KR100828534B1 - 반사-투과형 액정 표시 장치 및 이의 제조 방법 - Google Patents

반사-투과형 액정 표시 장치 및 이의 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR100828534B1
KR100828534B1 KR1020020048283A KR20020048283A KR100828534B1 KR 100828534 B1 KR100828534 B1 KR 100828534B1 KR 1020020048283 A KR1020020048283 A KR 1020020048283A KR 20020048283 A KR20020048283 A KR 20020048283A KR 100828534 B1 KR100828534 B1 KR 100828534B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
electrode
liquid crystal
reflective
crystal display
pattern
Prior art date
Application number
KR1020020048283A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20040016083A (ko
Inventor
김재현
장용규
김상우
차성은
Original Assignee
삼성전자주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to KR1020020048283A priority Critical patent/KR100828534B1/ko
Publication of KR20040016083A publication Critical patent/KR20040016083A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100828534B1 publication Critical patent/KR100828534B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/133553—Reflecting elements
    • G02F1/133555—Transflectors
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/136—Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F2203/00—Function characteristic
    • G02F2203/09—Function characteristic transflective

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)

Abstract

투과율을 동일하게 유지하면서 반사율을 향상시킬 수 있는 반사-투과형 액정 표시 장치 및 이의 제조 방법을 개시한다. 반사-투과형 액정 표시 장치는 등방성의 다각형 패턴이 형성된 주반사 영역과, 반원기둥 형상의 패턴이 형성된 보조반사 영역으로 이루어지는 반사 전극을 갖는 제1 기판과, 제1 기판과 대향하는 제2 기판 및 이들 사이에 봉입되는 액정을 포함한다. 이로써, 보조반사 영역에 형성된 반원기둥 형상의 패턴은 외부로부터 입사되는 광을 액정 표시 장치의 정면으로 반사시켜 반사율을 향상시킬 수 있다.
Figure R1020020048283
마이크로, 렌즈, 반사율, 투과율, 반사, 투과, 액정 표시 장치,

Description

반사-투과형 액정 표시 장치 및 이의 제조 방법{REFLECTIVE-TRANSMITTED TYPE LIQUID CRYSTAL DISPLAY AND METHOD FOR MANUFACTURING THEREOF}
도 1은 일반적인 반사-투과형 액정 표시 장치의 박막 트랜지스터 기판의 단면도이다.
도 2는 상기한 도 1에 도시된 박막 트랜지스터 기판의 평면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 반사-투과형 액정 표시 장치의 단면도이다.
도 4는 상기한 도 3에 도시된 박막 트랜지스터 기판의 평면도이다.
도 5a는 상기한 도 4에 도시된 D의 평면 확대도이도, 도 5b는 상기한 도 4에 도시된 D의 사시 확대도이다.
도 6a는 상기한 도 4에 도시된 E의 사시 확대도이도, 도 6b는 상기한 도 4에 도시된 F의 사시 확대도이다.
도 7은 상기한 도 6a와 도 6b에 도시된 제2 엠보싱 패턴의 광학 작용을 설명하기 위한 개념도이다.
도 8a 내지 도 8e는 본 발명의 실시예에 따른 반사-투과형 액정 표시 장치의 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 9a와 도 9b는 상기한 도 8c에 도시된 콘택홀 형성 방법을 설명하기 위한 도면이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉
500 : 박막 트랜지스터 기판 510 : 제1 기판
520 : 박막 트랜지스터 530 : 유기 절연막
540 : 투과 전극 550 : 반사 전극
560 : 콘택홀 570 : 투과창
600 : 컬러 필터 기판 700 : 액정층
810 : 제1 엠보싱 패턴 820 : 제2 엠보싱 패턴
본 발명은 반사-투과형 액정 표시 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 투과율을 동일하게 유지하면서 반사율을 향상시키기 위한 반사-투과형 액정 표시 장치 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
최근 들어 액정 표시 장치는 외부 광원을 이용하여 화상을 표시하는 투과형 액정 표시 장치와 외부 광원 대신 자연광을 이용한 반사형 액정 표시 장치의 장점을 모두 살린 반사-투과형 액정 표시 장치가 개발되고 있다.
이와 같은 반사-투과형 액정 표시 장치는 외부 광량이 풍부한 곳에서는 외부로부터 발생된 제1 광을 이용하여 영상을 디스플레이하고, 외부 광량이 부족한 곳에서는 자체에 충전된 전기 에너지를 소모하여 생성된 제2 광을 이용하여 영상을 디스플레이한다.
도 1은 일반적인 반사-투과형 액정 표시 장치의 박막 트랜지스터 기판의 단면도이다.
도 1을 참조하면, 일반적인 반사-투과형 액정 표시 장치의 박막 트랜지스터 기판(10)은 투명한 제1 기판(20)과, 박막 트랜지스터(30)와, 유기 절연막(40)과, 투과 전극(60) 및 반사 전극(70)으로 이루어진다.
보다 상세하게는, 박막 트랜지스터(30)는 제1 기판(20)상에 매트릭스 형태로 배열되며, 이러한 박막 트랜지스터(30)는 외부에서 인가된 데이터 신호를 타이밍 신호에 의하여 외부로 출력하는 역할을 한다.
유기 절연막(40)은 박막 트랜지스터(30)가 덮이도록 제1 기판(20)의 전면적에 걸쳐 후박하게 형성되며, 유기 절연막(40)의 상면에는 미세한 엠보싱 패턴이 형성되어 있다.
또한 유기 절연막(40)에는 박막 트랜지스터(30)의 출력단, 즉 드레인 전극(도면번호 미부여)이 노출되도록 콘택홀(50)이 형성되어 있다.
투과 전극(60)은 콘택홀(50) 및 엠보싱 패턴이 형성된 유기 절연막(40)의 상면 전체에 인듐 틴 옥사이드(Indium Tin Oxide; ITO) 박막을 소정 두께로 도포하여 형성한다. 이때 유기 절연막(40)에는 박막 트랜지스터(30)의 드레인 전극이 노출되도록 콘택홀(50)이 형성되어 있기 때문에 투과 전극(60)은 콘택홀(50)의 내주면을 따라 형성되어 박막 트랜지스터(30)와 연결된다.
이후, 투과 전극(60)의 상면에는 반사 전극(70)이 도포된다. 이때, 반사 전극(70)의 일부에 투과창(80)을 형성함으로써 반사 전극(70)의 하부에 가려져 있던 투과 전극(60)의 일부가 노출되도록 형성한다.
따라서, 자연광(L1)이 풍부할 때는 반사 전극(150)을 통하여 입사되는 자연광(L1)을 반사시키는 반사 모드에서 영상을 표시하고, 자연광(L1)이 부족할 때는 액정 표시 장치의 내부에서 인공적으로 발생된 인공광(L2)을 투과창(80)을 통해 통과시키는 투과 모드에서 영상을 표시한다.
도 2는 상기한 도 1에 도시된 박막 트랜지스터 기판의 평면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 투과 전극(60)이 노출되도록 투과창(80)이 형성된 반사 전극(70)을 갖는 박막 트랜지스터 기판(10)이 도시되어 있다.
반사 전극(70)상에는 외부로부터 입사되는 광을 반사시키기 위한 엠보싱 패턴(90)이 형성되어 있다. 또한 투과창(80)에 의해 노출되는 투과 전극(60)에도 도면에 도시하지는 않았지만 반사 전극(70)에 형성된 엠보싱 패턴(90)과 동일한 패턴이 형성되어 있다.
반사 전극(70)의 표면에 형성된 엠보싱 패턴(90)은 등방성(isotropic) 다각형 형상을 가지며, 상기의 등방성 다각형 패턴은 외부로부터 입사되는 자연광을 액정 표시 장치의 정면으로 균일하게 반사시키는 마이크로 렌즈(micro lens)의 역할을 한다.
상기와 같이 형성된 반사 전극(70)의 엠보싱 패턴(90)은 제1 영역(90a)인 그루브(groove)와 제2 영역(90b)인 돌출부로 이루어지며, 특히 제2 영역(90b)은 등방성(isotropic)의 다각형 형상을 가지므로 가로 및 세로 모든 방향으로 입사되는 광에 대하여 액정 표시 장치의 정면으로 광을 반사시킨다.
그러나 상기한 도 1에 도시된 바와 같이 반사 전극(70)의 주반사 영역인 A 영역은 완전한 등방성의 다각형 패턴을 다수 개 형성할 수 있으나, 이에 반해 투과창(80)의 가장자리, 즉 보조반사 영역인 B 내지 D 영역에서는 해당 공간이 협소하여 등방성의 다각형 패턴을 완전하게 형성하기가 어렵다. 따라서, B 내지 D 영역에서의 단위 면적당 반사율은 A 영역의 단위 면적당 반사율에 비해 현저히 낮다는 문제점이 있다.
또한 상기한 도 1에 도시된 콘택홀(50)은 그 경사면이 너무 급하여 외부로부터 입사되는 자연광이 액정 표시 장치의 정면으로 반사되기 어려워 콘택홀(50)의 내주면이 차지하는 면적은 반사율에 거의 기여하지 못한다는 문제점이 있다.
이에, 본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 반사율을 향상시킬 수 있은 반사-투과형 액정 표시 장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 상기한 반사-투과형 액정 표시 장치를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
이와 같은 본 발명의 목적을 수행하기 위한 하나의 특징에 따른 반사-투과형 액정 표시 장치는, 박막 트랜지스터와, 제1 광을 투과시켜 영상을 표시하는 투과 전극과, 상기 투과 전극상에 형성되고 상기 투과 전극을 노출시키기 위한 투과창을 가지며, 제2 광을 반사시켜 영상을 표시하는 반사 전극이 형성된 제1 기판; 상기 제1 기판과 대향하는 면에 공통 전극이 형성된 제2 기판; 및 상기 제1 및 제2 기판 사이에 봉입된 액정층을 포함하여 이루어진다.
상기 반사 전극은 상기 박막 트랜지스터 상측의 제1 반사 영역과, 상기 투과창의 에지와 접하며 상기 제1 반사 영역을 제외한 제2 반사 영역으로 이루어지고, 상기 제1 반사 영역에는 등방성 다각형의 제1 반사 패턴이 형성되고, 상기 제2 반사 영역에는 외주면이 상기 제2 기판을 향하는 반원기둥 형상의 제2 반사 패턴이 형성되어 있다.
또한, 상기한 본 발명의 다른 목적을 수행하기 위한 하나의 특징에 따른 반사-투과형 액정 표시 장치의 제조 방법은, (a) 게이트 전극과, 데이터 전극 및 드레인 전극을 갖는 박막 트랜지스터를 제1 기판상에 형성하는 단계; (b) 상기 박막 트랜지스터상에 절연막을 형성하는 단계; (c) 상기 절연막에 서로 다른 엠보싱 패턴 및 상기 드레인 전극을 노출시키는 콘택홀을 형성하는 단계; (d) 상기 단계(c)의 결과물의 전면에 투과 전극을 형성하는 단계; 및 (e) 상기 투과 전극상에 상기 투과 전극을 노출시키는 투과창을 갖는 반사 전극을 형성하는 단계를 포함하여 이루어진다.
이러한 반사-투과형 액정 표시 장치 및 이의 제조 방법에 의하면, 외부로부터 입사되는 광을 반사시키는 반사 전극에 반원기둥 형상의 패턴을 형성함으로써, 투과율을 변경시키지 않고도 반사율을 향상시킬 수 있다. 또한, 콘택홀 내주변의 프로파일을 완만하게 형성함으로써, 콘택홀 내주면으로 입사되는 광을 액정 표시 장치의 정면으로 반사시켜 반사율을 향상시킬 수 있다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하 고자 한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 반사-투과형 액정 표시 장치의 단면도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 반사-투과형 액정 표시 장치(1000)는 크게 박막 트랜지스터(520)가 매트릭스 형상으로 배열되어 있는 박막 트랜지스터 기판(500)과, 박막 트랜지스터 기판(500)과 대향하는 컬러 필터 기판(600) 및 이들 사이에 봉입되는 액정층(700)으로 이루어진다.
박막 트랜지스터 기판(500)은 투명한 제1 기판(510)과, 제1 기판(510)상에 형성된 박막 트랜지스터(520)와, 박막 트랜지스터(520)의 상면에 코팅된 유기 절연막(530)과, 유기 절연막(530)상에 형성된 반사 전극(540)과, 투과 전극(550) 및 배향막(580)을 포함하여 이루어진다.
박막 트랜지스터(520)는 게이트 전극(521)과, 소오스 전극(525)과, 드레인 전극(526)을 갖는다. 이때, 게이트 전극(521)은 게이트 절연막(522)을 통하여 소오스 전극(525) 및 드레인 전극(526)과 절연 상태를 유지한다. 게이트 절연막(522)상에는 게이트 전극(521)에 전원이 인가됨에 따라 소오스 전극(525)으로부터 드레인 전극(526)으로 전원을 인가하기 위한 액티브 패턴(523) 및 오믹 콘택 패턴(524)이 형성된다.
박막 트랜지스터 기판(500)의 전면적에 걸쳐 코팅된 유기 절연막(530)에는 박막 트랜지스터(520)의 드레인 전극(526)이 노출되도록 콘택홀(560)이 형성되어 있으며, 유기 절연막(530)의 표면상에는 엠보싱 패턴이 형성되어 있다.
콘택홀(560)이 형성된 유기 절연막(540)상에 인듐 틴 옥사이드(Indium Tin Oxide : ITO) 또는 인듐 징크 옥사이드(Indium Zinc Oxide :IZO )로 이루어진 투과 전극(540)이 균일한 두께로 도포된다.
투과 전극(540)은 엠보싱 패턴 및 콘택홀(560)이 형성된 유기 절연막(530)상에 도포되어 콘택홀(560)에 의해 노출된 박막 트랜지스터(520)의 드레인 전극(526)과 접한다.
투과 전극(540)상에는 반사율이 뛰어난 알루미늄(Al)과 같은 금속 재질로 이루어진 반사 전극(550)이 균일한 두께로 적층된다. 이때, 반사 전극(550)에는 투과 전극(540)의 일부 영역을 노출시키는 투과창(570)이 형성되어 있다.
투과 전극(540)은 엠보싱 패턴이 형성된 유기 절연막(530)상에 형성되고, 반사 전극(550)은 투과 전극(540)상에 형성되므로, 투과 전극(540)과 반사 전극(550)은 서로 유기 절연막상(530)에 형성된 엠보싱 패턴과 동일한 엠보싱 패턴을 갖는다.
컬러 필터 기판(600)은 투명한 제2 기판(610)과, 제2 기판A(610)의 박막 트랜지스터 기판(500)과 대항하는 면에 형성된 컬러 필터(620)와, 컬러 필터(620)상에 액정층(700)의 구동을 위해 전압을 인가하는 공통 전극(630)이 도포되어 있다. 또한, 공통 전극(630)상에는 액정층(700)이 일정한 방향을 가지고 배열되도록 하는 배향막(640)이 형성되어 있다.
상기한 반사-투과형 액정 표시 장치(1000)에서 외부로부터 입사되는 광(L3)은 컬러 필터 기판(600)을 투과하여 입사된다. 상기 광(L3)은 반사 전극(550)에 형성된 엠보싱 패턴에 반사되어 컬러 필터(620)를 통과하여 단색광으로 출사된다. 한 편, 미도시된 백라이트 어셈블리로부터 출사된 광(L4)은 투과창(570)을 경유하여 컬러 필터(620)를 통과하여 단색광으로 출사된다.
도 4는 상기한 도 3에 도시된 박막 트랜지스터 기판의 평면도로서, 특히 반사 전극의 엠보싱 패턴을 설명하기 위한 평면도이다.
도 4를 참조하면, 투과창(570)이 형성된 반사 전극(550)을 갖는 박막 트랜지스터 기판(500)이 도시되어 있다.
반사 전극(550)은 크게 주반사 영역(550a)과 보조반사 영역(550b, 550c, 550d)으로 나뉠 수 있다.
이때 주반사 영역(550a)은 박막 트랜지스터(미도시) 상측 즉, 콘택홀(560)이 형성된 반사 전극(550) 영역으로 정의되며, 외부로부터 입사되는 광의 대부분을 액정 표시 장치의 정면으로 반사시키는 역할을 한다. 한편 보조반사 영역(550b, 550c, 550d)은 투과창(570)의 가장자리와 접하는 반사 전극(550)의 일정 영역으로, 주반사 영역(550a)을 제외한 반사 전극(550)의 영역으로 정의된다.
또한, 주반사 영역(550a)에는 외부로부터 입사되는 광을 액정 표시 장치의 정면으로 반사시키기 위해 제1 엠보싱 패턴(810)이 형성되어 있고, 보조반사 영역(550b, 550c, 550d)에는 외부로부터 입사되는 광을 액정 표시 장치의 정면으로 반사시키기 위해 제2 엠보싱 패턴(820)이 형성되어 있다.
보다 상세하게는, 주반사 영역(550a)에는 등방성의 다각형 형상을 가진 제1 엠보싱 패턴(810)이 형성되어 있다. 따라서, 외부로부터 광이 어느 방향으로 입사되더라도 이를 액정 표시 장치의 정면으로 균일하게 반사한다.
한편, 보조반사 영역(550b, 550c, 550d)은 제1 보조반사 영역(550b, 550c)과 제2 보조반사(550d) 영역으로 나눌 수 있으며, 각각의 영역에는 반원기둥 형상의 제2 엠보싱 패턴(820)이 형성되어있다. 즉, 제1 보조 반사 영역(550b, 550c) 및 제2 보조 반사 영역(550d)에는 반원기둥 형상의 제2 엠보싱 패턴(820)이 제2 엠보싱 패턴(820)의 배열 방향과 반원기둥 형상의 길이 방향이 수직하도록 형성되어 있다.
이로써, 제1 보조 반사 영역(550b, 550c)에 형성된 제2 엠보싱 패턴(820)은 상기한 도 4에 도시된 제1 방향(D1) 및 제2 방향(D2) 방향으로 입사되는 광을 액정 표시 장치의 정면으로 반사시켜 반사율을 향상시키고, 제2 보조반사 영역(550d)에 형성된 제2 엠보싱 패턴(820)은 상기한 도 4에 도시된 제3 방향(D3) 및 제4 방향(D4) 방향으로 입사되는 광을 액정 표시 장치의 정면으로 반사시켜 반사율을 향상시킨다.
제2 엠보싱 패턴(820)은 상기한 도 4에 도시된 바와 같이 반원기둥 형상의 길이 방향이 D1 및 D2 방향과 수직을 이루거나 또는 D3 및 D4 방향과 수직을 이루도록 배열되는 것에 한정되지 않는다. 도면에 도시하지는 않았지만 제2 엠보싱 패턴(820)인 반원기둥 형상의 패턴은 D1 및 D2 방향과 평행하게 형성될 수 있고 또는 D3 및 D4 방향과 평행하게 형성될 수 있음은 자명하다.
도 5a는 상기한 도 4에 도시된 D의 평면 확대도이도, 도 5b는 상기한 도 4에 도시된 D의 사시 확대도이다.
도 5a와 도 5b를 참조하면, 등방성의 다각형 형상으로 이루어진 제1 엠보싱 패턴(810)이 도시되어 있다.
반사 전극(550)의 제1 엠보싱 패턴(810)은 상대적인 고저로 형성되는 제1 그루브(810a)와 제1 돌출부(810b)로 이루어진다. 제1 그루브(810a)는 다각형 형상으로 반사 전극(550)에 그물망과 같이 형성되고, 제1 돌출부(810b)는 제1 그루브(810a)로부터 소정의 높이로 연장되어 볼록한 형상을 갖는다.
제1 그루브(810a)와 제1 돌출부(810b)로 이루어진 제1 엠보싱 패턴(810)은 상기에서 언급한 바와 같이 등방성의 다각형 형상을 가지므로, 어느 방향으로 광이 입사되더라도 액정 표시 장치의 정면으로 균일하게 광을 반사시킨다. 이로써, 반사 전극의 제1 엠보싱 패턴(810)은 일종의 마이크로 렌즈의 기능을 수행한다.
도 6a는 상기한 도 4에 도시된 E의 사시 확대도이도, 도 6b는 상기한 도 4에 도시된 F의 사시 확대도이다.
도 6a와 도 6b를 참조하면, 상기한 도 4의 제1 및 제2 보조반사 영역(550b, 550c, 550d)에 형성된 제2 엠보싱 패턴(820)이 도시되어 있다.
반사 전극(550)의 제2 엠보싱 패턴(820)은 상기한 도 3에 도시된 유기 절연막(530)상에 반사 전극(550)을 도포함으로써, 반사 전극(550)은 유기 절연막(530)상에 형성된 엠보싱 패턴을 그대로 갖는다.
상세하게는, 제2 엠보싱 패턴(820)은 상대적인 높낮이에 의해 형성되는 제2 그루브(820a) 및 제2 돌출부(820b)로 이루어지며, 제2 돌출부(820b)는 반원기둥 형상을 가지며, 복수개가 일정한 방향을 가지고 배열되어 있다. 즉, 반원기둥의 동그란 원주면이 액정 표시 장치의 정면을 향하도록 배열되어 있다.
특히, 상기와 같이 배열된 제2 돌출부(820b)는 상기 배열 방향과 반원기둥 형상의 길이방향이 서로 수직하도록 배열되며, 복수개의 제2 돌출부(820b)는 각각 제2 그루브(820a)에 의해 연결된다.
따라서, 액정 표시 장치의 외부로부터 입사되는 광의 수평 진행 방향이 상기한 도 6a의 경우처럼 D1 또는 D2인 경우, 다시 말해 광의 수평 진행 방향이 반원기둥 형상의 길이 방향과 수직인 경우에는 입사광은 제2 엠보싱 패턴(820)에 반사되어 액정 표시 장치의 정면으로 진행한다.
또한, 외부로부터의 입사광의 수평 진행 방향이 상기한 도 6b의 경우처럼 D3 또는 D4인 경우, 다시 말해 광의 수평 진행 방향이 제2 엠보싱 패턴(820)의 길이 방향과 수직인 경우에는 입사광은 제2 엠보싱 패턴(820)에 반사되어 액정 표시 장치의 정면으로 진행한다.
따라서, 제2 엠보싱 패턴(820)은 외부로부터 입사되는 광을 액정 표시 장치의 정면으로 반사시키는 일종의 마이크로 렌즈의 기능을 수행한다.
도 7은 상기한 도 6a와 도 6b에 도시된 제2 엠보싱 패턴의 광 반사 작용을 설명하기 위한 단면도이다.
도 7을 참조하면, 액정 표시 장치의 외부로부터 입사되는 광(G1, G2, G3, G4)은 제2 엠보싱 패턴(820)의 제2 돌출부(820b)에 의해 반사된다.
액정 표시 장치의 외부로부터 광(G1, G2, G3, G4)이 입사될 때, 상기 광(G1, G2, G3, G4)의 진행각은 다양하다. 따라서, 상기의 다양한 각도를 가지고 진행하는 외부광(G1, G2, G3, G4)을 액정 표시 장치의 정면으로 반사시키기 위하여 제2 돌출 부(820b)의 곡률반경은 큰 것이 바람직하다. 즉, 제2 엠보싱 패턴(820)의 제2 돌출부(820b)는 완만한 경사를 갖는 것이 바람직하다. 따라서, 다양한 진행각을 가지고 입사되는 광(G1, G2, G3, G4)은 제2 돌출부(820a)의 어느 부위로 입사되던지 간에 액정 표시 장치의 정면으로 향하게 된다.
도 8a 내지 도 8e는 본 발명의 실시예에 의한 반사-투과형 액정 표시 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
먼저, 상기한 도 8a를 참조하면, 유리 또는 세라믹과 같은 절연 물질로 이루어진 제1 기판(510) 상에 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo) 또는 텅스텐(W)으로 이루어진 제1 금속막(미도시)을 스퍼터링 방법에 의해 증착한 후, 제1 금속막을 패터닝하여 게이트 라인(미도시)과, 게이트 라인으로부터 분기되는 게이트 전극(521) 및 게이트 라인의 끝단에 연결되며 외부로부터 신호를 인가받아 게이트 라인으로 전달하는 게이트 패드(미도시)를 포함하는 게이트 배선을 형성한다.
이어서, 게이트 배선이 형성된 제1 기판(510)의 전면에 실리콘 질화물을 플라즈마 화학기상증착(Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition; PECVD) 방법에 의해 증착하여 게이트 절연막(522)을 형성한다.
게이트 절연막(522)상에 액티브층(미도시)으로서, 예컨대 비정질실리콘막을 플라즈마 화학기상증착 방법에 의해 증착하고, 그 위에 오믹 콘택층(미도시)으로서, 예컨대 n+ 도핑된 비정질실리콘막을 플라즈마 화학기상증착 방법으로 증착한다. 이때, 비정질실리콘막 및 n+ 도핑된 비정질실리콘막을 플라즈마 화학기상증착 설비 의 동일 챔버 내에서 인-시튜(in-situ)로 증착한다. 이어서, 오믹 콘택층 및 액티브층을 차례로 패터닝하여 게이트 전극(521) 윗부분의 게이트 절연막(522)상에 비정질 실리콘막으로 이루어진 액티브 패턴(523) 및 n+ 도핑된 비정질 실리콘막으로 이루어진 오믹 콘택층 패턴(524)을 형성한다.
상기의 결과물의 전면에 크롬(Cr)과 같은 제2 금속막(미도시)을 스퍼터링 방법으로 증착한 후, 제2 금속막을 패터닝하여 게이트 라인에 직교하는 데이터 라인(미도시)과, 데이터 라인으로부터 분기되는 소오스 전극(525) 및 드레인 전극(526), 그리고 데이터 라인의 끝단에 연결되어 화상 신호를 전달하기 위한 데이터 패드(미도시)를 포함하는 데이터 배선을 형성한다.
따라서, 게이트 전극(521)과, 액티브 패턴(523)과, 오믹 콘택층 패턴(524)과, 소오스 전극(525) 및 드레인 전극(526)을 포함하는 박막 트랜지스터(520)를 완성한다.
계속해서, 소오스 전극(525)과 드레인 전극(526) 사이의 노출된 오믹 콘택 패턴(524)을 반응성 이온 식각(reactive ion etching; RIE) 방법에 의해 제거해낸다. 그러면, 소오스 및 드레인 전극(525, 526) 사이의 노출된 액티브 패턴(523) 영역이 박막 트랜지스터(520)의 채널 영역으로 제공된다.
상기한 도 8b를 참조하면, 박막 트랜지스터(520)가 형성된 제1 기판(110)의 전면에 상기한 도 8a의 소오스 및 드레인 전극(525, 526)과, 그 위에 형성되어질 전극층 사이를 절연시키기 위한 층간 절연막으로서, 예컨대 아크릴계 수지와 같은 감광성 유기 절연막(530)을 스핀 코팅 방법이나 슬릿 코팅 방법을 통해 약 2㎛∼4㎛의 두께로 도포한다.
상기한 도 8c를 참조하면, 유기 절연막(530)상에 상기한 도 5a 내지 도 6b에 도시된 제1 및 제2 엠보싱 패턴(810, 820)을 형성하기 위한 패턴 및 콘택홀(560)을 형성하기 위한 패턴이 형성된 마스크(미도시)를 이용하여 노광 공정을 수행한다.
이로써, 노광된 부위의 유기 절연막(530)은 비다중화가 일어나고, 상기한 노광 공정 이후의 현상공정에서 노광된 부위가 제거된다.
보다 상세하게는, 유기 절연막(530)의 노광된 영역이 제거되어 드레인 전극(526)의 표면 일부분을 노출시키는 콘택홀(560)이 형성된다. 또한 유기 절연막(530)의 상부면은 상기한 마스크에 형성된 패턴에 의해 상기한 도 5a 내지 도 6b에 도시된 제1 및 제2 엠보싱 패턴(810, 820)과 동일한 패턴이 형성된다.
상기한 현상 공정에 의해 형성된 패턴의 리플로우(reflow), 아웃개싱(outgassing) 및 용매 제거를 위해 유기 절연막(530)을 하드 베이크(hard-bake) 시킨다. 이후, 약 200℃ 이상의 온도에서 1시간 이상 큐어링(curing)을 실시하여 유기 절연막(530)을 경화 및 안정화시킨다. 상기 큐어링 단계는 하드-베이킹 효과를 더욱 강화시키기 위해 실시한다.
이때, 상기의 하드 베이크 공정 및 큐어링 공정에서 공정 온도 및 시간을 적적하게 조절함으로써, 각각 200℃에서 1시간 동안 실시하여 유기 절연막(530)의 리플로우를 통해 제1 및 제2 엠보싱 패턴(810, 820)의 기울기를 조절한다.
도 8d를 참조하면, 제1 및 제2 엠보싱 패턴(810, 820)이 형성된 유기 절연막(530) 및 콘택홀(560)상에 인듐 틴 옥사이드(Indium Tin Oxide; ITO) 또는 인듐 징크 옥사이드(Induim Zinc Oxide; IZO)로 이루어진 투명 도전막을 증착한 후, 상기의 투명 도전막을 패터닝하여 투과 전극(540)을 형성한다. 이때, 투과 전극(540)은 콘택홀(560)을 통해 박막 트랜지스터(520)의 드레인 전극(526)과 접하게 된다.
도 8e를 참조하면, 투과 전극(540) 상에는 알루미늄과 같이 반사율이 뛰어난 금속층을 균일한 두께로 증착하여 반사 전극(550)을 형성한다. 이후 반사 전극(550)상에는 소정의 패턴이 형성되어 있는 마스크(미도시)가 구비되어 투과창(570)에 대응하는 영역을 노광한다.
다음, 반사 전극(550)을 노광한 후 현상액을 이용하여 현상하면, 투과창(570)에 대응하는 부분의 반사 전극(550)이 제거되면서 투과 전극(540)이 노출되다. 이때, 투과창(570)이 형성된 반사 전극(550)은 반사 전극(550)의 하측에 형성된 반사 전극(550)의 에지를 전기적 연결을 유지할 정도로 약간 겹치도록 형성한다. 이로써, 박막 트랜지스터 기판(500)이 완성된다.
도 9a와 도 9b는 상기한 도 8c에 도시된 콘택홀 형성 방법을 설명하기 위한 도면이다.
먼저, 도 9a를 참조하면, 박막 트랜지스터(520)가 형성된 면에 유기 절연막(530)이 소정의 두께로 코팅된 제1 기판(510)이 도시되어 있다.
콘택홀(560)을 형성하기 위하여, 유기 절연막(530)상에 콘택홀 패턴이 형성되어 있는 마스크(900)를 정렬한다. 구체적으로, 마스크(900)에는 박막 트랜지스터(520)의 드레인 전극(526)을 노출시키기 위해 드레인 전극(526)의 상측 부위에 코팅된 유기 절연막(530)을 모두 제거하여야 한다. 이를 위해 마스크(900)상에는 노출되어야 할 드레인 전극(526)에 해당되는 영역(H)을 풀(full) 노광하도록 마스크(900)의 패턴을 형성한다.
반면에, 콘택홀(560)의 내주면은 완만한 경사를 가져야 하므로, 노출되는 드레인 전극(526)에서 멀어질수록 광이 투과될 수 있는 면적이 작아지도록 마스크(900)의 패턴을 형성한다.
상기와 같이 구비된 마스크(900)를 유기 절연막(530)이 코팅된 제1 기판(510)상에 정렬한 후, 마스크(900)을 통하여 광을 통과시켜 노광 공정을 행한다.
상기의 노광 공정후, 현상공정에서 현상액으로 노광된 부위를 제거하고, 하드 베이크 공정을 통하여 콘택홀(560)의 내주면 경사를 완만하게 형성한다.
상기한 도 9a를 참조하여 설명한 공정에 의해 형성된 콘택홀(560)은 상기한 도 9b에 도시된 바와 같이 콘택홀(560) 내주면의 경사가 완만하므로, 제1 기판(510)과 평행한 선으로부터 -30도의 기울기를 갖는 광을 공급하였을 때 반사되는 광이 액정 표시 장치의 정면을 향하게 된다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 투과 전극을 노출시키는 투과창의 면적을 유지하여 투과율을 동일하게 유지하면서, 투과창의 가장자리에 인접하는 반사 전극의 보조반사 영역에 형성되는 엠보싱 패턴을 반원기둥 형상이 되도록 한다. 이로써, 반사 전극의 보조반사 영역으로 입사되는 광을 액정 표시 장치의 정면으로 반사시킬 수 있게되어 반사율을 향상시킬 수 있다.
아울러, 반사 전극의 주반사 영역에 형성된 콘택홀의 내주면 기울기를 완만하게 형성함으로써, 콘택홀 내주면으로 입사되는 광을 액정 표시 장치의 정면으로 반사시킴으로써 반사율을 향상시킬 수 있다.

Claims (7)

  1. 박막 트랜지스터와, 제1 광을 투과시켜 영상을 표시하는 투과 전극과, 상기 투과 전극상에 형성되고 상기 투과 전극을 노출시키기 위한 투과창을 가지며, 제2 광을 반사시켜 영상을 표시하는 반사 전극이 형성된 제1 기판;
    상기 제1 기판과 대향하는 면에 공통 전극이 형성된 제2 기판; 및
    상기 제1 및 제2 기판 사이에 봉입된 액정층을 포함하고,
    상기 반사 전극은 상기 박막 트랜지스터 상측의 제1 반사 영역과, 상기 투과창의 에지와 접하며 상기 제1 반사 영역을 제외한 제2 반사 영역으로 이루어지고, 상기 제1 반사 영역에는 등방성 다각형의 제1 반사 패턴이 형성되고, 상기 제2 반사 영역에는 외주면이 상기 제2 기판을 향하는 반원기둥 형상의 제2 반사 패턴이 형성된 것을 특징으로 하는 반사-투과형 액정 표시 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 반사 패턴은 상기 제2 기판측을 향하여 돌출된 반구 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 반사-투과형 액정 표시 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제2 반사 패턴은 상기 반원기둥 형상의 배열 방향과 상기 반원기둥 형상의 길이 방향이 수직하게 형성된 것을 특징으로 하는 반사-투과형 액정 표시 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 반원기둥 형상들은 그루브 패턴들에 의해 서로 연결되는 것을 특징으로 하는 반사-투과형 액정 표시 장치.
  5. (a) 게이트 전극과, 데이터 전극 및 드레인 전극을 갖는 박막 트랜지스터를 제1 기판상에 형성하는 단계;
    (b) 상기 박막 트랜지스터상에 절연막을 형성하는 단계;
    (c) 상기 절연막에 서로 다른 엠보싱 패턴 및 상기 드레인 전극을 노출시키는 콘택홀을 형성하는 단계;
    (d) 상기 단계(c)의 결과물의 전면에 투과 전극을 형성하는 단계; 및
    (e) 상기 투과 전극상에 상기 투과 전극을 노출시키는 투과창을 갖는 반사 전극을 형성하는 단계를 포함하는 반사-투과형 액정 표시 장치의 제조방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 단계(c)의 상기 엠보싱 패턴 형성 단계는,
    상기 절연막상에 등방성 다각형의 패턴 및 반원 기둥 형상의 패턴을 형성하는 것을 특징으로 하는 반사-투과형 액정 표시 장치의 제조방법.
  7. 제5항에 있어서, 상기 단계(c)의 상기 콘택홀 형성 단계는,
    상기 콘택홀 내주면의 경사를 완만하게 형성하도록 슬릿 노광하는 것을 특징으로 하는 반사-투과형 액정 표시 장치의 제조방법.
KR1020020048283A 2002-08-14 2002-08-14 반사-투과형 액정 표시 장치 및 이의 제조 방법 KR100828534B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020020048283A KR100828534B1 (ko) 2002-08-14 2002-08-14 반사-투과형 액정 표시 장치 및 이의 제조 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020020048283A KR100828534B1 (ko) 2002-08-14 2002-08-14 반사-투과형 액정 표시 장치 및 이의 제조 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20040016083A KR20040016083A (ko) 2004-02-21
KR100828534B1 true KR100828534B1 (ko) 2008-05-13

Family

ID=37322146

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020020048283A KR100828534B1 (ko) 2002-08-14 2002-08-14 반사-투과형 액정 표시 장치 및 이의 제조 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100828534B1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101222956B1 (ko) * 2005-12-28 2013-01-17 엘지디스플레이 주식회사 반투과형 액정표시소자

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000284272A (ja) * 1999-03-29 2000-10-13 Sharp Corp 液晶表示装置及びその製造方法
JP2000347219A (ja) * 1999-03-29 2000-12-15 Sharp Corp 液晶表示装置
JP2002098951A (ja) * 2000-09-22 2002-04-05 Sony Corp 半透過型液晶表示装置
JP2002229048A (ja) * 2001-01-30 2002-08-14 Toshiba Corp 液晶表示装置およびその製造方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000284272A (ja) * 1999-03-29 2000-10-13 Sharp Corp 液晶表示装置及びその製造方法
JP2000347219A (ja) * 1999-03-29 2000-12-15 Sharp Corp 液晶表示装置
JP2002098951A (ja) * 2000-09-22 2002-04-05 Sony Corp 半透過型液晶表示装置
JP2002229048A (ja) * 2001-01-30 2002-08-14 Toshiba Corp 液晶表示装置およびその製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR20040016083A (ko) 2004-02-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100531410B1 (ko) 반사투과형 액정표시장치의 어레이 기판 및 그의 제조 방법
KR101197223B1 (ko) 반사투과형 액정표시장치용 어레이 기판 및 그 제조방법
US6876416B2 (en) Liquid crystal display apparatus having alignment film and method of manufacturing the same
KR100737895B1 (ko) 반사형 및 반사-투과형 액정표시장치 및 이의 제조방법
KR100491258B1 (ko) 반사투과형 액정표시장치용 어레이기판과 그 제조방법
JP2006171752A (ja) 反射透過型液晶表示装置及びその製造方法
KR100828534B1 (ko) 반사-투과형 액정 표시 장치 및 이의 제조 방법
KR100290922B1 (ko) 반사형액정표시소자및그제조방법
KR100913305B1 (ko) 반투과형 액정표시장치 및 그 제조 방법
US20090127563A1 (en) Thin film transistor array panel and manufacturing method thereof
KR100906723B1 (ko) 반사판을 가진 액정표시장치용 어레이기판의 제조방법
KR100820851B1 (ko) 반사-투과형 액정 표시 장치 및 이의 제조 방법
KR20030035860A (ko) 반사율 향상을 위한 액정표시장치 및 그 제조방법
KR101022291B1 (ko) 어레이 기판, 그 제조방법 및 이를 갖는 액정 표시 장치
KR100943258B1 (ko) 액정표시장치 및 이의 제조 방법
KR100913300B1 (ko) 박막 트랜지스터 기판의 제조방법 및 이에 의해 제조되는박막 트랜지스터 기판
KR100987723B1 (ko) 하부기판의 제조방법
KR100887642B1 (ko) 효율적인 반사영역을 가지는 요철 구조의 반사-투과형액정 표시 패널 및 이의 제조 방법
KR101007723B1 (ko) 어레이 기판 및 이의 제조 방법과, 이를 갖는 액정표시장치
KR100945350B1 (ko) 액정 표시소자 및 그 제조방법
KR100852169B1 (ko) 액정표시장치 및 이에 이용되는 어레이 기판의 제조방법
KR20030008788A (ko) 반사-투과형 액정표시장치 및 그 제조방법
KR20040084485A (ko) 액정표시장치 및 이의 제조 방법
KR20060054998A (ko) 마스크 및 이에 의한 표시패널
KR20050031156A (ko) 컬러필터기판, 이를 갖는 액정표시장치 및 이의 제조방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20120416

Year of fee payment: 5

LAPS Lapse due to unpaid annual fee