KR102395571B1 - Liquid crystal display device - Google Patents
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Abstract
본 발명의 액정표시장치는 각기 다른 색을 표시하는 적어도 세 개 이상의 서브픽셀에 각각 구비된 박막트랜지스터를 포함하는 기판과, 박막트랜지스터 상부에 배치되는 컬러필터와, 컬러필터 상부에 배치되는 보호층과, 보호층 상부에 서로 이격하며 배치되는 제1 및 제2전극과, 제1 및 제2전극 상부에 배치되는 나노캡슐 액정층을 포함한다.
특히, 서브픽셀 중 어느 하나에 위치한 나노캡슐 액정층은 제1두께를 가지며, 나머지에 위치한 나노캡슐 액정층은 상기 제1두께 보다 더 큰 제2두께를 갖는다.A liquid crystal display device of the present invention includes a substrate including thin film transistors each provided in at least three or more subpixels displaying different colors, a color filter disposed on the thin film transistor, and a protective layer disposed on the color filter; , and first and second electrodes spaced apart from each other on the protective layer, and nanocapsule liquid crystal layers disposed on the first and second electrodes.
In particular, the nanocapsule liquid crystal layer positioned in any one of the subpixels has a first thickness, and the nanocapsule liquid crystal layer positioned in the other subpixels has a second thickness greater than the first thickness.
Description
본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로서, 특히, 나노캡슐 액정층을 포함하는 액정표시장치에 관한 것이다.The present invention relates to a liquid crystal display device, and more particularly, to a liquid crystal display device including a nanocapsule liquid crystal layer.
최근 정보화 시대에 발맞추어 디스플레이(display) 분야 또한 급속도로 발전해 왔고, 이에 부응해서 박형화, 경량화, 저소비전력화 장점을 지닌 평판표시장치(flat panel display device : FPD)로써, 액정표시장치(liquid crystal display device : LCD), 플라즈마표시장치(plasma display panel device : PDP), 전기발광표시장치(electroluminescence display device : ELD), 전계방출표시장치(field emission display device : FED) 등이 소개되어 기존의 브라운관(cathode ray tube : CRT)을 빠르게 대체하며 각광받고 있다. In line with the recent information age, the display field has also developed rapidly, and in response to this, as a flat panel display device (FPD) with the advantages of thinness, light weight, and low power consumption, a liquid crystal display device : LCD), plasma display panel device (PDP), electroluminescence display device (ELD), field emission display device (FED), etc. tube: It is rapidly replacing CRT) and is in the spotlight.
이 중에서도 액정표시장치는 동화상 표시에 우수하고 높은 콘트라스트비(contrast ratio)로 인해 노트북, 모니터, TV 등의 분야에서 가장 활발하게 사용되고 있다.Among them, the liquid crystal display is excellent in displaying moving images and is most actively used in fields such as notebook computers, monitors, and TVs due to its high contrast ratio.
도 1은 종래의 액정표시장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.1 is a cross-sectional view schematically illustrating a conventional liquid crystal display device.
도 1에 도시한 바와 같이, 종래의 액정표시장치(10)는 액정층(50)을 사이에 두고 제1 및 제2기판(2, 4)이 대면 합착된 액정패널과, 그 하부에 배치되는 백라이트(60)를 포함한다.As shown in FIG. 1, the conventional
구체적으로, 제1기판(2) 상에 배치된 박막트랜지스터(Tr)는 게이트전극(12), 게이트절연막(13), 액티브층(14), 오믹콘택층(15a, 15b), 소스전극(16) 및 드레인전극(17)으로 이루어지며, 층간절연막(18)에 형성된 콘택홀을 통해 화소영역(P)에 배치된 제1전극(19)과 연결된다.Specifically, the thin film transistor Tr disposed on the
또한, 제2기판(4) 하부에는 제1기판(2)의 박막트랜지스터(Tr) 등의 비표시 요소를 가리면서 제1전극(19)을 노출시키도록 화소영역(P)을 두르는 격자 형상의 블랙매트릭스(32)가 배치된다.In addition, under the
또한, 격자 형상을 이루는 블랙매트릭스(32) 내부에는 화소영역(P)에 대응하여 컬러필터(34)가 배치되고, 블랙매트릭스(32) 및 컬러필터(34)를 덮으며 제2전극(36)이 배치된다.In addition, a
이때, 제1기판(2) 하부 및 제2기판(4)의 상부에는 특정 편광만을 선택적으로 투과시키는 편광판(20,30)이 부착된다.At this time, polarizing
또한, 액정층(50) 및 제1전극(19) 사이와, 액정층(50) 및 제2전극(36) 사이에는, 액정층(50)을 향하는 표면이 각각 일정 방향으로 러빙(rubbing)된 제1 및 제2배향막(31a, 31b)이 개재되어, 액정분자의 초기 배열 상태 및 배향 방향을 균일하게 정렬한다.In addition, between the
또한, 액정층(50)의 누설을 방지하기 위해 제1 및 제2기판(2,4)의 가장자리를 따라 씰패턴(70)이 배치된다.In addition, a
이러한 액정표시장치(10)는 자발광소자가 아니므로 별도의 광원인 백라이트(60)를 액정패널 배면에 배치하여 액정패널에 광을 공급한다.Since the
여기서, 액정표시장치(10)에 이용되는 액정층(50)으로는 네마틱(nematic)액정, 스멕틱(smectic)액정 및 콜레스테릭(cholesteric) 액정 등이 있으며, 주로 네마틱 액정이 이용된다.Here, the
그런데, 종래의 액정표시장치(10)는 두 개의 기판(2, 4)을 별도로 제작한 후에, 나중에 두 기판(2, 4)을 합착할 경우에 얼라인먼트(Alignment) 공정이 추가로 필요한 단점이 있다.However, the conventional
또한, 액정을 배향시키기 위해 배향막(31a, 31b) 인쇄 및 러빙 공정이 필요한데 이러한 액정배향 공정으로 인해 수율이 저하되는 문제점이 있다.In addition, in order to align the liquid crystal, printing and rubbing processes of the
또한, 두 개의 기판(2, 4)을 합착하여 액정을 주입한 후에 일정한 간격(Gap)을 항상 유지시켜 주어야 하는데, 외부의 압력이나 충격에 의해 두 개의 기판(2, 4) 사이의 간격이 달라지게 되면 표시품질이 저하되는 문제점이 있다.In addition, after bonding the two
본 발명은 두께가 다르게 형성된 나노캡슐 액정층을 통해 나노캡슐 액정층의 투과율을 조절함으로써, 화상 표시 시에 화이트 밸런스를 이룰 수 있는 액정표시장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a liquid crystal display device capable of achieving white balance during image display by adjusting the transmittance of the nanocapsule liquid crystal layer through the nanocapsule liquid crystal layer having different thicknesses.
전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 각기 다른 색을 표시하는 적어도 세 개 이상의 서브픽셀에 각각 구비된 박막트랜지스터를 포함하는 기판과, 박막트랜지스터 상부에 배치되는 컬러필터와, 컬러필터 상부에 배치되는 보호층과, 보호층 상부에 서로 이격하며 배치되는 제1 및 제2전극과, 제1 및 제2전극 상부에 배치되는 나노캡슐 액정층을 포함하고, 서브픽셀 중 어느 하나에 위치한 나노캡슐 액정층은 제1두께를 가지며, 나머지에 위치한 나노캡슐 액정층은 제1두께 보다 더 큰 제2두께를 갖는 액정표시장치를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a substrate including thin film transistors each provided in at least three or more sub-pixels displaying different colors, a color filter disposed on the thin film transistor, and an upper part of the color filter a nano-capsule liquid crystal layer disposed on the first and second electrodes, a protective layer disposed on the protective layer, first and second electrodes spaced apart from each other on the protective layer, The liquid crystal capsule layer has a first thickness, and the nanocapsule liquid crystal layer positioned in the rest provides a liquid crystal display device having a second thickness greater than the first thickness.
또한, 기판 및 제1두께를 갖는 나노캡슐 액정층 사이에 배치되는 보상패턴을 더 포함한다.In addition, it further includes a compensation pattern disposed between the substrate and the nanocapsule liquid crystal layer having a first thickness.
또한, 보상패턴은 컬러필터 하부에 배치되거나, 컬러필터 및 보호층 사이에 배치되거나, 보호층 상부에 배치된다.In addition, the compensation pattern is disposed under the color filter, between the color filter and the passivation layer, or disposed above the passivation layer.
또한, 보상패턴이 보호층 상부에 배치되는 경우, 보상패턴은 보호층과 동일 물질로 이루어진다.In addition, when the compensation pattern is disposed on the protective layer, the compensation pattern is made of the same material as the protective layer.
본 발명은 두께가 다르게 형성된 나노캡슐 액정층을 통해 나노캡슐 액정층의 투과율을 조절함으로써, 화상 표시 시에 화이트 밸런스를 이룰 수 있다. 특히, 제3서브픽셀에 청색을 표시하는 컬러필터를 배치함으로써 청색광의 투과율을 감소시켜, 블루위시(bluish)한 화상이 표시되는 것을 방지할 수 있다.In the present invention, by controlling the transmittance of the nanocapsule liquid crystal layer through the nanocapsule liquid crystal layer having different thicknesses, white balance can be achieved during image display. In particular, by arranging a color filter displaying blue in the third sub-pixel, transmittance of blue light is reduced, thereby preventing a blueish image from being displayed.
또한, 하나의 기판만으로 액정표시장치를 제조할 수 있게 되어, 경량박형의 액정표시장치를 구현할 수 있고, 제조비용을 절감할 수 있다.In addition, since a liquid crystal display device can be manufactured using only one substrate, a light and thin liquid crystal display device can be realized, and manufacturing cost can be reduced.
또한, 나노캡슐 액정층은 외부의 압력이나 충격에 의해 간격이 틀어지거나 변하는 문제가 없기 때문에, 기판을 유연한 재질인 플라스틱 등으로 형성함으로써 플렉서블한 액정표시장치에 효과적으로 적용할 수 있다.In addition, since the nanocapsule liquid crystal layer does not have a problem of being shifted or changed by external pressure or impact, it can be effectively applied to a flexible liquid crystal display by forming the substrate of a flexible material such as plastic.
또한, 종래의 액정표시장치에 반드시 필요하였던 배향막 인쇄 및 러빙 공정을 생략할 수 있다.In addition, it is possible to omit the alignment film printing and rubbing process, which are absolutely necessary for the conventional liquid crystal display device.
또한, 보호층 및 보상패턴을 하나의 마스크 공정으로 형성함으로써, 제조공정 수를 줄여 제조비용을 절감할 수 있다.In addition, by forming the protective layer and the compensation pattern through a single mask process, the number of manufacturing processes can be reduced, thereby reducing manufacturing costs.
도 1은 종래의 액정표시장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 액정표시장치를 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 액정표시장치를 도시한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제3실시예에 따른 액정표시장치를 도시한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제4실시예에 따른 액정표시장치를 도시한 단면도이다.
도 6a 및 도 6b는 도5의 보호층 및 보상패턴의 단계별 제조공정 단면도이다.1 is a cross-sectional view schematically illustrating a conventional liquid crystal display device.
2 is a cross-sectional view illustrating a liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention.
3 is a cross-sectional view illustrating a liquid crystal display device according to a second embodiment of the present invention.
4 is a cross-sectional view illustrating a liquid crystal display device according to a third embodiment of the present invention.
5 is a cross-sectional view illustrating a liquid crystal display device according to a fourth embodiment of the present invention.
6A and 6B are cross-sectional views illustrating a step-by-step manufacturing process of the protective layer and the compensation pattern of FIG. 5 .
이하, 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예에 대해서 설명하기로 한다.Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
<제 1 실시예><First embodiment>
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 액정표시장치를 도시한 단면도이다.2 is a cross-sectional view illustrating a liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention.
도면에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 액정표시장치(100)는 박막트랜지스터(미도시)를 포함하는 기판(101)과, 기판(101) 상에 배치되는 컬러필터(121)와, 컬러필터(121) 상부에 배치되는 보호층(123)과, 보호층(123) 상부에 서로 이격하며 배치되는 제1 및 제2전극(125, 126)과, 제1 및 제2전극(125, 126) 상부에 배치되는 나노캡슐 액정층(130)을 포함한다.As shown in the drawing, the
또한, 박막트랜지스터(미도시)는 각기 다른 색을 표시하는 적어도 세 개 이상의 서브픽셀에 각각 구비된다.In addition, thin film transistors (not shown) are respectively provided in at least three or more sub-pixels displaying different colors.
한편, 도면에 도시한 바와 같이, 서브픽셀이 각기 다른 세 개의 색을 표시하는 경우에는, 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)을 각각 표시하는 제1 내지 제3서브픽셀(SP1~SP3)이 모여 하나의 단위 픽셀을 이루며, 도면과 달리 서브픽셀이 각기 다른 네 개의 색을 표시하는 경우에는, 적색, 녹색, 청색 및 백색을 각각 표시하는 제1 내지 제4서브픽셀이 모여 하나의 단위 픽셀을 이룬다.Meanwhile, as shown in the drawing, when the sub-pixels display three different colors, the first to third sub-pixels SP1 respectively display red (R), green (G), and blue (B). ~SP3) are gathered to form one unit pixel, and unlike the drawing, when the sub-pixels display four different colors, the first to fourth sub-pixels displaying red, green, blue, and white, respectively, are gathered together to form one unit pixel. constitutes a unit pixel of
이하, 서브픽셀이 각기 다른 세 개의 색을 표시하는 경우를 대표로 본 발명의 제1실시예에 따른 액정표시장치(100)를 설명하겠다.Hereinafter, the
먼저, 박막트랜지스터(미도시)는 게이트배선(미도시)과 연결되는 게이트전극(미도시)과, 각 서브픽셀(SP1~SP3) 사이 마다 배치된 데이터배선(117)과 연결되는 소스전극(미도시)과, 제1전극(125)과 전기적으로 연결되는 드레인전극(미도시)을 포함한다.First, a thin film transistor (not shown) has a gate electrode (not shown) connected to a gate wiring (not shown) and a source electrode (not shown) connected to the
또한, 데이터배선(117) 하부에는 게이트절연막(115)을 사이에 두고 공통배선(113)이 배치되는데, 공통배선(113)은 데이터배선(117)과 일정간격 이격되어 양측에 각각 배치된다.In addition, the
또한, 데이터배선(117) 상부에는 층간절연막(119)이 배치되며, 층간절연막(119) 상부에는 컬러필터(121)가 배치된다.In addition, the
여기서, 컬러필터(121)는 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 컬러필터를 포함하며, 제1 내지 제3서브픽셀(SP1~SP3)에 각각 배치될 수 있다.Here, the
또한, 컬러필터(121) 상부에는 보호층(123)이 배치되며, 보호층(123) 상부에는 서로 이격하는 제1 및 제2전극(125, 126)이 배치된다.In addition, a
여기서, 제1 및 제2전극(125, 126)은 데이터배선(117)과 나란하게 다수의 바(bar) 형태를 가지며 교대로 배치되는데, 평면적으로 각 서브픽셀(SP1~SP3) 중앙을 기준으로 대칭적으로 꺽인 구조로 이루어질 수 있으며, 각 서브픽셀(SP1~SP3) 최외각에 위치한 제2전극(126)은 데이터배선(117) 및 공통배선(113)과 중첩되어 배치될 수 있다.Here, the first and
또한, 제1 및 제2전극(125, 126) 상부에 나노캡슐 액정층(130)이 배치되며, 기판(101) 하부 및 나노캡슐 액정층(130) 상부에는 제1 및 제2편광판(120, 140)이 각각 배치된다.In addition, the nanocapsule liquid crystal layer 130 is disposed on the first and
여기서, 나노캡슐 액정층(130)은 가시광선 파장 영역 보다 작은 나노 사이즈를 가지며, 불규칙하게 배열된 액정분자(131)가 내부에 채워진 나노캡슐(132)이 버퍼층(133)에 분산되어 이루어진다.Here, the nanocapsule liquid crystal layer 130 has a nano size smaller than the visible light wavelength region, and the nanocapsule 132 filled therein with irregularly arranged liquid crystal molecules 131 is dispersed in the
특히, 이러한 나노캡슐 액정층(130)은 제1 및 제2전극(125, 126) 상부에 필름 형태로 이루어질 수 있다.In particular, the nanocapsule liquid crystal layer 130 may be formed in the form of a film on the first and
이에 따라, 두 개의 기판으로 이루어진 종래의 액정표시장치와 달리 하나의 기판(101)만으로 액정표시장치(100)를 제조할 수 있게 되어, 경량박형의 액정표시장치를 구현할 수 있고, 제조비용을 절감할 수 있다.Accordingly, the
또한, 나노캡슐 액정층(130)은 외부의 압력이나 충격에 의해 간격이 틀어지거나 변하는 문제가 없기 때문에, 기판(101)을 유연한 재질인 플라스틱 등으로 형성함으로써 플렉서블한 액정표시장치에 효과적으로 적용할 수 있다.In addition, since the nanocapsule liquid crystal layer 130 does not have a problem of being shifted or changing due to external pressure or impact, it can be effectively applied to a flexible liquid crystal display by forming the
또한, 나노캡슐 액정층(130)은 전계가 인가되지 않으면 광학적으로 등방성을 갖지만, 전계가 인가되면 나노캡슐(132) 내의 액정분자(131)가 전계 방향으로 정렬하면서 나노캡슐 액정층(130)으로 입사된 광을 복굴절시키는 성질을 갖는다.In addition, the nanocapsule liquid crystal layer 130 has optical isotropy when no electric field is applied, but when an electric field is applied, the liquid crystal molecules 131 in the nanocapsule 132 are aligned in the electric field direction to form the nanocapsule liquid crystal layer 130 . It has a property of birefringence of incident light.
이에 따라, 나노캡슐 액정층(130)은 인가된 전계에 따라 광학적으로 광축을 형성할 수 있고, 이를 이용한 광학특성 제어를 통해 광을 투과시킬 수 있다.Accordingly, the nanocapsule liquid crystal layer 130 may optically form an optical axis according to an applied electric field, and may transmit light through optical characteristic control using the optical axis.
또한, 제1편광판(120)은 기판(101) 하부에 배치된 백라이트(미도시) 등을 통해 나노캡슐 액정층(130)으로 입사되는 광을 편광 시키며, 제2편광판(140)은 나노캡슐 액정층(130)에 입사된 광이 나노캡슐 액정층(130)의 복굴절 효과에 의한 편광됨이 없이 그대로 투과할 경우 이를 차단시킨다.In addition, the
여기서, 제1 및 제2편광층(120, 140)의 편광축은 서로 직교한다. 즉, 제1편광판(120)의 편광축이 0°(또는 90°) 라면, 제2편광판(140)의 편광축은 90°(또는 0°)일 수 있다.Here, the polarization axes of the first and second polarization layers 120 and 140 are orthogonal to each other. That is, if the polarization axis of the
이하, 나노캡슐 액정층(130)을 포함하는 액정표시장치(100)의 구동원리를 설명하겠다.Hereinafter, a driving principle of the liquid
먼저, 제1 및 제2전극(125, 126)에 전계가 인가되지 않은 경우, 나노캡슐 액정층(130)이 제1편광판(120)을 통해 입사한 광을 그대로 통과시킴으로써, 액정표시장치(100)는 블랙 상태를 표시하게 된다.First, when no electric field is applied to the first and
즉, 전계가 인가되지 않은 오프 상태에서는 백라이트(미도시)로부터 입사된 광이 제1편광판(120)을 거치면서 특정 각도로 선택적 투과된 후, 다시 나노캡슐 액정층(130)으로 입사된 광은 산란 현상이 거의 발생하지 않고 그대로 나노캡슐 액정층(130)을 투과하여 제2편광판(140)에 도달하게 된다.That is, in the OFF state to which no electric field is applied, the light incident from the backlight (not shown) is selectively transmitted at a specific angle while passing through the first
결국, 0°의 편광축을 갖는 제1편광판(120)을 투과한 광은 그대로 90°의 편광축을 갖는 제2편광판(140)에 입사되고, 이에 따라 해당 입사광은 제1편광판(120)과 직교상태를 이루는 제2편광판(140)에 의해 차단되어 액정표시장치(100)는 블랙 상태를 표시하게 되는 것이다.As a result, light passing through the first
위와 같이, 계조 표현을 위해서는 반드시 서로 대향하는 한 쌍의 기판 사이에 한 쌍의 배향막을 개재하고, 그 사이에 액정을 주입하여 일정한 피치와 방향을 갖도록 액정을 배향해야 했던 종래의 액정표시장치와 달리, 본 발명의 제1실시예에 따른 액정표시장치(100)는 나노캡슐 액정층(130) 자체의 광학 특성을 이용하여 블랙 상태를 표현할 수 있으므로 별도의 액정 배향이 필요 없게 된다.As described above, in order to express grayscale, a pair of alignment layers must be interposed between a pair of substrates facing each other, and liquid crystals are injected therebetween to align the liquid crystals to have a constant pitch and direction, unlike the conventional liquid crystal display device. , since the
이에 따라, 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정표시장치(100)는 종래의 액정표시장치에 반드시 필요하였던 배향막 인쇄 및 러빙 공정을 생략할 수 있다.Accordingly, the
다음, 제1 및 제2전극(125, 126)에 전계가 인가되는 경우, 나노캡슐 액정층(130)이 제1편광판(120)을 통해 입사한 광의 편광축을 90°만큼 회전시킴으로써, 액정표시장치(100)는 화이트 상태를 표시하게 된다.Next, when an electric field is applied to the first and
구체적으로, 전계가 인가되는 온 상태에서는, 나노캡슐(132) 내부에 있는 액정분자(131)가 전계 방향과 평행하게 배열하기 때문에 액정분자(131)의 배향에 의한 복굴절 효과가 만들어지게 된다.Specifically, in the ON state to which an electric field is applied, since the liquid crystal molecules 131 in the nanocapsule 132 are arranged parallel to the electric field direction, a birefringence effect is created by the alignment of the liquid crystal molecules 131 .
이 때, 제1편광판(120)을 통해 입사한 광은 나노캡슐 액정층(130)의 복굴절 효과에 의해 그 편광이 변하게 되는데, 나노캡슐 액정층(130)의 복굴절 정도(Δn*d)가 입사광의 λ/2 조건을 만족하게 되면 입사광의 편광축이 90°만큼 회전하게 되어 제1편광판(120)과 직교상태를 이루는 제2편광판(140)에 흡수되지 않고 그대로 통과하여 화이트 상태를 표시하게 된다.At this time, the polarization of the light incident through the first
한편, 전술한 바와 같이 본 발명의 제1실시예에 따른 액정표시장치(100)는, 나노캡슐 액정층(130)의 굴절률을 통해 광투과량을 제어하기 때문에, 종래의 액정표시장치의 액정분자 대비 굴절률이 2 내지 3배 더 큰 액정분자를 사용해야 한다.On the other hand, as described above, the liquid
그러나, 위와 같은 굴절률이 비교적 큰 액정분자는 파장 분산 특성이 크기 때문에, 화상 표시 시에 색좌표가 틀어져 화이트 밸런스를 이루지 못하는 문제점이 발생할 수 있다.However, since the liquid crystal molecules having a relatively large refractive index as described above have large wavelength dispersion characteristics, color coordinates may be misaligned during image display and thus white balance may not be achieved.
특히, 색좌표가 청색 쪽으로 치우침에 따라, 블루위시(bluish)한 화상이 표시되는 문제점이 발생할 수 있다.In particular, as the color coordinates are biased toward blue, a problem in which a blueish image is displayed may occur.
<제 2 실시예><Second embodiment>
도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 액정표시장치를 도시한 단면도이다.3 is a cross-sectional view illustrating a liquid crystal display device according to a second embodiment of the present invention.
도면에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제2실시예에 따른 액정표시장치(200)는 박막트랜지스터(미도시)를 포함하는 기판(201)과, 기판(201) 상에 배치되는 컬러필터(221)와, 컬러필터(221) 상부에 배치되는 보호층(223)과, 보호층(223) 상부에 서로 이격하며 배치되는 제1 및 제2전극(225, 226)과, 제1 및 제2전극(225, 226) 상부에 배치되는 나노캡슐 액정층(230)을 포함한다.As shown in the drawing, the
또한, 박막트랜지스터(미도시)는 각기 다른 색을 표시하는 적어도 세 개 이상의 서브픽셀에 각각 구비된다.In addition, thin film transistors (not shown) are respectively provided in at least three or more sub-pixels displaying different colors.
한편, 도면에 도시한 바와 같이, 서브픽셀이 각기 다른 세 개의 색을 표시하는 경우에는, 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)을 각각 표시하는 제1 내지 제3서브픽셀(SP1~SP3)이 모여 하나의 단위 픽셀을 이루며, 도면과 달리 서브픽셀이 각기 다른 네 개의 색을 표시하는 경우에는, 적색, 녹색, 청색 및 백색을 각각 표시하는 제1 내지 제4서브픽셀이 모여 하나의 단위 픽셀을 이룬다.Meanwhile, as shown in the drawing, when the sub-pixels display three different colors, the first to third sub-pixels SP1 respectively display red (R), green (G), and blue (B). ~SP3) are gathered to form one unit pixel, and unlike the drawing, when the sub-pixels display four different colors, the first to fourth sub-pixels displaying red, green, blue, and white, respectively, are gathered together to form one unit pixel. constitutes a unit pixel of
이하, 서브픽셀이 각기 다른 세 개의 색을 표시하는 경우를 대표로 본 발명의 제2실시예에 따른 액정표시장치(200)를 설명하겠다.Hereinafter, the
먼저, 박막트랜지스터(미도시)는 게이트배선(미도시)과 연결되는 게이트전극(미도시)과, 각 서브픽셀(SP1~SP3) 사이 마다 배치된 데이터배선(217)과 연결되는 소스전극(미도시)과, 제1전극(225)과 전기적으로 연결되는 드레인전극(미도시)을 포함한다.First, the thin film transistor (not shown) has a gate electrode (not shown) connected to a gate wiring (not shown) and a source electrode (not shown) connected to the data wiring 217 disposed between each sub-pixels SP1 to SP3. city) and a drain electrode (not shown) electrically connected to the
또한, 데이터배선(217) 하부에는 게이트절연막(215)을 사이에 두고 공통배선(213)이 배치되는데, 공통배선(213)은 데이터배선(217)과 일정간격 이격되어 양측에 각각 배치된다.In addition, the
또한, 데이터배선(217) 상부에는 층간절연막(219)이 배치되며, 층간절연막(219) 상부에는 컬러필터(221)가 배치된다.In addition, an
여기서, 컬러필터(221)는 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 컬러필터를 포함하며, 제1 내지 제3서브픽셀(SP1~SP3)에 각각 배치될 수 있다.Here, the
또한, 컬러필터(221) 상부에는 보호층(223)이 배치되는데, 제1 내지 제3서브픽셀(SP1~SP3) 중 어느 하나 예를 들어, 제3서브픽셀(SP3)은 컬러필터(221) 및 보호층(223) 사이에 배치되는 보상패턴(250)을 더 포함한다.In addition, a
이와 같은 보상패턴(250)으로 인해 제3서브픽셀(SP3)의 보호층(223)은 제1 및 제2서브픽셀(SP1, SP2)의 보호층(223) 보다 더 높게 형성 되어 단차가 발생하게 된다.Due to the
이 때, 보상패턴(250)은 투명한 물질로서 유기물질 또는 무기물질로 이루어질 수 있다.In this case, the
또한, 보호층(223) 상부에는 서로 이격하는 제1 및 제2전극(225, 226)이 배치된다.In addition, first and
여기서, 제1 및 제2전극(225, 226)은 데이터배선(217)과 나란하게 다수의 바(bar) 형태를 가지며 교대로 배치되는데, 평면적으로 각 서브픽셀(SP1~SP3) 중앙을 기준으로 대칭적으로 꺽인 구조로 이루어질 수 있다.Here, the first and
또한, 각 서브픽셀(SP1~SP3) 최외각에 위치한 제2전극(226)은 데이터배선(217) 및 공통배선(213)과 중첩되어 배치될 수 있는데, 전술한 제3서브픽셀(SP3)의 보호층(223)과 제1 및 제2서브픽셀(SP1, SP2)의 보호층(223)의 단차로 인해, 제1 및 제3서브픽셀(SP1, SP3) 사이에 위치한 제2전극(226)과 제2 및 3서브픽셀(SP2, SP3) 사이에 위치한 제2전극(226)은 단차를 따라 보호층(223) 상부에 배치된다.In addition, the
또한, 제1 및 제2전극(225, 226) 상부에 나노캡슐 액정층(230)이 배치되며, 기판(201) 하부 및 나노캡슐 액정층(230) 상부에는 제1 및 제2편광판(220, 240)이 각각 배치된다.In addition, the nanocapsule liquid crystal layer 230 is disposed on the first and
여기서, 나노캡슐 액정층(230)은 가시광선 파장 영역보다 작은 나노 사이즈를 가지며, 불규칙하게 배열된 액정분자(231)가 내부에 채워진 나노캡슐(232)이 버퍼층(233)에 분산되어 이루어진다.Here, the nanocapsule liquid crystal layer 230 has a nano size smaller than the visible light wavelength region, and the nanocapsule 232 filled therein with irregularly arranged
특히, 이러한 나노캡슐 액정층(230)은 제1 및 제2전극(225, 226) 상부에 필름 형태로 이루어질 수 있다.In particular, the nanocapsule liquid crystal layer 230 may be formed in the form of a film on the first and
이에 따라, 두 개의 기판으로 이루어진 종래의 액정표시장치와 달리 하나의 기판(201)만으로 액정표시장치(200)를 제조할 수 있게 되어, 경량박형의 액정표시장치를 구현할 수 있고, 제조비용을 절감할 수 있다.Accordingly, it is possible to manufacture the
또한, 나노캡슐 액정층(230)은 외부의 압력이나 충격에 의해 간격이 틀어지거나 변하는 문제가 없기 때문에, 기판(201)을 유연한 재질인 플라스틱 등으로 형성함으로써 플렉서블한 액정표시장치에 효과적으로 적용할 수 있다.In addition, since the nanocapsule liquid crystal layer 230 does not have a problem of being shifted or changing due to external pressure or impact, it can be effectively applied to a flexible liquid crystal display by forming the
또한, 이와 같이 나노캡슐 액정층(230)이 필름 형태로 충분히 두껍게 형성되면, 나노캡슐 액정층(230)의 상부면은 평탄화되는 반면, 제1 및 제2전극(225, 226)과 맞닿는 하부면은 단차를 갖는 보호층(223)으로 인해 평탄화되지 않는다.In addition, when the nanocapsule liquid crystal layer 230 is formed thick enough in the form of a film in this way, the upper surface of the nanocapsule liquid crystal layer 230 is planarized, while the lower surface in contact with the first and
이에 따라, 전술한 바와 같이 보상패턴(250)으로 인해 제3서브픽셀(SP3)의 보호층(223)이 제1 및 제2서브픽셀(SP1, SP2)의 보호층(223) 보다 더 높게 형성되기 때문에, 제3서브픽셀(SP3)에 위치한 나노캡슐 액정층(230)은 제1두께(t1)를 갖게 되며, 제1 및 제2서브픽셀(SP1, SP2)에 위치한 나노캡슐 액정층(230)은 제1두께(t1) 보다 더 큰 제2두께(t2)를 갖게 된다.Accordingly, as described above, the
또한, 나노캡슐 액정층(230)은 전계가 인가되지 않으면 광학적으로 등방성을 갖지만, 전계가 인가되면 나노캡슐(232) 내의 액정분자(231)가 전계 방향으로 정렬하면서 나노캡슐 액정층(230)으로 입사된 광을 복굴절시키는 성질을 갖는다.In addition, the nanocapsule liquid crystal layer 230 has optical isotropy when no electric field is applied, but when an electric field is applied, the
이에 따라, 나노캡슐 액정층(230)은 인가된 전계에 따라 광학적으로 광축을 형성할 수 있고, 이를 이용한 광학특성 제어를 통해 광을 투과시킬 수 있다.Accordingly, the nanocapsule liquid crystal layer 230 may optically form an optical axis according to an applied electric field, and may transmit light through optical characteristic control using the same.
또한, 제1편광판(220)은 기판(201) 하부에 배치된 백라이트(미도시) 등을 통해 나노캡슐 액정층(230)으로 입사되는 광을 편광 시키며, 제2편광판(240)은 나노캡슐 액정층(230)에 입사된 광이 나노캡슐 액정층(230)의 복굴절 효과에 의한 편광됨이 없이 그대로 투과할 경우 이를 차단시킨다.In addition, the
여기서, 제1 및 제2편광층(220, 240)의 편광축은 서로 직교한다. 즉, 제1편광판(220)의 편광축이 0°(또는 90°) 라면, 제2편광판(240)의 편광축은 90°(또는 0°)일 수 있다.Here, the polarization axes of the first and second polarization layers 220 and 240 are orthogonal to each other. That is, if the polarization axis of the
한편, 본 발명의 제2실시예의 액정표시장치(200)의 구동원리는 본 발명의 제1실시예의 액정표시장치(100)의 구동원리와 동일하므로 생략한다.Meanwhile, the driving principle of the
나노캡슐 액정층(230)은 최대 투과율을 갖는 일정한 두께 범위 내에서 그 두께가 증가할수록 투과율이 증가되고, 반대로 두께가 감소할수록 투과율이 감소된다.In the nanocapsule liquid crystal layer 230, the transmittance increases as the thickness increases within a certain thickness range having the maximum transmittance, and on the contrary, the transmittance decreases as the thickness decreases.
이에, 본 발명의 제2실시예에 따른 액정표시장치(200)는 보상패턴(250)을 제3서브픽셀(SP3)의 컬러필터(221) 및 보호층(223) 사이에 배치하고, 제3서브픽셀(SP3)에 위치한 나노캡슐 액정층(230)의 두께(t1)를 제1 및 제2서브픽셀(SP1, SP2)에 위치한 나노캡슐 액정층(230)의 두께(t2) 보다 작게 형성함으로써, 제3서브픽셀(SP3)에 위치한 나노캡슐 액정층(230)의 투과율을 감소 시킨다.Accordingly, in the
이와 같이, 본 발명의 제2실시예에 따른 액정표시장치(200)는 종래의 액정표시장치의 액정분자 대비 굴절률이 2 내지 3배 더 큰 액정분자를 사용하더라도, 두께가 다르게 형성된 나노캡슐 액정층(230)을 통해 나노캡슐 액정층(230)의 투과율을 조절함으로써, 화상 표시 시에 화이트 밸런스를 이룰 수 있다.As such, in the
특히, 제3서브픽셀(SP3)에 청색(B)을 표시하는 컬러필터(221)를 배치함으로써 청색광의 투과율을 감소시켜, 블루위시(bluish)한 화상이 표시되는 것을 방지할 수 있다.In particular, by arranging the
<제 3 실시예><Third embodiment>
도 4는 본 발명의 제3실시예에 따른 액정표시장치를 도시한 단면도이다.4 is a cross-sectional view illustrating a liquid crystal display device according to a third embodiment of the present invention.
도면에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제3실시예에 따른 액정표시장치(300)는 박막트랜지스터(미도시)를 포함하는 기판(301)과, 기판(301) 상에 배치되는 컬러필터(321)와, 컬러필터(321) 상부에 배치되는 보호층(323)과, 보호층(323) 상부에 서로 이격하며 배치되는 제1 및 제2전극(325, 326)과, 제1 및 제2전극(325, 326) 상부에 배치되는 나노캡슐 액정층(330)을 포함한다.As shown in the drawing, the
또한, 박막트랜지스터(미도시)는 각기 다른 색을 표시하는 적어도 세 개 이상의 서브픽셀에 각각 구비된다.In addition, thin film transistors (not shown) are respectively provided in at least three or more sub-pixels displaying different colors.
한편, 도면에 도시한 바와 같이, 서브픽셀이 각기 다른 세 개의 색을 표시하는 경우에는, 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)을 각각 표시하는 제1 내지 제3서브픽셀(SP1~SP3)이 모여 하나의 단위 픽셀을 이루며, 도면과 달리 서브픽셀이 각기 다른 네 개의 색을 표시하는 경우에는, 적색, 녹색, 청색 및 백색을 각각 표시하는 제1 내지 제4서브픽셀이 모여 하나의 단위 픽셀을 이룬다.Meanwhile, as shown in the drawing, when the sub-pixels display three different colors, the first to third sub-pixels SP1 respectively display red (R), green (G), and blue (B). ~SP3) are gathered to form one unit pixel, and unlike the drawing, when the sub-pixels display four different colors, the first to fourth sub-pixels displaying red, green, blue, and white, respectively, are gathered together to form one unit pixel. constitutes a unit pixel of
이하, 서브픽셀이 각기 다른 세 개의 색을 표시하는 경우를 대표로 본 발명의 제3실시예에 따른 액정표시장치(300)를 설명하겠다.Hereinafter, the
먼저, 박막트랜지스터(미도시)는 게이트배선(미도시)과 연결되는 게이트전극(미도시)과, 각 서브픽셀(SP1~SP3) 사이 마다 배치된 데이터배선(317)과 연결되는 소스전극(미도시)과, 제1전극(325)과 전기적으로 연결되는 드레인전극(미도시)을 포함한다.First, the thin film transistor (not shown) has a gate electrode (not shown) connected to a gate wiring (not shown) and a source electrode (not shown) connected to the data wiring 317 disposed between each sub-pixels SP1 to SP3. city) and a drain electrode (not shown) electrically connected to the
또한, 데이터배선(317) 하부에는 게이트절연막(315)을 사이에 두고 공통배선(313)이 배치되는데, 공통배선(313)은 데이터배선(317)과 일정간격 이격되어 양측에 각각 배치된다.In addition, the
또한, 데이터배선(317) 상부에는 층간절연막(319)이 배치되며, 층간절연막(319) 상부에는 컬러필터(321)가 배치되는데, 제1 내지 제3서브픽셀(SP1~SP3) 중 어느 하나 예를 들어, 제3서브픽셀(SP3)은 층간절연막(319) 및 컬러필터(321) 사이에 배치되는 보상패턴(350)을 더 포함한다.In addition, an
여기서, 컬러필터(321)는 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 컬러필터를 포함하며, 제1 내지 제3서브픽셀(SP1~SP3)에 각각 배치될 수 있으며, 보상패턴(350)으로 인해 청색(B) 컬러필터는 적색(R) 및 녹색(G) 컬러필터 보다 더 높게 형성되어 단차가 발생하게 된다.Here, the
또한, 컬러필터(321) 상부에는 보호층(323)이 배치되는데, 보상패턴(350)으로 인해 제3서브픽셀(SP3)의 보호층(323)은 제1 및 제2서브픽셀(SP1, SP2)의 보호층(323) 보다 더 높게 형성 되어 단차가 발생하게 된다.In addition, a
이 때, 보상패턴(350)은 투명한 물질로서 유기물질 또는 무기물질로 이루어질 수 있다.In this case, the
또한, 보호층(323) 상부에는 서로 이격하는 제1 및 제2전극(325, 326)이 배치된다.In addition, first and
여기서, 제1 및 제2전극(325, 326)은 데이터배선(317)과 나란하게 다수의 바(bar) 형태를 가지며 교대로 배치되는데, 평면적으로 각 서브픽셀(SP1~SP3) 중앙을 기준으로 대칭적으로 꺽인 구조로 이루어질 수 있다.Here, the first and
또한, 각 서브픽셀(SP1~SP3) 최외각에 위치한 제2전극(326)은 데이터배선(317) 및 공통배선(313)과 중첩되어 배치될 수 있는데, 전술한 제3서브픽셀(SP3)의 보호층(323)과 제1 및 제2서브픽셀(SP1, SP2)의 보호층(323)의 단차로 인해, 제1 및 제3서브픽셀(SP1, SP3) 사이에 위치한 제2전극(326)과 제2 및 3서브픽셀(SP2, SP3) 사이에 위치한 제2전극(326)은 단차를 따라 보호층(323) 상부에 배치된다.In addition, the
또한, 제1 및 제2전극(325, 326) 상부에 나노캡슐 액정층(330)이 배치되며, 기판(301) 하부 및 나노캡슐 액정층(330) 상부에는 제1 및 제2편광판(320, 340)이 각각 배치된다.In addition, the nanocapsule liquid crystal layer 330 is disposed on the first and
여기서, 나노캡슐 액정층(330)은 가시광선 파장 영역보다 작은 나노 사이즈를 가지며, 불규칙하게 배열된 액정분자(331)가 내부에 채워진 나노캡슐(332)이 버퍼층(333)에 분산되어 이루어진다.Here, the nanocapsule liquid crystal layer 330 has a nano size smaller than the visible light wavelength region, and the nanocapsules 332 filled therein with irregularly arranged
특히, 이러한 나노캡슐 액정층(330)은 제1 및 제2전극(325, 326) 상부에 필름 형태로 이루어질 수 있다.In particular, the nanocapsule liquid crystal layer 330 may be formed in the form of a film on the first and
이에 따라, 두 개의 기판으로 이루어진 종래의 액정표시장치와 달리 하나의 기판(301)만으로 액정표시장치(300)를 제조할 수 있게 되어, 경량박형의 액정표시장치를 구현할 수 있고, 제조비용을 절감할 수 있다.Accordingly, the
또한, 나노캡슐 액정층(330)은 외부의 압력이나 충격에 의해 간격이 틀어지거나 변하는 문제가 없기 때문에, 기판(301)을 유연한 재질인 플라스틱 등으로 형성함으로써 플렉서블한 액정표시장치에 효과적으로 적용할 수 있다.In addition, since the nanocapsule liquid crystal layer 330 does not have a problem of being shifted or changing due to external pressure or impact, it can be effectively applied to a flexible liquid crystal display by forming the
또한, 이와 같이 나노캡슐 액정층(330)이 필름 형태로 충분히 두껍게 형성되면, 나노캡슐 액정층(330)의 상부면은 평탄화되는 반면, 제1 및 제2전극(325, 326)과 맞닿는 하부면은 단차를 갖는 보호층(323)으로 인해 평탄화되지 않는다.In addition, when the nanocapsule liquid crystal layer 330 is formed thick enough in the form of a film, the upper surface of the nanocapsule liquid crystal layer 330 is planarized, while the lower surface in contact with the first and
이에 따라, 전술한 바와 같이 보상패턴(350)으로 인해 제3서브픽셀(SP3)의 보호층(323)이 제1 및 제2서브픽셀(SP1, SP2)의 보호층(323) 보다 더 높게 형성되기 때문에, 제3서브픽셀(SP3)에 위치한 나노캡슐 액정층(330)은 제1두께(t1)를 갖게 되며, 제1 및 제2서브픽셀(SP1, SP2)에 위치한 나노캡슐 액정층(330)은 제1두께(t1) 보다 더 큰 제2두께(t2)를 갖게 된다.Accordingly, as described above, the
또한, 나노캡슐 액정층(330)은 전계가 인가되지 않으면 광학적으로 등방성을 갖지만, 전계가 인가되면 나노캡슐(332) 내의 액정분자(331)가 전계 방향으로 정렬하면서 나노캡슐 액정층(330)으로 입사된 광을 복굴절시키는 성질을 갖는다.In addition, the nanocapsule liquid crystal layer 330 has optically isotropy when no electric field is applied, but when an electric field is applied, the
이에 따라, 나노캡슐 액정층(330)은 인가된 전계에 따라 광학적으로 광축을 형성할 수 있고, 이를 이용한 광학특성 제어를 통해 광을 투과시킬 수 있다.Accordingly, the nanocapsule liquid crystal layer 330 may optically form an optical axis according to an applied electric field, and may transmit light through optical characteristic control using this.
또한, 제1편광판(320)은 기판(301) 하부에 배치된 백라이트(미도시) 등을 통해 나노캡슐 액정층(330)으로 입사되는 광을 편광 시키며, 제2편광판(340)은 나노캡슐 액정층(330)에 입사된 광이 나노캡슐 액정층(330)의 복굴절 효과에 의한 편광됨이 없이 그대로 투과할 경우 이를 차단시킨다.In addition, the
여기서, 제1 및 제2편광층(320, 340)의 편광축은 서로 직교한다. 즉, 제1편광판(320)의 편광축이 0°(또는 90°) 라면, 제2편광판(340)의 편광축은 90°(또는 0°)일 수 있다.Here, the polarization axes of the first and second polarization layers 320 and 340 are orthogonal to each other. That is, if the polarization axis of the
한편, 본 발명의 제3실시예의 액정표시장치(300)의 구동원리는 본 발명의 제1실시예의 액정표시장치(100)의 구동원리와 동일하므로 생략한다.Meanwhile, the driving principle of the liquid
나노캡슐 액정층(330)은 최대 투과율을 갖는 일정한 두께 범위 내에서 그 두께가 증가할수록 투과율이 증가되고, 반대로 두께가 감소할수록 투과율이 감소된다.In the nanocapsule liquid crystal layer 330, the transmittance increases as the thickness increases within a certain thickness range having the maximum transmittance, and on the contrary, the transmittance decreases as the thickness decreases.
이에, 본 발명의 제3실시예에 따른 액정표시장치(300)는 보상패턴(350)을 제3서브픽셀(SP3)의 층간절연막(319) 및 컬러필터(321) 사이에 배치하고, 제3서브픽셀(SP3)에 위치한 나노캡슐 액정층(330)의 두께(t1)를 제1 및 제2서브픽셀(SP1, SP2)에 위치한 나노캡슐 액정층(330)의 두께(t2) 보다 작게 형성함으로써, 제3서브픽셀(SP3)에 위치한 나노캡슐 액정층(330)의 투과율을 감소 시킨다.Accordingly, in the
이와 같이, 본 발명의 제3실시예에 따른 액정표시장치(300)는 종래의 액정표시장치의 액정분자 대비 굴절률이 2 내지 3배 더 큰 액정분자를 사용하더라도, 두께가 다르게 형성된 나노캡슐 액정층(330)을 통해 나노캡슐 액정층(330)의 투과율을 조절함으로써, 화상 표시 시에 화이트 밸런스를 이룰 수 있다.As such, in the
특히, 제3서브픽셀(SP3)에 청색(B)을 표시하는 컬러필터(321)를 배치함으로써 청색광의 투과율을 감소시켜, 블루위시(bluish)한 화상이 표시되는 것을 방지할 수 있다.In particular, by arranging the
<제 4 실시예><Fourth embodiment>
도 5는 본 발명의 제4실시예에 따른 액정표시장치를 도시한 단면도이다.5 is a cross-sectional view illustrating a liquid crystal display device according to a fourth embodiment of the present invention.
도면에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제4실시예에 따른 액정표시장치(400)는 박막트랜지스터(미도시)를 포함하는 기판(401)과, 기판(401) 상에 배치되는 컬러필터(421)와, 컬러필터(421) 상부에 배치되는 보호층(423)과, 보호층(423) 상부에 서로 이격하며 배치되는 제1 및 제2전극(425, 426)과, 제1 및 제2전극(425, 426) 상부에 배치되는 나노캡슐 액정층(430)을 포함한다.As shown in the drawing, the
또한, 박막트랜지스터(미도시)는 각기 다른 색을 표시하는 적어도 세 개 이상의 서브픽셀에 각각 구비된다.In addition, thin film transistors (not shown) are respectively provided in at least three or more sub-pixels displaying different colors.
한편, 도면에 도시한 바와 같이, 서브픽셀이 각기 다른 세 개의 색을 표시하는 경우에는, 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)을 각각 표시하는 제1 내지 제3서브픽셀(SP1~SP3)이 모여 하나의 단위 픽셀을 이루며, 도면과 달리 서브픽셀이 각기 다른 네 개의 색을 표시하는 경우에는, 적색, 녹색, 청색 및 백색을 각각 표시하는 제1 내지 제4서브픽셀이 모여 하나의 단위 픽셀을 이룬다.Meanwhile, as shown in the drawing, when the sub-pixels display three different colors, the first to third sub-pixels SP1 respectively display red (R), green (G), and blue (B). ~SP3) are gathered to form one unit pixel, and unlike the drawing, when the sub-pixels display four different colors, the first to fourth sub-pixels that respectively display red, green, blue, and white are gathered together to form one constitutes a unit pixel of
이하, 서브픽셀이 각기 다른 세 개의 색을 표시하는 경우를 대표로 본 발명의 제4실시예에 따른 액정표시장치(400)를 설명하겠다.Hereinafter, the
먼저, 박막트랜지스터(미도시)는 게이트배선(미도시)과 연결되는 게이트전극(미도시)과, 각 서브픽셀(SP1~SP3) 사이 마다 배치된 데이터배선(417)과 연결되는 소스전극(미도시)과, 제1전극(425)과 전기적으로 연결되는 드레인전극(미도시)을 포함한다.First, the thin film transistor (not shown) has a gate electrode (not shown) connected to a gate wiring (not shown) and a source electrode (not shown) connected to the data wiring 417 disposed between each sub-pixels SP1 to SP3. city) and a drain electrode (not shown) electrically connected to the
또한, 데이터배선(417) 하부에는 게이트절연막(415)을 사이에 두고 공통배선(413)이 배치되는데, 공통배선(413)은 데이터배선(417)과 일정간격 이격되어 양측에 각각 배치된다.In addition, a
또한, 데이터배선(417) 상부에는 층간절연막(419)이 배치되며, 층간절연막(419) 상부에는 컬러필터(421)가 배치된다.In addition, an
여기서, 컬러필터(421)는 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 컬러필터를 포함하며, 제1 내지 제3서브픽셀(SP1~SP3)에 각각 배치될 수 있다.Here, the
또한, 컬러필터(421) 상부에는 보호층(423)이 배치되며, In addition, a
제1 내지 제3서브픽셀(SP1~SP3) 중 어느 하나 예를 들어, 제3서브픽셀(SP3)은 보호층(423) 상부에 배치되는 보상패턴(450)을 더 포함한다.Any one of the first to third sub-pixels SP1 to SP3, for example, the third sub-pixel SP3 further includes a
이 때, 보상패턴(450)은 투명한 물질로서 유기물질 또는 무기물질로 이루어질 수 있으며, 보호층(423)과 동일물질로 이루어져 이와 함께 형성될 수도 있다. 이에 대해서는 후술하기로 한다.In this case, the
또한, 보호층(423) 상부에는 서로 이격하는 제1 및 제2전극(425, 426)이 배치된다.In addition, first and
여기서, 제1 및 제2전극(425, 426)은 데이터배선(417)과 나란하게 다수의 바(bar) 형태를 가지며 교대로 배치되는데, 평면적으로 각 서브픽셀(SP1~SP3) 중앙을 기준으로 대칭적으로 꺽인 구조로 이루어질 수 있다.Here, the first and
또한, 각 서브픽셀(SP1~SP3) 최외각에 위치한 제2전극(426)은 데이터배선(417) 및 공통배선(413)과 중첩되어 배치될 수 있다.In addition, the
이 때, 제3서브픽셀(SP3)의 보호층(423) 상부에 배치된 보상패턴(450)으로 인해, 제1 및 제3서브픽셀(SP1, SP3) 사이와 제2 및 3서브픽셀(SP2, SP3) 사이에 단차가 발생하게 된다. At this time, due to the
이로 인해, 제1 및 제3서브픽셀(SP1, SP3) 사이에 위치한 제2전극(426)과 제2 및 제3서브픽셀(SP2, SP3) 사이에 위치한 제2전극(426)은 단차를 따라 보호층(423) 및 보상패턴(450) 상부에 배치된다.Accordingly, the
또한, 제1 및 제2전극(425, 426) 상부에 나노캡슐 액정층(430)이 배치되며, 기판(401) 하부 및 나노캡슐 액정층(430) 상부에는 제1 및 제2편광판(420, 440)이 각각 배치된다.In addition, the nanocapsule liquid crystal layer 430 is disposed on the first and
여기서, 나노캡슐 액정층(430)은 가시광선 파장 영역보다 작은 나노 사이즈를 가지며, 불규칙하게 배열된 액정분자(431)가 내부에 채워진 나노캡슐(432)이 버퍼층(433)에 분산되어 이루어진다.Here, the nanocapsule liquid crystal layer 430 has a nano size smaller than the visible light wavelength region, and the nanocapsule 432 filled therein with irregularly arranged
특히, 이러한 나노캡슐 액정층(430)은 제1 및 제2전극(425, 426) 상부에 필름 형태로 이루어질 수 있다.In particular, the nanocapsule liquid crystal layer 430 may be formed in the form of a film on the first and
이에 따라, 두 개의 기판으로 이루어진 종래의 액정표시장치와 달리 하나의 기판(401)만으로 액정표시장치(400)를 제조할 수 있게 되어, 경량박형의 액정표시장치를 구현할 수 있고, 제조비용을 절감할 수 있다.Accordingly, the
또한, 나노캡슐 액정층(430)은 외부의 압력이나 충격에 의해 간격이 틀어지거나 변하는 문제가 없기 때문에, 기판(401)을 유연한 재질인 플라스틱 등으로 형성함으로써 플렉서블한 액정표시장치에 효과적으로 적용할 수 있다.In addition, since the nanocapsule liquid crystal layer 430 does not have a problem of being shifted or changing due to external pressure or impact, it can be effectively applied to a flexible liquid crystal display by forming the
또한, 이와 같이 나노캡슐 액정층(430)이 필름 형태로 충분히 두껍게 형성되면, 나노캡슐 액정층(430)의 상부면은 평탄화되는 반면, 제1 및 제2전극(425, 426)과 맞닿는 하부면은 단차를 갖는 보호층(423) 및 보상패턴(450)으로 인해 평탄화되지 않는다.In addition, when the nanocapsule liquid crystal layer 430 is formed thick enough in the form of a film in this way, the upper surface of the nanocapsule liquid crystal layer 430 is planarized, while the lower surface in contact with the first and
이와 같은 보상패턴(450)으로 인해, 제3서브픽셀(SP3)에 위치한 나노캡슐 액정층(430)은 제1두께(t1)를 갖게 되며, 제1 및 제2서브픽셀(SP1, SP2)에 위치한 나노캡슐 액정층(430)은 제1두께(t1) 보다 더 큰 제2두께(t2)를 갖게 된다.Due to the
또한, 나노캡슐 액정층(430)은 전계가 인가되지 않으면 광학적으로 등방성을 갖지만, 전계가 인가되면 나노캡슐(432) 내의 액정분자(431)가 전계 방향으로 정렬하면서 나노캡슐 액정층(430)으로 입사된 광을 복굴절시키는 성질을 갖는다.In addition, the nanocapsule liquid crystal layer 430 has optical isotropy when no electric field is applied, but when an electric field is applied, the
이에 따라, 나노캡슐 액정층(430)은 인가된 전계에 따라 광학적으로 광축을 형성할 수 있고, 이를 이용한 광학특성 제어를 통해 광을 투과시킬 수 있다.Accordingly, the nanocapsule liquid crystal layer 430 may optically form an optical axis according to an applied electric field, and may transmit light through optical characteristic control using this.
또한, 제1편광판(420)은 기판(401) 하부에 배치된 백라이트(미도시) 등을 통해 나노캡슐 액정층(430)으로 입사되는 광을 편광 시키며, 제2편광판(440)은 나노캡슐 액정층(430)에 입사된 광이 나노캡슐 액정층(430)의 복굴절 효과에 의한 편광됨이 없이 그대로 투과할 경우 이를 차단시킨다.In addition, the
여기서, 제1 및 제2편광층(420, 440)의 편광축은 서로 직교한다. 즉, 제1편광판(420)의 편광축이 0°(또는 90°) 라면, 제2편광판(440)의 편광축은 90°(또는 0°)일 수 있다.Here, the polarization axes of the first and second polarization layers 420 and 440 are orthogonal to each other. That is, if the polarization axis of the
한편, 본 발명의 제4실시예의 액정표시장치(400)의 구동원리는 본 발명의 제1실시예의 액정표시장치(100)의 구동원리와 동일하므로 생략한다.Meanwhile, the driving principle of the
나노캡슐 액정층(430)은 최대 투과율을 갖는 일정한 두께 범위 내에서 그 두께가 증가할수록 투과율이 증가되고, 반대로 두께가 감소할수록 투과율이 감소된다.In the nanocapsule liquid crystal layer 430, the transmittance increases as the thickness increases within a predetermined thickness range having the maximum transmittance, and on the contrary, the transmittance decreases as the thickness decreases.
이에, 본 발명의 제4실시예에 따른 액정표시장치(400)는 보상패턴(450)을 제3서브픽셀(SP3)의 보호층(423) 상부에 배치하고, 제3서브픽셀(SP3)에 위치한 나노캡슐 액정층(430)의 두께(t1)를 제1 및 제2서브픽셀(SP1, SP2)에 위치한 나노캡슐 액정층(430)의 두께(t2) 보다 작게 형성함으로써, 제3서브픽셀(SP3)에 위치한 나노캡슐 액정층(430)의 투과율을 감소 시킨다.Accordingly, in the
이와 같이, 본 발명의 제4실시예에 따른 액정표시장치(400)는 종래의 액정표시장치의 액정분자 대비 굴절률이 2 내지 3배 더 큰 액정분자를 사용하더라도, 두께가 다르게 형성된 나노캡슐 액정층(430)을 통해 나노캡슐 액정층(430)의 투과율을 조절함으로써, 화상 표시 시에 화이트 밸런스를 이룰 수 있다.As such, in the
특히, 제3서브픽셀(SP3)에 청색(B)을 표시하는 컬러필터(421)를 배치함으로써 청색광의 투과율을 감소시켜, 블루위시(bluish)한 화상이 표시되는 것을 방지할 수 있다.In particular, by arranging the
이하, 본 발명의 제4실시예의 액정표시장치(400)의 보호층(423) 및 보상패턴(450)을 함께 형성하는 방법에 대하여 설명하겠다.Hereinafter, a method of forming the
도 6a 및 도 6b는 도5의 보호층 및 보상패턴의 단계별 제조공정 단면도이다.6A and 6B are cross-sectional views illustrating a step-by-step manufacturing process of the protective layer and the compensation pattern of FIG. 5 .
먼저, 도 6a에 도시한 바와 같이, 제3서브픽셀(SP3)에 대응하여 광을 모두 투과시키는 제1투과영역(500a)과, 제1 및 제2서브픽셀(SP1, SP2)에 대응하여 광을 일부만 투과시키는 제2투과영역(500b)이 마련된 반투과 마스크(500)를 통해, 컬러필터(421) 상부에 형성된 절연물질층(423a)에 빛을 조사한다.First, as shown in FIG. 6A , a
또한, 도 6a에는 도시하지 않았지만, 반투과 마스크(500)에는 광을 모두 차단하는 차단영역(미도시)이 더 마련되며, 이 때, 차단영역(미도시)은 박막트랜지스터(미도시)의 드레인전극(미도시)과 제1전극(425)을 연결시키는 드레인 콘택홀(미도시)이 형성되는 영역에 위치한다.In addition, although not shown in FIG. 6A , a blocking region (not shown) that blocks all light is further provided in the
다음, 도 6b에 도시한 바와 같이, 반투과 마스크(500)를 통해 빛이 조사된 절연물질층(423a)을 현상하여, 제3서브픽셀(SP3)에는 적층구조의 보호층(423) 및 보상패턴(450)을 형성하고, 제1 및 제2서브픽셀(SP1, SP2)에는 단일층의 보호층(423)을 형성한다.Next, as shown in FIG. 6B , the insulating
이와 같이, 보호층(423) 및 보상패턴(450)을 하나의 마스크 공정으로 형성함으로써, 제조공정 수를 줄여 제조비용을 절감할 수 있다.As described above, by forming the
본 발명은 전술한 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 이상 다양한 변화와 변형이 가능하다.The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various changes and modifications are possible without departing from the spirit of the present invention.
201 : 기판
221 : 컬러필터
223 : 보호층
250 : 보상패턴
230 : 나노캡슐 액정층201: substrate
221: color filter
223: protective layer
250: reward pattern
230: nanocapsule liquid crystal layer
Claims (9)
상기 박막트랜지스터 상부에 배치되는 컬러필터;
상기 컬러필터 상부에 배치되는 보호층;
상기 보호층 상부에 서로 이격하며 배치되는 제1 및 제2전극; 및
상기 제1 및 제2전극 상부에 배치되는 나노캡슐 액정층을 포함하고,
상기 서브픽셀 중 어느 하나에 위치한 상기 나노캡슐 액정층은 제1두께를 가지며, 나머지에 위치한 상기 나노캡슐 액정층은 상기 제1두께 보다 더 큰 제2두께를 갖고,
상기 적어도 세 개 이상의 서브픽셀은 제1, 제2, 제3서브픽셀을 포함하며,
상기 제2서브픽셀에 위치한 상기 나노캡슐 액정층의 두께는, 상기 제1서브픽셀에 위치한 상기 나노캡슐 액정층의 두께와 같고 상기 제3서브픽셀에 위치한 상기 나노캡슐 액정층의 두께보다 두꺼우며,
상기 제3서브픽셀에 위치한 상기 나노캡슐 액정층의 두께를 상기 제1 및 제2서브픽셀에 위치한 상기 나노캡슐 액정층의 두께보다 작게 형성함으로써, 상기 제1 및 제2전극에 전계가 인가되는 온 상태에서, 상기 제3서브픽셀에 위치한 상기 나노캡슐 액정층의 투과율을 감소시켜 화상 표시 시에 화이트 밸런스를 이루는 액정표시장치.
a substrate including thin film transistors each provided in at least three or more sub-pixels displaying different colors;
a color filter disposed on the thin film transistor;
a protective layer disposed on the color filter;
first and second electrodes spaced apart from each other on the passivation layer; and
and a nanocapsule liquid crystal layer disposed on the first and second electrodes,
The nanocapsule liquid crystal layer positioned in any one of the sub-pixels has a first thickness, and the nanocapsule liquid crystal layer positioned in the rest has a second thickness greater than the first thickness,
wherein the at least three sub-pixels include first, second, and third sub-pixels;
The thickness of the nanocapsule liquid crystal layer located in the second subpixel is the same as the thickness of the nanocapsule liquid crystal layer located in the first subpixel and is thicker than the thickness of the nanocapsule liquid crystal layer located in the third subpixel,
By forming the thickness of the nanocapsule liquid crystal layer located in the third sub-pixel smaller than the thickness of the nano-capsule liquid crystal layer located in the first and second sub-pixels, an electric field is applied to the first and second electrodes. state, by reducing the transmittance of the nanocapsule liquid crystal layer located in the third sub-pixel to achieve white balance when displaying an image.
상기 기판 및 상기 제1두께를 갖는 상기 나노캡슐 액정층 사이에 배치되는 보상패턴을 더 포함하는 액정표시장치.
The method of claim 1,
The liquid crystal display device further comprising a compensation pattern disposed between the substrate and the nanocapsule liquid crystal layer having the first thickness.
상기 보상패턴은 상기 컬러필터 하부에 배치되거나, 상기 컬러필터 및 보호층 사이에 배치되거나, 상기 보호층 상부에 배치되는 액정표시장치.
3. The method of claim 2,
The compensation pattern is disposed under the color filter, between the color filter and the passivation layer, or disposed above the passivation layer.
상기 보상패턴이 상기 보호층 상부에 배치되는 경우, 상기 보상패턴은 상기 보호층과 동일 물질로 이루어지는 액정표시장치.
4. The method of claim 3,
When the compensation pattern is disposed on the protective layer, the compensation pattern is made of the same material as the protective layer.
상기 보상패턴은 투명한 물질로 이루어지는 액정표시장치.
3. The method of claim 2,
The compensation pattern is a liquid crystal display made of a transparent material.
상기 나노캡슐 액정층은 필름형태로 이루어지는 액정표시장치.
The method of claim 1,
The nanocapsule liquid crystal layer is a liquid crystal display in the form of a film.
상기 제1두께를 갖는 상기 나노캡슐 액정층 하부에 배치되는 상기 컬러필터는 청색을 표시하는 액정표시장치.
The method of claim 1,
The color filter disposed under the nanocapsule liquid crystal layer having the first thickness displays a blue color.
상기 기판 하부 및 상기 나노캡슐 액정층 상부에 각각 배치되며, 편광축이 서로 직교하는 제1 및 제2편광판을 더 포함하는 액정표시장치.The method of claim 1,
The liquid crystal display device further comprising: first and second polarizing plates disposed below the substrate and above the nanocapsule liquid crystal layer, respectively, and having polarization axes orthogonal to each other.
상기 기판과 상기 컬러필터 사이에 공통배선과 데이터배선을 더 포함하고,
각 서브픽셀의 최외각에 위치한 상기 제2전극은 상기 데이터배선 및 상기 공통배선과 중첩하는 액정표시장치.The method of claim 1,
Further comprising a common wiring and a data wiring between the substrate and the color filter,
The second electrode positioned at the outermost portion of each sub-pixel overlaps the data line and the common line.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant |