KR100480694B1 - 반사형 액정표시소자 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반사형 액정표시소자를 제공하기 위한 것으로서, 반도체 집적 회로와 전기적으로 연결되며 소정의 패턴으로 개별 형성되는 화소 전극을 구비하는 제2기판과; 액정 물질을 사이로 제2기판에 대향 배치되며, 액정 물질과 마주하는 일면에 투명한 공통 전극을 구비하는 제1기판과; 셀 갭을 유지하기 위하여 여러 개의 형성을 갖고 상기 두 기판 사이에 불규칙하게 형성된 스페이서를 포함하여 구성함으로써 배향결함에 의한 액정결함의 정도를 다르게 나타나게 하여 스크린 상에서 규칙적인 패턴으로 나타나는 현상을 방지하여 시각적으로 이미지 결함을 보상하는 효과가 있다.

Description

반사형 액정표시소자{Reflective type Liquid Crystal Display Device}

본 발명은 프로젝터나 프로젝션 TV에 사용되는 반사형 액정표시소자 LCoS에 관한 것으로, 셀갭을 유지하는 포스트 스페이서의 형상을 여러 가지 형태로 혼합하여 제작함으로써 이미지 확대시 화면에 나타나는 규칙적인 패턴을 없애기 위한 것이다.

최근 고해상도의 프로젝터 및 프로젝션 TV의 사용이 증가하고 있다. 특히 디지털 TV의 실용화가 임박하면서 고해상도로 대형 화면을 가지는 프로젝션용 TV의 사용이 증가되고 있다. 이러한 D-TV에 사용하는 디스플레이로서 프로젝션 TV 외에 PDP가 있지만 실용화를 위해서는 수명이 확보되고 저가격이 실현되어야 한다.

이러한 프로젝션 TV용 마이크로 디스플레이 장치로서는 반사형 DMD(Digital Micromirror Device), 투과형 고온 폴리, 반사형 액정표시소자 LCoS 등이 있다.

반사형 액정표시소자 중, LCoS는 Al로 된 각 화소(mirror)의 위에 액정(미도시)으로 채워져 있으며 아래에는 각 화소를 구동하기 위한 회로들이 있어 각 화소에 전압을 인가하여 액정을 조정함으로써 램프로부터 들어오는 빛의 반사를 조정하여 각 화소의 그레이 레벨을 독립적으로 표현한다.

이때 포스트 스페이서(또는 스페이서)에 의해 상판 글라스와 하판 웨이퍼(화소 및 회로를 포함)의 간격이 유지되고 이 사이에 액정이 주입되어 있다.

이러한 스페이서는 공정 중에 볼(ball) 형태로 화소 위에 뿌려서 갭을 유지할 수도 있으며, 하판 웨이퍼를 만들 때 화소 위에 일정한 간격으로 형성하는 경우도 있다.

도1은 LCoS에 스페이서의 산포 형상을 평면적으로 도시한 것으로, 액정의 갭을 유지하기 위한 이러한 스페이서(1)들은 각 화소(2)마다 형성할 수도 있고, 도1과 같이 여러 화소(2)마다 일정한 간격으로 형성할 수도 있는데, 마이크로 디스플레이의 갭을 잘 유지할 수 있도록 스페이서(1)의 밀도를 선택한다.

상기 액정을 주입하기 전에 액정을 일정한 방향으로 유지시키기 위한 배향막을 형성하고, 러빙(rubbing) 공정을 통해 상기 배향막을 일정한 방향으로 배열시킨다.

그리고, 셀갭유지를 위한 스페이서(1)를 산포하는데, 산포된 스페이서(1)의 주위에는 상기 일정한 방향으로 배열된 배향막이 흐트러지는 등의 결함이 나타난다.

따라서 도2와 같이 스페이서(1) 주위에 액정의 배향이 깨어져 액정결함에 의한 이미지의 손상이 유발됨을 알 수 있으며, 이러한 액정결함은 스페이서(1) 주위에 형성되므로 상기 스페이서(1)의 형상을 그대로 따라가는 경우가 많다.

특히 마이크로 디스플레이는 보통 수십배 이상 확대되어 스크린에 맺히게 되므로, 이러한 액정결함들은 스크린 상에서 시각적으로 더욱 구별하기가 쉽고, 일정한 패턴으로 나타나게 되어 화질을 저하시킨다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 액정 갭을 유지하기 위한 스페이서의 산포로 인해 발생하는 배향결함에 의한 액정결함의 정도를 다르게 하여 스크린상에서 규칙적인 패턴의 이미지 손상을 방지하는 반사형 액정표시소자를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 반사형 액정표시소자의 특징은 반도체 집적 회로와 전기적으로 연결되며 소정의 패턴으로 개별 형성되는 화소 전극을 구비하는 제2기판과; 액정 물질을 사이로 제2기판에 대향 배치되며, 액정 물질과 마주하는 일면에 투명한 공통 전극을 구비하는 제1기판과; 셀 갭을 유지하기 위하여 여러 개의 형성을 갖고 상기 두 기판 사이에 불규칙하게 형성된 스페이서를 포함하여 구성데는데 있다.

상기 스페이서는 불규칙적인 간격으로 배치하고, 상기 이웃하는 반사전극 사이의 오픈영역 위에 차광층을 더 포함하여 구성된다.

본 발명의 특징에 따른 작용은 액정 갭을 유지하기 위한 스페이서의 형상을 각 스페이서마다 다르게 불규칙적으로 배치함으로써 배향결함에 의한 액정결함의 정도를 다르게 나타나게 하여 스크린 상에서 규칙적인 패턴으로 나타나는 현상을 방지하여 함으로써 시각적으로 구별이 되지 않게 한다.

본 발명의 다른 목적, 특성 및 잇점들은 첨부한 도면을 참조한 실시예들의 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.

본 발명에 따른 반사형 액정표시소자의 바람직한 실시 예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도3은 본 발명에 따른 액정표시소자의 투시도로, 그 사이에 액정층을 게재하고 있는 하부기판(미도시) 및 상부기판(미도시)과, 상기 하부기판 상에 형성되고 화소영역을 정의하는 서로 종횡으로 배열된 복수의 데이터배선(12)과 게이트배선(10)과, 컨택홀(16)을 통하여 상기 게이트배선(10)과 연결되는 게이트전극(10a) 및 상기 데이터배선(12)과 함께 패터닝되어 형성되는 드레인 전극(12a)과 소스전극(11a)으로 이루어진 박막트랜지스터(15)의 드레인 전극(12a)에 전기적으로 접속되고 화소별로 복수개의 반사전극(13)과, 상기 액정 갭을 유지하기 위해 여러 개의 형상을 갖고 상기 두 기판사이에 형성된 스페이서(14)를 포함하여 구성된다.

그리고, 이웃하는 반사전극(13) 사이의 오픈영역 위에 형성되어 빛의 누설을 방지하는 차광층(미도시)과, 상기 반사전극(13) 및 차광층 위에 형성된 제1 배향막(미도시)과, 상부기판 위에 형성되고 상기 반사전극(13)과 함께 액정층에 전압을 인가하여 액정을 구동하는 투명한 대향전극(미도시)과, 대향전극 위에 형성된 제2배향막(미도시)을 더 포함하여 구성된다.

상기 게이트 전극(10a)과 이웃해서는 캐패시터(17)가 배치되며, 화소별로 박막트랜지스터와 반사전극(13)이 구비되어, 상부 기판에 형성되는 투명 대향전극과 함께 액정 분자를 화소별 구동시킴으로써 소정의 영상을 구현하게 된다.

Al로 된 각 반사전극(13)의 위에는 액정(미도시)으로 채워져 있으며 아래에는 각 화소를 구동하기 위한 박막트랜지스터(15)들이 있어 각 화소에 전압을 인가하여 액정을 조정함으로써 램프로부터 들어오는 빛의 반사를 조정하여 각 화소의 그레이 레벨을 독립적으로 표현한다.

상기 배향막은 액정을 일정한 방향으로 배향시키기 위해 일정한 홈을 갖도록 배향처리되며, 스페이서(14)에 의해 상기 배향막의 배향상태가 흐트러져 액정이 원하는 방향으로 배열되지 못하기 때문에 원하는 화소의 그레이 레벨을 표현할 수가 없게 된다.

따라서 본 발명은 스페이서(14)의 모양과 위치를 불규칙적으로 하여 도4에 도시한 바와 같이 상기 도3의 평면도를 도시한 것이다.

도4와 같이 각각의 스페이서(14)는 위치마다 다른 형상을 가지고 있으며 또한 각 스페이서(14)의 간격도 무작위로 배치함으로서 스크린 상에 투사되어 나타나는 액정결함에 의한 이미지의 규칙성을 없앤다.

이렇게 하여 스페이서(14) 존재에 의해 스크린에 나타나는 규칙성과 스페이서(14)로 의한 액정결합에 의해 스크린에 나타나는 결함을 시각적으로 구별할 수 없게 한다.

위의 불규칙 형상의 스페이서(14)는 각 화소마다 모두 1개씩 스페이서(14)를 형성하는 극단적인 경우에도 각 스페이서(14)에서의 형상 차이로 인한 액정배향 결함이 모두 다르게 나타나므로, 일정한 패턴에 의한 스크린의 손상된 이미지가 시각적으로 노출되지 않는다.

본 발명의 방법을 사용함으로써 마이크로 디스플레이에서 액정 갭을 유지하기 위해 사용하는 스페이서가 수십배로 투사된 스크린 상에 규칙적인 패턴으로 나타나 발생하는 화질의 열화를 방지할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 반사형 액정표시소자는 액정 갭을 유지하기 위한 스페이서의 형상을 각 스페이서마다 다르게 불규칙적으로 배치함으로써 배향결함에 의한 액정결함의 정도를 다르게 나타나게 하여 스크린 상에서 규칙적인 패턴으로 나타나는 현상을 방지하여 시각적으로 이미지 결함을 보상하는 효과가 있다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 이탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다.

따라서, 본 발명의 기술적 범위는 실시예에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의하여 정해져야 한다.

도1은 LCoS에 스페이서의 산포 형상을 평면적으로 도시한 도면.

도2는 상기 도1의 스페이서에 의한 손상된 이미지를 도시한 도면.

도3은 본 발명에 따른 액정표시소자의 투시도.

도4는 상기 도3의 평면도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 게이트배선 10a : 게이트전극

11a : 소스전극 12 : 데이터배선

12a : 드레인전극 13 : 반사전극

14: 스페이서 15 : 박막트랜지스터

16 : 컨택홀 17 : 커패시터

Claims (1)

1. 반도체 집적 회로와 전기적으로 연결되며 소정의 패턴으로 개별 형성되는 화소 전극을 구비하는 제2기판과;

   액정 물질을 사이로 제2기판에 대향 배치되며, 액정 물질과 마주하는 일면에 투명한 공통 전극을 구비하는 제1기판과;

   셀 갭을 유지하기 위하여 기둥형상을 가지고 상기 제1기판 및 제2기판과 접촉되는 면을 여러 개의 형성을 갖고 상기 두 기판 사이에 고정되어 불규칙하게 형성된 스페이서를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 반사형 액정표시소자.