KR101948827B1 - 투명 액정표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 서로 대향하는 제1 기판 및 제2 기판; 상기 제1 기판 및 제2 기판 사이에 형성되는 액정층; 상기 제1 기판의 일면 상에 형성되어 제1 화소, 제2 화소, 제3 화소, 및 투과부로 기능하는 제4 화소를 포함하는 화소 영역을 정의하는 차광층; 상기 제1 화소, 제2 화소 및 제3 화소에 형성되는 컬러 필터층; 및 상기 제1 기판의 타면 상에 형성된 보상 필름을 포함하여 이루어지고, 상기 보상 필름은 상기 제1 화소, 제2 화소 및 제3 화소에 대응하는 위치에 형성되는 제1 보상 필름 및 상기 제4 화소에 대응하는 위치에 형성되는 제2 보상 필름을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 투명 액정표시장치에 관한 것이다.

Description

투명 액정표시장치{Transparent Liquid Crystal Display Device}
본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 투명 액정표시장치에 관한 것이다.
액정표시장치는 동작 전압이 낮아 소비 전력이 적고 휴대용으로 쓰일 수 있는 등의 이점으로 노트북 컴퓨터, 모니터, 우주선, 항공기 등에 이르기까지 응용분야가 넓고 다양하다.
액정표시장치는 하부기판, 상부기판, 및 상기 양 기판 사이에 형성된 액정층을 포함하여 구성되며, 전계 인가 유무에 따라 액정층의 배열이 조절되고 그에 따라 광의 투과도가 조절되어 화상이 표시되는 장치이다.
이하, 도면을 참조로 종래의 액정표시장치에 대해서 설명하기로 한다.
도 1a는 종래의 액정표시장치를 구성하는 상부 기판의 개략적인 평면도이고, 도 1b는 종래의 액정표시장치의 개략적인 단면도로서, 이는 도 1a의 I-I라인의 단면도이다.
도 1a에서 알 수 있듯이, 종래의 액정표시장치의 상부 기판(10) 상에는 차광층(12) 및 컬러 필터층(14)이 형성되어 있다.
상기 차광층(12)은 매트릭스(matrix) 구조로 형성되어 화소(P)를 정의하고, 상기 화소(P) 이외의 영역으로 광이 누설되는 것을 차단한다.
상기 화소(P)는 제1 화소(P1), 제2 화소(P2), 및 제3 화소(P3)를 포함하여 이루어진다. 상기 제1 화소(P1)는 적색(R) 화소로 이루어지고, 상기 제2 화소(P2)는 녹색(G) 화소로 이루어지고, 상기 제3 화소(P3)는 청색(B) 화소로 이루어진다.
상기 컬러 필터층(14)은 상기 차광층(12) 사이 영역에 형성된다. 이와 같은 컬러 필터층(14)은 제1 컬러 필터(14a), 제2 컬러 필터(14b), 및 제3 컬러 필터(14c)를 포함하여 이루어진다. 상기 제1 컬러 필터(14a)는 상기 제1 화소(P1)에 형성되고, 상기 제2 컬러 필터(14b)는 상기 제2 화소(P2)에 형성되고, 상기 제3 컬러 필터(14c)는 상기 제3 화소(P3)에 형성된다.
도 1b에서 알 수 있듯이, 종래의 액정표시장치는 상부기판(10), 하부기판(20), 및 액정층(30)을 포함하여 이루어진다.
상기 상부 기판(10)의 일면 상에는, 보다 구체적으로 상기 액정층(30)과 마주하는 상부 기판(10)의 일면 상에는 차광층(12) 및 컬러 필터층(14)이 형성되어 있다.
상기 차광층(12)은 상기 상부 기판(10) 상에 형성되어 있고, 상기 차광층(12) 사이의 영역에 컬러 필터층(14)이 형성되어 있다.
상기 컬러 필터층(14)은 적색(R)의 제1 컬러 필터(14a), 녹색(G)의 제2 컬러 필터(14b), 및 청색(B)의 제3 컬러 필터(14c)를 포함하여 이루어진다.
상기 하부기판(20)의 일면 상에는, 보다 구체적으로 상기 액정층(30)과 마주하는 상기 하부기판(20)의 일면 상에는, 도시하지는 않았지만, 스위칭 소자로서 박막 트랜지스터가 형성되어 있고, 상기 박막 트랜지스터와 연결되는 화소전극이 형성되어 있고, 그리고, 상기 화소전극과 함께 전계를 형성하기 위한 공통전극이 형성되어 있다.
상기 액정층(30)은 상기 상부 기판(10)과 하부 기판(20) 사이에 형성되어 있다.
최근에는 다양한 제품으로 적용될 수 있는 액정표시장치에 대한 요구가 있는데, 그 예로서 투명 액정표시장치에 대한 요구가 있다. 투명 액정표시장치는 기본적으로 투명한 재료를 적층하여 제조할 수 있으며, 이와 같은 투명 액정표시장치는 가시권이 확보되어야 하는 자동차의 윈도우 또는 건축물의 유리창 등에 적용될 수 있는 이점이 있다.
그러나, 투명 액정표시장치를 구현하기 위해서는 액정표시장치 내에 광이 투과할 수 있는 투과부를 구비하는 것이 바람직한데, 전술한 종래의 액정표시장치는 모든 화소에 컬러 필터가 적용되어 있어 투명 액정표시장치를 구현하는데 한계가 있다.
본 발명은 전술한 종래의 문제점을 해결하기 위해 고안된 것으로서, 본 발명은 광이 투과할 수 있는 투과부를 구비한 투명 액정표시장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해서, 서로 대향하는 제1 기판 및 제2 기판; 상기 제1 기판 및 제2 기판 사이에 형성되는 액정층; 상기 제1 기판의 일면 상에 형성되어 제1 화소, 제2 화소, 제3 화소, 및 투과부로 기능하는 제4 화소를 포함하는 화소 영역을 정의하는 차광층; 상기 제1 화소, 제2 화소 및 제3 화소에 형성되는 컬러 필터층; 및 상기 제1 기판의 타면 상에 형성된 보상 필름을 포함하여 이루어지고, 상기 보상 필름은 상기 제1 화소, 제2 화소 및 제3 화소에 대응하는 위치에 형성되는 제1 보상 필름 및 상기 제4 화소에 대응하는 위치에 형성되는 제2 보상 필름을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 투명 액정표시장치를 제공한다.
이상과 같은 본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.
본 발명에 따르면, 제1 화소 내지 제3 화소는 화상을 디스플레이하고 제4 화소는 화상을 디스플레이하지 않고 액정표시장치의 투명도를 증진시키기 위한 투과부로 기능하기 때문에 투명 액정표시장치 구현이 가능하다.
특히, 본 발명에 따르면 제1 화소 내지 제3 화소 및 제4 화소 사이에서 서로 상이한 모드로 액정을 구동하고 상기 제1 화소 내지 제3 화소의 구동 모드에 최적화된 제1 보상 필름과 상기 제4 화소의 구동 모드에 최적화된 제2 보상 필름을 조합함으로써 시야각이 변경됨에 따라 광의 위상이 지연되는 문제가 해결될 수 있다.
도 1a는 종래의 액정표시장치를 구성하는 상부 기판의 개략적인 평면도이고, 도 1b는 종래의 액정표시장치의 개략적인 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치를 구성하는 제1 기판의 개략적인 평면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치의 개략적인 단면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정표시장치의 개략적인 단면도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 액정표시장치의 개략적인 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 보상 필름의 평면도이다.
본 명세서에서 기술되는 "상에"라는 용어는 어떤 구성이 다른 구성의 바로 상면 또는 하면에 형성되는 경우뿐만 아니라 이들 구성들 사이에 제3의 구성이 개재되는 경우까지 포함하는 것을 의미한다.
이하, 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예에 대해서 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치를 구성하는 제1 기판의 개략적인 평면도이다.
도 2에서 알 수 있듯이, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치의 제1 기판(100) 상에는 차광층(120) 및 컬러 필터층(140)이 형성되어 있다.
상기 차광층(120)은 매트릭스(matrix) 구조로 형성되어 화소(P) 영역을 정의하고, 상기 화소(P) 이외의 영역으로 광이 누설되는 것을 차단한다.
상기 화소(P)는 제1 화소(P1), 제2 화소(P2), 제3 화소(P3), 및 제4 화소(P4)를 포함하여 이루어진다.
상기 제1 화소(P1)는 적색(R) 화소로 이루어지고, 상기 제2 화소(P2)는 녹색(G) 화소로 이루어지고, 상기 제3 화소(P3)는 청색(B) 화소로 이루어지고, 상기 제4 화소(P4)는 흰색(W) 화소로 이루어진다.
상기 제1 화소(P1), 제2 화소(P2) 및 제3 화소(P3)는 제1 행에서 서로 반복되면서 배열되고, 상기 제4 화소(P4)는 제2 행에서 반복되면서 배열된다. 예로서, 상기 제1 화소(P1), 제2 화소(P2) 및 제3 화소(P3)는 홀수 번째 행에서 서로 반복되면서 배열되고 상기 제4 화소(P4)는 짝수 번째 행에서 반복되면서 배열될 수도 있고, 상기 제1 화소(P1), 제2 화소(P2) 및 제3 화소(P3)는 짝수 번째 행에서 서로 반복되면서 배열되고 상기 제4 화소(P4)는 홀수 번째 행에서 반복되면서 배열될 수도 있다.
한편, 도시하지는 않았지만, 상기 제1 화소(P1), 제2 화소(P2) 및 제3 화소(P3)가 제1 열에서 서로 반복되면서 배열되고, 상기 제4 화소(P4)가 제2 열에서 반복되면서 배열될 수도 있다.
청구범위를 포함하여 본 명세서에서는 '행'과 '열'을 특별히 구분하지 않고 '행'과 '열'을 '행'으로 통칭하기로 한다.
상기 제1 화소(P1), 제2 화소(P2) 및 제3 화소(P3)는 서로 동일한 크기로 형성되고, 상기 제4 화소(P4)는 상기 제1 화소(P1), 제2 화소(P2) 및 제3 화소(P3)를 합한 크기로 형성될 수 있지만, 반드시 그에 한정되는 것은 아니다.
상기 컬러 필터층(140)은 상기 차광층(120) 사이 영역, 즉, 상기 화소(P) 영역에 형성된다. 상기 컬러 필터층(140)은 제1 컬러 필터(141), 제2 컬러 필터(142), 및 제3 컬러 필터(143)를 포함하여 이루어진다.
상기 제1 컬러 필터(141)는 상기 제1 화소(P1)에 형성되고, 상기 제2 컬러 필터(142)는 상기 제2 화소(P2)에 형성되고, 상기 제3 컬러 필터(143)는 상기 제3 화소(P3)에 형성된다. 따라서, 제1 컬러 필터(141)는 적색(R) 컬러 필터이고, 상기 제2 컬러 필터(142)는 녹색(G) 컬러 필터이고, 상기 제3 컬러 필터(143)는 청색(B) 컬러 필터이다.
상기 컬러 필터층(140)은 상기 제4 화소(P4)에는 형성되지 않는다. 따라서, 상기 제4 화소(P4)는 흰색(W) 화소로 칭하였지만 엄밀히 말하면 흰색(W)을 디스플레이하는 것이 아니라 백라이트에서 방출된 광이 그대로 통과하면서 아무런 색도 디스플레이하지 않는다.
결국, 상기 제4 화소(P4)가 광투과부를 구성하게 되어 본 발명에 따른 액정표시장치가 투명 액정표시장치로 기능할 수 있게 된다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치의 개략적인 단면도로서, 이는 도 2의 I-I라인의 단면에 해당한다.
도 3에서 알 수 있듯이, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치는 제1 기판(100), 제2 기판(200), 및 액정층(400)을 포함하여 이루어진다.
상기 제1 기판(100)의 일면 상에는, 보다 구체적으로는 상기 액정층(400)과 마주하는 상기 제1 기판(100)의 일면 상에는 차광층(120), 컬러 필터층(140), 및 오버 코트층(160)이 차례로 형성되어 있다.
상기 차광층(120)은 상기 제1 기판(100) 상에 형성되어 있고, 상기 차광층(120) 사이의 영역에 제1 화소(P1), 제2 화소(P2), 제3 화소(P3), 및 제4 화소(P4)가 구성된다.
상기 컬러 필터층(140)은 상기 차광층(120) 사이의 제1 기판(100) 상에 형성되어 있고, 상기 컬러 필터층(140)의 일부는 상기 차광층(120) 상에 형성되어 있다.
상기 컬러 필터층(140)은 제1 컬러 필터(141), 제2 컬러 필터(142), 및 제3 컬러 필터(143)를 포함하여 이루어진다.
상기 제1 컬러 필터(141)는 상기 제1 화소(P1)에 형성되고, 상기 제2 컬러 필터(142)는 상기 제2 화소(P2)에 형성되고, 상기 제3 컬러 필터(143)는 상기 제3 화소(P3)에 형성된다.
상기 제4 화소(P4)에는 컬러 필터가 형성되지 않는다.
상기 오버 코트층(160)은 상기 컬러 필터층(140) 상에 형성되어 있다. 상기 오버 코트층(160)은 제1 기판(100)의 표면을 평탄화시키는 역할을 하는 것이다. 다만, 경우에 따라서, 상기 오버 코트층(160)은 생략이 가능하다.
상기 제2 기판(200)의 일면 상에는, 보다 구체적으로 상기 액정층(400)과 마주하는 상기 제2 기판(200)의 일면 상에는 박막 트랜지스터층(220)이 형성되어 있고, 상기 박막 트랜지스터층(220) 상에는 상기 액정층(400)의 배열방향을 조절하기 위한 제1 화소 전극(310a) 및 제1 공통 전극(320a)이 형성되어 있다.
구체적으로 도시하지는 않았지만, 상기 박막 트랜지스터층(220)에는 게이트 라인, 데이터 라인, 및 박막 트랜지스터가 형성되어 있다.
상기 게이트 라인과 데이터 라인은 서로 교차하도록 배열되어 화소(P1, P2, P3, P4)를 정의하고, 상기 박막 트랜지스터는 상기 화소(P1, P2, P3, P4) 내에서 상기 게이트 라인 및 데이터 라인과 각각 연결되어 있다. 이와 같은 박막 트랜지스터는 게이트 전극, 반도체층, 소스 전극 및 드레인 전극을 포함하여 이루어진다.
상기 박막 트랜지스터는 당업계에 공지된 다양한 형태로 다양하게 변경형성될 수 있다. 예로서, 상기 게이트 전극이 상기 반도체층 위에 위치하는 탑 게이트(Top gate) 구조로 형성될 수도 있고, 상기 게이트 전극이 상기 반도체층 아래에 위치하는 바텀 게이트(Bottom gate) 구조로 형성될 수도 있다.
상기 제1 화소 전극(310a)과 제1 공통 전극(320a)은 그들 사이에서 전계를 형성하고 그와 같은 전계에 의해서 상기 액정층(400)의 배향방향이 조절된다. 상기 제1 화소 전극(310a)은 상기 박막 트랜지스터와 연결되어 있다.
한편, 액정층(400)의 배향방향을 조절하는 화소 전극(310a, 310b)과 공통 전극(320a, 320b)은 액정의 구동방식에 따라 그 형성 모습이 다양하게 변경될 수 있다.
예로서, IPS(In-Plane Switching) 모드 및 FFS(Fringe Field Switching)모드는 하나의 기판 상에 화소 전극과 공통 전극을 모두 형성함으로써 상기 화소 전극과 공통 전극 사이에 수평 전계를 형성하고 그와 같은 수평 전계에 의해서 액정층의 배향방향을 조절하게 된다.
반면에, TN(Twisted Nematic)모드 및 VA(Vertical Alignment) 모드는 하나의 기판 상에 화소 전극을 형성하고 다른 대향 기판 상에 공통 전극을 형성함으로써 상기 화소 전극과 공통 전극 사이에 수직 전계를 형성하고 그와 같은 수직 전계에 의해서 액정층의 배향방향을 조절하게 된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 내지 제3 컬러 필터(141, 142, 143)가 형성되어 화상을 디스플레이하는 제1 화소 내지 제3 화소(P1, P2, P3)에서는 IPS(In-Plane Switching) 모드에 따라 상기 액정층(400)의 배향방향이 조절되고, 화상을 디스플레이하지 않고 액정표시장치의 투명도를 증진시키기 위한 투과부로 기능하는 제4 화소(P4)에서는 TN(Twisted Nematic)모드에 따라 상기 액정층(400)의 배향방향이 조절된다.
따라서, IPS 모드로 구동되는 제1 화소 내지 제3 화소(P1, P2, P3)의 경우에는 상기 박막 트랜지스터층(220) 상에 제1 화소 전극(310a)과 제1 공통 전극(320a)이 형성되어 있다. 특히, 상기 제1 화소 전극(310a)과 제1 공통 전극(320a)은 서로 마주하면서 평행하게 배열되어 있다. 이와 같이 제1 화소 내지 제3 화소(P1, P2, P3) 내에 형성되는 제1 화소 전극(310a)과 제1 공통 전극(320a)은 도시된 바와 같이 서로 동일한 층에 형성될 수 있지만, 반드시 그에 한정되는 것은 아니고, 당업계에 공지된 다양한 IPS 모드 구조로 변경형성될 수 있다.
또한, TN 모드로 구동되는 제4 화소(P4)의 경우에는 상기 박막 트랜지스터층(220) 상에 제2 화소 전극(310b)이 형성되어 있고 상기 오버코트층(160) 상에 제2 공통 전극(320b)이 형성되어 있다.
이와 같이 화상을 디스플레이하는 제1 화소 내지 제3 화소(P1, P2, P3)에서는 IPS(In-Plane Switching) 모드로 구동하고 화상을 디스플레이하지 않고 액정표시장치의 투명도를 증진시키기 위한 투과부로 기능하는 제4 화소(P4)에서는 TN(Twisted Nematic)모드로 구동하는 이유는, 넓은 시야각과 우수한 투과율을 동시에 얻고자 하기 위함이다.
상기 IPS 모드는 액정의 장축이 기판 면에 수평방향을 유지하면서 배열되기 때문에 넓은 시야각 특성을 가지게 되지만 상대적으로 투과율이 떨어지는 단점이 있다. 또한, 상기 TN 모드는 액정의 장축이 기판 면에 수직방향을 유지하면서 배열되기 때문에 상대적으로 투과율은 우수하지만 시야각이 좁은 단점이 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에서는 화상을 디스플레이하는 제1 화소 내지 제3 화소(P1, P2, P3)는 IPS(In-Plane Switching) 모드로 구동하도록 설계함으로써 우수한 시야각 특성을 구비하고, 화상을 디스플레이하지 않는 제4 화소(P4)는 TN(Twisted Nematic)모드로 구동하도록 설계함으로써 투과율을 증진시켜 액정표시장치의 투명도를 향상시키도록 한 것이다.
한편, 도시하지는 않았지만, 상기 제1 기판(100)의 타면 상에는 제1 편광판이 형성되고, 상기 제2 기판(200)의 타면 상에는 제2 편광판이 형성될 수 있다.
상기 제1 편광판과 제2 편광판은 광투과축이 서로 직교하도록 형성되어 있어, 액정층(400)의 배열상태에 따라 광의 투과도가 조절되어 화상이 블랙 또는 화이트가 되도록 한다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정표시장치의 개략적인 단면도로서, 이는 도 2의 I-I라인의 단면에 해당한다.
도 4에 도시한 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정표시장치는 제1 화소 내지 제3 화소(P1, P2, P3)가 FFS(Fringe Field Switching) 모드로 구동하도록 설계한 것을 제외하고 전술한 도 3에 따른 액정표시장치와 동일하다. 따라서, 동일한 구성에 대해서 동일한 도면부호를 부여하였고, 이하에서는 동일한 구성에 대한 반복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 4에서 알 수 있듯이, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 제1 화소 내지 제3 화소(P1, P2, P3)가 FFS(Fringe Field Switching) 모드로 구동하도록 설계되어 있다.
상기 FFS 모드는 화소 전극과 공통 전극 중 하나의 전극은 플레이트(Plate) 구조로 형성하고 나머지 전극은 그 내부에 슬릿(slit)을 갖는 구조로 형성함으로써 상기 슬릿을 통해 프린지 필드(fringe field)를 형성할 수 있도록 한 것이다.
따라서, FFS 모드로 구동되는 제1 화소 내지 제3 화소(P1, P2, P3)의 경우에는 상기 박막 트랜지스터층(220) 상에 제1 화소 전극(310a)이 형성되고, 상기 제1 화소 전극(310a) 상에 절연층(240)이 형성되고, 상기 절연층(240) 상에 제1 공통 전극(320a)이 형성된다. 여기서, 상기 절연층(240) 아래에 위치하는 제1 화소 전극(310a)은 플레이트 구조로 형성되고, 상기 절연층(240) 위에 위치하는 제1 공통 전극(320a)은 그 내부에 슬릿을 갖도록 형성된다.
도시하지는 않았지만, 상기 박막 트랜지스터층(220) 상에 플레이트 구조로 제1 공통 전극(320a)이 형성되고, 상기 제1 공통 전극(320a) 상에 절연층(240)이 형성되고, 상기 절연층(240) 상에 그 내부에 슬릿을 구비하는 제1 화소 전극(310a)이 형성되는 것도 가능하다.
또한, TN 모드로 구동되는 제4 화소(P4)의 경우에는 상기 박막 트랜지스터층(220) 상에 절연층(240)이 형성되고 상기 절연층(240) 상에 제2 화소 전극(310b)이 형성되어 있고 상기 오버코트층(160) 상에 제2 공통 전극(320b)이 형성되어 있다.
한편, 이상은 화상을 디스플레이하지 않고 액정표시장치의 투명도를 증진시키기 위한 투과부로 기능하는 제4 화소(P4)가 TN(Twisted Nematic)모드로 구동하도록 설계된 경우만을 도시하였지만, 반드시 그에 한정되는 것은 아니고, 상기 제4 화소(P4)가 당업계에 공지된 VA(Vertical Alignment) 모드로 구동하도록 설계될 수도 있다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 액정표시장치의 개략적인 단면도로서, 이는 도 2의 I-I라인의 단면에 해당한다.
도 5에 도시한 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 액정표시장치는 제1 기판(100)의 타면에 보상 필름(500)이 추가로 형성된 것을 제외하고 전술한 도 3에 따른 액정표시장치와 동일하다. 따라서, 동일한 구성에 대해서 동일한 도면부호를 부여하였고, 이하에서는 동일한 구성에 대한 반복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 5에서 알 수 있듯이, 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 제1 기판(100)의 타면, 보다 구체적으로는, 액정층(400)과 마주하지 않는 상기 제1 기판(100)의 타면 상에 보상 필름(500)이 형성되어 있다.
상기 보상 필름(500)은 좌우 시야각 방향에서 광이 누설되는 것을 방지하는 역할을 한다. 이에 대해서 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
상기 액정층(400)을 구성하는 액정은 굴절율 이방성을 가지고 있다. 또한, 정면 시야각 방향에서 광이 투과하는 액정의 영역과 좌우 시야각 방향에서 광이 투과하는 액정의 영역이 다르게 된다.
이와 같은 액정의 굴절율 이방성 및 광이 투과하는 액정 영역의 차이로 인해서, 상기 액정층(400)을 투과하는 광은 좌우 시야각 방향으로 갈수록 위상이 지연된다. 이와 같이 위상이 지연되면 좌우 시야각 방향에서 광이 누설되는 문제가 발생하게 된다.
따라서, 본 발명의 또 다른 실시예에서는 좌우 시야각 방향에서 위상이 지연되는 문제를 해소하기 위해서 상기 제1 기판(100)의 타면에 보상 필름(500)을 적용한 것이다.
상기 보상 필름(500)은 연신된 고분자 필름으로 이루어질 수 있다.
도시하지는 않았지만, 상기 보상 필름(500) 상에는 제1 편광판이 추가로 형성된다. 즉, 상기 보상 필름(500)은 제1 기판(100)과 제1 편광판 사이에 형성된다. 또한, 제2 기판(200)의 타면 상에는 제2 편광판이 추가로 형성될 수 있다.
상기 제1 편광판과 제2 편광판은 광투과축이 서로 직교하도록 형성되어 있어, 액정층(400)의 배열상태에 따라 광의 투과도가 조절되어 화상이 블랙 또는 화이트가 되도록 한다.
한편, 본 발명에 따르면, 제1 화소 내지 제3 화소(P1, P2, P3)에서는 제1 화소 전극(310a)과 제1 공통 전극(320a)이 모두 제2 기판(200) 상에 형성되어 IPS 모드 또는 FFS 모드 등으로 구동되는 반면에 제4 화소(P4)에서는 제2 화소 전극(310b)은 제2 기판(200) 상에 형성되고 제2 공통 전극(320b)은 제1 기판(100) 상에 형성되어 TN 모드 등으로 구동된다.
따라서, 상기 보상 필름(500)으로서 어느 하나의 모드에 최적화한 보상 필름을 사용하게 되면 다른 모드에서는 위상 지연이 보상되지 않는 문제가 발생할 수 있다.
예로서, 상기 보상 필름(500)으로서 IPS 모드에 최적화한 보상 필름을 사용하게 되면 제1 화소 내지 제3 화소(P1, P2, P3)에서는 위상 지연이 보상되지만 제4 화소(P4)에서는 위상 지연이 보상되지 않을 수 있다. 또한, 상기 보상 필름(500)으로서 TN 모드에 최적화한 보상 필름을 사용하게 되면 제4 화소(P4)에서는 위상 지연이 보상되지만 제1 화소 내지 제3 화소(P1, P2, P3)에서는 위상 지연이 보상되지 않을 수 있다.
이와 같은 점을 고려하여 상기 보상 필름(500)은 제1 화소 내지 제3 화소(P1, P2, P3)에 대응하는 제1 보상 필름과 제4 화소(P4)에 대응하는 제2 보상 필름을 조합하여 사용하는 것이 바람직하다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 보상 필름(500)의 평면도이다.
도 6에서 알 수 있듯이, 본 발명의 일 실시예에 따른 보상 필름(500)은 제1 보상 필름(510) 및 제2 보상 필름(520)을 포함하여 이루어진다.
상기 제1 보상 필름(510)은 상기 제1 화소 내지 제3 화소(P1, P2, P3)에 대응하는 위치에 형성되고, 상기 제2 보상 필름(520)은 상기 제4 화소(P4)에 대응하는 위치에 형성된다.
전술한 도 2를 참조하면, 상기 제1 화소(P1), 제2 화소(P2) 및 제3 화소(P3)가 홀수 번째 행에서 서로 반복되면서 배열되고 상기 제4 화소(P4)가 짝수 번째 행에서 반복되면서 배열된 경우, 상기 제1 보상 필름(510)은 홀수 번째 행에 형성되고 상기 제2 보상 필름(520)은 짝수 번째 행에 형성된다.
또한, 상기 제1 화소(P1), 제2 화소(P2) 및 제3 화소(P3)가 짝수 번째 행에서 서로 반복되면서 배열되고 상기 제4 화소(P4)가 홀수 번째 행에서 반복되면서 배열된 경우, 상기 제1 보상 필름(510)은 짝수 번째 행에 형성되고 상기 제2 보상 필름(520)은 홀수 번째 행에 형성된다.
여기서, 상기 제1 보상 필름(510)은 상기 제1 화소 내지 제3 화소(P1, P2, P3)의 구동 모드에 최적화한 보상 필름이 적용되고, 상기 제2 보상 필름(520)은 상기 제4 화소(P4)의 구동 모드에 최적화한 보상 필름이 적용된다. 각각의 구동 모드별로 최적화한 보상 필름은 당업계에 공지된 다양한 보상 필름을 이용할 수 있다.
예로서, 상기 제1 화소 내지 제3 화소(P1, P2, P3)가 IPS 모드로 구동되는 경우, 상기 제1 보상 필름(510)은 이축성(Biaxial) 필름으로 이루어질 수 있다. 상기 이축성 필름은 x축 방향의 굴절율(nx), y축 방향의 굴절율(ny), 및 z축 방향의 굴절율(nz) 사이에 nx≠ny≠nz를 만족한다.
또한, 상기 제4 화소(P4)가 TN 모드로 구동되는 경우, 상기 제2 보상 필름(520)은 당업계에 공지된 WV(Wide View) 필름으로 이루어질 수 있다. 상기 WV 필름은 x축 방향의 굴절율(nx), y축 방향의 굴절율(ny), 및 z축 방향의 굴절율(nz) 사이에 nx=ny>nz를 만족한다.
이와 같이 제1 보상 필름(510)과 제2 보상 필름(520)으로 이루어진 보상 필름(500)은 선택적 배향 공정, 예로서 UV 배향 공정을 통해서 얻을 수 있다.
100: 제1 기판 120: 차광층
140, 141, 142, 143: 컬러 필터층, 제1, 제2, 제3 컬러 필터
160: 오버 코트층 200: 제2 기판
220: 박막 트랜지스터층 310a, 310b: 제1, 제2 화소 전극
320a, 320b: 제1, 제2 공통 전극 400: 액정층

Claims (10)

  1. 서로 대향하는 제1 기판 및 제2 기판;
    상기 제1 기판 및 제2 기판 사이에 형성되는 액정층;
    상기 제1 기판의 일면 상에 형성되어 제1 화소, 제2 화소, 제3 화소, 및 화상을 디스플레이하지 않고 투명도를 증진시키기 위한 투과부로 기능하는 제4 화소를 포함하는 화소 영역을 정의하는 차광층;
    상기 제1 화소, 제2 화소 및 제3 화소에 형성되는 컬러 필터층; 및
    상기 제1 기판의 타면 상에 형성되어 좌우 시야각 방향에서 위상이 지연되어 광이 누설되는 것을 방지하기 위한 보상 필름을 포함하여 이루어지고,
    상기 보상 필름은 상기 제1 화소, 제2 화소 및 제3 화소에 대응하는 위치에 형성되는 제1 보상 필름 및 상기 제4 화소에 대응하는 위치에 형성되는 제2 보상 필름을 포함하여 이루어지고,
    상기 제1 화소, 제2 화소 및 제3 화소는 상기 제2 기판의 일면 상에 구비된 제1 화소 전극과 제1 공통 전극에 의한 수평 전계에 의해서 IPS모드 또는 FFS모드로 상기 액정층이 구동되고,
    상기 제4 화소는 상기 제2 기판의 일면 상에 구비된 제2 화소 전극과 상기 제1 기판의 일면 상에 구비된 제2 공통 전극에 의한 수직 전계에 의해서 TN모드 또는 VA모드로 상기 액정층이 구동되는 것을 특징으로 하는 투명 액정표시장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 화소에는 적색 컬러 필터가 형성되어 있고, 상기 제2 화소에는 녹색 컬러 필터가 형성되어 있고, 상기 제3 화소에는 청색 컬러 필터가 형성되어 있고, 상기 제4 화소에는 컬러 필터가 형성되지 않은 것을 특징으로 하는 투명 액정표시장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 화소, 제2 화소, 및 제3 화소는 제1 행에서 서로 반복되면서 배열되고, 상기 제4 화소는 제2 행에서 반복되면서 배열된 것을 특징으로 하는 투명 액정표시장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 화소, 제2 화소 및 제3 화소는 서로 동일한 크기로 형성되고, 상기 제4 화소는 상기 제1 화소, 제2 화소 및 제3 화소를 합한 크기로 형성된 것을 특징으로 하는 투명 액정표시장치.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1 보상 필름은 홀수 번째 행에 형성되고 상기 제2 보상 필름은 짝수 번째 행에 형성되거나, 또는 상기 제1 보상 필름은 짝수 번째 행에 형성되고 상기 제2 보상 필름은 홀수 번째 행에 형성되는 것을 특징으로 하는 투명 액정표시장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제1 보상 필름은 이축성(Biaxial) 필름으로 이루어지고, 상기 제2 보상 필름은 WV(Wide View) 필름으로 이루어지고, 이때, 상기 이축성 필름은 x축 방향의 굴절율(nx), y축 방향의 굴절율(ny) 및 z축 방향의 굴절율(nz) 사이에 nx≠ny≠nz를 만족하고, 상기 WV 필름은 x축 방향의 굴절율(nx), y축 방향의 굴절율(ny), 및 z축 방향의 굴절율(nz) 사이에 nx=ny>nz를 만족하는 것을 특징으로 하는 투명 액정표시장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 보상 필름 상에 제1 편광판이 형성되어 있고, 상기 제2 기판의 타면 상에 제2 편광판이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 투명 액정표시장치.
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