 제 4 블랙매트릭스(162a, 162b, 162c, 162d)를 포함한다. 또한, 상기 컬러필터층(164)은 적색, 녹색 및 청색 컬러필터패턴을 포함할 수 있다. 한편, 상기 오버코트층(166)은 생략될 수 있다.
도 7a 및 도 7b에서, 화소 전극(150)과 공통 전극(152) 각각이 바 형상을 갖고 교대로 배열되는 것이 보여지고 있다. 이와 달리, 상기 화소 전극(150)과 상기 공통 전극(152)이 서로 다른 층에 형성되는 판 형상을 갖고 이중 어느 하나는 적어도 하나의 개구를 포함하여, 이른바 프린지 필드(fringe field switching) 모드 전극 구조를 가질 수 있다. 또한, 상기 화소 전극(150)과 공통 전극(152)은 판 형상을 갖고, 공통 전극(152)은 제 2 기판(160) 상에 형성될 수도 있다.
도시하지 않았으나, 상기 제 1 및 제 2 기판(110, 160) 각각의 외측에는 서로 수직한 투과축을 갖는 제 1 및 제 2 편광판이 부착되고, 상기 제 1 및 제 2 기판(110, 160) 각각의 상부에는 상기 액정분자(172)의 초기 배열을 결정하기 위한 제 1 및 제 2 배향막이 형성될 수 있다. 또한, 상기 제 1 및 제 2 기판(110, 160)의 가장자리에는 액정층(170)의 누설을 방지하기 위한 씰패턴이 형성될 수 있다.
상기 백라이트 유닛(200)은 상기 액정패널(101)의 하부에 위치한다.
예를 들어, 상기 백라이트 유닛(200)은 액정패널(101) 하부에 위치하는 도광판과, 상기 도광판의 적어도 일측에 위치하는 광원과, 상기 광원과 상기 액정패널(101) 사이에 위치하는 광학시트와, 상기 도광판 하부에 위치하는 반사판을 포함할 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 제 4 실시예에 따른 액정표시장치(100)에서는, 어레이 기판 내부에 위치하며 인접한 제 1 및 제 2 데이터 배선(130a, 130b)과 제 1 및 제 2 게이트 배선(112a, 112b)에 의한 둘러싸인 영역 내의 렌즈 패턴을 포함하는 상기 렌즈층(186)에 의해 제 1 및 제 2 데이터 배선(130a, 130b), 제 1 및 제 2 게이트 배선(112a, 112b), 제 1 내지 제 4 블랙매트릭스(162a, 162b, 162c, 162d)로 입사되는 빛이 화소영역(P) 내로 집광된다.
따라서, 제 1 및 제 2 데이터 배선(130a, 130b), 제 1 및 제 2 게이트 배선(112a, 112b), 제 1 내지 제 4 블랙매트릭스(162a, 162b, 162c, 162d)에 의한 액정표시장치(100)의 휘도 감소 문제가 방지된다.
또한, 상기 렌즈층(186)은 제 1 및 제 2 데이터 배선(130a, 130b)과 제 1 및 제 2 게이트 배선(112a, 112b)에 대응하는 제 1 내지 제 4 수평부(192, 194, 196, 198)을 포함하기 때문에, 별도의 평탄화층 없이 제 1 및 제 2 데이터 배선(130a, 130b)과 제 1 및 제 2 게이트 배선(112a, 112b)의 단선 문제를 방지할 수 있다. 따라서, 액정표시장치(100)의 제조 원가 및 제조 공정의 증가를 최소화할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100: 액정표시장치 101: 액정패널
110, 160: 기판 112, 112a, 112b: 게이트 배선
130, 130a, 130b: 데이터 배선 162, 162a, 162b, 162c, 162d: 블랙매트릭스
180, 182, 186: 렌즈층 184: 평탄화층
192, 194, 196, 198: 수평부 200: 백라이트 유닛

Claims (11)

  1. 서로 마주하는 제 1 및 제 2 기판과;
    상기 제 1 기판 상에 위치하는 제 1 및 제 2 게이트 배선과;
    상기 제 1 및 제 2 게이트 배선을 덮는 게이트 절연막과;
    상기 게이트 절연막 상에 위치하며 상기 제 1 및 제 2 게이트 배선과 교차하여 화소영역을 정의하는 제 1 및 제 2 데이터 배선과;
    상기 제 1 게이트 배선과 상기 제 1 데이터 배선에 연결되며 상기 화소영역에 위치하는 박막트랜지스터와;
    상기 박막트랜지스터에 연결된 화소전극과;
    상기 화소영역에 대응하는 렌즈 패턴을 포함하는 렌즈층과;
    상기 렌즈층을 덮는 평탄화층과;
    상기 제 2 기판 상에 위치하며 상기 제 1 및 제 2 데이터 배선과 상기 제 1 및 제 2 게이트 배선에 대응되는 블랙매트릭스와;
    상기 제 2 기판 상에 위치하며 상기 화소영역에 대응되는 컬러필터층과;
    상기 제 1 및 제 2 기판 중 어느 하나에 위치하는 공통전극과;
    상기 제 1 및 제 2 기판 사이에 위치하는 액정층
    을 포함하는 액정패널.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 렌즈층과 상기 평탄화층은 상기 게이트 절연막과 상기 화소 전극 사이에 위치하는 액정패널.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 렌즈 패턴의 일단은 상기 제 1 데이터 배선 상에 위치하고, 상기 렌즈 패턴의 타단은 상기 제 2 데이터 배선 상에 위치하는 액정패널.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 렌즈 패턴의 일단은 상기 제 1 게이트 배선 상부에 위치하고, 상기 렌즈 패턴의 타단은 상기 제 2 게이트 배선 상부에 위치하는 액정패널.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 렌즈층은 상기 제 1 기판과 상기 게이트 절연막 사이에 위치하는 액정패널.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 렌즈층은 상기 화소영역의 경계에 대응하여 제 1 내지 제 4 수평부를 포함하고, 상기 제 1 및 제 2 데이터 배선과 상기 제 1 및 제 2 게이트 배선은 상기 제 1 내지 제 4 수평부에 대응하여 위치하는 액정패널.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 게이트 절연막은 상기 렌즈층과 상기 평탄화층 사이에 위치하는 액정패널.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 게이트 절연막은 상기 화소영역에서 곡률을 갖고 상기 제 1 내지 제 4 수평부에서 평탄한 액정패널.
  9. 제 5 항에 있어서,
    상기 평탄화층은 상기 렌즈층과 상기 게이트 절연막 사이에 위치하는 액정패널.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 렌즈층은 제 1 굴절률을 갖고, 상기 평탄화층은 상기 제 1 굴절률보다 작은 제 2 굴절률을 갖는 액정패널.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 하나의 액정패널과;
    상기 액정패널 하부에 위치하는 백라이트 유닛
    을 포함하는 액정표시장치.
KR1020160179365A 2016-12-26 2016-12-26 액정패널 및 이를 포함하는 액정표시장치 KR20180075252A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160179365A KR20180075252A (ko) 2016-12-26 2016-12-26 액정패널 및 이를 포함하는 액정표시장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160179365A KR20180075252A (ko) 2016-12-26 2016-12-26 액정패널 및 이를 포함하는 액정표시장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20180075252A true KR20180075252A (ko) 2018-07-04

Family

ID=62913354

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160179365A KR20180075252A (ko) 2016-12-26 2016-12-26 액정패널 및 이를 포함하는 액정표시장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20180075252A (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021085901A (ja) * 2019-11-25 2021-06-03 セイコーエプソン株式会社 電気光学装置、電気光学装置の製造方法および電子機器

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021085901A (ja) * 2019-11-25 2021-06-03 セイコーエプソン株式会社 電気光学装置、電気光学装置の製造方法および電子機器

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101979011B1 (ko) 컬러필터기판 및 이를 포함하는 액정표시장치
JP5888557B2 (ja) 液晶表示装置
US20190129239A1 (en) Display panel, display device and display method
KR102334808B1 (ko) 표시 패널
JP5526085B2 (ja) 液晶表示装置
KR20150049536A (ko) 커브드 액정표시패널
KR102060543B1 (ko) 표시 장치
JPH0990337A (ja) 透過型液晶表示装置
US10197842B2 (en) Liquid crystal display device
US20080198308A1 (en) Display panel and display apparatus having the same
US9971207B2 (en) Liquid crystal display device
KR102122538B1 (ko) 액정표시장치
KR101758834B1 (ko) 횡전계형 액정표시장치용 어레이 기판 및 이의 제조 방법
KR20180075252A (ko) 액정패널 및 이를 포함하는 액정표시장치
JP6479930B2 (ja) カラーフィルタ層を備えた平板表示装置用薄膜トランジスタ基板
KR20080047806A (ko) 어레이 기판, 그 어레이 기판을 이용한 액정 표시 장치 및그의 제조 방법
KR20080058908A (ko) 액정표시장치 및 그 제조방법
KR101878481B1 (ko) 칼라 필터 층을 포함하는 고 투과율 박막 트랜지스터 기판 및 그 제조 방법
KR20150136339A (ko) 어레이 기판 및 이를 포함하는 액정 표시 장치
KR20150137278A (ko) 어레이 기판 및 이를 포함하는 액정 표시 장치
KR102179555B1 (ko) 액정 표시 장치
JP2011252990A (ja) カラーフィルタ基板および液晶表示パネル
KR102485633B1 (ko) 씨오티구조 액정표시장치
KR102328614B1 (ko) 표시 장치 및 그것의 제조 방법
JP2017116658A (ja) 液晶表示装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal