KR20110031010A

KR20110031010A - 반사투과형 액정표시소자

Info

Publication number: KR20110031010A
Application number: KR1020090088712A
Authority: KR
Inventors: 박경호
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2009-09-18
Filing date: 2009-09-18
Publication date: 2011-03-24

Abstract

본 발명은 화소구조를 투과형의 R,G,B화소와 반사형의 w화소로 형성함으로써 투과율이 향상시키기 위한 것으로, 투과형으로 이루어진 복수의 R(Red), G(Green), B(Blue) 화소; 및 반사형으로 이루어진 복수의 W(white)화소로 구성되며, 상기 R,G,B,W화소는 사각형상으로 배치되는 것을 특징으로 한다.

액정표시소자, 반사형, 투과형, W화소, 반사층

Description

반사투과형 액정표시소자{TRANSFLECTIVE LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}

본 발명은 반사투과형 액정표시소자에 관한 것으로, 투과형의 R,G,B화소와 반사형의 w화소로 이루어져 투과율이 향상시킬 수 있는 반사투과형 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 액정표시소자로는 지금까지 투과형이 주로 사용되고 있었다. 투과형 액정표시소자는 액정패널의 후면, 즉 화면의 반대측에 백색광을 발광하는 백라이트를 장착하여 이 백라이트가 액정층을 투과함으로써 원하는 화상을 표시하는 것이다. 그러나, 이러한 투과형 액정표시소자에서는 전체 액정표시소자의 약 70％ 전력 을 소비하는 백라이트에 의해 휴대용 전자기기에 적용될 경우 사용시간이 단축되는 문제가 있었다.

이러한 문제를 해결하기 위해 제안된 액정표시소자가 반사형 액정표시소자이다. 이 반사형 액정표시소자에서는 광원으로서 고전력소비의 백라이트를 사용하는 대신에, 외부로부터 입사되는 자연광을 반사수단에 반사시켜 화상을 구현하는 것으로 투과형 액정표시소자에 비해 전력소모가 작고 경량화를 실현할 수 있다는 장점을 가지고 있다. 그러나, 이러한 반사형 액정표시소자에 있어서도, 자연광이 존재하지 않는 밤이나 어두운 실내에서는 사용할 수 없다는 치명적인 약점이 있었다.

따라서, 상기와 같은 투과형 액정표시소자와 반사형 액정표시소자의 장점을 수용한 반사투과형 액정표시소자가 제안되고 있다.

그러나, 이러한 반사투과형 액정표시소자에서는 다음과 같은 문제가 있다.

반사투과형 액정표시소자는 전력소모를 최소화하기 위해, 화소를 반사부와 투과부로 분할하여 화상을 구현하므로, 투과형 액정표시소자에 비해 휘도가 낮게 된다. 이러한 문제를 해결하기 위해 반사부에 형성되는 컬러필터의 일부를 제거하여 컬러필터에 의한 광의 흡수를 최소화하는 구성이 제안되고 있다.

즉, 도 1에 도시된 바와 같이, R,G,B 화소로 구성되고 화소가 각각 투과부(R(T),G(T),B(T)) 및 반사부(R(R),G(R),B(R)로 이루어진 액정표시소자에 있어서, 투과부(R(T),G(T),B(T))는 전체에 걸쳐서 컬러필터층이 형성되는데 반해, 반사부(R(R),G(R),B(R)에는 일부만이 컬러필터층이 형성되고 그 중앙영역에는 컬러필터층이 형성되지 않는 윈도우(6)가 형성되어, 이 윈도우(6)를 통해 출사되는 광이 컬 러필터층에 의해 흡수되지 않기 때문에, 휘도가 향상되는 것이다.

그러나, 이러한 구조의 액정표시소자에서도 반사부(R(R),G(R),B(R)의 일부 영역에는 컬러필터가 형성되어 있으므로 반사부로 입사되고 반사되어 출사되는 광이 여전히 상기 컬러필터에 의해 흡수되므로, 휘도의 향상에 한계가 있었다. 더욱이, 이러한 구조의 액정표시소자에서는 반사부의 컬러필터 일부가 제거되므로, 반사부의 컬러특성이 저하되는 문제도 있었다.

본 발명은 상기한 문제를 해결하기 위한 것으로, 화소구조를 투과형의 R,G,B화소와 반사형의 w화소로 형성함으로써 투과율이 향상된 반사투과형 액정표시소자를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 액정표시소자는 투과형으로 이루어진 복수의 R(Red), G(Green), B(Blue) 화소; 및 반사형으로 이루어진 복수의 W(white)화소로 구성되며, 상기 R,G,B,W화소는 사각형상으로 배치되는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 R,G,B화소는 제1기판 및 제2기판, 상기 제1기판 위에 형성된 박막트랜지스터, 상기 박막트랜지스터가 형성된 기판 전체에 걸쳐 형성된 제1절연층, 상기 제1절연층에 형성되어 제1기판의 표면과 실질적으로 수평한 전계를 형성하는 공통전극 및 화소전극, 상기 제2기판에 형성되어 광을 차단하는 블랙매트릭스, 상기 제2기판에 형성된 R,G,B컬러필터층으로 이루어지고, 상기 W화소는 상기 제1기판 위에 형성된 박막트랜지스터, 상기 박막트랜지스터가 형성된 기판 전체에 걸쳐 형성되며 엠보싱패턴을 보유하는 제2절연층, 상기 제2절연층 위에 형성되어 입사되는 광을 반사하는 반사층, 상기 반사층 위에 형성된 제1절연층; 상기 제1절연층에 형성되어 제1기판의 표면과 실질적으로 수평한 전계를 형성하는 공통전극 및 화소전극, 상기 제2기판에 형성되어 광을 차단하는 블랙매트릭스로 이루어진 것을 특징으 로 한다.

또한, 상기 R,G,B화소는 제1기판 및 제2기판, 상기 제1기판 위에 형성된 박막트랜지스터, 상기 박막트랜지스터가 형성된 기판 전체에 걸쳐 형성된 제1절연층, 상기 제1절연층의 화상표시영역 전체에 걸쳐 형성된 제1전극, 상기 제1전극이 형성된 제1절연층 위에 형성된 제2절연층, 상기 제2절연층 위에 형성되어 제1전극과 프린지전계를 형성하는 제2전극, 상기 제2기판에 형성되어 광을 차단하는 블랙매트릭스, 상기 제2기판에 형성된 R,G,B컬러필터층으로 이루어지고, 상기 W화소는 상기 제1기판 위에 형성된 박막트랜지스터, 상기 박막트랜지스터가 형성된 기판 전체에 걸쳐 형성되며 엠보싱패턴을 보유하는 제3절연층, 상기 제3절연층 위에 형성되어 입사되는 광을 반사하는 반사층, 상기 반사층 위에 형성된 제1절연층, 상기 제1절연층의 화상표시영역 전체에 걸쳐 형성된 제1전극, 상기 제1전극이 형성된 제1절연층 위에 형성된 제2절연층, 상기 제2절연층 위에 형성되어 제1전극과 프린지전계를 형성하는 제2전극,상기 제2기판에 형성되어 광을 차단하는 블랙매트릭스로 이루어진 것을 특징으로 한다.

본 발명에서는 화소구조를 투과형의 R,G,B화소와 반사형의 w화소로 이루어져 투과율이 향상시킬 수 있게 된다. 또한, 본 발명에서는 R,G,B화소에 입사되는 광을 반사 및 산란시키는 확산층을 구비하여 반사모드에서 광을 반사함으로써 반사모드에서 고효율의 색재현률을 구현할 수 있게 된다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 액정표시소자의 화소구조를 나타내는 도면이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에서는 기본적으로 R(Red), G(Green), B(Blue), W(White) 화소가 사각형상(바람직하게는 정사각형상)으로 배열되도록 형성된다. 이때, R,G,B화에는 각각 R,G,B 컬러필터층 구비되어 R,G,B의 컬러를 구현하며, W화소에는 컬러필터층이 구비되지 않고 자연광이 그대로 출사된다.

또한, R,G,B화소는 각각 투과모드의 화소로서, 백라이트로부터 출사된광이 R,G,B화소를 투과하면서 R,G,B 컬러를 구현한다. 한편, W화소는 반사모드의 화소로서, 외부의 자연광으로부터 입사된 광을 그대로 반사함으로써 화상을 구현하다.

종래 반사투과형 액정표시소자에서는 각각의 R,G,B화소가 반사부와 투과부로 구성되고 반사부의 컬러필터가 일부 제거되어 자연광을 출사하는데 반해, 본 발명에서는 R,G,B화소가 모두 투과모드로 형성되고 별도의 W화소를 반사모드로 형성하여 외부광에 의한 화상을 구현한다.

이와 같이, 본 발명에서는 투과모드의 R,G,B화소와 반사모드의 W화소를 사각형상으로 배치하므로, 각각의 화소만을 기준으로 하면 반사형 액정표시소자나 투과형 액정표시소자라고 할 수도 있지만, 전체적으로 반사모드와 투과모드에서 동시에 사용할 수 있다는 점에서 반사투과형 액정표시소자라고 할 수 있을 것이다.

상기와 같은 구조의 반사투과형 액정표시소자의 구체적인 구조를 좀더 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 반사투과형 액정표시소자의 구조를 나타 내는 단면도이다. 이때의 액정표시소자는 횡전계모드(In Plane Switching MOde) 액정표시소자로서, 도면에는 단지 2개의 화소만이 도시되어 있는데, 그 이유는 R,G,B화소의 구조는 컬러필터층만을 제외하고는 실질적으로 동일한 구조이기 때문이다. 따라서, 이하에서는 투과모드의 화소를 통칭하여 R,G,B화소라고 할 것이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 액정표시소자는 제1기판(120) 및 제2기판(140)과 그 사이에 형성된 액정층(150)으로 구성된다.

상기 제1기판(120) 위에는 확산물질로 이루어진 확산층(121)이 형성되어 있으며, 그 위에 제1절연층(122)이 형성되어 있다. 상기 확산층(121)은 외부로 입사되는 광을 반사함과 동시에 산란시켜 다시 외부로 출사한다.

상기 제1절연층(122) 위의 R,G,B화소와 W화소에는 각각 게이트전극(111)이 형성되어 있다. 상기 게이트전극(111)은 알루미늄(aluminium; Al), 알루미늄 합금(Al alloy), 텅스텐(tungsten; W), 구리(copper; Cu), 크롬(chromium; Cr), 몰리브덴(molybdenum; Mo) 및 몰리브덴 합금 등과 같은 저저항 불투명 도전물질을 사용할 수 있다. 또한, 상기 게이트전극(111)은 상기 저저항 도전물질이 두 가지 이상 적층된 다층구조로 형성할 수 있다.

게이트전극(111)이 형성된 상기 제1기판(120) 전체에 걸쳐 SiOx나 SiNx와 같은 유기절연물질로 이루어진 제2절연층(122), 즉 게이트절연층이 적층되어 있다. R,G,B화소와 W화소의 제2절연층(122) 위에는 각각 비정질실리콘(a-Si)등과 같은 반도체층(113)이 형성되어 있으며, 그 위에 소스전극(115) 및 드레인전극(116)이 형성되어 있다.

도면에는 도시하지 않았지만, 상기 반도체층(113)의 상부에는 불순물 비정질실리콘층이 형성되어 오믹콘택(ohmic contact)층을 형성하는데, 상기 오믹택층은 상기 반도체층(113)의 소오스영역 및 드레인영역과 상기 소오스전극(115) 및 드레인전극(116)을 오믹-콘택시키는 역할을 하게 된다.

또한, 상기 W화소에는 전체에 걸쳐 제3절연층(125)이 형성된다. 상기 제3절연층(125)은 BCB(Benzo Cyclo Butene)이나 포토아크릴(Photo Acryl)과 같은 유기물질로 이루어진 것으로, 사진식각공정을 통해 선택적으로 패터닝함으로써 오목볼록한 형태의 엠보싱패턴이 형성된다.

이러한 엠보싱 패턴은 외부로부터 입사되는 광을 산란시켜 반사되는 광을 균일하게 출사하기 위한 것으로, 도면에는 제3절연층(125)의 엠보싱패턴(130)이 W화소내에서 균일하게 배치되어 있지만, 상기 엠보싱패턴을 상기 W화소내에서 불규칙하게 배치할 수도 있을 것이다. 상기 엠보싱패턴은 입사되는 광을 효율적으로 산란시킬 수만 있다면 어떠한 형상이 패턴도 적용될 수 있을 것이다. 또한, 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 제3절연층(125) 하부에 무기물질로 이루어진 절연층이 형성될 수도 있다.

상기 엠보싱패턴으로 이루어진 제3절연층(125)의 상부에는 반사층(127)이 형성된다. 상기 반사층(127)은 알루미늄이나 알루미늄합금과 같이 반사율이 좋은 물질로 형성되는 것으로, 사진식각공정에 의해 형성된다.

R,G,B화소의 소스전극(115) 및 드레인전극(116)과 제2절연층(124) 상부 및 W화소의 반사층(127) 상부에는 BCB나 포토아크릴과 같은 유기물질이 적층되어 제4절 연층(128)이 형성되며, 그 위의 R,G,B화소 및 W화소에는 각각 공통전극(132)과 화소전극(134)이 형성된다.

상기 공통전극(132) 및 화소전극(134)은 Cr, Mo, Ta, Cu, Ti, Al 또는 Al합금 등의 도전성이 좋은 불투명한 물질을 적층한 후 사진식각방법에 의해 식각함으로써 형성할 수도 있고 도전특성이 좋은 ITO(Indium Tin Oxide)나 IZO(Indium Zinc Oixde)와 같은 투명도전물질을 적층한 후 식각함으로써 형성할 수도 있다. 또한, 공통전극과 화소전극중 하나를 불투명한 물질로 형성하고 나머지 하나를 투명도전물질로 형성할 수도 있을 것이다.

도면에 도시하지 않았지만, R,G,B화소 및 W화소에 형성되는 공통전극(132) 및 화소전극(134)은 데이터라인과 실질적으로 평행하게 띠형상으로 배치되어, 제1기판(120)의 표면과 평행한 횡전계를 형성한다.

제2기판(140)의 R,G,B화소와 W화소에는 각각 블랙매트릭스(142)가 형성된다. 상기 블랙매트릭스(142)는 Cr이나 CrOx 등과 같은 금속물질로 형성하거나 블랙수지로 형성되며, 화상이 구현되지 않는 영역, 예를 들면 게이트라인 형성영역이나 데이터라인 형성영역, 박막트랜지스터 형성영역 등에 배치되어 해당 영역으로 광이 투과하여 화질이 저하되는 것을 방지한다.

블랙매트릭스(142)가 형성된 R,G,B화소에는 컬러필터층(144)이 형성된다. 도면에는 자세히 도시하지 않았지만, R화소에는 R 컬러필터층이 형성되고 G화소에는 G 컬러필터층이 형성되며, B화소에는 B 컬러필터층이 형성되어 해당 컬러를 구현하게 된다. 그러나, W화소에는 컬러필터층이 형성되지 않고, 따라서 W화소에서는 흑 백의 화상이 구현된다.

상기 제1기판(120) 및 제2기판(140) 사이에는 액정층(150)이 형성된다.

이러한 구성의 액정표시소자에서는 박막트랜지스터를 통해 신호가 인가됨에 따라 공통전극(132)과 화소전극(133) 사이에 제1기판(120)의 표면과 실질적으로 평행한 횡전계가 형성되며, 액정층(150)의 액정분자는 상기 횡전계를 따라 제1기판(120)의 표면과 수평하게 회전됨으로써 액정층을 투과하는 광의 투과율을 조절함으로써 화상을 구현한다.

이때, R,G,B화소는 투과형이고 W화소는 반사형이다. 따라서, R,G,B화소에는 도면표시하지 않은 백라이트로부터 발광된 광이 액정층(150)을 투과한 후 컬러필터층(144)을 투과하면서 해당 컬러를 구현하게 되며, W화소에서는 외부광이 입사되어 반사층(127)에서 반사된 후 다시 액정층(150)을 통해 외부로 출사되어 화상을 구현한다. 이때, W화소에는 컬러필터층이 없으므로 상기 W화소에 의해 구현되는 화상은 흑백으로 구현된다.

한편, R,G,B화소에는 확산층(121)이 형성된다. 이 확산층(121)은 R,G,B화소에서 외부로부터 입사된 광을 반사 및 산란시켜 다시 R,G,B화소의 컬러필터층을 통해 출사되므로, 반사모드에서의 컬러를 구현할 수 있게 된다. 물론, 이 컬러의 구현율은 매우 낮다. 그러나, 종래 반사투과형 액정표시소자에서 R,G,B 화소의 반사부에서의 컬러재현률이 약 2-3%이지만, 본 발명에 의하면 본 발명에 따른 액정표시소자의 반사모드에서의 색재현률도 약 2-3% 또는 그 이상을 구현하므로, 종래에 비해 색재현률이 저하되지는 않고, 반사율은 향상되므로 반사모드에서의 휘도가 향상 되는 것이다.

도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 액정표시소자의 구조를 나타내는 도면이다. 이때의 액정표시소자는 프린지필드모드(Fringe Field Mode) 액정표시소자로서, 전극의 형태를 제외하고는 그 구조가 IPS모드 액정표시소자와 동일하므로, 동일한 구성에 대해서는 상세한 설명을 생략하고 다른 구조에 대해서만 상세하게 설명하도록 한다.

도 4에 도시된 바와 같이, 제1기판(210)에는 확산층(221)과 제1절연층(222)이 형성되고 그 위의 R,G,B화소 및 W화소에 각각 게이트전극(221), 반도체층(213), 소스전극(215) 및 드레인전극(216)으로 이루어진 박막트랜지스터가 형성된다.

박막트랜지스터가 형성된 제1기판(220)의 W화소영역에는 엠보싱패턴을 가진 제3절연층(225) 및 반사층(228)이 형성된다.

그리고, R,G,B화소의 박막트랜지스터 상부 및 W화소의 반사층(228) 위에는 유기물질로 이루어진 제4절연층(228)이 형성되며, 그 위에 공통전극(232)이 형성된다. 상기 공통전극(232)이 형성된 제4절연층(228) 상에 유기물질 또는 무기물질로 이루어진 제5절연층(229)이 형성되고 상기 제5절연층(229) 위에 화소전극(233)이 형성된다. 상기 공통전극(232) 및 화소전극(233)은 불투명한 금속이나 ITO 또는 IZO와 같은 투명도전물질로 형성할 수 있다.

도면에는 자세히 도시하지 않았지만, 상기 공통전극(232)은 R,G,B화소 및 W화소의 화상표시영역 전체에 걸쳐 형성되며, 상기 화소전극(233)은 일정 폭의 띠형상으로 형성되거나 띠형상의 슬릿을 가지고 R,G,B화소 및 W화소의 화상표시영역 전 체에 걸쳐 형성되어, 공통전극(232)과 화소전극(233)의 에지영역 사이에 제1기판(220)의 표면과 실질적으로 평행한 프린지전계가 형성된다.

이때, 상기 공통전극(232)을 제5절연층(229)에 형성하고 화소전극(233)을 제4절연층(228)에 형성할 수도 있으며, 그 형상도 공통전극(232)을 띠형상이나 슬릿을 가진 도전층 형태로 형성하고 화소전극(232)을 R,G,B화소 및 W화소의 화상표시영역 전체에 걸쳐 형성된 도전층으로 형성할 수도 있다.

제2기판(240)의 R,G,B화소와 W화소에는 각각 블랙매트릭스(242)가 형성된다. 블랙매트릭스(242)가 형성된 R,G,B화소에는 컬러필터층(244)이 형성되며, W화소에는 상기 컬러필터층이 형성되지 않는다.

이러한 구성의 액정표시소자에서는 박막트랜지스터를 통해 신호가 인가됨에 따라 공통전극(232)과 화소전극(233) 사이에 제1기판(220)의 표면과 실질적으로 평행한 전계가 형성되며, 액정층(250)의 액정분자는 상기 횡전계를 따라 제1기판(220)의 표면과 수평하게 회전됨으로써 액정층을 투과하는 광의 투과율을 조절함으로써 화상을 구현한다.

제1실시예와 마찬가지로 이 실시예에서도 R,G,B화소는 투과형이고 W화소는 반사형이므로, R,G,B화소에서는 컬러필터층(244)에 의해 해당 컬러를 구현하게 되며, W화소에서는 외부광이 반사층(227)에서 반사되어 화상을 구현한다. 이때, W화소에는 컬러필터층이 없으므로 상기 W화소에 의해 구현되는 화상은 흑백으로 구현된다. 또한, R,G,B화소에는 확산층(221)이 형성되므로, R,G,B화소에서 외부로부터 입사된 광을 반사 및 산란시켜 반사모드에서의 컬러를 구현할 수 있게 된다.

상술한 바와 같이, 본 발명에서는 투과형으로 이루어진 R,G,B화소와 반사형으로 이루어진 W화소를 사각형상으로 배치하며, W화소에는 컬러필터층을 제거하여 컬러를 구현하지 않고 R,G,B화소에 형성된 확산층에 의해 컬러를 재현하므로, 종래에 R,G,B화소에 반사부와 화소부를 형성하고 반사부의 컬러필터층의 일부를 제거하는 구조에 비해 휘도를 향상시킬 수 있게 된다.

도 5는 종래 반사투과형 액정표시소자와 본 발명에 따른 액정표시소자의 반사부 및 W화소에서의 반사율을 나타내는 도면이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 종래 반사투과형 액정표시소자에서는 약 5V의 전압이 인가되었을 때 외부로부터 입사되는 광의 약 2.7-2.8%만을 반사하였지만, 본 발명의 액정표시소자에서는 약 3.2-3.3%의 광을 반사시킬 수 있게 된다. 결론적으로, 종래의 반사투과형 액정표시소자에 비해, 본 발명의 액정표시소자에서는 반사모드에서의 반사율이 약 20% 향상되며, 그 결과 휘도도 향상됨을 알 수 있다.

도 6은 종래 반사투과형 액정표시소자와 본 발명에 따른 액정표시소자의 투과도를 나타내는 도면이다. 도 6에 도시된 바와 같이 종래 반사투과형 액정표시소자의 전압에 따른 투과도의 값은 본 발명의 액정표시소자의 전압에 따른 투과도의 값과 거의 유사한다. 이것은 본 발명과 같이 투과형으로 이루어진 R,G,B화소와 반사형으로 이루어진 W화소를 사각형상으로 배치하는 구조의 액정표시소자의 투과모드에서의 투과효율이 R,G,B화소에 반사부와 화소부를 형성하고 반사부의 컬러필터층의 일부를 제거하는 종래 액정표시소자의 투과효율과 거의 동일하다는 것을 나타 내는 것이다.

결론적으로, 본 발명의 액정표시소자에서는 반사모드에서의 휘도는 향상되고 투과모드에서의 휘도는 종래 액정표시소자와 거의 유사하므로, 종래 액정표시소자에 비해 본 발명이 액정표시소자의 품질이 대폭 향상되었음을 알 수 있다.

한편, 상술한 상세한 설명에서는 특정한 구조의 액정표시소자에 대해서 기재하고 있지만, 이것은 설명의 편의를 위해 특정 구조를 예시한 것으로 본 발명이 이러한 구조의 액정표시소자에만 한정되는 것은 아니다.

예를 들어, 상세한 설명에서는 IPS모드의 액정표시소자 및 FFS모드 액정표시소자에 대해서만 기재하고 있지만, 본 발명이 이러한 특정한 모드의 액정표시소자에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태의 액정표시소자, 예를 들면 액정분자를 기판과 수평으로 스위칭함으로써 시야각특성을 향상시킬 수 있는 다양한 구조의 액정표시소자에도 적용가능하며, TN모드와 같이 액정분자를 수직으로 구동으로 액정표시소자에도 적용가능하다. 또한, 강유전성 액정을 이용한 액정표시소자나 콜레스테릭 액정을 이용한 액정표시소자에도 적용 가능할 것이다.

다시 말해서, 본 발명과 같이 투과형으로 이루어진 R,G,B화소와 반사형으로 이루어진 W화소를 정사각형상으로 배치하는 구조의 액정표시소자의 각각의 화소구조는 현재 알려진 모든 구조의 화소구조가 적용 가능할 것이다.

따라서, 본 발명의 다른 예나 변형예는 본 발명의 기본적인 개념을 이용한 액정표시소자는 본 발명이 속하는 기술분야에 종사하는 사람이라면 누구나 용이하게 창안할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명의 권리의 범위는 상술한 상세한 설명에 의해 결정되는 것이 아니라, 첨부한 특허청구범위에 의해 결정되어야만 할 것이다.

도 1은 종래 반사투과형 액정표시소자의 화소구조를 개념적으로 나타내는 도면.

도 2는 본 발명에 따른 액정표시소자의 화소구조를 개념적으로 나타내는 도면.

도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 액정표시소자의 화소 구조를 나타내는 단면도.

도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 액정표시소자의 화소 구조를 나타내는 단면도.

도 5는 본 발명에 따른 액정표시소자와 종래 액정표시소자의 반사모드에서의 반사율을 나타내는 그래프.

도 6은 본 발명에 따른 액정표시소자와 종래 액정표시소자의 투과도를 나타내는 그래프.

Claims

투과형으로 이루어진 복수의 R(Red), G(Green), B(Blue) 화소; 및

반사형으로 이루어진 복수의 W(white)화소로 구성되며,

상기 R,G,B,W화소는 사각형상으로 배치되는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
제1항에 있어서, 상기 R,G,B화소는 제1기판 및 제2기판, 상기 제1기판 위에 형성된 박막트랜지스터, 상기 박막트랜지스터가 형성된 기판 전체에 걸쳐 형성된 제1절연층, 상기 제1절연층에 형성되어 제1기판의 표면과 실질적으로 수평한 전계를 형성하는 공통전극 및 화소전극, 상기 제2기판에 형성되어 광을 차단하는 블랙매트릭스, 상기 제2기판에 형성된 R,G,B컬러필터층으로 이루어지고, 상기 W화소는 상기 제1기판 위에 형성된 박막트랜지스터, 상기 박막트랜지스터가 형성된 기판 전체에 걸쳐 형성되며 엠보싱패턴을 보유하는 제2절연층, 상기 제2절연층 위에 형성되어 입사되는 광을 반사하는 반사층, 상기 반사층 위에 형성된 제1절연층; 상기 제1절연층에 형성되어 제1기판의 표면과 실질적으로 수평한 전계를 형성하는 공통전극 및 화소전극, 상기 제2기판에 형성되어 광을 차단하는 블랙매트릭스로 이루어진 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
제1항에 있어서, 상기 R,G,B화소는 제1기판 및 제2기판, 상기 제1기판 위에 형성된 박막트랜지스터, 상기 박막트랜지스터가 형성된 기판 전체에 걸쳐 형성된 제1절연층, 상기 제1절연층의 화상표시영역 전체에 걸쳐 형성된 제1전극, 상기 제1전극이 형성된 제1절연층 위에 형성된 제2절연층, 상기 제2절연층 위에 형성되어 제1전극과 프린지전계를 형성하는 제2전극, 상기 제2기판에 형성되어 광을 차단하는 블랙매트릭스, 상기 제2기판에 형성된 R,G,B컬러필터층으로 이루어지고, 상기 W화소는 상기 제1기판 위에 형성된 박막트랜지스터, 상기 박막트랜지스터가 형성된 기판 전체에 걸쳐 형성되며 엠보싱패턴을 보유하는 제3절연층, 상기 제3절연층 위에 형성되어 입사되는 광을 반사하는 반사층, 상기 반사층 위에 형성된 제1절연층, 상기 제1절연층의 화상표시영역 전체에 걸쳐 형성된 제1전극, 상기 제1전극이 형성된 제1절연층 위에 형성된 제2절연층, 상기 제2절연층 위에 형성되어 제1전극과 프린지전계를 형성하는 제2전극,상기 제2기판에 형성되어 광을 차단하는 블랙매트릭스로 이루어진 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 박막트랜지스터는,

제1기판에 형성된 게이트전극;

상기 게이트전극 위에 형성된 게이트절연층;

상기 게이트절연층 위에 형성된 반도체층; 및

상기 반도체층 위에 형성된 소스전극 및 드레인전극으로 이루어진 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1기판과 박막트랜스터 사이에 형성되어 R,G,B화소로부터 입사되는 광을 반사 및 산란시키는 확산층을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
제3항에 있어서, 상기 제2전극은 띠형상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
제3항에 있어서, 상기 제2전극은은 화소 전체에 걸쳐 형성되며, 띠형상의 슬릿을 보유하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
제1항에 있어서, R,G,B화소는 각각 R,G,B컬러화상을 구현하고 W화소는 흑백화상을 구현하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.