KR101032158B1

KR101032158B1 - 액정 표시 장치

Info

Publication number: KR101032158B1
Application number: KR1020080075204A
Authority: KR
Inventors: 신이찌로 오까; 오사무 이또우; 쇼이찌 히로따
Original assignee: 가부시키가이샤 히타치 디스프레이즈
Priority date: 2007-08-03
Filing date: 2008-07-31
Publication date: 2011-05-02
Also published as: JP4421639B2; JP2009037154A; CN101359135B; US20090033848A1; US7751014B2; KR20090014105A; TW200919046A; TWI382256B; CN101359135A

Abstract

본 발명은 광시야각이며 색 시프트가 적고, 고효율의 액정 표시 장치를 제공하는 것을 과제로 한다. 제1 기판과, 제2 기판과, 제1 기판과 상기 제2 기판에 협지된 액정층과, 제2 기판에 매트릭스 형상으로 배치된 주사 배선(10)과 신호 배선(11)에 의해 둘러싸인 복수의 화소를 가지며, 제2 기판에 대하여 액정층이 배치된 측의 화소 영역에, 제1 화소 전극(12)과 제2 화소 전극(13)과, 제1 공통 전극(14)과 제2 공통 전극(15)이 배치되어 있고, 제1 화소 전극(12)과 제1 공통 전극(14)은 제1 층에 배치되어 있고, 제2 화소 전극(13)과 제2 공통 전극(15)은 제2 층에 배치되어 있으며, 제1 화소 전극(12)과 제2 공통 전극(15)은 화소 내에서 겹쳐져 있고, 제2 화소 전극(13)과 제1 공통 전극(14)은 화소 내에서 겹쳐져 있다.

액정 표시 장치, 화소 전극, 공통 전극, 주사 배선, 신호 배선

Description

액정 표시 장치{LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}

본 발명은, 액정 표시 장치에 관한 것으로, 특히, IPS 방식의 액정 표시 장치의 전극 구조에 관한 것이다.

액정 표시 장치는, CRT(Cathode Ray Tube), PDP(Plasma Display Panel) 등으로 대표되는 자발광형 디스플레이와 달리，광의 투과광량을 조절함으로써 화상을 표시하는 비발광형 디스플레이이다. 액정 디스플레이(LCD: Liquid Crystal Display)는, 박형, 경량, 저소비 전력 등의 특징을 갖는다.

현재, 광시야각을 달성할 수 있는 대표적인 액정 표시 방식으로서 IPS(In Plane Switching) 방식이나 VA(Vertical Alignment) 등을 들 수 있다. IPS 방식은, 액정 분자가 면내 방향에서 회전함으로써, 실효적인 리터데이션을 면내에서 회전시키고, 투과율을 제어하는 액정 구동 방식이다. 따라서, IPS 방식의 LCD는 시야각에 따라 액정의 리터데이션 변화가 작다. 그 때문에 IPS 방식의 LCD는, 광시야각을 달성할 수 있는 것이 알려져 있다. 횡 전계를 인가하기 위해서는, 다양한 방법이 제안되어 있고, 가장 일반적인 방법은, 빗살 전극을 이용하는 방법이다. 빗살 전극에 의한 횡 전계 인가는, 화소 전극과 공통 전극을 양쪽 모두, 빗살 형상 의 상태로 하는 방법과, 화소 전극과 공통 전극 중 어느 한쪽을, 빗살 형상으로 하고, 절연층을 개재하여, 베타 형상의 공통 전극 또는 화소 전극을 배치하는 방법 등이 실용화되어 있다. 또한，더욱 다양한 전극 구조가 제안되어 있다.

IPS 방식은, 횡 전계를 인가하여 액정 분자를 면내에서 회전시키는 방식이다. 액정 표시 소자의 화소 전체에서, 균일하게 면내 방향으로 액정 분자를 회전시키기 위해서는, 완전하게 면내에 평행한 방향의 전계를 인가할 필요가 있다. 그러나, 이것은, 실제로는 곤란하며, 종래에는, 편측 기판에, 빗살 전극이라 불리는 전극을 배치함으로써, 근사적으로 횡 전계를 인가하고 있다. 보다 투과율을 향상시키기 위해서는, 보다 균일하게 액정 분자를 면내 방향에서 회전시킬 필요가 있다.

이 과제를 해결하기 위해서, 하기 비특허 문헌 1에 기재되어 있는 바와 같은 전극 구조가 제안되어 있다. 이 전극 구조는, 절연층을 개재하여, 하측 전극의 수를 1이라고 하였을 때에 상측의 전극수가 2로 되어 있으며, 이 전극의 전위가, 커먼 전위와 신호 전위가 1주기마다 교체되어 있는 구조를 하고 있다. 그러나, 이 구조에서는, 전극 상부의 액정 분자가 충분히 면내 방향으로 회전을 하지 않는 것이 과제이다.

[비특허 문헌 1] J. Dis. Tech. Vol. 2, No. 2. 2006, P. 114

본 발명은, 횡 전계 방식의 LCD에서 투과율을 향상시킨 액정 표시 장치를 제 공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은, 제1 기판과, 제2 기판과, 제1 기판과 제2 기판에 협지된 액정층과, 제2 기판에 매트릭스 형상으로 배치된 주사 배선과 신호 배선에 의해 둘러싸인 복수의 화소를 가지며，제2 기판에 대하여 액정층이 배치된 측의 화소 영역에, 제1 화소 전극과 제2 화소 전극과, 제1 공통 전극과 제2 공통 전극이 배치되어 있고, 제1 화소 전극과 제1 공통 전극은 제1 층에 배치되어 있고, 제2 화소 전극과 제2 공통 전극은 제2 층에 배치되어 있으며, 제1 화소 전극과 제2 공통 전극은 화소 내에서 겹쳐져 있고, 제2 화소 전극과 제1 공통 전극은 화소 내에서 겹쳐져 있는 것을 특징으로 한다.

이상, 본 발명에 의하면, 고투과율이며, 색 시프트가 적은 액정 표시 장치를 제공할 수 있다.

이하, 도면을 이용하여, 본 발명의 실시예를 설명한다.

[실시예 1]

본 실시예를, 도 1 내지 도 11을 이용하여 설명한다. 본 실시예는, 빗살 형상 전극을 이용한 IPS 방식의 액정 표시 장치에서, 빗살 형상 전극이 층간 절연층을 개재하여, 2층으로 배치되고, 그 2층의 전극은, 커먼 전위와 소스 전위 중 어느 한쪽을 갖고, 어느 한쪽의 전위를 갖는 전극과, 그 반대의 전위를 갖는 전극이, 층 간 절연막을 개재하여 상하로 겹쳐지도록 배치되어 있으며, 그 겹쳐진 전극은, 상측에 배치되어 있는 쪽의 전극 폭이, 하측에 배치되어 있는 전극보다도 폭이 좁고, 커먼 전위와 소스 전위가, 빗살 전극 1개마다 상하 교체되는 것을 특징으로 한다.

우선, 본 실시예에 대하여, 도 5를 이용하여 설명한다. 도 5는, 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 단면 개략도를 나타내고 있다. 도 5에서, 액정 표시 장치는, 한쌍의 편광판(27)과, 액정 셀(26)과, 백라이트 유닛(28)으로 구성되어 있다. 편광판(27)은, 요오드를 흡착시켜 연신한 Poly Vinyl Alcohol(이하 'PVA'라 함)층과, 그것을 보호하는 보호 필름에 의해 구성된다. 노멀리 클로즈를 달성하기 위해서, 제1 편광판(27a)의 흡수축과 제2 편광판(27b)의 흡수축은, 거의 수직으로 배치하는 구성으로 한다. 백라이트 유닛(28)은, 광원과 도광판, 확산판 등에 의해 구성된다. 광원은, 액정 셀(26)을 이면으로부터 조명할 수 있는 것이면 되며, 광원이나 구조는, 이것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 광원으로서, CCFL이나 LED 등을 사용할 수 있다.

다음으로，도 1은, 도 5에 도시한 액정 셀(26)의 평면 구조의 개략도를 나타내고 있으며, 또한，도 2와 도 3은, 각각 도 1에 도시한 A-A' 간과 B-B' 간의 단면 개략도를 나타내고 있다. 도 5에 도시한 액정 셀(26)은, 도 2와 도 3에서, 제1 기판(19)과 제2 기판(20)과, 이들 기판에 협지된 액정층(25)에 의해 구성되어 있다.

액정층(25)은, 액정 분자의 장축 방향의 유전율이 그 단축 방향보다도 작은 플러스의 유전율 이방성을 나타내는 액정 조성물로 구성된다. 액정층(25)의 액정 재료는, 실온 영역을 포함하는 넓은 범위에서 네마틱상을 나타내는 것을 이용한다. 또한，박막 트랜지스터(이하 'TFT' 라 함)를 이용한 구동 조건에서, 유지 기간 동안에 투과율을 충분히 유지하고, 플리커가 생기지 않은 만큼의 고저항율을 나타내는 것을 사용한다. 즉, 액정층(25)의 저항율은, 10¹²Ω㎠ 이상이 바람직하고, 특히, 10¹³Ω㎠ 이상인 것이 바람직하다. 액정층의 위상차는 λ/2 이상이 바람직하다. 여기에서, λ는 광의 파장을 나타내고 있다.

제1 기판(19)은, 액정층 측의 최표면에 배향막(23)이 배치된다. 또한, 제1 기판(19)의 표면에는, 컬러 필터(21)가 배치되고, 컬러 필터(21)의 액정층 측에는, 평탄화층(22)이 배치된다. 화소간이나 TFT 상부 등에는, 필요에 따라서 블랙 매트릭스(31)를 배치한다.

제2 기판(20)은, 액정층 측의 최표면에 배향막(23)이 배치된다. 다음으로, 제1 화소 전극(12) 및 제1 공통 전극(14)이 배치된다. 각 화소에 인가되는 전압을 제어하기 위해서, TFT가 배치된다. 도 1에 도시한 바와 같이, 이 TFT의 소스 전극(16)과 각 화소 전극의 컨택트를 취하기 위해서, 컨택트홀(17)이 배치된다. 소스 전극(16)과의 컨택트는, 화소 전극이 2층 구조로 되어 있지만, 예를 들면, 도 3에 도시한 바와 같이 배치함으로써 달성할 수 있다. 제1 화소 전극(12)과 제2 화소 전극(13) 간이나 주사 배선(10)과 소스 전극(16) 간, 신호 배선(11)과 제2 화소 전극(13) 간 등에는, 절연층(24a, 24b, 24c)이 배치된다.

제1 기판(19) 및 제2 기판(20)은, 광이 투과하기 위하여 투명하며, 예를 들면, 글래스나 고분자 필름을 이용할 수 있다. 고분자 필름은, 특히, 플라스틱이나 폴리에테르설폰(이하 'PES'라 함)이 바람직하다. 그러나，플라스틱이나 PES는, 공기를 통과시키게 되기 때문에, 기판 표면에 가스 배리어를 형성할 필요가 있다. 가스 배리어는, 실리콘나이트라이드의 막에 의해 형성되는 것이 바람직하다.

배향막(23)은, 기판 표면의 액정 분자를 수평으로 배향시키는 기능을 갖는다. 배향막(23)은, 폴리이미드계 유기막인 것이 바람직하다.

다음으로，화소 전극 및 TFT에 대하여, 도 4를 이용하여 설명한다. 도 4는, 화소 표시 영역을 구성하는 매트릭스 형상으로 배치된 화소의 등가 회로도이다. 화소 영역에는, 신호 배선(11)과 주사 배선(10)을 갖는다. 신호 배선(11)과 주사 배선(10)으로 둘러싸여 있는 영역이 화소이며, 그 신호 배선(10)과 주사 배선(11)은, 거의 직행하여 배치되고, 그들의 교차부에 적어도 1개의 TFT(30)를 갖는다. 이 TFT(30)는, 컨택트홀(17)과 접속되어 있다. 이 컨택트홀(17)은, 통상의 액정 표시 장치에서는 1개의 컨택트홀에 대하여 1개의 화소 전극과 접속되어 있지만, 본 실시예에서는, 도 3에 도시한 바와 같이, 1개의 컨택트홀(17)에 2개의 서로 다른 화소 전극(12, 13)이 접속되어 있다. 또한， 화소에 유지된 화상 신호가 리크하는 것을 방지하기 위하여, 축적 용량(29)을 배치하여도 된다.

또한，여기서는, 1 화소 내에 TFT(30)를 이용한 액티브 매트릭스 구동을 예로 들어 설명하고 있지만, 본 실시예는, 패시브 매트릭스 구동에서도 마찬가지의 효과가 얻어진다. TFT(30)는, 역스태거 구조이며, 도 3에 도시한 바와 같이, 그 채널부에는 반도체층(18)을 갖고 있다.

신호 배선(11)은, 액정층을 제어하기 위한 전압 신호가 인가되고, 주사 배 선(10)에는, TFT(30)를 제어하기 위한 신호가 인가된다. 도 1에 도시한 바와 같이, 소스 전극(16)은, 각 화소 전극(12, 13)과 컨택트홀(17)을 통하여 접속되어 있다. 이들 신호 배선(11), 주사 배선(10) 및 소스 전극(15)의 재료는, 저저항의 도전성 재료인 것이 바람직하며, 예를 들면, 크롬, 탄탈-몰리브덴, 탄탈, 알루미늄, 구리 등이 바람직하다.

도 1 내지 도 3에서, 제1 화소 전극(12) 및 제2 화소 전극(13)은, 액정층(25)에 전계를 인가하기 위해 배치된다. 각 화소 전극(12, 13)은, 투명한 도전성 재료로 이루어지며, 예를 들면, 인듐주석산화물(ITO)이나 산화 아연(ZnO)이 이용된다.

컬러 필터(21)는, 화소마다, 적, 녹, 청 중 어느 하나의 광이 투과하는 적의 영역/녹의 영역/청의 영역을 배열하는 것이다. 예를 들면, 이와 같은 배치는, 스트라이프 배열이나 델타 배열 등이 있다.

평탄화층(22)은, 컬러 필터 제작시에 발생하는 요철을 평탄화하기 위해서 형성되어 있다. 평탄화층(22)은, 아크릴성 수지 등을 이용하는 것이 바람직하다.

블랙 매트릭스(31)는, 인접 화소로부터의 광 누설 등을 차단하기 위해 배치된다. 블랙 매트릭스(31)에 이용되는 재료는, 금속이나 수지 등의 불투명 재료를 이용할 수 있으며, 크롬, 탄탈-몰리브덴, 탄탈, 알루미늄, 구리 등이 바람직하다.

제1 공통 전극(14) 및 제2 공통 전극(15)은, 투명한 도전성 재료로 이루어지며, 예를 들면, 인듐주석산화물(ITO)이나 산화아연(ZnO)이 이용된다. 단，신호 배선(11) 상부나 주사 배선(10) 상부에 배치되어 있는 각 공통 전극(14, 15)은, 배선 저항을 내리기 위해서, 그 부분만큼 저저항의 재료, 예를 들면, 크롬, 탄탈-몰리브덴, 탄탈, 알루미늄, 구리 등을 이용하여도 된다. 또한，투명한 도전성 재료에 저저항의 재료를 겹쳐서 이용하여도 된다.

각 화소에 공통 배선을 배치하면，각 화소에 공통 배선용의 컨택트홀을 필요로 하게 된다. 이것은, 개구율의 저하를 초래한다. 따라서，이 과제를 해결하기 위해서, 도 1에 도시한 바와 같이, 상하가 인접하는 화소와 접속함으로써, 각 화소에 컨택트홀을 배치할 필요가 없어져서, 개구율 향상이 가능하다. 본 실시예에서는, 신호 배선(11)과 평행한 방향으로, 또한, 신호 배선(11) 위를 배선 영역으로서 이용하고 있다. 이것에 의해，신호 배선(11)으로부터의 누설 전계의 영향을 없앨 수 있고, 또한, 개구율을 향상시킬 수 있다.

본 실시예의 효과에 대하여, 시뮬레이션을 이용하여 검토하였다. 시뮬레이션은 시판되어 있는 시뮬레이터(LCD-Master: Shintech 주식회사제)를 사용하였다. 시뮬레이션의 조건 및 결과를 도 6 및 도 7에 나타낸다. 여기에서는, 비특허 문헌 1에 기재되어 있는 HT-IPS 방식과 비교하였다. 이 HT-IPS 방식의 시뮬레이션 파라메타는, 비특허 문헌 1에 기재되어 있는 수치를 사용하였다. 도 6의 (c) 중의 Δε은 액정의 유전율 이방성, Δn은 액정의 굴절률 이방성, d는 액정층의 두께, Δnd는 액정층의 리터데이션, w1, w2, l1, l2, g는 도 6의 (a), (b)에 도시한 길이, pre-twist는 기판 계면 부근의 액정이 방위각 방향으로 회전하고 있는 각도(단，0도는 신호 배선과 평행한 방향), pre-tilt는 기판 계면 부근의 액정이 극각방향으로 회전하고 있는 각도(단，0도는 기판과 수평), din은 층간 절연막의 막 두께를 나타내고 있다. 이 층간 절연막의 비유전률은, SiN막을 가정하여 6.5라고 하였다.

도 7에, 투과율의 최대값의 Δnd 의존성과 Δε 의존성에 대하여 시뮤레이션한 결과를 나타낸다. 도 7의 (a)는, Δnd를 340㎚로부터 420nm까지 변화시키면서 계산을 하였다. 도 7의 (b)는, Δε를 6으로부터 10까지 변화시키면서 계산을 하였다. 인가 전압은 최대 투과율을 나타내는 전압으로 하였다. 결과를 보면, 계산한 범위에서는，본 실시예의 쪽이 HT-IPS보다도 투과율이 높은 것을 알 수 있다. 또한，층간 절연막의 막 두께 din을 바꿈으로써, 투과율을 더욱 높일 수 있다.

본 실시예는, 빗살 전극이 층간 절연막을 개재하여 2층 구조로 되어 있으며, 하측에 1개의 공통 전극을 배치하였다고 하면，상측에 1개의 화소 전극이 배치되고, 반대로 하측에 1개의 화소 전극이 배치되었다고 하면, 상측에 1개의 공통 전극이 배치되어 있다. 또한，그 관계가 1조마다 교체되어 있다. 이 때, 2층 구조의 하측에 배치된 전극의 폭은, 액정층 측에 배치되어 있는 전극의 폭을 w1, 제2 기판(20) 측에 배치되어 있는 전극의 폭을 w2라 하였을 때에, w2/2<wl≤w2의 관계가 성립한다. 금회의 시뮬레이션에서는, w2가 3㎛, w1이 2㎛로 하여 행하였다.

여기서, 제1 화소 전극(12)의 폭을 w1, 제2 공통 전극(15)의 폭을 w2라 할 때, 화소 내에서, w2/2<w1≤w2의 관계로 되어 있으며, 제1 공통 전극(14)의 폭을 w1', 제2 화소 전극(13)의 폭을 w2'라고 하였을 때에, 화소 내에서, w2'/2<w1'≤w2'의 관계로 되어 있다.

본 실시예에서는, 빗살 전극의 방향이 주사 배선(10)에 대략 평행하고, 또한, 제1 공통 전극(14) 및 제2 공통 전극(15)은, 신호 배선(11) 위에서 인접하는 화소와 접속되어 있다. 여기에서 인접하는 화소는 신호 배선(11)을 따른 방향이다.

본 실시예의 효과를 얻기 위한 다른 구성에 대하여, 도 8 내지 도 11을 이용하여 설명한다. 본 실시예의 효과를 얻기 위해서는, 빗살 전극의 방향은, 신호 배선(11)과 대략 평행이어도 된다. 또한，제1 공통 전극(14) 및 제2 공통 전극(15)은, 주사 배선(10) 위에서 인접하는 상하의 화소와 접속되어 있다. 또는, 주사 배선(10) 위와 신호 배선(11) 위의 양쪽에서 접속되어 있어도 된다. 또한，여기서 인접하는 화소는, 주사 배선(10)을 따른 방향이어도 된다.

도 8은, 빗살 전극의 방향은 신호 배선(11)과 대략 평행하고, 또한, 공통 전극(14, 15)은 신호 배선(11) 위에서 인접하는 상하의 화소와 접속되어 있다. 도 9는, 도 8의 C-C' 간의 단면 개략도이다.

도 10은, 빗살 전극의 방향은 주사 배선(10)과 대략 평행하고, 또한, 공통 전극(14, 15)은 주사 배선(10) 위에서 인접하는 좌우의 화소와 접속되어 있다. 도 11은, 빗살 전극의 방향은 신호 배선(11)과 대략 평행, 또한, 공통 전극(14, 15)은 주사 배선(10) 위에서 인접하는 좌우의 화소와 접속되어 있다. 이 이외에도, 주사 배선(10)이나 신호 배선(11) 위에서, 인접하는 화소와 접속되어 있는 것이라면, 어떤 구성이어도 된다.

이상과 같은 구성을 함으로써, 본 실시예는, 고투과율이면서 색 시프트가 적은 액정 표시 장치를 제공할 수 있다.

[실시예 2]

본 실시예는, 액정 배향을 멀티 도메인화함으로써, 색 시프트를 경감시킨다. 이 멀티 도메인화란, 특허 공개 평11-30784호 공보에 기재된 바와 같이, IPS 방식의 액정 표시 장치에서, 경사 방향으로부터 관찰하였을 때의 색 시프트를 경감하기 위하여, 전극을 절곡하여 액정의 배향을 2 방향 이상으로 하는 것이다.

본 실시예의 기본 구성은, 실시예 1과 마찬가지이며, 실시예 1과 상이한 점만을 도 12를 이용하여 설명한다. 멀티 도메인화를 하기 위해서는, 빗살 전극을 절곡할 필요가 있다. 도 12에서는, 빗살 전극의 방향이 주사 배선(10)과 대략 평행한 방향으로 되어 있지만, 특히, 이것에 한정한 것은 아니다. 또한，절곡 횟수도 특별히 한정하지 않는다.

이와 같이, 제1 화소 전극(12)과 제2 공통 전극(15) 및, 제1 공통 전극(14)과 제2 화소 전극(13)이, 각각 겹치면서, 멀티 도메인화를 달성함으로써, 고투과율이면서, 색 시프트가 적은 액정 표시 장치를 제공할 수 있다.

[실시예 3]

본 실시예의 기본 구성은, 실시예 1과 마찬가지로서, 실시예 1과 상이한 점만을 도 13 및 도 14를 이용하여 설명한다.

본 실시예는, 도 13에 도시한 바와 같이, 신호 배선(11)을 사이에 두는 2개의 인접하는 화소에서, 신호 배선(11)에 가장 가까이 배치되어 있는 제1 화소 전극(12)의 아래에 배치되는 제2 공통 전극(15)이, 공통화되어 있는 것을 특징으로 한다. 이 때, 제2 공통 전극(15)은, 신호 배선(11) 위에도 덮어씌우고 있다. 도 14는, 도 13의 D-D' 간의 단면 개략도를 도시하고 있다.

이와 같이, 제2 공통 전극(15)을 배치함으로써, 신호 배선(11)로부터의 누설 전계의 영향을, 거의 완전하게 없앨 수 있고, 또한，공통 전극(15)의 면적을 넓힐 수 있기 때문에, 저항값을 내릴 수도 있다. 그 때문에，화소 내에서 휘도 경사 등을 일으키기 어려워, 고개구율의 액정 표시 장치를 제공할 수 있다.

[실시예 4]

본 실시예의 기본 구성은, 실시예 1과 마찬가지이며, 실시예 1과 상이한 점만을 도 15 및 16을 이용하여 설명한다.

본 실시예는, 도 15에 도시한 바와 같이, 화소의 일부에 반사 표시 영역을 형성한 반투과형 액정 표시 장치이다. 도 15의 E-E' 간의 단면 개략도를 도 16에 도시한다. 실시예 1과 상이한 것은, 반사판(32)을 갖고 있으며, 또한，다른 층과 전기적으로 절연하기 위한 절연층(24d)을 갖고 있다. 또한，도 16에 도시한 바와 같이, 제1 기판(19)의 평탄화층(22)의 액정층(25) 측에 내장 위상차판(34)과 보호막(35)이 배치되어 있다.

반사판(32)은, 제1 기판(19) 측으로부터 입사하는 외광을 반사하기 위해서 설치되어 있다. 반사판(32)은, 입사해 온 외광을 확산시키기 위하여, 요철을 갖고 있다. 이 요철은, 반사장판(32)에만 갖고 있어도 되지만, 본 실시예에서는, 도 16에 도시한 바와 같이, 절연막(24b)에 요철을 만들고, 그것에 의해 반사판(32)에 요철을 달고 있다. 반사판(32)은, 가시 영역에서의 반사율이 높은, 은, 알루미늄 등이 바람직하다.

내장 위상차판(34)은, 반사 표시 영역의 광학 특성을 투과 표시 영역의 광학 특성에 근접시키기 위해 배치된다. 내장 위상차판(34)은, 액정 고분자로 되기 때문에, 유기 고분자 필름을 연신하여 제작한 위상차판과 비교하여, 분자의 배향성이 높아, 액정층(25)과 동일한 정도의 배향성을 갖는다. 그 때문에，내장 위상차판(34)의 Δn은, 외장의 위상차판보다도 훨씬 크고, 분자 구조 및 제조 조건을 적절히 조정하면, 액정층(25)과 동일한 정도 또는 이 이상으로 할 수 있다. 외장의 위상차판의 층 두께는, 수십 ㎛도 있어, 액정층 두께의 10배 가까이 되지만, 액정 고분자를 이용하면, 내장 위상차판(34)의 층 두께를 대폭 감소 가능하다.

내장 위상차판(34)은, 배향막을 도포한 기판을 러빙하고, 거기에, 디아크릴계 액정 혼합물을 광 반응 개시제와 함께 유기 용매에 녹여서, 스핀 코트 또는 인쇄 등의 수단으로 도포한다. 도포 직후는 용액 상태이지만, 용매를 증발시키면서 위상차층 배향막의 배향 방향을 따라 배향시킨다. 이것에 자외선을 조사하여 분자 말단의 아크릴기끼리를 중합시킨다. 이 때, 산소는 중합 반응의 저해 요인으로 되지만, 광 반응 개시제의 농도가 충분하면 광 반응이 충분한 빠르기로 진행한다. 만일 여기에서, 내장 위상차판(34)을 패터닝할 필요가 있으면, 마스크 등을 이용하여 패터닝하고자 하는 부분에는 광을 조사하지 않고, 유기 용매에 의해 현상함으로써, 필요한 부분에만 내장 위상차판(34)을 배치할 수 있다. 이상에 의해, 액정층에서의 배향 상태를 대략 유지한 채 고체화하여 위상차층을 형성한다. 이 이후, 위상차층은, 보호막 형성, 배향막 형성의 각 프로세스에서 과열된다. 고온 상태에 놓임으로써, 위상차값이 감소하지만, 위상차값의 현상은, 고온 상태의 온도가 일정하면 고온 상태에 놓여 지는 시간의 길이에 거의 비례하기 때문에, 이것을 계산하 여, 초기의 위상차값을 설정하면 된다. 본 실시예에서 이용되는 내장 위상차판(34)의 위상차값은, λ 내지 λ/4의 범위인 것이 바람직하다.

보호층(35)은, 내장 위상차판(34)이 액정층(25)에 스며 나오지 않도록 액정층(25)을 보호하기 위해서, 배치되어 있다. 보호층(35)은, 평탄화층(22)과 마찬가지의 아크릴성 수지 등을 이용하는 것이 바람직하다. 또한，단차부(33)는, 반사 표시 영역에만 배치한다.

이와 같이 배치함으로써, 백라이트 유닛으로부터의 광을 이용하는 투과 표시와, 외광을 이용하여 반사판(32)에 의해 반사하는 광을 이용하는 반사 표시의 양자를 동시에 달성할 수 있다. 이 결과, 고투과율이면서 색 시프트가 적은 반투과형액정 표시 장치를 제공할 수 있다.

또한，반사 표시 영역의 크기는, 용도에 따라 변경하는 것이 가능하다. 또한，반투과형 액정 표시 장치를 달성하면 어느 방식이어도 되며, 본 실시예는, 내장 위상차판을 이용하는 방식에 대하여 기재하였지만, 이 방식에 한하는 것은 아니다.

이상과 같은 구성으로 함으로써, 투과 표시와 반사 표시를 동시에 달성할 수 있는 반투과형 액정 표시 장치를 제공할 수 있다.

[실시예 5]

본 실시예의 기본 구성은, 실시예 4와 마찬가지이며, 실시예 4와 상이한 점만을 도 17 및 도 18을 이용하여 설명한다.

본 실시예는, 도 17에 도시한 바와 같이, 화소의 일부에 반사 표시 영역을 형성한 반투과형 액정 표시 장치이다. 도 17에서의 F-F' 간의 단면 개략도를 도 18에 도시한다. 실시예 4에서는, 반사판(32)을 전기적으로 독립으로 하기 위해서 양면측에 절연막(24b, 24d)이 배치되어 있었다. 본 실시예는, 반사판(32)과 제2 공통 전극(15)을 적층시키고, 그들의 기능을 겸하는 것을 특징으로 한다.

반사판(32)은, 제1 기판(19) 측으로부터 입사하는 외광을 반사하기 위해서 형성되어 있다. 반사판(32)은, 제2 공통 전극(15)에 적층하여 배치된다. 도 18에서는, 반사판(32)이 액정층 측에 배치되어 있지만, 제2 공통 전극(15)이 액정층 측에 배치되어 있어도 된다.

제1 공통 전극(14) 및 제2 화소 전극(13)은, 투과 표시 영역에만 배치한다. 한편，제1 화소 전극(12)은, 반사 표시 영역과 투과 표시 영역에 배치되어 있으며, 빗살 전극폭의 피치는 투과 표시 영역과 반사 표시 영역에서 변화하여도 된다.

이상과 같은 구성으로 함으로써, 실시예 4에 비하여, 절연층을 한층 적게 할 수 있기 때문에, 코스트가 저렴한 반투과형 액정 표시 장치를 제공할 수 있다.

도 1은 실시예 1의 액정 셀의 평면 구조의 개략도.

도 2는 도 1에 도시한 A-A' 간의 단면 개략도.

도 3은 도 1에 도시한 B-B' 간의 단면 개략도.

도 4는 화소 표시 영역을 구성하는 매트릭스 형상으로 배치된 화소의 등가 회로도.

도 5는 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 단면 개략도.

도 6은 실시예 1의 효과를 확인하기 위한 시뮬레이션의 모델.

도 7은 도 6에 도시한 모델의 시뮬레이션 결과의 그래프.

도 8은 다른 액정 셀의 평면 구조의 개략도.

도 9는 도 8에 도시한 C-C' 간의 단면 개략도.

도 10은 다른 액정 셀의 평면 구조의 개략도.

도 11은 다른 액정 셀의 평면 구조의 개략도.

도 12는 실시예 2의 액정 셀의 평면 구조의 개략도.

도 13은 실시예 3의 액정 셀의 평면 구조의 개략도.

도 14는 도 13에 도시한 D-D' 간의 단면 개략도.

도 15는 실시예 4의 액정 셀의 평면 구조의 개략도.

도 16은 도 15에 도시한 E-E' 간의 단면 개략도.

도 17은 실시예 5의 액정 셀의 평면 구조의 개략도.

도 18은 도 17에 도시한 F-F' 간의 단면 개략도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10: 주사 배선

11: 신호 배선

12: 제1 화소 전극

13: 제2 화소 전극

14: 제1 공통 전극

15: 제2 공통 전극

16: 소스 전극

17: 컨택트홀

18: 반도체층

19: 제1 기판

20: 제2 기판

21: 컬러 필터

22: 평탄화층

23: 배향막

24: 절연층

25: 액정층

26: 액정 셀

27: 편광판

28: 백라이트 유닛

29: 축적 용량

30: 박막 트랜지스터(TFT)

31: 블랙 매트릭스

32: 반사판

33: 단차부

34: 내장 위상차판

35: 보호막

Claims

제1 기판과, 제2 기판과, 상기 제1 기판과 제2 기판에 협지된 액정층과, 상기 제2 기판에 매트릭스 형상으로 배치된 주사 배선과 신호 배선에 의해 둘러싸인 복수의 화소를 가지며,

상기 제2 기판에 대하여 액정층이 배치된 측의 화소 영역에, 제1 화소 전극과 제2 화소 전극과, 제1 공통 전극과 제2 공통 전극이 배치되어 있고,

상기 제1 화소 전극과 제1 공통 전극은 제1 층에 배치되어 있고,

상기 제2 화소 전극과 제2 공통 전극은 제2 층에 배치되어 있으며,

상기 제1 화소 전극과 제2 공통 전극은 상기 화소 내에서 겹쳐져 있고,

상기 제2 화소 전극과 제1 공통 전극은 상기 화소 내에서 겹쳐져 있으며,

상기 제1 화소 전극과 제1 공통 전극, 상기 제2 화소 전극과 제2 공통 전극은, 상기 화소 내에서 빗살 형상 전극 구조를 하고 있고,

상기 제1 화소 전극의 폭을 w1, 상기 제2 공통 전극의 폭을 w2라 하였을 때,

상기 화소 내에서, w2/2<w1≤w2의 관계로 되어 있으며,

상기 제1 공통 전극의 폭을 w1', 상기 제2 화소 전극의 폭을 w2'라 하였을 때,

상기 화소 내에서, w2'/2<w1'≤w2'의 관계로 되어 있으며,

상기 제2 공통 전극이, 상기 화소간의 상기 신호 배선의 전부를 덮어씌우고 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
삭제
제1항에 있어서,

상기 제1 공통 전극의 빗살 전극 간에, 상기 제1 화소 전극의 빗살 전극이 배치되고,

상기 제2 공통 전극의 빗살 전극 간에, 상기 제2 화소 전극의 빗살 전극이 배치되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
삭제
제1항에 있어서,

상기 제1 공통 전극과 제2 화소 전극 간에 절연층을 끼우고, 상기 제1 공통 전극과 제2 화소 전극이 겹쳐져 있으며,

상기 제1 화소 전극과 제2 공통 전극 간에 절연층을 끼우고, 상기 제1 화소 전극과 제2 공통 전극이 겹쳐져 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제1항에 있어서,

상기 화소 내에 배치되어 있는 각 빗살 형상 전극은, 상기 액정층 측으로부터 관측하면，

상기 제1 공통 전극은, 상기 제2 화소 전극의 중심에 배치되어 있고,

상기 제1 화소 전극은, 상기 제2 공통 전극의 중심에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제1항에 있어서,

상기 제1 공통 전극은, 상기 신호 배선과 평행한 방향 혹은 수직 방향 또는 그 양쪽에서 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제1항에 있어서,

상기 제2 공통 전극은, 상기 신호 배선과 평행한 방향 혹은 수직 방향 또는 그 양쪽에서 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제7항에 있어서,

상기 제1 공통 전극과 제2 공통 전극의 일부가 겹치면서, 상기 신호 배선 혹은 주사 배선 또는 그 양쪽을 통과하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
삭제
삭제
제1항에 있어서,

상기 화소 영역 내에, 적어도 하나 이상의 컨택트홀을 갖고 있으며,

상기 컨택트홀은, 박막 트랜지스터의 소스 전극에, 상기 제1 화소 전극과 제2 화소 전극을 동시에 접속하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제1항에 있어서,

상기 화소의 영역은, 투과 표시 영역과 반사 표시 영역으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제13항에 있어서,

상기 제2 기판의 일부분에 반사판이 배치되어 있으며,

상기 반사판과 상기 제2 화소 전극 및 제2 공통 전극 간에, 절연층을 갖는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제13항에 있어서,

상기 제2 기판의 일부분에 반사판이 배치되어 있고,

상기 반사판과 상기 제2 공통 전극이 적층하여 배치되어 있으며,

상기 제2 화소 전극은, 상기 투과 표시 영역에만 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.