KR100731309B1 - 반사형 액정표시장치 - Google Patents

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Abstract

다수의 마이크로 렌즈가 형성된 반사 전극을 구비한 반사형 액정표시 장치 및 그 제조방법이 개시되어 있다. 화소가 형성된 제1 기판에 대향하여 제2 기판이 구비되어 있다. 제1 기판과 제2 기판 사이에 액정층이 형성되어 있다. 상기 제1 기판상에는 광산란을 위하여 상대적인 고저로 형성된 다수의 제1 영역부들과 제2 영역부들을 포함하는 반사 전극이 형성되어 있고, 상기 제1 기판과 상기 반사 전극 사이에 상기 반사 전극과 동일한 표면 구조를 갖고, 상기 표면 구조는 상기 화소들의 화소경계선의 외부로 연장되도록 유기 절연막이 형성되어 있다. 화소영역의 외부영역에서도 화소 영역에서와 동일하게 제1 영역부 및 제2 영역부를 연장되도록 형성함으로써, 화소 영역과 화소의 외부 영역간에 단차가 형성되지 않게된다. 따라서, 단차로 인해 발생하는 광 누수성 잔상이나 액정 배향 외곡 현상을 제거할 수 있다.

Description

반사형 액정표시 장치{Reflective-type Liquid Crystal Display}
도 1은 본 발명자의 선행 한국 출원에 개시된 반사 전극 또는 반사 전극을 형성하기 위한 포토 마스크상의 패턴의 평면도를 나타낸다.
도 2는 본 발명자의 또 다른 선행 한국 출원에 개시된 반사 전극 또는 반사 전극을 형성하기 위한 포토 마스크상의 패턴의 평면도를 나타낸다.
도 3은 상기 도 2에 도시한 패턴을 갖는 반사 전극을 갖는 반사형 액정 표시 장치의 단면도이다.
도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 도 3에 도시한 반사형 액정 표시 장치의 제조공정을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 5a 및 도 5b는 도 4b의 콘택홀 및 유기절연막의 상부에 다수의 홈들을 형성하는 단계를 구체적으로 나타낸 단면도들이다.
도 6a는 본 발명의 일 실시예에 따른 반사 전극을 갖는 반사형 액정 표시 장치의 평면 레이아웃도이고, 도 6b는 도 6a의 A-A'선을 따라서 절단한 절단면을 개략적으로 도시한 개략 단면도이다.
도 7a 내지 도 7d는 도 6a 및 도 6b에 도시한 반사형 액정 표시 장치의 제조공정을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 8a 및 도 8b는 도 7b의 콘택홀 및 유기절연막의 상부에 다수의 그루브들 을 형성하는 단계를 구체적으로 나타낸 단면도들이다.
도 9는 도 8b의 상기 제2 마스크상에 형성되어 있는 패턴의 레이아웃을 나타내는 평면도이다.
도 10a 내지 도 10e는 본 발명의 다른 실시예에 따라서 반사 전극을 형성하기 위한 마스크 패턴을 나타내는 평면도들이다.
〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉
693, 790: 제1 영역부들 695, 795: 제2 영역부들
691, 791: 화소의 경계선 700: 액정 표시 장치
710: 제1 기판 720: 제2 기판 730: 액정층 735: 반사 전극
740: 제1 절연 기판 745: 박막 트랜지스터
750: 게이트 전극 755: 게이트 절연막
760: 반도체층 765: 오믹(ohmic) 콘택층
770: 소오스 전극 775: 드레인 전극
780: 유기 절연막 785: 콘택 홀
800: 제1 배향막 805: 제2 절연 기판
810: 컬러 필터 815: 공통 전극
820: 제2 배향막 825: 위상차판
830: 편광판 835, 836: 스페이서
본 발명은 반사형 액정표시 장치 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 다수의 마이크로 렌즈가 형성된 반사 전극을 구비하는 반사형 액정표시 장치 및 그 제조방법에 관한 것이다.
오늘날과 같은 정보화 사회에 있어서 전자 디스플레이 장치(electronic display device)의 역할은 갈수록 중요해지며, 각종 전자 디스플레이 장치가 다양한 산업 분야에 광범위하게 사용되고 있다. 이러한 전자 디스플레이 분야는 발전을 거듭하여 다양화하는 정보화 사회의 요구에 적합한 새로운 기능의 전자 디스플레이 장치가 계속 개발되고 있다.
일반적으로 전자 디스플레이 장치란 다양한 정보를 시각을 통하여 인간에게 전달하는 장치를 말한다. 즉, 전자 디스플레이 장치란 각종 전자 기기로부터 출력되는 전기적 정보 신호를 인간의 시각으로 인식 가능한 광 정보 신호로 변환하는 전자 장치라고 정의될 수 있으며, 인간과 전자기기를 연결하는 가교적인 역할을 담당하는 장치로 정의될 수도 있다.
이러한 전자 디스플레이 장치에 있어서, 광 정보 신호가 발광 현상에 의해 표시되는 경우에는 발광형 표시(emissive display) 장치로 불려지며, 반사, 산란, 간섭 현상 등에 의하여 광 변조로 표시되는 경우에는 수광형 표시(non-emissive display) 장치로 일컬어진다. 능동형 표시 장치라고도 불리는 상기 발광형 표시 장치로는 음극선관(cathode ray tube; CRT), 플라즈마 디스플레이 패널(plasma display panel; PDP), 발광 다이오드(light emitting diode; LED) 및 일렉트로 루미네슨트 디스플레이(electroluminescent display; ELD) 등을 들 수 있다. 또한, 수동형 표시 장치인 상기 수광형 표시 장치에는 액정 표시 장치(liquid crystal display; LCD) (electrochemical display; ECD) 및 전기 영동 표시 장치(electrophoretic image display; EPID) 등이 해당된다.
텔레비전이나 컴퓨터용 모니터 등과 같은 화상표시 장치에 사용되는 가장 오랜 역사를 갖는 디스플레이 장치인 음극선관(CRT)은 표시 품질 및 경제성 등의 면에서 가장 높은 점유율을 차지하고 있으나, 무거운 중량, 큰 용적 및 높은 소비 전력 등과 같은 많은 단점을 가지고 있다.
그러나, 반도체 기술의 급속한 진보에 의하여 각종 전자 장치의 고체화, 저 전압 및 저 전력화와 함께 전자 기기의 소형 및 경량화에 따라 새로운 환경에 적합한 전자 디스플레이 장치, 즉 얇고 가벼우면서도 낮은 구동 전압 및 낮은 소비 전력의 특정을 갖춘 평판 패널(flat panel)형 디스플레이 장치에 대한 요구가 급격히 증대하고 있다.
현재 개발된 여러 가지 평판 디스플레이 장치 가운데 액정표시 장치는 다른 디스플레이 장치에 비하여 낮은 얇고 가벼우며, 낮은 소비 전력 및 낮은 구동 전압을 갖추고 있는 동시에 음극선관에 가까운 화상 표시가 가능하기 때문에 다양한 전자 장치에 광범위하게 사용되고 있다. 또한, 액정 표시 장치는 제조가 용이하기 때문에 더욱 그 적용 범위를 확장해가고 있다.
이와 같은, 액정 표시 장치는 외부 광원을 이용하여 화상을 표시하는 투사형 액정표시 장치와 외부 광원 대신 자연광을 이용하는 반사형 액정 표시 장치로 구분될 수 있다.
상기 반사형 액정 표시 장치는 투사형 액정 표시 장치에 비하여 소비 전력이 낮은 동시에 옥외에서의 화상 표시 품질이 우수하다는 장점이 있다. 또한, 반사형 액정 표시 장치는 백 라이트와 같은 별도의 광원을 요구하지 않기 때문에 얇고 가벼운 장치를 구현할 수 있다는 이점도 있다.
그러나, 현재의 반사형 액정표시 장치는 그 표시 화면이 어둡고 고정세 표시 및 컬러 표시에 적절히 대응하기 어렵기 때문에 수자나 간단한 문자의 표시만을 요구하는 한정적인 장치에만 사용되고 있다. 따라서, 반사형 액정 표시 장치가 다양한 전자 디스플레이 장치로서 이용되기 위해서는 반사 효율의 향상과 고정세화 및 컬러화가 요구된다. 또한, 이와 함께 적절한 밝기와 빠른 응답속도 및 화상의 콘트라스트의 향상도 요구된다.
현재 반사형 액정표시 장치에 있어서, 그 밝기를 향상시키는 기술은 크게 반사 전극의 반사 효율을 높이는 방향과 초개구율 기술을 조합하는 반향으로 진행되고 있다. 이와 같이, 반사 전극에 미세한 요철을 형성하여 반사 효율을 향상시키는 기술은 Naofumi Kimura에게 허여된 미합중국 특허 제 5,610,741호(발명의 명칭: Reflection type Liquid Crystal Display Device with bumps on the reflector)에 개시되어 있다.
한편, 본 발명자는 균일하게 난반사를 시킴으로써 화상의 화질을 향상시킬 수 있는 반사 전극을 발명하여, 이에 대하여 1999년 3월 4일자로 한국 출원 제1999-7093호(발명의 명칭: 반사형 액정 표시 장치 및 그 제조 방법)로 출원한 바 있다.
도 1는 상기 한국 출원에 개시된 반사 전극 또는 반사 전극을 형성하기 위한 포토 마스크상의 패턴의 평면도를 나타낸다. 도 1를 참조하면, 반사 전극은 화소의 경계선(191)내에 상대적인 고저로 형성되는 제1 영역부들(193)와 제2 영역부들(195)로 구분되어 진다. 제1 영역부들(193)은 제2 영역부들(195)들을 폐곡선의 형태로 둘러싸도록 형성되어 있다. 제1 영역부들(193)의 폭을 일정하게 형성한다. 제1 영역부들(193)은 제2 영역부들(195)에 비하여 상대적으로 낮은 높이를 갖는 그루브의 형상을 갖도록 형성하고, 제2 영역부들(195)은 상대적으로 높은 높이를 갖는 돌출부의 형상을 갖도록 형성하여 마이크로 렌즈로서의 기능을 한다. 이와 같이 제1 영역부들(193)의 폭을 일정하게 형성함으로써 반사의 효율을 향상시켜 액정 표시 장치의 화질을 개선할 수 있다.
상술한 반사 전극은 가로 및 세로의 모든 방향에 대하여 동일한 반사 효율을 나타낸다. 그렇지만, 최근에 휴대폰과 같이 특정한 방향에서 높은 반사 효율을 나타낼 것을 요구하는 전자 디스플레이 장치에는 적용하기 위하여 특정한 방향의 반사 효율을 향상시키기 위한 반사 전극을 발명하여 한국 특허 출원 제2000-66972호(발명의 명칭: 반사형 액정 표시 장치 및 그 제조 방법)로 2000년 11월 11일자로 출원한 바 있다.
도 2는 상기 한국 출원에 개시된 반사 전극 또는 반사 전극을 형성하기 위한 포토 마스크상의 패턴의 평면도를 나타낸다. 도 5를 참조하면, 반사 전극은 화소의 경계선(291)내에 상대적인 고저로 형성되는 제1 영역부들(290)와 제2 영역부들(295)로 구분되어 진다. 제1 영역부들(290)은 화소의 가로 방향으로 평행하게 형성된 다수의 제1 그루브들(290a)과 상기 제1 그루브들(290a)의 사이에 불연속적으로 아크상으로 형성된 제2 그루브들(290b)로 구성된다. 화소의 중앙부에는 상기 제1 그루브들(290)에 의해 제2 영역부들(195)들을 폐곡선의 형태로 둘러싸도록 형성되어 있고, 화소의 경계부에는 상기 제1 그루브(290)와 화소의 경계선과 함께 상기 제2 영역부들(195)을 폐곡선의 형태로 둘러싸도록 형성되어 있다. 제1 영역부들(193)의 폭을 일정하게 형성한다. 제1 영역부들(193)은 제2 영역부들(195)에 비하여 상대적으로 낮은 높이를 갖는 그루브의 형상을 갖도록 형성하고, 제2 영역부들(195)은 상대적으로 높은 높이를 갖는 돌출부의 형상을 갖도록 형성하여 마이크로 렌즈로서의 기능을 한다. 이와 같이 제1 영역부들(193)의 폭을 일정하게 형성함으로써 반사의 효율을 향상시켜 액정 표시 장치의 화질을 개선할 수 있다.
도 3은 상기 도 2에 도시한 패턴을 갖는 반사 전극을 갖는 반사형 액정 표시 장치의 단면도이다.
도 3를 참조하면, 본 실시예에 따른 반사형 액정 표시 장치(200)는 화소가 형성되어 있는 제1 기판(210), 제1 기판(210)에 대향하여 배치된 제2 기판(220), 제1 기판(210)과 제2 기판(220) 사이에 형성된 액정층(230) 그리고 제1 기판(210)과 액정층(230) 사이에 형성된 화소(pixel) 전극인 반사 전극(235)을 포함한다.
제1 기판(210)은 제1 절연 기판(240)과 제1 절연 기판(240)에 형성된 스위칭 소자인 박막 트랜지스터(TFT)(245)를 포함한다. 박막 트랜지스터(245)는 게이트 전 극(250), 게이트 절연막(255), 반도체층(260), 오믹(ohmic) 콘택층(265), 소오스 전극(270) 및 드레인 전극(275)을 포함한다.
상기 박막 트랜지스터(245)가 형성된 제1 절연 기판(240) 상에는 레지스트(resist)와 같은 물질로 이루어진 유기 절연막(280)이 적층되며, 이러한 유기 절연막(280)에는 박막 트랜지스터(245)의 드레인 전극(275)의 일부를 노출시키는 콘택 홀(285)이 형성된다.
상기 콘택 홀(285) 및 유기 절연막(280) 상에는 반사 전극(235)이 형성된다. 반사 전극(235)은 콘택 홀(285)을 통하여 드레인 전극(275)에 접속됨으로써, 박막 트랜지스터(245)와 반사 전극(235)이 전기적으로 연결된다.
상기 반사 전극(235)의 상부에는 제1 배향막(orientation film)(300)이 적층된다.
제1 기판(210)에 대향하는 제1 기판(220)은 제2 절연 기판(305), 컬러 필터(310), 공통 전극(315), 제2 배향막(320), 위상차판(325) 및 편광판(330)을 구비한다.
제2 절연 기판(305)은 제1 절연 기판(240)과 동일한 물질은 유리 또는 세라믹으로 이루어지며, 상기 위상차판(325) 및 편광판(330)은 제2 절연 기판(305)의 상부에 순차적으로 형성된다. 컬러 필터(310)는 제2 절연 기판(305)의 하부에 배치되며, 컬러 필터(310)의 하부에는 공통 전극(315) 및 제2 배향막(320)이 차례로 형성되어 제2 기판(220)을 구성한다. 제2 배향막(320)은 제1 기판(210)의 제1 배향막(300)과 함께 액정층(230)의 액정 분자들을 소정의 각도로 프리틸팅시키는 기능을 수행한다.
상기 제1 기판(210)과 제2 기판(220) 사이에는 스페이서(335, 336)가 개재되어 제1 기판(210)과 제2 기판(220) 사이에 소정의 공간이 형성되며, 이와 같은 제1 기판(210)과 제2 기판(220) 사이의 공간에는 액정층(230)이 형성되어 있다.
이하 도 3에 도시한 반사형 액정 표시 장치의 제조방법을 도면을 참조하여 설명한다.
도 4a 내지 도 4d는 도 3에 도시한 반사형 액정 표시 장치의 제조공정을 설명하기 위한 단면도들이다. 도 4a 내지 도 4d에 있어서, 도 3에서와 동일한 부재들에 대해서는 동일한 참조 번호를 사용한다.
도 4a를 참조하면, 절연 물질로 이루어진 제1 절연 기판(240)의 상부에 금속을 증착한 다음, 증착된 금속을 패터닝하여 게이트 라인(도시되지 않음)과 함께 게이트 라인으로부터 분기되는 게이트 전극(250)을 형성한다. 이어서, 게이트 전극(250)을 포함하는 제1 절연 기판(240)의 전면에 질화 실리콘을 플라즈마 화학 기상 증착 방법으로 적층하여 게이트 절연막(255)을 형성한다.
상기 게이트 절연막(255) 상에 아몰퍼스 실리콘막 및 인 시튜(insitu) 도핑된 n+ 아몰퍼스 실리콘막을 플라즈마 화학 기상 증착 방법으로 차례로 형성한 다음, 적층된 아몰퍼스 실리콘막 및 n+ 아몰퍼스 실리콘막을 패터닝하여 게이트 절연막(255) 중 아래에 게이트 전극(250)이 위치한 부분 상에 반도체층(260) 및 오믹 콘택층(265)을 순차적으로 형성한다. 계속하여, 상기 결과물이 형성된 제1 절연 기판(240) 상에 금속을 스퍼터링하여 금속층을 형성한 후, 적층된 금속층을 패터닝하여 상기 게이트 라인에 직교하는 소오스 라인(도시되지 않음), 소오스 라인으로부터 분기되는 소오스 전극(270) 및 드레인 전극(275)을 형성한다. 따라서, 게이트 전극(250), 반도체층(260), 오믹 콘택층(265), 소오스 전극(270) 및 드레인 전극(275)을 포함하는 박막 트랜지스터(245)가 완성된다. 이 때, 게이트 라인과 소오스 라인 사이에는 게이트 절연막(255)이 개재되어 게이트 라인이 소오스 라인과 접촉되는 것을 방지한다.
다음에, 상기 박막 트랜지스터(245)가 형성된 제1 절연 기판(240)상에 레지스트를 스핀 코팅 방법으로 약 1∼3㎛ 정도의 두께로 적층하여 유기 절연막(280)을 형성하여 제1 기판(210)을 완성한다.
도 4b를 참조하면, 유기 절연막(280)의 상부에 콘택 홀(285)을 형성하기 위한 제1 마스크(350)를 위치시킨 다음, 노광 및 현상 공정을 통하여 유기 절연막(280)에 드레인 전극(275)을 부분적으로 노출시키는 콘택 홀(285)과 상부에 다수의 홈들을 형성한다.
상기 유기 절연막(280)에 콘택 홀(285)을 형성하는 과정 및 유기 절연막(280)의 상부에 다수의 홈들을 형성하는 과정을 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 5a 및 도 5b는 도 4b의 콘택홀 및 유기절연막(280)의 상부에 다수의 홈들을 형성하는 단계를 구체적으로 나타낸 단면도들이다.
도 5a 및 도 5b를 참조하면, 먼저, 레지스트로 이루어진 유기 절연막(280)에 콘택 홀(285)을 형성하기 위하여 콘택 홀(285)에 상응하는 패턴을 갖는 제1 마스크(350)를 유기 절연막(280) 상에 위치시킨다. 이어서, 1차로 풀(full) 노광 공정을 통하여 소오스/드레인 전극(275) 상부의 유기 절연막(280)을 노광시킨다.
계속하여, 도 5b에 도시한 바와 같이, 유기 절연막(280)에 다수의 그루브들(281)을 형성하기 위하여 그루브에 상응하는 패턴을 갖는 마이크로 렌즈 형성용 제2 마스크(355)를 유기 절연막(280) 상에 위치시킨다. 이 때, 제2 마스크(355)는 도 5에 도시한 반사 전극(235)의 형태와 동일한 패턴을 구비한다. 또한, 레지스트의 종류에 따라서 제2 마스크(355)는 도 2의 반사 전극(235)과는 반대의 형상을 갖는 패턴을 구비할 수도 있다.
구체적으로, 상기 제2 마스크(355)는 도 2에 도시한 바와 같이, 상기 제1 영영역에 상응하는 마스크 패턴을 투명한 기판상에 형성하여 제작한다.
이러한 제2 마스크(355)를 사용하여 콘택 홀(285)을 제외한 부분의 유기 절연막(280)을 2차로 렌즈 노광 공정을 통하여 노광시킨다.
다음에, 현상 공정을 거치면 도 7a에 나타낸 바와 같은 소오스/드레인 전극(275)을 노출시키는 콘택 홀(285)과 유기 절연막(280)의 표면으로부터 다수의 불규칙한 그루브들(281)을 형성한다. 즉, 화소의 가로 방향인 제1 방향을 따라 일정한 폭을 가지는 제1 그루브들과 세로 방향인 제2 방향을 따라서는 불규칙하게 배열된 다수의 제2 그루브들로 이루어진 연속된 다수의 홈(281)들이 유기 절연막(280)에 형성된다. 이에 따라, 유기 절연막(280)의 표면은 연속된 다수의 홈들로 이루어진 영역인 제1 영역부들 및 화소의 경계부와 이러한 제1 영역부들에 의 해 둘러싸인 다수의 돌출부로 구성된 제2 영역부들로 구분된다.
즉, 유기 절연막(280)에 화소의 가로 방향을 따라 일정한 폭을 갖는 다수의 홈을 형성한 다음, 이러한 홈에 의하여 상대적으로 돌출된 부분에 세로 방향으로 다시 다수의 홈을 형성하면 연속되는 다수의 홈들에 의해 한정된 돌출부가 유기 절연막(280)에 형성된다.
도 4c를 참조하면, 상술한 바와 같이 다수의 그루브들(281)이 형성된 유기 절연막(280) 상에 알루미늄(Al), 니켈(Ni), 크롬(Cr) 또는 은(Ag) 등의 반사율이 우수한 금속을 증착한 후, 증착된 금속을 소정의 화소 형상으로 패터닝하여 반사 전극(235)을 형성한다. 계속하여, 반사 전극(235)의 상부에 레지스트를 도포하고 러빙(rubbing) 처리 등을 통하여 액정층(230) 내의 액정 분자들을 선택된 각으로 프리틸팅(pretilting)시키는 제1 배향막(300)을 형성한다.
상기 반사 전극(235)은 유기 절연막(280)의 표면과 동일한 형상을 갖게 된다. 즉, 유기 절연막(280)의 홈(281)에 대응하는 반사 전극(235)의 제1 영역(290)은 소정의 폭으로 가로 방향인 제1 방향을 따라 형성된 다수의 홈이 세로 방향인 제2 방향을 따라 불규칙하게 형성된 다수의 홈과 이어지는 구조를 갖는다. 이와 같은 반사 전극(235)의 제1 영역(290)의 방향성으로 인하여 제2 영역(295)을 이루는 돌출부들이 화소의 세로 방향인 제1 방향 및 가로 방향인 제2 방향을 따라 배향되기 때문에 수직 방향과 같이 특정한 방향으로의 반사 효율이 크게 향상된다.
반사 전극(235)은 유기 절연막(280)의 홈(281) 상에 형성된 다수의 그루브들로 이루어진 제1 영역부들(290)과 다수의 돌출부로 이루어진 마이크로 렌즈 영역인 제2 영역부들(295)으로 구분된다. 이 때, 제1 영역부들(290)은 연속된 홈으로 이루어져 돌출부인 제2 영역부들(295)에 비하여 상대적으로 낮은 높이에 위치하며, 제2 영역부들(295)은 제1 영역부들(290)에 의해 둘러싸임으로써, 반사 전극(235)은 제2 영역부들(295)이 연속된 홈인 제1 영역부들(290)에 의해 한정되는 구조를 갖는다.
도 4d를 참조하면, 제1 절연 기판(240)과 동일한 물질로 구성된 제2 절연 기판(305) 상에 컬러 필터(310), 투명 공통 전극(310) 및 제2 배향막(320)을 순차적으로 형성하여 제2 기판(220)을 완성한다. 이어서, 제2 기판(220)이 제1 기판(210)에 대향하도록 배치한 다음, 제1 기판(210)과 제2 기판(220) 사이에 스페이서(335)를 개재하여 접합함으로써, 제1 기판(210)과 제2 기판(220) 사이에 소정의 공간이 형성되도록 한다. 계속하여, 제1 기판(210)과 제2 기판(220) 사이의 공간에 진공 주입 방법을 이용하여 액정 물질을 주입하여 액정층(230)을 형성하면 본 실시예에 따른 반사형 액정표시 장치(200)가 완성된다. 또한, 제2 기판(320)의 전면에 편광판(330) 및 위상차판(325)이 형성될 수 있으며, 도시하지는 않았지만 제2 절연 기판(305)과 컬러 필터(310) 사이에 블랙 매트릭스가 배치될 수도 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명자가 제시한 액정 표시 장치의 반사판 구조에 의하면, 화소내에서 마이크로 렌즈 역할을 하는 제2 영역부들을 둘러싸고 있는 제1 영역부들을 균일한 깊이를 갖도록 형성함으로써 반사 효율을 상승시킬 수 있었다. 그렇지만, 화소와 인근한 화소간의 경계선간의 영역에는 이러한 영역부들이 구분되어지지 않은 채로 형성되어 있다.
구체적으로 도 5b를 참조하면, 마스크(355)를 사용하여 노광시에 픽셀 영역 은 노광공정이 수행되고, 픽셀과 픽셀 사이영역인 픽셀 외부 영역에서는 노광 공정이 수행되지 않는다. 따라서, 하부의 유기 절연막(280)의 경우에는 픽셀 영역(Pin)과 픽셀 외부 영역(Pout)간에 단차가 발생한다.
이러한 단차의 존재에 의해 액정 패널의 제조 후에, 액정 분자의 배향성을 일정하게 하기 위한 러빙(rubbing)공정시에 액티브 영역 전체에 대하여 균일한 러빙 효과를 얻을 수 없다. 특히, 화소의 경계부의 외곽에 높은 단차가 형성되어 있어서, 러빙 공정의 시작시에는 러빙 공정의 시작부분에서 러빙이 약하게 되기 때문에 광 누수성 잔상이나 액정 배향이 외곡되는 현상이 발생할 수 있다.
또한, 액정을 주입하기 전의 스페이서를 산포하기 위한 단계에서 스페이서가 부분적으로 단차가 높은 화소의 경계부의 외부에 존재하게 되는 경우에는 제1 기판과 제2 기판간의 간격이 일정하지 않아서 안정한 액정 패널을 제조하기가 곤란하다.
또한, 유기 절연막에 제1 영역부와 제2 영역부를 형성하기 위한 현상 공정에서는 화소들사이에 형성되는 높은 단차를 갖는 경계벽에 의해 화소영역에 제1 영역부 및 제2 영역부가 균일하게 형성되기가 곤란하다.
또한, 유기 절연막과 반사판 또는 상하판이 미스 얼라인이 되는 경우에는 반사율의 변화의 폭이 커서 균일한 화질을 얻기가 곤란하다.
따라서, 본 발명의 목적은 화소의 내부 영역과 화소의 외부영역에 존재하는 경계부의 단차에 의해 발생하는 상술한 문제점을 해결하여 균일한 화질을 얻을 수 있는 반사형 액정표시 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 화소의 내부 영역과 화소의 외부 영역에 존재하는 경계부의 단차에 의해 발생하는 문제점을 해결하여 균일한 화질을 얻을 수 있는 반사 전극을 포함하는 전자 디스플레이 장치를 제공하는 것이다.
상술한 본 발명의 일 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 화소가 형성된 제1 기판; 상기 제1 기판에 대향하여 형성된 제2 기판: 상기 제1 기판과 제2 기판 사이에 형성된 액정층; 상기 제1 기판상에 형성되고, 광산란을 위하여 상대적인 고저로 형성된 다수의 제1 영역부들과 제2 영역부들을 포함하고, 상기 제2 영역부들은 제1 방향에 관하여 제2 방향보다 상대적으로 높은 반사율을 갖도록 상기 제1 방향의 수직 방향의 길이 성분의 총합이 상기 제2 방향의 수직 방향의 길이 성분의 총합보다 크도록 형성된 반사 전극; 및 상기 제1 기판과 상기 반사 전극 사이에 상기 반사 전극과 동일한 표면 구조를 갖고, 상기 표면 구조는 상기 화소들의 화소경계선의 외부로 연장되도록 형성되어 있는 유기 절연막을 포함하는 반사형 액정표시 장치를 제공한다.
상술한 본 발명의 다른 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 화소가 형성된 절연 기판; 상기 화소에 접속되고 상기 절연 기판상에 형성되고, 광산란을 위하여 상대적인 고저로 형성된 다수의 제1 영역부들과 제2 영역부들을 포함하고, 상기 제2 영역부들은 제1 방향에 관하여 제2 방향보다 상대적으로 높은 반사율을 갖도록 상기 제1 방향의 수직 방향의 길이 성분의 총합이 상기 제2 방향의 수직 방향의 길 이 성분의 총합보다 크도록 형성된 반사 수단; 및 상기 절연 기판과 상기 반사 수단 사이에 상기 반사 수단과 동일한 표면 구조를 갖고, 상기 표면 구조는 상기 화소들의 화소경계선의 외부로 연장되도록 형성되어 있는 유기 절연막을 포함하는 전자 디스플레이 장치를 제공한다.
본 발명에 따르면, 화소영역의 외부영역에서도 화소 영역에서와 동일하게 제1 영역부 및 제2 영역부를 연장되도록 형성함으로써, 화소 영역과 화소의 외부 영역간에 단차가 형성되지 않게된다. 따라서, 단차로 인해 발생하는 광 누수성 잔상이나 액정 배향 외곡 현상을 제거할 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예들에 따른 반사형 액정 표시 장치 및 그 제조방법을 첨부한 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 6a는 본 발명의 일 실시예에 따른 반사 전극을 갖는 반사형 액정 표시 장치의 평면 레이아웃도이고, 도 6b는 도 6a의 A-A선을 따라서 절단한 절단면을 개략적으로 도시한 개략 단면도이다.
도 6a 및 도 6b를 참조하면, 반사형 액정 표시 장치(700)는 화소가 형성되어 있는 제1 기판(710), 제1 기판(710)에 대향하여 배치된 제2 기판(720), 제1 기판(710)과 제2 기판(720) 사이에 형성된 액정층(730) 그리고 제1 기판(710)과 액정층(730) 사이에 형성된 화소(pixel) 전극인 반사 전극(735)을 포함한다.
제1 기판(710)은 제1 절연 기판(740)과 제1 절연 기판(740)에 형성된 스위칭 소자인 박막 트랜지스터(TFT)(745)를 포함한다.
제1 절연 기판(740)은 비 전도성 물질, 예를 들면 유리나 세라믹 등과 같은 물질로 이루어진다. 박막 트랜지스터(745)는 게이트 라인(750a)으로부터 형성된 게이트 전극(750), 게이트 절연막(755), 반도체층(760), 오믹(ohmic) 콘택층(765), 소오스 전극(770) 및 드레인 전극(775)을 포함한다. 또한, 상기 드레인 전극(775)의 아래에 그리고, 상기 제1 절연 기판(740)상에는 상기 게이트 라인(750a)과 평행하게 형성된 스토리지 전극 라인(750c)이 형성되고, 상기 드레인 전극(775)의 아래에는 스토리지 전극(750b)이 형성되어 있다.
게이트 전극(750)은 제1 절연 기판(740) 상에서 게이트 라인(도시되지 않음)으로부터 분기되어 형성되며, 하부가 크롬(Cr)으로 이루어지고 상부가 알루미늄(Al)으로 구성된 구조를 갖는다.
질화 실리콘(SixNy)으로 구성된 게이트 절연막(755)은 게이트 전극(750)이 형성된 제1 절연 기판(740)의 전면에 적층되며, 아래에 게이트 전극(750)이 위치한 게이트 절연막(755) 상에는 아몰퍼스 실리콘으로 이루어진 반도체층(760)과 n+ 아몰퍼스 실리콘으로 구성된 오믹 콘택층(765)이 순차적으로 형성된다.
소오스 전극(770)과 드레인 전극(775)은 각기 게이트 전극(750)을 중심으로 오믹 콘택층(765) 및 게이트 절연막(755) 상에 형성되어 박막 트랜지스터(745)를 구성한다. 소오스 전극(770) 및 드레인 전극(775)은 각기 탄탈륨(Ta), 몰리브덴(Mo), 티타늄(Ti) 또는 크롬(Cr) 등의 금속으로 이루어진다.
상기 박막 트랜지스터(745)가 형성된 제1 절연 기판(740) 상에는 레지스트(resist)와 같은 물질로 이루어진 유기 절연막(780)이 적층된다. 유기 절 연막(780)의 픽셀영역(Pin)에는 광산란을 위하여 상대적인 고저로 형성된 다수의 제1 영역부들(그루브들)과 제2 영역부들(돌출부들)이 형성되어 있다. 또한, 픽셀 영역(Pin)에 형성된 제1 영역부들과 제2 영역부들은 픽셀 영역사이의 픽셀 외부 영역(Pout)에도 연장되어 형성되어 있다. 유기 절연막(780)에는 박막 트랜지스터(745)의 드레인 전극(775)의 일부를 노출시키는 콘택 홀(785)이 형성된다.
상기 콘택 홀(785) 및 유기 절연막(780) 상에는 반사 전극(735)이 형성된다. 반사 전극(735)은 콘택 홀(785)을 통하여 드레인 전극(775)에 접속됨으로써, 박막 트랜지스터(745)와 반사 전극(735)이 전기적으로 연결된다.
상기 반사 전극(735)의 상부에는 제1 배향막(orientation film)(800)이 적층된다.
제1 기판(710)에 대향하는 제1 기판(720)은 제2 절연 기판(805), 컬러 필터(810), 공통 전극(815), 제2 배향막(820), 위상차판(825) 및 편광판(830)을 구비한다.
제2 절연 기판(805)은 제1 절연 기판(740)과 동일한 물질은 유리 또는 세라믹으로 이루어지며, 상기 위상차판(825) 및 편광판(830)은 제2 절연 기판(805)의 상부에 순차적으로 형성된다. 컬러 필터(810)는 제2 절연 기판(805)의 하부에 배치되며, 컬러 필터(810)의 하부에는 공통 전극(815) 및 제2 배향막(820)이 차례로 형성되어 제2 기판(720)을 구성한다. 제2 배향막(820)은 제1 기판(710)의 제1 배향막(800)과 함께 액정층(730)의 액정 분자들을 소정의 각도로 프리틸팅시키는 기능을 수행한다.
상기 제1 기판(710)과 제2 기판(720) 사이에는 스페이서(835, 836)가 개재되어 제1 기판(710)과 제2 기판(720) 사이에 소정의 공간이 형성되며, 이와 같은 제1 기판(710)과 제2 기판(720) 사이의 공간에는 액정증(730)이 형성되어 본 실시예에 따른 반사형 액정표시 장치(700)를 구성한다.
이하 본 실시예에 따른 반사형 액정 표시 장치의 제조방법을 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 7a 내지 도 7d는 도 6a 및 도 6b에 도시한 반사형 액정 표시 장치의 제조공정을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 7a 내지 도 7d에 있어서, 도 6a 및 도 6b에서와 와 동일한 부재들에 대해서는 동일한 참조 번호를 사용한다.
도 7a를 참조하면, 먼저 유리나 세라믹 등의 절연 물질로 이루어진 제1 절연 기판(740)의 상부에 탄탈륨(Ta), 티타늄(Ti), 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 구리(Cu) 또는 텅스텐(W) 등과 같은 금속을 증착한 다음, 증착된 금속을 패터닝하여 게이트 라인(750a)과 함께 게이트 라인(750a)으로부터 분기되는 게이트 전극(750)과 스토리지 전극(750b)을 포함하는 스토리지 전극 라인(750c)을 형성한다. 이때, 게이트 전극(750) 및 게이트 라인(750a)은 알루미늄-구리(Al-Cu) 또는 알루미늄-실리콘-구리(Al-Si-Cu)와 같은 합금을 사용하여 형성할 수도 있다. 이어서, 게이트 전극(750)을 포함하는 제1 절연 기판(740)의 전면에 질화 실리콘을 플라즈마 화학 기상 증착 방법으로 적층하여 게이트 절연막(755)을 형성한다.
상기 게이트 절연막(755) 상에 아몰퍼스 실리콘막 및 인 시튜(insitu) 도핑된 n+ 아몰퍼스 실리콘막을 플라즈마 화학 기상 증착 방법으로 차례로 형성한 다음, 적층된 아몰퍼스 실리콘막 및 n+ 아몰퍼스 실리콘막을 패터닝하여 게이트 절연막(755) 중 아래에 게이트 전극(750)이 위치한 부분 상에 반도체층(760) 및 오믹 콘택층(765)을 순차적으로 형성한다.
계속하여, 상기 결과물이 형성된 제1 절연 기판(740) 상에 탄탈륨(Ta), 티타늄(Ti), 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 구리(Cu) 또는 텅스텐(W) 등과 같은 금속으로 금속층을 형성한 후, 적층된 금속층을 패터닝하여 상기 게이트 라인에 직교하는 소오스 라인(도시되지 않음), 소오스 라인으로부터 분기되는 소오스 전극(770) 및 드레인 전극(775)을 형성한다. 따라서, 게이트 전극(750), 반도체층(760), 오믹 콘택층(765), 소오스 전극(770) 및 드레인 전극(775)을 포함하는 박막 트랜지스터(745)가 완성된다. 이 때, 게이트 라인과 소오스 라인 사이에는 게이트 절연막(755)이 개재되어 게이트 라인이 소오스 라인과 접촉되는 것을 방지한다.
다음에, 상기 박막 트랜지스터(745)가 형성된 제1 절연 기판(740) 상에 레지스트를 스핀 코팅 방법으로 약 1∼3㎛ 정도의 두께로 적층하여 유기 절연막(780)을 형성하여 제1 기판(710)을 완성한다. 이 때, 유기 절연막(780)은 예를 들면 감광성 화합물(PAC; Photo-Active Compound)을 포함하는 아크릴 수지등을 사용하여 형성한다.
도 7b를 참조하면, 유기 절연막(780)의 상부에 콘택 홀(785)을 형성하기 위한 제1 마스크(850)를 위치시킨 다음, 노광 및 현상 공정을 통하여 유기 절연막(780)에 드레인 전극(775)을 부분적으로 노출시키는 콘택 홀(785)과 상부에 다수의 홈들을 형성한다.
상기 유기 절연막(780)에 콘택 홀(785)을 형성하는 과정 및 유기 절연막(280)의 상부에 다수의 홈들을 형성하는 과정을 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 8a 및 도 8b는 도 7b의 콘택홀 및 유기절연막(780)의 상부에 다수의 그루브들을 형성하는 단계를 구체적으로 나타낸 단면도들이다.
도 8a 및 도 8b를 참조하면, 먼저, 레지스트로 이루어진 유기 절연막(780)에 콘택 홀(785)을 형성하기 위하여 콘택 홀(785)에 상응하는 패턴을 갖는 제1 마스크(850)를 유기 절연막(780) 상에 위치시킨다. 이어서, 1차로 풀(full) 노광 공정을 통하여 소오스/드레인 전극(775) 상부의 유기 절연막(780)을 노광시킨다.
유기 절연막(780)에 다수의 그루브들(781)을 형성하기 위하여 그루브에 상응하는 패턴을 갖는 마이크로 렌즈 형성용 제2 마스크(855)를 유기 절연막(780) 상에 위치시킨다.
도 9에는 상기 제2 마스크(855) 상에 형성되어 있는 패턴의 레이아웃을 나타내는 평면도이다.
도 9에 도시한 제2 마스크(855)는, 픽셀영역의 사이에 존재하는 픽셀 외곽선(691)의 외부 영역에도 제2 영역부들을 형성하기 위한 패턴이 연장되어 있는 것을 제외하고는 도 4에 도시한 마스크 패턴과 유사하다.
보다 구체적으로, 도 9를 참조하면, 픽셀내의 반사 전극을 형성하기 위한 제2 마스크(855)의 패턴은 화소의 경계선(691)내에 상대적인 고저로 형성되는 제1 영역부들(693)와 제2 영역부들(695)로 구분되어 진다. 제1 영역부들(693)은 제2 영역부들(695)들을 폐곡선의 형태로 둘러싸도록 형성되어 있다. 제1 영역부들(693)의 폭을 일정하게 형성한다. 제1 영역부들(693)은 제2 영역부들(695)에 비하여 상대적으로 낮은 높이를 갖는 그루브의 형상을 갖도록 형성하고, 제2 영역부들(695)은 상대적으로 높은 높이를 갖는 돌출부의 형상을 갖도록 형성하여 마이크로 렌즈로서의 기능을 한다. 이와 같이 제1 영역부들(693)의 폭을 일정하게 형성함으로써 반사의 효율을 향상시켜 액정 표시 장치의 화질을 개선할 수 있다.
상기 제2 마스크(855)는 도 9에 도시한 바와 같이, 상기 제1 영역에 상응하는 마스크 패턴을 투명한 기판상에 형성하여 제작한다.
도시한 바와 같이, 제1 영역에 상응하는 마스크 패턴은 픽셀의 내부 영역(Pin)에 형성되어 상술한 바와 같이, 반사 전극의 제1 영역 및 제2 영역을 한정하도록 설계된다. 본 실시예에서는 제1 영역에 상응하는 마스크 패턴은 픽셀 내부 영역(Pin)에서 픽셀들 사이의 영역인 픽셀 외부 영역(Pout)에 까지 연장되어 형성되어 있다.
제2 마스크(855)는 레지스트의 종류에 따라서 도시한 패턴과는 반대의 형상을 갖는 패턴을 구비할 수도 있다.
이러한 제2 마스크(855)를 사용하여 콘택 홀(785)을 제외한 부분의 유기 절 연막(780)을 2차로 렌즈 노광 공정을 통하여 노광시킨다.
다음에, 현상 공정을 거치면 도 10a에 나타낸 바와 같은 소오스/드레인 전극(775)을 노출시키는 콘택 홀(785)이 유기 절연막(780)에 형성되고, 유기 절연막(780)의 표면에 다수의 불규칙한 그루브들(781)을 형성한다.
그러면, 도 8b에 도시한 바와 같이, 픽셀내부 영역(Pin)에 형성된 다수의 불규칙한 그루브들(781)이 픽셀들간의 영역인 픽셀 외부 영역(Pout)에도 균일하게 형성된다.
도 7c를 참조하면, 상술한 바와 같이 다수의 그루브들(781)이 형성된 유기 절연막(780) 상에 알루미늄(Al), 니켈(Ni), 크롬(Cr) 또는 은(Ag) 등의 반사율이 우수한 금속을 증착한 후, 증착된 금속을 소정의 화소 형상으로 패터닝하여 반사 전극(735)을 형성한다. 계속하여, 반사 전극(735)의 상부에 레지스트를 도포하고 러빙(rubbing) 처리 등을 통하여 액정층(730) 내의 액정 분자들을 선택된 각으로 프리틸팅(pretilting)시키는 제1 배향막(800)을 형성한다. 상기 반사 전극(835)은 유기 절연막(780)의 표면과 동일한 형상을 갖게 된다.
반사 전극(835)은 유기 절연막(780)의 홈(781) 상에 형성된 다수의 그루브들로 이루어진 제1 영역부들(790)과 다수의 돌출부로 이루어진 마이크로 렌즈 영역인 제2 영역부들(795)으로 구분된다. 이 때, 제1 영역부들(790)은 연속된 홈으로 이루어져 돌출부인 제2 영역부들(795)에 비하여 상대적으로 낮은 높이에 위치하며, 제2 영역부들(795)은 제1 영역부들(790)에 의해 둘러싸임으로써, 반사 전극(735)은 제2 영역부들(795)이 연속된 홈인 제1 영역부들(790)에 의해 한정되는 구조를 갖는다.
본 실시예에 있어서, 반사 전극(735)의 제1 영역부들(790)을 구성하는 다수의 홈들은 각기 약 2∼5㎛ 정도의 폭을 가지며, 제2 영역부들(795)을 이루는 다수의 돌출부들은 약 4∼20㎛ 정도의 크기를 갖는다.
도 7d를 참조하면, 제1 절연 기판(740)과 동일한 물질로 구성된 제2 절연 기판(805) 상에 컬러 필터(810), 투명 공통 전극(810) 및 제2 배향막(820)을 순차적으로 형성하여 제2 기판(720)을 완성한다. 이어서, 제2 기판(720)이 제1 기판(710)에 대향하도록 배치한 다음, 제1 기판(710)과 제2 기판(720) 사이에 스페이서(735)를 개재하여 접합함으로써, 제1 기판(710)과 제2 기판(720) 사이에 소정의 공간이 형성되도록 한다. 계속하여, 제1 기판(710)과 제2 기판(720) 사이의 공간에 진공 주입 방법을 이용하여 액정 물질을 주입하여 액정층(730)을 형성하면 본 실시예에 따른 반사형 액정표시 장치(700)가 완성된다. 또한, 필요에 따라서 제2 기판(820)의 전면에 편광판(830) 및 위상차판(825)이 형성될 수 있으며, 도시하지는 않았지만 제2 절연 기판(805)과 컬러 필터(810) 사이에 블랙 매트릭스가 배치될 수도 있다.
도 10a 내지 도 10e는 본 발명의 다른 실시예에 따라서 반사 전극을 형성하기 위한 마스크 패턴을 나타내는 평면도들이다.
먼저 도 10a에 도시한 마스크 패턴은, 픽셀영역의 사이에 존재하는 픽셀 외곽선(791)의 외부 영역에도 제2 영역부들을 형성하기 위한 패턴이 연장되어 있는 것을 제외하고는 도 2에 도시한 마스크 패턴과 유사하다.
도 10a는 한쪽 방향에 대하여 다른 방향보다 상대적으로 높은 반사율을 갖도 록 설계된 반사전극을 형성하기 위한 마스크 패턴을 나타낸다. 도 10a에 도시한 마스크 패턴을 갖는 마스크를 사용하여 제조된 반사 전극은 상대적인 고저로 형성된 다수의 제1 영역부들(790)과 제2 영역부들(795)로 구성된다. 상기 제2 영역부들(795)은 제1 방향(세로 방향)에 대하여 제2 방향(가로 방향이며 데이터 신호의 인가 방향)보다 상대적으로 높은 반사율을 갖도록 상기 제1 방향의 수직 방향(가로방향, 즉 제2 방향)의 길이 성분의 총합이 상기 제1 방향의 수직 방향(세로 방향, 즉 제1 방향)의 길이 성분의 총합보다 크도록 형성된다. 예들 들면, 상기 제1 영역부들(790)은 상기 제2 영역부들(795)에 비하여 상대적으로 낮은 높이를 갖는 그루브 형상을 갖고, 상기 제2 영역부(795)들은 상대적으로 제1 영역부들(790)에 비하여 높은 돌출부의 형상을 갖도록 형성할 수 있다. 또한, 이와는 반대로, 상기 제1 영역부들(790)은 상기 제2 영역부들(795)에 비하여 상대적으로 높은 높이를 갖는 돌출부 형상을 갖고, 상기 제2 영역부(795)들은 상대적으로 제1 영역부들(790)에 비하여 낮은 홈(recess)부의 형상을 갖도록 형성할 수 있다.
상기 제1 영역부들(790)은 가로 방향을 따라서 연속적으로 형성된 제1의 그루브들(790a, groove)을 포함한다. 또한, 인근한 제1 그루브들(790a)의 사이에는 상기 세로 방향을 따라서 비연속적으로 제2 그루브들(790b)이 형성되어 있다. 도면에는 제2 그루브들(790b)가 제1 방향 및 제2 방향 이외에도 광선이 반사될 수 있도록 아크형상을 갖도록 형성하였으나, 직선이나, 고리형 등과 같은 임의의 형상을 갖도록 형성할 수 있다.
제2 그루브들(790b)은 세로 방향을 따라서 형성된 인근한 제2 그루브들과는 서로 엇갈리게 형성하는 것이 바람직하다. 이와 같이 형성된 제2 그루브들(790b)은 화소 전극 하나의 가로 방향의 길이에 대하여 0.5 내지 5개 정도 형성하는 것이 바람직하다.
제2 영역부들(795)는 마이크로 렌즈로 기능하는 다수의 돌출부로 이루어진다. 즉, 연속된 홈으로 이루어진 반사 전극(735)의 제1 영역부들(790)은 돌출부인 제2 영역(795)에 비하여 제1 기판(710) 상에서 상대적으로 낮은 위치에 소정의 깊이를 갖도록 형성된다. 또한, 제1 영역부들(790)에 비하여 다수의 상대적인 돌출부들로 구성된 제2 영역부들(795)은 제1 기판(710) 상에서 소정의 높이를 갖고 형성된다. 반사 전극(735)의 반사 효율을 증대시키는 마이크로 렌즈부인 제2 영역부(795)은 화소의 경계선과 함께 제1 그루브들(790a)과 제2 그루브들(790b)로 이루어진 제1 영역부들(790)에 의해 둘러싸이게 된다. 즉, 화소의 중앙부에는 인근하는 제1 그루브들(790a)과 두 개의 제2 그루브들(790b)에 의해 제2 영역부들(795)의 하나가 한정된다. 화소의 경계부에 인접한 제2 영역부들(795)은 인근하는 제1 그루브들(790a)과 제2 그루브들(790b)의 하나와 화소의 경계선에 의해 한정된다.
이와 같이 형성된 제1 영역부들(790)의 방향성에 기인하여 제2 영역부들(795)을 이루는 돌출부들이 화소의 가로 방향인 제1 방향 및 세로 방향인 제2 방향을 따라 배향(oriented)되어, 본 실시예에 따른 액정표시 장치는 휴대폰과 같이 특정한 방향으로 높은 반사율을 요구하는 디스플레이 장치에 충분히 적용 가능하다.
상기 제2 영역부들(795)을 구성하는 다수의 돌출부들은 각기 타원의 형상(795a), 상현달 내지는 하현달의 형상(795b), 오목 렌즈의 단면의 형상(795c), 트랙의 형상(795d) 그리고 반 트랙(hemi-track)의 형상(795e) 등과 같이 다양한 형상을 갖는다. 또한, 제2 영역(795)의 돌출부들은 비록 동일한 형상을 갖더라도 각기 서로 다른 크기를 갖도록 형성된다.
제1 영역부(790)의 제1 그루브들 및 제2 그루브들(790a, 790b)은 각기 약 2∼5㎛ 정도의 폭을 가지며, 제2 영역부들(795)의 돌출부들은 각기 약 4∼20㎛의 범위 내에서 다양한 크기를 갖는다. 가로 방향으로 평행하게 형성되는 제1 그루브들(790a)의 중심선간의 간격은 5 내지 20㎛, 평균 약 8.5㎛이고, 제2 영역부들(795)의 돌출부들의 마루간의 간격은 12∼22㎛, 평균 약 17㎛정도로 설정한다. 이와 같이 제2 영역부들(795)을 이루는 돌출부들의 형상 및 사이즈를 다양하게 변화시킴으로써, 반사 전극(735)에 의해 반사되는 빛이 간섭을 일으키는 현상을 최소화할 수 있다.
도 10b에 도시한 마스크 패턴은 반사 전극의 패턴에 제1 영역부들의 접속 지점에 균일한 깊이의 제1 영역부들을 형성하기 위한 홈막음 돌기 패턴이 형성되어 있는 것을 제외하고는 도 10a에 도시한 마스크 패턴과 유사하다.
도 10b에 도시한 마스크 패턴에 의해 형성된 반사 전극은 화소의 가로 방향으로 평행하게 형성된 제1 그루브들(410a) 및 세로 방향으로 불연속적으로 형성된 제2 그루브들(410b)로 이루어진 제1 영역부들(410) 및 화소의 경계선(791)과 함께 제1 영역부들(410)에 의해 둘러싸인 다수의 돌출부(405a, 405b, 405c)로 이루어진 제2 영역부들(405)으로 구분된다. 제2 영역부들(405)을 구성하는 돌출부(405a, 405b, 405c)들은 가로 및 세로 방향으로 형성된 다수의 제1 및 제2 그루브들(410a, 410b)홈들에 의해 한정되어 마치 섬들과 같은 구성을 가지며, 각 선택된 돌출부들(405a, 405b, 405c)에는 홈 막음 돌기(406)가 형성된다.
이러한 홈 막음 돌기(406)는 반사 전극(400)을 형성하기 위하여 유기 절연막을 노광 및 현상하는 공정에서 유기 절연막에 형성되는 홈이 일정한 깊이를 갖도록 한다. 즉, 가로 방향의 제1 그루브들(410a)들과 세로 방향의 제2 그루브들(410b)들이 만나는 교차점에서는 다른 부분에 비하여 상대적으로 패턴의 선폭이 커지기 때문에 동일하게 노광하는 경우에는 식각 공정시에 교차점 부위가 다른 부분에 비하여 상대적으로 더 깊게 식각되어 마스크 패턴에서 형성된 모양과는 다른 평면적 프로파일이 얻어질 수 있다. 따라서, 이와 같이, 홈 막음 돌기(406)을 미리 마스크 패턴 형성시에 형성하는 경우에는 교차점 부위가 다른 부위보다 과식각되는 것을 어느정도 방지하여 동일한 깊이의 그루브들을 상기 절연막(370)의 상부에 형성할 수 있다. 즉, 제1 영역부들(410)의 깊이를 동일하게 형성할 수 있다.
도 10c 내지 도 10e에는 본 발명의 다른 실시예에 따른 마스크 패턴들이 형성되어 있다. 도 10c에 도시한 마스크 패턴은 반사 전극의 패턴에 제1 영역부(790)의 제2 그루브들을 형성하기 위한 수직 방향의 패턴들이 형성되어 있지 않은 것을 제외하고는 도 10a에 도시한 마스크 패턴과 유사하다. 도 10d에 도시한 마스크 패턴은 반사 전극의 패턴에 제1 영역부(790)의 제2 그루브들(790b)을 형성하기 위한 수직 방향의 패턴들이 인근하는 제1 영역부들의 제1 그루브들 사이에 화소당 1개씩 형성되어 있는 것을 제외하고는 도 13a에 도시한 마스크 패턴과 유사하다.도 13d에 도시한 마스크 패턴은 반사 전극의 패턴에 제1 영역부의 제2 그루브들(790b)을 형성하기 위한 수직 방향의 패턴들이 인근하는 제1 영역부들의 제1 그루브들(790a) 사이에 화소당 0.5개씩 형성되어 있는 것을 제외하고는 도 13a에 도시한 마스크 패턴과 유사하다.
상술한 본 발명에 따르면, 반사 전극을 형성하기 전에 유기 절연막을 형성할 때, 화소 사이에 있는 화소영역의 외부영역에서도 화소 영역에서와 동일하게 그루브를 형성한다. 따라서, 화소 영역과 화소의 외부 영역간에 단차가 형성되지 않게된다. 따라서, 단차로 인해 발생하는 광 누수성 잔상이나 액정 배향 외곡 현상을 제거할 수 있다. 또한, 스페이서의 산포 후에도 제1 기판과 제2 기판간의 균일한 갭이 형성된다.
또한, 본 발명에 따른 액정 표시 장치는 가로 방향으로 연속된 다수의 제1 그루브들과 세로 방향으로 형성된 불연속적인 제2 그루브들 및 상기 제1 및 제2 그루브들에 의해 한정되어 배향된 마이크로 렌즈들이 형성된 반사 전극을 구비함으로써, 종래의 반사형 액정 표시 장치에 비하여 특정 방향에 대하여 크게 향상된 반사 효율을 갖는다. 따라서, 상기 액정표시 장치에 의해 구현되는 화상의 콘트라스트 및 화질을 현저하게 개선할 수 있다.
상술한 본 발명에 따르면, 반사 전극을 형성하기 전에 유기 절연막을 형성할 때, 화소 사이에 있는 화소영역의 외부영역에서도 화소 영역에서와 동일하게 그루브를 형성한다. 따라서, 화소 영역과 화소의 외부 영역간에 단차가 형성되지 않게 된다. 따라서, 단차로 인해 발생하는 광 누수성 잔상이나 액정 배향 외곡 현상을 제거할 수 있다. 또한, 스페이서의 산포 후에도 제1 기판과 제2 기판간의 균일한 갭이 형성된다.
또한, 본 발명에 따른 액정 표시 장치는 가로 방향으로 연속된 다수의 제1 그루브들과 세로 방향으로 형성된 불연속적인 제2 그루브들 및 상기 제1 및 제2 그루브들에 의해 한정되어 배향된 마이크로 렌즈들이 형성된 반사 전극을 구비함으로써, 종래의 반사형 액정 표시 장치에 비하여 특정 방향에 대하여 크게 향상된 반사 효율을 갖는다. 따라서, 상기 액정표시 장치에 의해 구현되는 화상의 콘트라스트 및 화질을 현저하게 개선할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (15)

  1. 화소가 형성된 제1 기판;
    상기 제1 기판에 대향하여 형성된 제2 기판:
    상기 제1 기판과 제2 기판 사이에 형성된 액정층;
    상기 제1 기판상에 형성되고, 광산란을 위하여 상대적인 고저로 형성된 다수의 제1 영역부들과 제2 영역부들을 포함하고, 상기 제2 영역부들은 제1 방향에 관하여 제2 방향보다 상대적으로 높은 반사율을 갖도록 상기 제1 방향의 수직 방향의 길이 성분의 총합이 상기 제2 방향의 수직 방향의 길이 성분의 총합보다 크도록 형성된 반사 전극; 및
    상기 제1 기판과 상기 반사 전극 사이에 상기 반사 전극과 동일한 표면 구조를 갖고, 상기 표면 구조는 상기 화소들의 화소경계선의 외부로 연장되도록 형성되어 있는 유기 절연막을 포함하는 반사형 액정표시 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 영역부는 상기 제2 영역부들에 비하여 상대적으로 낮은 높이를 갖는 그루브 형상을 갖고, 상기 제2 영역부는 상대적으로 높은 높이를 갖는 다수의 돌출부의 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 반사형 액정 표시 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1 방향은 화소의 가로 방향이며, 상기 제2 방향은 화소의 세로 방향인 것을 특징으로 하는 액정표시 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제1 영역부들은 상기 제1 방향을 따라 연속적으로 형성된 제1 그루브들을 포함하는 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 제1 그루브들은 상기 제2 방향으로 불규칙한 간격을 갖고 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시 장치.
  6. 제4항에 있어서, 상기 제1 영역부들은 인근하는 상기 제1 그루브들사이에 형성되고, 상기 제2 방향에 따라 비연속적으로 형성된 제2 그루브들로 이루어지는 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 제2 그루브들은 아크형 또는 직선의 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시 장치.
  8. 제6항에 있어서, 상기 제2 방향을 따라 형성되는 제2 그루브들은 각기 인접한 상기 제2 방향을 따라 형성된 제2 그루브들과 엇갈리게 형성된 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시 장치.
  9. 제6항에 있어서, 상기 반사 전극은 상기 제1의 그루브들과 상기 제2의 그루브들이 교차되는 부분에 형성된 홈 막음 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시 장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 홈 막음 수단은 상기 제2 영역부들로부터 연장되는 돌기인 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시 장치.
  11. 제2항에 있어서, 상기 제2 영역부의 중앙부에는 산란용 홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시 장치.
  12. 제1항에 있어서, 상기 제1 영역부는 상기 제2 영역부들에 비하여 상대적으로 높은 높이를 갖는 돌출부의 형상을 갖고, 상기 제2 영역부는 상대적으로 낮은 높이의 홈 형상을 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 반사형 액정 표시 장치.
  13. 화소가 형성된 절연 기판;
    상기 화소에 접속되고 상기 절연 기판상에 형성되고, 광산란을 위하여 상대적인 고저로 형성된 다수의 제1 영역부들과 제2 영역부들을 포함하고, 상기 제2 영역부들은 제1 방향에 관하여 제2 방향보다 상대적으로 높은 반사율을 갖도록 상기 제1 방향의 수직 방향의 길이 성분의 총합이 상기 제2 방향의 수직 방향의 길이 성분의 총합보다 크도록 형성된 반사 수단; 및
    상기 절연 기판과 상기 반사 수단 사이에 상기 반사 수단과 동일한 표면 구조를 갖고, 상기 표면 구조는 상기 화소들의 화소경계선의 외부로 연장되도록 형성 되어 있는 유기 절연막을 포함하는 전자 디스플레이 장치.
  14. 제13항에 있어서, 상기 제1 영역부는 부분적으로 화소의 경계선의 외곽 부위와 함께, 상기 제2 영역부들을 폐곡선의 형태로 한정하고, 상기 제1 영역부는 상기 제2 영역부들에 비하여 상대적으로 낮은 높이를 갖는 그루브 형상을 갖고, 상기 제2 영역부는 상대적으로 높은 높이를 갖는 다수의 돌출부의 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 전자 디스플레이 장치.
  15. 제13항에 있어서, 상기 제1 영역부들은 상기 제1 방향을 따라 연속적으로 형성되고, 상기 제2 방향의 불규칙한 간격을 갖고 형성된 제1 그루브들과, 상기 제1 그루브들사이에 형성되고, 상기 제2 방향으로 따라 비연속적으로 형성된 제2 그루브들로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전자 디스플레이 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100483979B1 (ko) * 2001-06-22 2005-04-18 엔이씨 엘씨디 테크놀로지스, 엘티디. 반사판, 그 제조방법, 액정표시장치 및 그 제조방법
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KR100906724B1 (ko) * 2002-12-31 2009-07-07 엘지디스플레이 주식회사 반사투과형 액정표시장치와 그 제조방법
CN115774349A (zh) * 2022-11-18 2023-03-10 Tcl华星光电技术有限公司 显示面板及显示面板的制造方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10177106A (ja) * 1995-12-11 1998-06-30 Sharp Corp 反射板並びに反射型液晶表示装置およびその製造方法
KR19990002925A (ko) * 1997-06-24 1999-01-15 구자홍 반사형 액정표시소자의 반사판 및 그것의 제조방법
KR20020036891A (ko) * 2000-11-11 2002-05-17 윤종용 반사형 액정표시 장치 및 그 제조방법
KR20030018851A (ko) * 2001-08-31 2003-03-06 삼성전자주식회사 액정표시장치

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10177106A (ja) * 1995-12-11 1998-06-30 Sharp Corp 反射板並びに反射型液晶表示装置およびその製造方法
KR19990002925A (ko) * 1997-06-24 1999-01-15 구자홍 반사형 액정표시소자의 반사판 및 그것의 제조방법
KR20020036891A (ko) * 2000-11-11 2002-05-17 윤종용 반사형 액정표시 장치 및 그 제조방법
KR20030018851A (ko) * 2001-08-31 2003-03-06 삼성전자주식회사 액정표시장치

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