JP4776915B2 - 表示パネル及びその製造方法、並びにこれを有する液晶表示装置 - Google Patents

表示パネル及びその製造方法、並びにこれを有する液晶表示装置 Download PDF

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Description

本発明は、表示パネル及びその製造方法、並びにこれを有する液晶表示装置に関し、より詳細には、視野角が向上され、製造工程が単純化される表示パネル及びその製造方法、並びにこれを有する液晶表示装置に関するものである。
液晶表示装置は、薄膜トランジスタが形成されたアレイ基板とカラーフィルタ基板との間に注入されている異方性誘電率を有する液晶物質に電界を印加し、この電界の強度を調整して、基板に透過される光の量を調節することにより、所望する画像信号を得る表示装置である。
液晶表示装置は、液晶の異方性のために光が透過する方向に応じて画質に差異が発生する。従来の液晶表示装置は、一定の角度範囲内でのみ良質の画像を得ることができる。特に、液晶表示装置は、角度範囲が90°より広い卓上用モニタで用いられることができる。一般的に、視野角とは、コントラストが10:1以上である画像を得ることができる角度を言う。コントラストは、画面における明るい所と暗い所との明るさの差を示す。コントラストは、液晶表示装置が、より暗い状態を実現できるか、より均一な輝度を実現できる場合に増加する。
より暗い状態を実現するために、光が漏れる現象を減少させ、ノーマリブラックモードを採用し、ブラックマトリックス表面での光反射を減らす。ノーマリブラックモードは、電界が印加されない場合に黒色が表示される。より均一な輝度を有するために、液晶表示装置は、補償フィルムを採用し、多重領域を有する液晶層を含む。
視野角を広くするために、液晶表示装置は、MVA(Multi−domain Vertical Alignment)モード、PVA(Patterned Vertical Alignment)モード、IPS(In−Plane Switching)モード等を含む。
しかしながら、液晶表示装置がMVAモードを含む場合、カラーフィルタ基板及び薄膜トランジスタ(TFT)基板上に突起が形成され、液晶層内に多重領域を形成して視野角を向上させる。しかし、MVA技術は、カラーフィルタ基板及び薄膜トランジスタ基板上に突起を形成するための別の工程が必要となり、製造費用が増加する。又、カラーフィルタ基板と薄膜トランジスタ基板とが正確に整列しない場合、突起により多重領域が良好に形成されず、歩留まりが減少するという問題点がある。
液晶表示装置がPVAモードを含む場合、共通電極内にスリットが形成され、共通電極と画素電極との間に歪曲された電場を形成する。しかし、カラーフィルタ基板と薄膜トランジスタ基板とが正確に整列しない場合、スリットにより多重領域が良好に形成されず、歩留まりが減少するという問題点がある。
液晶表示装置がIPSモードを含む場合、薄膜トランジスタ基板が互いに平行な2つの電極を含み、歪曲された電場を形成する。しかし、IPS技術は輝度が減少するという問題点がある。
又、従来の視野角が増大された液晶表示装置は、スリット又は突起を形成するための追加的な工程を含むので、製造費用が増加するという問題点がある。
前記のような問題点を解決するための本発明の第1目的は、視野角が向上された表示パネルを提供することにある。
前記のような問題点を解決するための本発明の第2目的は、工程が単純化される表示パネルの製造方法を提供することにある。
前記のような問題点を解決するための本発明の第3目的は、表示パネルを有する液晶表示装置を提供することにある。
前記第1目的を達成するための本発明の一実施例による表示パネルは、第1基板と、前記第1基板に対向する第2基板と、前記第1基板と前記第2基板との間に配置された液晶層と、を備えた液晶表示装置の表示パネルであって、前記第1基板は、上部基板、カラーフィルタ及び共通電極を含み、前記液晶層は、垂直配向モードで配向される液晶を含み、前記第2基板は、画素領域を含む下部基板と、前記下部基板上に配置されたスイッチング素子と、前記下部基板上に形成され前記画素領域内に配置された多重領域用開口部、及び前記スイッチング素子の電極の一部を露出するコンタクトホールを含む絶縁膜と、前記画素領域内の前記絶縁膜の表面、前記多重領域用開口部の内面、及び前記コンタクトホールの内面上に配置され、前記スイッチング素子の電極に電気的に接続された透明電極と、を含み、前記絶縁膜上に形成される前記画素領域は前記透明電極と接触する反射電極を含み、前記画素領域は、前記反射電極によって定義され外部光が反射される反射領域と残り画素領域によって定義され光を透過させる透過窓を有する。
本発明の他の実施例による表示パネルは、第1基板と、前記第1基板に対向する第2基板と、前記第1基板と前記第2基板との間に配置された液晶層と、を備えた液晶表示装置の表示パネルであって、前記第1基板は、上部基板、カラーフィルタ及び共通電極を含み、前記液晶層は、垂直配向モードで配向される液晶を含み、前記第2基板は、光を透過させる透過窓を含む画素領域、及び前記画素領域内に配置されたスイッチング素子が具備された下部基板と、スイッチング素子が配置された下部基板上に形成され、前記透過窓内に配置された複数の多重領域用開口部、及び前記スイッチング素子の電極の一部を露出するコンタクトホールを含む絶縁膜と、前記画素領域内の前記絶縁膜の表面、前記多重領域用開口部の内面、及び前記コンタクトホールの内面上に配置され、前記スイッチング素子の電極に電気的に接続された透明電極と、を含み、前記絶縁膜上に形成される前記画素領域は前記透明電極と接触する反射電極を含み、前記画素領域は、前記反射電極によって定義され外部光が反射される反射領域と残り画素領域によって定義され光を透過させる透過窓を有する。
前記第2目的を達成するために、本発明の一実施例による表示パネルの製造方法において、まず、画素領域が定義された下部基板上にスイッチング素子を形成する。その後、前記画素領域内に配置された多重領域用開口部、及び前記スイッチング素子の電極の一部を露出するコンタクトホールを含む絶縁膜を前記下部基板上に形成する。その後、前記画素領域内の前記絶縁膜の表面、前記多重領域用開口部の内面、及び前記コンタクトホールの内面上に前記スイッチング素子の前記電極に電気的に接続される透明電極を形成する。
本発明の他の実施例による表示パネルの製造方法において、まず、光を透過させる透過窓を含む画素領域が定義された基板上に、前記透過窓内に配置された複数の多重領域用開口部、及び前記スイッチング素子の電極の一部を露出するコンタクトホールを含む絶縁膜を形成する。その後、前記画素領域内の前記絶縁膜の表面、前記多重領域用開口部の内面、及び前記コンタクトホールの内面上に前記スイッチング素子の電極に電気的に接続される透明電極を形成するステップと、を含む。
本発明の更に他の実施例による表示パネルの製造方法において、まず、光を透過させる透過窓を含む画素領域が定義された基板上にゲート電極を形成する。その後、前記ゲート電極が形成された基板上にゲート絶縁膜を形成する。続けて、前記ゲート絶縁膜上に半導体層パターン、ソース電極、及びドレイン電極を形成してスイッチング素子を形成する。その後、前記スイッチング素子が形成された基板の全面に透明な絶縁物質を蒸着する。続けて、前記蒸着された透明な絶縁物質及び前記ゲート絶縁膜の一部をエッチングして、前記透過窓内に配置された複数の多重領域用開口部及び前記ドレイン電極の一部を露出するコンタクトホールを形成する。その後、前記画素領域内の前記有機膜の表面、前記多重領域用開口部の内面、及び前記コンタクトホールの内面上に透明電極を形成する。最後に、前記画素領域内の反射領域内に外部光を反射させる反射電極を形成する。
前記第3目的を達成するための本発明の一実施例による液晶表示装置は、第1基板、第2基板、及び液晶層を含む。
前記第2基板は、画素領域を含む基板と、前記基板上に配置されたスイッチング素子と、前記基板上に形成され、前記画素領域内に配置された多重領域用開口部、及び前記スイッチング素子の電極の一部を露出するコンタクトホールを含む絶縁膜と、前記画素領域内の前記絶縁膜の表面、前記多重領域用開口部の内面、及び前記コンタクトホールの内面上に配置され、前記スイッチング素子の前記電極に電気的に接続された透明電極と、を含み、前記第1基板に対向する。前記液晶層は、前記第1基板と前記第2基板との間に配置される。
本発明の他の実施例による液晶表示装置は、第1基板、第2基板、及び液晶層を含む。前記第2基板は、画素領域を含む下部基板と、前記下部基板上に配置されたスイッチング素子と、前記画素領域内に配置された複数の多重領域用開口部、及び前記スイッチング素子の電極の一部を露出するコンタクトホールを含み、前記スイッチング素子が配置された下部基板上に形成される絶縁膜と、前記画素領域内の前記絶縁膜の表面、前記多重領域用開口部の内面、及び前記コンタクトホールの内面上に配置され、前記スイッチング素子の前記電極に電気的に接続された透明電極を含む。前記液晶層は、前記第1基板と前記第2基板との間に配置される。
前記液晶表示装置は、反射型液晶表示装置、透過型液晶表示装置、反射−透過型液晶表示装置等を含む。前記スイッチング素子は、薄膜トランジスタ(TFT)、電界効果トランジスタ(FET)等を含む。
本発明は、上記したように構成されているので、前記絶縁膜が多重領域用開口部を含み、視野角が増加して画質が向上される。又、前記多重領域用開口部が前記第2基板上に配置されるので、前記第1基板と前記第2基板とが正確に整列されなくても、優れた品質の多重領域が生成される。
又、前記多重領域用開口部を前記コンタクトホールと共に形成して工程が単純化され、製造費用が減少する。
以下、添付図面を参照して本発明の好ましい実施例を詳細に説明する。
(実施例1)
図1は本発明の第1実施例による液晶表示装置を示す平面図であり、図2は図1の液晶表示装置の透過窓に形成された多重領域を示す平面図であり、図3は図1のI−I′に沿って切断した断面図であり、図4は図1のII−II′に沿って切断した断面図である。
図1〜図4を参照すると、液晶表示装置は、第1基板170、第2基板180、及び液晶層108を含む。
第1基板170は、上部基板100、ブラックマトリックス102、カラーフィルタ104、共通電極106、及びスペーサ110を含む。第2基板180は、下部基板120、薄膜トランジスタ119、ソースライン118a′、ゲートライン118b′、ゲート絶縁膜126、パッシベーション膜116、透明電極112、及び反射電極113を含む。液晶層108は、第1基板170と第2基板180との間に配置される。
第2基板180は、画像が表示される画素領域140及び光が遮断される遮光領域145を含む。画素領域140は、バックライトアセンブリ(図示せず)から発生された光を透過させる透過窓129a、及び外部光を反射させる反射領域128を含む。透過窓129aは、長方形形状を有することができる。
上部基板100及び下部基板120は、光を通過させることができる透明な材質のガラスを用いる。ガラスは、アルカリイオンを含まないことが好ましい。ガラスがアルカリイオンを含む場合、ガラスからアルカリイオンが液晶層108内に溶出されるので、液晶比抵抗が低下して画質が低下し、シーラントとガラスとの付着力を低下させ、薄膜トランジスタ119を劣化させる。
この際、上部基板100及び下部基板120が、トリアセチルセルロース(Triacetylcellulose;TAC)、ポリカボネート(Polycarbonate;PC)、ポリエーテルスルホン(Polyethersulfone;PES)、ポリエチレンテレフタレート(Polyethyleneterephthalate;PET)、ポリエチレンナフタレート(Polyethylenenaphthalate;PEN)、ポリビニルアルコール(Polyvinylalcohol;PVA)、ポリメチルメタクリレート(Polymethylmethacrylate;PMMA)、サイクロオレフィンポリマー(Cyclo−Olefin Polymer;COP)等を含むこともできる。
好ましくは、上部基板100及び下部基板120は、光学的に等方性である。上部基板100及び下部基板120が光学的に異方性であってもよい。
ブラックマトリックス102は、反射領域128に対応する上部基板100の一部に形成され光を遮断する。ブラックマトリックス102は、液晶を制御することができない遮光領域145を通過する光を遮断して画質を向上させる。
ブラックマトリックス102は、金属性物質又は不透明な有機物を上部基板100上に蒸着しエッチングして形成される。金属性物質は、クロム(Cr)、酸化クロム(CrOx)、窒化クロム(CrNx)等を含み、不透明な有機物は、カーボンブラック(Carbon Black)、顔料混合物、染料混合物等を含む。顔料混合物は赤色、緑色、及び青色顔料を含むことができ、染料混合物は赤色、緑色、及び青色染料を含むことができる。又、ブラックマトリックス102は、フォトレジスト成分を含む不透明物質を上部基板100上に塗布した後、フォト工程(Photo Process)を通じて形成されることもできる。この際、複数のカラーフィルタを重ねてブラックマトリックスを形成することもできる。
カラーフィルタ104は、ブラックマトリックス102が形成された上部基板120上に形成され、所定の波長を有する光のみを選択的に透過させる。カラーフィルタ104は、光重合開始剤、モノマー、バインダー、顔料、分散剤、溶剤、フォトレジスト等を含む。この際、カラーフィルタ104を下部基板120又はパッシベーション膜116上に配置させることもできる。
共通電極106は、ブラックマトリックス102及びカラーフィルタ104が形成された上部基板100の全面に形成される。共通電極106は、ITO(Indium Tin Oxide)、IZO(Indium Zinc Oxide)、又はZO(Zinc Oxide)のような透明な導電性物質を含む。この際、共通電極106を、下部基板120上に透明電極112及び反射電極113と平行に配置させることもできる。
スペーサ110は、ブラックマトリックス102、カラーフィルタ104、及び共通電極106が形成された上部基板100上に形成される。スペーサ110により、第1基板170と第2基板180との間にセルギャップが一定に維持される。好ましくは、スペーサ110は、ブラックマトリックス102に対応し配置され、カラムスペーサを含む。この際、スペーサ110が、ボールスペーサ、又はカラムスペーサとボールスペーサが混合されたスペーサを含むこともできる。
薄膜トランジスタ119は、下部基板120の反射領域128内に形成され、ソース電極118a、ゲート電極118b、ドレイン電極118c、及び半導体層パターンを含む。駆動回路(図示せず)はデータ電圧を出力して、ソースライン118a′を通じてソース電極118aに伝達し、選択信号を出力してゲートライン118b′を通じてゲート電極118bに伝達する。
ストレージキャパシタ(図示せず)は、下部基板120上に形成され、共通電極106と反射電極113との間、及び共通電極106と透明電極112との間の電位差を維持させる。ストレージキャパシタ(図示せず)は、前段ゲート方式又は独立配線方式である。
ゲート絶縁膜126は、ゲート電極118bが形成された下部基板120の全面に配置され、ゲート電極118bをソース電極118a及びドレイン電極118cと電気的に絶縁する。この際、ゲート絶縁膜126は、シリコン窒化物(SiNx)を含むこともできる。
パッシベーション膜116は、薄膜トランジスタ119が形成された下部基板120上の全面に配置され、ドレイン電極118cの一部を露出するコンタクトホールを含む。この際、パッシベーション膜126は、シリコン窒化物(SiNx)を含むこともできる。
パッシベーション膜116は、液晶層108内に多重領域を形成するために、パッシベーション膜116の一部が除去された多重領域用開口部130aを含む。多重領域用開口部130aは、透過窓129a内に配置される。好ましくは、多重領域用開口部130aは、透過窓129aの中心線に沿って配置され、延長された長方形形状を有する。好ましくは、多重領域用開口部130aに対応するゲート絶縁膜126の一部も共に除去される。
有機膜114は、薄膜トランジスタ119及びパッシベーション膜126が形成された下部基板120上に配置され、薄膜トランジスタ119を透明電極112及び反射電極113と絶縁する。有機膜114は、透過窓129aが露出され、ドレイン電極118cの一部を露出するビアコンタクトホール128を含む。
有機膜114により液晶層108の厚さが調節され、液晶層は、反射領域128に対応する第1厚さ及び透過窓129aに対応する第2厚さを有する。第2厚さは、第1厚さと互いに異なる厚さを有する。
又、有機膜114は、薄膜トランジスタ119、ソースライン118a′、ゲートライン118b′等が配置され、互いに異なる高さを有する下部基板120の表面を平坦化する役割も果たす。
好ましくは、有機膜114の表面は、凹部及び凸部を有する。凹部及び凸部は、反射電極113の反射効率を増加させる。この際、ソースライン118a′とゲートライン118b′とが交差する部分に対応する有機膜114の一部には、凸部より高い高さを有する突出部115が配置される。好ましくは、突出部115は、スペーサ110に対応し配置され、隣接する垂直配向された液晶の一部の配列を調節する。配列が調節された液晶は、多重領域を形成する。
図2を更に参照すると、透過窓129a内には多重領域用開口部130aを中心として4つの領域が形成される。4つの領域は、多重領域用開口部130aと透過窓129aの辺との間にそれぞれ配置される。
図3及び図4に示す透明電極112は、画素領域140内の有機膜114の表面、コンタクトホール128の内面、及び透過窓129aの内面上に形成され、ドレイン電極118cと電気的に接続される。透明電極112は、共通電極106との間に印加された電圧により液晶層108内の液晶を制御して、光の透過を調節する。透明電極112は、透明な導電性物質である酸化スズインジウム(ITO)、酸化亜鉛インジウム(IZO)、酸化亜鉛(ZO)等を含む。
反射電極113は、反射領域128内の有機膜114上に配置され外部光を反射させる。好ましくは、反射電極113は、有機膜114の表面上に形成された凹部及び凸部の形状に沿って配置され、外部光を一定の方向で反射させる。反射電極113は、導電性物質を含み、透明電極112を通じてドレイン電極118cと電気的に接続される。
この際、液晶を配向するために、第1基板170及び第2基板180の表面に配向膜(図示せず)を配置し、配向膜(図示せず)の表面を一定方向にラビングすることができる。好ましくは、第1基板170上に配置された配向膜(図示せず)のラビング方向は、第2基板180上に配置された配向膜(図示せず)のラビング方向と互いに逆方向である。
液晶層108は、第1基板170と第2基板180との間に配置され、シーラント(図示せず)により密封される。液晶層108内の液晶は、垂直配向(Vertical Alignment、VA)、ツイスト配向(Twisted Nematic、TN)、MTN配向(Mixed Twisted Nematic、MTN)、又はホモジニアス(Homogeneous)配向モードで配列される。好ましくは、液晶層108内の液晶は、垂直配向モードで配列される。
透明電極112と共通電極106との間、及び反射電極113と共通電極106との間に電圧が印加されると、突出部115及びスペーサ110に隣接する領域、透過窓129aと反射領域128との間の段差がある部分(Stepped Portion)、及び多重領域用開口部130aに隣接する領域内に電場の歪曲が発生する。液晶が垂直配向モードで配列される場合、歪曲された電場により液晶層108内に多重領域が形成され視野角が向上される。
図5〜図12は、本発明の第1実施例による液晶表示装置の製造方法を示す断面図である。
図5に示すように、まず、下部基板120に画素領域140及び遮光領域145を画定する。画素領域140は、バックライトアセンブリ(図示せず)から発生された光を透過させる透過窓129a及び外部光を反射させる反射領域128を含む。
その後、図6に示すように、下部基板120上に導電性物質を蒸着する。続けて、蒸着された導電性物質の一部を除去して、ゲート電極118b及びゲートライン118b′を形成する。次いで、ゲート電極118b及びゲートライン118b′が形成された下部基板120の全面にゲート絶縁膜126を蒸着する。ゲート絶縁膜126は透明な絶縁物質を含む。好ましくは、ゲート絶縁膜126は、シリコン窒化膜(SiNx)を含む。
次いで、ゲート絶縁膜126上にアモルファスシリコン及びN+アモルファスシリコンを順次で蒸着しエッチングして、ゲート電極118bに対応するゲート絶縁膜126上に半導体層を形成する。その後、半導体層が形成されたゲート絶縁膜126上に導電性物質を蒸着する。そして、導電性物質の一部をエッチングして、ソース電極118a、ソースライン118a′、及びドレイン電極118cを形成する。このようにして、ソース電極118a、ゲート電極118b、ドレイン電極118c、及び半導体層を含む薄膜トランジスタ119が下部基板120上に形成される。
その後、薄膜トランジスタ119が形成された下部基板120上に透明な絶縁物質を蒸着する。好ましくは、透明な絶縁物質は、シリコン窒化物(SiNx)を含む。
次いで、図7に示すように、蒸着された透明な絶縁物質及びゲート絶縁膜126の一部を除去して、ドレイン電極118cの一部を露出するコンタクトホール、及び透過窓129aの中心線に対応する下部基板120の一部を露出する多重領域用開口部130aを形成する。従って、薄膜トランジスタ119が形成された下部基板120上にコンタクトホール及び多重領域用開口部130aを含むパッシベーション膜116が形成される。
その後、図8に示すように、コンタクトホール及び多重領域用開口部130aが形成されたパッシベーション膜116上に有機物を塗布する。好ましくは、有機物はフォトレジストを含む。
次いで、図9に示すように、塗布された有機物114′を露光し現像して、ドレイン電極118cの一部に対応するビアホール、透過窓129a、凹部、凸部、及び突出部115を含む有機膜114を形成する。露光及び現像工程は、1つのマスクを用いた1回の工程又は複数のマスクを有する複数回の工程を含む。1つのマスクを用いた1回の工程を通じて、ビアホール、透過窓129a、凹部、凸部、及び突出部115を形成する場合、1つのマスクは、不透明な部分、半透明な部分、及び透明な部分を含む。好ましくは、不透明な部分は突出部115に対応し、半透明な部分は凹部と凸部に対応し、ビアホール及び透過窓129aは透明な部分に対応する。この際、マスクが半透明な部分の代わりに、スリットを含むこともできる。
図10に示すように、次いで、有機膜114、パッシベーション膜116、コンタクトホールの内面、透過窓129aの内面、及び多重領域用開口部130aの内面上に透明な導電性物質を蒸着する。透明な導電性物質は、ITO、IZO、ZO等を含む。好ましくは、透明な導電性物質はITOである。その後、透明な導電性物質の一部をエッチングして透明電極112を形成する。透明電極112は画素領域140内に形成される。
その後、有機膜114が形成された下部基板120上に反射率が高い導電体を蒸着する。好ましくは、反射率が高い導電体は、アルミニウム(Al)及びネオジウム(Nd)を含む。その後、蒸着された反射率が高い導電体の一部をエッチングして、反射領域128内に反射電極113を形成する。
このとき、反射電極113は、多層構造を有することができる。反射電極が多層構造を有する場合、反射電極113は、モリブデン(Mo)−タングステン(W)合金層、及びモリブデン(Mo)−タングステン(W)合金層上に形成されたアルミニウム(Al)−ネオジウム(Nd)合金層を含むことが好ましい。反射電極113は、透明電極112及びビアコンタクトホール128を通じて、ドレイン電極118cに電気的に接続される。
この際、透明電極112を透過窓129a及び多重領域用開口部130aの内面上に形成し、反射電極113を有機膜114及びコンタクトホールの内面上に形成し、透明電極112を反射電極113を通じてドレイン電極118cと電気的に接続させることもできる。
このようにして、下部基板120、薄膜トランジスタ119、ソースライン118a′、ゲートライン118b′、有機膜114、透明電極112、及び反射電極113を含む第2基板180が形成される。
その後、図11に示すように、上部基板100上に不透明な物質を蒸着する。続けて、蒸着された不透明な物質の一部を除去して、ブラックマトリックス102を形成する。この際、不透明な物質及びフォトレジストを上部基板100上に塗布した後、フォト工程でブラックマトリックス102を形成することもできる。フォト工程は、露光工程及び現像工程を含む。この際、ブラックマトリックス102を下部基板120上に形成することもできる。
次いで、ブラックマトリックス102が形成された上部基板100上にカラーフィルタ104を形成する。カラーフィルタ104は、特定な波長の光のみを選択的に透過させる。カラーフィルタ104は下部基板120上に形成されることもできる。カラーフィルタ104が下部基板120上に形成される場合、カラーフィルタは有機膜114を形成する前に形成することが好ましい。好ましくは、カラーフィルタ104はフォト工程を用いて形成される。
その後、カラーフィルタ104及びブラックマトリックス102が形成された上部基板100上に透明な導電性物質を蒸着して、共通電極106を形成する。透明な導電性物質はITO、IZO、ZO等を含む。
続けて、共通電極106上に有機物を塗布する。好ましくは、有機物はフォトレジスト成分を含む。次いで、塗布された有機物を露光及び現像して、ブラックマトリックス102に対応する共通電極106の一部上にスペーサ110を形成する。この際、共通電極106上にスペーサ110を形成せずに、ボールスペーサを配置することもできる。又、スペーサ110が下部基板120上に形成されることもできる。
従って、上部基板100、ブラックマトリックス102、カラーフィルタ104、共通電極106、及びスペーサ110を含む第1基板170が形成される。
図12に示すように、その後、第1基板170及び第2基板180を対向し結合する。
そして、第1基板170と第2基板180との間に液晶を注入し、注入された液晶をシーラント(図示せず)で密封して液晶層108を形成する。シーラント(図示せず)が形成された第1基板170又は第2基板180上に液晶を滴下した後に、第1基板170及び第2基板180を対向し結合して、液晶層108を形成することもできる。
このようにして、スペーサ110と隣接する突出部115、透過窓129aと反射領域128との間の段差がある部分、及び多重領域用開口部130aに隣接する領域内に配置された垂直配向された液晶の一部の配列が調節され、透過窓129a内に4つの多重領域が形成される。
(実施例2)
図13は、本発明の第2実施例による液晶表示装置を示す平面図であり、図14は、図13の液晶表示装置の透過窓内に形成された多重領域を示す平面図であり、図15は図13のIII−III′に沿って切断した断面図である。
本実施例において、透過窓及び多重領域用開口部を除いた残りの構成要素は実施例1と同じなので、重複された部分についての詳細な説明は省略する。
図13及び図15を参照すると、第2基板180は画素領域140及び遮光領域145を含み、画素領域140は2つの透過窓129b及び反射領域128を含む。好ましくは、透過窓129bは四角形形状である。画素領域140が3つ以上の透過窓を有することもできる。
ゲート絶縁膜126は、ゲート電極118bが形成された下部基板120の全面に配置され、パッシベーション膜116は薄膜トランジスタ119が形成された下部基板120上の全面に配置される。
パッシベーション膜116は、ドレイン電極118cの一部を露出するコンタクトホール及び2つの多重領域用開口部130bを含む。多重領域用開口部130bは、2つの透過窓129b内にそれぞれ配置される。好ましくは、多重領域用開口部128bは、透過窓129bの中心線に対応して配置され、四角形形状を有する。四角形の一辺の長さはwである。好ましくは、多重領域用開口部130bに対応するゲート絶縁膜126の一部も共に除去される。
有機膜114は、透過窓129bが開口されドレイン電極118cの一部を露出するビアコンタクトホール128を含む。
透明電極112は、画素領域140内の有機膜114、コンタクトホールの内面、及び透過窓129bの内面上に形成される。反射電極113は、反射領域128内の有機膜114上に配置され外部光を反射させる。隣接する透過窓129bの間の反射電極113を省略することもできる。
図14を参照すると、それぞれの透過窓129b内には、多重領域用開口部130bを中心として4つの領域が形成される。4つの領域は、多重領域用開口部130bと透過窓129bの辺との間にそれぞれ配置される。
従って、透明電極112と共通電極106との間、及び反射電極113と共通電極106との間に電圧が印加されると、突出部115及びスペーサ110に隣接する領域、透過窓129bと反射領域128との間の段差がある部分、及び多重領域用開口部130bに隣接する領域内に電場の歪曲が発生する。液晶が垂直配向モードで配列される場合、歪曲された電場により液晶層108内に8つの領域が形成され、視野角が向上される。
(実施例3)
図16は、本発明の第3実施例による液晶表示装置を示す平面図である。
本実施例において、透過窓及び多重領域用開口部を除いた残りの構成要素は実施例2と同じなので、重複された部分についての詳細な説明は省略する。
図16に示すように、、第2基板180は画素領域140及び遮光領域145を含み、画素領域140は2つの透過窓129c及び反射領域128を含む。透過窓129cは六角形形状である。
パッシベーション膜116は、ドレイン電極118cの一部を露出するコンタクトホール、及び液晶層108内に多重領域を形成するために、パッシベーション膜116の一部が除去された2つの多重領域用開口部130cを含む。多重領域用開口部130cは、2つの透過窓129c内にそれぞれ配置される。好ましくは、それぞれの多重領域用開口部128cは、それぞれの透過窓129cの中心線に対応し配置され、六角形形状を有する。
有機膜114は、透過窓129cが露出されドレイン電極118cの一部を露出するビアコンタクトホール128を含む。
透明電極112は、画素領域140内の有機膜114、コンタクトホールの内面、及び透過窓129cの内面上に形成される。反射電極113は、反射領域128内の有機膜114上に配置され外部光を反射させる。
それぞれの透過窓129c内には、多重領域用開口部130cを中心として多重領域が形成される。多重領域は、多重領域用開口部130cと透過窓129cの辺との間にそれぞれ配置される。
透明電極112と共通電極106との間、及び反射電極113と共通電極106との間に電圧が印加されると、突出部115及びスペーサ110に隣接する領域、透過窓129cと反射領域128との間の段差がある部分、及び多重領域用開口部130cに隣接する領域内に電場の歪曲が発生する。電場が歪曲された領域内に配置された垂直配向モードを有する液晶層108内に12つの多重領域が形成され視野角が向上される。
(実施例4)
図17は、本発明の第4実施例による液晶表示装置を示す平面図である。
本実施例において、透過窓及び多重領域用開口部を除いた残りの構成要素は実施例2と同じなので、重複された部分についての詳細な説明は省略する。
図17に示すように、第2基板180は画素領域140及び遮光領域145を含み、画素領域140は2つの透過窓129d及び反射領域128を含む。透過窓129dは八角形形状である。
パッシベーション膜116は、ドレイン電極118cの一部を露出するコンタクトホール、及び液晶層108内に多重領域を形成するためにパッシベーション膜116の一部が除去された2つの多重領域用開口部130dを含む。多重領域用開口部130dは、2つの透過窓129d内にそれぞれ配置される。それぞれの多重領域用開口部128dは、透過窓129dの中心線に対応して配置され、八角形形状を有する。
有機膜114は、透過窓129dが露出され、ドレイン電極118dの一部を露出するビアコンタクトホール128を含む。
透明電極112は、画素領域140内の有機膜114、コンタクトホールの内面、及び透過窓129dの内面上に形成される。反射電極113は、反射領域128内の有機膜114上に配置され外部光を反射させる。
それぞれの透過窓129d内には、多重領域用開口部130dを中心として多重領域が形成される。多重領域は、多重領域用開口部130dと透過窓129dの辺との間にそれぞれ配置される。
透明電極112と共通電極106との間、及び反射電極113と共通電極106との間に電圧が印加されると、突出部115及びスペーサ110に隣接する領域、透過窓129dと反射領域128との間の段差がある部分、及び多重領域用開口部130dに隣接する領域内に電場の歪曲が発生する。電場が歪曲された領域内に配置された垂直配向モードを有する液晶層108内に、16つの多重領域が生成され、視野角が向上される。
しかし、複数個の透過窓129b、129c、129dが一つの画素領域140内に配置される場合、透過窓129b、129c、129dの境界部に配置された有機膜114に段差がある部分が増加する。段差がある部分では、液晶層108の配向が不良なので画質が低下する恐れがある。
(実施例5)
図18は本発明の第5実施例による液晶表示装置を示す平面図であり、図19は図18の液晶表示装置の透過窓内に形成された多重領域を示す平面図であり、図20は図18のIV−IV′に沿って切断した断面図であり、図21は図18のV−V′に沿って切断した断面図である。本実施例において、多重領域用開口部を除いた残りの構成要素は実施例1と同じなので、重複された部分についての詳細な説明は省略する。
図18〜図21を参照すると、液晶表示装置は、第1基板270、第2基板280、及び液晶層208を含む。
第1基板270は、上部基板200、ブラックマトリックス202、カラーフィルタ204、共通電極206、及びスペーサ210を含む。第2基板280は、下部基板220、薄膜トランジスタ219、ソースライン218a′、ゲートライン218b′、ゲート絶縁膜226、パッシベーション膜216、透明電極212、及び反射電極213を含む。液晶層208は、第1基板270と第2基板280との間に配置される。
第2基板280は、画像が表示される画素領域240及び光が遮断される遮光領域245を含む。画素領域240は、バックライトアセンブリ(図示せず)から発生された光が透過される透過窓229a、及び外部光が反射される反射領域228を含む。透過窓229aは、ソースライン218a′と平行な縦方向で延長された長方形形状である。一つの画素領域240は、一つの透過窓229aに対応する。
上部基板200及び下部基板220は、光を通過させることができる透明な材質のガラスを用いる。
ブラックマトリックス202は、反射領域228に対応する上部基板200の一部に形成され、遮光領域245を通過する光を遮断する。ブラックマトリックス202は、不透明物質を蒸着しエッチングして形成される。又、ブラックマトリックス202は、フォトレジスト成分を含む不透明物質を塗布した後に、フォト工程を通じて形成されることもできる。
カラーフィルタ204は、ブラックマトリックス202が形成された上部基板200上に形成され、所定の波長を有する光のみを選択的に透過させる。
共通電極206は、ブラックマトリックス202及びカラーフィルタ204が形成された上部基板200の全面に形成される。
スペーサ210は、共通電極206が形成された上部基板200上に形成される。スペーサ210により第1基板270と第2基板280との間にセルギャップが一定に維持される。
薄膜トランジスタ219は、下部基板220の反射領域228内に形成され、ソース電極218a、ゲート電極218b、ドレイン電極218c、及び半導体層パターンを含む。駆動回路(図示せず)は、データ電圧を出力して、ソースライン218a′を通じてソース電極218aに伝達し、選択信号を出力してゲートライン218b′を通じてゲート電極218bに伝達する。
ストレージキャパシタ(図示せず)は、下部基板220上に形成され、共通電極206と反射電極213との間、及び共通電極206と透明電極212との間の電位差を維持させる。
ゲート絶縁膜226は、ゲート電極218bが形成された下部基板220の全面に配置され、ゲート電極218bをソース電極218a及びドレイン電極218cと電気的に絶縁する。
パッシベーション膜216は、薄膜トランジスタ219が形成された下部基板220上の全面に配置され、ドレイン電極218cの一部を露出させるコンタクトホールを含む。
パッシベーション膜216は、液晶層208内に多重領域を形成するために、パッシベーション膜216の一部が除去された3つの多重領域用開口部230aを含む。多重領域用開口部230aは、透過窓229aの中心線に対応して平行に配置され、四角形形状を有する。四角形の1辺の長さはwである。透過窓229aの境界に隣接する多重領域用開口部230aの辺と境界との最短距離dは、多重領域用開口部230a間の間隔iと同じである。
好ましくは、多重領域用開口部230aに対応するゲート絶縁膜226の一部も共に除去される。
有機膜214は、薄膜トランジスタ219及びパッシベーション膜226が形成された下部基板220上に配置され、薄膜トランジスタを透明電極212及び反射電極213と絶縁する。
有機膜214の表面は、凹部、及び凸部を有する。凹部及び凸部は、反射電極213の反射効率を増加させる。この際、ソースライン218a′及びゲートライン218b′が交差する部分に対応する有機膜214の一部には、凸部より高い高さを有する突出部215が配置される。
図19に示すように、透過窓229a内には、12つの領域が形成される。12つの領域のうち、4つの領域はそれぞれの多重領域用開口部230aを中心として配置される。4つの領域は、多重領域用開口部230aと透過窓229aの辺との間、及び多重領域用開口部230aの間にそれぞれ配置される。
透明電極212は、画素領域240内の有機膜214の表面、コンタクトホールの内面、及び透過窓229aの内面上に形成され、ドレイン電極218cと電気的に接続される。
反射電極213は、反射領域228内の有機膜214上に配置され、外部光を反射させる。
液晶を配向するために、第1基板270及び第2基板280の表面に配向膜(図示せず)を配置し、配向膜(図示せず)の表面を一定の方向でラビングする。
液晶層208は、第1基板270と第2基板280との間に配置され、シーラント(図示せず)により密封される。液晶層208は、垂直方向で配向される。
このような構成において、透明電極212と共通電極206との間、及び反射電極213と共通電極206との間に電圧が印加されると、突出部215及びスペーサ210に隣接する領域、透過窓229aと反射領域228との間の段差がある部分、及び多重領域用開口部230aに隣接する領域内に電場の歪曲が発生する。電場が歪曲された領域内に配置された垂直配向モードを有する液晶層208内に多重領域が形成される。
又、一つの透過窓229a内に多重領域用開口部230aが配置され、有機膜214の段差がある部分が減少して画質が向上される。
又、透過窓229a内に、最短距離dが間隔iと互いに同じなので、多様な形態を有する多重領域が生成され視野角が向上される。
(実施例6)
図22は本発明の第6実施例による液晶表示装置を示す平面図であり、図23は図22の液晶表示装置の透過窓内に形成された多重領域を示す平面図であり、図24は図22のVI−VI′に沿って切断した断面図である。本実施例において、多重領域用開口部を除いた残りの構成要素は実施例1と同じなので、重複された部分についての詳細な説明は省略する。
図22〜図24を参照すると、液晶表示装置は、第1基板270、第2基板280、及び液晶層208を含む。
第2基板280は、下部基板220、薄膜トランジスタ219、ソースライン218a′、ゲートライン218b′、ゲート絶縁膜226、パッシベーション膜216、透明電極212、及び反射電極213を含む。
第2基板280は、画像が表示される画素領域240、及び光が遮断される遮光領域245を含む。画素領域240は、バックライトアセンブリ(図示せず)から発生された光が透過される透過窓229b、及び外部光が反射される反射領域228を含む。透過窓229bは、ソースライン218a′と平行な縦方向で延長された長方形形状である。
パッシベーション膜216は、薄膜トランジスタ219が形成された下部基板220上の全面に配置され、ドレイン電極218cの一部を露出するコンタクトホールを含む。
パッシベーション膜216は、液晶層208内に多重領域を形成するために、パッシベーション膜216の一部が除去された2つの多重領域用開口部230bを含む。多重領域用開口部230bは、透過窓229bの中心線に沿って平行に配置され、四角形形状を有する。四角形の1辺の長さはwである。多重領域用開口部230b間の間隔i′は、透過窓229bの境界に隣接する多重領域用開口部230bの辺と境界との最短距離dの2倍である。
好ましくは、多重領域用開口部230bに対応するゲート絶縁膜226の一部も共に除去される。
図23に示すように、透過窓229b内には8つの領域が形成される。8つの領域のうち、4つの領域はそれぞれの多重領域用開口部230bを中心として配置される。4つの領域は、多重領域用開口部230bと透過窓229bの辺との間、及び多重領域用開口部230bの間にそれぞれ配置される。
従って、透明電極212と共通電極206との間、及び反射電極213と共通電極206との間に電圧が印加されると、多重領域用開口部230bに隣接する領域内に電場の歪曲が発生する。電場が歪曲された領域内に配置された垂直配向モードを有する液晶層208内に多重領域が形成され、視野角が向上される。
又、1つの透過窓229b内に多重領域用開口部230bが配置され、有機膜214の段差がある部分が減少して画質が向上される。
又、間隔i′が透過窓229a内に最短距離dの2倍なので、同じ形態を有する多重領域が生成される。
(実施例7)
図25は本発明の第7実施例による液晶表示装置を示す平面図であり、図26は図25の液晶表示装置の透過窓内に形成された多重領域を示す平面図であり、図27は図25のVII−VII′に沿って切断した断面図である。本実施例において、多重領域用開口部を除いた残りの構成要素は実施例1と同じなので、重複された部分についての詳細な説明は省略する。
図25及び図27を参照すると、透過窓229cは、ソースライン218a′と平行な縦方向で延長された長方形形状である。
パッシベーション膜216は、薄膜トランジスタ219が形成された下部基板220上の全面に配置され、ドレイン電極218cの一部を露出するコンタクトホールを含む。
パッシベーション膜216は、液晶層208内に多重領域を形成するために、パッシベーション膜216の一部が除去された3つの多重領域用開口部230cを含む。多重領域用開口部230cは、透過窓229cの中心線と平行に配置され、縦方向で延長された長方形形状を有する。長方形の縦方向の長さ、及びゲートライン218b′と平行な横方向の長さは、それぞれw1及びw2である。多重領域用開口部230c間の間隔i″は、透過窓229bの境界に隣接する多重領域用開口部230cの辺と境界との最短距離dと同じである。
好ましくは、それぞれの多重領域用開口部230cは、透過窓229cと同じ形状を有する。
多重領域用開口部230cが透過窓229cと同じ形状を有する場合、透過窓229cのソースライン218a′と平行な縦方向の長さ、及びゲートライン218b′と平行な横方向の長さは、それぞれ(2d+2i″+3w1)及び(2d+w2)である。従って、透過窓229cの縦方向の長さ(2d+2i″+3w1)と透過窓229cの横方向の長さ(2d+w2)の比、及び開口部230cの縦方向の長さw1と開口部230cの横方向の長さw2の比は、下記の式を満足する。
d=i″、及び
2d+2i″+3w1:2d+w2=w1:w2
例えば、透過窓229cのサイズが、縦方向の長さ(2d+2i″+3w1)及び横方向の長さ(2d+w2)がそれぞれ210μm及び70μmである場合、多重領域用開口部230cの縦方向の長さw1及び横方向の長さw2は、それぞれ30μm及び10μmである。
又、透過窓229cは、2個、4個、5個等の多重領域用開口部230cを含むこともできる。透過窓229cがn個の多重領域用開口部230cを含む場合、透過窓229cの縦方向の長さ及び横方向の長さは、それぞれ(2d+(n−1)i″+3w1)及び(2d+w2)である。従って、透過窓229cの縦方向の長さ(2d+(n−1)i″+3w1)と透過窓229cの横方向の長さ(2d+w2)の比、及び開口部230cの縦方向の長さw1と開口部230cの横方向の長さw2の比は、下記の式を満足する。
d=i″、及び
2d+(n−1)i″+3w1:2d+w2=w1:w2
好ましくは、多重領域用開口部230cに対応するゲート絶縁膜226の一部も共に除去される。
図26を参照すると、透過窓229c内には12の領域が形成される。8の領域のうち、4の領域はそれぞれの多重領域用開口部230cを中心としてそれぞれ4つの領域が形成される。4つの領域は、多重領域用開口部230cと透過窓229cの辺との間、及び多重領域用開口部230cの間にそれぞれ配置される。多重領域用開口部230cの上下に配置された領域は横方向で延長された形状を有し、多重領域用開口部230cの左右に配置された領域は縦方向で延長された形状を有する。
従って、透明電極212と共通電極206、及び反射電極213と共通電極206との間に電圧が印加されると、多重領域用開口部230cに隣接する領域内に電場の歪曲が発生する。液晶が垂直配向モードで配列される場合、歪曲された電場により液晶層208内に多重領域が形成され、視野角が向上される。
又、多重領域用開口部230cが透過窓229cと同じ形状を有するので、多重領域用開口部が四角形形状を有する場合より多様な形態の多重領域が生成される。
(実施例8)
図28は本発明の第8実施例による液晶表示装置を示す平面図であり、図29は図28のVIII−VIII′に沿って切断した断面図である。本実施例において、実施例1と同じ構成要素については詳細な説明を省略する。
図28及び図29を参照すると、液晶表示装置は、第1基板370、第2基板380、及び液晶層308を含む。
第1基板370は、上部基板300、ブラックマトリックス302、カラーフィルタ304、オーバーコーティング層305、共通電極306、及びスペーサ310を含む。
第2基板380は、下部基板320、薄膜トランジスタ319、ゲート絶縁膜326、パッシベーション膜316、透明電極312、及び反射電極313を含む。第2基板380は、画素領域340及び遮光領域345を含む。
画素領域340は、外部光を反射させる反射領域349及びバックライトアセンブリ(図示せず)から発生した光が透過される透過窓329を含む。
薄膜トランジスタ319及び透明電極312は、反射領域328内に配置され、反射電極313は透過窓329内に配置される。
遮光領域345は、画素領域340に隣接し配置される。ソースライン318a′、ゲートライン318b′、駆動回路(図示せず)等は遮光領域345内に配置される。
ブラックマトリックス302は、遮光領域345に対応する上部基板300上に配置される。
カラーフィルタ304は、ブラックマトリックス302が形成された上部基板300上に形成され、所定の波長の光のみを選択的に透過させる。カラーフィルタ304は、反射電極313に対応し配置され、透過率を向上させるスリット303を含む。
オーバーコーティング層305a、305b及び共通電極306は、ブラックマトリックス302及びカラーフィルタ304が形成された上部基板300の全面に交互に配置される。透過窓329に対応する共通電極306bは、カラーフィルタ304上に配置されたオーバーコーティング層305a上に配置される。しかし、遮光領域345及び反射領域328に対応する共通電極306aは、カラーフィルタ304とオーバーコーティング層305bとの間に配置される。
反射領域328に対応する液晶層308のセルギャップが、透過窓329に対応する液晶層308のセルギャップと同じであっても、透過窓329に対応する共通電極306bの高さと、遮光領域345及び反射領域328に対応する共通電極306aの高さとが互いに異なるので、透過窓329に対応する液晶層308に形成される電界の強度が、反射領域328に対応する液晶層308に形成される電界の強度が異なる。
オーバーコーティング層305a、305bはカラーフィルタ304を保護し、ブラックマトリックス302及びカラーフィルタ304により形成された段差がある部分を平坦化する。
スペーサ310は、ブラックマトリックス302、カラーフィルタ304、オーバーコーティング層305a、305b、及び共通電極306が形成された上部基板300上に形成される。
薄膜トランジスタ319は、下部基板320上に形成され、ソース電極318a、ゲート電極318b、ドレイン電極318c、及び半導体層パターンを含む。
ストレージキャパシタ(図示せず)は、下部基板320上に形成され、共通電極306と反射電極313との間、及び共通電極306と透明電極312との間の電位差を維持させる。
ゲート絶縁膜326は、ゲート電極318bが形成された下部基板320の全面に配置され、ゲート電極318bをソース電極318a及びドレイン電極318cと電気的に絶縁する。
パッシベーション膜316は、薄膜トランジスタ319が形成された下部基板320上の全面に配置され、ドレイン電極318cの一部を露出するコンタクトホールを含む。
パッシベーション膜316及びゲート絶縁膜326は、3つの多重領域用開口部330を含む。多重領域用開口部330は、液晶層308内に多重領域を形成する。多重領域用開口部330は、透過窓329の中心線と平行に配置され、1辺の長さがwである四角形形状を有する。多重領域用開口部330間の間隔iは、透過窓329の境界に隣接する多重領域用開口部330の辺と境界との最短距離dと同じである。
透明電極312は、パッシベーション膜316及びパッシベーション膜316の一部を露出するコンタクトホールの内面上に形成され、ドレイン電極318cと電気的に接続される。
反射電極313は、パッシベーション膜316及び透明電極312の一部上に配置され、外部光を反射させる。
液晶層308は、第1基板370と第2基板380との間に配置され、シーラント(図示せず)により密封される。
液晶層308を配向するために、第1基板370及び第2基板380の表面に配向膜(図示せず)を配置し、配向膜(図示せず)の表面を一定の方向でラビングする。
従って、反射領域328に対応する共通電極306aの高さが、透過窓329に対応する共通電極306bの高さと異なるので、反射領域328に対応する液晶層308及び透過窓329に対応する液晶層308の光学条件を最適化することができる。
前述した構成を有する本発明によると、絶縁膜が多重領域用開口部を含み、液晶表示装置の視野角が増加して画質が向上される。
又、多重領域用開口部が第2基板上に配置されるので、第1基板と第2基板との整列が完全ではなくても、優れた品質の多重領域が生成される。この際、多重領域は互いに同じ形状又は互いに異なる形状を有することができる。
更に、多重領域用開口部をコンタクトホールと共に形成して、工程が単純化され製造費用が減少する。
又、一つの透過窓内に絶縁膜が複数の多重領域用開口部を含み、有機膜の段差がある部分の長さが減少して、液晶表示装置の画質が向上される。
又、反射領域に対応する共通電極の高さが、透過窓に対応する共通電極の高さと異なるので、液晶層の光学条件を最適化することができる。
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れることなく、本発明を修正または変更できる。
本発明の第1実施例による液晶表示装置を示す平面図である。 図1の液晶表示装置の透過窓内に形成された多重領域を示す平面図である。 図1のI−I′に沿って切断した断面図である。 図1のII−II′に沿って切断した断面図である。 本発明の第1実施例による液晶表示装置の製造方法を示す断面図である。 本発明の第1実施例による液晶表示装置の製造方法を示す断面図である。 本発明の第1実施例による液晶表示装置の製造方法を示す断面図である。 本発明の第1実施例による液晶表示装置の製造方法を示す断面図である。 本発明の第1実施例による液晶表示装置の製造方法を示す断面図である。 本発明の第1実施例による液晶表示装置の製造方法を示す断面図である。 本発明の第1実施例による液晶表示装置の製造方法を示す断面図である。 本発明の第1実施例による液晶表示装置の製造方法を示す断面図である。 本発明の第2実施例による液晶表示装置を示す平面図である。 図13の液晶表示装置の透過窓内に形成された多重領域を示す平面図である。 図13のIII−III′に沿って切断した断面図である。 本発明の第3実施例による液晶表示装置を示す平面図である。 本発明の第4実施例による液晶表示装置を示す平面図である。 本発明の第5実施例による液晶表示装置を示す平面図である。 図18の液晶表示装置の透過窓内に形成された多重領域を示す平面図である。 図18のIV−IV′に沿って切断した断面図である。 図18のV−V′に沿って切断した断面図である。 本発明の第6実施例による液晶表示装置を示す平面図である。 図22の液晶表示装置の透過窓内に形成された多重領域を示す平面図である。 図23のVI−VI′に沿って切断した断面図である。 本発明の第7実施例による液晶表示装置を示す平面図である。 図25の液晶表示装置の透過窓内に形成された多重領域を示す平面図である。 図25のVII−VII′に沿って切断した断面図である。 本発明の第8実施例による液晶表示装置を示す平面図である。 図28のVIII−VIII′に沿って切断した断面図である。
符号の説明
100、200、300 上部基板
102、202、302 ブラックマトリックス
104、204、304 カラーフィルタ
106、206、306、306a、306b 共通電極
108、208 液晶層
110 スペーサ
112、212、312 透明電極
113、213、313 反射電極
114、114′、214 有機膜
115、215 突出部
116、216、316 パッシベーション膜
118a、218a、318a ソース電極
118a′、218a′、318a′ ソースライン
118b、218b、318b ゲート電極
118b′、218b′、318b′ ゲートライン
118c、218c、318c ドレイン電極
119、219、319 薄膜トランジスタ
120、220、320 下部基板
126、226、326 ゲート絶縁膜
128、228、348 反射領域
128 ビアコンタクトホール
129a、129b、129c、129d、229a、229b、229c、329 透過窓
130a、130b、230a、230b、230c 多重領域用開口部
140、240、340 画素領域
145、245、345 遮光領域
170、270、370 第1基板
180、280、380 第2基板
305、305a、305b オーバーコーティング層

Claims (39)

  1. 第1基板と、
    前記第1基板に対向する第2基板と、
    前記第1基板と前記第2基板との間に配置された液晶層と、
    を備えた液晶表示装置の表示パネルであって、
    前記第1基板は、
    上部基板、カラーフィルタ及び共通電極を含み、
    前記液晶層は、
    垂直配向モードで配向される液晶を含み、
    前記第2基板は、
    画素領域を含む下部基板と、
    前記下部基板上に配置されたスイッチング素子と、
    前記下部基板上に形成され前記画素領域内に配置された多重領域用開口部、及び前記スイッチング素子の電極の一部を露出するコンタクトホールを含む絶縁膜と、
    前記画素領域内の前記絶縁膜の表面、前記多重領域用開口部の内面、及び前記コンタクトホールの内面上に配置され、前記スイッチング素子の電極に電気的に接続された透明電極と、を含み、
    前記絶縁膜上に形成される前記画素領域は前記透明電極と接触する反射電極を含み、前記画素領域は、前記反射電極によって定義され外部光が反射される反射領域と残り画素領域によって定義され光を透過させる透過窓を有することを特徴とする表示パネル。
  2. 前記多重領域用開口部は前記透過窓の中心線に対応して配置されることを特徴とする請求項1記載の表示パネル。
  3. 前記透過窓は、四角形、六角形、八角形、又は円形であることを特徴とする請求項2記載の表示パネル。
  4. 前記画素領域は2つの透過窓を含み、前記絶縁膜は2つの多重領域用開口部を含み、前記それぞれの多重領域用開口部は、前記それぞれの透過窓の中心線に対応して配置されることを特徴とする請求項3記載の表示パネル。
  5. 前記絶縁膜上に配置され多重領域を形成する突出部を含み、前記透過窓及び前記コンタクトホールに対応する前記画素領域の一部が開口される有機膜を更に含むことを特徴とする請求項2記載の表示パネル。
  6. 前記スイッチング素子は、ゲート電極、ソース電極、及びドレイン電極を含み、前記表示パネルは、前記ゲート電極が形成された前記基板上に配置され、前記ゲート電極を前記ソース電極及び前記ドレイン電極と絶縁し、前記多重領域用開口部に対応する部分が開口されたゲート絶縁膜を更に含むことを特徴とする請求項1記載の表示パネル。
  7. 第1基板と、
    前記第1基板に対向する第2基板と、
    前記第1基板と前記第2基板との間に配置された液晶層と、
    を備えた液晶表示装置の表示パネルであって、
    前記第1基板は、
    上部基板、カラーフィルタ及び共通電極を含み、
    前記液晶層は、
    垂直配向モードで配向される液晶を含み、
    前記第2基板は、
    光を透過させる透過窓を含む画素領域、及び前記画素領域内に配置されたスイッチング素子が具備された下部基板と、
    スイッチング素子が配置された下部基板上に形成され、前記透過窓内に配置された複数の多重領域用開口部、及び前記スイッチング素子の電極の一部を露出するコンタクトホールを含む絶縁膜と、
    前記画素領域内の前記絶縁膜の表面、前記多重領域用開口部の内面、及び前記コンタクトホールの内面上に配置され、前記スイッチング素子の電極に電気的に接続された透明電極と、を含み、
    前記絶縁膜上に形成される前記画素領域は前記透明電極と接触する反射電極を含み、前記画素領域は、前記反射電極によって定義され外部光が反射される反射領域と残り画素領域によって定義され光を透過させる透過窓を有することを特徴とする表示パネル。
  8. 前記透過窓の形状と前記それぞれの多重領域用開口部の形状とが同じであることを特徴とする請求項7記載の表示パネル。
  9. 前記多重領域用開口部は、前記透過窓の中心線に沿って配列されることを特徴とする請求項7記載の表示パネル。
  10. 前記透過窓の第1境界に隣接する前記多重領域用開口部の辺と、前記多重領域用開口部に隣接する前記第1境界との最短距離は、前記第1境界に垂直である前記透過窓の第2境界に隣接する前記多重領域用開口部の辺と、前記多重領域用開口部に隣接する前記第2境界との最短距離と同じであることを特徴とする請求項7記載の表示パネル。
  11. 前記多重領域用開口部間の間隔が、前記最短距離と同じであることを特徴とする請求項10記載の表示パネル。
  12. 前記絶縁膜は、3つの前記多重領域用開口部を含むことを特徴とする請求項11記載の表示パネル。
  13. 前記多重領域用開口部間の間隔が、前記最短距離の2倍であることを特徴とする請求項10記載の表示パネル。
  14. 前記絶縁膜は、2つの前記多重領域用開口部を含むことを特徴とする請求項13記載の表示パネル。
  15. 前記透過窓は、前記基板を基準として縦方向で延長された長方形であり、前記それぞれの多重領域用開口部は、四角形であることを特徴とする請求項10記載の表示パネル。
  16. 前記それぞれの多重領域用開口部は、前記基板を基準として縦方向で延長された長方形であることを特徴とする請求項15記載の表示パネル。
  17. 前記絶縁膜上に配置され多重領域を形成する突出部を含み、前記透過窓に対応する前記画素領域の一部が開口される有機膜を更に含むことを特徴とする請求項7記載の表示パネル。
  18. 前記画素領域は外部光が反射される反射領域を更に含み、前記スイッチング素子は前記反射領域内に配置されることを特徴とする請求項7記載の表示パネル。
  19. 前記表示パネルは前記基板上に配置され、前記多重領域用開口部に対応する部分が開口されたゲート絶縁膜を更に含むことを特徴とする請求項7記載の表示パネル。
  20. 請求項1−19のいずれかの表示パネルを製造するための表示パネルの製造方法であって、
    画素領域が画定された下部基板上にスイッチング素子を形成するステップと、
    前記画素領域内に配置された多重領域用開口部、及び前記スイッチング素子の電極の一部を露出するコンタクトホールを含む絶縁膜を前記下部基板上に形成するステップと、
    前記画素領域内の前記絶縁膜の表面、前記多重領域用開口部の内面、及び前記コンタクトホールの内面上に前記スイッチング素子の前記電極に電気的に接続される透明電極を形成するステップと、
    を含むことを特徴とする表示パネルの製造方法。
  21. 前記透明電極を形成するステップは、
    前記画素領域内の前記絶縁膜の表面、前記多重領域用開口部の内面、及び前記コンタクトホールの内面上に透明電極を形成するステップと、
    前記絶縁膜上に多重領域を形成する突出部を含み、前記透過窓に対応する前記画素領域の一部が開口される有機膜を形成するステップと、
    前記画素領域内の反射領域内に外部光を反射させる反射電極を形成するステップと、
    を更に含むことを特徴とする請求項20記載の表示パネルの製造方法。
  22. 前記透明電極を形成するステップは、
    前記絶縁膜上に多重領域を形成する突出部を含み、前記透過窓及び前記コンタクトホールに対応する前記画素領域の一部が開口される有機膜を形成するステップと、
    前記画素領域内の前記有機膜の表面、前記多重領域用開口部の内面、及び前記コンタクトホールの内面上に透明電極を形成するステップと、
    前記画素領域内の反射領域内に外部光を反射させる反射電極を形成するステップと、
    を更に含むことを特徴とする請求項20記載の表示パネルの製造方法。
  23. 請求項1−19のいずれかの表示パネルを製造するための表示パネルの製造方法であって、
    光を透過させる透過窓を含む画素領域が画定された基板上に、前記透過窓内に配置された複数の多重領域用開口部、及び前記スイッチング素子の電極の一部を露出するコンタクトホールを含む絶縁膜を形成するステップと、
    前記画素領域内の前記絶縁膜の表面、前記多重領域用開口部の内面、及び前記コンタクトホールの内面上に前記スイッチング素子の電極に電気的に接続される透明電極を形成するステップと、
    を含むことを特徴とする表示パネルの製造方法。
  24. 前記基板上にゲート電極を形成するステップと、
    前記ゲート電極が形成された基板上にゲート絶縁膜を形成するステップと、
    前記ゲート電極に対応する前記ゲート絶縁膜上に半導体層パターンを形成するステップと、
    前記半導体層パターンが形成された前記ゲート絶縁膜上の前記ゲート電極に対応する部分に、ソース電極及び前記ソース電極に離隔するドレイン電極を形成してスイッチング素子を形成するステップと、
    を更に含むことを特徴とする請求項23記載の表示パネルの製造方法。
  25. 前記絶縁膜を形成するステップは、
    前記スイッチング素子が形成された基板上に透明な絶縁物質を蒸着するステップと、
    前記蒸着された透明な絶縁物質及び前記ゲート絶縁膜の一部をエッチングして、前記多重領域用開口部及び前記コンタクトホールを形成するステップと、
    を更に含むことを特徴とする請求項24記載の表示パネルの製造方法。
  26. 前記絶縁膜を形成するステップは、
    前記スイッチング素子が形成された基板上に、透明な絶縁物質を蒸着するステップと、
    前記蒸着された透明な絶縁物質の一部をエッチングして、前記多重領域用開口部及び前記コンタクトホールを形成するステップと、
    を更に含むことを特徴とする請求項24記載の表示パネルの製造方法。
  27. 前記絶縁膜上に多重領域を形成する突出部を含み、前記透過窓及び前記コンタクトホールに対応する部分が開口された有機膜を形成するステップを更に含むことを特徴とする請求項23記載の表示パネルの製造方法。
  28. 前記透明電極を形成するステップは、
    前記画素領域内の前記有機膜の表面、前記多重領域用開口部の内面、及び前記コンタクトホールの内面上に光を透過する透明電極を形成するステップと、
    前記画素領域内の反射領域内に外部光を反射させる反射電極を形成するステップと、
    を更に含むことを特徴とする請求項27記載の表示パネルの製造方法。
  29. 前記透明電極を形成するステップは、
    前記絶縁膜上に多重領域を形成する突出部を含み、前記透過窓及び前記コンタクトホールに対応する前記画素領域の一部が開口される有機膜を形成するステップと、
    前記画素領域内の前記有機膜の表面、前記多重領域用開口部の内面、及び前記コンタクトホールの内面上に透明電極を形成するステップと、
    前記画素領域内の反射領域内に外部光を反射させる反射電極を形成するステップと、
    を更に含むことを特徴とする請求項23記載の表示パネルの製造方法。
  30. 請求項1−19のいずれかの表示パネルを製造するための表示パネルの製造方法であって、
    光を透過させる透過窓を含む画素領域が画定された基板上にゲート電極を形成するステップと、
    前記ゲート電極が形成された基板上にゲート絶縁膜を形成するステップと、
    前記ゲート絶縁膜上に半導体層パターン、ソース電極、及びドレイン電極を形成してスイッチング素子を形成するステップと、
    前記スイッチング素子が形成された基板の全面に透明な絶縁物質を蒸着するステップと、
    前記蒸着された透明な絶縁物質及び前記ゲート絶縁膜の一部をエッチングして、前記透過窓内に配置された複数の多重領域用開口部及び前記ドレイン電極の一部を露出するコンタクトホールを形成するステップと、
    前記画素領域内の前記有機膜の表面、前記多重領域用開口部の内面、及び前記コンタクトホールの内面上に透明電極を形成するステップと、
    前記画素領域内の反射領域内に外部光を反射させる反射電極を形成するステップと、
    を更に含むことを特徴とする表示パネルの製造方法。
  31. 第1基板と、
    前記第1基板に対向する第2基板と、
    前記第1基板と前記第2基板との間に配置された液晶層と、
    を備えた液晶表示装置であって、
    前記第1基板は、
    上部基板、カラーフィルタ及び共通電極を含み、
    前記液晶層は、
    垂直配向モードで配向される液晶を含み、
    前記第2基板は、
    画素領域を含む下部基板と、
    前記下部基板上に配置されたスイッチング素子と、
    前記下部基板上に形成され前記画素領域内に配置された多重領域用開口部、及び前記スイッチング素子の電極の一部を露出するコンタクトホールを含む絶縁膜と、
    前記画素領域内の前記絶縁膜の表面、前記多重領域用開口部の内面、及び前記コンタクトホールの内面上に配置され、前記スイッチング素子の電極に電気的に接続された透明電極と、を含み、
    前記絶縁膜上に形成される前記画素領域は前記透明電極と接触する反射電極を含み、前記画素領域は、前記反射電極によって定義され外部光が反射される反射領域と残り画素領域によって定義され光を透過させる透過窓を有することを特徴とする液晶表示装置。
  32. 前記多重領域用開口部は、前記透過窓の中心線に対応して配置されることを特徴とする請求項31記載の液晶表示装置。
  33. 前記画素領域は、2つの多角形又は2つの円形透過窓を含むことを特徴とする請求項32記載の液晶表示装置。
  34. 第1基板と、
    前記第1基板に対向する第2基板と、
    前記第1基板と前記第2基板との間に配置された液晶層と、
    を備えた液晶表示装置であって、
    前記第1基板は、
    上部基板、カラーフィルタ及び共通電極を含み、
    前記液晶層は、
    垂直配向モードで配向される液晶を含み、
    前記第2基板は、
    画素領域を含む下部基板と、
    前記下部基板上に配置されたスイッチング素子と、
    前記画素領域内に配置された複数の多重領域用開口部、及び前記スイッチング素子の電極の一部を露出するコンタクトホールを含み、前記スイッチング素子が配置された下部基板上に形成される絶縁膜と、前記画素領域内の前記絶縁膜の表面、前記多重領域用開口部の内面、及び前記コンタクトホールの内面上に配置され、前記スイッチング素子の前記電極に電気的に接続された透明電極を含み、
    前記絶縁膜上に形成される前記画素領域は前記透明電極と接触する反射電極を含み、前記画素領域は、前記反射電極によって定義され外部光が反射される反射領域と残り画素領域によって定義され光を透過させる透過窓を有することを特徴とする液晶表示装置。
  35. 前記液晶層は、前記第1基板を基準として垂直方向で配向されることを特徴とする請求項34記載の液晶表示装置。
  36. 前記画素領域は外部光を反射させる反射領域を更に含み、前記第1基板は上部基板及び前記上部基板の全面に配置された共通電極を含み、前記共通電極は前記上部基板の表面を基準として前記透過窓に対応する部分の高さが前記反射領域に対応する部分の高さより高いことを特徴とする請求項34記載の液晶表示装置。
  37. 前記第2基板は、前記絶縁膜上に配置され多重領域を形成する突出部を更に含み、前記透過窓及び前記コンタクトホールに対応する前記画素領域の一部が開口される有機膜を更に含むことを特徴とする請求項34記載の液晶表示装置。
  38. 前記第1基板と前記第2基板との間に配置され、前記突出部に対応されるスペーサを更に含むことを特徴とする請求項37記載の液晶表示装置。
  39. 前記スペーサは、前記突出部に接触されることを特徴とする請求項38記載の液晶表示装置。
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