KR101622181B1 - Micro shutter display device and method of fabricating the same - Google Patents
Micro shutter display device and method of fabricating the same Download PDFInfo
- Publication number
- KR101622181B1 KR101622181B1 KR1020090105622A KR20090105622A KR101622181B1 KR 101622181 B1 KR101622181 B1 KR 101622181B1 KR 1020090105622 A KR1020090105622 A KR 1020090105622A KR 20090105622 A KR20090105622 A KR 20090105622A KR 101622181 B1 KR101622181 B1 KR 101622181B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- micro
- shutter
- display device
- color filter
- metal film
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/008—Surface plasmon devices
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
- G02B26/02—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the intensity of light
- G02B26/04—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the intensity of light by periodically varying the intensity of light, e.g. using choppers
-
- 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
- G02F1/0128—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 electro-mechanical, magneto-mechanical, elasto-optic effects
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- Mechanical Light Control Or Optical Switches (AREA)
- Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
- Optical Filters (AREA)
Abstract
본 발명의 마이크로 셔터(micro shutter) 표시장치 및 그 제조방법은 마이크로 셔터를 이용한 표시장치에 있어서, 표면 플라즈몬(surface plasmon) 현상을 이용하여 특정 파장의 빛만을 선택 투과시키는 투과막 패턴을 갖는 3차원 패턴 구조를 컬러필터에 적용하는 것을 특징으로 한다.A micro-shutter display device and a method of manufacturing the same according to the present invention are characterized in that a display device using a micro shutter is provided with a three-dimensional (3D) display device having a transparent film pattern selectively transmitting only light of a specific wavelength using a surface plasmon phenomenon. And the pattern structure is applied to the color filter.
또한, 본 발명의 마이크로 셔터 표시장치 및 그 제조방법은 상기 컬러필터의 금속막을 플로팅(floating)전극으로 사용함으로써 제조비용 및 장비투자비용을 절감하는 것을 특징으로 한다.Further, the micro-shutter display device and the manufacturing method thereof according to the present invention are characterized in that manufacturing cost and equipment investment cost are reduced by using the metal film of the color filter as a floating electrode.
마이크로 셔터, 표면 플라즈몬, 금속막, 투과막 패턴, 플로팅전극 A micro shutter, a surface plasmon, a metal film, a transparent film pattern, a floating electrode
Description
본 발명은 마이크로 셔터 표시장치 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 마이크로 셔터를 이용한 표시장치에 있어서, 특정 파장의 빛만을 선택 투과시키는 투과막 패턴을 갖는 3차원 패턴 구조의 컬러필터를 구비한 마이크로 셔터 표시장치 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a micro-shutter display device and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a display device using a micro-shutter, including a color filter having a three-dimensional pattern structure having a transparent film pattern selectively transmitting only light of a specific wavelength And a method of manufacturing the same.
최근 정보 디스플레이에 관한 관심이 고조되고 휴대가 가능한 정보매체를 이용하려는 요구가 높아지면서 기존의 표시장치인 브라운관(Cathode Ray Tube; CRT)을 대체하는 경량 박막형 평판표시장치(Flat Panel Display; FPD)에 대한 연구 및 상업화가 중점적으로 이루어지고 있다. 이러한 평판표시장치 중 액정표시장치(Liquid Crystal Display; LCD)는 액정의 광학적 이방성을 이용하여 이미지를 표현하는 장치로서, 해상도와 컬러표시 및 화질 등에서 우수하여 노트북이나 데스크탑 모니터 등에 활발하게 적용되고 있다.Recently, interest in information display has increased, and a demand for using portable information media has increased, and a light-weight flat panel display (FPD) that replaces a cathode ray tube (CRT) And research and commercialization are being carried out. Among such flat panel display devices, a liquid crystal display (LCD) is an apparatus that displays an image using optical anisotropy of a liquid crystal, and is excellent in resolution, color display, and image quality and is actively applied to a notebook or desktop monitor.
상기 액정표시장치는 크게 컬러필터(color filter) 기판과 어레이(array) 기판 및 상기 컬러필터 기판과 어레이 기판 사이에 형성된 액정층(liquid crystal layer)으로 구성된다.The liquid crystal display comprises a color filter substrate, an array substrate, and a liquid crystal layer formed between the color filter substrate and the array substrate.
이하, 도 1을 참조하여 일반적인 액정표시장치의 구조에 대해서 상세히 설명한다.Hereinafter, the structure of a typical liquid crystal display device will be described in detail with reference to FIG.
도 1은 일반적인 액정표시장치를 개략적으로 나타내는 분해사시도이다.1 is an exploded perspective view schematically showing a general liquid crystal display device.
도면에 도시된 바와 같이, 상기 액정표시장치는 크게 컬러필터 기판(5)과 어레이 기판(10) 및 상기 컬러필터 기판(5)과 어레이 기판(10) 사이에 형성된 액정층(liquid crystal layer)(30)으로 구성된다.As shown in the figure, the liquid crystal display comprises a
상기 컬러필터 기판(5)은 적(Red; R), 녹(Green; G) 및 청(Blue; B)의 색상을 구현하는 다수의 서브-컬러필터(7)로 구성된 컬러필터(C)와 상기 서브-컬러필터(7) 사이를 구분하고 액정층(30)을 투과하는 광을 차단하는 블랙매트릭스(black matrix)(6), 그리고 상기 액정층(30)에 전압을 인가하는 투명한 공통전극(8)으로 이루어져 있다.The
또한, 상기 어레이 기판(10)은 종횡으로 배열되어 복수개의 화소영역(P)을 정의하는 복수개의 게이트라인(16)과 데이터라인(17), 상기 게이트라인(16)과 데이터라인(17)의 교차영역에 형성된 스위칭소자인 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor; TFT)(T) 및 상기 화소영역(P) 위에 형성된 화소전극(18)으로 이루어져 있다.The
이와 같이 구성된 상기 컬러필터 기판(5)과 어레이 기판(10)은 화상표시 영역의 외곽에 형성된 실런트(sealant)(미도시)에 의해 대향하도록 합착되어 액정표시패널을 구성하며, 상기 컬러필터 기판(5)과 어레이 기판(10)의 합착은 상기 컬러 필터 기판(5) 또는 어레이 기판(10)에 형성된 합착키(미도시)를 통해 이루어진다.The
이때, 합착시 정렬(align) 오차에 의한 빛샘불량을 방지하기 위해 블랙매트릭스의 선폭을 넓게 함으로써 정렬 마진(margin)을 확보하게 되는데, 그에 따라 패널의 개구율이 감소하게 된다.At this time, in order to prevent the defects of the light leakage due to the alignment error during the cementation, an alignment margin is secured by enlarging the line width of the black matrix, thereby decreasing the aperture ratio of the panel.
또한, 상기 액정표시장치는 응답속도가 늦다는 단점이 있다.In addition, the liquid crystal display device has a disadvantage in that the response speed is slow.
특히, 상기 액정표시장치를 포함하는 컬러 표시장치에 사용되는 기존의 컬러필터는 염료 또는 안료를 이용하여 불필요한 색의 광은 흡수하여 소멸시키고 구현하고자 하는 색의 광만 투과시켜 컬러를 구현함에 따라 하나의 서브-화소를 기준으로 입사된 백색광에서 RGB 삼원색 중 한가지색만 투과시킴으로써 투과율이 30%이상 되기 어렵다. 이러한 이유로 패널의 투과효율이 매우 낮아 백라이트에 의한 전력 소비가 증가하게 된다.Particularly, in the conventional color filter used in the color display device including the liquid crystal display device, since the unnecessary color light is absorbed by the dye or pigment and is extinguished, By transmitting only one of the RGB three primary colors in the white light incident on the basis of the sub-pixel, the transmittance is hardly more than 30%. For this reason, the transmission efficiency of the panel is so low that the power consumption by the backlight is increased.
도 2는 일반적인 안료분산법을 이용한 컬러필터를 사용할 경우의 패널의 투과효율을 개략적으로 나타내는 예시도이다.Fig. 2 is an exemplary diagram schematically showing the transmission efficiency of a panel when a color filter using a general pigment dispersion method is used.
도면을 참조하면, 백라이트로부터 입사된 광은 편광판, TFT 어레이, 액정 및 컬러필터를 거치면서 광량이 줄어들게 됨에 따라 투과효율이 5%미만으로 감소하게 됨을 알 수 있다.Referring to FIG. 3, it can be seen that the light incident from the backlight is reduced in light amount through the polarizer, the TFT array, the liquid crystal, and the color filter, and the transmission efficiency is reduced to less than 5%.
이때, 상기 편광판, TFT 어레이 및 컬러필터는 각각 투과율이 ~40%, 45~55% 및 ~25%정도인 경우를 예를 들고 있다.At this time, the polarizing plate, the TFT array, and the color filter each have a transmittance of about 40%, 45% to 55%, and about 25%, respectively.
또한, 기존의 컬러필터는 각 원색별로 컬러 레지스트 도포, 노광, 현상 및 경화공정을 반복, 진행하여야 하기 때문에 공정이 복잡하고, 컬러필터 기판에 컬러 필터와 공통전극 및 블랙매트릭스를 제조하기 위해 TFT 공정라인과 별도로 컬러필터 공정라인을 운영해야 하므로 라인 투자비용이 증가하게 된다.In addition, since the conventional color filter is required to repeatedly apply the color resist coating, exposure, developing and curing processes for each primary color, the process is complicated. In order to manufacture a color filter, a common electrode and a black matrix on a color filter substrate, The need to operate the color filter process line separately from the line increases the investment cost of the line.
따라서, 이러한 액정표시장치를 포함한 기존의 평판표시장치의 단점을 보완할 새로운 방식의 표시장치의 개발이 요구되고 있다.Therefore, it is required to develop a display device of a new type which will overcome the shortcomings of existing flat panel display devices including such a liquid crystal display device.
본 발명은 상기한 문제를 해결하기 위한 것으로, 기존의 염료 또는 안료를 이용하지 않고, 표면 플라즈몬 현상을 이용하여 투과효율이 향상된 컬러필터를 형성함으로써 개구율 및 패널의 투과율을 향상시킨 마이크로 셔터 표시장치 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problems, and it is an object of the present invention to provide a micro-shutter display device and a method of fabricating the same, which can improve the aperture ratio and the transmittance of a panel by forming a color filter having improved transmission efficiency using surface plasmon phenomenon without using a conventional dye or pigment. And a manufacturing method thereof.
본 발명의 다른 목적은 상기의 컬러필터를 마이크로 셔터가 형성된 단일 기판에 형성하는 한편, 상기 컬러필터의 금속막을 플로팅전극으로 활용함으로써 제조공정을 단순화시킨 마이크로 셔터 표시장치 및 그 제조방법을 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a micro-shutter display device and a method of manufacturing the same that simplify the manufacturing process by forming the color filter on a single substrate having a micro shutter and using a metal film of the color filter as a floating electrode .
본 발명의 다른 목적 및 특징들은 후술되는 발명의 구성 및 특허청구범위에서 설명될 것이다.Other objects and features of the present invention will be described in the following description of the invention and claims.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 마이크로 셔터 표시장치는 기판 위에 구비되며, 금속막에 일정한 주기를 갖는 파장이하의 투과막 패턴이 구비되어 특정 파장의 빛을 선택적으로 투과시켜 컬러를 구현하는 컬러필터를 포함하는 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 컬러필터와 절연층 위에 구비된 박막 트랜지스터와 다수개의 어드레스 전극 및 상기 박막 트랜지스터가 구비된 상기 기판 위에 도전성 박막 형태를 가지며, 상기 컬러필터의 금속막과의 정전기력에 의해 개폐되는 다수개의 마이크로 셔터를 포함하여 구성될 수 있다.In order to achieve the above object, a micro-shutter display device of the present invention is provided on a substrate and includes a transparent film pattern having a predetermined period or less in a metal film to selectively transmit light of a specific wavelength to realize color And a color filter. In addition, a plurality of microelectrodes, which have a conductive thin film shape on the substrate including the color filter and the insulating layer, a plurality of address electrodes and the thin film transistor, and which are opened and closed by the electrostatic force with the metal film of the color filter, And a shutter.
본 발명의 마이크로 셔터 표시장치의 제조방법은 금속막에 일정한 주기를 갖는 파장이하의 투과막 패턴이 형성되어 특정 파장의 빛을 선택적으로 투과시켜 컬러를 구현하는 컬러필터를 기판 위에 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 컬러필터와 절연층이 형성된 상기 기판 위에 박막 트랜지스터와 다수개의 어드레스 전극을 형성하는 단계를 포함하여 구성될 수 있다. 그리고, 상기 박막 트랜지스터가 형성된 상기 기판 위에 도전성 박막 형태로 형성되며, 상기 컬러필터의 금속막과의 정전기력에 의해 개폐되는 다수개의 마이크로 셔터를 형성하는 단계를 포함하여 구성될 수 있다.A method of manufacturing a micro-shutter display device of the present invention includes forming a color filter on a substrate to form a transparent film pattern having a predetermined period or less in a metal film and selectively transmitting light of a specific wavelength to realize color . The method may further include forming a thin film transistor and a plurality of address electrodes on the substrate on which the color filter and the insulating layer are formed. And forming a plurality of micro shutters, which are formed in the form of a conductive thin film on the substrate on which the thin film transistor is formed, and which are opened or closed by an electrostatic force with the metal film of the color filter.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 마이크로 셔터 표시장치 및 그 제조방법은 단일 기판의 표시장치를 구현함으로써 상, 하부 기판의 정렬이 불필요하여 정렬 마진 확보를 위한 개구율 감소문제를 해결할 수 있는 한편, 패널의 투과효율이 기존대비 약 3배정도 증가함에 따라 백라이트에 대한 전력 소비가 감소하게 되는 효과를 제공한다.As described above, the micro-shutter display device and the method of manufacturing the same according to the present invention can solve the problem of decreasing the aperture ratio for ensuring the alignment margin because alignment of the upper and lower substrates is unnecessary by implementing the display device of a single substrate, And the power consumption of the backlight is reduced as the transmission efficiency of the backlight increases by about three times as compared with the conventional one.
또한, 본 발명에 따른 마이크로 셔터 표시장치 및 그 제조방법은 단일 기판의 사용으로 표시장치의 무게가 약 30%정도 감소하는 효과를 제공한다.Further, the micro-shutter display device and the method of manufacturing the same according to the present invention provide the effect of reducing the weight of the display device by about 30% by using a single substrate.
또한, 본 발명에 따른 마이크로 셔터 표시장치 및 그 제조방법은 제조공정의 단순화 및 부품제거를 통해 제조원가를 절감하는 한편, 컬러필터 공정라인을 제거할 수 있어 시설투자비와 건설비를 약 50%정도 절감할 수 있는 효과를 제공한다.Further, the micro-shutter display device and the manufacturing method thereof according to the present invention can reduce the manufacturing cost by simplifying the manufacturing process and removing parts, while eliminating the color filter process line, thereby reducing the facility investment cost and the construction cost by about 50% Provides a possible effect.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 마이크로 셔터 표시장치 및 그 제조방법의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of a micro-shutter display device and a method of manufacturing the same according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명은 기존의 평판표시장치의 단점을 보완할 새로운 방식의 표시장치로 마이크로 셔터 표시장치를 제안하고 있으며, 특히 표면 플라즈몬 현상을 이용하여 특정 파장의 빛만을 선택 투과시키는 투과막 패턴을 갖는 3차원 패턴 구조를 컬러필터에 적용하는 한편, 상기 컬러필터의 금속막을 마이크로 셔터 표시장치의 플로팅전극으로 사용하는 것을 특징으로 한다.The present invention proposes a new type of display device that can compensate for the disadvantages of the conventional flat panel display device. In particular, the present invention relates to a micro-shutter display device, and more particularly, to a three-dimensional display device having a transparent film pattern for selectively transmitting light of a specific wavelength, The pattern structure is applied to the color filter while the metal film of the color filter is used as the floating electrode of the micro-shutter display device.
도 3은 본 발명에 따른 마이크로 셔터 표시장치의 구동방법을 설명하기 위한 예시도이다.3 is a diagram for explaining a driving method of a micro-shutter display device according to the present invention.
도면에 도시된 바와 같이, 마이크로 셔터 표시장치는 하부의 플로팅전극과 상부의 금속 셔터간의 정전기 유도를 통해 하부 백라이트로부터 입사되는 입사광을 단위 화소별로 투과시키거나 차단하여 화면표시를 구현하게 된다.As shown in the figure, the micro-shutter display device transmits or blocks the incident light incident from the lower backlight through the lower backlight through the electrostatic induction between the lower floating electrode and the upper metal shutter.
이때, 상기 마이크로 셔터는 낮은 전압에서 구동하기 위해 롤 형태(roll shape)로 말린 구조 또는 만곡 형태(curved shape)를 가지면서 열 공정에 의한 금속간 또는 폴리머와 금속간의 경우와 같이 두 물질의 열팽창 계수(coefficient of thermal expansion) 차이를 이용하여 형성하게 된다.In order to drive the micro-shutter at a low voltage, the micro-shutter may have a roll shape or a curved shape, and may have a thermal expansion coefficient of two materials such as a metal- and the coefficient of thermal expansion.
이와 같은 마이크로 셔터 표시장치는 롤 형태를 갖는 구조적인 장점에 의해 커다란 변위(變位)의 움직임을 가지면서 원상태로 돌아오게 하는 강한 복원력을 가진다. 뿐만 아니라 낮은 구동 전압을 가지면서 인가된 전압에 빠른 응답 속도를 갖는 아주 커다란 장점을 가지고 있다.Such a micro-shutter display device has a strong restoring force to return to the original state while having a large displacement motion due to the structural advantage of a roll shape. In addition, it has a very large advantage of having a low driving voltage and a fast response speed to an applied voltage.
한편, 기존의 어레이 기판의 개구율 개선을 통한 투과율 향상은 물리적 한계에 직면하고 있으며, 이에 따라 개구율 개선보다는 컬러필터의 제거를 통한 투과율 향상으로 패러다임(paradigm)의 이동이 필요하다.On the other hand, the improvement of the transmissivity through the improvement of the aperture ratio of the existing array substrate is faced with a physical limitation, and therefore, it is necessary to shift the paradigm by improving the transmissivity by removing the color filter rather than improving the aperture ratio.
이를 위해 금속막에 특정 파장의 빛만이 선택적으로 투과되도록 투과막 패턴을 형성하여 빛을 필터링(filter)하는 방식이 제안되고 있으며, 이와 같은 표면 플라즈몬 현상을 이용한 금속막 컬러필터를 형성하여 적, 녹 및 청색의 빛을 투과시키는 컬러필터를 구현하고자 한다.For this purpose, a method of filtering a light by forming a transmissive film pattern so that only a specific wavelength of light is selectively transmitted through the metal film is proposed, and a metal film color filter using the surface plasmon phenomenon is formed, And a color filter transmitting blue light.
도 4a 및 도 4b는 표면 플라즈몬 현상을 이용하여 제작한 본 발명에 따른 컬러필터의 구조를 개략적으로 나타내는 평면도 및 단면도이다.FIGS. 4A and 4B are a plan view and a cross-sectional view schematically showing the structure of a color filter according to the present invention, which is manufactured using a surface plasmon phenomenon.
도면을 참조하면, 소정의 금속막(152)에 일정한 주기(L)를 갖는 파장이하(sub-wavelength)의 투과막 패턴(153)을 형성하게 되면, 가시광선에서 근적외선 대역을 가진 입사광의 전기장과 플라즈몬이 커플링(coupling)되면서 특정 파장의 빛만이 투과되고 나머지 파장은 모두 반사됨으로써 RGB 색을 얻을 수 있게 된다.Referring to FIG. 1, when a sub-wavelength
예를 들어, 은 필름(silver film)에 일정한 주기(L)를 갖는 파장이하의 홀 패턴을 형성하게 되면 홀의 크기(d)와 주기(L)에 따라 선택된 적, 녹 및 청색의 특정 파장의 빛만이 투과됨으로써 RGB 색을 구현할 수 있게 되며, 빛의 투과는 홀 주변의 빛을 끌어들임에 따라 홀 면적보다 많은 양의 빛이 투과될 수 있게 된다.For example, when a hole pattern of a wavelength shorter than a predetermined period L is formed in a silver film, only light of a specific wavelength of red, green, and blue selected according to the hole size d and the period L So that the RGB color can be realized and the light transmission can transmit a larger amount of light than the hole area as the light around the hole is drawn.
그리고, 순도가 높은 색을 구현하기 위해서 홀의 크기(d)와 주기(L) 및 배열을 제어할 수 있으며, 또한 도시된 바와 같이, 각각의 파장에 대응하는 금속막 패턴(152)의 두께를 다르게 조절할 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.The size (d) and the period (L) of the holes and the arrangement of the holes can be controlled in order to realize a high-purity color. As shown in the figure, the thicknesses of the
참고로, 상기 플라즈몬이란 입사된 빛의 전기장에 의해 금속 표면에 유도된 자유전자가 집단적으로 진동하는 유사 입자를 말하는 것으로, 표면 플라즈몬은 플라즈몬이 금속 표면에 국부적으로 존재하는 것을 말하며, 금속과 유전체의 경계면을 따라 진행하는 전자기파에 해당한다.For reference, the plasmon refers to a quasi-particle in which free electrons induced on a metal surface are vibrated collectively by an electric field of incident light. The surface plasmon refers to a plasmon locally present on a metal surface. It corresponds to the electromagnetic wave traveling along the interface.
또한, 표면 플라즈몬 현상이란 나노 수준의 주기적인 홀 패턴을 갖는 금속 표면에 빛이 입사할 경우 특정 파장의 빛과 금속 표면의 자유전자가 공명을 일으켜 특정 파장의 빛을 형성하는 현상을 말하며, 입사된 빛에 의해 표면 플라즈몬을 형성할 수 있는 특정 파장의 빛만이 홀을 투과할 수 있으며 나머지 빛은 모두 금속 표면에 의해 반사가 이루어진다.The surface plasmon phenomenon refers to a phenomenon in which light of a specific wavelength and free electrons of a metal surface resonate to form light of a specific wavelength when light is incident on a metal surface having a periodic hole pattern at a nano level, Only light of a specific wavelength capable of forming surface plasmon by light can penetrate the hole, and all the remaining light is reflected by the metal surface.
이와 같은 특성을 이용하여 투과막 패턴의 주기를 조절하여 원하는 빛만을 투과시킴으로써 백색광으로부터 다원색의 색을 분리할 수 있다. 이때, 투과되는 빛은 격자 주기, 즉 투과막 패턴 간격의 약 1.7~2배에 해당하는 파장을 갖게 된다. 따라서, 투과막 패턴의 주기를 조절함으로써 원하는 파장의 빛을 투과시키는 것이 가능하다.By using such characteristics, it is possible to separate the multi-primary color from the white light by transmitting only the desired light by controlling the period of the transmissive film pattern. At this time, the transmitted light has a wavelength corresponding to about 1.7 to 2 times the lattice period, that is, the interval of the transmissive film pattern. Therefore, it is possible to transmit light of a desired wavelength by adjusting the period of the transmissive film pattern.
이때, 상기 투과막 패턴은 홀과 같은 단순한 원형뿐만 아니라 필요에 따라 타원, 사각형, 삼각형, 슬릿 등 다양한 형태로 변경할 수 있으며, 홀의 경우 크기, 즉 지름은 100~300nm이고 간격은 300~700nm범위를 가질 수 있다. 이때, 436nm의 파장을 가지는 청색의 빛이 투과되기 위해서는 홀의 간격과 크기는 각각 300nm 및 155nm정도로 하고, 538nm의 파장을 가지는 녹색의 빛이 투과되기 위해서는 홀의 간격과 크기는 각각 450nm 및 180nm정도로 할 수 있으며, 627nm의 파장을 가지는 적색의 빛이 투과되기 위해서는 홀의 간격과 크기는 각각 550nm 및 225nm정도로 할 수 있다.At this time, the transmissive film pattern can be changed into various shapes such as ellipses, squares, triangles, and slits as well as a simple circular shape such as a hole. In case of a hole, the size, that is, the diameter is 100 to 300 nm and the interval is 300 to 700 nm Lt; / RTI > In order to transmit blue light having a wavelength of 436 nm, the spacing and size of holes are set to about 300 nm and 155 nm, respectively. In order for green light having a wavelength of 538 nm to pass through, the spacing and size of holes may be set to about 450 nm and 180 nm, respectively In order to transmit red light having a wavelength of 627 nm, the interval and size of holes may be set to about 550 nm and 225 nm, respectively.
이와 같이 특정한 주기 및 크기를 갖는 홀 패턴을 금속막에 형성하여, 금속막에서 발생하는 표면 플라즈몬 현상을 이용하여 컬러필터로 사용하고, 이를 본 발명의 마이크로 셔터 표시장치에 적용함으로써 컬러를 구현하게 된다.As described above, a hole pattern having a specific period and size is formed on a metal film and is used as a color filter by using a surface plasmon phenomenon generated in a metal film, and the color is realized by applying this to a micro-shutter display device of the present invention .
이때, 기존의 컬러필터는 상부 컬러필터 기판에 형성되었으나, 본 발명에서 제안하는 표면 플라즈몬을 이용한 컬러필터는 상부 컬러필터 기판이 아닌 하부 어레이 기판에 형성할 수 있게 된다.At this time, although the conventional color filter is formed on the upper color filter substrate, the color filter using the surface plasmon suggested in the present invention can be formed on the lower array substrate instead of the upper color filter substrate.
즉, 기존의 안료 또는 염료 형태의 컬러필터가 고온 공정이 불가능했던 것과 달리 금속막이 컬러필터 기능을 하기 때문에 금속막 위에 고온 공정을 통해 박막 트랜지스터를 제작하는 것이 가능하며, 컬러필터를 하부 어레이 기판에 형성함으로써 기존의 표시장치가 상부 컬러필터 기판과 하부 어레이 기판을 합착하기 위한 정렬 마진을 확보하기 위해 개구율을 감소시킬 수밖에 없었던 문제를 해결할 수 있다.That is, it is possible to fabricate a thin film transistor through a high-temperature process on a metal film because the metal film functions as a color filter, unlike a color filter of a conventional pigment or dye type, It is possible to solve the problem that the conventional display device has to reduce the aperture ratio in order to secure an alignment margin for attaching the upper color filter substrate and the lower array substrate.
특히, 본 발명에서와 같이 단일 기판에 구동부 및 컬러필터를 함께 형성하는 한편, 상기 컬러필터의 금속막을 마이크로 셔터 표시장치의 플로팅전극으로 활용함으로써 공정을 간소화하거나 심지어 상부 컬러필터 기판을 제거할 수 있는 기술로 확장될 수 있어 그 파급효과가 크다.Particularly, as in the present invention, a driver and a color filter are formed together on a single substrate while the metal film of the color filter is used as a floating electrode of a micro-shutter display device, thereby simplifying the process or even removing the upper color filter substrate Technology, which has a large ripple effect.
즉, 전술한 바와 같이 마이크로 셔터 표시장치는 하부의 플로팅전극과 상부의 금속 셔터간의 정전기 유도를 통해 빛을 투과시키거나 차단하여 화면표시를 구현한다. 이때, 투과형의 경우 하부의 플로팅전극은 빛의 투과를 위해 투명전극을 활용해야 한다. 상기 투명전극의 재료는 희소금속으로 재료비용이 다른 금속재료에 비해 상당히 높아서 제조비용의 증가를 발생시키며, 높은 저항으로 인해 신호지연을 발생시켜 화면의 품질을 저하시키게 된다.That is, as described above, the micro-shutter display device transmits or blocks light through electrostatic induction between the lower floating electrode and the upper metal shutter to realize a screen display. In this case, in the case of the transmission type, the lower floating electrode must utilize a transparent electrode for transmitting light. The material of the transparent electrode is a rare metal, which is considerably higher than other metal materials, resulting in an increase in manufacturing cost and a signal delay due to a high resistance, thereby lowering the quality of the screen.
또한, 상기 마이크로 셔터 표시장치는 백라이트에서 입사된 빛의 투과량을 조절하여 화면의 계조를 표시하지만, 여러 가지 색상을 구현하기 위해서는 상부 기판에 컬러필터를 적용하여야 한다.In addition, the micro-shutter display device displays the gray level of the screen by adjusting the amount of light transmitted through the backlight, but a color filter must be applied to the upper substrate to realize various colors.
이와 같이 컬러필터를 별도의 기판에 제작하여 상, 하부 2개의 기판을 접합하게 되면 표시장치의 무게가 증가하게 되고, 또한 별도의 컬러필터 제작을 위한 장비투자비용 및 재료비용의 증가를 발생시킨다.If the color filter is formed on a separate substrate and the two substrates are bonded to each other, the weight of the display device increases, and the cost of equipment investment and material cost for manufacturing a separate color filter are increased.
이에 본 발명의 마이크로 셔터 표시장치는 표면 플라즈몬 현상을 이용하여 컬러필터를 구현하는 한편, 상기 컬러필터를 어레이 기판에 형성하여 컬러필터의 금속막을 마이크로 셔터 표시장치의 플로팅전극으로 활용함으로써 컬러필터를 형성하기 위한 공정시간, 재료, 마스크 및 장비투자비용을 감소시켜 제조비용을 절감하게 된다.Accordingly, the micro-shutter display device of the present invention realizes a color filter using the surface plasmon phenomenon, and forms the color filter by forming the color filter on the array substrate and utilizing the metal film of the color filter as the floating electrode of the micro- Thereby reducing manufacturing cost by reducing process time, materials, mask and equipment investment costs.
또한, 상기와 같이 단일 기판에 구동부와 컬러필터를 집적함으로써 표시장치의 경량화 및 슬림(slim)화를 구현할 수 있게 된다.Further, by integrating the driving unit and the color filter on a single substrate as described above, it is possible to realize weight reduction and slim display of the display device.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 마이크로 셔터 표시장치의 일부를 개략적으로 나타내는 평면도로써, 어레이 기판의 일부를 개략적으로 나타내고 있다. 또한, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 마이크로 셔터 표시장치의 구조를 개략적으로 나타내는 단면도이다.5 is a plan view schematically showing a part of a micro-shutter display device according to an embodiment of the present invention, and schematically shows a part of an array substrate. 6 is a cross-sectional view schematically showing a structure of a micro-shutter display device according to an embodiment of the present invention.
이때, 상기 도 5는 전압이 인가되지 않아 마이크로 셔터가 열려있는 상태의 어레이 기판을 예를 들어 나타내고 있다.5 illustrates an array substrate in which a voltage is not applied and a micro shutter is open.
이때, 설명의 편의를 위해 상기 도 5의 좌측으로부터 청, 적 및 녹색에 해당하는 서브-컬러필터로 구성되는 하나의 화소를 예를 들어 나타내고 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명은 삼원색 이상의 다원색을 구현하는 경우에도 적용할 수 있다.In this case, for convenience of explanation, one pixel composed of sub-color filters corresponding to blue, red and green is shown from the left side of FIG. 5, for example. However, the present invention is not limited thereto, and the present invention can also be applied to a case of implementing multi-primary colors of three or more colors.
그리고, 상기 청, 적 및 녹색에 해당하는 서브-화소는 컬러필터의 구조, 즉 투과막 패턴의 크기 및 간격을 제외하고는 실질적으로 동일한 구성요소로 이루어져 있다.The sub-pixels corresponding to blue, red and green are substantially identical to each other except for the structure of the color filter, that is, the size and the interval of the transmissive film pattern.
도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 어레이 기판(110)에는 플로팅전극 역할을 하는 금속막(152)과 상기 금속막(150)에 일정한 주기를 갖는 파장이하의 크기로 형성된 투과막 패턴(153)으로 이루어져 컬러를 구현하는 컬러필터(150)가 형성되어 있다. 그리고, 그 위에 소정의 절연층(106)이 형성될 수 있으며, 상기 절연층(106) 위에는 종횡으로 배열되어 화소영역을 정의하는 게이트라인(116)과 데이터라인(117)이 형성될 수 있다. 또한, 상기 게이트라인(116)과 데이터라인(117)의 교차영역에는 스위칭소자인 박막 트랜지스터가 형성될 수 있으며, 상기 컬러필터(150)의 금속막(152)과 대향하는 상기 어레이 기판(110) 상부에는 다수개의 어드레스 전극(165) 및 일측이 상기 어드레스 전극(165)에 연결되고 다른 일측이 상기 어레이 기판(110)에 대하여 오목한 형상을 갖는 도전성 박막 형태의 다수개의 마이크로 셔터(160)가 형성된다. 이러한 마이크로 셔터(160)는 도시된 반 원형뿐만 아니라 U자형이나 반타원형 중 하나의 모양을 가질 수 있다.As shown in the drawing, a
이와 같이 상기 컬러필터(150)의 금속막(152)은 화소부 전체에 걸쳐 박스형태로 형성되어 상기 마이크로 셔터(160)의 대향전극인 플로팅전극으로 활용하게 되며, 상기 금속막(152) 내에 일정한 주기를 갖는 파장이하의 투과막 패턴(153)이 형성되어 있어 가시광선에서 근적외선 대역을 가진 입사광의 전기장과 플라즈몬이 커플링 되면서 각각 청, 적 및 녹색에 해당하는 파장의 빛만이 투과되고 나머지 파장은 모두 반사됨으로써 RGB 색을 구현하는 컬러필터(150)를 구성하게 된다.As described above, the
이때, 전술한 바와 같이 436nm의 파장을 가지는 청색의 빛이 투과되기 위해서는 투과막 패턴(153), 예를 들어 홀의 간격과 크기는 각각 300nm 및 155nm정도로 하고, 627nm의 파장을 가지는 적색의 빛이 투과되기 위해서는 홀의 간격과 크기는 각각 550nm 및 225nm정도로 할 수 있으며, 538nm의 파장을 가지는 녹색의 빛이 투과되기 위해서는 홀의 간격과 크기는 각각 450nm 및 180nm정도로 할 수 있다.At this time, in order to transmit blue light having a wavelength of 436 nm as described above, the interval and size of the
상기 박막 트랜지스터는 상기 게이트라인(116)의 일부를 구성하는 게이트전극(121), 상기 데이터라인(117)에 연결된 소오스전극(122) 및 상기 마이크로 셔터(160)에 연결된 드레인전극(123)으로 구성된다. 또한, 상기 박막 트랜지스터는 상기 게이트전극(121)과 소오스/드레인전극(122, 123)의 절연을 위한 절연막(115) 및 상기 게이트전극(121)에 공급되는 게이트전압에 의해 상기 소오스전극(122)과 드레인전극(123) 간에 전도채널을 형성하는 액티브패턴(124)을 포함한다. 이때, 도면에는 소오스전극(122)의 형태가 "U"자형으로 되어 있어 채널의 형태가 "U"자형인 박막 트랜지스터를 예를 들어 나타내고 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 본 발명은 상기 박막 트랜지스터의 채널 형태에 관계없이 적용 가능하다.The thin film transistor includes a
상기 컬러필터(150)의 금속막(152)과 마이크로 셔터(160) 사이에는 절연막(115)과 절연층(106)이 형성되어 상기 컬러필터(150)의 금속막(152)과 마이크로 셔터(160)는 서로 절연되어 있다.An insulating
또한, 상기 마이크로 셔터(160)는 절연막(115) 위에 형성된 어드레스 전극(165)과 전기적으로 연결되어 있으며, 상기 어드레스 전극(165)을 통하여 전압을 인가 받는다. 또한, 상기 어드레스 전극(165)은 개폐할 때 상기 어드레스 전극(165)과 연결된 부분은 고정되어 있으며, 그 외의 부분이 개폐되도록 형성되어 있다.The
그리고, 상기 다수개의 어드레스 전극(165)은 화소영역 내에 위에서 아래로 지그재그 형태로 배열되어 있으며, 상기 다수개의 어드레스 전극(165)에 연결되도록 상기 다수개의 마이크로 셔터(160)가 상기 화소영역 내에 위에서 아래로 배열되어 있다. 다만, 본 발명이 상기 어드레스 전극(165)과 마이크로 셔터(160)의 배열방법에 한정되는 것은 아니며, 전압의 인가에 따라 차례대로 마이크로 셔터(160)가 개폐되어 다양한 계조를 표현할 수 있기만 하면 된다.The plurality of
이때, 상기 마이크로 셔터(160)는 하부 백라이트(미도시)로부터 입사된 빛을 차단하는 한편 정전기력에 의해 개폐되기 적합한 물질로 형성되는 것이 바람직하며, 열리거나 닫힐 수 있도록 서로 다른 팽창계수를 가지는 복수개의 층으로 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 마이크로 셔터(160)는 알루미늄, 몰리브덴, 구리나 금 등과 같이 전도성이 있는 금속물질로 이루어질 수 있다.The
이와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 따른 마이크로 셔터 표시장치는 하나의 하부 플로팅전극, 즉 금속막(152)과 다수개의 마이크로 셔터(160)로 이루어진 마이크로 셔터 어레이에 전압을 인가하게 되면, 정전기력에 의해 전압의 크기에 따라 해당하는 마이크로 셔터(160)가 상기 어드레스 전극(165)에 부분적으로 겹쳐지면서(partially overlapping) 펴지게 되어 백라이트 광원의 빛을 반사하면서 차단하게 된다. 그리고, 그 반대의 경우에 있어서는 해당하는 마이크로 셔터(160)가 원래의 모양을 유지하므로 빛을 투과하게 된다.When a voltage is applied to a micro-shutter array composed of one lower floating electrode, that is, a
이와 같이 형성된 어레이 기판은 상기 마이크로 셔터의 구동을 위한 공간확보를 위해 플라스틱 기판이나 투명 필름으로 합착하여 표시장치를 완성하게 된다.In order to secure a space for driving the micro shutter, the array substrate formed in this way is attached to a plastic substrate or a transparent film to complete the display device.
이와 같이 어레이 기판에 컬러필터를 형성할 경우 상부 기판과 하부 어레이 기판의 정렬을 위한 마진 확보가 불필요하여 패널 설계시 개구율을 추가로 확보할 수 있다는 장점이 있으며, 이로 인해 패널의 투과율을 기존대비 약 3배정도 향상시킬 수 있다. 패널 투과율이 향상되면 백라이트의 밝기를 감소시킬 수 있으므로 백라이트에 대한 전력 소비가 감소하게 되는 효과를 제공한다.When a color filter is formed on the array substrate, it is unnecessary to secure a margin for alignment between the upper substrate and the lower array substrate. Accordingly, an aperture ratio can be further secured when the panel is designed. Accordingly, Three times can be improved. As the panel transmittance is improved, the brightness of the backlight can be reduced, thereby reducing the power consumption for the backlight.
또한, 어레이 기판에 컬러필터를 형성하고 상기 컬러필터의 금속막을 플로팅전극으로 활용함으로써 제조공정의 단순화 및 부품제거를 통해 제조원가를 절감하는 한편, 컬러필터 공정라인을 제거할 수 있어 시설투자비와 건설비를 약 50%정도 절감할 수 있는 효과를 제공한다.In addition, since a color filter is formed on an array substrate and the metal film of the color filter is used as a floating electrode, the manufacturing cost can be reduced by simplifying the manufacturing process and removing parts, and the color filter process line can be eliminated, It is possible to save about 50%.
또한, 단일 기판의 사용으로 표시장치의 무게가 약 30%정도 감소하는 효과를 제공한다.Also, the use of a single substrate provides the effect of reducing the weight of the display by about 30%.
이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 실시예에 따른 마이크로 셔터 표시장치의 제조방법을 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a method of manufacturing a micro-shutter display device according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
도 7a 내지 도 7d는 상기 도 5에 도시된 마이크로 셔터 표시장치의 제조공정을 순차적으로 나타내는 평면도이다.FIGS. 7A to 7D are plan views sequentially showing manufacturing steps of the micro-shutter display device shown in FIG.
또한, 도 8a 내지 도 8e는 상기 도 6에 도시된 마이크로 셔터 표시장치의 제조공정을 순차적으로 나타내는 단면도이다.8A to 8E are cross-sectional views sequentially showing manufacturing steps of the micro-shutter display device shown in FIG.
도 7a 및 도 8a에 도시된 바와 같이, 유리와 같은 투명한 절연물질로 이루어진 어레이 기판(110)에 표면 플라즈몬을 이용한 소정의 컬러필터(150)를 형성한다.As shown in FIGS. 7A and 8A, a
이때, 상기 컬러필터(150)는 소정의 금속막(152)에 일정한 주기를 갖는 파장이하의 투과막 패턴(153)이 형성되어 RGB 컬러를 구현하게 되는데, 상기 투과막 패턴(153)은 빛의 투과성이 우수하고 광학적 성질이 우수한 투명한 고분자, SOG(spin on glass), 유기 또는 무기물질 등을 선택하여 사용할 수 있으며, 상기 금속막(152)의 재질로는 예를 들어 알루미늄, 몰리브덴, 구리, 금, 은, 크롬 등을 사용할 수 있다.At this time, in the
특히, 본 발명의 실시예에 따른 상기 컬러필터(150)의 금속막(152)은 소정의 어드레스 신호가 인가되어 마이크로 셔터 표시장치의 플로팅전극으로 활용하게 된다.Particularly, the
그리고, 상기 상기 컬러필터(150)는 예를 들어 소프트 몰딩(soft molding), 모세관력 리소그래피(capillary force lithography), 리지플렉스 몰드를 이용한 고분자막전이 패터닝 방법, UV 경화성 고분자를 이용한 패터닝 방법 등을 이용하여 소정의 투과막 패턴(153)을 형성하며, 이후 금속막 증착 및 평탄화 공정 등을 수행함으로써 상기 투과막 패턴(153) 내부에 소정의 금속막(152)을 형성하는 방식으로 형성할 수 있다. 다만, 본 발명이 상기 컬러필터(150)의 형성방법에 한정되는 것은 아니다.The
상기 구조를 갖는 본 발명의 실시예에 따른 컬러필터(150)에서는 적색 컬러영역 내 적색 컬러용 투과막 패턴을 통해 적색 컬러가 선택 투과되고, 녹색 컬러영역 내 녹색 컬러용 투과막 패턴을 통해 녹색 컬러가 선택 투과되며, 청색 컬러영역 내 청색 컬러용 투과막 패턴을 통해 청색 컬러가 선택 투과됨으로써, RGB 컬러를 구현하게 된다.In the
이때, 본 발명의 본 발명의 실시예에 따른 컬러필터(150)에서는 적, 녹, 및 청색 서브-화소에 해당하는 부분의 투과막 패턴, 즉 홀 패턴의 크기를 다르게 하였을 뿐만 아니라 투과효율을 높여주기 위하여 금속막의 두께도 다르게 구현하였다. 즉, 적색 컬러영역에 상대적으로 두꺼운 적색 컬러용 투과막 패턴을 형성하고, 녹색 컬러영역에 적색 컬러용 투과막 패턴의 두께보다 적어도 작은 두께를 갖는 녹색 컬러용 투과막 패턴을 형성하며, 청색 컬러영역에 상대적으로 가장 작은 두께를 갖는 청색 컬러용 투과막 패턴을 형성한다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.At this time, in the
이때, 표면 플라즈몬을 이용한 컬러필터(150)의 금속막(152)은 모든 면을 굴절률이 동일한 절연막으로 덮어주는 것이 효율에 유리하므로 유리기판 위에 컬러필 터(150)를 형성하는 경우 그 위에 유리기판과 동일한 절연층(SiO2 등)(106)을 형성하는 것이 적절하다. 이는 표면 플라즈몬이 금속과 주변 절연막의 유전상수의 영향을 받으므로 2성분계를 형성해야 효율에 유리하기 때문이다.In this case, when the
다음으로, 도 7b 및 도 8b에 도시된 바와 같이, 상기 절연층(106)이 형성된 어레이 기판(110) 위에 게이트전극(121)과 게이트라인(116)을 형성한다.Next, as shown in FIGS. 7B and 8B, a
이때, 상기 게이트전극(121)과 게이트라인(116)은 제 1 도전막을 상기 어레이 기판(110) 전면에 증착한 후 포토리소그래피공정을 통해 선택적으로 패터닝하여 형성하게 된다.At this time, the
여기서, 상기 제 1 도전막으로 알루미늄(aluminium; Al), 알루미늄 합금(Al alloy), 텅스텐(tungsten; W), 구리(copper; Cu), 크롬(chromium; Cr), 몰리브덴(molybdenum; Mo), 몰리브덴 합금(Mo alloy) 등과 같은 저저항 불투명 도전물질을 사용할 수 있다. 또한, 상기 제 1 도전막은 상기 저저항 도전물질이 두 가지 이상 적층된 다층구조로 형성할 수도 있다.Here, the first conductive layer may be formed of one selected from the group consisting of aluminum (Al), aluminum alloy (Al alloy), tungsten (W), copper (Cu), chromium (Cr), molybdenum A low resistance opaque conductive material such as a molybdenum alloy (Mo alloy) can be used. The first conductive layer may have a multi-layer structure in which two or more low resistance conductive materials are stacked.
다음으로, 도 8c에 도시된 바와 같이, 상기 게이트전극(121)과 게이트라인(116)이 형성된 어레이 기판(110) 전면에 제 1 절연막(115a), 비정질 실리콘 박막, n+ 비정질 실리콘 박막을 증착한 후, 포토리소그래피공정을 통해 선택적으로 제거함으로써 상기 어레이 기판(110)에 상기 비정질 실리콘 박막으로 이루어진 액티브패턴(124)을 형성한다.Next, as shown in FIG. 8C, a first insulating layer 115a, an amorphous silicon thin film, and an n + amorphous silicon thin film are deposited on the entire surface of the
이때, 상기 액티브패턴(124) 상부에는 상기 n+ 비정질 실리콘 박막으로 이루 어지며 상기 액티브패턴(124)과 실질적으로 동일한 형태로 패터닝된 n+ 비정질 실리콘 박막패턴(125')이 형성되게 된다.At this time, an n + amorphous silicon thin film pattern 125 'formed of the n + amorphous silicon thin film and patterned substantially in the same manner as the
다음으로, 도 7c 및 도 8d에 도시된 바와 같이, 상기 액티브패턴(124)이 형성된 어레이 기판(110) 전면에 제 2 도전막을 증착한 후, 포토리소그래피공정을 통해 선택적으로 제거함으로써 상기 제 2 도전막으로 이루어지며 상기 액티브패턴(124)의 소오스/드레인영역과 전기적으로 접속하는 소오스/드레인전극(122, 123)을 형성한다.Next, as shown in FIGS. 7C and 8D, a second conductive layer is deposited on the entire surface of the
또한, 상기 포토리소그래피공정을 통해 상기 제 2 도전막으로 이루어지며, 상기 게이트라인(116)과 교차하여 화소영역을 정의하는 데이터라인(117)을 형성하게 된다.In addition, the
또한, 상기 화소영역 내에는 상기 포토리소그래피공정을 통해 상기 제 2 도전막으로 이루어지며, 위에서 아래로 지그재그 형태로 배열되도록 다수개의 어드레스 전극(165)을 형성하게 된다.In addition, a plurality of
이때, 상기 액티브패턴(124) 상부에는 상기 n+ 비정질 실리콘 박막으로 이루어지며 상기 소오스/드레인전극(122, 123)과 동일한 형태로 패터닝된 오믹-콘택층(125n)이 형성되게 된다.At this time, an
이때, 상기 제 2 도전막은 소오스전극과 드레인전극 및 데이터라인을 구성하기 위해 알루미늄, 알루미늄 합금, 텅스텐, 구리, 크롬, 몰리브덴 및 몰리브덴 합금 등과 같은 저저항 불투명 도전물질로 이루어질 수 있다. 또한, 상기 제 2 도전막은 상기 저저항 도전물질이 두 가지 이상 적층된 다층구조로 형성할 수도 있다.At this time, the second conductive layer may be formed of a low-resistance opaque conductive material such as aluminum, aluminum alloy, tungsten, copper, chromium, molybdenum and molybdenum alloy to form a source electrode, a drain electrode and a data line. Also, the second conductive layer may be formed in a multi-layered structure in which two or more low resistance conductive materials are stacked.
여기서, 본 발명의 실시예에 따른 상기 액티브패턴(124) 및 소오스/드레인전극(122, 123)과 데이터라인(117)과 어드레스 전극(165)은 2번의 마스크공정을 통해 형성한 경우를 예를 들어 나타내고 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 하프-톤 마스크 또는 회절마스크를 이용함으로써 한번의 마스크공정으로 동시에 형성할 수도 있다.The
다음으로, 도 7d 및 도 8e에 도시된 바와 같이, 상기 액티브패턴(124)과 소오스/드레인전극(122, 123)과 데이터라인(117) 및 어드레스 전극(165)이 형성된 어레이 기판(110) 위에 도전성 박막 형태의 다수개의 마이크로 셔터(160)를 형성한다.7D and 8E, on the
상기 마이크로 셔터(160)는 상기 컬러필터(150)의 금속막(152)과의 정전기력에 의해 개폐되며, 정전기력에 따라서 상기 마이크로 셔터(160)가 열리는 정도가 조절되어 투과되는 빛의 양을 조절하여 화상을 구현하게 된다.The
이때, 상기 마이크로 셔터(160)는 일측이 상기 어드레스 전극(165)에 연결되고 다른 일측이 상기 어레이 기판(110)에 대하여 오목한 형상을 갖도록 형성될 수 있는데, 이러한 마이크로 셔터(160)는 도시된 반원형뿐만 아니라 U자형이나 반타원형 중 하나의 모양을 가질 수 있다. 상기 어드레스 전극(165)은 상기 마이크로 셔터(160)를 고정시키며, 상기 마이크로 셔터(160)로 신호를 인가하는 역할을 하게 된다.The
또한, 전술한 바와 같이 상기 다수개의 마이크로 셔터(160)는 일측이 상기 다수개의 어드레스 전극(165)에 연결된 상태에서 상기 화소영역 내에 위에서 아래 로 배열되어 있다. 다만, 본 발명이 상기 어드레스 전극(165)과 마이크로 셔터(160)의 배열방법에 한정되는 것은 아니다.In addition, as described above, the plurality of
상기 마이크로 셔터(160)는 하부 백라이트로부터 입사된 빛을 차단하는 한편 정전기력에 의해 개폐되기 적합한 물질로 형성되는 것이 바람직하며, 열리거나 닫힐 수 있도록 서로 다른 팽창계수를 가지는 복수개의 층으로 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 마이크로 셔터(160)는 알루미늄, 몰리브덴, 구리나 금 등과 같이 전도성이 있는 금속물질로 이루어질 수 있다.The
상기 본 발명의 실시예는 액티브패턴으로 비정질 실리콘 박막을 이용한 비정질 실리콘 박막 트랜지스터를 예를 들어 설명하고 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명은 상기 액티브패턴으로 다결정 실리콘 박막을 이용한 다결정 실리콘 박막 트랜지스터에도 적용된다.Although the amorphous silicon thin film transistor using the amorphous silicon thin film as the active pattern has been described as an example of the present invention, the present invention is not limited thereto, and the present invention can be applied to the case where the polycrystalline silicon thin film It is also applied to a thin film transistor.
또한, 상기 본 발명의 실시예는 상기 박막 트랜지스터와 같은 스위칭 소자를 통해 마이크로 셔터에 신호를 인가하는 구조를 예를 들어 설명하고 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.In addition, although a structure for applying a signal to a micro shutter through a switching element such as the thin film transistor is described in the embodiment of the present invention, the present invention is not limited thereto.
상기한 설명에 많은 사항이 구체적으로 기재되어 있으나 이것은 발명의 범위를 한정하는 것이라기보다 바람직한 실시예의 예시로서 해석되어야 한다. 따라서 발명은 설명된 실시예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위와 특허청구범위에 균등한 것에 의하여 정하여져야 한다.While a great many are described in the foregoing description, it should be construed as an example of preferred embodiments rather than limiting the scope of the invention. Therefore, the invention should not be construed as limited to the embodiments described, but should be determined by equivalents to the appended claims and the claims.
도 1은 일반적인 액정표시장치의 구조를 개략적으로 나타내는 분해사시도.1 is an exploded perspective view schematically showing a structure of a general liquid crystal display device.
도 2는 일반적인 안료분산법을 이용한 컬러필터를 사용할 경우의 패널의 투과효율을 개략적으로 나타내는 예시도.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a color filter.
도 3은 본 발명에 따른 마이크로 셔터 표시장치의 구동방법을 설명하기 위한 예시도.3 is a diagram for explaining a driving method of a micro-shutter display device according to the present invention;
도 4a 및 도 4b는 표면 플라즈몬 현상을 이용하여 제작한 본 발명에 따른 컬러필터의 구조를 개략적으로 나타내는 평면도 및 단면도.FIGS. 4A and 4B are a plan view and a cross-sectional view schematically showing the structure of a color filter according to the present invention, which is manufactured using a surface plasmon phenomenon. FIG.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 마이크로 셔터 표시장치의 일부를 개략적으로 나타내는 평면도.5 is a plan view schematically showing a part of a micro-shutter display device according to an embodiment of the present invention.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 마이크로 셔터 표시장치의 구조를 개략적으로 나타내는 단면도.6 is a cross-sectional view schematically showing the structure of a micro-shutter display device according to an embodiment of the present invention.
도 7a 내지 도 7d는 상기 도 5에 도시된 마이크로 셔터 표시장치의 제조공정을 순차적으로 나타내는 평면도.7A to 7D are plan views sequentially showing manufacturing steps of the micro-shutter display device shown in FIG.
도 8a 내지 도 8e는 상기 도 6에 도시된 마이크로 셔터 표시장치의 제조공정을 순차적으로 나타내는 단면도.8A to 8E are sectional views sequentially showing manufacturing steps of the micro-shutter display device shown in Fig.
** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 **DESCRIPTION OF REFERENCE NUMERALS
110 : 어레이 기판 106 : 절연층110: array substrate 106: insulating layer
116 : 게이트라인 117 : 데이터라인116: gate line 117: data line
118 : 화소전극 121 : 게이트전극118: pixel electrode 121: gate electrode
122 : 소오스전극 123 : 드레인전극122: source electrode 123: drain electrode
150 : 컬러필터 152 : 금속막150: Color filter 152: Metal film
153 : 투과막 패턴 160 : 마이크로 셔터153: Transmission film pattern 160: Micro shutter
165 : 어드레스 전극165: address electrode
Claims (16)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020090105622A KR101622181B1 (en) | 2009-11-03 | 2009-11-03 | Micro shutter display device and method of fabricating the same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020090105622A KR101622181B1 (en) | 2009-11-03 | 2009-11-03 | Micro shutter display device and method of fabricating the same |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20110048878A KR20110048878A (en) | 2011-05-12 |
KR101622181B1 true KR101622181B1 (en) | 2016-05-18 |
Family
ID=44360101
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020090105622A KR101622181B1 (en) | 2009-11-03 | 2009-11-03 | Micro shutter display device and method of fabricating the same |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR101622181B1 (en) |
-
2009
- 2009-11-03 KR KR1020090105622A patent/KR101622181B1/en active IP Right Grant
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20110048878A (en) | 2011-05-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101649696B1 (en) | Fringe field switching liquid crystal display device and method of fabricating the same | |
KR101338117B1 (en) | Liquid crystal display device and method of fabricating the same | |
US8330904B2 (en) | Color filter using surface plasmon, liquid crystal display device and method for fabricating the same | |
US7989254B2 (en) | Method for fabricating color filter using surface plasmon and method for fabricating liquid crystal display device | |
US8593595B2 (en) | Color filter using surface plasmon and liquid crystal display device | |
US8749736B2 (en) | Color filter using surface plasmon, liquid crystal display device and method for fabricating the same | |
US8496841B2 (en) | Nano patterning method and methods for fabricating surface plasmon color filter and liquid crystal display device using the same | |
TWI308656B (en) | Color filter array substrate and fabricating method thereof | |
JP4638462B2 (en) | Liquid crystal display device | |
KR101622184B1 (en) | Method of fabricating color filter using surface plasmon and method of fabricating liquid crystal display device | |
US9316875B2 (en) | Array substrate for fringe field switching mode liquid crystal display device and method for fabricating the same | |
JP4776915B2 (en) | Display panel, manufacturing method thereof, and liquid crystal display device having the same | |
KR20100069430A (en) | Liquid crystal display device controllable viewing angle and method of fabricating the same | |
KR101658532B1 (en) | Method of fabricating color filter using surface plasmon and method of fabricating liquid crystal display device | |
KR101707961B1 (en) | Reflective liquid crystal display device and method of fabricating the same | |
KR101622181B1 (en) | Micro shutter display device and method of fabricating the same | |
WO2011148557A1 (en) | Method of manufacture for liquid crystal display device | |
KR20110077254A (en) | Method of fabricating in plane switching mode liquid crystal display device | |
KR100936888B1 (en) | Black matrix of LCD and making method of thereof | |
KR20110047002A (en) | Method of fabricating color filter using surface plasmon and method of fabricating liquid crystal display device | |
KR102419748B1 (en) | Liquid crystal display device having uniform cell gap | |
JP2014219570A (en) | Liquid crystal display device | |
KR20020015835A (en) | Color liquid crystal display and method of fabricating the same | |
KR20110046172A (en) | Method of fabricating color filter using surface plasmon and method of fabricating liquid crystal display device | |
KR20050096368A (en) | Lcd and method for manufacturing lcd |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20190417 Year of fee payment: 4 |