KR100877541B1 - 색필터 및 그 색필터를 사용하는 액정 디스플레이디바이스와, 그것들의 제작 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 목적은 색필터 및 상기 색필터를 사용하는 반투과 액정 디스플레이 디바이스를 제공하는 것인데, 상기 색필터는 픽셀 내에서 균형이 잘 이루어진 색순도를 획득할 수 있다. 색필터는 각각에 픽셀에 대해서 단방향성 광 경로를 갖는 제 1 광선(L1)과 양방향성 광 경로를 갖는 제 2 광선(L2)을 착색시키기 위한 것이다. 색필터는, 각각의 픽셀에 대해서, 제 1 광선(L1)이 투과되도록 야기되는 제 1 영역 부분(10t)과 제 2 광선(L2)이 투과되도록 야기되는 제 2 영역 부분(10r)을 구비한다. 제 1 영역 부분(10t) 및 제 2 영역 부분(10r)은 동일한 광 경로 및 동일한 특성을 갖는 광선이 그 영역 부분들을 통과하는 경우에 상이한 착색 효과가 실행되도록 하는 구조를 각각 갖는다.

Description

색필터 및 그 색필터를 사용하는 액정 디스플레이 디바이스와, 그것들의 제작 방법{COLOR FILTER AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE USING THE COLOR FILTER, AND THEIR MANUFACTURING METHODS}

본 발명은 색필터 및 상기 색필터를 사용하는 액정 디스플레이 디바이스에 관한 것이다.

특히, 본 발명은 제 1 광선 및 제 2 광선을 처리하는 색필터에 관한 것이다. 제 1 광선은 단방향성 광 경로를 가짐으로써, 필터의 한 주평면 측으로부터 입사되는 그 광선은 착색되도록 한번만 그 필터를 통과한 후 필터의 다른 주평면 측에 유도된다. 제 2 광선은 양방향성 광 경로를 가짐으로써, 색필터의 다른 주평면 측으로부터 입사되는 그 광선은 착색되도록 그 필터를 통과하고, 통과한 광선은 한 주평면 측에 배치된 광 반사성 소자나 그와 유사한 소자에 의해 반사되어 다시금 필터로 들어가서 착색되도록 통과하고, 그런 후에 다른 주평면 측으로 돌아간다. 본 발명은 또한 색필터를 제작하는 방법에 관한 것이다. 본 발명은 또한 그러한 색필터를 사용하는 액정 디스플레이 디바이스 및 상기 액정 디스플레이 디바이스를 제작하는 방법에 관한 것이다.

소위 반투과(transflective) 유형의 액정 디스플레이 디바이스인 액정 디스플레이 디바이스는 완전히 실용적으로 사용되고 있는데, 여기서 전면 측으로부터 입사하는 외부 광은 디스플레이될 이미지에 따라 광 변조가 제공되는 동시에 전면 측으로 유도되도록 반사되고, 배면 측에 있는 백라이트 시스템으로부터의 입사 광은 마찬가지로 디스플레이될 이미지에 따라 광 변조가 제공되는 동시에 동일한 전면 측으로 인가된다. 이러한 유형의 액정 디스플레이 디바이스는 동작 환경이 밝은 상태일 때는 주로 외부 광(주변 광)에 근거하여 이미지의 디스플레이를 효과적으로 수행하고(반사 모드), 동작 환경이 어두운 상태일 때는 주로 백라이트 시스템으로부터의 방출 광에 근거하여 이미지의 디스플레이를 효과적으로 수행한다(투과 모드).

그러한 유형의 액정 디스플레이 디바이스는 M. 큐보(Kubo) 등의 "Development of Advanced TFT with Good Legibility under Any Intensity of Ambient Light"(ITE 및 SID가 후원한 1999년 12월 1일의 IDW'99, 제 6회 국제 디스플레이 워크숍의 간행물, AMD3-4, 183 내지 186쪽)과 같은 종래 기술 문헌에 개시되어 있다. 이러한 디바이스에서는, 각각의 픽셀 전극은 반사 영역과 투과 영역으로 분할된다. 반사 영역은 거친 표면을 갖는 아크릴 수지를 덮는 알루미늄으로 형성된 반사성 전극 부분이고, 투과 영역은 평탄한 표면을 갖는 ITO(Indium Tin Oxide)로 형성된 투명한 전극 부분이다. 투과 영역은 직사각형 픽셀 영역의 중심에 위치하며 그 픽셀 영역과 실질적으로 유사한 직사각형 형태를 갖는 반면에, 반사 영역은 직사각형 투과 영역 이외의 픽셀 영역의 부분이며 투과 영역을 둘러싸는 형태를 갖는다. 픽셀 구성 등에 의해서, 레지빌리티(legibility)는 향상된다.

그러나, 종래 기술의 액정 디스플레이 디바이스에서는, 투과 영역 및 반사 영역이 동일한 픽셀 영역에 있을 지라도 그 영역들은 디스플레이되는 색의 색순도에 있어서는 서로 다르다. 이러한 문제점은 광 경로가 서로 다른 외부 광과 백라이트 시스템으로부터의 광이 거의 같은 형태로 착색되는 종래 기술의 색필터로부터 야기된다는 것이 가정된다. 그 결과, 디스플레이되는 색의 품질은 디스플레이 영역에 걸쳐 나빠지게 된다.

위에서 언급된 점에 비추어, 본 발명의 목적은 색필터 및 그 색필터를 사용하는 액정 디스플레이 디바이스를 제공하는데 있고, 그 색필터는 픽셀 내에서 균형이 잘 이루어진 색순도를 나타낼 수 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 색필터 및 그 색필터를 사용하는 액정 디스플레이 디바이스를 제공하는데 있고, 그 색필터는 디스플레이 영역에 걸쳐서 색도를 만족스럽게 재생할 수 있다.

본 발명의 다른 목적은 색필터 및 액정 디스플레이 디바이스를 제작하는 방법을 제공하는데 있다.

위에서 언급된 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 따른 색필터의 한 양상은 각각의 픽셀에 대해서 단방향성 광 경로를 갖는 제 1 광선과 양방향성 광 경로를 갖는 제 2 광선을 착색시키기 위한 색필터이고, 상기 색필터는, 각각의 픽셀에 대해서, 제 1 광선이 투과되도록 야기되는 제 1 영역 부분과 제 2 광선이 투과되도록 야기되는 제 2 영역 부분을 포함하며, 제 1 영역 부분 및 제 2 영역 부분은 동일한 광 경로와 동일한 특성을 갖는 광선이 그 영역 부분을 통과하는 경우에 상이한 착색 효과가 실행되도록 하는 구조를 각각 갖는다.

이러한 양상에 따르면, 상기 구조에 의해서, 투과 모드에서 제 1 영역 부분에서의 제 1 광선에 대한 착색 효과와 반사 모드에서 제 2 영역 부분에서의 제 2 광선에 대한 착색 효과의 균형을 바람직하게 설정하는 것이 가능하고, 그로 인해 균형이 잘 이루어진 색순도가 픽셀 내에서 획득될 수 있다.

이러한 양상에 있어서, 제 1 영역 부분과 제 2 영역 부분은, 제 1 영역 부분에 의해 픽셀 내에서 제 1 광선에 대해 수행되는 착색 효과가 미리 결정된 조건 하에서 제 2 영역 부분에 의해 픽셀 내에서 제 2 광선에 대해 수행되는 착색 효과와 실질적으로 동일하도록 하는 구조의 차이를 가질 수 있다. 이러한 방식은 착색 효과가 실질적으로 동일하게 되도록 할 수 있고 거의 같은 좋은 가시도가 투과 모드뿐만 아니라 반사 모드에서도 항상 보장되도록 할 수 있다.

또한 이러한 양상에서, 제 1 영역 부분 및 제 2 영역 부분은 그것들의 착색 소자 밀도가 서로 다르도록 하는 구조를 가질 수 있는데, 즉, 제 2 영역 부분이 제 2 광선을 착색시키는 착색 부분과 제 2 광선을 실질적으로 무색으로 투과시키는 적어도 하나의 무색 부분을 포함할 수 있다. 이러한 해결책에 따르면, 제 1 영역 부분과 제 2 영역 부분 사이에 수월하게 착색 효과의 차이가 나도록 하는 것이 가능하다.

게다가, 이러한 양상에 있어서, 제 1 영역 부분 및 제 2 영역 부분 각각은 복수의 착색 소자 구조 유닛에 기초하여 형성될 수 있는데, 제 1 영역 부분의 착색 소자 구조 유닛이 제 2 영역 부분의 유닛 보다 더 높은 밀도를 가질 수 있다. 이런 식으로, 제 1 및 제 2 영역 부분에 형성된 착색 소자의 밀도는 복수의 착색 소자 구조 유닛에 따라 변경됨으로써, 바람직한 착색 효과가 일반적인 패턴화 프로세스나 그와 유사한 프로세스를 통해서 수월하게 획득될 수 있다. 대안적으로, 제 1 영역 부분 및 제 2 영역 부분 각각은 복수의 유닛 패턴에 기초하여 패턴화되는 착색 소자 표면을 구비할 수 있고, 제 1 영역 부분 및 제 2 영역 부분은 상이한 밀도의 유닛 패턴을 가질 수 있다. 이것은 제 1 영역 부분과 제 2 영역 부분 사이에서의 착색 소자의 유효 표면 영역 크기나 볼륨의 차이가 그 패턴화 프로세스에 의해서 수월하게 획득될 수 있다는 장점을 제공한다. 예컨대, 유닛 패턴이 돌출-형태(projection-shape)이고 제 1 영역 부분의 유닛 패턴이 제 2 영역 부분의 유닛 패턴 보다 더 높은 밀도를 갖는 것을 특징으로 하는 색필터가 존재할 수 있고, 유닛 패턴이 함몰-형태(depression-shape)이고 제 1 영역 부분의 유닛 패턴이 제 2 영역 부분의 유닛 패턴 보다 더 낮은 밀도를 갖는 것을 특징으로 하는 색필터가 존재할 수 있다. 후자의 방식들 각각에 있어서, 본 발명에 따른 색필터가 수월하면서 신뢰적으로 획득될 수 있다.

대안적으로, 제 1 영역 부분 및 제 2 영역 부분은 복수의 제 1 유닛 패턴과 복수의 제 2 유닛 패턴에 기초하여 패턴화되는 착색 소자 표면을 각각 구비할 수 있고, 제 1 영역 부분 및 제 2 영역 부분의 유닛 패턴 밀도는, 상기 제 1 및 제 2 영역 부분이 제 1 및 제 2 영역 부분의 착색 소자 형성 밀도가 서로 다르도록 하는 구조를 갖도록 하는 방식으로 결정된다. 이러한 방식은 다른 종류의 유닛 패턴이 그 유닛 패턴을 위해 제공되고 구성되는 일예를 제안할 것이다. 마찬가지로, 바람직한 착색 효과를 실행하는 제 1 및 제 2 영역 부분이 수월하게 획득될 수 있다. 그 결과, 제 1 유닛 패턴은 돌출 형태와 함몰 형태 중 한 형태를 가질 수 있고, 제 2 유닛 패턴은 돌출 형태와 함몰 형태 중 다른 형태를 가질 수 있으며, 그로 인해 제 1 및 제 2 영역 부분은 수월하고 신뢰적으로 획득될 수 있다.

유닛 패턴을 사용하는 경우에, 그 유닛 패턴은 입사 광을 확산시키는 기능을 갖는 형태를 구비하는 것이 바람직하다. 그에 따라, 확산된 광은 디스플레이 스크린에 걸쳐 시청 각도 특징이 향상되도록 허용하며, 가시도의 향상에 기여한다.

위에서 언급된 양상 및 그에 대한 다른 종류의 구체적인 모드에 있어서, 제 1 및 제 2 영역 부분은 동일한 착색 물질로 형성될 수 있다. 이러한 특징은, 제 1 및 제 2 영역 부분의 착색 물질의 구조(특성 대신)가 심지어 동일한 착색 물질을 사용하는데 있어서도 그것들의 착색 효과가 다르게 되도록 변경되는 것을 특징으로 한다. 그에 따라 특징화된 특징은 제 1 영역 부분에 대한 착색 물질의 형성 프로세스 및 제 2 영역 부분에 대한 착색 물질의 형성 프로세스 둘 모두를 회피하도록 허용한다. 즉, 상이한 착색 효과를 획득하기 위해 동일한 물질로 형성된 착색 소자의 구조를 변경하기 때문에, 개별적인 물질로 제 1 및 제 2 영역 부분을 형성할 필요가 없다. 따라서, 영역 부분은 두 영역 부분 모두가 동일한 물질로 (동시에) 형성되는 한 프로세스만을 필요로 하고, 그로 인해 제작의 간단화가 달성된다.

위에서 언급된 양상 및 그에 대한 모드에 있어서, 색필터는, 바람직하게, 제 1 및 제 2 영역 부분을 덮는 보호막을 더 포함할 수 있다. 이 방식은 상이한 구조 를 갖는 제 1 및 제 2 영역 부분의 표면을 평탄하게 할 수 있고, 색필터의 구조를 강하게 할 수 있다.

제 2 영역 부분에서 적어도 하나의 무색 부분을 갖는 특정 모드에 있어서, 복수의 무색 부분은 제 2 영역 부분에 걸쳐 분산되어 위치된다. 이 모드에 따르면, 무색 부분은 제 2 광선이 무색으로 통과하게 함으로써, 제 2 광선에 대한 그것의 착색 효력이 감소될 수 있다. 이것은 획득된 제 1 및 제 2 광선의 균형이 잘 이루어진 색순도를 유지시킴으로써, 전체적인 디스플레이 영역에 걸쳐 디스플레이된 색의 품질을 향상시키도록 유도한다.

또한 특정 모드에 있어서, 픽셀 영역은 평면도 상에서 실질적으로 다각형 형태를 가질 수 있고, 무색 부분은 픽셀 영역에서 다각형의 코너 부근에 위치될 수 있다. 그에 따라 무색 부분을 픽셀 영역의 코너 측에 위치시킴으로써, 무색 부분을 픽셀 영역의 내부 위치(즉, 픽셀 영역의 중심 가까이)에 위치시키는 경우와 비교해서 상기 무색 부분이 더욱 정확히 형성되기 쉽다는 장점이 있다.

대안적으로, 픽셀 영역은 평면도 상에서 실질적으로 다각형 형태를 가질 수 있고, 무색 부분은, 다각형의 코너를 포함하면서 픽셀 영역에서 그 코너의 반대쪽에 있는 경사진 변을 갖는 실질적으로 삼각형인 형태를 가질 수 있다. 그러한 삼각형의 무색 부분은 착색 부분에 인접한 아웃라인의 길이를 최소화하는데 기여함으로써, 착색 부분과 무색 부분 사이의 계단모양 부분은 더 작게 되어 그 계단모양 부분에서 어쩌면 야기될 수 있는 광의 불필요한 작용을 억제시킨다. 또한, 무색 부분은 평면도 상에서 2등변-삼각형 형태일 수 있다. 이 경우에는, 무색 부분의 유효 영역 크기의 변동을 고르게 제한할 수 있는데, 그 변동은 착색 부분을 패턴화하기 위한 마스크의 변위에 의해 야기된다.

게다가, 특정 모드에 있어서는, 픽셀 영역의 경계에 차폐 수단이 제공되는 것이 바람직할 수 있다. 이러한 바람직한 예는 무색 부분의 유효 무색 영역이 원하는 값으로 수월하면서 정확하게 설계될 수 있다는 장점을 제공한다. 특히, 만약 무색 부분이 그에 따라서 삼각형 형태를 이룬다면, 그 때는 무색 부분의 모든 코너 부분이 블랙 매트릭스와 같은 차폐 수단에 의해 가려지고, 픽셀 영역 내에 나타나는 무색 부분의 모든 아웃라인 부분은 선 형태로 되고, 그로 인해 유효 착색 영역의 최종 변동은 상당히 더 작게 만들어질 수 있다. 즉, 블랙 매트릭스는 실질적으로 직선 형태를 갖는 것으로 고려될 수 없는 무색 부분의 모든 아웃라인 부분을 색필터의 디스플레이 스크린 측으로부터 가린다. 그러나, 그러한 결과는 블랙 매트릭스를 사용하는 구성(composition)으로만 제한되지 않는다. 예컨대, 색필터의 반대쪽에 있는 기판 상에 형성된 픽셀 구동 버스선이 차폐 수단으로서 블랙 매트릭스의 기능을 갖도록 하는 구성의 경우에도 동일한 결과가 획득된다.

게다가, 특정 모드에 있어서, 픽셀 영역은 평면도 상에서 실질적으로 다각형 형태를 이룰 수 있고, 무색 부분은 다각형의 어느 한 변 부근에 그 변을 따라 형성될 수 있다. 이러한 방법은 또한 픽셀 영역 내에 나타나는 무색 부분의 모든 아웃라인 부분이 간단한 프로세스만을 필요로 하도록 선 형태로 될 수 있는 동시에 위에서 언급된 장점이 발생하는 장점을 갖는다.

더욱 유리한 모드에 있어서는, 착색 부분과 무색 부분을 덮는 보호 층이 또 한 제공될 수 있다. 이러한 모드에 따르면, 상기 보호 층은 착색 부분의 보호뿐만 아니라 전체적인 착색 층 및 무색 부분의 표면의 평탄화를 제공할 수 있다.

또한 그 모드에서, 제 2 광선의 광 경로가 점유하는 유효 영역에 대한 무색 부분의 유효 영역의 비율은 만들어질 각각의 색에 대한 픽셀 영역에서 결정될 수 있는데, 즉, 무색 부분의 유효 영역은 픽셀 영역에서 제 1 영역 부분의 착색 효과에 의해 획득되는 제 1 광선의 색도가 만들어질 각각의 색에 대한 픽셀 영역에서 제 2 영역 부분의 착색 효과에 의해 획득되는 제 2 광선의 색도와 실질적으로 동일하도록 하는 방식으로 결정될 수 있다. 따라서, 무색 부분을 통해 착색 효과를 감소시키는데 있어서의 효력이 합리적으로 결정될 수 있다.

또한, 위에서 언급된 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 따른 또 다른 양상의 액정 디스플레이 디바이스는 앞서 언급된 양상에 따른 색필터를 사용한다. 그 양상에 있어서는, 반투과 액정 디스플레이 디바이스가 제공될 수 있는데, 상기 반투과 액정 디스플레이 디바이스는, 색필터가 그 액정 디스플레이 디바이스의 한 기판 상에 제공되고; 다른 기판에는 제 1 광선이 투과되도록 하기 위한 투과성 전극 부분과 제 2 광선이 반사되도록 하기 위한 반사성 전극 부분을 포함하는 픽셀 전극이 제공되며; 색필터의 제 1 영역 부분이 투과성 전극 부분에 대응하는 한편 제 2 영역 부분은 반사성 전극 부분에 대응하는 것을 특징으로 한다. 그러한 액정 디스플레이 디바이스는 각 픽셀에서 균형이 잘 이루어진 색순도를 가질 수 있고, 그로 인해 고품질의 색재생이 획득된다. 위에서 설명된 바와 같이, 만약 버스선이 블랙 매트릭스의 기능을 갖고 무색 부분이 제공되어야 한다면, 무색 부분은 버스선이 무색 부분의 비선형 부분을 가리도록 하는 방식으로 배치되어야 한다. 그 결과, 그것은 위에서 설명된 바와 같은 유효 영역의 변동을 감소시키는 장점을 제공한다.

그리고, 또한, 위에서 설명된 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 따른 다른 양상의 색필터를 제작하는 방법은 각각의 픽셀에 대해서 단방향성의 광 경로를 갖는 제 1 광선과 양방향성 광 경로를 갖는 제 2 광선을 착색시키기 위한 색필터를 제작하는 방법이고, 상기 방법은, 기저 층 상에 제 1 및 제 2 광선을 착색시키기 위한 착색 물질을 증착시키는 착색 물질 증착 단계와; 각각의 픽셀에 대해서, 제 1 광선이 투과되도록 야기되는 제 1 영역 부분과 제 2 광선이 투과되도록 야기되는 제 2 영역 부분을 형성하기 위해 증착된 착색 물질 층을 패턴화하는 단계로서, 제 1 영역 부분과 제 2 영역 부분은 동일한 광 경로 및 동일한 특성을 갖는 광선이 그러한 영역 부분을 통과하는 경우에 상이한 착색 효과가 실행되도록 하는 구조를 각각 갖는, 패턴화 단계를 포함한다. 이 양상에 있어서, 상기 방법은 착색 물질 증착 단계에 앞서서 기저 층 상에 픽셀 영역의 범위를 정하기 위한 블랙 매트릭스를 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 방법은 제 1 및 제 2 영역 부분 상에 보호 층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이것은 앞서 언급된 효과/장점이 달성되도록 하는 색필터를 제작하는 비교적 간단한 방식을 유도한다.

위에서 언급된 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 따른 또 다른 양상의 액정 디스플레이 디바이스를 제작하는 방법은 위에서 언급된 색필터를 사용하는 액정 디스플레이 디바이스를 제작하는 방법이고, 여기서 액정 디스플레이 디바이스의 한 기판에는 색필터가 제공되고, 다른 기판에는 제 1 광선이 투과되도록 하기 위한 투과성 전극 부분과 제 2 광선이 반사되도록 하기 위한 반사성 전극 부분을 포함하는 픽셀 전극이 제공되고, 상기 제작 방법은 컬러 필터의 제 1 영역 부분을 투과성 전극 부분과 정렬시키는 단계를 더 포함한다. 이러한 방식으로, 위에서 언급된 색필터의 장점을 완전히 수행하는 액정 디스플레이 디바이스가 확실히 제작될 수 있다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정 디스플레이 디바이스에서 사용되는 색필터의 개략적인 평면도.

도 2는 도 1의 색필터의 한 픽셀 영역에 대한 개략적인 확대 평면도.

도 3은 액정 디스플레이 패널에 색필터를 삽입하였을 때 도 2의 절단선 Ⅲ-Ⅲ을 따라 획득되는 색필터의 개략적인 단면도.

도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정 디스플레이 디바이스에서 사용되는 색필터의 개략적인 평면도.

도 5는 도 4의 색필터의 한 픽셀 영역에 대한 개략적인 확대 평면도.

도 6은 액정 디스플레이 패널에 색필터를 삽입하였을 때 도 5의 절단선 Ⅵ-Ⅵ을 따라 획득되는 색필터의 개략적인 단면도.

도 7은 제 2 실시예의 장점을 설명하기 위한 제 2 실시예에 따른 색필터의 개략적인 평면도.

도 8은 제 2 실시예의 장점을 설명하기 위한 비교 예에 따른 색필터의 개략적인 평면도.

도 9는 본 발명의 제 3 실시예에 다른 액정 디스플레이 디바이스에서 사용되는 색필터의 개략적인 평면도.

도 10은 도 9의 색필터의 한 픽셀 영역에 대한 개략적인 확대 평면도.

도 11은 액정 디스플레이 패널에 색필터를 삽입하였을 때 도 10의 절단선 ⅩⅠ-ⅩⅠ을 따라 획득되는 색필터의 개략적인 단면도.

도 12는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 액정 디스플레이 디바이스를 위해 사용되는 색필터에서 한 픽셀 영역의 개략적인 확대 평면도.

도 13은 액정 디스플레이 패널에 색필터를 삽입하였을 때 도 12의 절단선 ⅩⅢ-ⅩⅢ을 따라 획득되는 색필터의 개략적인 단면도.

도 14는 본 발명의 제 5 실시예에 따른 액정 디스플레이 디바이스를 위해 사용되는 색필터에서 한 픽셀 영역의 개략적인 확대 평면도.

도 15는 액정 디스플레이 패널에 색필터를 삽입하였을 때 도 14의 절단선 ⅩⅤ-ⅩⅤ을 따라 획득되는 색필터의 개략적인 단면도.

도 16은 제 2 실시예의 변경에 따른 색필터의 개략적인 단면도.

이제 본 발명에 따른 위에서 언급된 양상 및 다른 양상이 첨부 도면을 참조하여 더욱 상세하게 설명될 것이다.

[실시예 1]

도 1은 본 발명에 따른 반투과 유형의 액정 디스플레이 디바이스(transflective type liquid crystal display device)의 일실시예에서 사용되는 색필터(1)를 평면도로 개략적으로 도시하고 있다.

이 색필터(1)는 각각이 디스플레이 스크린의 수직 방향(도 1에서 위 및 아래 방향)으로 연장하면서 예컨대 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)인 광의 원색의 색소를 갖는 길이방향 착색 영역 부분으로 각각 분할된다. 이러한 길이방향 착색 영역 부분은 디스플레이 스크린의 수평 방향에서 R, G 및 B 순으로 순환적으로 배열된다. 하나의 길이방향 착색 영역 부분(하나의 열)은 수직 방향에서 부분들로 더 나뉘어질 수 있고, 분할 부분들 각각은 픽셀에 대응한다. 분할 부분은 이후로는 픽셀 부분(10)으로 지칭될 것이다. 픽셀 부분(10)의 경계에는 예컨대 픽셀 부분 사이의 틈새에서 광이 새는 것을 막기 위해 블랙 매트릭스(1BM)가 제공된다. 비록 길이방향 착색 영역 부분은 도 1에서 수직 방향으로 나뉘어졌지만, 하나의 길이방향 착색 영역 부분의 픽셀 부분(10){수직으로 정렬된 픽셀 부분(10)}은 본 실시예에서 물질적으로도 물리적으로도 격리되지 않는다.

픽셀 부분(10)은, 단방향성 광 경로를 가지면서 백라이트 시스템으로부터 방출되는 제 1 광선(L1)의 투과를 허용하는 제 1 영역 부분(10t)(도면에서 점선으로 둘러싸인 영역으로 도시되었음)과; 제 1 영역 부분(10t)을 제외한 영역(10)의 부분으로, 양방향성 광 경로를 가지면서 투과되도록 디스플레이 스크린으로부터 입사되고 투과된 이후에 반대측으로부터 다시 입사되는 제 2 광선(L2)의 투과를 허용하는 제 2 영역 부분(10r)을 구비한다. 제 1 영역 부분(10t) 및 제 2 영역 부분(10r)은, 아래에서 설명되는 바와 같이, 동일한 광 경로 및 동일한 특성을 갖는 광선이 그것들을 통해 투과될 때 상이한 착색 효과(coloring effect)를 갖도록 하는 구조를 갖 는다.

도 2는 픽셀 영역(10) 중 하나의 확대된 평면도를 개략적으로 나타내고, 도 3은 색필터가 액정 디스플레이 패널(100)에 삽입된 경우에 도 2의 Ⅲ-Ⅲ에 따른 단면도를 나타낸다. 도 2는 그것의 전면 측으로부터(즉, 도 3에서 상부 측으로부터) 보는 경우에 액정 디스플레이 패널(100)의 픽셀 부분(10)에 대한 평면도이다. 도 3은 액정 디스플레이 패널의 기본적인 구성을 나타내는데, 여기서는 상기 액정 디스플레이 패널의 중요치 않은 작은 층, 막 및 구조는 설명을 명확히 하기 위해서 생략되었다는 것이 주시된다.

픽셀 영역 부분(10)의 제 1 영역 부분(10t) 및 제 2 영역 부분(10r) 둘 모두는 동일한 착색 물질로 형성되지만, 그것들의 구조는 각각 다르다. 제 1 영역 부분(10t)은 액정 층(LC)을 통해서 영역 부분(10t)의 반대쪽에 있는 기판(70) 상에 제공된 픽셀 전극(80)의 투명한 영역(투과성 전극 부분)(8t)에 대응한다. 제 2 영역 부분(10r)은 픽셀 전극(80)의 반사 영역(반사성 전극 부분)(8r)에 대응한다. 제 2 영역 부분(10r)에는 무색 부분(colorless portion)으로서 많은 관통 홀(1h)이 제공된다는 것이 도 2로부터 명확하다. 따라서, 제 2 영역 부분(10r)은 무색 부분과 상기 무색 부분 이외의 착색 부분으로 구성된다.

관통 홀(1h)은 착색 물질을 구비하지 않고, 그로 인해 상기 관통 홀은 제 2 광선의 일부(L2t)가 제 2 영역 부분(10r)에서 무색으로 투과되도록 허용한다. 다른 한편으로는, 제 2 영역 부분(10r)의 착색 부분은 착색 물질이 형성되는 부분이고, 그로 인해 상기 착색 부분은 제 2 광선의 일부(L2c)가 제 2 영역 부분(10r)의 부분(L2c)을 착색시키기 위해 투과되도록 허용한다. 대조적으로, 제 1 영역 부분(10t)은 어떠한 무색 부분도 갖지 않는 착색 층으로 구성되고, 그로 인해 제 1 영역 부분(10t)을 통과한 제 1 광선(L1)은 부분(10t)의 임의의 위치에서 착색될 수 있다.

평면도에서, 제 1 영역 부분(10t)은 중심이 픽셀 영역의 중심에 있는 직사각형이고, 제 2 영역 부분(10r)은 그 직사각형 영역을 제외한 부분으로 제 1 영역 부분을 둘러싸고 있는 형태이다. 따라서, 본 실시예는 픽셀 전극(80)의 각 전극 부분이 평면도 상에서 그러한 영역 부분(10t, 10r)의 형태와 거의 동일하게 또한 형성된다는 전제 상에서 구성된다.

도 3에 도시된 바와 같이, 픽셀 부분(10)은 블랙 매트릭스(1BM)에 의해 한정된 영역에서 기판(20) 및 블랙 매트릭스(1BM) 상에 형성된다. 블랙 매트릭스(1BM)는 액정 디스플레이 패널의 전면 측 상의 투명한 기판(20) 상에 제공되고, 패널의 내부에 형성되며, 차광 물질로 제작되어 차광 수단의 역할을 한다.

관통 홀(1h)은 각각의 색깔을 위한 착색 물질을 사용하여 위에서 언급된 길이방향 착색 영역 부분을 형성하는 경우에 홀을 형성하기 위해서 마스크를 통해 패턴화 프로세스를 수행함으로써 수월하게 형성될 수 있다. 그러한 패턴화 프로세스 자체는 잘 알려져 있기 때문에, 더 이상 설명되지 않을 것이다.

이제, 본 실시예의 효과 및 장점이 설명된다.

제 1 광선(L1)은 백라이트 시스템(미도시)으로부터 방출되고, 그 제 1 광선(L1)은 투명한 전극 부분(8t) 및 액정 층(LC)을 통과한 후에 제 1 영역 부분(10t)의 착색 물질에 의해 착색되며, 그런 후에, 광선(L1)은 전면 측 상에 있는 패널의 외부로 유도된다. 다른 한편으로, 패널의 전면 측으로부터의 제 2 광선(L2)은 투명한 기판(20)을 통해 투과되고, 제 2 영역 부분(10r)의 착색 부분이나 관통 홀(1h)을 통과함으로써 한번 착색되거나 전혀 착색되지 않고, 그런 후에, 액정 층(LC)을 통해 반사성 전극 부분(8r)에 도달한다. 이어서, 제 2 광선(L2)은 반사성 전극 부분(8r)에 의해 반사되고, 액정 층(LC)을 다시 통과한 후에 제 2 영역(1Or)으로 유도된다. 그에 따라 제 2 영역 부분(10r)으로 돌아오는 제 2 광선(L2)은 착색되거나 또는 착색되지 않고 다시 제 2 영역 부분(10r)의 착색 부분이나 관통 홀(1h)을 통하여 투과되고, 전면 측 상의 패널 외부로 유도된다. 도 3은 제 2 광선(L2c)이 제 2 영역 부분(10r)에 처음 입사될 때뿐만 아니라 제 2 영역 부분에 다시 입사될 때 착색 부분을 통과하는 경우와, 제 2 광선(L2t)이 제 2 영역 부분(10r)에 처음 입사될 때뿐만 아니라 제 2 영역 부분에 다시 입사될 때 관통 홀(1h)을 통과하는 경우를 예시하고 있다. 이러한 경우에, 제 2 광선(L2c)은 충분히 착색 효과의 영향을 받게되지만, 제 2 광선(L2t)은 전혀 착색 효과의 영향을 받지 않는다. 그러나, 실제적으로는, 제 2 광선(L2)이 제 2 광선(L2)의 진행 경로 및 복귀 경로 중 하나에서만 착색되거나 착색되지 않는 경우가 존재할 것이다.

관통 홀(1h)은 위에서 언급된 바와 같이 입사 광선을 착색시키지 않기 때문에, 제 2 영역 부분(10r)에 들어오는 제 2 광선(L2)의 착색 효과는 제 1 영역 부분(10t)에서 제 1 광선(L1)에 대한 착색 효과와 다르게 이루어질 수 있고, 그로 인해 광선(L2)에 대한 착색 효과가 바람직하게 감소된다. 즉, 제 1 영역 부분(10t) 및 제 2 영역 부분(10r)은 상기 부분(10t 및 10r)이 동일한 광 경로 및 동일한 특성을 갖는 광선이 그 부분들을 통해 투과될 때 바람직하게 상이한 착색 효과를 제공하도록 하는 구조를 갖는다. 이러한 구조에 따르면, 다음과 같은 장점이 존재한다.

제 1 영역 부분(10t)은 백라이트 시스템으로부터의 단방향성 광 경로를 가진 투과된 광선(L1)을 착색시키므로 그 착색 효과는 한번만 실행된다. 대조적으로, 제 2 영역 부분(10r)은 양방향성 광 경로를 갖는 반사된 광선(L2)을 착색시키고, 그로 인해 그것은 착색 효과를 실행할 두 번의 기회를 갖는다. 그러므로, 실질적으로 동일한 특성(세기, 파장 특징, 등을 포함함)을 갖는 광선을 고려하면, 반사된 광(L2)은 투과된 광(L1)의 착색 효과에 거의 두 배 정도의 착색 효과 영향을 (민감하게) 받을 것이다. 그로 인해서, 반사된 광선(L2)에 대해 재생되는 색순도와 투과된 광선(L1)에 대해 재생되는 색순도는 한 픽셀 내에서 서로 다를 수 있고, 그 결과, 색 재생의 품질은 디스플레이 영역 전체에서 나빠질 것이다. 그러나, 본 실시예에서는, 반사된 광에 대한 착색 효과의 변동을 막기 위해서, 반사된 광에 대한 착색 부분의 구조는 무색 부분으로서 복수의 관통 홀(1h)을 제 2 영역 부분(10t)에만 제공함으로써 투과된 광에 대한 착색 부분의 구조와 다르게 제작된다. 따라서, 반사된 광선(L2)에 대한 착색 효과 영역은 감소될 수 있고, 반사된 광선(L2)이 통과하는 영역은 부분적으로 무색일 수 있다. 그에 따라서, 반사된 광에 대한 착색 효과는 투과된 광(L1) 및 반사된 광(L2)에 대한 착색 효과가 균형을 이루도록 픽셀 내에서 감소된다. 여기서 언급되는 "착색 효과"란 용어는 입사 광의 세기, 파장 특징, 및 입사 영역 등을 포함한 미리 결정된 조건 하에서 획득되는 색순도, 색도, 광도 또는 그와 유사한 것과 같은 착색 정도를 나타내는 효력을 의미한다는 것이 주시된다.

그 결과, 전체적으로 고려해 볼 때, 투과된 광선(L1)과 반사된 광선(L2)의 균형을 이룬 색순도가 픽셀 내에서 획득되는 동시에, 전체 디스플레이 영역에 걸쳐 디스플레이되는 색을 향상시키는데 기여한다.

위에서 설명된 바와 같은 실시예에 있어서, 제 1 영역 부분(10t)과 제 2 영역 부분(10r) 사이에 착색 효과가 차이가 나도록 하기 위해서, 여러 관통 홀(1h)이 그리드 패턴과 같이 제 2 영역 부분(10r) 내에 분산적으로 배치된다. 대안적으로, 그러한 관통 홀은 설계에 의해서 랜덤한 배치와 같은 다른 배치를 가질 수 있고, 그 관통 홀의 수 및 영역 크기는 적절하게 결정될 수 있다.

위에서 설명된 바와 같이, 무색 부분(1h)은 반사된 광(L2)의 착색 효과를 감소시키기 위한 것이다. 다음으로, 그것의 더욱 구체적인 일예가 그것들의 영역 크기 등에 관해 설명될 것이다.

이제, S가 해당 픽셀의 유효 영역이라고 가정하면, St는 제 1 영역 부분(10t)의 유효 영역이고, Sr은 제 2 영역 부분(10r)의 유효 영역{반사성 전극 부분(8r)의 영역 크기 또는 모든 반사된 광(L2)이 입사되는 영역}이며, Sn은 무색 부분(1h)의 총 유효 영역인데, 각각의 영역은 한 픽셀에 대한 것이다. 액정층(LC)의 미리 결정된 광 변조 조건 하에서 반사 모드에서의 스펙트럼 반사율(R)은 수학식 1과 같이 표현될 수 있다:

R={L2t·Sn/Sr+L2c·(Sr-Sn)/Sr}·Sr/S

다른 한 편으로, 동일 조건 하에서 송신 모드에서의 스펙트럼 투과율(T)은 수학식 2와 같이 표현될 수 있다:

T=L1·St/S

위에서 언급된 수학식에서, L1, L2t 및 L2c는 액정 디스플레이 패널에 들어오는 광선의 세기와 그 광선의 원래 세기의 비율을 의미한다.

R은 위의 수학식에 기초하여 R, G 및 B 각각에 대해 계산되는데, 여기서 L2c 및 L2t는 실질적으로 자연적인 광(또는 전면 광으로부터의 광)으로부터 유도되고, 계산된 결과는 대응하는 착색 층 부분에서 산출될 색도를 유도한다. T는 위의 수학식에 기초하여 각각에 대해 계산되는데, 여기서 L1은 사용된 후광(back-light)으로부터 유도되고, 계산된 결과는 대응하는 착색 층 부분에서 산출될 색도를 유도한다. Sn의 값은 이러한 색도가 색 각각에 대해서 서로 동일하게 되도록 결정될 수 있다. 그러한 개념에 따라, Sn과 Sr의 비율(Sn/Sr)이 R, G 및 B의 각 색에 대해 획득될 수 있다. 그 비율에 대한 각각의 예를 %로 나타내면 다음과 같고, 만족스런 결과가 이러한 값을 사용하여 획득되어 졌다:

R의 픽셀 : 5 내지 15%

G의 픽셀 : 15 내지 30%

B의 픽셀 : 3 내지 8%

[실시예 2]

이제 본 발명에 따른 또 다른 실시예가 설명될 것이다.

도 4는 본 실시예에 따른 반투과 유형의 액정 디스플레이 디바이스를 위해 사용되는 색필터(4)의 평면도를 개략적으로 나타낸다.

이러한 색필터(4)에서, 색필터(4)의 분할 부분인 픽셀 부분(40) 및 사용되는 블랙 매트릭스(4BM)의 구조에 대한 배치 형태는 위에서 설명된 색필터(1)의 대응하는 구성 소자와 기본적으로 동일하다. 마찬가지로, 제 1 영역 부분(10t)과 제 2 영역 부분(10r)에 각각 대응하는 부분(40t 및 40r)이 존재한다.

그러나, 본 실시예에서는, 상기 관통 홀(1h)을 대신해서, 무색 부분(4H)이 제공되는데, 그 무색 부분(4H)은 위에서 설명된 계산이나 다른 경험에 기초하여 결정되는 유효 영역을 갖는다. 즉, 제 2 영역 부분(40r)은 제 1 영역 부분(40t)을 제외한 픽셀 부분(40)의 일부이며, 하나의 무색 부분(4H)과 그 부분(4H) 이외의 착색 부분으로 구성된다. 또 다른 방식을 들면, 픽셀 부분(40)은 착색 물질 층(4C)(도 5 참조)과 무색 부분(4H)으로 구성된다. 본 실시예에서, 무색 부분(4H)은 직사각형 픽셀 영역의 하부-좌측 코너에 위치되며, 코너에 대해서 직각으로 설정되는 2등변 삼각형을 나타낸다.

도 5는 한 픽셀 부분(40)의 확대된 평면도를 개략적으로 나타낸다. 도 6은 색필터를 액정 디스플레이 패널(100')에 삽입한 경우에 절단선 Ⅵ-Ⅵ에 따른 도 5의 단면도를 나타낸다. 도 5는 또한 도 6에서 액정 디스플레이 패널(100')의 전면 측(도 6에서 상부 측)으로부터의 평면도를 나타낸다. 도 6은 기본적으로 액정 패널 을 나타내는데, 여기서 상기 액정 패널의 중요치 않은 작은 층, 막, 및 구조는 예시를 명확히 하기 위해서 생략되었다는 것이 주시된다.

픽셀 부분(40)의 착색 부분(4C)은 제 1 광선(L1)을 위한 제 1 영역 부분(40t)과 제 2 광선의 일부(L2c)를 위한 무색 부분(4H) 이외의 제 2 영역 부분(40r)의 일부분을 포함한다. 앞서 언급된 제 1 영역 부분(10t)과 같이, 제 1 영역 부분(40t)도 또한 픽셀 전극(80)의 투명한 전극 부분(8t)에 대응하고, 제 2 영역 부분(40r){무색 부분(4H)을 포함함}도 또한 픽셀 전극(80)의 반사성 전극 부분(8r)에 대응한다.

무색 부분(4H)은 제 2 광선의 일부인 착색되지 않는 반사 광선(L2t)이 통과하는 부분이고, 그 부분은, 본 예에서는, 착색 부분(4C)에 의해 한정되며 착색 부분(4C)의 아래 층, 즉 상기 착색 부분(4C)의 지지층으로서의 기판(20)으로 하여금 노출되도록 허용하는 개구부 형태로 형성된다. 그에 따라서, 무색 부분(4H)을 통과한 임의의 광선은 어떠한 착색 효과의 영향도 받지 않는다.

착색 부분(4C) 내에 위치하는 제 1 영역 부분(40t)은, 이 예에서는, 중심이 픽셀 영역의 중심에 있는 직사각형을 나타낸다. 무색 부분(4H)을 포함하는 제 2 영역 부분(40r)은 직사각형 이외의 부분이며, 제 1 영역 부분을 둘러싸고 있는 형태이다. 따라서, 본 실시예는 픽셀 전극 부분(80)의 전극 부분이 이러한 영역(40t, 40r)에 대해 평면도 상에서 각각 유사한 형태를 갖는다는 사실에 입각한다.

도 6에 도시된 바와 같이, 픽셀 부분(40)은, 액정 디스플레이 패널(100')의 전면 측에 있는 투명한 기판(20) 상에 제공되면서 패널의 내부에 형성된 차광 물질 을 포함하고 있는 블랙 매트릭스(4BM)와; 블랙 매트릭스(4BM)를 통해 범위가 정해진 영역에서 그 블랙 매트릭스(4BM)와 기판(20) 상에 형성되어진 예컨대 착색 원료를 가진 합성 수지로 구성되는 착색 층(4C)과; 프로파일 또는 아웃라인이 착색 층(4C)에 의해 한정되는 개구부(블랭크)로 구성되는 무색 부분(4H)을 포함한다.

도 5에 도시된 바와 같이, 착색 부분(4C)은 직사각형 픽셀 부분(40)에서 무색 부분(4H)의 삼각형 부분이 없는 형태로 패턴화된다.

본 실시예에서, 무색 부분(4H)에 대응하는 착색 물질 부분은 투명한 기판(20)이 들여다보이는 개구부(또는 윈도우)를 형성하기 위해서 제거된다.

백라이트 시스템(미도시)으로부터의 광선(L1)은 투명한 전극 부분(8t) 및 액정 층(LC)을 통과한 이후에 제 1 영역 부분(40t)의 착색 물질에 의해서 착색되고, 전면 측 상의 패널의 외부로 유도된다. 한편으로는, 패널의 전면 측으로부터의 외부 광선의 일부(L2c)는 투명한 기판(20)과 착색 부분(4C)을 통과한 이후에 제 2 영역 부분(40r)의 착색 부분(4C)의 착색 물질에 의해서 한번 착색되고, 액정 층(LC)을 통하여 반사성 전극 부분(8r)에 도달한다. 그런 다음, 광선(L2c)은 반사성 전극 부분(8r)에 의해 반사되고 액정 층(LC)을 통해 다시 제 2 부분(40r)의 착색 부분(4C)의 일부분으로 돌아가서 다시 한번 착색 부분에 의해 착색되며, 그런 후에 전면 측 상의 패널의 외부로 유도되도록 투명한 기판(20)을 통과한다. 다른 한편으로는, 무색 부분(4H)으로 들어가는 패널의 전면 측으로부터의 외부 광선의 또 다른 일부(L2t)는 투명한 기판(20)을 통과한 이후에 색필터의 착색 물질에 의해서 착색되지 않고, 액정 층(LC)을 통하여 반사성 전극 부분(8r)에 도달한다. 그런 다음, 광선(L2t)은 반사성 전극 부분(8r)에 의해 반사되고 액정 층(LC)을 통하여 다시금 무색 부분(4H)으로 돌아간다. 그리고 또한, 광선(L2t)은 무색 부분(4H)에 의해 착색되지 않고, 투명한 기판(20)을 통하여 전면 측 상의 패널의 외부로 유도된다.

위에서 설명된 바와 같이, 무색 부분(4H)은 입사 광선을 착색시키지 않고, 그로 인해 그것은 픽셀 영역으로 들어오는 주변 광에 대한 착색 효과를 감소시킬 수 있다. 그에 따라서, 제 1 실시예에서와 같은 장점이 획득될 수 있다.

이러한 구성에 있어서 본래 착색될 반사된 광은 하나의 독립적인 영역에 의해서 무색으로 만들어지고, 그로 인해 스폿된 영역(spotted area)이 현미경을 통해 관측되지만, 그에 따라 국부적인 무색 광은 전체 디스플레이 스크린을 보는데 있어서 현미경을 통한 관측에서 이미지를 디스플레이하기 위해 무시될 수 있다는 것이 주시된다.

그리고, 반사된 광에 대한 착색 효과를 결국 감소시키는 무색 부분(4H)의 작용은 제 1 실시예와 동일한 개념에 기초하여 예컨대 영역 크기나 그와 같은 것을 설정함으로써 조정될 수 있다.

게다가, 본 실시예는 도 5에 도시된 바와 같이 삼각형 형태로 무색 부분(4H)을 형성함으로써 특유의 장점을 획득한다.

도 7은 더욱 실질적인 무색 부분(4H)의 확대도를 나타내고, 도 8은 특유의 장점을 설명하기 위해 제공되어지는, 도 7의 샘플과 비교되는 샘플을 나타낸다.

무색 부분(4H)을 형성하기 위해서, 착색 부분(4C)은 에칭-제거 과정이 길이방향의 착색 영역 부분에 대응하는 공통의 스트라이프-형성 마스크(stripe-formed mask)를 사용하여 패턴화 프로세스와 거의 같은 형태로 부분적으로 수행되는 패턴화 프로세스를 통해서 도 5에 도시된 형태(일종의 톱니 형태)로 형성된다. 그러나, 실제로 획득되는 착색 부분(4C)은 현미경 관찰에 있어서 도 7에 도시된 바와 같이 된다. 즉, 평면도에서 착색 부분(4C)의 아웃라인의 코너는 도 5에 도시된 것처럼 날카로운 형태의 코너가 아니고 도 7에 도시된 것처럼 무딘 형태의 코너이다. 즉, 착색 부분(4C)의 각 코너는 더 둥근 모양으로 된다. 대조적으로, 평면도에서 착색 부분(4C)의 아웃라인의 직선 부분은 거의 기대되는 만큼 비교적 큰 정확도로 직선 형태로 수월하게 형성된다.

본 실시예에서, 직사각형 픽셀 부분(40)의 한 코너를 다듬음으로써(trimming) 획득되는 삼각형 형태로 무색 부분(4H)을 형성하기 때문에, 착색 부분(4C)의 더 둥근 부분은 도 7에서 좌측 및 하부 측과 같은 픽셀의 경계만으로 제한될 수 있고, 그로 인해 모든 이러한 더 둥근 부분은 블랙 매트릭스(4BM)에 의해 가려질 수 있다. 그 블랙 매트릭스와의 결합을 통해서, 원하는 형태 및 영역 크기를 갖는 무색 부분(4H)을 정확하게 형성하는 것이 가능하다. 게다가, 그러한 삼각형 형태의 무색 부분(4H)이 거의 변형되지 않고 비교적 동일한 영역에서 수월하게 형성된다는 양상이 또한 존재한다.

대조적으로, 무색 부분(4H)을 직사각형으로 형성하는 경우에, 더 둥근 부분(4Co)은 비록 그것이 도 8에 도시된 바와 같이 블랙 매트릭스(4BM)와 결합될 지라도 착색 부분(4C)에 남을 것이다. 그러한 더 둥근 부분은 그것의 둥근 정도에 대해서 예측되기 어렵다. 게다가 더 둥근 부분은 광범위한 변형을 가질 것이고, 그로 인해서 상기 더 둥근 부분은 무색 부분이 원하는 형태 및 영역 크기로 형성된다는 것을 생각하면 대단히 불리할 것이다.

본 실시예에서, 무색 부분(4H)의 평면 형태는 2등변 삼각형이고 그로 인해 부등변 삼각형 보다 더 유리한 예를 또한 제공한다. 즉, 무색 부분(4H)이 2등변 삼각형인 한, 비록 착색 부분(4C)의 패턴화를 위해 사용될 마스크가 위쪽 및 아래쪽 방향 및/또는 좌측 및 우측 방향으로 벗어날 지라도, 무색 부분(4H)은 기하학적으로 유사한 2등변 삼각형을 나타내며 그 벗어남에 따라 전면적인 정도로 마스크의 영역을 변경한다. 대조적으로, 비-2등변 삼각형의 경우에, 마스크가 위쪽 및 아래쪽 방향으로 이탈할 때의 영역 변경 정도는 상기 마스크가 좌측 및 우측 방향으로 이탈할 때의 영역 변경 정도와 다르다. 상기 내용을 다시 고려하면, 본 실시예에서와 같은 2등변 삼각형의 경우에, 마스크의 벗어남에 따른 무색 부분(4H)의 영역-변경은 제어하는데 있어 수월하고, 그로 인해 마스크나 그와 같은 것을 형성하는데 있어 높은 정확도가 필요하지 않다는 장점이 기대될 수 있다.

게다가, 동일한 영역 크기를 갖는 무색 부분을 형성하는 경우에는, 그 영역을 삼각형 형태로 만듦으로써, 무색 부분(4H)의 아웃라인이 다른 형태의 영역의 경우에서 보다 착색 부분(4C)의 에지를 따라 더 짧게 형성되는 상기 착색 부분(4C)의 에지 길이를 수월하게 만들 수 있다. 그러므로, 착색 부분(4C)과 무색 부분(4H) 사이의 계단모양 부분(step portion)은 색필터의 표면을 평탄화하는데 유리하게 기여하도록 더 작게 만들어질 수 있다.

[실시예 3]

제 2 실시예에서는, 무색 부분(4H)을 삼각형 형태로 형성하는 경우의 일예에 대한 설명이 제공되고 있지만, 특유의 장점이 무색 부분(4H)을 다른 형태로 형성함으로써 또한 획득될 수 있다.

도 9는 본 실시예의 색필터(4')를 평면도로 개략적이면서 일반적으로 도시하고 있다. 도 10은 그로부터 부분 확대된 도면을 도시하고, 도 11은 절단선 ⅩⅠ-ⅩⅠ에 따른 도 10의 단면도를 도시하고 있다.

도 9로부터 알 수 있는 바와 같이, 무색 부분(4H')은 직사각형 픽셀 부분(40')의 전체적인 한 변을 따라 그 변에 인접해서 직선 형태로 연장하는 직사각형으로 형성된다. 본 예의 이러한 무색 부분(4H')은 도 11로부터 알 수 있는 바와 같이 디스플레이 스크린의 수직 방향으로 연장하는 홈-형태 부분(groove-shaped portion)일 수 있다.

또한 그러한 무색 부분(4H')을 형성함으로써, 픽셀 영역에 나타나는 착색 부분(4C')의 모든 에지는 직선 형태가 되고, 그로 인해 변형이 좁은 범위에서 존재하고 무색 부분(4H')이 원하는 영역으로 정확히 형성되기 쉽다. 게다가, 본 실시예는 착색 부분(4C')의 폭을 단지 좁게 함으로써 구현된다. 그러므로, 본 실시예에서의 패턴화 프로세스는 스트라이프 형태의 착색 부분에 대해 종래 기술에서 사용된 패턴화 프로세스와 매우 유사할 수 있고, 그로 인해 제작 프로세스의 관리에 관한 장점이 기대된다.

[실시예 4]

제 1 영역 부분 및 제 2 영역 부분에 상이한 착색 효과를 제공하기 위해서, 도 12 및 도 13에 도시된 바와 같은 또 다른 구성이 이용가능하다.

도 12는 제 4 실시예에 따른 색필터의 픽셀 부분(50)에 대한 확대된 평면도를 개략적으로 도시하고, 도 13은 액정 디스플레이 패널(100"') 상에 상기 색필터를 설치한 경우에 절단선 ⅩⅢ-ⅩⅢ에 따른 도 12의 단면도를 도시하고 있다.

본 실시예에서, 제 1 영역 부분(50t) 및 제 2 영역 부분(50r)은 형성된 착색 소자의 밀도가 서로 다르도록 하는 구조를 갖는다. 이 때문에, 제 1 영역 부분(50t) 및 제 2 영역 부분(50r) 각각은, 본 예에서, 제 1 영역 부분(50t)의 구조 유닛 패턴{융기(bump), 더 상세히는 일반적으로 반구상의 돌기(protuberance)} 및 융기(5b)가 제 2 영역 부분(50r)의 융기(5b) 보다 더 높은 밀도로 형성될 때 사용되는 착색 물질의 돌출형 바디 소자(body element)에 기초하여, 복수의 착색 소자 구조 유닛으로 형성된 표면 층 부분을 적어도 구비한다.

본 실시예에 따라서, 계획된 목적을 달성하기 위해 제 1 영역 부분과 제 2 영역 부분 사이에 구조적으로 차이가 나도록 하는 것이 가능한 동시에, 패턴화 프로세스를 통해 제 1 영역 부분(50t)과 제 2 영역 부분(50r) 사이에서 입사 광선에 대해 착색 효과를 적용시키기 위해 유효 표면 영역이나 착색 소자의 볼륨에 쉽게 차이가 나도록 하는 것이 가능하다.

[실시예 5]

게다가, 도 14 및 도 15에 도시된 바와 같은 구성이 또한 구현된다.

도 14는 제 5 실시예에 따른 색필터의 픽셀 부분(60)에 대한 확대된 평면도를 개략적으로 도시하고, 도 15는 액정 디스플레이 패널(100"")에 상기 색필터를 설치한 경우에 절단선 ⅩⅤ-ⅩⅤ에 따른 도 14의 단면도를 도시하고 있다.

본 실시예는 또한 제 1 영역 부분(60t) 및 제 2 영역 부분(60r)이 그것들의 형성된 착색 소자 밀도가 서로 다르도록 하는 구조를 갖는다는 것을 제안한다. 이 때문에, 제 1 영역 부분(60t) 및 제 2 영역 부분(60r) 각각은, 본 예에서, 제 2 영역 부분(60r)의 구조 유닛 패턴{움푹 들어간 부분(dimple), 더욱 상세하게는 일반적으로 반구상의 오목한 부분} 및 움푹 들어간 부분(6d)이 여기서는 제 1 영역 부분(60t)의 움푹 들어간 부분(6d) 보다 더 큰 밀도로 형성될 때 사용되는 착색 물질의 함몰형 바디 소자에 기초하여, 복수의 착색 소자 구조 유닛으로 형성되는 표면 층 부분을 적어도 구비한다.

본 실시예에 따라서, 계획된 목적을 달성하기 위해 제 1 영역 부분과 제 2 영역 부분 사이의 구조가 차이가 나도록 하는 것이 가능한 동시에, 패턴화 프로세스를 통해 제 1 영역 부분(60t)과 제 2 영역 부분(60r) 사이에서 입사 광선에 대해 착색 효과를 적용시키기 위해 유효 표면 영역이나 착색 소자의 볼륨에 쉽게 차이가 나도록 하는 것이 가능하다.

제 1 영역 부분 및 제 2 영역 부분은 융기 또는 움푹 들어간 부분의 패턴에 기초하여 형성되고, 그로 인해 그것들의 표면은 울퉁불퉁하게 됨으로써 입사 광선이 확산될 수 있다는 것이 주시된다. 이러한 확산된 광선은 더 나은 가시도의 향상에 기여하도록 디스플레이 스크린 상에서 가시 각도 특징을 향상시키며, 특히, 그것은 반사 모드에서 광선(L2)에 효과적이다.

게다가, 제 4 및 제 5 실시예의 특징의 결합에 기초한 실시예가 존재할 수 있다. 즉, 그 실시예는 제 4 실시예에서의 제 1 영역 부분(50t)(착색 소자의 고밀도 형성 구조)과 제 5 실시예에서의 제 2 영역 부분(60r)(착색 소자의 저밀도 형성 구조)을 결합함으로써 착색 효과의 원하는 차이를 획득하고, 대안적으로는 제 5 실시예에서의 제 1 영역 부분(60t)(착색 소자의 고밀도 형성 구조)과 제 4 실시예에서의 제 2 영역 부분(50r)(착색 소자의 저밀도 형성 구조)을 결합함으로써 착색 효과의 원하는 차이를 획득하도록 의도될 수 있다.

위에서 설명된 실시예에서는, 픽셀 부분에 홀(1h)과 무색 부분(4H, 4H')이 제공되거나 융기(5b) 및 움푹 들어가 부분(6d)의 돌출 형태 및 함몰 형태를 갖기 때문에, 전체적인 색필터의 표면 평탄성을 나쁘게 하기 위해서 착색 부분에는 일부 계단모양인 부분이 형성된다. 그러한 계단모양은 광 특징이나 그와 유사한 것들의 양상에 대해서 종종 불리할 것이다.

이러한 점에 비추어, 제 2 실시예를 향상시키는 일예가 도 16에 대표적으로 도시되어 있다. 본 실시예에서, 합성 수지로 구성되는 오버코트 층(over coat layer)으로서 보호 층(9)이 착색 부분(4C)과 그 착색 부분(4C)을 보호하기 위한 무색 부분(4H) 상에 오버레이되며, 무색 부분(4H)의 개구부 부분은 색필터의 표면을 평탄화시키기 위해서 매립된다. 이러한 보호 층은 광학적으로 투명한 물질로 구성됨으로써, 색필터의 착색 효과에 어떠한 영향도 줄 수 없다.

보호 층(9)에 의한 색필터 표면의 이러한 평탄화를 통해, 광이 표면에서 입사하는 면은 균일하게 제작된다. 이것은, 예컨대, 광 특징의 향상에 상당히 기여하기 위해서 무색 부분(4H)의 개방부와 연관된 울퉁불퉁한 부분에 의해 야기되는 예 기치 않은 광 누출을 막을 수 있다.

게다가, 비록 배향 막(orientation film)(미도시)이나 그와 유사한 것과 같은 다른 막이 색필터 상에 제공될 지라도, 착색 부분(4C)은 다른 막과 직접적으로 접촉되는 것이 회피되고, 그로 인해 액정 층의 오염이 방지되는 장점이 있다. 또한, 색필터의 표면을 평탄화시킴으로써, 배향 층에서의 지향성의 불규칙성이나 또는 그에 접하여 배치되거나 그 위에 배치된 액정 층(LC)의 불규칙성을 회피하는 것이 편리하다.

또한, 다른 실시예에서는, 거의 같은 방식으로 보호 층(9)을 제공함으로써 동일한 장점을 유도한다. 그러나, 실시예 1, 4 및 5와 같은 특수한 구성의 경우에, 평탄 정도는 작고, 그로 인해 보호 층은 필터의 동일한 평탄성이 의도될 때 실시예 2에 적용되는 것보다 더 얇을 수 있다. 즉, 상기 특수한 구성 자체는 색필터의 표면의 높은 평탄성을 갖고, 그로 인해 고르지 않은 형태에 의해 야기되는 영향이 다른 층에서는 거의 가해지지 않는다고 말할 수 있다.

그런데, 위에서 설명된 바와 같은 실시예에서는, 색필터의 픽셀 부분이 직사각형이라고 언급되었고, 송신을 위한 직사각형 형태의 제 1 영역 부분과 그 제1 영역 부분을 둘러싼 형태를 갖는 반사를 위한 제 2 영역 부분을 구비하는 예에 대해서 언급이 되었다. 그러나, 본 발명은 그러한 예로 반드시 제한되지는 않는다. 그러한 픽셀 부분(픽셀 영역)은 5 개 이상의 변을 갖는 다각형과 같이 직사각형 이외의 다른 유형의 형태로 될 수 있다. 제 1 영역 부분도 마찬가지로 직사각형 이외의 다른 유형의 형태로 될 수 있고, 및/또는, 복수의 부분으로 나누어질 수 있다.

기본적으로, 색필터에서 투과를 위한 영역 및 반사를 위한 영역은 해당 디스플레이 디바이스에서 처리되는 제 1 광(선) 및 제 2 광(선)을 위해 할당된 영역(본 명세서에 제공된 실시예에서는, 픽셀 전극에 형성된 투과 부분 및 반사 부분의 각 영역)에 각각 대응한다. 투과 및 반사를 위한 영역은 형태, 레이아웃 및 수에 있어서 그 할당된 영역과 동일하다. 그러므로, 위의 설명된 실시예에서 직사각형 형태의 제 1 영역 부분과 그 제 1 영역 부분을 둘러싸고 있는 제 2 영역 부분 대신에, 제 1 영역 부분은 평면도에 있어서 원 형태, 거의 직사각형 형태이지만 둥근 형태(타원 형태 포함), 또는 5 개 이상의 둘러싸고 있는 변에 기초한 다각형 형태일 수 있다.

본 발명에서는 다른 여러 변형이 구현될 수 있다는 것이 주시된다. 예컨대, 픽셀 부분은 도 1, 4 및 9에 도시된 바와 같은 그리드 패턴 이외의 다른 형태로 될 수 있다. 비록 위의 실시예에서는 색필터가 기판(20) 상에 직접 형성되는 예를 설명하였지만, 일부 하부 층이 기판(20)과 색필터 사이에 삽입될 수 있다. 즉, 본 발명은 그러한 하부층 및 기판을 포함하는 임의의 기저 층에 의해서 지지될 수 있는 색필터에 관한 것이다.

보호 층(9)이 아무런 색도 없이 완전히 투명하게 되는 대신에, 상기 보호 층(9)은 특정의 원하는 목적을 위해서 일부 착색 특성을 갖는 것일 수 있다. 위의 실시예에서는, 풀 컬러 화상을 만들기 위해 R, G, B 원색에 기초하여 색필터를 설명하지만, 본 발명은 단색 화상에 전용되는 단색 색필터에 적용가능하다.

그러므로, 본 명세서에서 설명된 바람직한 실시예는 예시적인 것이지 제한적이지 않고, 본 발명의 범위는 첨부된 청구항에서 제시되며, 청구항의 취지 내에 드는 모든 변형이 거기에 포함되도록 의도된다.

상술된 바와 같이, 본 발명은 색필터 및 상기 색필터를 사용하는 액정 디스플레이 디바이스에 이용가능하다.

Claims (28)

1. 각각의 픽셀에 대해 단방향성 광 경로를 갖는 제 1 광선 및 양방향성 광 경로를 갖는 제 2 광선을 착색(coloring)시키기 위한 색필터(color filter)로서,

   상기 색필터는, 각각의 픽셀에 대해서, 상기 제 1 광선이 투과되도록 야기되는 제 1 영역 부분과 상기 제 2 광선이 투과되도록 야기되는 제 2 영역 부분을 구비하고;

   상기 제 1 영역 부분 및 상기 제 2 영역 부분은 동일한 광 경로 및 동일한 특성을 갖는 광선이 상기 두 영역 부분을 통과하는 경우에 상이한 착색 효과(coloring effect)가 실행되게 하는 구조를 각각 갖는, 색필터.
2. 제 1항에 있어서, 상기 제 1 영역 부분 및 상기 제 2 영역 부분은, 상기 제 1 영역 부분에 의해서 픽셀 내에서 상기 제 1 광선에 대해 수행되는 착색 효과가 미리 결정된 조건 하에서 상기 제 2 영역 부분에 의해서 픽셀 내에서 상기 제 2 광선에 대해 수행되는 착색 효과와 동일하도록 하는 구조의 차이를 갖는 것을 특징으로 하는, 색필터.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 제 1 영역 부분 및 상기 제 2 영역 부분은 상기 영역 부분에서의 착색 소자 밀도가 서로 다르도록 하는 구조를 갖는 것을 특징으로 하는, 색필터.
4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 제 2 영역 부분은 상기 제 2 광선을 착색시키는 착색 부분(coloring portion)과 상기 제 2 광선을 실질적으로 무색으로 투과시키는 무색 부분(colorless portion)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 색필터.
5. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 제 1 영역 부분 및 상기 제 2 영역 부분 각각은 복수의 착색 소자 구조 유닛에 기초하여 형성되고, 상기 제 1 영역 부분의 상기 착색 소자 구조 유닛은 상기 제 2 영역 부분의 밀도보다 더 높은 밀도를 갖는 것을 특징으로 하는, 색필터.
6. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 제 1 영역 부분 및 상기 제 2 영역 부분 각각은 복수의 유닛 패턴에 기초하여 패턴화되는 착색 소자 표면을 갖고, 상기 제 1 영역 부분 및 상기 제 2 영역 부분은 상이한 밀도의 상기 유닛 패턴을 갖는 것을 특징으로 하는, 색필터.
7. 제 6항에 있어서, 상기 유닛 패턴은 돌출 형태(projection-shaped)이고, 상기 제 1 영역 부분의 상기 유닛 패턴은 상기 제 2 영역 부분의 상기 유닛 패턴 보다 더 높은 밀도를 갖는 것을 특징으로 하는, 색필터.
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23. 액정 디스플레이 디바이스로서,

    제 1항 또는 제 2항에서 정의된 바와 같은 색필터를 사용하는, 액정 디스플레이 디바이스.
24. 제 23항에서 정의된 바와 같은 액정 디스플레이 디바이스로서,

    색필터가 상기 액정 디스플레이 디바이스의 한 기판에 제공되고;

    다른 기판에는 제 1 광선이 투과되도록 하기 위한 투과성 전극 부분과 제 2 광선이 반사되도록 하기 위한 반사성 전극 부분을 포함하는 픽셀 전극이 제공되며;

    상기 색필터의 상기 제 1 영역 부분은 상기 투과성 전극 부분에 대응하는 한편, 상기 제 2 영역 부분은 상기 반사성 전극 부분에 대응하는 것을 특징으로 하는, 액정 디스플레이 디바이스.
25. 각각의 픽셀에 대해 단방향성 광 경로를 갖는 제 1 광선과 양방향성 경로를 갖는 제 2 광선을 착색시키기 위한 색필터를 제작하는 방법으로서,

    기저 층 상에 상기 제 1 및 제 2 광선을 착색시키기 위한 착색 물질을 증착시키는 착색 물질 증착 단계와;

    각각의 픽셀에 대해서, 상기 제 1 광선이 투과되도록 야기되는 제 1 영역 부분과 상기 제 2 광선이 투과되도록 야기되는 제 2 영역 부분을 형성하기 위해 상기 증착된 착색 물질 층을 패턴화시키는 단계로서, 상기 제 1 영역 부분 및 상기 제 2 영역 부분은 만약 동일한 광 경로 및 동일한 특성을 갖는 광선이 상기 영역 부분들을 통과하는 경우에 상이한 착색 효과가 실행되도록 하는 구조를 각각 갖는, 패턴화 단계를

    포함하는, 색필터를 제작하는 방법.
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