添付した図面を参照しながら、本発明の実施形態について本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施できるように詳細に説明する。しかし、本発明は種々の異なる形態に実現でき、ここで説明する実施形態に限られない。
図面において、層及び領域を明確に表現するために厚さを拡大して示した。明細書の全体にわたって類似する部分に対しては同一の図面符号を付けた。層、膜、領域、板などの部分が他の部分の「上」にあると表現される場合、これは他の部分の「すぐ上」にある場合だけでなく、その中間に他の部分がある場合も含む。一方、ある部分が他の部分の「すぐ上」にあるという表現される場合は、中間に他の部分がないことを意味する。
まず、図1及び図2を参照して、本発明の一実施形態による液晶表示装置について説明する。
図1は、本発明の一実施形態による液晶表示装置を示した平面図であり、図2は、図1のII−II線に沿って示した本発明の一実施形態による液晶表示装置の断面図である。
本発明の一実施形態による液晶表示装置は、互いに対向する第1基板110と第2基板210、及び第1基板110と第2基板210の間に注入された液晶層3を含む。
第1基板110及び第2基板210はガラスまたはプラスチックなどで形成されてもよい。液晶層3は複数の液晶分子310からなり、ポジティブ型またはネガティブ型に形成されてもよい。
第1基板110の後面には光源500が配置されてもよい。光源500は、発光ダイオード(LED:Light Emitting diode)などを含んでもよく、光源500から光510が供給される。第1基板110と第2基板210の間に形成された電界によって液晶層3の液晶分子310の方向が決定され、液晶分子310の方向によって液晶層3を通過する光量が変化する。第2基板210の上には複数の色フィルタ230R、230G、230Bが位置する。液晶層3を通過した光は、各色フィルタ230R、230G、230Bを通過しながら一部波長の光は通過し、それ以外の波長の光は吸収される。
液晶表示装置は複数の画素領域を含み、複数の画素領域は、第1色画素領域PX(R)、第2色画素領域PX(G)、第3色画素領域PX(B)、及び第4色画素領域PX(W)で構成される。第1色画素領域PX(R)、第2色画素領域PX(G)、及び第3色画素領域PX(B)は、互いに異なる色を表示する画素領域であって、これらの色を合わせれば白色になりうる。第4色画素領域PX(W)は白色を表示してもよい。例えば、第1色画素領域PX(R)は赤色を表示し、第2色画素領域PX(G)は緑色を表示し、第3色画素領域PX(B)は青色を表示し、第4色画素領域PX(W)は白色を表示してもよい。
また、本発明はこれら色に限定されず、第1色画素領域PX(R)はシアンを表示し、、第2色画素領域PX(G)はマゼンタを表示し、第3色画素領域PX(B)は黄色を表示し、第4色画素領域PX(W)は白色を表示してもよい。
第2基板210の上には各画素領域ごとに色フィルタ230R、230G、230Bが位置する。第1色画素領域PX(R)には第1色フィルタ230Rが位置し、第2色画素領域PX(G)には第2色フィルタ230Gが位置し、第3色画素領域PX(B)には第3色フィルタ230Bが位置する。第1色フィルタ230Rは、白色光が通過するとき赤色光のみを通過させる赤色フィルタに形成されてもよい。第2色フィルタ230Gは、白色光が通過するとき、緑色光のみを通過させる緑色フィルタに形成されてもよい。第3色フィルタ230Gは、白色光が通過するとき青色光のみを通過させる青色フィルタに形成されてもよい。
第4色画素領域PX(W)には着色パターンを配置してもよく、着色パターンは、第1色フィルタ230R、第2色フィルタ230G、及び第3色フィルタ230Bのうちの少なくとも一つで形成されてもよい。本実施形態では、図1及び図2に示すように、第4色画素領域PX(W)には第3色フィルタ230Bが位置している。ただし、本発明はこれに限定されず、第4色画素領域PX(W)には第3色フィルタ230Bの代わりに第1色フィルタ230Rまたは第2色フィルタ230Gが位置してもよい。色フィルタの選択は場合により異なってもよい。例えば、第4色画素領域PX(W)でイエローウィッシュ(yellowish)現象が発生することを防止するためには、緑色フィルタ及び/または青色フィルタを形成してもよい。また、第4色画素領域PX(W)に位置する着色パターンは、後述する遮光部220で形成されてもよい。また、第4色画素領域PX(W)には、第1色フィルタ230R、第2色フィルタ230G、及び第3色フィルタ230Bのうちの少なくとも一つと遮光部220を共に配置してもよい。例えば、第4色画素領域PX(W)に第2色フィルタ230Gと遮光部220が形成されてもよい。
各画素領域PX(R)、PX(G)、PX(B)、PX(W)は、二つの短辺と、二つの長辺を含む長方形であってもよい。第1色画素領域PX(R)、第2色画素領域PX(G)、及び第3色画素領域PX(B)において、第1色フィルタ230R、第2色フィルタ230G、第3色フィルタ230Bはそれぞれ、ほぼ四角形であってもよく、各画素領域PX(R)、PX(G)、PX(B)と類似する形状に形成されてもよい。
第3色フィルタ230Bは、第4色画素領域PX(W)の一部領域に位置する。第4色画素領域PX(W)における第3色フィルタ230Bは、一方向に延在している棒状であってもよい。第4色画素領域PX(W)における第3色フィルタ230Bは、二つの短辺間の概ね中央に短辺と平行な方向に延在している。ただし、第3色フィルタ230Bの形状はこれに限定されず、多様に変形が可能である。
第4色画素領域PX(W)に位置する第3色フィルタ230Bと、第3色画素領域PX(B)に位置する第3色フィルタ230Bとは、同一の工程により形成されてもよい。したがって、第4色画素領域PX(W)と第3色画素領域PX(B)にそれぞれ位置する第3色フィルタ230Bは、同一の厚さに形成され得る。ただし、本発明はこれに限定されず、同一の工程により形成されても第4色画素領域PX(W)に位置する第3色フィルタ230Bと、第3色画素領域PX(B)に位置する第3色フィルタ230Bとが異なる厚さに形成され得る。例えば、ハーフトーンマスクまたはスリットマスクを利用して、第4色画素領域PX(W)に位置する第3色フィルタ230Bが、第3色画素領域PX(B)に位置する第3色フィルタ230Bよりも薄い厚さに形成されてもよい。また、第4色画素領域PX(W)に位置する第3色フィルタ230Bと、第3色画素領域PX(B)に位置する第3色フィルタ230Bとが異なる工程により形成されてもよい。
第4色画素領域PX(W)が白色を表示するようにするために、色フィルタを全く形成しない場合、第1色画素領域PX(R)、第2色画素領域PX(G)、及び第3色画素領域PX(B)から出射する光が合わせられて表示する白色とは異なる色座標を示すことがある。つまり、第4色画素領域PX(W)が表示する白色がカラーシフトになりうる。本発明の一実施形態では、第4色画素領域PX(W)に第1色フィルタ230R、第2色フィルタ230G、及び第3色フィルタ230Bの少なくとも1つを形成し、これらの比率を調節することによって、第4色画素領域PX(W)を通過した白色の色座標が、第1、第2、第3色画素領域(PX(R)、PX(G)、PX(B))を通過して合わせられた白色の色座標に近くなるようにすることができる。
第1色画素領域PX(R)、第2色画素領域PX(G)、第3色画素領域PX(B)、及び第4色画素領域PX(W)の間の境界には遮光部220をさらに配置してもよい。遮光部220は、各画素領域の間の境界で色混じり、光漏れなどが生じることを防止できる。
第1色フィルタ230R、第2色フィルタ230G、第3色フィルタ230B、及び遮光部220の上には蓋膜(overcoat)240をさらに配置してもよい。蓋膜240は、第2基板210の上部面を平坦化する役割を果たす。
第4色画素領域PX(W)が白色を表示するように色フィルタを全く形成しない場合、他の画素領域との段差により平坦化が容易でない。したがって、第4色画素領域PX(W)が第1、第2、及び第3画素領域(PX(R)、PX(G)、PX(B))より大きいセルギャップ(cell−gap)CG を有する。本発明の一実施形態では、第4色画素領域PX(W)に第1色フィルタ230R、第2色フィルタ230G、及び第3色フィルタ230Bのうちの少なくとも一つを形成することによって、他の画素領域との段差を減らして平坦化が容易である。したがって、第4色画素領域PX(W)が第1、第2、及び第3画素領域(PX(R)、PX(G)、PX(B))と類似するセルギャップCGを有することができる。
第4色画素領域PX(W)に位置する蓋膜240の厚さ(tw)と、第1、第2、第3色画素領域(PX(R)、PX(G)、PX(B))に位置する蓋膜240の厚さ(tg)とは、実質的に同一であってもよい。また、第4色画素領域PX(W)に位置する蓋膜240の厚さ(tw)と、第1、第2、第3色画素領域(PX(R)、PX(G)、PX(B))に位置する蓋膜240の厚さ(tg)との差は、第1、第2、第3色画素領域(PX(R)、PX(G)、PX(B))に位置する蓋膜240の厚さ(tg)の約10%以内であってもよい。この場合、蓋膜240の厚さtw、tgは、第2基板210の上部面から蓋膜240の上部面までの距離であってもよい。または、蓋膜240の厚さtw、tgは、色フィルタ230R、230G、230Bの下部面から蓋膜240の上部面までの距離、又は色フィルタ230R、230G、230Bの下に位置した層の間から蓋膜240の上部面までの距離であってもよい。ここで、色フィルタ230R、230G、230Bの下に位置した層は、薄膜トランジスタ上部の保護膜であってもよい。
上記の第4色画素領域PX(W)において、第1色フィルタ230R、第2色フィルタ230G、及び第3色フィルタ230Bが位置しない領域がある。当該領域には色フィルタが位置しないことによって、可視光線の全領域の波長を全て通過させて白色光を表示することができる。ただし、本発明はこれに限定されず、第4色画素領域PX(W)に白色フィルタが位置してもよい。白色フィルタは、可視光線の全領域の波長を全て通過させる透明なフォトレジスタで形成されてもよい。
次に、図3乃至図5を参照して、本発明の一実施形態による液晶表示装置についてさらに詳細に説明する。
図3は、本発明の一実施形態による液晶表示装置の第4色画素領域が含むドメインを示した平面図であり、図4は、本発明の一実施形態による液晶表示装置の第4色画素領域を示した平面図であり、図5は、図4のV−V線に沿って示した本発明の一実施形態による液晶表示装置の第4色画素の断面図である。
図3に示すように、本発明の一実施形態による液晶表示装置の第4色画素領域PX(W)は四つのドメイン(domain)を含み、四つのドメインは第1ドメインD1、第2ドメインD2、第3ドメインD3、及び第4ドメインD4を含む。第4色画素領域PX(W)は、一つの横線と一つの縦線により四つのドメインに分かれる。この場合、横線を基準として上側、縦線を基準として左側に第1ドメインD1が位置し、横線を基準として上側、縦線を基準として右側に第2ドメインD2が位置する。また、横線を基準として下側、縦線を基準として右側に第3ドメインD3が位置し、横線を基準として下側、縦線を基準として左側に第4ドメインD4が位置する。
例えば、ドメインは、液晶分子310が傾く方向により区分されてもよい。初期状態で液晶分子310は第1基板110に対して垂直方向に位置するが、液晶層3に電界が形成されると、液晶分子310は所定の角度を有して傾く。この場合、第1ドメインD1、第2ドメインD2、第3ドメインD3、及び第4ドメインD4に位置する液晶分子310はそれぞれ、傾く方向が互いに異なってもよい。第1ドメインD1に位置する液晶分子310は、横線及び縦線を基準として左側上方に傾き、第2ドメインD2に位置する液晶分子310は横線及び縦線を基準として右側上方に傾いてもよい。第3ドメインD3に位置する液晶分子310は、横線及び縦線を基準として右側下方に傾き、第4ドメインD4に位置する液晶分子310は、横線及び縦線を基準として左側下方に傾いてもよい。つまり、液晶分子は、横線と縦線との交点(4つのドメインの中心)を中心にして放射状に傾いている。
上述したドメインを区分する基準は例示に過ぎず、他の基準によりドメインが区分されることもできる。
図示は省略したが、第1色画素領域PX(R)、第2色画素領域PX(G)、第3色画素領域PX(B)もそれぞれ四つのドメインを含んでもよい。
第4色画素領域PX(W)には第3色フィルタ230Bが形成されており、第3色フィルタ230BはドメインD1、D2、D3、D4の間の境界に位置する。例えば、第3色フィルタ230Bは、第1ドメインD1と第4ドメインD4の間の境界に位置し、第2ドメインD2と第3ドメインD3の間の境界に位置してもよい。第3色フィルタ230Bは、ドメインD1、D2、D3、D4を分ける基準である横線と重なるようになる。
ドメインD1、D2、D3、D4の間の境界は暗部に視認でき、第3色フィルタ230BをドメインD1、D2、D3、D4の間の境界に位置させることによって、透過率の減少を最小化することができる。
図4及び図5に示すように、第1基板110の上にはゲート線121及び維持電極線131が形成されている。
ゲート線121は、図4中において主に横方向に延在し、ゲート信号を伝達する。ゲート線121から突出するゲート電極124が形成されている。
維持電極線131はゲート線121と平行な方向、即ち、図4中において横方向に延在し、共通電圧などのような定められた電圧を伝達する。維持電極線131から拡張される維持電極133が形成されている。維持電極133は、第4色画素領域PX(W)の周縁を取り囲む形状に形成されてもよい。
ゲート線121、ゲート電極124、維持電極線131、及び維持電極133の上にはゲート絶縁膜140が形成されている。シリコン窒化物(SiNx)、シリコン酸化物(SiOx)などのような無機絶縁物質で形成されてもよい。また、ゲート絶縁膜140は単一膜または多重膜で形成されてもよい。
ゲート絶縁膜140の上には半導体154が形成されている。半導体154はゲート電極124と重なる。半導体154は、非晶質シリコン(amorphous silicon)、多結晶シリコン(polycrystalline silicon)、及び金属酸化物(metaloxide)などで形成されてもよい。
半導体154の上にはオーミックコンタクト部材(ohmic contact member)(図示せず)がさらに形成されてもよい。オーミックコンタクト部材は、シリサイド(silicide)またはn型不純物が高濃度にドーピングされているn+水素化非晶質シリコンなどの物質で形成されてもよい。
半導体154の上にはデータ線171、ソース電極173、及びドレイン電極175が形成されている。ソース電極173はデータ線171から突出しており、ドレイン電極175はソース電極173と離隔している。ソース電極173及びドレイン電極175はゲート電極124と重なる。
ゲート電極124、ソース電極173、及びドレイン電極175は、半導体154と共に一つの薄膜トランジスタQを構成し、薄膜トランジスタQのチャネルは、ソース電極173とドレイン電極175の間の半導体に形成される。
データ線171、ソース電極173、ドレイン電極175、及び露出した半導体154部分の上には保護膜180が形成されている。保護膜180にはドレイン電極175の少なくとも一部を露出させるコンタクトホール185が形成されている。
保護膜180の上には画素電極191が形成されている。画素電極191は、インジウム−錫酸化物(ITO、Indium Tin Oxide)、インジウム−亜鉛酸化物(IZO、Indium Zinc Oxide)などのような透明な金属酸化物で形成されてもよい。
画素電極191は全体的にほぼ四角形である。画素電極191は、横幹部193、及び横幹部193と交差する縦幹部192からなる十字状幹部を含む。また、画素電極191は、横幹部193及び縦幹部192から延在する微細枝部194を含む。また、四角形状の画素電極191から延長されている延長部197がさらに形成されている。延長部197は、コンタクトホール185を通じてドレイン電極175と物理的、電気的に接続されており、ドレイン電極175からデータ電圧の印加を受ける。
第4色画素領域PX(W)は、画素電極191の横幹部193及び縦幹部192によって四つのドメインD1、D2、D3、D4に分かれる。微細枝部194は横幹部193及び縦幹部192から斜めな方向に延在する。例えば、第1ドメインD1において、微細枝部194は横幹部193または縦幹部192から左側上方に延在し、第2ドメインD2において、微細枝部194は横幹部193または縦幹部192から右側上方に延在する。第3ドメインD3において、微細枝部194は横幹部193または縦幹部192から右側下方に延在し、第4ドメインD4において、微細枝部194は横幹部193または縦幹部192から左側下方に延在する。微細枝部194の形成方向によって、液晶層3に電界が形成されるときに液晶分子310が傾く方向が決定される。
各微細枝部194は、ゲート線121または横幹部193と約45°または約135°の角をなしてもよい。また、隣接する二つのドメインD1、D2、D3、D4の微細枝部194が延在する方向は互いに直交してもよい。
画素電極191は、第4色画素領域PX(W)の外郭を取り囲む外郭幹部をさらに含んでもよい。
第4色画素領域PX(W)において、第1基板110と対向する第2基板210の上には第3色フィルタ230Bが形成されている。第3色フィルタ230Bは画素電極191の横幹部193と重なる。横幹部193はドメインD1、D2、D3、D4を分ける手段であって、ドメインD1、D2、D3、D4の間の境界に位置する。したがって、第3色フィルタ230BはドメインD1、D2、D3、D4の間の境界に位置する。
上述した通り、複数のドメインD1、D2、D3、D4に位置する液晶分子310は、液晶層3に電界が形成されるとき傾く方向がそれぞれ相異なり、この場合、ドメインD1、D2、D3、D4の間の境界に位置する液晶分子310の傾く方向は明確でない。したがって、ドメインD1、D2、D3、D4の境界領域はドメインD1、D2、D3、D4の中心部に比べて相対的に透過率が低いことがある。第4色画素領域PX(W)のドメインD1、D2、D3、D4それぞれの中心部に第3色フィルタ230Bを形成する場合に、透過率の減少が発生しうる。本発明の一実施形態では、第4色画素領域PX(W)のドメインD1、D2、D3、D4の間の境界に第3色フィルタ230Bを形成することによって、透過率の減少を最小化することができる。
また、ドメインD1、D2、D3、D4の間の境界は、1つの画素内の概ね中央部に位置しているので、平坦化の側面からも有利である。第3色フィルタ230Bが第1ドメインD1及び第2ドメインD2の中央部で横方向に棒状に形成される場合、第1ドメインD1及び第2ドメインD2では蓋膜240が平坦に形成されるが、第3ドメインD3及び第4ドメインD4では相対的に平坦度が劣るようになる。本発明の一実施形態では、第4色画素領域PX(W)のドメインD1、D2、D3、D4の間の境界に第3色フィルタ230Bが位置することによって、第4色画素領域PX(W)に全体的に蓋膜240が平坦に形成される。
第3色フィルタ230Bの幅(W)は、約5μm以上、約25μm以下であってもよい。第3色フィルタ230Bは、画素電極191の横幹部193と重なって形成されており、一般に金属配線のパターンは約5μm程度に形成されてもよく、第3色フィルタ230Bは画素電極191の横幹部193より広い幅に形成されるのが好ましい。第3色フィルタ230Bが画素電極191の横幹部193より狭い幅に形成される場合、第4色画素領域PX(W)内に3色フィルタ230Bが位置せず、第4色画素領域PX(W)を通過する光が第3色フィルタ230Bを通過できない。そのため、色座標移動の効果が現せない場合があるためである。しかし、第3色フィルタ230Bの幅(W)を過度に広く形成すれば、透過率の減少量が大きくなる場合があるので、第3色フィルタ230Bの幅(W)は約25μm以下に形成してもよい。
第4色画素領域PX(W)の周縁には遮光部220が形成されており、第4色フィルタ230B及び遮光部220の上には蓋膜240が形成されている。
蓋膜240の上には共通電極270が形成されている。共通電極270は、インジウム−錫酸化物(ITO、Indium Tin Oxide)、インジウム−亜鉛酸化物(IZO、Indium Zinc Oxide)などのような透明な金属酸化物で形成されてもよい。
共通電極270には共通電圧と同様の一定の電圧が印加される。画素電極191にデータ電圧が印加されると、画素電極191と共通電極270の間に電界が形成され、これらの間に注入された液晶層3の液晶分子310が所定の方向に整列するようになる。
第4色画素領域PX(W)について上述したが、第1、第2、第3画素領域(PX(R)、PX(G)、PX(B))も類似する画素構造を有する。ただし、第1画素領域PX(R)の大部分には第1色フィルタ230Rが位置し、第2画素領域PX(G)の大部分には第2色フィルタ230Gが位置し、第3画素領域PX(B)の大部分には第3色フィルタ230Bが位置するという点で相異なる構造を有する。
本実施形態では、画素電極191の微細枝部194の形成方向によって、液晶層3に電界が形成されるとき液晶分子310が傾く方向が決定され、そのために複数のドメインD1、D2、D3、D4に分かれることを説明したが、本発明はこれに限られない。
本発明の一実施形態による液晶表示装置において、画素電極と共通電極は同一の基板上に形成されてもよく、液晶層3に水平電界が形成されてもよい。この場合、画素電極と共通電極はそれぞれ棒状に形成され、交互に配置されてもよい。または、画素電極及び共通電極のいずれか一つは面状(Planar shape)の電極に形成され、他の一つは棒状に形成されてもよい。このような液晶表示装置の場合、一つの画素領域内で画素電極及び/または共通電極が一度以上曲がった形状になってもよく、曲がった地点を基準として両側に位置する液晶分子は互いに異なる配列方向を有するようになる。この場合、液晶分子の配列方向により一つの画素領域は複数のドメインに分れる。複数のドメイン間の境界では液晶分子の配列が一定でなく、第4色画素領域PX(W)の複数のドメイン間の境界に色フィルタを形成することによって、透過率の減少を最小化することができる。
上記で、各色フィルタ230R、230G、230Bが第2基板210の上に位置する場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、各色フィルタ230R、230G、230Bが第1基板110の上に位置してもよい。以下、図6を参照してこれについて説明する。
図6は、本発明の一実施形態による液晶表示装置の断面図である。図6は、第4色画素領域PX(W)を示している。
図6に示すように、第1基板110の上にゲート電極124、半導体154、ソース電極173、ドレイン電極175、及び保護膜180が形成され、保護膜180の上に第3色フィルタ230Bが位置する。
保護膜180及び第3色フィルタ230Bの上には蓋膜182が形成され、蓋膜182の上に画素電極191が形成されている。
保護膜180及び蓋膜182にコンタクトホール185が形成されており、画素電極191はコンタクトホール185を通じてドレイン電極175と接続されている。
第2基板210の上には遮光部220、蓋膜240、及び共通電極270が形成されている。
上記で、第4色画素領域PX(W)について説明したが、第1、第2、第3画素領域(PX(R)、PX(G)、PX(B))も類似する画素構造を有する。第1画素領域PX(R)では第1色フィルタ230Rが第1基板110の上に位置し、第2画素領域PX(G)では第2色フィルタ230Gが第1基板110の上に位置し、第3画素領域PX(B)では第3色フィルタ230Bが第1基板110の上に位置してもよい。
上記で、遮光部220は第2基板210の上に形成されることと説明したが、本発明はこれに限られない。遮光部220が第1基板110の上に形成されてもよい。この場合、遮光部220は保護膜180の上に形成されてもよく、保護膜180、第3色フィルタ230B、及び遮光部220の上には蓋膜182が形成されてもよい。
上記で、各画素領域PX(R)、PX(G)、PX(B)、PX(W)は画素電極191の横幹部193及び縦幹部192によって四つのドメインD1、D2、D3、D4に分かれることと説明したが、本発明はこれに限られない。ドメインの分割手段は、切開部、突起など多様である。以下、図7及び図8を参照してこれについて説明する。
図7は、本発明の一実施形態による液晶表示装置の第4色画素を示した平面図であり、図8は、図7のVIII−VIII線に沿って示した本発明の一実施形態による液晶表示装置の断面図である。
画素電極191は、その中央に位置する部分板電極195、及び部分板電極195から斜線方向に突出している複数の微細枝部194を含む。部分板電極195は、平面視において、菱形状または六角形などに形成されてもよい。微細枝部194は、部分板電極195に対して約45°の角をなしてもよい。より具体的には、微細枝部194は、例えば、部分板電極195の中心を通る横線及び縦線に対して、約45°の角度をなしていてもよい。
共通電極270には液晶制御手段として切開部275が十字状に形成されている。切開部275の十字構造において、交差点は画素電極191の部分板電極195の菱形状の中心と重なる。このような切開部275は、液晶分子310の制御力を向上させる役割を果たす。より具体的には、部分板電極195の中心を通って互いに交差する横線及び縦線に沿って、切開部275が形成されている。
第4色画素領域PX(W)は、共通電極270の十字状の切開部275によって四つのドメインD1、D2、D3、D4に分かれる。第4色画素領域PX(W)には第3色フィルタ230Bが位置し、第3色フィルタ230Bは十字状の切開部275と一部重なる。例えば、十字状の切開部275は横部と縦部で形成されてもよく、第3色フィルタ230Bは横部と重なってもよい。切開部275はドメインD1、D2、D3、D4を分ける手段であって、ドメインD1、D2、D3、D4の間の境界に位置する。したがって、第3色フィルタ230BはドメインD1、D2、D3、D4の間の境界に位置する。
上記の図1をさらに参照すれば、第1色画素領域PX(R)、第2色画素領域PX(G)、第3色画素領域PX(B)、第4色画素領域PX(W)の順に横方向に位置する。また、第1色画素領域PX(R)と第3色画素領域PX(B)は縦方向に互いに隣接し、第2色画素領域PX(G)と第4色画素領域PX(W)は縦方向に互いに隣接する。本発明の各画素領域PX(R)、PX(G)、PX(B)、PX(W)の配置はこれに限定されず、多様に変更される。以下、図9を参照してこれについて説明する。
図9は、本発明の一実施形態による液晶表示装置を示した平面図である。
図9に示すように、第1色画素領域PX(R)と第2色画素領域PX(G)は横方向に隣接する。複数の第1色画素領域PX(R)は縦方向に互いに隣接し、複数の第2色画素領域PX(G)は縦方向に互いに隣接する。
第2色画素領域PX(G)は、第3色画素領域PX(B)または第4色画素領域PX(W)と横方向に隣接する。即ち、第2色画素領域PX(G)の一部は第3色画素領域PX(B)と横方向に隣接し、第2色画素領域PX(G)の他の一部は第4色画素領域PX(W)と横方向に隣接する。
図1に示された実施形態の場合、液晶表示装置の全体面積において第4色画素領域PX(W)が占める面積の比率は約1/4であり、図9に示された実施形態の場合、液晶表示装置の全体面積において第4色画素領域PX(W)が占める面積の比率は約1/6になってもよい。また、図9に示された実施形態の場合、各画素領域PX(R)、PX(G)、PX(B)、PX(B)の一辺の長さの比率を調節して、液晶表示装置の全体面積において第4色画素領域PX(W)が占める面積の比率が約1/4になってもよい。
次に、図10及び図11を参照して、本発明の一実施形態による液晶表示装置について説明する。
図10及び図11に示された本発明の一実施形態による液晶表示装置は、図1乃至図5に示された本発明の一実施形態による液晶表示装置と同一の部分が相当あるので、これに対する説明は省略する。本実施形態では、第4色画素領域に位置する色フィルタが他の画素領域の色フィルタと連結されるという点で上述した実施形態と異なり、以下、さらに詳細に説明する。
図10は、本発明の一実施形態による液晶表示装置を示した平面図であり、図11は、図10のXI−XIに沿って示した本発明の一実施形態による液晶表示装置の断面図である。
図11には第2基板210及び第2基板210の上に形成されている構成要素を示し、第1基板、液晶層、光源などは省略した。第1基板、液晶層、光源などは図1を参照すればよく、図11には、便宜上、第2基板210において色フィルタ230R、230G、230Bが形成されている面が上面になるように示した。
第1色画素領域PX(R)には第1色フィルタ230Rが位置し、第2色画素領域PX(G)には第2色フィルタ230Gが位置し、第3色画素領域PX(B)には第3色フィルタ230Bが位置する。第4色画素領域PX(W)には着色パターンが位置し、着色パターンは、第1色フィルタ230R、第2色フィルタ230G、第3色フィルタ230B、及び遮光部220のうちの少なくとも一つで形成されてもよい。
図11では、第4色画素領域PX(W)には第3色フィルタ230Bが位置してもよい。第4色画素領域PX(W)に位置する第3色フィルタ230Bは、第3色画素領域PX(B)に位置する第3色フィルタ230Bと接続されてもよい。つまり、第4色画素領域PX(W)に位置する第3色フィルタ230Bは、第3色画素領域PX(B)に位置する第3色フィルタ230Bから突出した形状になってもよい。具体的には、第4色画素領域PX(W)の中央部において第3色フィルタ230Bは横方向に棒状に配置されている。そして、第3色フィルタ230Bは、第4色画素領域PX(W)に隣接する第3色画素領域PX(B)に向かって延びて第3色画素領域PX(B)に接続されている。
次に、図12乃至図14を参照して、本発明の一実施形態による液晶表示装置について説明する。
図12乃至図14に示された本発明の一実施形態による液晶表示装置は、図1乃至図5に示された本発明の一実施形態による液晶表示装置と同一の部分が相当あるので、これに対する説明は省略する。本実施形態では、第4色画素領域に位置する色フィルタの延長方向が上述した実施形態と異なり、以下、さらに詳細に説明する。
図12は、本発明の一実施形態による液晶表示装置を示した平面図であり、図13は、本発明の一実施形態による液晶表示装置の第4色画素領域が含むドメインを示した平面図であり、図14は、本発明の一実施形態による液晶表示装置の第4色画素領域を示した平面図である。
図12に示すように、第1色画素領域PX(R)には第1色フィルタ230Rが位置し、第2色画素領域PX(G)には第2色フィルタ230Gが位置し、第3色画素領域PX(B)には第3色フィルタ230Bが位置する。第4色画素領域PX(W)には着色パターンが位置し、着色パターンは、第1色フィルタ230R、第2色フィルタ230G、第3色フィルタ230B、及び遮光部220のうちの少なくとも一つで形成されてもよい。
第4色画素領域PX(W)には第2色フィルタ230Gが位置してもよい。第2色フィルタ230Gは第4色画素領域PX(W)の一部領域に位置する。第4色画素領域PX(W)において第2色フィルタ230Gは一方向に延在する棒状になってもよい。第4色画素領域PX(W)において第2色フィルタ230Gは二つの長辺間の中央に長辺と概ね平行な方向に延在する。ただし、第2色フィルタ230Gの形状はこれに限定されず、多様に変更が可能である。図12の場合、第2色フィルタ230Gは、第4色画素領域PX(W)に隣接する第2色画素領域PX(G)に向かって延びて第2色画素領域PX(G)に接続されている。
第4色画素領域PX(W)に位置する第2色フィルタ230Gは、第2色画素領域PX(G)に位置する第2色フィルタ230Gと接続されていることと示されているが、本発明はこれに限られない。第4色画素領域PX(W)に位置する第2色フィルタ230Gは、第2色画素領域PX(G)に位置する第2色フィルタ230Gと接続されていなくてもよい。
図13に示すように、第4色画素領域PX(W)は、第1ドメインD1、第2ドメインD2、第3ドメインD3、及び第4ドメインD4を含み、第2色フィルタ230GはドメインD1、D2、D3、D4の間の境界に位置する。例えば、第2色フィルタ230Gは、第1ドメインD1と第2ドメインD2の間の境界に位置し、第3ドメインD3と第4ドメインD4の間の境界に位置してもよい。第2色フィルタ230GはドメインD1、D2、D3、D4を分ける基準である縦線と重なるようになる。
図14に示すように、画素電極191は、互いに交差する横幹部193と縦幹部192、及びこれらから延在する微細枝部194を含む。第4色画素領域PX(W)は、画素電極191の横幹部193及び縦幹部192によって四つのドメインD1、D2、D3、D4に分かれる。第2色フィルタ230Gは画素電極191の縦幹部192と重なる。
次に、図15及び図16を参照して、本発明の一実施形態による液晶表示装置について説明する。
図15及び図16に示された本発明の一実施形態による液晶表示装置は、図1乃至図5に示された本発明の一実施形態による液晶表示装置と同一の部分が相当あるので、これに対する説明は省略する。本実施形態では、第4色画素領域における色フィルタの位置が上述した実施形態と異なり、以下、さらに詳細に説明する。
図15は、本発明の一実施形態による液晶表示装置の第4色画素領域が含むドメインを示した平面図であり、図16は、本発明の一実施形態による液晶表示装置の第4色画素領域を示した平面図である。
図15に示すように、第4色画素領域PX(W)には着色パターンが位置し、着色パターンは第1色フィルタ230R、第2色フィルタ230G、第3色フィルタ230B、及び遮光部220のうちの少なくとも一つで形成されてもよい。
第4色画素領域PX(W)には第2色フィルタ230Gが位置してもよい。第2色フィルタ230Gは第4色画素領域PX(W)の一部領域に位置し、特に、第2色フィルタ230Gは第4色画素領域PX(W)の中央に位置してもよい。
第4色画素領域PX(W)は、第1ドメインD1、第2ドメインD2、第3ドメインD3、及び第4ドメインD4を含み、第2色フィルタ230Gは、ドメインD1、D2、D3、D4の間の境界に位置する。第2色フィルタ230Gは、ドメインD1、D2、D3、D4を分ける基準である横線と縦線が接する部分と重なるようになる。したがって、第2色フィルタ230Gは、第1ドメインD1、第2ドメインD2、第3ドメインD3、及び第4ドメインD4と一部重なる。図15に示すように、第2色フィルタ230Gは、第4色画素領域PX(W)の概ね中央部であり、ドメインD1、D2、D3、D4を分ける基準となる部分に、概ね円形状で配置されている。
図16に示すように、ドレイン電極175は、ソース電極173によって取り囲まれている部分と、これから延長されて第4色画素領域PX(W)に形成されている延長部176とを含む。延長部176は第4色画素領域PX(W)の中央に位置してもよい。具体的に、図16に示すように延長部176のドレイン電極175とは異なる端部は、第4色画素領域PX(W)の中央部に位置する。また、延長部176は、第1ドメインD1、第2ドメインD2、第3ドメインD3、及び第4ドメインD4を分割する縦線に沿って、第4色画素領域PX(W)の中央部に向かって延びている。コンタクトホール185はドレイン電極175の延長部176を露出させるように形成され、画素電極191はドレイン電極175の延長部176と接続されている。
画素電極191は、互いに交差する横幹部193と縦幹部192、及びこれらから延在する微細枝部194を含む。第4色画素領域PX(W)は、画素電極191の横幹部193及び縦幹部192によって四つのドメインD1、D2、D3、D4に分かれる。
第2色フィルタ230Gはドレイン電極175の延長部176と重なってもよい。第2色フィルタ230Gはコンタクトホール185と重なってもよい。第2色フィルタ230Gは画素電極191の横幹部193と縦幹部192が交差する部分に位置してもよい。
ドレイン電極175は不透明な金属からなるのが一般的であり、第4色画素領域PX(W)の第2色フィルタ230Gをドレイン電極175と重なるように位置させることによって、透過率の減少を最小化することができる。
第2色フィルタ230Gは円形状に示されているが、本発明はこれに限定されず、四角形状、楕円形状など多様に変更が可能である。また、第2色フィルタ230Gは棒状に形成されてもよく、ドレイン電極175と画素電極191が重なる部分に位置してもよい。つまり、第2色フィルタ230Gは、ドレイン電極175が第4色画素領域PX(W)の中央部に向かっている部分において、重なってもよい。このとき、ドレイン電極175は画素電極191の縦幹部の下側半分と重なる。
上記で第4色画素領域PX(W)について説明したが、第1、第2、第3色画素領域(PX(R)、PX(G)、PX(B))も類似する画素構造を有する。
次に、図17A乃至図20を参照して、本発明の一実施形態による液晶表示装置について説明する。
図17A乃至図20に示された本発明の一実施形態による液晶表示装置は、図1乃至図5に示された本発明の一実施形態による液晶表示装置と同一の部分が相当あるので、これに対する説明は省略する。本実施形態では、各画素領域が複数の副画素領域に分かれるという点で上述した実施形態と異なり、以下、さらに詳細に説明する。
図17A乃至図17Fは、本発明の一実施形態による液晶表示装置の第4色画素領域が含むドメインを示した平面図であり、図18は、本発明の一実施形態による液晶表示装置の第4色画素領域を示した平面図である。図19は、図17AのXIX−XIX線に沿って示した本発明の一実施形態による液晶表示装置の断面図であり、図20は、図17AのXX−XX線に沿って示した本発明の一実施形態による液晶表示装置の断面図である。
図17Aに示すように、第4色画素領域PX(W)は複数の副画素領域を含んでもよく、複数の副画素領域は第1副画素領域PX_h及び第2副画素領域PX_lで構成されてもよい。第1副画素領域PX_h及び第2副画素領域PX_lはそれぞれ第1ドメインD1、第2ドメインD2、第3ドメインD3、及び第4ドメインD4を含む。
第4色画素領域PX(W)には着色パターンが位置し、着色パターンは、第1色フィルタ230R、第2色フィルタ230G、第3色フィルタ230B、及び遮光部220のうちの少なくとも一つで形成されてもよい。例えば、第3色フィルタ230Bが第4色画素領域PX(W)に位置してもよい。第4色画素領域PX(W)において、第3色フィルタ230Bは第1副画素領域PX_h及び第2副画素領域PX_lのうちの少なくとも一つに位置してもよい。例えば、第3色フィルタ230Bが第4色画素領域PX(W)の第2副画素領域PX_lに位置してもよい。第3色フィルタ230Bは、第4色画素領域PX(W)の第2副画素領域PX_lのドメインD1、D2、D3、D4の間の境界に位置する。例えば、第3色フィルタ230Bは、第4色画素領域PX(W)の第2副画素領域PX_lの第3ドメインD3と第4ドメインD4の間の境界に位置してもよい。例えば、第3色フィルタ230Bは、ドメインD1、D2、D3、D4を分ける基準である縦線の一部と重なる。
上記で、第4色画素領域PX(W)における着色パターンの位置は多様に変更が可能である。以下、図17B乃至図17Fを参照して、多様な着色パターンの位置について説明する。
図17Bに示すように、第4色画素領域PX(W)に位置する着色パターンは、例えば第3色フィルタ230Bで形成され、第3色フィルタ230Bは第1副画素領域PX_hと第2副画素領域PX_lの間に位置してもよい。第1副画素領域PX_hと第2副画素領域PX_lの間の領域は薄膜トランジスタなどが位置するところで、非表示領域に該当する。したがって、第1副画素領域PX_hと第2副画素領域PX_lの間に着色パターンが位置することによって、開口率の減少を最小化することができる。
また、第3色フィルタ230Bは、第1副画素領域PX_hの第1ドメインD1と第2ドメインD2の間の境界、第3ドメインD3と第4ドメインD4の間の境界に位置し、第2副画素領域PX_lの第1ドメインD1と第2ドメインD2の間の境界、第3ドメインD3と第4ドメインD4の間の境界に位置してもよい。
ここで、第3色フィルタ230Bが、第1副画素領域PX_hの第1ドメインD1と第2ドメインD2の間の境界、第3ドメインD3と第4ドメインD4の間の境界に位置し、第2副画素領域PX_lの第1ドメインD1と第2ドメインD2の間の境界、第3ドメインD3と第4ドメインD4の間の境界に位置する場合、第3色フィルタ230Bの幅W1は約5μm以上、約25μm以下であってもよい。ドメインD1、D2、D3、D4の間の境界は暗部に視認でき、第3色フィルタ230BをドメインD1、D2、D3、D4の間の境界に位置させることによって、透過率の減少を最小化することができる。また、第3色フィルタ230Bが、第1副画素領域PX_hと第2副画素領域PX_lの間に位置する場合、第3色フィルタ230Bの幅W2は、薄膜トランジスタなどが位置する非表示領域の幅W3と実質的に同一であり、約25μm以上、約100μm以下であってもよい。
図17Cに示すように、第4色画素領域PX(W)に位置する着色パターンは、例えば第3色フィルタ230Bで形成されてもよく、第3色フィルタ230Bは第1副画素領域PX_hと第2副画素領域PX_lの間に位置してもよい。また、第3色フィルタ230Bは、第1副画素領域PX_h及び第2副画素領域PX_lの第1ドメインD1と第4ドメインD4の間の境界、第2ドメインD2と第3ドメインD3の間の境界に位置してもよい。
ここで、第3色フィルタ230Bが、第1副画素領域PX_h及び第2副画素領域PX_lの第1ドメインD1と第4ドメインD4の間の境界、第2ドメインD2と第3ドメインD3の間の境界に位置する場合、第3色フィルタ230Bの幅W4は約5μm以上、約25μm以下であってもよい。第3色フィルタ230Bを、副画素領域間及びドメイン間に配置にすることによる効果は、上述した通りである。
図17Dに示すように、第4色画素領域PX(W)に位置する着色パターンは、例えば第3色フィルタ230Bで形成されてもよく、第3色フィルタ230Bは第1副画素領域PX_hと第2副画素領域PX_lの間に位置してもよい。また、第3色フィルタ230Bは、第1副画素領域PX_h及び第2副画素領域PX_lの各ドメインD1、D2、D3、D4の間の境界に位置してもよい。第3色フィルタ230Bを、副画素領域間及びドメイン間に配置にすることによる効果は、上述した通りである。
図17Eに示すように、第4色画素領域PX(W)に位置する着色パターンは、例えば第3色フィルタ230Bで形成されてもよく、第3色フィルタ230Bは第1副画素領域PX_hと第2副画素領域PX_lの間に位置してもよい。また、第3色フィルタ230Bは、第1副画素領域PX_h及び第2副画素領域PX_lの第1ドメインD1と第2ドメインD2の間の境界、第3ドメインD3と第4ドメインD4の間の境界に位置してもよい。また、第3色フィルタ230Bは、第1副画素領域PX_h及び第2副画素領域PX_lの第1ドメインD1と第4ドメインD4の間の境界の一部、第2ドメインD2と第3ドメインD3の間の境界の一部に位置してもよい。
この場合、各副画素領域PX_h、PX_lに位置する第3色フィルタ230Bはほぼ十字状に形成されてもよく、十字状の縦部分は、各副画素領域PX_h、PX_lの縦辺と類似する長さになり、十字状の横部分は、各副画素領域PX_h、PX_lの横辺より短くなってもよい。十字状の横部分は各副画素領域PX_h、PX_lの中央に位置してもよい。
図17Fに示すように、第4色画素領域PX(W)に位置する着色パターンは第3色フィルタ230Bで形成されてもよく、第3色フィルタ230Bは第1副画素領域PX_hと第2副画素領域PX_lの間に位置してもよい。また、第3色フィルタ230Bは、第1副画素領域PX_h及び第2副画素領域PX_lの第1ドメインD1と第4ドメインD4の間の境界、第2ドメインD2と第3ドメインD3の間の境界に位置してもよい。また、第3色フィルタ230Bは、第1副画素領域PX_h及び第2副画素領域PX_lの第1ドメインD1と第2ドメインD2の間の境界の一部、第3ドメインD3と第4ドメインD4の間の境界の一部に位置してもよい。
この場合、各副画素領域PX_h、PX_lに位置する第3色フィルタ230Bはほぼ十字状に形成されてもよく、十字状の横部分は、各副画素領域PX_h、PX_lの横辺と類似する長さであり、十字状の縦部分は、各副画素領域PX_h、PX_lの縦辺より短くなってもよい。十字状の横部分と縦部分とは分離されてもよい。
図17A乃至図17Fに関する説明においては、一つの第4色画素領域PX(W)について説明したが、隣接する第4色画素領域PX(W)にも第3色フィルタが位置してもよい。この場合、互いに隣接する第4色画素領域PX(W)に位置する第3色フィルタの幅は異なってもよい。
以下、図17Aに示された第4色画素領域PX(W)についてさらに詳細に説明する。図18は、図17Aにおける第4色画素領域を示している。
図18に示すように、第1基板(図示せず)の上にゲート線121及び維持電極線131が形成されている。
ゲート線121は、主に横方向に延在し、ゲート信号を伝達する。また、ゲート線121から突出して接続されている第1ゲート電極124h及び第2ゲート電極124lが形成されている。また、ゲート線121から突出して第1ゲート電極124h及び第2ゲート電極124lと離隔するように、第3ゲート電極124cが形成されている。第1、第2、第3ゲート電極(124h、124l、124c)は同一のゲート線121に接続されて、同一のゲート信号が印加される。
維持電極線131はゲート線121と同一の方向に延在し、維持電極線131には一定の電圧が印加される。また、維持電極線131から突出している維持電極133及び突出部134が形成されている。維持電極133は、後述する第1副画素電極191hを取り囲むように形成されてもよく、突出部134はゲート線121に向かうように突出している。
ゲート線121、第1、第2、第3ゲート電極(124h、124l、124c)、維持電極線131、維持電極133、及び突出部134の上にはゲート絶縁膜(図示せず)が形成されている。ゲート絶縁膜は、シリコン窒化物(SiNx)、シリコン酸化物(SiOx)などのような無機絶縁物質で形成されてもよい。また、ゲート絶縁膜は単一膜または多重膜に形成されてもよい。
ゲート絶縁膜の上には第1半導体154h、第2半導体154l、及び第3半導体154cが形成される。第1半導体154hは第1ゲート電極124hの上に位置し、第2半導体154lは第2ゲート電極124lの上に位置し、第3半導体154cは第3ゲート電極124cの上に位置してもよい。
第1、第2、第3半導体(154h、154l、154c)及びゲート絶縁膜の上にはデータ線171、第1ソース電極173h、第1ドレイン電極175h、第2ソース電極173l、第2ドレイン電極175l、第3ソース電極173c、及び第3ドレイン電極175cが形成されている。
第1、第2、第3半導体(154h、154l、154c)は第1、第2、第3ゲート電極(124h、124l、124c)の上に形成されるだけでなく、データ線171の下に形成されてもよい。また、第2半導体154lと第3半導体154cは互いに接続されるように形成されてもよい。ただし、本発明はこれに限定されず、第1、第2、第3半導体(154h、154l、154c)が第1、第2、第3ゲート電極(124h、124l、124c)の上にのみ形成されてもよく、第2半導体154lと第3半導体154cが互いに分離形成されてもよい。
データ線171は、データ信号を伝達し、主に縦方向に延在してゲート線121と交差する。
第1ソース電極173hは、データ線171から第1ゲート電極124hの上に突出して形成されている。第1ソース電極173hは、第1ゲート電極124hの上でC字状に曲がった形状を有してもよい。
第1ドレイン電極175hは、第1ゲート電極124hの上で第1ソース電極173hと離隔するように形成されている。互いに離隔するように形成された第1ソース電極173hと第1ドレイン電極175hの間に露出した部分の第1半導体154hにチャネルが形成されている。
第2ソース電極173lは、データ線171から第2ゲート電極124lの上に突出して形成されている。第2ソース電極173lは、第2ゲート電極124lの上でC字形に曲がった形状を有してもよい。
第2ドレイン電極175lは、第2ゲート電極124lの上で第2ソース電極173lと離隔するように形成されている。互いに離隔するように形成された第2ソース電極173lと第2ドレイン電極175lの間に露出した部分の第2半導体154lにチャネルが形成されている。
第3ソース電極173cは、第2ドレイン電極175lと接続されており、第3ゲート電極124cの上に形成されている。
第3ドレイン電極175cは、第3ゲート電極124cの上で第3ソース電極173cと離隔するように形成されている。互いに離隔するように形成された第3ソース電極173cと第3ドレイン電極175cの間に露出した部分の第3半導体154cにチャネルが形成されている。
上述した第1ゲート電極124h、第1半導体154h、第1ソース電極173h、及び第1ドレイン電極175hは第1薄膜トランジスタQhを構成する。また、第2ゲート電極124l、第2半導体154l、第2ソース電極173l、及び第2ドレイン電極175lは第2薄膜トランジスタQlを構成し、第3ゲート電極124c、第3半導体154c、第3ソース電極173c、及び第3ドレイン電極175cは第3薄膜トランジスタQcを構成する。
データ線171、第1、第2、第3ソース電極(173h、173l、173c)、第1、第2、第3ドレイン電極(175h、175l、175c)の上には保護膜(図示せず)が形成されている。
保護膜には、第1ドレイン電極175hの一部が露出するように第1コンタクトホール185hが形成されており、第2ドレイン電極175lの一部が露出するように第2コンタクトホール185lが形成されており、突出部134と第3ドレイン電極175cの一部が露出するように第3コンタクトホール185cが形成されている。
保護膜の上には、第1副画素電極191hと第2副画素電極191lが形成されている。第1副画素電極191hは第1副画素領域PX_hに形成されており、第2副画素電極191lは第2副画素領域PX_lに形成されている。また、保護膜の上に橋電極196が形成されている。
第1副画素電極191hは、第1コンタクトホール185hを通じて第1ドレイン電極175hと接続されており、第2副画素電極191lは第2コンタクトホール185lを通じて第2ドレイン電極175lと接続されている。橋電極196は、第3コンタクトホール185cを通じて突出部134と第3ドレイン電極175cを電気的に接続する。即ち、第3ドレイン電極175cが維持電極線131に接続される。
第1副画素電極191h及び第2副画素電極191lはそれぞれ第1ドレイン電極175h及び第2ドレイン電極175lからデータ電圧の印加を受ける。この場合、第2ドレイン電極175lに印加されたデータ電圧のうちの一部は第3ソース電極173cを通じて分圧されて、第2副画素電極191lに印加される電圧の大きさは第1副画素電極191hに印加される電圧の大きさより小さくなる。これは、第1副画素電極191h及び第2副画素電極191lに印加されるデータ電圧が正極性(+)である場合であり、これとは反対に、第1副画素電極191h及び第2副画素電極191lに印加されるデータ電圧が負極性(−)である場合には、第1副画素電極191hに印加される電圧が第2副画素電極191lに印加される電圧より小さくなる。
第2副画素電極191lの面積は、第1副画素電極191hの面積に比べて1倍以上、2倍以下であってもよい。
第1副画素電極191hと第2副画素電極191lは列方向に隣接し、全体的な形状は四角形状であり、横幹部193h、193l、及びこれと交差する縦幹部192h、192lからなる十字状の幹部を含む。また、画素電極191は、横幹部193及び縦幹部192から延在する微細枝部194を含む。
第4色画素領域PX(W)の第1副画素領域PX_h及び第2副画素領域PX_lは、それぞれ横幹部193h、193lと縦幹部192h、192lによって四つのドメインD1、D2、D3、D4に分かれる。
第4色画素領域PX(W)において、画素電極191と同一の基板または対向する基板に第3色フィルタ230Bが位置する。第3色フィルタ230Bは、第4色画素領域PX(W)の第2副画素領域PX_lで第2副画素電極191lの縦幹部192lと一部重なる。縦幹部192lは、第2副画素領域PX_lのドメインD1、D2、D3、D4を分ける手段であって、ドメインD1、D2、D3、D4の間の境界に位置する。したがって、第3色フィルタ230BはドメインD1、D2、D3、D4の間の境界に位置する。
第4色画素領域PX(W)について上述したが、第1、第2、第3色画素領域(PX(R)、PX(G)、PX(B))も類似する画素構造を有する。
図19及び図20を参照すれば、第3色フィルタ230Bが形成されていない第1副画素領域PX_hの断面(図17AのXIX−XIX線の断面図)と、第3色フィルタ230Bが位置する第2副画素領域PX_lの断面(図17AのXX−XX線の断面図)とを比較することができる。第3色フィルタ230Bが形成されていない第1副画素領域PX_hのセルギャップt1は、第3色フィルタ230Bが位置する第2副画素領域PX_lのセルギャップt2より相対的に大きい。このように一画素領域内でセルギャップが互いに異なるように調節することによって、第4色画素領域PX(W)を通過する光の波長を調節することができる。
次に、図21乃至図23を参照して、本発明の一実施形態による液晶表示装置について説明する。
図21乃至図23に示された本発明の一実施形態による液晶表示装置は、図1乃至図5に示された本発明の一実施形態による液晶表示装置と同一の部分が相当あるので、これに対する説明は省略する。本実施形態では、第4色画素領域に二つの色フィルタが位置するという点で上述した実施形態と異なり、以下、さらに詳細に説明する。
図21は、本発明の一実施形態による液晶表示装置を示した平面図であり、図22は、図21のXXII−XXII線に沿って示した本発明の一実施形態による液晶表示装置の断面図であり、図23は、本発明の一実施形態による液晶表示装置の第4色画素領域が含むドメインを示した平面図である。
図21及び図22に示すように、第1色画素領域PX(R)には第1色フィルタ230Rが位置し、第2色画素領域PX(G)には第2色フィルタ230Gが位置し、第3色画素領域PX(B)には第3色フィルタ230Bが位置する。第4色画素領域PX(W)には着色パターンが位置し、着色パターンは、第1色フィルタ230R、第2色フィルタ230G、第3色フィルタ230B、及び遮光部220のうちの少なくとも一つで形成されてもよい。
第4色画素領域PX(W)には第1色フィルタ230R、第2色フィルタ230G、第3色フィルタ230B、及び遮光部220のうちの二つが位置してもよい。例えば、図21〜図23に示すように、第4色画素領域PX(W)に第2色フィルタ230G及び第3色フィルタ230Bが位置してもよい。ただし、本発明はこれに限定されず、第4色画素領域PX(W)に位置する色フィルタの組み合わせは変更が可能である。例えば、第4色画素領域PX(W)に第1色フィルタ230R及び第2色フィルタ230Gが位置するか、または、第1色フィルタ230R及び第3色フィルタ230Bが位置してもよい。
第4色画素領域PX(W)で第2色フィルタ230Gと第3色フィルタ230Bは互いに重なる。第2色フィルタ230Gは第1方向に延在し、第3色フィルタ230Bは第2方向に延在してもよい。第2色フィルタ230Gと第3色フィルタ230Gは交差してもよく、第1方向と第2方向は直交してもよい。第2色フィルタ230Gと第3色フィルタ230Gが交差する部分で互いに重なるようになる。第1方向は、例えば図21において縦方向であり、第2方向は横方向である。
第4色画素領域PX(W)で第2色フィルタ230Gと第3色フィルタ230Bが重なることによって、セルギャップ(図2のCP)を維持するスペーサ(spacer)の役割を果たすこともできる。即ち、第4色画素領域PX(W)で第2色フィルタ230G及び第3色フィルタ230Bが重なる部分の厚さがセルギャップに対応するように形成してもよい。また、第2色フィルタ230G及び第3色フィルタ230Bが重なる部分の厚さをセルギャップより低く形成して、補助スペーサ(sub−spacer)の役割を果たすこともできる。また、第2色フィルタ230Gと第3色フィルタ230Bが互いに重なる部分の厚さは、第1色画素領域PX(R)、第2色画素領域PX(G)、及び第3色画素領域PX(B)に位置する第1色フィルタ230R、第2色フィルタ230G、及び第3色フィルタ230Bのうちのいずれか一つの厚さと実質的に同一であってもよい。この場合、第2色フィルタ230Gと第3色フィルタ230Bが重なる部分は、平坦化のための補助パターンとして用いられる。
第2色フィルタ230G及び第3色フィルタ230Bが重なる部分の厚さを調節するために、第2色画素領域PX(G)及び第3色画素領域PX(B)にそれぞれ位置する第2色フィルタ230G及び第3色フィルタ230Bの厚さと異なるように形成してもよい。この場合、ハーフトーンマスクまたはスリットマスクなどが用いられる。
第4色画素領域PX(W)において、第2色フィルタ230G及び第3色フィルタ230Bは一方向に延在する棒状になってもよい。
各画素領域PX(R)、PX(G)、PX(B)、PX(W)は、二つの短辺と、二つの長辺を含む長方形であってもよい。第4色画素領域PX(W)において、第2色フィルタ230Gは二つの長辺間の中央に長辺と平行な方向に延在し、第3色フィルタ230Bは二つの短辺間の中央に短辺と平行な方向に延在する。ただし、第2色フィルタ230G及び第3色フィルタ230Bの形状はこれに限定されず、多様に変更することができ、延長方向も変更が可能である。
第4色画素領域PX(W)に位置する第2色フィルタ230G及び第3色フィルタ230Bは、他の画素領域の色フィルタと接続されてもよい。第4色画素領域PX(W)に位置する第2色フィルタ230Gは、第4色画素領域PX(W)に隣接する第2色画素領域PX(G)に位置する第2色フィルタ230Gと接続されており、第4色画素領域PX(W)に位置する第3色フィルタ230Bは、第4色画素領域PX(W)に隣接する第3色画素領域PX(B)に位置する第3色フィルタ230Bと接続されている。ただし、本発明はこれに限定されず、第4色画素領域PX(W)に位置する第2色フィルタ230G及び第3色フィルタ230Bが、他の画素領域の色フィルタと接続されていなくてもよい。
図23に示すように、第4色画素領域PX(W)は、第1ドメインD1、第2ドメインD2、第3ドメインD3、及び第4ドメインD4を含み、第2色フィルタ230G及び第3色フィルタ230BはドメインD1、D2、D3、D4の間の境界に位置する。例えば、第2色フィルタ230Gは、第1ドメインD1と第2ドメインD2の間の境界、及び第3ドメインD3と第4ドメインD4の間の境界に位置してもよい。第3色フィルタ230Bは、第1ドメインD1と第4ドメインD4の間の境界、及び第2ドメインD2と第3ドメインD3の間の境界に位置してもよい。第2色フィルタ230Gは、ドメインD1、D2、D3、D4を分ける基準である縦線と重なるようになり、第3色フィルタ230Bは、ドメインD1、D2、D3、D4を分ける基準である横線と重なるようになる。第2色フィルタ230Gと第3色フィルタ230Bは、横線と縦線が交差する地点で重なるようになる。
次に、図24及び図25を参照して、本発明の一実施形態による液晶表示装置について説明する。
図24及び図25に示された本発明の一実施形態による液晶表示装置は、図21乃至図23に示された本発明の一実施形態による液晶表示装置と同一の部分が相当あるので、これに対する説明は省略する。本実施形態では、第4色画素領域における色フィルタの位置が上述した実施形態と異なり、以下、さらに詳細に説明する。
図24は、本発明の一実施形態による液晶表示装置の第4色画素領域が含むドメインを示した平面図であり、図25は、本発明の一実施形態による液晶表示装置の第4色画素領域を示した平面図である。
図24に示すように、第4色画素領域PX(W)には着色パターンが位置し、着色パターンは、第1色フィルタ230R、第2色フィルタ230G、第3色フィルタ230B、及び遮光部220のうちの少なくとも一つで形成されてもよい。
第4色画素領域PX(W)には第2色フィルタ230G及び第3色フィルタ230Bが位置してもよい。ただし、本発明はこれに限定されず、例えば、第4色画素領域PX(W)には第1色フィルタ230R及び第2色フィルタ230Gが位置するか、または第1色フィルタ230R及び第3色フィルタ230Bが位置してもよい。
第4色画素領域PX(W)で第2色フィルタ230Gと第3色フィルタ230Bは互いに重なる。第2色フィルタ230Gと第3色フィルタ230Bは互いに交差してもよく、第2色フィルタ230Gと第3色フィルタ230Bが交差する部分で互いに重なるようになる。第2色フィルタ230Gと第3色フィルタ230Bが重なる部分の厚みは、図21等で説明したものと同様である。
第4色画素領域PX(W)は、二つの短辺と、二つの長辺を含む長方形であってもよい。第2色フィルタ230G及び第3色フィルタ230Bは、第4色画素領域PX(W)の一辺と所定の角をなす。第2色フィルタ230Gが第4色画素領域PX(W)の短辺となす角は、第3色フィルタ230Bが第4色画素領域PX(W)の短辺となす角と実質的に同一であってもよい。例えば、第2色フィルタ230G及び第3色フィルタ230Bは、第4色画素領域PX(W)の2つの対角線に沿うように配置されている。
第4色画素領域PX(W)は、第1ドメインD1、第2ドメインD2、第3ドメインD3、及び第4ドメインD4を含む。第2色フィルタ230Gは、主に第2ドメインD2及び第4ドメインD4に位置し、第3色フィルタ230Bは、主に第1ドメインD1及び第3ドメインD3に位置してもよい。
図25に示すように、画素電極191は横幹部193、縦幹部192、及び微細枝部194を含む。
第2色フィルタ230G及び第3色フィルタ230Bは微細枝部194と重なり、微細枝部194と平行な方向に延在する。第2色フィルタ230Gは、第2ドメインD2及び第4ドメイン43に位置した微細枝部194と重なり、平行な方向に延在する。第3色フィルタ230Bは、第1ドメインD1及び第2ドメインD2に位置した微細枝部194と重なり、平行な方向に延在する。
次に、図26乃至図28を参照して、本発明の一実施形態による液晶表示装置について説明する。
図26乃至図28に示された本発明の一実施形態による液晶表示装置は、図21乃至図23に示された本発明の一実施形態による液晶表示装置と同一の部分が相当あるので、これに対する説明は省略する。本実施形態では、第4色画素領域に三つの色フィルタが位置するという点で上述した実施形態と異なり、以下、さらに詳細に説明する。
図26は、本発明の一実施形態による液晶表示装置を示した平面図であり、図27は、図26のXXVII−XXVII線に沿って示した本発明の一実施形態による液晶表示装置の断面図であり、図28は、本発明の一実施形態による液晶表示装置の第4色画素領域が含むドメインを示した平面図である。
図26及び図27に示すように、第1色画素領域PX(R)には第1色フィルタ230Rが位置し、第2色画素領域PX(G)には第2色フィルタ230Gが位置し、第3色画素領域PX(B)には第3色フィルタ230Bが位置する。第4色画素領域PX(W)には着色パターンが位置し、着色パターンは第1色フィルタ230R、第2色フィルタ230G、第3色フィルタ230B、及び遮光部220のうちの少なくとも一つで形成されてもよい。第4色画素領域PX(W)には第1色フィルタ230R、第2色フィルタ230G、及び第3色フィルタ230Bが位置してもよい。
第4色画素領域PX(W)において、第2色フィルタ230Gと第3色フィルタ230Bは互いに重なってもよい。第2色フィルタ230Gは第1方向に延在し、第3色フィルタ230Bは第2方向に延在してもよい。第2色フィルタ230Gと第3色フィルタ230Gは交差してもよく、第1方向と第2方向は直交してもよい。第1色フィルタ230Rは、第2色フィルタ230Gと第3色フィルタ230Bが交差する地点に位置してもよい。即ち、第2色フィルタ230Gと第3色フィルタ230Bが交差する地点で第1色フィルタ230R、第2色フィルタ230G、及び第3色フィルタ230Bが重なってもよい。
第4色画素領域PX(W)において、第1色フィルタ230R、第2色フィルタ230G、及び第3色フィルタ230Bが重なることによって、セルギャップ(図2のCP)を維持するスペーサの役割を果たすこともできる。即ち、第4色画素領域PX(W)において、第1色フィルタ230R、第2色フィルタ230G、及び第3色フィルタ230Bが重なる部分の厚さが、セルギャップに対応するように形成してもよい。また、第1色フィルタ230R、第2色フィルタ230G、及び第3色フィルタ230Bが重なる部分の厚さをセルギャップより低く形成することによって、補助スペーサの役割を果たすこともできる。また、第1色フィルタ230R、第2色フィルタ230G、及び第3色フィルタ230Bが互いに重なる部分の厚さは、第1色画素領域PX(R)、第2色画素領域PX(G)、及び第3色画素領域PX(B)に位置する第1色フィルタ230R、第2色フィルタ230G、及び第3色フィルタ230Bのうちのいずれか一つの厚さと実質的に同一であってもよい。この場合、第1色フィルタ230R、第2色フィルタ230G、及び第3色フィルタ230Bが重なる部分は、平坦化のための補助パターンとして用いられる。
第1色フィルタ230R、第2色フィルタ230G、及び第3色フィルタ230Bが重なる部分の厚さを調節するために、第1色画素領域PX(R)、第2色画素領域PX(G)、及び第3色画素領域PX(B)にそれぞれ位置する第1色フィルタ230R、第2色フィルタ230G、及び第3色フィルタ230Bの厚さと異なるように形成してもよい。この場合、ハーフトーンマスクまたはスリットマスクなどが用いられる。
第4色画素領域PX(W)において、第2色フィルタ230G及び第3色フィルタ230Bは一方向に延在する棒状になってもよく、第1色フィルタ230Rは円形状になってもよい。
各画素領域(PX(R)、PX(G)、PX(B)、PX(W))は、二つの短辺と、二つの長辺とを含む長方形であってもよい。第4色画素領域PX(W)において、第2色フィルタ230Gは二つの長辺間の中央に長辺と平行な方向に延在し、第3色フィルタ230Bは二つの短辺間の中央に短辺と平行な方向に延在し、第1色フィルタ230Rは第4色画素領域PX(W)の中央に位置してもよい。ただし、第1色フィルタ230R、第2色フィルタ230G、及び第3色フィルタ230Bの形状はこれに限定されず、多様に変更することができ、延長方向も変更が可能である。
第4色画素領域PX(W)に位置する第2色フィルタ230G及び第3色フィルタ230Bは、他の画素領域の色フィルタと接続されてもよい。第4色画素領域PX(W)に位置する第2色フィルタ230Gは、第4色画素領域PX(W)に隣接する第2色画素領域PX(G)に位置する第2色フィルタ230Gと接続されており、第4色画素領域PX(W)に位置する第3色フィルタ230Bは、第4色画素領域PX(W)に隣接する第3色画素領域PX(B)に位置する第3色フィルタ230Bと接続されている。ただし、本発明はこれに限定されず、第4色画素領域PX(W)に位置する第2色フィルタ230G及び第3色フィルタ230Bが、他の画素領域の色フィルタと接続されていなくてもよい。
図28に示すように、第4色画素領域PX(W)は、第1ドメインD1、第2ドメインD2、第3ドメインD3、及び第4ドメインD4を含み、第1色フィルタ230R、第2色フィルタ230G、及び第3色フィルタ230Bは、ドメインD1、D2、D3、D4の間の境界に位置する。例えば、第2色フィルタ230Gは、第1ドメインD1と第2ドメインD2の間の境界と、第3ドメインD3と第4ドメインD4の間の境界に位置してもよい。第3色フィルタ230Bは、第1ドメインD1と第4ドメインD4の間の境界と、第2ドメインD2と第3ドメインD3の間の境界に位置してもよい。第2色フィルタ230Gは、ドメインD1、D2、D3、D4を分ける基準である縦線と重なるようになり、第3色フィルタ230Bは、ドメインD1、D2、D3、D4を分ける基準である横線と重なるようになる。第1色フィルタ230Rは、横線と縦線が重なる地点に位置してもよい。第1色フィルタ230R、第2色フィルタ230G、及び第3色フィルタ230Bは、横線と縦線が交差する地点で互いに重なるようになる。
次に、図29を参照して、本発明の一実施形態による液晶表示装置について説明する。
図29に示された本発明の一実施形態による液晶表示装置は、図26乃至図28に示された本発明の一実施形態による液晶表示装置と同一の部分が相当あるので、これに対する説明は省略する。本実施形態では、第4色画素領域PX(W)に形成される色フィルタが互いに重ならないという点で上述した実施形態と異なり、以下、さらに詳細に説明する。
図29は、本発明の一実施形態による液晶表示装置を示した平面図である。
第1色画素領域PX(R)には第1色フィルタ230Rが位置し、第2色画素領域PX(G)には第2色フィルタ230Gが位置し、第3色画素領域PX(B)には第3色フィルタ230Bが位置する。
第4色画素領域PX(W)には着色パターンが位置し、着色パターンは、第1色フィルタ230R、第2色フィルタ230G、第3色フィルタ230B、及び遮光部220のうちの少なくとも一つで形成されてもよい。図29に示すように、第1色フィルタ230R、第2色フィルタ230G、及び第3色フィルタ230Bが第4色画素領域PX(W)に位置してもよい。本発明はこれに限定されず、第4色画素領域PX(W)には第1色フィルタ230R、第2色フィルタ230G、第3色フィルタ230B、及び遮光部220のうちのいずれか一つが位置するか、または二つの組み合わせにより形成されてもよい。
各画素領域PX(R)、PX(G)、PX(B)、PX(W)は、二つの短辺と、二つの長辺を含む長方形であってもよい。第4色画素領域PX(W)には短辺と平行な方向の境界を有するように第1色フィルタ230R、第2色フィルタ230G、及び第3色フィルタ230Bが位置している。第2色フィルタ230Gが第1色フィルタ230Rと第3色フィルタ230Bの間に位置することと示されているが、本発明はこれに限られない。色フィルタ230R、230G、230Bの配置順序は多様に変更が可能である。
第4色画素領域PX(W)には第1色フィルタ230R、第2色フィルタ230G、及び第3色フィルタ230Bが位置しない領域も存在する。
第4色画素領域PX(W)において、第1色フィルタ230R、第2色フィルタ230G、第3色フィルタ230B、及び色フィルタが配置されない領域の大きさは同一の比率になってもよい。また、これら領域の大きさは相異なる比率になってもよい。例えば、第4色画素領域PX(W)でイエローウィッシュ現象が発生するのを防止するためには、青色フィルタを他の色フィルタに比べて相対的に高い比率に形成してもよい。
次に、図30を参照して、本発明の一実施形態による液晶表示装置について説明する。
図30に示された本発明の一実施形態による液晶表示装置は、図29に示された本発明の一実施形態による液晶表示装置と同一の部分が相当あるので、これに対する説明は省略する。本実施形態では、第4色画素領域PX(W)に二つの色フィルタが位置するという点で上述した実施形態と異なり、以下、さらに詳細に説明する。
図30は、本発明の一実施形態による液晶表示装置を示した平面図である。
第4色画素領域PX(W)には着色パターンが位置し、着色パターンは、第1色フィルタ230R、第2色フィルタ230G、第3色フィルタ230B、及び遮光部220のうちの少なくとも一つで形成されてもよい。
本実施形態では、第4色画素領域PX(W)に三つの色フィルタの全てが位置することではなく、第2色フィルタ230G及び第3色フィルタ230Bが位置する。この場合、第4色画素領域PX(W)に形成される色フィルタの組み合わせは変更が可能である。例えば、第1色フィルタ230Rと第2色フィルタ230Gが位置するか、または第1色フィルタ230Rと第3色フィルタ230Bが位置してもよい。
第4色画素領域PX(W)において、第2色フィルタ230G、第3色フィルタ230B、及び色フィルタが位置しない領域の大きさは同一の比率になってもよい。また、これら領域の大きさは相異なる比率になってもよい。
次に、図31乃至図33を参照して、本発明の一実施形態による液晶表示装置について説明する。
図31乃至図33に示された本発明の一実施形態による液晶表示装置は、図26乃至図28に示された本発明の一実施形態による液晶表示装置と同一の部分が相当あるので、これに対する説明は省略する。本実施形態では、第4色画素領域PX(W)に形成される色フィルタの位置及び形状が上述した実施形態と異なり、以下、さらに詳細に説明する。
図31は、本発明の一実施形態による液晶表示装置を示した平面図であり、図32は、図31のXXXII−XXXII線に沿って示した本発明の一実施形態による液晶表示装置の断面図であり、図33は、図31のXXXIII−XXXIII線に沿って示した本発明の一実施形態による液晶表示装置の断面図である。
図31及び図32に示すように、第1色画素領域PX(R)には第1色フィルタ230Rが位置し、第2色画素領域PX(G)には第2色フィルタ230Gが位置し、第3色画素領域PX(B)には第3色フィルタ230Bが位置する。
第4色画素領域PX(W)には着色パターンが位置し、着色パターンは、第1色フィルタ230R、第2色フィルタ230G、第3色フィルタ230B、及び遮光部220のうちの少なくとも一つで形成されてもよい。第4色画素領域PX(W)には第1色フィルタ230R、第2色フィルタ230G、及び第3色フィルタ230Bが位置してもよい。また、第1色フィルタ230R、第2色フィルタ230G、及び第3色フィルタ230Bは互いに重なる。
第1色フィルタ230Rと第3色フィルタ230BはL字状に曲がった形状になる。第1色フィルタ230Rと第3色フィルタ230Bは対称をなし、対称軸で互いに重なる。第4色画素領域PX(W)は、二つの短辺と、二つの長辺を含む長方形であり、対称軸は、第4色画素領域PX(W)の中心に短辺と平行な方向に位置する。第1色フィルタ230Rは、上辺と右側辺に沿って曲がった形状になり、第3色フィルタ230Gは、下辺と右側辺に沿って曲がった形状になる。第1色フィルタ230Rと第3色フィルタ230Gは、右側辺の中間部分で互いに重なってもよい。
第2色フィルタ230Gは対称軸に位置する。即ち、第2色フィルタ230Gは、上辺と下辺の間の中央に位置し、右側辺近傍の中間部分で第1色フィルタ230R及び第3色フィルタ230Bと重なる。第1色フィルタ230R、第2色フィルタ230G、及び第3色フィルタ230Bが互いに重なる部分の厚さは、セルギャップ(図2のCG)と実質的に同一であってもよく、スペーサの役割を果たすことができる。また、第1色フィルタ230R、第2色フィルタ230G、及び第3色フィルタ230Bが重なる部分の厚さをセルギャップより低く形成することによって、補助スペーサの役割を果たすこともできる。また、第1色フィルタ230R、第2色フィルタ230G、及び第3色フィルタ230Bが互いに重なる部分の厚さは、第1色画素領域PX(R)、第2色画素領域PX(G)、及び第3色画素領域PX(B)に位置する第1色フィルタ230R、第2色フィルタ230G、及び第3色フィルタ230Bのうちのいずれか一つの厚さと実質的に同一であってもよい。この場合、第1色フィルタ230R、第2色フィルタ230G、及び第3色フィルタ230Bが重なる部分は、平坦化のための補助パターンとして用いられる。
色フィルタを多様な方向に形成するのは実際工程で容易でなく、第1方向(例えば、横方向)及び第2方向(例えば、縦方向)の二方向に形成することができる。また、工程の便宜上、一つの画素内で一つの色フィルタは接続されるように形成してもよい。本実施形態では、このような工程特性を考慮して、色フィルタがL字状に曲がるように形成し、これらが接する部分で互いに重なるように形成する。
図33に示すように、第1色画素領域PX(R)において、第1色フィルタ230Rの上部面は凸部(convex)CVと凹部(concave)CCを含む。第1色フィルタ230Rの上部面が平坦に形成される場合、液晶表示装置の正面から見るときの液晶表示装置を通過する光の経路と、側面から見るときの液晶表示装置を通過する光の経路とが互いに異なることがある。本実施形態では、第1色フィルタ230Rの上部面が凸部CVと凹部CCを含むエンボス形状を有するように形成することによって、液晶表示装置の正面の光経路と側面の光経路を同一にして、側面の視認性を向上させることができる。
例えば、図33に示すように、凸部CVと凹部CCは所定の周期を有するように配置してもよく、周期は多様に変更が可能である。また、第1色画素領域PX(R)の長辺に沿って凸部CVと凹部CCが繰り返される形状に示されているが、これとは反対に、短辺に沿って凸部CVと凹部CCが繰り返される形状になってもよい。また、長辺及び短辺に沿って凸部CVと凹部CCが繰り返されるようにマトリックス状に配置されてもよい。
図33には第1色画素領域PX(R)の断面を示しているが、第1色フィルタ230Rだけでなく、第2色フィルタ230G及び第3色フィルタ230Bの上部面も凸部CVと凹部CCを含んでもよい。
次に、図34及び図35を参照して、本発明の一実施形態による液晶表示装置について説明する。
図34及び図35に示された本発明の一実施形態による液晶表示装置は、26乃至図28に示された本発明の一実施形態による液晶表示装置と同一の部分が相当あるので、これに対する説明は省略する。本実施形態では、第4色画素領域PX(W)に形成される色フィルタの形成位置が上述した実施形態と異なり、以下、さらに詳細に説明する。
図34は、本発明の一実施形態による液晶表示装置を示した平面図であり、図35は、図34のXXXV−XXXV線に沿って示した本発明の一実施形態による液晶表示装置の断面図である。
第1色画素領域PX(R)には第1色フィルタ230Rが位置し、第2色画素領域PX(G)には第2色フィルタ230Gが位置し、第3色画素領域PX(B)には第3色フィルタ230Bが位置する。
第4色画素領域PX(W)には着色パターンが位置し、着色パターンは、第1色フィルタ230R、第2色フィルタ230G、第3色フィルタ230B、及び遮光部220のうちの少なくとも一つで形成されてもよい。第4色画素領域PX(W)には第1色フィルタ230R、第2色フィルタ230G、及び第3色フィルタ230Bが位置してもよい。第1色フィルタ230R、第2色フィルタ230G、及び第3色フィルタ230Bは重ならず、所定の間隔を有して離隔している。
第4色画素領域PX(W)は、二つの短辺と、二つの長辺を含む長方形である。第1色フィルタ230R、第2色フィルタ230G、及び第3色フィルタ230Bは、短辺と平行な方向に延在する。
第1色フィルタ230R、第2色フィルタ230G、及び第3色フィルタ230Bの幅は同一であってもよく、隣接する色フィルタ230R、230G、230Bの間の間隔は一定であってもよい。ただし、本発明はこれに限定されず、第1色フィルタ230R、第2色フィルタ230G、及び第3色フィルタ230Bの幅は互いに異なってもよく、隣接する色フィルタ230R、230G、230Bの間の間隔が互いに異なってもよい。第1色フィルタ230R、第2色フィルタ230G、及び第3色フィルタ230Bの幅を調節することによって、第4色画素領域PX(W)内における第1色フィルタ230R、第2色フィルタ230G、及び第3色フィルタ230Bの面積比率を調節することができる。例えば、緑色フィルタ及び/または青色フィルタの幅を相対的に広く形成することによって、白色画素でイエローウィッシュが発生するのを防止することができる。
次に、図36を参照して、本発明の一実施形態による液晶表示装置について説明する。
図36に示された本発明の一実施形態による液晶表示装置は、図34及び図35に示された本発明の一実施形態による液晶表示装置と同一の部分が相当あるので、これに対する説明は省略する。本実施形態では、第4色画素領域PX(W)に形成される色フィルタの形成位置が上述した実施形態と異なり、以下、さらに詳細に説明する。
図36は、本発明の一実施形態による液晶表示装置を示した平面図である。
第1色画素領域PX(R)には第1色フィルタ230Rが位置し、第2色画素領域PX(G)には第2色フィルタ230Gが位置し、第3色画素領域PX(B)には第3色フィルタ230Bが位置する。
第4色画素領域PX(W)には着色パターンが位置し、着色パターンは、第1色フィルタ230R、第2色フィルタ230G、第3色フィルタ230B、及び遮光部220のうちの少なくとも一つで形成されてもよい。第4色画素領域PX(W)には第1色フィルタ230R、第2色フィルタ230G、及び第3色フィルタ230Bが位置してもよい。第1色フィルタ230R、第2色フィルタ230G、及び第3色フィルタ230Bは重ならず、所定の間隔を有して離隔している。
第4色画素領域PX(W)は、二つの短辺と、二つの長辺を含む長方形である。第1色フィルタ230R、第2色フィルタ230G、及び第3色フィルタ230Bは長辺と平行な方向に延在する。
第1色フィルタ230R、第2色フィルタ230G、及び第3色フィルタ230Bの幅は同一であってもよく、隣接する色フィルタ230R、230G、230Bの間の間隔は一定であってもよい。ただし、本発明はこれに限定されず、第1色フィルタ230R、第2色フィルタ230G、及び第3色フィルタ230Bの幅は互いに異なってもよく、隣接する色フィルタ230R、230G、230Bの間の間隔が互いに異なってもよい。
図34の実施形態の場合、第4色画素領域PX(W)において色フィルタ230R、230G、230Bが短辺と平行に延在し、図36の実施形態の場合、長辺と平行に延在する。図34に示すように、短辺と平行に形成される場合、色フィルタ230R、230G、230Bの幅を図36に比べて相対的に広く形成することができるので、工程の安定性面で有利である。
図34及び図36において、一つの第4色画素領域PX(W)内に一つの第1色フィルタ230R、一つの第2色フィルタ230G、及び一つの第3色フィルタ230Bが位置することと示されているが、本発明はこれに限られない。一つの第4色画素領域PX(W)内に複数の色フィルタ230R、230G、230Bが位置してもよい。この場合、色フィルタ230R、230G、230Bの幅は同一となるようにしながらも、各色フィルタ230R、230G、230Bの個数を調節することによって、面積比率を調節することができる。また、各色フィルタ230R、230G、230Bの幅と個数を全て異なるようにしてもよい。
次に、図37を参照して、本発明の一実施形態による液晶表示装置について説明する。
図37に示された本発明の一実施形態による液晶表示装置は、図34及び図35に示された本発明の一実施形態による液晶表示装置と同一の部分が相当あるので、これに対する説明は省略する。本実施形態では、第4色画素領域PX(W)に二つの色フィルタが位置するという点で上述した実施形態と異なり、以下、さらに詳細に説明する。
図37は、本発明の一実施形態による液晶表示装置を示した平面図である。
第1色画素領域PX(R)には第1色フィルタ230Rが位置し、第2色画素領域PX(G)には第2色フィルタ230Gが位置し、第3色画素領域PX(B)には第3色フィルタ230Bが位置する。
第4色画素領域PX(W)には着色パターンが位置し、着色パターンは、第1色フィルタ230R、第2色フィルタ230G、第3色フィルタ230B、及び遮光部220のうちの少なくとも一つで形成されてもよい。
本実施形態では、第4色画素領域PX(W)に三つの色フィルタの全てが位置することではなく、第2色フィルタ230G及び第3色フィルタ230Bが位置する。この場合、第4色画素領域PX(W)に形成される色フィルタの組み合わせは変更が可能である。例えば、第1色フィルタ230Rと第2色フィルタ230Gが位置するか、または第1色フィルタ230Rと第3色フィルタ230Bが位置してもよい。
第2色フィルタ230G及び第3色フィルタ230Bは重ならず、所定の間隔を有して離隔している。
第4色画素領域PX(W)は、二つの短辺と、二つの長辺を含む長方形である。第2色フィルタ230G及び第3色フィルタ230Bは短辺と平行な方向に形成されている。
次に、図38を参照して、本発明の一実施形態による液晶表示装置について説明する。
図38に示された本発明の一実施形態による液晶表示装置は、図36に示された本発明の一実施形態による液晶表示装置と同一の部分が相当あるので、これに対する説明は省略する。本実施形態では、第4色画素領域PX(W)に二つの色フィルタが位置するという点で上述した実施形態と異なり、以下、さらに詳細に説明する。
図38は、本発明の一実施形態による液晶表示装置を示した平面図である。
第1色画素領域PX(R)には第1色フィルタ230Rが位置し、第2色画素領域PX(G)には第2色フィルタ230Gが位置し、第3色画素領域PX(B)には第3色フィルタ230Bが位置する。
第4色画素領域PX(W)には着色パターンが位置し、着色パターンは、第1色フィルタ230R、第2色フィルタ230G、第3色フィルタ230B、及び遮光部220のうちの少なくとも一つで形成されてもよい。
本実施形態では、第4色画素領域PX(W)に三つの色フィルタの全てが位置することではなく、第2色フィルタ230G及び第3色フィルタ230Bが位置する。この場合、第4色画素領域PX(W)に形成される色フィルタの組み合わせは変更が可能である。例えば、第1色フィルタ230Rと第2色フィルタ230Gが位置するか、または第1色フィルタ230Rと第3色フィルタ230Bが位置してもよい。
第2色フィルタ230G及び第3色フィルタ230Bは重ならず、所定の間隔を有して離隔している。
第4色画素領域PX(W)は、二つの短辺と、二つの長辺を含む長方形である。第2色フィルタ230G及び第3色フィルタ230Bは、長辺と平行な方向に形成されている。
次に、図39乃至図41を参照して、本発明の一実施形態による液晶表示装置について説明する。
図39乃至図41に示された本発明の一実施形態による液晶表示装置は、図26乃至図28に示された本発明の一実施形態による液晶表示装置と同一の部分が相当あるので、これに対する説明は省略する。本実施形態では、各画素領域の形状と第4色画素領域における色フィルタの位置が上述した実施形態と異なり、以下、さらに詳細に説明する。
図39は、本発明の一実施形態による液晶表示装置を示した平面図であり、図40は、図39のXL−XL線に沿って示した本発明の一実施形態による液晶表示装置の断面図であり、図41は、本発明の一実施形態による液晶表示装置の一画素を示した平面図である。図41は第4色画素領域を示す。
図39及び図40に示すように、第1色画素領域PX(R)には第1色フィルタ230Rが位置し、第2色画素領域PX(G)には第2色フィルタ230Gが位置し、第3色画素領域PX(B)には第3色フィルタ230Bが位置する。第4色画素領域PX(W)には着色パターンが位置し、着色パターンは、第1色フィルタ230R、第2色フィルタ230G、第3色フィルタ230B、及び遮光部220のうちの少なくとも一つで形成されてもよい。
各画素領域PX(R)、PX(G)、PX(B)、PX(W)は、二つの平行四辺形が、図39中の横方向の中心線を中心として互いに対称をなしながら連結された形状である。二つの平行四辺形は上下に配置されてもよい。各画素領域PX(R)、PX(G)、PX(B)、PX(W)は二つのドメインを含んでもよく、二つのドメインは二つの平行四辺形に対応してもよい。
第4色画素領域PX(W)には第3色フィルタ230Bが位置してもよい。第3色フィルタ230Bは、第4色画素領域PX(W)の形状に沿って二つの平行四辺形が互いに対称をなしながら連結された形状になる。第3色フィルタ230Bは、第4色画素領域PX(W)を形成する二つの平行四辺形の境界に位置してもよい。即ち、第3色フィルタ230Bは、第1〜第4色画素領域PX(R)、PX(G)、PX(B)、PX(W)それぞれにおける二つのドメインの境界に位置してもよい。
第4色画素領域PX(W)において第3色フィルタ230Bが位置する領域を除外した部分には、色フィルタ230R、230G、230Bが位置しない。ただし、本発明はこれに限定されず、第4色画素領域PX(W)において第3色フィルタ230Bが位置する領域を除外した部分に白色フィルタが位置してもよい。白色フィルタは、可視光線の全領域の波長を全て通過させる透明なフォトレジスタで形成されてもよい。
第4色画素領域PX(W)に位置する着色パターンの種類及び面積比率は多様に変更が可能であり、そのために第4色画素領域PX(W)を通過する光の色座標の位置を調節することができる。
上記で、第4色画素領域PX(W)に第3色フィルタ230Bが形成される場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、第1色フィルタ230R、第2色フィルタ230G、及び第3色フィルタ230Bのうちの二つまたは三つで形成されてもよい。また、色フィルタ230R、230G、230Bの位置も変更が可能である。
図41に示すように、基板(図示せず)の上に、ゲート線122、及びこれから突出するゲート電極124が形成されている。また、ゲート線122と平行な方向に維持電極線131、及びこれから突出する維持電極133が形成されている。ゲート線122、維持電極線131などは、色フィルタ230R、230G、230Bと同一の基板に形成されてもよく、色フィルタ230R、230G、230Bが形成された基板と対向する他の基板に形成されてもよい。
ゲート線122は、主に横方向に延在して、ゲート信号を伝達する。維持電極線131も、主に横方向に延在して、共通電圧などのような定められた電圧を伝達する。
ゲート線122、ゲート電極124、維持電極線131、及び維持電極133の上にはゲート絶縁膜(図示せず)が形成されている。ゲート絶縁膜は、シリコン酸化物(SiOx)、及びシリコン窒化物(SiNx)を含む無機絶縁物質で形成されてもよい。
ゲート絶縁膜の上には半導体154が形成されている。半導体154はゲート電極124と重なる。
半導体154の上には、ゲート線122と交差するデータ線171、データ線171からゲート電極124の上に突出するソース電極173、及びソース電極173と離隔するドレイン電極175が形成されている。
ゲート電極124、ソース電極173、及びドレイン電極175は半導体154と共に一つの薄膜トランジスタQを構成し、薄膜トランジスタのチャネルは、ソース電極173とドレイン電極175の間の半導体154に形成される。
データ線171は、ほぼゲート線122に対して垂直方向に形成されている。データ線171は、第4色画素領域PX(W)の形状により一度曲がった形状になる。データ線171が曲がる地点は、第4色画素領域PX(W)の形状をなす二つの平行四辺形が接する地点である。例えば、データ線171は、図41中の縦方向の中央部において屈曲している。そして、屈曲した部分の横方向の中心線に対して、二つの平行四辺形のドメインが上下に対称に配置される。
データ線171、ソース電極173、及びドレイン電極175の上には第1保護膜(図示せず)が形成されている。第1保護膜には、維持電極133を露出させるように第1コンタクトホール181が形成されている。
第1保護膜の上には、第1コンタクトホール181を通じて維持電極133と接続する共通電極270が形成されている。共通電極270は、第4色画素領域PX(W)の全体に面状に形成され、隣接する画素領域PX(R)、PX(G)、PX(B)、PX(W)の共通電極270は互いに接続されてもよい。共通電極270は、ITOまたはIZOなど透明な金属酸化物で形成される。
共通電極270の上には第2保護膜(図示せず)が形成されている。第1保護膜及び第2保護膜には、ドレイン電極175を露出させるように第2コンタクトホール183が形成されている。
第2保護膜の上には、第2コンタクトホール183を通じて薄膜トランジスタのドレイン電極175に接続される画素電極191が形成されている。画素電極191は、第4色画素領域PX(W)の形状に対応するように形成される。即ち、画素電極191は、二つの平行四辺形が互いに対称をなしながら連結された形状である。画素電極191は、ITOまたはIZOなどの透明な金属酸化物で形成される。画素電極191は複数のスリット198を含んでいる。
第4色画素領域PX(W)は二つのドメインを含み、画素電極191を形成する二つの平行四辺形は、互いに異なるドメインに位置するようになる。互いに異なるドメインに位置する画素電極191のスリット198は、相異なる方向に延在する。二つのドメインのうちのいずれか一つのドメインに位置するスリット198の延長方向は、他の一つのドメインに位置するスリット198の延長方向と異なる。スリット198の延長方向は、スリット198の長辺と平行な方向を意味する。
共通電極270と画素電極191は、第2保護膜を介して互いに異なる層に形成されている。この場合、共通電極270は第4色画素領域PX(W)の全体に形成されており、画素電極191にはスリット198が形成されている。液晶表示装置の液晶層に含まれている液晶分子は、共通電極270と画素電極191の間に形成される水平電界によって動くようになる。
上記で、共通電極270は面状であり、画素電極191にはスリット198が形成されていることと説明したが、本発明はこれに限られない。画素電極191だけでなく、共通電極270にもスリットが形成されてもよい。この場合、画素電極191と共通電極270は同一の層に同一の物質で形成されてもよく、画素電極191と共通電極270は交互に平行に配置されてもよい。
第4色画素領域PX(W)には第3色フィルタ230Bが位置してもよい。第3色フィルタ230Bは、画素電極191の形状をなす二つの平行四辺形と平行な辺を含む二つの平行四辺形に形成されてもよい。第3色フィルタ230Bは、画素電極191の形状をなす二つの平行四辺形の境界に位置してもよい。よって、第3色フィルタ230Bは、画素電極191の上下方向の概ね中央部に位置している。そして、第3色フィルタ230Bは、データ線171の屈曲した部分の横方向の中心線に対して、二つの平行四辺形の領域が上下に対称に配置されて一体に構成されている。
次に、図42を参照して、本発明の一実施形態による液晶表示装置について説明する。
図42に示された本発明の一実施形態による液晶表示装置は、図39乃至図41に示された本発明の一実施形態による液晶表示装置と同一の部分が相当あるので、これに対する説明は省略する。本実施形態では、第4色画素領域PX(W)における色フィルタの位置が上述した実施形態と異なり、以下、さらに詳細に説明する。
図42は、本発明の一実施形態による液晶表示装置を示した平面図である。
第1色画素領域PX(R)には第1色フィルタ230Rが位置し、第2色画素領域PX(G)には第2色フィルタ230Gが位置し、第3色画素領域PX(B)には第3色フィルタ230Bが位置する。
第4色画素領域PX(W)には着色パターンが位置し、着色パターンは、第1色フィルタ230R、第2色フィルタ230G、第3色フィルタ230B、及び遮光部220のうちの少なくとも一つで形成されてもよい。
本実施形態では、第4色画素領域PX(W)に第2色フィルタ230G及び第3色フィルタ230Bが位置する。この場合、第4色画素領域PX(W)に形成される色フィルタの組み合わせは変更が可能である。例えば、第1色フィルタ230Rと第2色フィルタ230Gが位置するか、または第1色フィルタ230Rと第3色フィルタ230Bが位置してもよい。また、第4色画素領域PX(W)に第1色フィルタ230R、第2色フィルタ230G、及び第3色フィルタ230Bが全て位置してもよく、遮光部220が共に位置してもよい。
各画素領域PX(R)、PX(G)、PX(B)、PX(W)は、二つの平行四辺形が互いに対称をなしながら連結された形状である。二つの平行四辺形は上下に配置されてもよい。例えば、第4色画素領域PX(W)では、図42の中央部において屈曲した部分の横方向の中心線に対して、二つの平行四辺形のドメインが上下に対称に配置される。そして、第4色画素領域PX(W)を、縦方向に屈曲する中心線に対して左右に分けることができ、さらに横方向の中心線によって4つの領域に分けることができる。よって、図42に示すように、第4色画素領域PX(W)は、左側上部、左側下部、右側上部、右側下部の4つに分けることができる。第4色画素領域PX(W)において、第2色フィルタ230G及び第3色フィルタ230Bは第4色画素領域PX(W)の形状に沿って平行四辺形になる。第2色フィルタ230Gは第4色画素領域PX(W)の左側上部に位置し、第3色フィルタ230Bは第4色画素領域PX(W)の左側下部に位置してもよい。第4色画素領域PX(W)の右側上部及び右側下部には第2色フィルタ230G及び第3色フィルタ230Bが位置しない。ただし、本発明はこれに限定されず、第4色画素領域PX(W)の右側上部及び下部に白色フィルタが位置してもよい。白色フィルタは、可視光線の全領域の波長を全て通過させる透明なフォトレジスタで形成されてもよい。
第2色フィルタ230G及び第3色フィルタ230Bの位置及び面積比率は多様に変更が可能であり、そのために第4色画素領域PX(W)を通過する光の色座標の位置を調節してもよい。
次に、図43及び図44を参照して、本発明の一実施形態による液晶表示装置について説明する。
図43及び図44に示された本発明の一実施形態による液晶表示装置は、図1乃至図5に示された本発明の一実施形態による液晶表示装置と同一の部分が相当あるので、これに対する説明は省略する。本実施形態では、第4色画素領域PX(W)において色フィルタの代わりに遮光部が形成されるという点で上述した実施形態と異なり、以下、さらに詳細に説明する。
図43は、本発明の一実施形態による液晶表示装置を示した平面図であり、図44は、図43のXLIV−XLIV線に沿って示した本発明の一実施形態による液晶表示装置の断面図である。
第1色画素領域PX(R)には第1色フィルタ230Rが位置し、第2色画素領域PX(G)には第2色フィルタ230Gが位置し、第3色画素領域PX(B)には第3色フィルタ230Bが位置する。
第4色画素領域PX(W)には着色パターンが位置し、着色パターンは、第1色フィルタ230R、第2色フィルタ230G、第3色フィルタ230B、及び遮光部220のうちの少なくとも一つで形成されてもよい。
本実施形態では、第4色画素領域PX(W)に遮光部220が位置している。第4色画素領域PX(W)に遮光部220が形成され、色フィルタ230R、230G、230Bは形成されないことと示されているが、本発明はこれに限られない。第4色画素領域PX(W)に遮光部220だけでなく、色フィルタ230R、230G、230Bが追加的に形成されてもよい。
第4色画素領域PX(W)において遮光部220は一方向に延在する棒状になってもよい。
各画素領域PX(R)、PX(G)、PX(B)、PX(W)は、二つの短辺と、二つの長辺を含む長方形であってもよい。第4色画素領域PX(W)において、遮光部220は二つの短辺間の中央に短辺と平行な方向に延在する。ただし、遮光部220の形状はこれに限定されず、多様に変更することができ、延長方向も変更が可能である。
第4色画素領域PX(W)に位置する遮光部220は、他の画素領域との平坦化のための補助パターンとして用いられる。一般に、遮光部220は色フィルタ230R、230G、230Bより低い厚さに形成される。本実施形態では、他の画素領域との平坦化のために、遮光部220の厚さを色フィルタ230R、230G、230Bの厚さと類似するように形成してもよい。第4色画素領域PX(W)に位置する遮光部220の厚さを各画素領域PX(R)、PX(G)、PX(B)の境界に位置する遮光部220の厚さより厚く形成してもよい。この場合、ハーフトーンマスクまたはスリットマスクなどが用いられる。
次に、図45を参照して、本発明の一実施形態による液晶表示装置において、白色画素領域に形成する色フィルタまたは遮光部による透過率の減少について説明する。
図45は、白色画素内に形成される色フィルタまたは遮光部の面積比による透過率の減少率を示したグラフである。
白色画素内に色フィルタまたは遮光部が形成される面積が広いほど、透過率が次第に減少することが確認される。色フィルタまたは遮光部が形成される部分は、光源から供給された光の一部だけが通過するようになるので、色フィルタまたは遮光部が形成されない場合に比べて透過率が低くなる。
遮光部は、光源から供給された光の全波長を遮断するようになるので、相対的に透過率の減少量が大きい。
色フィルタの場合、赤色フィルタ、緑色フィルタ、青色フィルタにより透過率の減少量が異なって現れるのが確認される。図45を参照すると、緑色フィルタの透過率の減少量が最も小さく、次に赤色フィルタ及び青色フィルタ透過率の減少量が小さく成っているのが分かる。
表1は、透過率の減少率が10%である場合、白色画素内における色フィルタまたは遮光部の面積比を表わす。
表1に示したように、赤色フィルタ、青色フィルタ、及び遮光部の場合、白色画素で約20%の面積を形成するとき、透過率が約10%減少する。緑色フィルタの場合、白色画素で約50%の面積を形成するとき、透過率が約10%減少する。即ち、緑色フィルタを形成するとき、相対的に透過率の減少量が低いことが分かる。
透過率の減少量を考慮すれば、緑色フィルタは白色画素の全体面積対比約50%以下に形成するのが好ましい。また、赤色フィルタ、青色フィルタ、及び遮光部は、白色画素の全体面積対比約20%以下に形成するのが好ましい。
次に、表2及び図46を参照して、本発明の一実施形態による液晶表示装置において、白色画素領域に形成する色フィルタまたは遮光部による色座標の変化について説明する。本発明の一実施形態による液晶表示装置で使用される色座標はCIE1931色座標である。CIE1931色座標は、国際照明委員会(CIE)で1931年に制定した色座標であって、x−y座標を用いて表示する。
表2は、白色画素内に形成される色フィルタまたは遮光部の面積比による色座標を示した表であり、図46は、白色画素内に形成される色フィルタまたは遮光部の面積比による色座標を示した図面である。
光源から供給された光が、色フィルタ及び遮光部を形成しない白色画素を通過する場合、(0.276、0.270)の色座標を示すことができる。これを基準として、白色画素に赤色フィルタ、緑色フィルタ、青色フィルタ、及び遮光部を10%から100%の比率で追加しながら色座標を示した。
白色画素に赤色フィルタが位置する場合、色座標(■)の位置は右側に移動する。赤色フィルタの面積比が増加するほど、(0.276、0.270)でX座標の数値が大きくなる方向に変化する。y座標の数値の変化量は大きくない。
白色画素に緑色フィルタが位置する場合、色座標(▲)の位置は上側に移動する。緑色フィルタの面積比が増加するほど、(0.276、0.270)でy座標の数値が大きくなる方向に変化する。x座標の数値の変化量は大きくない。
白色画素に青色フィルタが位置する場合、色座標(◆)の位置は左側及び下側に移動する。青色フィルタの面積比が増加するほど、(0.276、0.270)でx座標及びy座標の数値が小さくなる方向に変化する。
遮光部は可視光線の全領域の波長を遮断するので、色座標(●)の位置は大きく変化しない。即ち、遮光部の比率による色座標の変化は大きくない。
したがって、遮光部は、色座標の変化に大きい影響を与えないことが分かり、赤色フィルタ、緑色フィルタ、及び青色フィルタは、面積比が大きいほど色座標の変化が大きくなることが分かる。また、赤色フィルタ、緑色フィルタ、及び青色フィルタは、それぞれ異なる方向に色座標の変化を生じさせる。
次に、図47を参照して、本発明の一実施形態による液晶表示装置において、白色画素領域に位置する色フィルタの好ましい面積比について説明する。
図47は、赤色、緑色、及び青色画素を通過して合わせられた光の色座標と、白色画素を通過した光の色座標を示した図面である。
赤色画素の場合、光源から供給された光のうちの赤色波長の光が通過し、緑色画素の場合、光源から供給された光のうちの緑色波長の光が通過し、青色画素の場合、光源から供給された光のうちの青色波長の光が通過するようになる。これら赤色波長、緑色波長、及び青色波長の光が合わせられて白色光を表示し、これは(0.271、0.275)の色座標(■)を示すことができる。
白色画素に色フィルタが形成されない場合、光源から供給された光のうちの可視光線波長の光は大部分通過するようになる。白色画素を通過した光は(0.280、0.266)の色座標(X)を示すことができる。
したがって、白色画素を通過した光は、赤色、緑色、及び青色画素を通過して合わせられた光と相異なる色座標を示す。したがって、赤色、緑色、青色、及び白色画素を通過した光を全て合わせた光の色座標(▲)は(0.276、0.270)を示して、カラーシフトが発生し得る。
本発明の一実施形態による液晶表示装置においては、このようなカラーシフトを防止するために、白色画素に赤色、緑色、及び青色フィルタのうちの少なくとも一つを形成することを特徴とする。
白色画素を通過した光が、赤色、緑色、及び青色画素を通過して合わせられた光の色座標と類似する色座標を有するようにするためには、色座標の位置を矢印方向に移動させなければならない。色座標の位置を、x軸は減少する方向に、y軸は増加する方向に移動させるためには、白色画素に緑色フィルタまたは青色フィルタを形成するのが好ましい。
ここで、図46に示すように、白色画素に緑色フィルタが位置する場合、色座標の位置は、緑色フィルタの面積比が増加するほど、(0.276、0.270)でy座標の数値が大きくなる方向に変化する。x座標の数値の変化量は大きくない。一方、白色画素に青色フィルタが位置する場合、色座標の位置は、青色フィルタの面積比が増加するほど、(0.276、0.270)でx座標及びy座標の数値が小さくなる方向に変化する。よって、色座標の位置をx軸は減少する方向に移動させるためには、白色画素に青色フィルタを位置させるのが好ましい。また、色座標の位置をy軸は増加する方向に移動させるためには、白色画素に緑色フィルタを位置させるのが好ましい。以上より、色座標の位置を、x軸は減少する方向に、かつ、y軸は増加する方向に移動させるためには、白色画素に緑色フィルタ及び青色フィルタの両方を形成してもよい。
表3は、白色画素に位置する青色フィルタ及び緑色フィルタの面積による白色画素の色座標(◇)を示した表である。
表3に表したように、白色画素の色座標移動の目標を(0.271、0.275)とする場合、白色画素に青色フィルタは13.7%の面積に形成し、緑色フィルタは20.5%の面積に形成するのが好ましい。即ち、白色画素に青色フィルタが13.7%、緑色フィルタが20.5%の面積を有して位置するとき、白色画素を通過した光が、図47に示された赤色、緑色、及び青色画素を通過して合わせられた光の色座標(■)(0.271、0.275)と同一である色座標を示す。
白色画素の色座標移動の目標を(0.271、0.275)から+0.002乃至−0.002の範囲に設定してもよい。この場合、目標範囲は(0.271、0.275)の色座標を取り囲む領域R(図47参照)になる。白色画素に青色フィルタが16.9%、緑色フィルタが22.7%の面積を有して位置するとき、白色画素を通過した光の色座標は(0.269、0.273)になる。白色画素に青色フィルタが16.9%、緑色フィルタが25.3%の面積を有して位置するとき、白色画素を通過した光の色座標は(0.269、0.277)になる。白色画素に青色フィルタが12.2%、緑色フィルタが17.7%の面積を有して位置するとき、白色画素を通過した光の色座標は(0.273、0.273)になる。白色画素に青色フィルタが12.2%、緑色フィルタが24.1%の面積を有して位置するとき、白色画素を通過した光の色座標は(0.273、0.277)になる。
したがって、白色画素の色座標の移動目標を(0.271、0.275)から+0.002乃至−0.002の範囲にする場合、白色画素に青色フィルタは約12%乃至17%の面積に形成し、緑色フィルタは17%乃至26%の面積に形成するのが好ましい。
また、白色画素の色座標の移動目標の範囲をさらに広く設定する場合、白色画素に形成される青色フィルタ及び緑色フィルタの面積の範囲もさらに広くなってもよい。
次に、図48及び図49を参照して、白色画素領域に位置する色フィルタまたは遮光部の形状と平坦度の間の関係について説明する。
図48及び図49は、蓋膜の厚さによる段差の大きさを白色画素領域に位置する色フィルタの形状別に示したグラフである。図48及び図49は、白色画素領域に青色フィルタが位置する構造の実験結果を示したものである。白色画素領域に位置する青色フィルタは、横方向の棒状(―)である場合、縦方向の棒状(|)である場合、十字状(+)である場合がある。横方向の棒状(―)である場合は、白色画素領域の短辺に平行な方向に青色フィルタが位置しており、縦方向の棒状(|)である場合は、白色画素領域の長辺に平行な方向に青色フィルタが位置している。比較対象の基準Ref.は、白色画素領域に色フィルタが位置しない場合である。
図48は、白色画素領域に位置する青色フィルタの幅が約19μmである場合を示し、図49は、白色画素領域に位置する青色フィルタの幅が約29μmである場合を示す。
図48を参照すれば、白色画素領域に青色フィルタが位置しない基準Ref.に比べて青色フィルタが位置する場合(|、―、+)、段差が減少するのを確認できる。即ち、白色画素領域に青色フィルタが位置することによって、段差が減少して平坦度が増加する。このような傾向は蓋膜の厚さが低いときさらに明確に現れる。反面、蓋膜の厚さが厚いほど青色フィルタの有無による平坦度の差が減少する。
白色画素領域に位置する青色フィルタの形状と平坦度の関係について説明すると、青色フィルタが横方向の棒状(―)であるときより縦方向の棒状(|)であるときの方が、段差が低く、平坦度は高い。横方向が白色画素領域の短辺であり、縦方向が白色画素領域の長辺であるので、青色フィルタが縦方向の棒状(|)であるとき、横方向の棒状(―)であるときより青色フィルタの長さがさらに長く形成される。白色画素領域における青色フィルタが占める面積がさらに広いほど段差を減らすことができて、平坦度はさらに高まる。同様に、青色フィルタが縦方向の棒状(|)であるときより十字状(+)であるときの方が、段差が低く、平坦度は高い。
図49を参照すれば、白色画素領域に青色フィルタが位置しない基準Ref.に比べて青色フィルタが位置する場合(|、―、+)、段差が減少し、平坦度が増加するのを確認できる。即ち、図48の場合と同様の傾向を示す。
白色画素領域に位置する青色フィルタが横方向の棒状(―)であるときより縦方向の棒状(|)であるときの方が、段差が減少し、平坦度が増加する。また、白色画素領域に位置する青色フィルタが縦方向の棒状(|)であるときより十字状(+)であるときの方が、段差が減少し、平坦度が増加する。即ち、図48の場合と同様の傾向を示す。
図48及び図49に示すように、白色画素領域に青色フィルタが位置することによって、平坦度が増加する。図48及び図49は、青色フィルタが位置する場合を示しているが、赤色フィルタ、緑色フィルタ、及び/又は遮光部が位置する場合にも同様に平坦度が増加する。
また、図48及び図49に示すように、白色画素領域に位置する青色フィルタが横方向の棒状(―)である場合、縦方向の棒状(|)である場合、十字状(+)である場合の順に平坦度が増加する。即ち、白色画素領域に位置する色フィルタまたは遮光部の面積が増加するほど、平坦度が増加する。
図48と図49を比較すれば、白色画素領域に位置する青色フィルタの幅が約19μmである場合より約29μmである場合、段差が減少し、平坦度が増加する。即ち、白色画素領域に位置する色フィルタまたは遮光部の幅が増加するほど、平坦度が増加する。
次に、表4及び表5を参照して、白色画素領域に位置する色フィルタまたは遮光部の幅と平坦度の間の関係について説明する。
表4は、蓋膜の厚さによる段差の大きさを、白色画素領域に位置する遮光部の幅別に表した表であり、表5は、蓋膜の厚さによる段差の大きさを白色画素領域に位置する色フィルタの幅別に表した表である。
表4を参照すれば、白色画素領域に位置する遮光部の幅が大きくなるほど、段差が減少するのを確認できる。遮光部の幅が同一の場合には、蓋膜の厚さが厚いほど、段差が減少する傾向を示す。
蓋膜の厚さは、一定以上になると飽和(saturation)して、段差はほとんど一定である。例えば、遮光部の幅が約5μmである場合には、蓋膜の厚さが約4.1μm以上になると、段差が減少する幅が著しく減少する。また、遮光部の幅が約8μm、約11μmである場合には、蓋膜の厚さが約3.7μm以上になると、段差が減少する幅が著しく減少する。また、遮光部の幅が約14μm、約17μm、約20μmである場合には、蓋膜の厚さが約3.4μm以上になると、段差が減少する幅が著しく減少する。即ち、遮光部の幅が増加するほど、飽和状態になる蓋膜の厚さが薄くなる。したがって、遮光部の幅が増加するほど平坦度が増加し、蓋膜を薄く形成しながらも平坦化を実現することができる。
表5を参照すれば、白色画素領域に位置する青色フィルタの幅が大きくなるほど、段差が減少するのを確認できる。青色フィルタの幅が同一の場合には、蓋膜の厚さが厚いほど段差が減少する傾向を示す。表5の白色画素領域に青色フィルタが位置する場合を示しているが、赤色フィルタ及び/又は緑色フィルタが位置する場合にも同様に、色フィルタの幅が大きくなるほど、蓋膜の厚さが厚いほど段差が減少する傾向を示す。
蓋膜の厚さは、一定以上になると飽和して、段差はほとんど一定である。例えば、青色フィルタの幅が約19μmである場合には、蓋膜の厚さが約3.3μm以上になると、段差が減少する幅が著しく減少する。また、青色フィルタの幅が約29μmである場合には、蓋膜の厚さが約2.9μm以上になると、段差が減少する幅が著しく減少する。即ち、青色フィルタの幅が増加するほど、飽和状態になる蓋膜の厚さが薄くなる。したがって、青色フィルタの幅が増加するほど平坦度が増加し、蓋膜を薄く形成しながらも平坦化を実現することができる。
表4及び表5に示すように、白色画素領域に位置する色フィルタまたは遮光部の幅が増加するほど、段差が減少し、平坦度は増加する。また、白色画素領域に位置する色フィルタまたは遮光部の幅を広くすれば、蓋膜の厚さを薄くしても高い平坦度を得ることができる。
以下、表6を参照して、白色画素領域に位置する遮光部の好ましい幅の範囲と、蓋膜の好ましい厚さの範囲について説明する。
表6は、白色画素領域に位置する遮光部の形状による透過率の減少率と段差を表わす表である。白色画素領域に位置する遮光部が十字状(+)である場合、縦方向の棒状(|)である場合、横方向の棒状(―)である場合がある。縦方向の棒状(|)である場合は、白色画素領域の長辺に平行な方向に遮光部が位置しており、横方向の棒状(―)である場合は、白色画素領域の短辺に平行な方向に遮光部が位置している。
表6において、白色画素領域に位置する遮光部の幅は約8μmであり、蓋膜の厚さは約4.1μmである場合の実験結果を示している。
表6を参照すれば、白色画素領域に位置する遮光部が横方向の棒状(―)であるときより、縦方向の棒状(|)であるときの方が、段差が減少し、平坦度が増加する。縦方向が長辺であるため、縦方向の棒状(|)であるとき、白色画素領域における遮光部が占める面積が相対的に大きいので、平坦度は増加するが、遮光部は光を遮断するので、遮光部の面積が広くなるほど透過率は低くなる。
同様に、白色画素領域に位置する遮光部が縦方向の棒状(|)であるときより、十字状(+)であるとき、段差が減少し、平坦度が増加するが、透過率は低くなる。
遮光部は、全波長の光を遮断するので、広い幅に形成する場合、透過率の減少量が大きくなる。工程上、遮光部の幅は狭く形成するのが可能なので、透過率の減少を最小化するために、約11μm以下に形成するのが好ましい。また、遮光部の幅を過度に狭く形成すれば、平坦化に不利になるので、遮光部の幅を約5μm以上に形成するのが好ましい。
上記の表4をさらに参照すれば、遮光部の幅を約5μm以上、約11μm以下に形成するとき、約0.4μm以下の段差を有するように平坦化をするためには、蓋膜の厚さを約3.4μm以上、約4.7μm以下に形成するのが好ましい。蓋膜の厚さが約3.4μm以下である場合には、白色画素領域と隣接した他の画素領域の間の段差が大きくなって、平坦化が良好に行われない。蓋膜の厚さを約4.7μm以上に形成しても段差の減少には限界がある。
透過率の減少と平坦化を共に考慮して遮光部の幅と蓋膜の厚さを適切に選択することができる。例えば、白色画素領域に位置する遮光部の幅が約8μmであり、蓋膜の厚さが約4.1μmであってもよい。蓋膜の厚さが約4.1μmであり、遮光部の幅が約8μmである場合の段差は、蓋膜の厚さが約4.1μmであり、遮光部の幅が約20μmである場合と類似している。したがって、平坦化の程度が類似していながら透過率の減少を最小化するために、遮光部の幅が約8μmである場合を選択してもよい。
以下、表7及び表8を参照して、白色画素領域に位置する色フィルタの好ましい幅の範囲と、蓋膜の好ましい厚さの範囲について説明する。
表7は、白色画素領域に位置する青色フィルタの形状による透過率の減少率と段差を表わす表であり、表8は、白色画素領域に位置する緑色フィルタの形状による透過率の減少率と段差を表わす表である。
表7及び表8において、白色画素領域に位置する色フィルタは、十字状(+)である場合、縦方向の棒状(|)である場合、横方向の棒状(―)である場合がある。縦方向の棒状(|)である場合は、白色画素領域の長辺に平行な方向に色フィルタが位置しており、横方向の棒状(―)である場合は、白色画素領域の短辺に平行な方向に色フィルタが位置している。
表7及び表8において、白色画素領域に位置する色フィルタの幅は約29μmであり、蓋膜の厚さは約3.4μmである場合の実験結果を表わしている。
表7及び表8を参照すれば、白色画素領域に位置する青色フィルタまたは緑色フィルタが、横方向の棒状(―)であるときより、縦方向の棒状(l)であるときの方が、段差が減少し、平坦度が増加する。縦方向が長辺であるため、縦方向の棒状(l)であるとき、白色画素領域における青色フィルタまたは緑色フィルタが占める面積が相対的に大きいので、平坦度は増加するが、青色フィルタまたは緑色フィルタは光を一部遮断するので、色フィルタの面積が広くなるほど透過率は低くなる。
同様に、白色画素領域に位置する青色フィルタまたは緑色フィルタが、縦方向の棒状(l)であるときより、十字状(+)であるとき、段差が減少し、平坦度が増加するが、透過率は低くなる。
白色画素領域に赤色フィルタが位置する場合に対する実験結果は省略したが、類似する傾向を示す。
青色フィルタまたは緑色フィルタは一部波長の光を遮断するので、遮光部に比べて相対的に透過率の減少量は小さい。ただし、色フィルタの場合、工程上遮光部ほど狭い幅に形成するのが容易でない。工程の容易性と透過率の減少量を考慮して、白色画素領域に位置する色フィルタの幅は約19μm以上、約29μm以下に形成するのが好ましい。
上記の表5をさらに参照すれば、色フィルタの幅を約19μm以上、約29μm以下に形成するとき、約0.4μm以下の段差を有するように平坦化をするためには、蓋膜の厚さを約2.9μm以上、約4.7μm以下に形成するのが好ましい。蓋膜の厚さが約2.9μm以下である場合には、白色画素領域と隣接した他の画素領域の間の段差が大きくなるため、平坦化が良好に行われない。蓋膜の厚さを約4.7μm以上に形成しても段差の減少には限界がある。
透過率の減少と平坦化を共に考慮して、色フィルタの幅と蓋膜の厚さを適切に選択することができる。例えば、白色画素領域に位置する色フィルタの幅が約29μmであり、蓋膜の厚さが約3.3μm以上、約3.4μm以下であってもよい。蓋膜の厚さが約3.4μmを超えても段差が著しく減少しない。したがって、蓋膜の厚さを約3.3μm以上、約3.4μm以下にし、このとき、段差を相対的にさらに減少させるように色フィルタの幅が29μmである場合を選択してもよい。
表7及び表8を比較すれば、白色画素領域に位置する色フィルタが青色フィルタである場合より緑色フィルタである場合、相対的に透過率の減少が少ないことを確認できる。これは、緑色フィルタが青色フィルタよりもさらに多くの光を通過させられるためである。したがって、透過率の減少という側面からは、白色画素領域に緑色フィルタが位置する場合の方が、青色フィルタが位置する場合より有利である。ただし、イエローウィッシュ現状の改善という側面からは、白色画素領域に青色フィルタが位置する方が、緑色フィルタが位置するより有利である。
なお、上記の実験結果では、白色画素領域の長辺が縦方向に延びており、短辺が横方向に延びている。そして、縦方向の棒状(|)である場合は、白色画素領域の長辺に平行な方向に遮光部又は色フィルタが位置しており、横方向の棒状(―)である場合は、白色画素領域の短辺に平行な方向に遮光部又は色フィルタが位置している。
しかし、逆に、白色画素領域の長辺が横方向に延びており、短辺が縦方向に延びていてもよい。この場合、縦方向の棒状(|)である場合は、白色画素領域の短辺に平行な方向に遮光部又は色フィルタが位置しており、横方向の棒状(―)である場合は、白色画素領域の長辺に平行な方向に遮光部又は色フィルタが位置している。
そして、このように白色画素領域の長辺が横方向に延びて短辺が縦方向に延びている場合には、上記の図48、図49の実験結果とは異なる結果となる。例えば、青色フィルタが縦方向(短辺方向)の棒状(|)であるときより、横方向(長辺方向)の棒状(―)であるときの方が、段差が低く、平坦度は高い。横方向が白色画素領域の長辺であり、縦方向が白色画素領域の短辺であるので、青色フィルタが横方向の棒状(―)であるとき、縦方向の棒状(|)であるときより青色フィルタの長さがさらに長く形成される。白色画素領域における青色フィルタが占める面積がさらに広いほど段差を減らすことができて、平坦度はさらに高まる。同様に、青色フィルタが横方向の棒状(―)であるときより十字状(+)であるときの方が、段差が低く、平坦度は高い。
同様に、色画素領域の長辺が横方向に延びて短辺が縦方向に延びている場合には、表6の結果とは異なる結果となる。例えば、白色画素領域に位置する遮光部が縦方向の棒状(|)であるときより、横方向の棒状(―)であるときの方が、段差が減少し、平坦度が増加する。横方向が長辺であるため、横方向の棒状(―)であるとき、白色画素領域における遮光部が占める面積が相対的に大きいので、平坦度は増加するが、遮光部は光を遮断するので、遮光部の面積が広くなるほど透過率は低くなる。同様に、白色画素領域に位置する遮光部が横方向の棒状(―)であるときより、十字状(+)であるとき、段差が減少し、平坦度が増加するが、透過率は低くなる。
同様に、色画素領域の長辺が横方向に延びて短辺が縦方向に延びている場合には、表7,表8の結果とは異なる結果となる。例えば、白色画素領域に位置する青色フィルタまたは緑色フィルタが、縦方向の棒状(l)より、横方向の棒状(―)であるときの方が段差が減少し、平坦度が増加する。横方向が長辺であるため、横方向の棒状(―)であるとき、白色画素領域における青色フィルタまたは緑色フィルタが占める面積が相対的に大きいので、平坦度は増加するが、青色フィルタまたは緑色フィルタは光を一部遮断するので、色フィルタの面積が広くなるほど透過率は低くなる。同様に、白色画素領域に位置する青色フィルタまたは緑色フィルタが、横方向の棒状(―)であるときより、十字状(+)であるときの方が、段差が減少し、平坦度が増加するが、透過率は低くなる。
図50及び図51を参照して、本発明の一実施形態による液晶表示装置について説明する。
図50は、本発明の一実施形態による液晶表示装置を示した平面図であり、図51は、図50のLI−LI線に沿って示した本発明の一実施形態による液晶表示装置の断面図である。
本発明の一実施形態による液晶表示装置は、互いに対向する第1基板110と第2基板210、及び第1基板110と第2基板210の間に挿入される液晶層3を含む。
第1基板110及び第2基板210は、ガラスまたはプラスチックなどで形成されてもよい。液晶層3は複数の液晶分子310からなり、ポジティブ型またはネガティブ型に形成されてもよい。
第1基板110の後面には光源500が配置されてもよい。光源500は、発光ダイオード(LED:Light Emitting diode)などを含んでもよく、光源500から光510が供給される。第1基板110と第2基板210の間に形成された電界により液晶層3の液晶分子310の方向が決定され、液晶分子310の方向により液晶層3を通過する光量が変化する。第2基板210の上には複数の色フィルタ230R、230G、230Bが位置する。液晶層3を通過した光は、各色フィルタ230R、230G、230Bを通過しながら一部波長の光は通過し、それ以外の波長の光は吸収される。
液晶表示装置は複数の画素領域を含み、複数の画素領域は、第1色画素領域PX(R)、第2色画素領域PX(G)、第3色画素領域PX(B)、及び第4色画素領域PX(W)で構成されてもよい。第1色画素領域PX(R)、第2色画素領域PX(G)、第3色画素領域PX(B)は互いに異なる色を表示する画素領域であって、これらの色を合わせれば白色になってもよい。第4色画素領域PX(W)は白色を表示してもよい。例えば、第1色画素領域PX(R)は赤色を表示し、第2色画素領域PX(G)は緑色を表示し、第3色画素領域PX(B)は青色を表示し、第4色画素領域PX(W)は白色を表示してもよい。
また、本発明はこれら色に限定されず、第1色画素領域PX(R)はシアンを表示し、第2色画素領域PX(G)はマゼンタを表示し、第3色画素領域PX(B)は黄色を表示し、第4色画素領域PX(W)は白色を表示してもよい。
第2基板210の上には各画素領域ごとに色フィルタ230R、230G、230Bが位置する。第1色画素領域PX(R)には第1色フィルタ230Rが位置し、第2色画素領域PX(G)には第2色フィルタ230Gが位置し、第3色画素領域PX(B)には第3色フィルタ230Bが位置する。第1色フィルタ230Rは、白色光が通過するとき赤色光のみを通過させる赤色フィルタに形成されてもよい。第2色フィルタ230Gは、白色光が通過するとき緑色光のみを通過させる緑色フィルタに形成されてもよい。第3色フィルタ230Bは、白色光が通過するとき青色光のみを通過させる青色フィルタに形成されてもよい。
第4色画素領域PX(W)には着色パターンが位置してもよく、着色パターンは第1色フィルタ230R、第2色フィルタ230G、及び第3色フィルタ230Bのうちの少なくとも一つで形成されてもよい。図50及び図51に示すように、例えば第2色フィルタ230G及び第3色フィルタ230Bが位置している。ただし、本発明はこれに限定されず、第4色画素領域PX(W)には第2色フィルタ230G及び第3色フィルタ230Bの代わりに第1色フィルタ230Rが位置してもよい。色フィルタの選択は場合により異なってもよい。例えば、第4色画素領域PX(W)でイエローウィッシュ現象が発生するのを防止するためには、緑色フィルタ及び/または青色フィルタを形成してもよい。
上記で、色フィルタ230R、230G、230Bは第2基板210の上に位置することと説明したが、本発明はこれに限定されず、色フィルタ230R、230G、230Bが第1基板110の上に位置してもよい。
各画素領域PX(R)、PX(G)、PX(B)、PX(W)は、二つの短辺と、二つの長辺を含む長方形であってもよい。第1色画素領域PX(R)、第2色画素領域PX(G)、第3色画素領域PX(B)、及び第4色画素領域PX(W)において、第1色フィルタ230R、第2色フィルタ230G、第3色フィルタ230Bはそれぞれほぼ四角形状になってもよく、各画素領域PX(R)、PX(G)、PX(B)と類似する形状になってもよい。
第3色フィルタ230Bの厚さは、第1色フィルタ230R及び第2色フィルタ230Gより厚くなってもよい。第3色フィルタ230Bは青色フィルタに形成されてもよく、青色フィルタの厚さを相対的に厚く形成することによって、短波長帯の色抜け現象を防止することができる。
第2色フィルタ230G及び第3色フィルタ230Bは第4色画素領域PX(W)に全体的に位置する。即ち、第2色フィルタ230G及び第3色フィルタ230Bは第4色画素領域PX(W)の一部領域でなく、概ね全体領域に位置している。
第4色画素領域PX(W)に位置する第2色フィルタ230Gの厚さは、第2色画素領域PX(G)に位置する第2色フィルタ230Gの厚さより薄い。第4色画素領域PX(W)に位置する第3色フィルタ230Bの厚さは、第3色画素領域PX(B)に位置する第3色フィルタ230Bの厚さより薄い。
第4色画素領域PX(W)で第2色フィルタ230Gと第3色フィルタ230Bは積層されている。第2基板210と第3色フィルタ230Bの間に第2色フィルタ230Gが位置している。ただし、本発明はこれに限定されず、第2基板210と第2色フィルタ230Gの間に第3色フィルタ230Bが位置してもよい。第4色画素領域PX(W)が白色を表示するようにするために、色フィルタを全く形成しない場合、第1色画素領域PX(R)、第2色画素領域PX(G)、及び第3色画素領域PX(B)から出射する光が合わせられて表示する白色と異なる色座標を示すことがある。即ち、第4色画素領域PX(W)が表示する白色がカラーシフトになりうる。本発明の一実施形態では、第4色画素領域PX(W)に第1色フィルタ230R、第2色フィルタ230G、及び第3色フィルタ230Bのうちの少なくとも一つを形成し、これらの厚さ比率を調節することによって、第4色画素領域PX(W)を通過した白色の色座標が、第1、第2、第3色画素領域(PX(R)、PX(G)、PX(B))を通過して合わせられた白色の色座標に近くなるようにしてもよい。
第1色画素領域PX(R)、第2色画素領域PX(G)、第3色画素領域PX(B)、及び第4色画素領域PX(W)の間の境界には、遮光部220がさらに位置してもよい。遮光部220は、各画素領域の間の境界で色混じり、光漏れなどが発生するのを防止することができる。
第1色フィルタ230R、第2色フィルタ230G、第3色フィルタ230B、及び遮光部220の上には蓋膜240がさらに位置してもよい。蓋膜240は、第2基板210の上部面を平坦化する役割を果たすことができる。
第4色画素領域PX(W)に位置する第2色フィルタ230Gと、第2色画素領域PX(G)に位置する第2色フィルタ230Gは、同一の工程により形成されてもよい。また、第4色画素領域PX(W)に位置する第3色フィルタ230Bと、第3色画素領域PX(B)に位置する第3色フィルタ230Bは、同一の工程により形成されてもよい。以下、図52乃至図54を参照して、第2基板の上に色フィルタを形成する工程について説明する。
図52乃至図54は、本発明の一実施形態による液晶表示装置の製造方法の一部を示した工程断面図である。
図52に示すように、第2基板210の上に遮光部220を形成する。遮光部220は画素領域PX(R)、PX(G)、PX(B)、PX(W)の間の境界に位置する。
次いで、第2基板210の上に第1色有機物質を塗布し、これをパターニングして、第1色フィルタ230Rを形成する。第1色フィルタ230Rは第1色画素領域PX(R)に位置する。
図53に示すように、第2基板210の上に第2色有機物質を塗布し、これをパターニングして、第2色フィルタ230Gを形成する。この場合、ハーフトーンマスクまたはスリットマスクを利用して、第2色フィルタ230Gの厚さが位置によって異なるようにしてもよい。第2色フィルタ230Gは第2色画素領域PX(G)と第4色画素領域PX(W)に位置する。この場合、第4色画素領域PX(W)に位置する第2色フィルタ230Gの厚さが、第2色画素領域PX(G)に位置する第2色フィルタ230Gの厚さより薄くなるようにする。即ち、ハーフトーンマスクまたはスリットマスクを利用することによって、第2色画素領域PX(G)と第4色画素領域PX(W)に位置する第2色フィルタ230Gの厚さを異なるようにし、かつ同時に形成することができる。
図54に示すように、第2基板210の上に第3色有機物質を塗布し、これをパターニングして、第3色フィルタ230Bを形成する。この場合ハーフトーンマスクまたはスリットマスクを利用して、第3色フィルタ230Bの厚さが位置によって異なるようにしてもよい。第3色フィルタ230Bは第3色画素領域PX(B)と第4色画素領域PX(W)に位置する。この場合、第4色画素領域PX(W)に位置する第3色フィルタ230Bの厚さが、第3色画素領域PX(B)に位置する第3色フィルタ230Bの厚さより薄くなるようにする。即ち、ハーフトーンマスクまたはスリットマスクを利用することによって、第3色画素領域PX(B)と第4色画素領域PX(W)に位置する第3色フィルタ230Bの厚さを異なるようにし、かつ同時に形成することができる。
次いで、第1色フィルタ230R、第2色フィルタ230G、及び第3色フィルタ230Bの上に蓋膜240を形成する。蓋膜240は、第1色フィルタ230G、第2色フィルタ230G、及び第3色フィルタ230Bを覆うように形成されて、平坦化させる役割を果たす。
上記で、第4色画素領域PX(W)には第2色フィルタ230Gと第3色フィルタ230Bが積層形成され、その上に蓋膜240が形成されることと説明したが、本発明はこれに限られない。第4色画素領域PX(W)に白色フィルタがさらに位置してもよい。以下、図55を参照してさらに詳細に説明する。
図55は、本発明の一実施形態による液晶表示装置を示した断面図である。
図55を参照すれば、第4色画素領域PX(W)において、第2基板210の上には第2色フィルタ230Gと第3色フィルタ230Bが積層されており、第3色フィルタ230Bの上に白色フィルタ230Wが位置する。白色フィルタ230Wは、可視光線の全領域の波長を全て通過させる透明なフォトレジストで形成されてもよい。上記では、第2色フィルタ230G及び第3色フィルタ230Bが積層され、その上部に白色フィルタ230Wが積層されている。しかし、第2色フィルタ230G及び第3色フィルタ230Bの積層は、他の色フィルタの積層であってもよいし、その積層順も多様であってもよい。
次に、図56及び図57を参照して、本発明の一実施形態による液晶表示装置について説明する。
図56及び図57に示された本発明の一実施形態による液晶表示装置は、図50及び図51に示された本発明の一実施形態による液晶表示装置と同一の部分が相当あるので、これに対する説明は省略する。本実施形態では、第4色画素領域に一つの色フィルタが位置するという点で上述した実施形態と異なり、以下、さらに詳細に説明する。
図56は、本発明の一実施形態による液晶表示装置を示した平面図であり、図57は、図56のLVII−LVII線に沿って示した本発明の一実施形態による液晶表示装置の断面図である。
図57には、第2基板210及び第2基板210の上に形成されている構成要素を示し、第1基板、液晶層、及び光源などは省略した。第1基板、液晶層、及び光源などは図50を参照すればよく、図57には、便宜上、第2基板210において色フィルタ230R、230G、230Bが形成されている面が上面になるように示した。
第1色画素領域PX(R)には第1色フィルタ230Rが位置し、第2色画素領域PX(G)には第2色フィルタ230Gが位置し、第3色画素領域PX(B)には第3色フィルタ230Bが位置する。第4色画素領域PX(W)には着色パターンが位置し、着色パターンは第2色フィルタ230Gのみで形成される。第2色フィルタ230Gは緑色フィルタに形成されてもよい。
第2色フィルタ230Gは第4色画素領域PX(W)に全体的に位置する。第4色画素領域PX(W)に位置する第2色フィルタ230Gの厚さは、第2色画素領域PX(G)に位置する第2色フィルタ230Gの厚さより薄い。
前述した先の実施形態では、第4色画素領域PX(W)に二つの互いに異なる色フィルタが積層されているが、本実施形態では、第4色画素領域PX(W)に一つの色フィルタだけが位置するという差異がある。
次に、図58及び図59を参照して、本発明の一実施形態による液晶表示装置について説明する。
図58及び図59に示された本発明の一実施形態による液晶表示装置は、図56及び図57に示された本発明の一実施形態による液晶表示装置と同一の部分が相当あるので、これに対する説明は省略する。本実施形態では、第4色画素領域に位置する色フィルタの種類が上述した実施形態と異なり、以下、さらに詳細に説明する。
図58は、本発明の一実施形態による液晶表示装置を示した平面図であり、図59は、図58のX−X線に沿って示した本発明の一実施形態による液晶表示装置の断面図である。
第1色画素領域PX(R)には第1色フィルタ230Rが位置し、第2色画素領域PX(G)には第2色フィルタ230Gが位置し、第3色画素領域PX(B)には第3色フィルタ230Bが位置する。第4色画素領域PX(W)には着色パターンが位置し、着色パターンは第3色フィルタ230Bのみで形成される。第3色フィルタ230Bは青色フィルタに形成されてもよい。
第3色フィルタ230Bは第4色画素領域PX(W)に全体的に位置する。第4色画素領域PX(W)に位置する第3色フィルタ230Bの厚さは、第3色画素領域PX(B)に位置する第3色フィルタ230Bの厚さより薄い。
次に、図60を参照して、本発明の一実施形態による液晶表示装置の白色画素領域に位置する色フィルタの厚さ比による透過率について説明する。
図60は、本発明の一実施形態による液晶表示装置の白色画素領域に位置する色フィルタの厚さ比による透過率を示したグラフである。
グラフの横軸は、白色画素領域に位置する色フィルタの厚さ比を示す。例えば、白色画素領域に青色フィルタが位置する実施形態の場合、青色画素領域における青色フィルタの厚さに対する白色画素領域における青色フィルタの厚さを意味する。また、白色画素領域に緑色フィルタが位置する実施形態の場合、緑色画素領域における緑色フィルタの厚さに対する白色画素領域における緑色フィルタの厚さを意味する。
グラフの縦軸は透過率を示し、赤色、青色、及び緑色画素領域のみで形成された液晶表示装置の透過率を基準Ref.として100%で表わした。
白色画素領域に色フィルタが位置する場合、色フィルタの厚さが厚くなるほど透過率が減少する傾向を示す。色フィルタの厚さが増加するほど白色画素領域を通過する光量が減少するためである。
白色画素領域に緑色フィルタが形成される場合には、透過率の減少量が非常に少ない。相対的に、白色画素領域に青色フィルタが位置する場合には、白色画素領域に緑色フィルタが位置する場合より、透過率の減少量が高まる。
次に、図61を参照して、本発明の一実施形態による液晶表示装置の白色画素領域に位置する色フィルタの厚さ比による色座標の変化について説明する。
図61は、本発明の一実施形態による液晶表示装置の色座標を示した図面である。
赤色画素領域の場合、光源から供給された光のうちの赤色波長の光が通過し、緑色画素領域の場合、光源から供給された光のうちの緑色波長の光が通過し、青色画素領域の場合、光源から供給された光のうちの青色波長の光が通過するようになる。これら赤色波長、緑色波長、及び青色波長の光が合わせられて白色光を表示するようになる。このように赤色、緑色、及び青色画素領域を通過して合わせられた白色光の色座標は、色フィルタが形成されていない白色画素領域を通過した白色光の色座標と差がある。
白色画素領域に青色フィルタまたは緑色フィルタが位置するようになると、色フィルタが形成されていない白色画素領域を通過した白色光の色座標の位置を変更させることができる。このとき、白色画素領域に位置する色フィルタの厚さが厚いほど、色座標の位置もさらに多く変化する。白色画素領域に青色フィルタが位置する場合、色座標の位置はx軸とy軸の両方が減少する。白色画素領域に緑色フィルタが位置する場合、色座標の位置はx軸はほとんど変化せず、y軸は増加する。白色画素領域に青色フィルタと緑色フィルタが共に位置する場合、青色フィルタが位置する場合と緑色フィルタが位置する場合のベクトル合計によって変化する。
図61に示された場合、白色画素領域に位置する緑色フィルタの厚さ比を約7%にし、青色フィルタの厚さ比を約3%にしたとき、赤色、緑色、青色画素領域を通過して合わせられた白色光の色座標に最も近くなる。これは一つの実験例に過ぎず、場合により理想的な緑色フィルタの厚さ比と青色フィルタの厚さ比は変更される。
透過率をさらに考慮すれば、白色画素領域に位置する緑色フィルタと青色フィルタの厚さ比をさらに低くしてもよい。
透過率及び色座標を考慮すれば、白色画素領域に位置する緑色フィルタの厚さは、緑色画素領域に位置する緑色フィルタの厚さの0%超過、20%以下であってもよい。さらに好ましくは、白色画素領域に位置する緑色フィルタの厚さは、緑色画素領域に位置する緑色フィルタの厚さの5%以上、10%以下であってもよい。
また、白色画素領域に位置する青色フィルタの厚さは、青色画素領域に位置する青色フィルタの厚さの0%超過、10%以下であってもよい。さらに好ましくは、白色画素領域に位置する青色フィルタの厚さは、青色画素領域に位置する青色フィルタの厚さの1%以上、5%以下であってもよい。
以下、図62を参照して、本発明の一実施形態による液晶表示装置について説明する。
図62に示された本発明の一実施形態による液晶表示装置は、図50及び図51に示された本発明の一実施形態による液晶表示装置と同一の部分が相当あるので、これに対する説明は省略する。本実施形態では、第4色画素領域の一部に色フィルタが位置するという点で上述した実施形態と異なり、以下、さらに詳細に説明する。
図62は、本発明の一実施形態による液晶表示装置の断面図である。便宜上、図62には、第2基板210及び第2基板210の上に形成されている一部構成要素のみを示した。
第1色画素領域PX(R)には第1色フィルタ230Rが位置し、第2色画素領域PX(G)には第2色フィルタ230Gが位置し、第3色画素領域PX(B)には第3色フィルタ230Bが位置する。第4色画素領域PX(W)には着色パターンが位置し、着色パターンは、第1色フィルタ230R、第2色フィルタ230G、及び第3色フィルタ230Bのうちの少なくとも一つで形成されてもよい。図62に示すように、例えば、第4色画素領域PX(W)には、第2色フィルタ230G及び第3色フィルタ230Bが位置している。ただし、本発明はこれに限定されず、第4色画素領域PX(W)には第2色フィルタ230G及び第3色フィルタ230Bの代わりに第1色フィルタ230Rが位置してもよい。色フィルタの選択は場合により異なってもよい。例えば、第4色画素領域PX(W)でイエローウィッシュ現象が発生するのを防止するためには、緑色フィルタ及び/または青色フィルタを形成してもよい。
第4色画素領域PX(W)に位置する第2色フィルタ230G及び第3色フィルタ230Bは、第4色画素領域PX(W)の一部に位置する。第2色フィルタ230G及び第3色フィルタ230Bは多様な形状になってもよく、互いに異なる位置に形成されてもよい。例えば、図62に示すように、第4色画素領域PX(W)の一側周縁に第2色フィルタ230Gが位置し、他側周縁に第3色フィルタ230Bが位置してもよい。図62の場合、第4色画素領域PX(W)のうち第3色画素領域PX(B)が隣接している側に、第3色フィルタ230Bが位置している。また、第4色画素領域PX(W)のうち第2色画素領域PX(G)が隣接している側に、第2色フィルタ230Gが位置している。
第4色画素領域PX(W)に位置する第2色フィルタ230Gの厚さは、第2色画素領域PX(G)に位置する第2色フィルタ230Gの厚さと類似していてもよい。第4色画素領域PX(W)に位置する第3色フィルタ230Bの厚さは、第3色画素領域PX(B)に位置する第3色フィルタ230Bの厚さと類似していてもよい。
本発明の一実施形態では、第4色画素領域PX(W)に第1色フィルタ230R、第2色フィルタ230G、及び第3色フィルタ230Bのうちの少なくとも一つを形成し、これらの面積比率を調節することによって、第4色画素領域PX(W)を通過した白色の色座標が、第1、第2、第3色画素領域(PX(R)、PX(G)、PX(B))を通過して合わせられた白色の色座標に近くなるようにすることができる。
第1色画素領域PX(R)、第2色画素領域PX(G)、第3色画素領域PX(B)、及び第4色画素領域PX(W)の間の境界には、遮光部220がさらに位置してもよい。第1色フィルタ230R、第2色フィルタ230G、第3色フィルタ230B、及び遮光部220の上には、蓋膜240がさらに位置してもよい。
第4色画素領域PX(W)に位置する第2色フィルタ230Gと、第2色画素領域PX(G)に位置する第2色フィルタ230Gは、同一の工程により形成されてもよい。また、第4色画素領域PX(W)に位置する第3色フィルタ230Bと、第3色画素領域PX(B)に位置する第3色フィルタ230Bは、同一の工程により形成されてもよい。以下、図63乃至図65を参照して、第2基板の上に色フィルタを形成する工程について説明する。
図63乃至図65は、本発明の一実施形態による液晶表示装置の製造方法の一部を示した工程断面図である。
図63に示すように、第2基板210の上に遮光部220を形成する。遮光部220は、画素領域PX(R)、PX(G)、PX(B)、PX(W)の間の境界に位置する。
次いで、第2基板210の上に第1色有機物質を塗布し、これをパターニングして、第1色フィルタ230Rを形成する。第1色フィルタ230Rは第1色画素領域PX(R)に位置する。
図64に示すように、第2基板210の上に第2色有機物質を塗布し、これをパターニングして、第2色フィルタ230Gを形成する。第2色フィルタ230Gは第2色画素領域PX(G)と第4色画素領域PX(W)に位置する。第2色フィルタ230Gは、第2色画素領域PX(G)と、第4色画素領域PX(W)のうち第2色画素領域PX(G)が隣接している領域と、に形成される。この場合、第4色画素領域PX(W)に位置する第2色フィルタ230Gは、第2色画素領域PX(G)に位置する第2色フィルタ230Gと類似する厚さになる。本実施形態では、ハーフトーンマスクまたはスリットマスクを利用することなく、第4色画素領域PX(W)に第2色フィルタ230Gを形成することができる。
図65に示すように、第2基板210の上に第3色有機物質を塗布し、これをパターニングして、第3色フィルタ230Bを形成する。第3色フィルタ230Bは第3色画素領域PX(B)と第4色画素領域PX(W)に位置する。第3色フィルタ230Bは、第3色画素領域PX(B)と、第4色画素領域PX(W)のうち第3色画素領域PX(B)が隣接している領域と、に形成される。この場合、第4色画素領域PX(W)に位置する第3色フィルタ230Bは、第3色画素領域PX(B)に位置する第3色フィルタ230Bと類似する厚さになる。本実施形態では、ハーフトーンマスクまたはスリットマスクを利用することなく、第4色画素領域PX(W)に第3色フィルタ230Bを形成することができる。
次いで、第1色フィルタ230G、第2色フィルタ230G、及び第3色フィルタ230Bの上に蓋膜240を形成する。蓋膜240は、第1色フィルタ230G、第2色フィルタ230G、及び第3色フィルタ230Bを覆うように形成されて、平坦化させる役割を果たす。
上記で、第4色画素領域PX(W)には第2色フィルタ230Gと第3色フィルタ230Bが形成され、その上に蓋膜240が形成されることと説明したが、本発明はこれに限られない。第4色画素領域PX(W)に白色フィルタがさらに位置してもよい。以下、図66を参照してさらに詳細に説明する。
図66は、本発明の一実施形態による液晶表示装置を示した断面図である。
図66を参照すれば、第4色画素領域PX(W)において、第2基板210の上には第2色フィルタ230Gと第3色フィルタ230Bが形成されており、第2色フィルタ230G及び第3色フィルタ230Bが位置しない第4色画素領域PX(W)には白色フィルタ230Wが位置する。白色フィルタ230Wは、第2色フィルタ230Gと第3色フィルタ230Bの上にさらに形成されてもよい。白色フィルタ230Wは、可視光線の全領域の波長を全て通過させる透明なフォトレジストで形成されてもよい。
次に、図67を参照して、本発明の一実施形態による液晶表示装置について説明する。
図67に示された本発明の一実施形態による液晶表示装置は、図62に示された本発明の一実施形態による液晶表示装置と同一の部分が相当あるので、これに対する説明は省略する。本実施形態では、第4色画素領域に一つの色フィルタが位置するという点で上述した実施形態と異なり、以下、さらに詳細に説明する。
図67は、本発明の一実施形態による液晶表示装置の断面図である。
第1色画素領域PX(R)には第1色フィルタ230Rが位置し、第2色画素領域PX(G)には第2色フィルタ230Gが位置し、第3色画素領域PX(B)には第3色フィルタ230Bが位置する。第4色画素領域PX(W)には着色パターンが位置し、着色パターンは第2色フィルタ230Gのみで形成される。第2色フィルタ230Gは緑色フィルタに形成されてもよい。
第2色フィルタ230Gは第4色画素領域PX(W)の一部に位置する。第2色フィルタ230Gは、第4色画素領域PX(W)のうち第2色画素領域PX(G)に隣接する領域に形成される。第4色画素領域PX(W)に位置する第2色フィルタ230Gの厚さは、第2色画素領域PX(G)に位置する第2色フィルタ230Gの厚さと類似していてもよい。
上述した実施形態では、第4色画素領域PX(W)に二つの互いに異なる色フィルタが位置しており、本実施形態では、第4色画素領域PX(W)に一つの色フィルタのみが位置するという差異がある。
次に、図68を参照して、本発明の一実施形態による液晶表示装置について説明する。
図68に示された本発明の一実施形態による液晶表示装置は、図67に示された本発明の一実施形態による液晶表示装置と同一の部分が相当あるので、これに対する説明は省略する。本実施形態では、第4色画素領域に位置する色フィルタの種類が上述した実施形態と異なり、以下、さらに詳細に説明する。
図68は、本発明の一実施形態による液晶表示装置の断面図である。
第1色画素領域PX(R)には第1色フィルタ230Rが位置し、第2色画素領域PX(G)には第2色フィルタ230Gが位置し、第3色画素領域PX(B)には第3色フィルタ230Bが位置する。第4色画素領域PX(W)には着色パターンが位置し、着色パターンは第3色フィルタ230Bのみで形成される。第3色フィルタ230Bは青色フィルタに形成されてもよい。
第3色フィルタ230Bは、第4色画素領域PX(W)の一部に位置する。第4色画素領域PX(W)に位置する第3色フィルタ230Bの厚さは、第3色画素領域PX(B)に位置する第3色フィルタ230Bの厚さと類似していてもよい。
次に、図69を参照して、本発明の一実施形態による液晶表示装置の白色画素領域に位置する色フィルタの面積比による透過率について説明する。
図69は、本発明の一実施形態による液晶表示装置の白色画素領域に位置する色フィルタの面積比による透過率を示したグラフである。
グラフの横軸は、白色画素領域に位置する色フィルタの面積比を示す。例えば、白色画素領域に青色フィルタが位置する実施形態の場合、白色画素領域の全体面積に対して白色画素領域における青色フィルタが占める面積の比率を意味する。また、白色画素領域に緑色フィルタが位置する実施形態の場合、白色画素領域の全体面積に対して白色画素領域における緑色フィルタが占める面積の比率を意味する。
グラフの縦軸は透過率を示し、赤色、青色、及び緑色画素領域のみで形成された液晶表示装置の透過率を基準Ref.として100%で表わした。
白色画素領域に色フィルタが位置する場合、色フィルタの面積が広くなるほど透過率が減少する傾向を示す。白色画素領域における色フィルタが占める面積が増加するほど、白色画素領域を通過する光量が減少するためである。
白色画素領域に緑色フィルタが形成される場合には、透過率の減少量が非常に少ない。相対的に、白色画素領域に青色フィルタが位置する場合には、白色画素領域に緑色フィルタが位置する場合より透過率の減少量が高まる。
次に、図70を参照して、本発明の一実施形態による液晶表示装置の白色画素領域に位置する色フィルタの面積比による色座標の変化について説明する。
図70は、本発明の一実施形態による液晶表示装置の色座標を示した図面である。
赤色画素領域の場合、光源から供給された光のうちの赤色波長の光が通過し、緑色画素領域の場合、光源から供給された光のうちの緑色波長の光が通過し、青色画素領域の場合、光源から供給された光のうちの青色波長の光が通過するようになる。これら赤色波長、緑色波長、及び青色波長の光が合わせられて白色光を表示するようになる。このように赤色、緑色、及び青色画素領域を通過して合わせられた白色光の色座標は、色フィルタが形成されていない白色画素領域を通過した白色光の色座標と差がある。
白色画素領域に青色フィルタまたは緑色フィルタが位置するようになると、色フィルタが形成されていない白色画素領域を通過した白色光の色座標の位置を変更させられる。この場合、白色画素領域に位置する色フィルタの面積が大きいほど、色座標の位置もさらに多く変化する。白色画素領域に青色フィルタが位置する場合、色座標の位置はx軸も減少し、y軸も減少する。白色画素領域に緑色フィルタが位置する場合、色座標の位置はx軸はほとんど変化せず、y軸は増加する。白色画素領域に青色フィルタと緑色フィルタが共に位置する場合、青色フィルタが位置する場合と緑色フィルタが位置する場合のベクトルの合計によって変化する。
図70に示された場合、白色画素領域に位置する緑色フィルタの面積比を約20%にし、青色フィルタの面積比を約12%にしたとき、赤色、緑色、青色画素領域を通過して合わせられた白色光の色座標に最も近くなる。これは一つの実験例に過ぎず、場合により理想的な緑色フィルタの面積比と青色フィルタの面積比は変更される。
透過率をさらに考慮すれば、白色画素領域に位置する緑色フィルタと青色フィルタの面積比をさらに低くしてもよい。
透過率及び色座標を考慮すれば、白色画素領域に位置する緑色フィルタの面積は、白色画素領域の面積の0%超過、25%以下であってもよい。さらに好ましくは、白色画素領域に位置する緑色フィルタの面積は、白色画素領域の面積の10%以上、25%以下であってもよい。
また、白色画素領域に位置する青色フィルタの面積は、白色画素領域の面積の0%超過、20%以下であってもよい。さらに好ましくは、白色画素領域に位置する青色フィルタの面積は、白色画素領域の面積の8%以上、15%以下であってもよい。
以下、図71、図72、及び表9を参照して、本発明の一実施形態による液晶表示装置の色座標の変化と、これに伴う輝度の変化について説明する。
図71は、本発明の一実施形態による液晶表示装置の透過スペクトルを示した図面であり、図72は、本発明の一実施形態による液晶表示装置の色座標を示した図面であり、表9は、本発明の一実施形態による液晶表示装置の輝度及び色座標を示した表である。
まず、図71を参照すれば、パターンのない白色画素領域の場合、全波長の光を大部分通過させ、赤色フィルタが形成されている赤色画素領域の場合、赤色光を通過させる。緑色フィルタが形成されている緑色画素領域の場合、緑色光を通過させ、青色フィルタが形成されている青色画素領域の場合、青色光を通過させる。
緑色フィルタと青色フィルタが薄く積層されている白色画素領域を含む実施形態では、緑色光を大部分通過させ、青色光と赤色光の一部を遮断する。緑色フィルタと青色フィルタが分離配置されている白色画素領域を含む実施形態では、全波長の光を少量遮断する。二つの実施形態のいずれも白色画素領域が全波長の光を大部分通過させながら白色光を形成することができる。
図72を参照すれば、パターンのない白色画素領域を通過した光の色座標は、赤色、緑色、及び青色画素領域を通過して合わせられた光の色座標と異なる。
緑色フィルタと青色フィルタが薄く積層されている白色画素領域を含む実施形態において、白色画素領域を通過した光の色座標は、赤色、緑色、及び青色画素領域を通過して合わせられた光の色座標と類似している。また、緑色フィルタと青色フィルタが分離配置されている白色画素領域を含む実施形態において、白色画素領域を通過した光の色座標は、赤色、緑色、及び青色画素領域を通過して合わせられた光の色座標と類似している。
表9を参照すれば、二つの実施形態のうち、緑色フィルタと青色フィルタが薄く積層されている白色画素領域を含む実施形態が、輝度面でより有利であることが分かる。
色フィルタが形成されていない白色画素領域を通過した光の色座標は(0.335、0.335)であり、赤色、緑色、青色画素領域を通過して合わせられた光の色座標は(0.322、0.346)である。
白色画素領域を通過した光の色座標が、赤色、緑色、青色画素領域を通過して合わせられた光の色座標と類似するように、白色画素領域に緑色及び青色フィルタを形成することができ、これと関連しては二つの実施形態について上述した。
白色画素領域に緑色フィルタ及び青色フィルタを薄く積層して形成した場合、厚さの調節を通じて色座標を移動させることができる。本実施形態で、白色画素領域を通過した光の色座標が(0.322、0.346)であるときの輝度は約102%であって、高い輝度を示す。
白色画素領域に緑色フィルタと青色フィルタを互いに異なる位置(分離配置された位置)に形成した場合、面積の調節を通じて色座標を移動させることができる。本実施形態で、白色画素領域を通過した光の色座標が(0.322、0.346)であるときの輝度は約88%であって、相対的に低い輝度を示す。
したがって、輝度面では白色画素領域に緑色フィルタ及び青色フィルタを薄く積層して形成した実施形態がさらに有利である。
白色画素領域に緑色フィルタと青色フィルタを互いに異なる位置に形成する実施形態の場合、青色フィルタの厚さを他の色フィルタと異なるように形成することによって、側面カラーシフトの観点からはさらに有利である。
上記実施形態では、図1、図6等に示すように、第4色画素領域PX(W)の第3色フィルタ230Bは、図中の横方向に配置されている。しかし、第4色画素領域PX(W)が平坦状に形成されればよく、第3色フィルタ230Bは第4色画素領域PX(W)内において適宜配置可能である。例えば、第3色フィルタ230Bは棒状である必要はなく、例えばジグザグ状及波形状に形成されていてもよい。また、第3色フィルタ230Bの複数の領域が第4色画素領域PX(W)内において分散するように配置されていてもよい。
以上、本発明の好ましい実施形態について詳細に説明したが、本発明の権利範囲はこれに限定されず、特許請求の範囲で定義している本発明の基本概念を利用した当業者の種々の変更及び改良形態も本発明の権利範囲に属するものである。