(57)【要約】      （修正有）【課題】反射モード及び透過モードに応じて電圧調節よって色純度調節が可能なカラーフィルタ基板、それを具備した液晶表示パネル及び液晶表示装置、並びにその色再現性を制御する方法を提供する。【解決手段】ベース基板１０１は複数の画素部が画定される。第１共通電極層１１０はベース基板１０１上に形成されて第１電圧が印加される。第２共通電極層１３０は第１共通電極層１１０と対向して形成され第２電圧が印加される。カラーフィルタ層１４０は第１共通電極層１１０と第２共通電極層１３０との間に介在して画素部に対応する複数のエレクトロクロミックパターン１４０Ｒ、１４０Ｇ，１４０Ｂを含み、第１電圧及び第２電圧によって色純度が調節される。カラーフィルタ層１４０は、第１光が透過する第１モードの際相対的に高純度の色に変わり、第２光が透過する第２モードの際相対的に低純度の色に変わる。【選択図】図１
2007156497.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の画素部が画定されたベース基板と、
前記ベース基板上に形成されて第１電圧が印加される第１共通電極層と、
前記第１共通電極層と対向して形成され、第２電圧が印加される第２共通電極層と、
前記第１共通電極層と第２共通電極層との間に介在して前記画素部に対応する複数のエレクトロクロミックパターンを含み、前記第１電圧及び第２電圧によって色純度が調節されるカラーフィルタ層と、を有し、
前記カラーフィルタ層は、第１光が透過する第１モードの際相対的に高純度の色に変わり、第２光が透過する第２モードの際相対的に低純度の色に変わることを特徴とするカラーフィルタ基板。
【請求項２】
前記カラーフィルタ層は、染料粒子が混合された溶媒層と、前記第１モードの際前記溶媒層に移動するモバイルイオンを発生する電解質層と、を含むことを特徴とする請求項１記載のカラーフィルタ基板。
【請求項３】
前記エレクトロクロミックパターンは、赤色染料粒子を含む第１エレクトロクロミックパターンと、緑色染料粒子を含む第２エレクトロクロミックパターンと、青色染料粒子を含む第３エレクトロクロミックパターンと、を含むことを特徴とする請求項２記載のカラーフィルタ基板。
【請求項４】
前記ベース基板上に前記画素部を画定して前記第１及び第２光を遮断する遮光パターンをさらに含むことを特徴とする請求項１記載のカラーフィルタ基板。
【請求項５】
前記遮光パターンは、前記第１共通電極層上に形成されることを特徴とする請求項４記載のカラーフィルタ基板。
【請求項６】
前記第１モードの際、前記第１電圧は前記第２電圧より高い電位を有することを特徴とする請求項１記載のカラーフィルタ基板。
【請求項７】
前記第２モードの際、前記第１電圧は前記第２電圧より低い電位を有することを特徴とする請求項６記載のカラーフィルタ基板。
【請求項８】
複数の画素部を含み、各画素部にはスイッチング素子、該スイッチング素子に電気的に連結される透過電極及び反射電極が形成されたアレイ基板と、
前記アレイ基板と向き合い、第１共通電極、該第１共通電極と対向する第２共通電極、及び該第１共通電極と第２共通電極との間に介在して電位差によって色純度が調節されるエレクトロクロミック層が形成されたカラーフィルタ基板と、
前記アレイ基板とカラーフィルタ基板との間に介在する液晶層と、
を具備することを特徴とする液晶表示パネル。
【請求項９】
前記エレクトロクロミック層は、染料粒子が混合された溶媒層と、前記液晶表示パネルの透過モードの際電気分解されモバイルイオンを発生する電解質層と、を含むことを特徴とする請求項８記載の液晶表示パネル。
【請求項１０】
前記エレクトロクロミック層は、
第１画素部に対応して形成され、第１染料粒子が混合された第１溶媒層、及び第１電解質層を含む第１エレクトロクロミックパターンと、
第２画素部に対応して形成され、第２染料粒子が混合された第２溶媒層、及び第２電解質層を含む第２エレクトロクロミックパターンと、
第３画素部に対応して形成され、第３染料粒子が混合された第３溶媒層、及び第３電解質層を含む第３エレクトロクロミックパターンと、を含むことを特徴とする請求項９記載の液晶表示パネル。
【請求項１１】
前記エレクトロクロミック層は、
第１光が前記透過電極を透過する透過モードの際相対的に高純度の色に変わり、第２光が前記反射電極で反射される反射モードの際相対的に低純度の色に変わることを特徴とする請求項９記載の液晶表示パネル。
【請求項１２】
前記透過モードの際、前記第１共通電極は前記第２共通電極より高い電位であることを特徴とする請求項１１記載の液晶表示パネル。
【請求項１３】
前記反射モードの際、前記第１共通電極は前記第２共通電極より低い電位であることを特徴とする請求項１１記載の液晶表示パネル。
【請求項１４】
前記アレイ基板は、前記反射電極が形成された領域に対応して前記スイッチング素子と反射電極との間に形成された有機絶縁層をさらに含むことを特徴とする請求項８記載の液晶表示パネル。
【請求項１５】
前記反射電極は前記画素部を反射領域と透過領域とに画定し、
前記液晶層のセルギャップは前記反射領域より前記透過領域が大きいことを特徴とする請求項８記載の液晶表示パネル。
【請求項１６】
スイッチング素子、該スイッチング素子に電気的に連結される透過電極及び反射電極が形成された画素部を含むアレイ基板と、該アレイ基板と向き合い、第１共通電極、該第１共通電極と対向する第２共通電極、及び該第１共通電極と第２共通電極との間に介在するエレクトロクロミックパターンを含むカラーフィルタ基板と、前記アレイ基板とカラーフィルタ基板との間に介在する液晶層と、を有する液晶表示パネルと、
透過モードの際前記液晶表示パネルの背面で前記液晶表示パネルに第１光を出射する光源部と、
前記透過電極で前記第１光を透過させて画像を表示し、前記透過モードの際前記エレクトロクロミックパターンが高純度の色に変わるように前記第１共通電極及び第２共通電極に電圧を印加する駆動電圧発生部と、を具備することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１７】
前記駆動電圧発生部は、前記透過モードの際前記第１共通電極に前記第２共通電極に印加される電圧より高い電位の電圧を印加することを特徴とする請求項１６記載の液晶表示装置。
【請求項１８】
前記反射電極から反射された第２光を用いて画像を表示する反射モードの際、前記駆動電圧発生部は前記エレクトロクロミックパターンが低純度の色に変わるように前記第１共通電極及び第２共通電極に電圧を印加することを特徴とする請求項１６記載の液晶表示装置。
【請求項１９】
前記駆動電圧発生部は、前記反射モードの際前記第１共通電極に前記第２共通電極に印加される電圧より低い電位の電圧を印加することを特徴とする請求項１８記載の液晶表示装置。
【請求項２０】
前記駆動電圧発生部は、前記透過モードの際前記光源部に光源駆動電圧を印加し、前記反射モードの際前記光源部に印加される光源駆動電圧を遮断することを特徴とする請求項１８記載の液晶表示装置。
【請求項２１】
半透過型液晶表示パネルのカラーフィルタ基板の色再現性を制御する方法において、
前記カラーフィルタ基板は、第１共通電極、第２共通電極、及び前記第１共通電極と第２共通電極との間に介在するエレクトロクロミック層とを含み、
前記方法は、
前記カラーフィルタ基板の前記第１共通電極に第１電圧を印加する段階と、
前記カラーフィルタ基板の前記第２共通電極に第２電圧を印加する段階と、を含み、
前記第１電圧は前記半透過型液晶表示パネルの透過モードの際前記第２電圧より高いレベルを有し、前記第２電圧は前記半透過型液晶表示パネルの反射モードの際前記第１電圧より高いレベルを有することを特徴とするカラーフィルタ基板の色再現性を制御する方法。
【請求項２２】
前記エレクトロクロミック層は、染料粒子が混合された溶媒層と、電解質層と、を含み、前記方法は、前記透過モードの際前記電解質層から電気分解されて前記溶媒層に運ばれるモバイルイオンを生成する段階をさらに含むことを特徴とする請求項２１記載のカラーフィルタ基板の色再現性を制御する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カラーフィルタ基板、それを具備した液晶表示パネル及び液晶表示装置、並びにその色再現性を制御する方法に関し、より詳細には反射モード及び透過モードによって色純度調節が可能なカラーフィルタ基板と、それを具備した液晶表示パネル及び液晶表示装置と、カラーフィルタ基板の色純度を調節して色再現性を制御する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、液晶表示装置には、内部光を透過させ画像を表示する透過型液晶表示装置と、内部光を透過させるか外部光を反射させ画像を表示する反射−透過型液晶表示装置がある。
【０００３】
反射−透過型液晶表示装置の画素部は内部光を透過する透過領域、及び外部光を反射する反射領域で構成される。それにより、反射−透過型液晶表示装置の動作モードは内部光を用いて画像を表示する透過モードと外部光を用いて画像を表示する反射モードを有する。
【０００４】
一般的に、透過モードの色再現性は反射モードの色再現性に比べて相対的に低く、反射モードの色再現性は反射率に半比例する特性を有する。反射モードで反射率を向上させ色再現性を透過モードと均一にするための一つの方案として反射領域のカラーフィルタパターンにライトホールを形成する技術が適用されている。
【０００５】
しかし、カラーフィルタパターンにライトホールが形成される場合、ライトホール付近でカラーフィルタパターンに段差が発生する。段差を除去するために、ライトホールが形成されたカラーフィルタパターン上に平坦化層であるオーバーコーティング層を形成する技術が採用されているが、基本的にライトホール領域は周辺に比べて段差が形成されるので完全に段差を除去するには限界があるという問題点がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、本発明は、上記従来の反射−透過型液晶表示装置における問題点に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、反射モード及び透過モードの色再現性を向上させるためのカラーフィルタ基板を提供することにある。
【０００７】
本発明の他の目的は、カラーフィルタ基板を具備した液晶表示パネルを提供することにある。
【０００８】
本発明のさらに他の目的は、カラーフィルタ基板を具備した液晶表示装置を提供することにある。
【０００９】
本発明のさらにまた他の目的は、カラーフィルタ基板の色再現性を制御する方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するためになされた本発明の一特徴によるカラーフィルタ基板は、ベース基板、第１共通電極層、第２共通電極層、及びカラーフィルタ層を有する。前記ベース基板は複数の画素部が画定される。前記第１共通電極層は前記ベース基板上に形成されて第１電圧が印加される。前記第２共通電極層は前記第１共通電極層と対向して形成され、第２電圧が印加される。前記カラーフィルタ層は、前記第１共通電極層と第２共通電極層との間に介在して前記画素部に対応する複数のエレクトロクロミックパターンを含み、前記第１電圧及び第２電圧によって色純度が調節される。前記カラーフィルタ層は、第１光が透過する第１モードの際相対的に高純度の色に変わり、第２光が透過する第２モードの際相対的に低純度の色に変わる。
【００１１】
上記他の目的を達成するためになされた本発明の一特徴による液晶表示パネルは、アレイ基板、カラーフィルタ基板、及び液晶層を具備する。前記アレイ基板は、複数の画素部を含み、各画素部にはスイッチング素子、該スイッチング素子に電気的に連結される透過電極及び反射電極が形成される。前記カラーフィルタ基板は、前記アレイ基板と向き合い、第１共通電極、該第１共通電極と対向する第２共通電極、及び該第１共通電極と第２共通電極との間に介在して電位差によって色純度が調節されるエレクトロクロミック層が形成される。前記液晶層は前記アレイ基板とカラーフィルタ基板との間に介在する。
【００１２】
上記さらに他の目的を達成するためになされた本発明の一特徴による液晶表示装置は、液晶表示パネル、光源部、及び駆動電圧発生部を具備する。前記液晶表示パネルは、スイッチング素子、該スイッチング素子に電気的に連結される透過電極及び反射電極が形成された画素部を含むアレイ基板と、該アレイ基板と向き合い、前記画素部に対応する第１共通電極、該第１共通電極と対向する第２共通電極、及び該第１共通電極と第２共通電極との間に介在するエレクトロクロミックパターンを含むカラーフィルタ基板と、前記アレイ基板とカラーフィルタ基板との間に介在する液晶層とを有する。前記光源部は、透過モードの際前記液晶表示パネルの背面で前記液晶表示パネルに第１光を出射する。前記駆動電圧発生部は、前記透過電極で前記第１光を透過させて画像を表示し、前記透過モードの際前記エレクトロクロミックパターンが高純度の色に変わるように前記第１共通電極及び第２共通電極に電圧を印加する。
【００１３】
上記さらにまた他の目的を達成するためになされた本発明の一特徴による半透過型液晶表示パネルのカラーフィルタ基板の色再現性を制御する方法において、前記カラーフィルタ基板は、第１共通電極、第２共通電極、及び前記第１共通電極と第２共通電極との間に介在するエレクトロクロミック層を含む。その方法は、まず、前記カラーフィルタ基板の前記第１共通電極に第１電圧を印加し、次に、前記カラーフィルタ基板の前記第２共通電極に第２電圧を印加する。ここで、前記第１電圧は前記半透過型液晶表示パネルの透過モードの際前記第２電圧より高いレベルを有し、前記第２電圧は前記半透過型液晶表示パネルの反射モードの際前記第１電圧より高いレベルを有する。
【発明の効果】
【００１４】
このような本発明のカラーフィルタ基板、それを具備した液晶表示パネル及び液晶表示装置、並びにその色再現性を制御する方法によれば、電圧調節によって色純度が調節される電気変色層をエレクトロクロミック層としてカラーフィルタ層に形成することで反射モード及び透過モードの各動作モードの色再現性を向上させることができる。
また、反射領域のカラーフィルタ層に色再現性及び反射率を考慮したライトホールを形成しなくてもよいので、段差による液晶の光特性低下を防ぐことができる。また、工程上で段差を除去するための平坦化層を形成する工程が省略されることにより、製造原価節減及び工程の簡単化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明のカラーフィルタ基板、それを具備した液晶表示パネル及び液晶表示装置、並びにその色再現性を制御する方法を実施するための最良の形態の具体例を、添付図面を参照しながらより詳細に説明する。
【００１６】
図１は、本発明の一実施例によるカラーフィルタ基板の概略的な断面図である。
【００１７】
図１に示すように、カラーフィルタ基板は、ベース基板１０１、第１共通電極層１１０、遮光パターン１２０、第２共通電極層１３０、及びカラーフィルタ層１４０を含む。
【００１８】
ベース基板１０１には透明なガラス材質が用いられ光を透過させる。
【００１９】
第１共通電極層１１０は、ベース基板１０１上に透明な導電物質から形成され、カラーフィルタ層１４０に第１電圧を印加する。
【００２０】
遮光パターン１２０は、ベース基板１０１を所定の領域に区画し、光を遮断させる。図１は、遮光パターン１２０が第１共通電極層１１０上に形成されることを例にしているが、遮光パターン１２０をベース基板１０１上に形成し、遮光パターン１２０及び露出されたベース基板１０１上に第１共通電極層１１０を形成することもできる。
【００２１】
第２共通電極層１３０は、カラーフィルタ層１４０上に形成され、カラーフィルタ層１４０に第２電圧を印加する。
【００２２】
カラーフィルタ層１４０は電圧によって変色するエレクトロクロミック（ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｒｏｍｉｃ）層である。カラーフィルタ層１４０は、染料粒子が混合された溶媒層１４１と、第２共通電極層１３０と隣接して形成され電界形成の際モバイルイオン（ｍｏｂｉｌｅ  ｉｏｎｓ）を発生する電解質層１４３を含む。
【００２３】
カラーフィルタ層１４０は、赤色染料が混合された溶媒層１４１Ｒ及び電解質層１４３Ｒを有する第１エレクトロクロミックパターン１４０Ｒと、緑色染料が混合された溶媒層１４１Ｇ及び電界質層１４３Ｇを有する第２エレクトロクロミックパターン１４０Ｇ及び青色染料が混合された溶媒層１４１Ｂ及び電界質層１４３Ｂを有する第３エレクトロクロミックパターン１４０Ｂを含む。
【００２４】
電解質層１４３は、電界形成に際し、Ｌｉ＋（ｌｉｔｈｉｕｍ  ｉｏｎ）、Ｈ＋（ｈｙｄｒｏｇｅｎ  ｉｏｎ）、ＮＡ＋（ｓｏｄｉｕｍ  ｉｏｎ）、ＯＨ−（ｈｙｄｒｏｘｙｌ  ｉｏｎ）のモバイルイオンのうち少なくとも一つ以上のモバイルイオンを有する電解質物質を含むことが望ましい。
【００２５】
具体的に、カラーフィルタ層１４０に第１電界が形成される場合、カラーフィルタ層１４０の電解質層１４３は電気分解されてモバイルイオンを発生し、溶媒層１４１はモバイルイオンによって相対的に密度が高くて高純度の色に変わる。一方、カラーフィルタ層１４０に第２電界が形成される場合、電解質層１４３は電気分解されずモバイルイオンが発生しない。また、溶媒層１４１は低密度化されて相対的に低純度の色に変わる。
【００２６】
図２及び図３は、図１に示したカラーフィルタ基板の動作を説明するための概念図である。
【００２７】
図２及び図３に示したように、カラーフィルタ層１４０の第１面及び第２面には第１共通電極層１１０及び第２共通電極層１３０がそれぞれ形成される。本実施例において、第１共通電極層１１０は溶媒層１４１に隣接し、第２共通電極層１３０は電解質層１４３に隣接する。
【００２８】
カラーフィルタ層１４０は染料粒子１４１ａが混合された溶媒層１４１とモバイルイオン１４３ａを発生する電解質層１４３を含む。電解質層１４３は第１共通電極層１１０及び第２共通電極層１３０のうちいずれか一つに隣接して配置される。本実施例では、電解質層１４３は、電界形成の際にモバイルイオン（陰イオン）（ＯＨ−）１４３ａを発生する電解質物質から形成され、第２共通電極層１３０に隣接して配置される。
【００２９】
図２に示したように、第１共通電極層１１０に印加される第１電圧（＋）が第２共通電極層１３０に印加される第２電圧（−）より相対的に高い電位を有する場合、電界質層１４３は電気分解される。電気分解された電解質層１４３はモバイルイオン（陰イオン）（ＯＨ−）１４３ａを発生し、モバイルイオン（陰イオン）（ＯＨ−）１４３ａは相対的に高い電位を有する第１共通電極層１１０側である溶媒層１４１に移動する。
【００３０】
溶媒層１４１はモバイルイオン（陰イオン）（ＯＨ−）１４３ａが含まれることにより相対的に密度が高くなる。それにより、カラーフィルタ層１４０は相対的に高純度の色に変わる。
【００３１】
反射−透過型液晶表示装置の透過モードでは第１光が液晶表示パネルを一度透過し、反射モードでは第２光が液晶表示パネルを二度透過する光経路特性によって、相対的に透過モードの色純度は反射モードの色純度より高く設計される。
【００３２】
従って、上述したようにエレクトロクロミック層からなるカラーフィルタ層１４０が高純度の色に変わる場合、透過モードに適用することが望ましい。
【００３３】
図３に示したように、第１共通電極層１１０に印加される第１電圧（−）が第２共通電極層１３０に印加される第２電圧（＋）より相対的に低い電位を有する場合、電解質層１４３は電気分解されない。これにより、電界質層１４３はモバイルイオン（陰イオン）（ＯＨ−）１４３ａを発生しない。
【００３４】
溶媒層１４１は図２に示した場合に比べて相対的に密度が低くなり、カラーフィルタ層１４０は相対的に低純度の色に変わる。
【００３５】
従って、上述したようにカラーフィルタ層１４０が低純度の色に変わる場合は反射モードに適用することが望ましい。
【００３６】
図４は、本発明の他の実施例による反射−透過型液晶表示パネルの平面図であり、図５は、図４に示したＩ−Ｉ′線に沿って切断した断面図である。
【００３７】
図４及び図５に示したように、反射−透過型液晶表示パネルは、アレイ基板２００、アレイ基板２００に対向するカラーフィルタ基板３００、及びアレイ基板２００とカラーフィルタ基板３００との間に介在する液晶層４００を含む。
【００３８】
反射−透過型液晶表示パネルには複数の画素部が形成される。各画素部（Ｐ）は互いに隣接したソース配線（ＤＬｍ−１、ＤＬｍ）と、ゲート配線（ＧＬｎ−１、ＧＬｎ）によって画定される。
【００３９】
画素部Ｐは、アレイ基板２００に形成されたスイッチング素子ＴＦＴ、透過電極ＴＥ、反射電極ＲＥ、ストレージキャパシタＣＳＴ、カラーフィルタ基板３００に形成された第１電極３１０、遮光パターン３２０、第２電極３３０、及びエレクトロクロミックパターン３４０を含む。
【００４０】
スイッチング素子ＴＦＴは、第１ベース基板２１０上に形成され、ｎ番目のゲート配線ＧＬｎに連結されたゲート電極２１１、ｍ番目のソース配線ＤＬｍに連結されたソース電極２１３、及び、透過及び反射電極ＴＥ、ＲＥに連結されたドレイン電極２１４を含む。
【００４１】
ｎ番目のゲート配線ＧＬｎ及びゲート電極２１１は、ゲート金属層から形成され、ｎ番目のゲート配線ＧＬｎ及びゲート電極２１１上にはゲート絶縁層２０２が形成される。ゲート電極２１１に対応するゲート絶縁層２０２上には活性層（ａｃｔｉｖｅ  ｌａｙｅｒ）２１２ａと抵抗性接触層（ｏｈｍｉｃ  ｃｏｎｔａｃｔ  ｌａｙｅｒ）２１２ｂを含むチャンネル層２１２が形成される。チャンネル層２１２上にはソース及びドレイン電極２１３、２１４が形成される。ソース及びドレイン電極２１３、２１４はｍ番目のソース配線ＤＬｍと同一のソース金属層から形成される。
【００４２】
スイッチング素子ＴＦＴ上には保護絶縁層２０３及び有機絶縁層２０４が形成される。保護絶縁層２０３及び有機絶縁層２０４には、ドレイン電極２１４の一部領域を露出させるコンタクトホール２１６が形成され、コンタクトホール２１６を通じて透過電極ＴＥとドレイン電極２１４が連結される。
【００４３】
具体的に、透過電極ＴＥは、画素部Ｐが画定された領域に全体的に形成され、透過電極ＴＥ上の一部領域に反射電極ＲＥが形成される。即ち、画素部Ｐの画素電極ＰＥは透過電極ＴＥ及び反射電極ＲＥで形成される。画素部Ｐは反射電極ＲＥによって透過領域ＴＡと反射領域ＲＡに区画され、有機絶縁層２０４は反射領域ＲＡに対応してスイッチング素子ＴＦＴと透過電極ＴＥとの間に形成される。
【００４４】
これによって、画素部Ｐの液晶層４００は透過領域ＴＡと反射領域ＲＡに対応して互いに異なるセルギャップを有する。透過領域ＴＡの第１セルギャップｄ１と反射領域ＲＡの第２セルギャップｄ２との関係は、透過領域ＴＡを透過する第１光Ｌ１の経路と反射領域ＲＡを透過する第２光Ｌ２の経路との関係によって第１セルギャップｄ１は第２セルギャップｄ２の２倍になるように形成される。
【００４５】
透過領域ＴＡは、反射−透過型液晶表示パネルが透過モードで動作する場合、反射−透過型液晶表示パネルの背面に入射する第１項Ｌ１を透過させる領域である。反射領域ＲＡは、反射−透過型液晶表示パネルが反射モードで動作する場合、反射−透過型液晶表示パネルの前面から入射する第２光Ｌ２を反射させる領域である。
【００４６】
ストレージキャパシタＣＳＴは、画素部Ｐによって形成されたストレージ共通配線２２１、及びストレージ共通配線２２１の一部領域が重畳されるように形成された金属パターン２２２を含む。ストレージ共通配線２２１と金属パターン２２２との間にはゲート絶縁層２０２が形成される。金属パターン２２２は、ドレイン電極２１４から延長されて形成され、金属パターン２２２上にはコンタクトホール２１６が形成される。
【００４７】
画素部Ｐに対応して、カラーフィルタ基板３００には、第１電極３１０、遮光パターン３２０、第２電極３３０、及びエレクトロクロミックパターン３４０が形成される。
【００４８】
第１電極３１０は、第２ベース基板３０１上に形成され、第１電極３１０上に形成されたエレクトロクロミックパターン３４０に第１電圧を印加する。
【００４９】
第１電極３１０上には遮光パターン３２０が形成される。遮光パターン３２０は、ソース配線（ＤＬｍ−１、ＤＬｍ）、ゲート配線（ＧＬｎ−１、ＧＬｎ）及びスイッチング素子ＴＦＴに対応して形成され、入射光を遮断する。
【００５０】
エレクトロクロミックパターン３４０は、第１電極３１０上に形成され、染料が混合された溶媒層３４１とモバイルイオンを発生する電解質層３４３を含む。その際、エレクトロクロミックパターン３４０を遮光パターン３２０上に形成することもできる。
【００５１】
第２電極３３０は、エレクトロクロミックパターン３４０上に形成され、画素部Ｐに形成された透過電極及び反射電極ＴＥ、ＲＥに対向する共通電極の役割をする。即ち、アレイ基板２００の画素電極ＰＥ、液晶層４００、及び第２電極３３０によって、スイッチング素子ＴＦＴに電気的に連結された液晶キャパシタが画定される。
【００５２】
また、第２電極３３０は、エレクトロクロミックパターン３４０の電解質層３４３に隣接して形成され、エレクトロクロミックパターン３４０に第２電圧を印加する。具体的に、モバイルイオンの極性に基づいて、第１及び第２電極３１０、３３０に印加される電圧の電位によってエレクトロクロミックパターン３４０は高純度または低純度の色を有する。
【００５３】
例えば、モバイルイオンが陰イオン（ＯＨ−）である場合、第１電極３１０に第２電極３３０より高い電気が印加されると、陰イオン（ＯＨ−）は第１電極３１０側に移動してエレクトロクロミックパターン３４０の溶媒層３４１の濃度を高くする。これにより、エレクトロクロミックパターン３４０は高純度の色を有する。
【００５４】
一方、第１電極３１０に第２電極３３０より低い電位が印加されると、陰イオン（ＯＨ−）は発生せず、これによりエレクトロクロミックパターン３４０の溶媒層３４１の濃度は変わらない。従って、第１電極３１０に高い電位が印加されるときのエレクトロクロミックパターン３４０の純度に比べて相対的に低い低純度の色を有する。
【００５５】
図６及び図７は、図５に示した反射−透過型液晶表示パネルの透過モードに対する概念図である。
【００５６】
図５乃至図７に示すように、反射−透過型液晶表示パネルのカラーフィルタ基板３００は、第１電極３１０、第２電極３３０、及び第１電極３１０と第２電極３３０との間に介在するエレクトロクロミックパターン３４０を含む。エレクトロクロミックパターン３４０は染料粒子３４１ａが混合された溶媒層３４１とモバイルイオン３４３ａを発生する電解質層３４３を含む。
【００５７】
電解質層３４３は第１及び第２電極のうちいずれか一つに隣接するように配置される。本実施例では、電解質層３４３は、モバイルイオン（陰イオン）（ＯＨ−）３４３ａを発生する電解質物質から形成され、第２電極３３０に隣接するように配置される。
【００５８】
図６に示すように、透過モードの際、第１電極３１０には、第２電極３３０に印加される第２電圧（または、共通電圧）より高い電位の第１電圧（＋）が印加される。これにより、電解質層３４３は電気分解されてモバイルイオン（陰イオン）（ＯＨ−）３４３ａを発生する。モバイルイオン（陰イオン）（ＯＨ−）３４３ａは、相対的に高い電位を有する第１電極３１０側の溶媒層３４１に移動して溶媒層３４１の密度を高くする。これによって、エレクトロクロミックパターン３４０は相対的に高純度の色を有する。
【００５９】
透過モードの際、画素部Ｐは背面の光源６００から入射する第１光Ｌ１を用いて画像を表示する。従って、透過モードの際、第１光Ｌ１は高純度のエレクトロクロミックパターン３４０を通過することで画素部Ｐの高純度の色を発現する。
【００６０】
図７に示すように、反射モードの際、第１電極３１０には、第２電極３３０に印加された第２電圧（または共通電圧）より低い電位の第１電圧（−）が印加される。電解質層３４３は電気分解されないのでモバイルイオン（陰イオン）（ＯＨ−）３４３ａを発生しない。溶媒層３４１は透過モードの際より相対的に密度が低くなり、これによってエレクトロクロミックパターン３４０は低純度の色を有する。
【００６１】
反射モードの際、画素部Ｐは前面から入射する第２光Ｌ２を用いて画像を表示する。第２光Ｌ２は、エレクトロクロミックパターン３４０を１次的に通過し、反射電極ＲＥで反射された第２光Ｌ２は、エレクトロクロミックパターン３４０を２次的に通過する。従って、反射モードの際、第２光Ｌ２が低純度のエレクトロクロミックパターン３４０を二度通過することで、画素部Ｐは透過モードのように高純度の色を発現する。
【００６２】
図８は、本発明のさらに他の実施例による液晶表示装置に対するブロック図である。
【００６３】
図８に示すように、液晶表示装置はタイミング制御部６１０、液晶表示パネル６２０、駆動電圧発生部６３０、光源部６４０、ゲート駆動部６５０、及びソース駆動部６６０を含む。
【００６４】
タイミング制御部６１０は、外部機器から入力される制御信号６０１に基づいて液晶表示装置の動作を制御するための第１乃至第３制御信号６１１、６１２、６１３を生成する。タイミング制御部６１０は外部から入力されたデータ信号６０２をソース駆動部６６０に出力する。
【００６５】
具体的に、制御信号６０１は、メインクロック信号ＭＣＬＫ、水平同期信号ＨＳＹＮＣ、データイネイブル信号ＤＥ、垂直同期信号ＶＳＹＮＣ、及びモード選択信号（共に図示せず）を含む。モード選択信号は、透過モード及び反射モードに対する選択信号として、モード選択信号が透過モード選択信号であると、光源部６４０から出射した第１光Ｌ１を用いて画像を表示し、反射モード選択信号であると、光源部６４０の動作はオフさせた状態で外部から入射する第２光Ｌ２を用いて画像を表示する。
【００６６】
第１制御信号６１１は、駆動電圧発生部６３０の動作を制御する信号として、例えば、モード選択信号に対応して光源部６４０を駆動する駆動電圧の出力可否を制御する。第２制御信号６１２は、ゲート駆動部６５０の動作を制御する信号として、垂直開始信号ＳＴＶ、クロック信号ＣＫ、出力イネイブル信号ＯＥ（共に図示せず）を含む。第３制御信号６１３は、ソース駆動部６６０の動作を制御する信号として、水平開始信号ＳＴＨ、反転信号ＲＥＶ、及びロード信号ＴＰ（共に図示せず）を含む。
【００６７】
液晶表示パネル６２０は、上述の図４及び図５に示した反射−透過型液晶表示パネルである。反射−透過型液晶表示パネルは、複数の画素部が形成され、各画素部Ｐはアレイ基板２００に形成されたスイッチング素子ＴＦＴ、透過電極ＴＥ、反射電極ＲＥ、ストレージキャパシタＣＳＴ、カラーフィルタ基板３００に形成された第１電極３１０、遮光パターン３２０、第２電極３３０、及びエレクトロクロミックパターン３４０を含む。液晶表示パネル６２０についての詳細な説明は省略する。
【００６８】
駆動電圧発生部６３０は第１乃至第４駆動電圧を生成して出力する。第１駆動電圧６３１は光源部６４０を動作させる光源駆動電圧ＶＬであり、第２駆動電圧６３２は液晶表示パネル６２０に印加される第１及び第２共通電圧Ｖ１、Ｖ２であり、第３駆動電圧６３３はゲート駆動部６５０に印加されるゲート電圧であり、第４駆動電圧６３４はソース駆動部６６０に印加される基準諧調電圧である。
【００６９】
第１及び第２共通電圧Ｖ１、Ｖ２は、第１及び第２電極３１０、３３０に印加される電圧である。第２共通電圧Ｖ２は、アレイ基板２００の画素電極ＰＥに対向してカラーフィルタ基板３００に形成された共通電極層に印加される電圧である。第１電極３１０に印加される第１共通電圧の電位レベルを調節して液晶表示パネル６２０は反射モードと透過モードで動作する。
【００７０】
光源部６４０は、駆動電圧発生部６３０で生成された第１駆動電圧６３１を印加するか否かに応じて第１光Ｌ１を発生するか、第１光Ｌ１を発生しない。透過モードでは第１光Ｌ１を発生し、反射モードでは第１光Ｌ１を発生しない。
【００７１】
ゲート駆動部６５０は、第２制御信号６１２及び第３駆動電圧６３３に基づいて複数のゲート信号を生成して液晶表示パネル６２０に出力する。
【００７２】
ソース駆動部６６０は、第３制御信号６１３に基づいてタイミング制御部６１０から提供されたデータ信号６１５をアナログ形態のデータ信号に変換して出力する。即ち、ソース駆動部６６０は、デジタル形態のデータ信号６１５を、基準諧調電圧として第４駆動電圧６３４を用いてアナログ形態のデータ信号に変換して液晶表示パネル６２０に出力する。
【００７３】
液晶表示装置の動作モードが透過モードとして選択される場合、駆動電圧発生部６３０は、タイミング制御部６１０の制御によって、液晶表示パネル６２０の第１電極３１０に第２共通電圧Ｖ２より高い電位の第１共通電極Ｖ１（＋）を印加し、光源部６４０に第１駆動電圧６３１即ち光源駆動電圧ＶＬを印加する。
【００７４】
これにより、画素部Ｐのエレクトロクロミックパターン３４０は高純度の色に変わり、画素部Ｐは光源部６４０から出射した第１光を用いて高純度の画像を表示する。
【００７５】
一方、液晶表示装置の動作モードが反射モードとして選択される場合、駆動電圧発生部６３０は、タイミング制御部６１０の制御により、液晶表示パネル６２０の第１電極３１０に第２共通電圧Ｖ２より低い電位の第１共通電圧Ｖ１（−）を印加し、光源部６４０に第１駆動電圧６３１即ち光源駆動電圧ＶＬを印加しない。
【００７６】
これにより、画素部Ｐのエレクトロクロミックパターン３４０は低純度の色に変わり、画素部Ｐは外部から入射した第２光Ｌ２を用いて画像を表示する。その際、第２光Ｌ２の経路はエレクトロクロミックパターン３４０を二度通過するので、画素部Ｐは透過モードと実質的に同一の高純度の画像を表示する。
【００７７】
半透過型液晶表示パネルに備わるカラーフィルタ基板の色再現性を制御する方法は、まず、カラーフィルタ基板の第１共通電極に第１電圧を印加し、次に、カラーフィルタ基板の第２共通電極に第２電圧を印加する。ここで、第１電圧は半透過型液晶表示パネルの透過モードの際に第２電圧より高いレベルを有し、第２電圧は半透過型液晶表示パネルの反射モードの際に第１電圧より高いレベルを有する。
上述した方法は、多様な実施例に対応するカラーフィルタ基板、カラーフィルタ基板を含む液晶表示パネル、及び液晶表示パネルを含む液晶表示装置に適用されて多様な段階を含むことができる。
【００７８】
以上、本発明の実施例によって詳細に説明したが、本発明はこれに限定されず、本発明が属する技術分野において通常の知識を有するものであれば本発明の思想と精神を離脱することなく、本発明を修正または変更できる。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明の一実施例によるカラーフィルタ基板の概略的な断面図である。
【図２】図１に示したカラーフィルタ基板の動作を説明するための概念図である。
【図３】図１に示したカラーフィルタ基板の動作を説明するための概念図である。
【図４】本発明の他の実施例による反射−透過型液晶表示パネルの平面図である。
【図５】図４に示したＩ−Ｉ′線に沿って切断した断面図である。
【図６】図５に示した反射−透過型液晶表示パネルの透過モードに対する概念図である。
【図７】図５に示された反射−透過型液晶表示パネルの反射モーデータに対する概念図である。
【図８】本発明のさらに他の実施例による液晶表示装置に対するブロック図である。
【符号の説明】
【００８０】
１０１    ベース基板
１１０    第１共通電極層
１２０、３２０    遮光パターン
１３０    第２共通電極層
１４０    カラーフィルタ層（エレクトロクロミック層）
１４０Ｒ    第１エレクトロクロミックパターン
１４０Ｇ    第２エレクトロクロミックパターン
１４０Ｂ    第３エレクトロクロミックパターン
１４１、３４１    溶媒層
１４１ａ、３４１ａ    染料粒子
１４３、３４３    電解質層
１４３ａ、３４３ａ    モバイルイオン
２００    アレイ基板
２０２    ゲート絶縁層
２０３    保護絶縁層
２０４    有機絶縁層
２１０    第１ベース基板
２１１    ゲート電極
２１２    チャンネル層
２１２ａ    活性層
２１２ｂ    抵抗性接触層
２１３    ソース電極
２１４    ドレイン電極
２１６    コンタクトホール
２２１    ストレージ共通配線
２２２    金属パターン
３００    カラーフィルタ基板
３０１    第２ベース基板
３１０    第１電極
３３０    第２電極
３４０    エレクトロクロミックパターン
４００    液晶層
６００    光源
６０１    制御信号
６０２、６１５    データ信号
６１０    タイミング制御部
６１１    第１制御信号
６１２    第２制御信号
６１３    第３制御信号
６２０    液晶表示パネル
６３０    駆動電圧発生部
６３１    第１駆動電圧
６３２    第２駆動電圧
６３３    第３駆動電圧
６３４    第４駆動電圧
６４０    光源部
６５０    ゲート駆動部
６６０    ソース駆動部
【図１】
2007156497.tif 000003
【図２】
2007156497.tif 000004
【図３】
2007156497.tif 000005
【図４】
2007156497.tif 000006
【図５】
2007156497.tif 000007
【図６】
2007156497.tif 000008
【図７】
2007156497.tif 000009
【図８】
2007156497.tif 000010