KR20050066658A - 측면광 차단막을 구비한 액정표시소자 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 액정표시소자는 복수의 화소를 포함하는 제1기판 및 제2기판과, 상기 제1기판 및 제2기판 사이에 형성된 액정층과, 상기 제1기판 및 제2기판의 화소 사이에 형성되어 인접 화소로 투과되는 광을 차단하는 차단막으로 구성된다. 상기 차단막은 블랙매트릭스를 따라 배치되는데, 포토폴리머로 이루어져 측면광을 반사시켜 액정표시소자의 정면 휘도를 향상시킨다.

Description

측면광 차단막을 구비한 액정표시소자{LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE HAVING SHIELDING LAYER FOR BLOCKING LIGHT INCIDENT FROM SIDE}
본 발명은 액정표시소자에 관한 것으로, 특히 광차단막을 설치하여 인접 화소로 투과되는 광을 차단함으로써 빛샘현상을 방지하고 휘도를 향상시킬 수 있는 액정표시소자에 관한 것이다.
근래, 핸드폰(Mobile Phone), PDA, 노트북컴퓨터와 같은 각종 휴대용 전자기기가 발전함에 따라 이에 적용할 수 있는 경박단소용의 평판표시장치(Flat Panel Display Device)에 대한 요구가 점차 증대되고 있다. 이러한 평판표시장치로는 LCD(Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Panel), FED(Field Emission Display), VFD(Vacuum Fluorescent Display) 등이 활발히 연구되고 있지만, 양산화 기술, 구동수단의 용이성, 고화질의 구현이라는 이유로 인해 현재에는 액정표시소자(LCD)가 각광을 받고 있다.
이러한 액정표시소자는 액정분자의 배열에 따라 다양한 표시모드가 존재하지만, 현재에는 흑백표시가 용이하고 응답속도가 빠르며 구동전압이 낮다는 장점 때문에 주로 TN모드의 액정표시소자가 사용되고 있다. 이러한 TN모드 액정표시소자에서는 기판과 수평하게 배향된 액정분자가 전압이 인가될 때 기판과 거의 수직으로 배향된다. 따라서, 액정분자의 굴절률 이방성(refractive anisotropy)에 의해 전압의 인가시 시야각이 좁아진다는 문제가 있었다.
이러한 시야각문제를 해결하기 위해, 근래 광시야각특성(wide viewing angle characteristic)을 갖는 각종 모드의 액정표시소자가 제안되고 있지만, 그중에서도 횡전계모드(In Plane Switching Mode)의 액정표시소자가 실제 양산에 적용되어 생산되고 있다. 상기 IPS모드 액정표시소자는 화소내에 평행으로 배열된 적어도 한쌍의 전극을 형성하여 기판과 실질적으로 평행한 횡전계를 형성함으로써 액정분자를 평면상으로 배향시키는 것이다.
도 1은 종래 IPS모드 액정표시소자의 구조를 나타내는 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 액정패널(1)의 화소는 종횡으로 배치된 게이트라인(3) 및 데이터라인(4)에 의해 정의된다. 도면에는 비록 (n,m)번째의 화소만을 도시하고 있지만 실제의 액정패널(1)에는 상기한 게이트라인(3)과 데이터라인(4)이 각각 n개 및 m개 배치되어 액정패널(1) 전체에 걸쳐서 n×m개의 화소를 형성한다. 상기 화소내의 게이트라인(3)과 데이터라인(4)의 교차영역에는 박막트랜지스터(10)가 형성되어 있다. 상기 박막트랜지스터(10)는 게이트라인(3)으로부터 주사신호가 인가되는 게이트전극(11)과, 상기 게이트전극(11) 위에 형성되어 주사신호가 인가됨에 따라 활성화되어 채널층을 형성하는 반도체층(12)과, 상기 반도체층(12) 위에 형성되어 데이터라인(4)을 통해 화상신호가 인가되는 소스전극(13) 및 드레인전극(14)으로 구성되어 외부로부터 입력되는 화상신호를 액정층에 인가한다.
화소내에는 데이터라인(4)과 실질적으로 평행하게 배열된 복수의 공통전극(5)과 화소전극(7)이 배치되어 있다. 또한, 화소의 중간에는 상기 공통전극(5)과 접속되는 공통라인(16)이 배치되어 있으며, 상기 공통라인(16) 위에는 화소전극(7)과 접속되는 화소전극라인(18)이 배치되어 상기 공통라인(16)과 오버랩되어 있다. 상기 공통라인(16)과 화소전극라인(18)의 오버랩에 의해 횡전계모드 액정표시소자에는 축적용량(storage capacitance)이 형성된다.
상기와 같이, 구성된 IPS모드 액정표시소자에서 액정분자는 공통전극(5) 및 화소전극(7)과 실질적으로 평행하게 배향되어 있다. 박막트랜지스터(10)가 작동하여 화소전극(7)에 신호가 인가되면, 공통전극(5)과 화소전극(7) 사이에는 액정패널(1)과 실질적으로 평행한 횡전계가 발생하게 된다. 액정분자는 상기 횡전계를 따라 동일 평면상에서 회전하게 되므로, 액정분자의 굴절률 이방성에 의한 계조반전을 방지할 수 있게 된다.
상기한 구조의 종래 IPS모드 액정표시소자를 도 2a 및 도 2b를 참조하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2a에 도시된 바와 같이, 제1기판(20) 위에는 게이트전극(11)이 형성되어 있으며, 상기 제1기판(20) 전체에 걸쳐 게이트절연층(22)이 적층되어 있다. 상기 게이트절연층(22) 위에는 반도체층(12)이 형성되어 있으며, 그 위에 소스전극(13) 및 드레인전극(14)이 형성되어 박막트랜지스터(1)가 형성된다. 또한, 상기 제1기판(20) 전체에 걸쳐 보호층(passivation layer;24)이 형성되어 있다.
제2기판(30)에는 블랙매트릭스(32)와 컬러필터층(34)이 형성되어 있다. 상기 블랙매트릭스(32)는 액정분자가 동작하지 않는 영역으로 광이 누설되는 것을 방지하기 위한 것으로, 도면에 도시한 바와 같이 박막트랜지스터(10) 영역 및 화소와 화소 사이(즉, 게이트라인 및 데이터라인 영역)에 주로 형성된다. 컬러필터층(34)은 R(Red), B(Blue), G(Green)로 구성되어 실제 컬러를 구현하기 위한 것이다. 상기 제1기판(20) 및 제2기판(30) 사이에는 액정층(40)이 형성되어 액정패널(1)이 완성된다.
도 2b에 도시된 바와 같이, 제1기판(20) 위에는 복수의 공통전극(5)이 형성되어 있고 게이트절연층(22) 위에는 화소전극(7) 및 데이터라인(4)이 형성되어, 상기 공통전극(5)과 화소전극(7) 사이에 횡전계(E)가 발생한다. 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 제1기판(20) 및 제2기판(30)에는 편광판이 부착되어 액정층(40)을 투과하는 특정방향의 광을 투과시키거나 차단한다. 제1기판(20)의 하부에는 백라이트(50)가 배치되어 상기 액정층(40)에 광을 공급한다.
그러나, 상기와 같은 구조의 액정표시소자에서는 다음과 같은 문제가 발생한다. 즉, 백라이트(50)로부터 발생되는 광은 백라이트(50)로부터 방출되어 액정층(40)으로 수직으로 입사될 뿐만 아니라 일정한 각도로 입사된다. 일반적으로 각 화소에는 서로 다른 화상신호가 인가되기 때문에, 각 화소의 액정층에는 다른 전계가 인가된다. 따라서, 각 화소에서는 액정층을 투과하는 광의 양이 다르게 되므로, 각각의 화소에는 다른 화상이 표시된다.
백라이트(50)로부터 발생하여 액정층(40)으로 입사되는 광이 액정층(40)과 설정된 각도 이상으로 입사되는 경우 해당 화소를 투과한 광이 화소의 측면을 통해 인접하는 화소로 침범하게 되는데, 이 경우 해당 화소에 의해 조절된 광이 인접하는 화소에 표시되므로(이를 빛샘현상이라 한다) 인접하는 화소에는 빛샘현상에 의해 원하지 않는 화상이 표시되어 화질이 저하되는 문제가 있었다.
본 발명은 상기한 문제를 해결하기 위한 것으로, 화소 사이의 경계영역에 차단막을 설치하여 인접 화소를 침투하는 광을 차단함으로써 빛샘현상에 의한 화질저하를 방지할 수 있는 액정표시소자를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적은 인접 화소로 침투하는 광을 반사시키는 차단막을 설치하여 화소의 정면 휘도를 향상시킬 수 있는 액정표시소자를 제공하는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 액정표시소자는 복수의 화소를 포함하는 제1기판 및 제2기판과, 상기 제1기판 및 제2기판 사이에 형성된 액정층과, 상기 제1기판 및 제2기판의 화소 사이에 형성되어 인접 화소로 투과되는 광을 차단하는 차단막으로 구성된다.
상기 차단막은 블랙매트릭스를 따라 배치되는데, 포토폴리머로 이루어져 측면광을 반사시켜 액정표시소자의 정면 휘도를 향상시킨다.
차단막은 제1기판에 형성될 수도 있으며 제2기판에 형성될 수도 있다. 상기 차단막의 높이는 해당 화소로 입사되는 광의 임계각도에 따라 결정되는데, 상기 임계각도는 블랙매트릭스 사이의 거리, 셀갭 및 제1기판과 제2기판에 형성된 층의 두께에 기초하여 산출한다. 한편, 상기 차단막은 셀갭과 동일한 높이로 형성되어 셀갭을 일정하게 유지하는 스페이서의 역할을 할 수도 있다.
본 발명에서는 백라이트에서 발생되어 액정층을 투과하는 광이 인접 화소로 침투하는 것을 방지하여 화질이 저하되는 것을 방지한다. 더욱이 본 발명에서는 인접 화소로 침투하는 광을 다시 해당 화소로 반사시킴으로서 화질이 저하되는 것을 방지할 뿐만 아니라 휘도를 향상시킬 수 있게 된다.
이를 위해, 본 발명에서는 화소와 화소 사이, 즉 화상이 표시되지 않는 블랙 매트릭스 형성영역에 측면광을 차단하는 차단막을 설치하여 인접 화소로 광이 침투하는 것을 차단한다. 상기 차단막은 포토폴리머로 이루어져 입사되는 측면광을 차단함과 동시에 해당 화소로 반사시킨다.
본 발명의 차단막은 가능한 모든 표시모드의 액정표시소자에 적용 가능하다. 상술한 종래의 설명과 하기의 설명에서는 IPS모드의 액정표시소자를 주로 설명하고 있지만, 이러한 모드의 액정표시소자는 본 발명의 일례에 불과한 것으로 단지 설명의 편의를 위한 것이다. 따라서, 본 발명은 IPS모드뿐만 아니라 TN(Twisted Nematic)모드나 VA(Vertical Alignment)모드의 액정표시소자에 적용 가능할 것이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 액정표시소자를 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 액정표시소자의 구조를 나타내는 단면도이다. 도면에 도시된 바와 같이, 제1기판(120)에는 복수의 공통전극(105)이 형성되어 있으며, 상기 제1기판(120) 전체에 걸쳐서 게이트절연층(122)이 형성된다. 또한, 상기 게이트절연층(122) 위에는 화소전극(107)이 형성되어 상기 공통전극(105)과 횡전계를 형성하며, 그 위에 보호층(124)이 형성된다.
상기 공통전극(105)은 Al이나 Al합금 또는 Cu와 같은 금속으로 형성되며, 화소전극(107)은 Cr이나 Cr합금 또는 Mo 등으로 이루어진다. 또한, 상기 공통전극(105)은 ITO(Indium Tin Oxide)나 IZO(Indium Zinc Oxide)와 같은 투명한 도전물질로 이루어져 보호층(124) 위에 형성될 수 있으며 화소전극(107) 역시 ITO나 IZO와 같은 투명한 도전물질로 이루어져 보호층(124) 위에 형성될 수 있다. 보호층(124)은 SiNx나 SiOx와 같은 무기물질 또는 BCB(Benzo Cyclo Butene)나 포토아크릴 같은 유기물질로 이루어질 수 있다.
또한, 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 제1기판(120) 상에는 게이트전극이 형성되어 있고 게이트절연층(122) 위에는 반도체층과 소스/드레인전극이 배치되어 박막트랜지스터가 형성된다.
제2기판(130)에는 화상비표시영역, 예를 들어 박막트랜지스터 배치영역이나 데이터라인(104)과 그 근처에 배치된 공통전극(105)의 상부영역 등에는 블랙매트릭스(132)가 형성된다. 공통전극(105)이 데이터라인(104) 근처에 배치되는 이유는 데이터라인(104)에 의해 발생하는 전계를 차단(shielding)하여 횡전계가 왜곡되는 것을 방지하기 위한 것이다. 상기 데이터라인(104)은 해당 화소와 인접하는 화소를 구별하는 기준이 된다. 결과적으로, 블랙매트릭스(132)는 화소영역의 일부(즉, 박막트랜지스터 배치영역 및 공통전극의 배치영역) 및 화소와 화소 사이의 경계영역에 형성되는 것이다.
상기 제1기판(120) 및 제2기판(130)은 실링재에 의해 합착되고 제1기판(120) 및 제2기판(130) 사이에 액정이 주입되어 액정층(140)이 형성된다. 상기 제1기판(120)의 하부에는 광을 발생시키는 백라이트(150)가 배치되어 상기 액정층(140)에 광을 공급한다.
한편, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 제1기판(120)의 보호막(124) 위에는 측면광 차단막(160)이 형성되어 있다. 상기 차단막(160)은 화소와 화소 사이에 형성되어 한 화소의 액정층(140)을 투과한 광(해당 화소의 신호에 따라 투과한 광)이 인접하는 화소로 투과되는 것을 차단한다.
또한, 상기 차단막(160)은 포토폴리머(photo-polymer)와 같이 반사율이 좋은 물질로 이루어져 인접 화소로 투과되는 광을 반사시켜 다시 해당 화소의 컬러필터층(134)을 투과하도록 한다.
실질적으로 상기 차단막(160)은 블랙매트릭스(132)가 형성된 영역에 형성되므로, 상기 차단막(160)에 의한 개구율 저하는 발생하지 않는다. 화소의 액정층(140)으로 입사된 광은 해당 화소의 컬러필터층을 투과하며, 일정 각도로 입사되는 광은 화소의 경계에 배치되는 블랙매트릭스(132)에 의해 차단된다. 그러나, 광이 해당 화소에 제1기판(120)의 표면과 임계각도(α) 이하로 입사되는 경우 블랙매트릭스(132)에 의해 차단이 불가능하게 되므로, 상기와 같은 차단막(160)을 형성함으로써 광을 차단하는 것이다.
화소로 입사되는 광 중에서 임계각도(α) 이하로 입사되는 광을 차단할 수 있으면, 모든 측면광을 차단할 수 있으므로, 상기 차단막(160)의 높이는 상기 임계각도(α)에 따라 결정된다. 그런데, 상기 임계각도는 한 화소의 크기(즉, 화소 경계의 블랙매트릭스 사이의 거리)와 공통전극(105)이 형성되는 제1기판(120)에서 블랙매트릭스(132)까지의 거리(즉, 셀갭과 제1기판에 형성되는 층 및 제2기판에 형성된 층의 합)에 따라 달라지므로, 차단막(160)의 최적의 높이(모든 측면광을 차단할 수 있는 높이)는 화소 경계의 블랙매트릭스 사이의 거리(또는 해당화소의 최외각 광입사영역에서 반대 최외각 블랙매트릭스의 단부)와 공통전극(105)이 형성되는 제1기판(120)에서 블랙매트릭스(132)까지의 거리에 의해 결정될 것이다. 상기 최적의 높이는 광을 차단하기 위한 최소의 높이이다. 따라서, 상기 차단막이 최적의 높이 이상으로 형성된다면 측면광을 효과적으로 차단할 수 있을 것이다.
이와 같은 차단막(160)의 형성에 의해 한 화소에 입사된 광이 인접하는 화소로 투과되는 것을 완전히 방지할 수 있게 된다. 따라서, 인접화소에 빛샘현상이 발생하는 것을 방지할 수 있게 된다. 더욱이, 상기 차단막(160)은 반사율이 좋은 포토폴리머로 이루어져 있기 때문에 상기 차단막(160)에서 반사되는 광, 즉 임계각도(α) 이하로 입사되는 광을 다시 해당 화소로 반사한다. 따라서, 해당 화소를 투과하는 광의 양이 종래에 비해 증가하게 되므로, 휘도(특히, 정면휘도)가 대폭 향상된다.
일반적으로 액정표시소자의 가장 큰 단점은 휘도가 낮다는 것이다. 그 이유는 백라이트(150)로부터 발생한 광이 편광판과 액정층 및 컬러필터층을 투과하면서 대폭 흡수되기 때문이다. 실질적으로 백라이트(150)로부터 발생한 광의 약 33%만이 액정표시소자를 통해 출력되는 것으로 알려져 있다. 이러한 낮은 휘도를 극복하기 위해, 백라이트(150)의 램프 휘도를 증가시키는 등 여러 연구가 진행되고 있지만 현재 만족할 만한 결과를 얻지 못하고 있다. 그러나, 본 발명에서는 측면광을 반사시켜 휘도를 향상시키기 때문에, 액정표시소자의 가장 큰 단점인 낮은 휘도 문제를 용이하게 해결할 수 있게 되는 것이다.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 액정표시소자의 구조를 나타내는 도면이다. 제1실시예의 액정표시소자에서는 측면광 차단막이 제1기판에 형성되어 있는 반면에, 이 실시예에서는 측면광 차단막(260)이 제2기판(230)에 형성되어 있다. 따라서, 이 실시예의 액정표시소자와 제1실시예의 액정표시소자는 차단막을 제외한 다른 구조는 동일하다. 따라서, 제1실시예와 동일한 구성에 대해서는 설명을 생략하고 주로 차단막에 대해서만 설명한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 상기 측면광 차단막(260)은 화소의 경계, 즉 블랙매트릭스(232)를 따라 배치된다. 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 블랙매트릭스(232) 및 컬러필터층(234) 위에는 컬러필터층(234)을 보호하고 기판의 평탄성 향상시키기 위한 오버코트층(overcoat layer)을 형성할 수도 있다. 이 경우, 차단막(260)은 상기 오버코트층 위에 형성될 것이다.
상기 차단막(260)은 제1실시예와 마찬가지로 최적의 높이(즉, 최소의 높이)로 형성할 수도 있지만, 셀갭과 동일한 높이로 형성할 수도 있을 것이다(차단막(260)이 제2기판(230)에 형성된 경우에는 제1기판(220) 표면 근처로 투과되는 광을 차단하기 위해서는 이 높이가 더 바람직할 것이다). 이와 같이, 차단막(260)이 셀갭과 동일한 높이로 형성하는 경우 상기 차단막(260)이 포토폴리머로 이루어지므로, 제1기판(220)과 제2기판(230)의 셀갭을 일정하게 유지하기 위한 스페이서(spacer)의 역할을 할 수 있게 된다. 즉, 본 발명의 차단막(260)은 측면광을 차단할 뿐만 아니라 액정표시소자의 셀갭을 일정하게 유지하게 되는 것이다. 따라서, 별도의 스페이서(볼스페이서나 컬럼스페이서)가 필요없게 되므로 제조비용을 절감할 수 있게 된다.
이와 같은 관점에어 볼 때, 본 발명은 새로운 컬럼스페이서에 관한 것으로 간주할 수도 있을 것이다. 즉, 측면광 차단기능을 가진 컬럼스페이서에 관한 것으로 간주될 수도 있을 것이다.
상기와 같이, 차단막(260)이 셀갭의 높이와 동일하게 형성되는 경우, 액정층(240)의 형성은 제1기판(220)과 제2기판(230)을 합착한 후 액정을 진공주입함으로써 형성할 수도 있겠지만, 적하방법(dispensing method)에 의해 형성할 수도 있을 것이다. 즉, 제2기판(230)에 차단막(260)을 형성하고 제1기판(220)상에는 액정을 직접 적하한 후 상기 제1기판(220)과 제2기판(230)을 압착하여 기판(220,230) 전체에 걸쳐 액정을 균일하게 퍼지게 함으로써 액정층(240)을 형성하게 되는 것이다.
상기한 바와 같이, 본 발명에서는 화소의 경계에 측면광 차단막을 배치함으로서 화질이 저하되는 것을 방지할 수 있고 휘도를 향상시킬 수 있게 된다.
한편, 상기 실시예에서는 IPS모드 액정표시소자를 예를 들어 본 발명에 대해 설명했지만, 본 발명이 상기 IPS모드 액정표시소자에만 한정되는 것은 아니라 TN모드나 VA모드 액정표시소자에도 적용될 수 있다. 이 경우, 동일한 기판에 공통전극과 화소전극이 형성되는 대신에, 제1기판 및 제2기판 각각에 화소전극과 공통전극이 형성된다는 점이 다를 뿐, 블랙매트릭스를 따라 화소의 경계에 차단막을 형성한다는 기본적인 특징은 모든 표시모드의 액정표시소자에서 동일하다. 따라서, 본 발명은 특정 표시모드나 특정 구조에 한정되는 것이 아니라 가능한 모든 표시모드 및 구조에 적용 가능할 것이다.
상술한 바와 같이, 본 발명에서는 화소와 화소 사이에 차단막을 형성하여 인접하는 화소로 광이 침입하는 것을 방지할 수 있게 되므로, 인접화소로의 빛샘현상에 의한 화질저하를 효과적으로 방지할 수 있게 된다. 또한, 본 발명에서는 임계각도 이하로 입사되는 광을 차단막으로 반사시켜 해당 화소를 투과하게 하므로 휘도를 향상시킬 수 있게 된다.
도 1은 종래 액정표시소자의 구조를 나타내는 평면도.
도 2a는 도 1의 Ⅰ-Ⅰ′선 단면도.
도 2b는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ′선 단면도.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 액정표시소자의 구조를 나타내는 단면도.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 액정표시소자의 구조를 나타내는 단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
105,205 : 공통전극 107,207 : 화소전극
120,130,220,230 : 기판 122,222 : 게이트절연층
124,224 : 보호층 132,232 : 블랙매트릭스
140,240 : 액정층 150,250 : 백라이트
160,260 ; 차단막

Claims (14)

  1. 복수의 화소를 포함하는 제1기판 및 제2기판;
    상기 제1기판 및 제2기판 사이에 형성된 액정층; 및
    상기 제1기판 및 제2기판의 화소 사이에 형성되어 인접 화소로 투과되는 광을 차단하는 차단막으로 구성된 액정표시소자.
  2. 제1항에 있어서,
    제1기판에 배치된 복수의 게이트라인 및 데이터라인;
    상기 화소에 형성된 구동소자;
    제2기판에 형성된 블랙매트릭스; 및
    상기 제2기판에 형성된 컬러필터층을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
  3. 제2항에 있어서, 상기 차단막은 블랙매트릭스를 따라 배치되는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
  4. 제1항에 있어서, 상기 차단막은 포토폴리머로 이루어진 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
  5. 제4항에 있어서, 상기 차단막은 측면광을 반사하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
  6. 제1항에 있어서, 상기 구동소자는 박막트랜지스터인 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
  7. 제1항에 있어서, 상기 차단막은 제1기판에 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
  8. 제7항에 있어서, 상기 차단막의 높이는 해당 화소로 입사되는 광의 임계각도에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
  9. 제8항에 있어서, 상기 임계각도는 블랙매트릭스 사이의 거리, 셀갭 및 제1기판과 제2기판에 형성된 층의 두께에 기초하여 산출하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
  10. 제1항에 있어서, 상기 차단막은 제2기판에 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
  11. 제10항에 있어서, 상기 차단막의 높이는 셀갭과 실질적으로 동일한 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
  12. 제11항에 있어서, 상기 차단막은 셀갭을 일정하게 유지하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
  13. 제1항에 있어서, 상기 제1기판에 실질적으로 평행하게 배치되어 횡전계를 형성하는 적어도 한쌍의 전극을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 제1기판에 형성된 제1전극; 및
    상기 제2기판에 형성된 제2전극을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
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CN110412794A (zh) * 2019-08-01 2019-11-05 京东方科技集团股份有限公司 一种显示基板和显示面板

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19980017847A (ko) * 1996-08-31 1998-06-05 손욱 컬러 액정표시소자 패널 및 그 제조방법
KR19980057656A (ko) * 1996-12-30 1998-09-25 손욱 액정표시소자의 제조방법

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180038089A (ko) * 2016-10-05 2018-04-16 삼성디스플레이 주식회사 액정 표시 장치
CN110412794A (zh) * 2019-08-01 2019-11-05 京东方科技集团股份有限公司 一种显示基板和显示面板

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