KR102481376B1 - 액정 표시 장치 및 이의 제조 방법 - Google Patents

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송근규
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    • G02F2203/04—Function characteristic wavelength independent

Abstract

본 발명의 일 실시예는 제1 부화소 영역, 제2 부화소 영역, 및 백색 부화소 영역을 포함하는 제1 기판, 상기 제1 기판의 주요면 상의 상기 제1 부화소 영역, 상기 제2 부화소 영역에 각각 배치된 제1 컬러 필터 및 제2 컬러 필터, 상기 제1 기판의 상기 제1 부화소 영역, 상기 제2 부화소 영역, 및 상기 백색 부화소 영역 상에 상기 제1 컬러 필터 및 상기 제2 컬러 필터를 덮도록 배치된 유기층, 상기 제1 기판에 대향하는 제2 기판, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 배치된 액정층, 및 상기 유기층 또는 제2 기판 상의 상기 백색 부화소 영역에 대응되도록 패터닝된 보상 패턴을 포함하며, 상기 제1 기판의 상기 주요면에 실질적으로 수직한 방향에 대한, 상기 백색 부화소 영역에 대응되는 상기 액정층의 높이는 상기 제1 부화소 영역 및 상기 제2 부화소 영역에 대응되는 상기 액정층의 높이보다 작은, 액정 표시 장치를 개시한다.

Description

액정 표시 장치 및 이의 제조 방법{Liquid crystal display apparatus and method for manufacturing the same}
본 발명의 실시예들은 액정 표시 장치 및 이의 제조 방법에 관한 것으로, 더 상세하게는 구현되는 이미지의 색감을 개선한 액정 표시 장치 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
핸드폰, PDA, 컴퓨터, 대형 TV와 같은 각종 전자기기가 발전함에 따라 이에 적용할 수 있는 평판 표시 장치에 대한 요구가 점차 증대하고 있다. 평판 표시 장치 중 액정 표시 장치(LCD; Liquid Crystal Display)는 낮은 전력 소모, 용이한 동화상 표시 및 높은 콘트라스트비 등의 장점을 갖는다.
액정 표시 장치는 두 장의 표시판 사이에 배치된 액정층을 포함하며, 액정층에 전기장을 인가하여 액정 분자의 배열 방향을 변화시켜 입사광의 편광을 변화시키며, 이를 편광자와 연동시켜 화소 별로 입사광의 투과 여부를 제어함으로써 영상을 표시한다.
이러한 액정 표시 장치의 경우, 구현되는 화상의 휘도가 충분히 크지 않을 수 있으며, 따라서 이를 개선하기 위해 각각의 화소에 백색 부화소 영역을 더 포함시킬 수 있다. 그러나, 이 경우 구현되는 화상의 품질이 저해되는 문제가 발생할 수 있다. 특히, 백색 배경에 포함된 노란색의 명도가 낮아 보이는 문제점이 발생할 수 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 포함하여 여러 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 구현되는 화상의 색감을 개선한 액정 표시 장치 및 이의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 그러나, 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시예는 제1 부화소 영역, 제2 부화소 영역, 및 백색 부화소 영역을 포함하는 제1 기판, 상기 제1 기판의 주요면 상의 상기 제1 부화소 영역, 상기 제2 부화소 영역에 각각 배치된 제1 컬러 필터 및 제2 컬러 필터, 상기 제1 기판의 상기 제1 부화소 영역, 상기 제2 부화소 영역, 및 상기 백색 부화소 영역 상에 상기 제1 컬러 필터 및 상기 제2 컬러 필터를 덮도록 배치된 유기층, 상기 제1 기판에 대향하는 제2 기판, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 배치된 액정층, 및 상기 유기층 또는 제2 기판 상의 상기 백색 부화소 영역에 대응되도록 패터닝된 보상 패턴을 포함하며, 상기 제1 기판의 상기 주요면에 실질적으로 수직한 방향에 대한, 상기 백색 부화소 영역에 대응되는 상기 액정층의 높이는 상기 제1 부화소 영역 및 상기 제2 부화소 영역에 대응되는 상기 액정층의 높이보다 작은, 액정 표시 장치를 개시한다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1 부화소 영역 및 상기 제2 부화소 영역에 대응되는 상기 액정층의 높이는 서로 실질적으로 동일할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 백색 부화소 영역에 대응되는 상기 유기층의 높이와 상기 보상 패턴의 높이의 합은, 상기 제1 컬러 필터의 높이와 상기 제1 부화소 영역에 대응되는 상기 유기층의 높이의 합보다 클 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1 컬러 필터는 입사된 광을 적색광으로 변환하는 적색 필터이고, 상기 제2 컬러 필터는 입사된 광을 녹색광으로 변환하는 녹색 필터일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1 기판은 제3 부화소 영역을 더 포함하며, 상기 제1 기판의 상기 제3 부화소 영역 상에는 제3 컬러 필터가 배치되며, 상기 제3 컬러 필터는 입사된 광을 청색광으로 변환하는 청색 필터일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 2×2 행렬 형태로 배치된 상기 제1 내지 제3 부화소 영역 및 백색 부화소 영역을 각각 포함하며, 열 방향을 따라 서로 인접하게 배치된 제1 화소 및 제2 화소를 포함하며, 상기 제1 화소에 포함된 상기 제1 부화소 영역, 상기 제2 부화소 영역, 상기 제3 부화소 영역, 및 상기 백색 부화소 영역 각각은 상기 제2 화소에 포함된 상기 제1 부화소 영역, 상기 제2 부화소 영역, 상기 제3 부화소 영역, 및 상기 백색 부화소 영역과 서로 다른 열 및 서로 다른 행에 배치될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 유기층 또는 제2 기판 상에 배치되며, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이의 간격을 유지하는 스페이서를 더 포함하며, 상기 스페이서와 상기 보상 패턴은 동일한 감광성 유기 물질로 구성될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 스페이서의 높이는 약 3 μm 이상이고, 상기 보상 패턴의 높이는 약 1 μm 이하일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 유기층과 상기 보상 패턴은 서로 다른 물질로 구성될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1 기판은 상기 액정층을 중심으로 화상이 구현되는 방향에 배치된 상부 기판이며, 상기 보상 패턴은 상기 유기층 상에 배치될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1 기판은 상기 액정층을 중심으로 화상이 구현되는 방향의 반대 방향에 배치된 하부 기판이며, 상기 보상 패턴은 상기 유기층 상에 배치될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1 기판은 상기 액정층을 중심으로 화상이 구현되는 방향의 반대 방향에 배치된 하부 기판이며, 상기 보상 패턴은, 상기 제2 기판 상의 상기 제1 기판에 대향하는 면 상에 배치될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예는, 제1 부화소 영역, 제2 부화소 영역, 및 백색 부화소 영역을 포함하는 제1 기판을 준비하는 단계, 상기 제1 기판 상의 상기 제1 부화소 영역, 제2 부화소 영역에 각각 상기 제1 컬러 필터 및 제2 컬러 필터를 형성하는 단계, 상기 제1 기판의 상기 제1 부화소 영역, 상기 제2 부화소 영역, 및 백색 부화소 영역 상에 상기 제1 컬러 필터 및 상기 제2 컬러 필터를 덮도록 유기층을 형성하는 단계, 상기 유기층 또는 제2 기판 상에 스페이서 및 상기 백색 부화소 영역에 대응되도록 패터닝된 보상 패턴을 형성하는 단계, 상기 스페이서, 상기 유기층 및 상기 보상 패턴이 상기 제1 기판과 제2 기판의 사이에 배치되도록, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판을 합착하는 단계, 및 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 액정을 주입함으로써 액정층을 형성하는 단계를 포함하는 액정 표시 장치의 제조 방법을 개시한다.
일 실시예에 있어서, 상기 스페이서 및 상기 보상 패턴을 형성하는 단계는, 상기 유기층 또는 상기 제2 기판 상에 감광성 절연 물질을 형성하는 단계; 및 광을 차단하는 차광부, 광의 일부를 투과시키는 반투광부, 및 광을 투과시키는 투광부를 포함하는 하프톤 마스크를 이용하여 상기 감광성 절연 물질에 광을 조사하고 이를 현상함으로써, 제1 높이를 갖는 상기 보상 패턴 및 상기 제1 높이보다 큰 제2 높이를 갖는 스페이서를 동시에 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1 높이는 약 1 μm 이하이고, 상기 제2 높이는 약 3 μm 이상일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 유기층과 상기 보상 패턴은 서로 다른 물질로 형성될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1 기판은 제3 부화소 영역을 더 포함하며, 상기 제1 기판의 상기 제3 부화소 영역 상에 제3 컬러 필터를 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1 컬러 필터, 상기 제2 컬러 필터, 및 상기 제3 컬러 필터는 각각 입사광을 적색광, 녹색광, 및 청색광으로 변환하는 적색 컬러 필터, 녹색 컬러 필터, 및 청색 컬러 필터일 수 있다.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일 실시예에 따르면, 구현되는 화상의 휘도 및 색감이 개선된 액정 표시 장치 및 이의 제조 방법을 제공할 수 있다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
도 1은 일 실시예에 따른 액정 표시 장치를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 2는 도 1의 IIa-IIa 선 및 IIb-IIb 선을 따라 자른 단면도이다.
도 3a 내지 도 3f는 도 2의 액정 표시 장치를 제조하는 방법을 순차적으로 나타낸 단면도들이다.
도 4는 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 5는 또 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다.
이하의 실시예에서, 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다.
이하의 실시예에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
이하의 실시예에서, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.
이하의 실시예에서, 막, 영역, 구성 요소 등의 부분이 다른 부분 위에 또는 상에 있다고 할 때, 다른 부분의 바로 위에 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 막, 영역, 구성 요소 등이 개재되어 있는 경우도 포함한다.
도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 일 실시예에 따른 액정 표시 장치를 개략적으로 도시한 평면도이고, 도 2는 도 1의 IIa-IIa 선 및 IIb-IIb 선을 따라 자른 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 일 실시예에 따른 액정 표시 장치(1)는 제1 부화소 영역(R), 제2 부화소 영역(G), 및 백색 부화소 영역(W)을 포함하는 제1 기판(110), 제1 기판(110)의 주요면(110a) 상의 제1 부화소 영역(R), 제2 부화소 영역(G)에 각각 배치된 제1 컬러 필터(130R) 및 제2 컬러 필터(130G), 제1 기판(110)의 제1 부화소 영역(R), 상기 제2 부화소 영역(G), 및 백색 부화소 영역(W) 상에 제1 컬러 필터(130R) 및 제2 컬러 필터(130G)를 덮도록 배치된 유기층(150), 제1 기판(110)에 대향하는 제2 기판(120), 제1 기판(110)과 제2 기판(120) 사이에 배치된 액정층(170), 및 유기층(150) 상의 백색 부화소 영역(W)에 대응되도록 패터닝된 보상 패턴(160)을 포함하며, 제1 기판(110)의 주요면(110a)에 실질적으로 수직한 방향에 대한, 백색 부화소 영역(W)에 대응되는 액정층(170)의 높이(hw)는 제1 부화소 영역(R) 및 제2 부화소 영역(G)에 대응되는 액정층(170)의 높이(hr, hg)보다 작다. 일 실시예에 따르면, 상기 제1 기판(110)은 제3 부화소 영역(B)을 더 포함하며, 제1 기판(110) 상의 제3 부화소 영역(B)에는 제3 컬러 필터(130B)가 배치될 수 있으며, 제3 컬러 필터(130B)는 제1 컬러 필터(130R), 및 제2 컬러 필터(130G)와 같이 유기층(150)에 의해 덮여있을 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제1 컬러 필터(130R), 제2 컬러 필터(130G), 및 제3 컬러 필터(B)는 각각 입사광을 적색광, 녹색광, 및 청색광으로 변환하는 적색 필터, 녹색 필터, 및 청색 필터일 수 있다.
즉, 일 실시예에 따른 액정 표시 장치(1)는 복수의 화소들을 포함하며, 복수의 화소들 각각은 적색광을 방출하는 제1 부화소 영역(R), 녹색광을 방출하는 제2 부화소 영역(G), 청색광을 방출하는 제3 부화소 영역(B), 및 입사광을 색 변환없이 그대로 투과시키는 백색 부화소 영역(W)을 포함할 수 있다. 상기 부화소 영역들(R, G, B, W)은 열 및 행 방향으로 연장된 배선들(미도시)에 의해 구획될 수 있으며, 일 실시예에 따르면, 상기 배선들(미도시)은 차광 부재(140)에 의해 덮여있을 수 있다.
도 1은 열 방향을 따라 서로 인접한 2개의 제1 화소(P1) 및 제2 화소(P2)를 도시하며, 제1 화소(P1) 및 제2 화소(P2) 각각은 2X2 행렬 형태로 배치된 제1 부화소 영역(R), 제2 부화소 영역(G), 제3 부화소 영역(B), 및 백색 부화소 영역(W)을 포함하며, 제1 화소(P1)에 포함된 제1 부화소 영역(R), 제2 부화소 영역(G), 제3 부화소 영역(B), 및 백색 부화소 영역(W) 각각은 제2 화소(P2)에 포함된 제1 부화소 영역(R), 제2 부화소 영역(G), 제3 부화소 영역(B), 및 백색 부화소 영역(W)과 서로 다른 행 및 열에 배치될 수 있다.
상기 제1 화소(P1) 및 제2 화소(P2)의 배치에 의해, 액정 표시 장치(1)에서 구현되는 화상에 얼룩이 발생하지 않도록 하여 화상의 품질을 향상시킬 수 있다.
도 1의 부화소 영역들(R, G, B, W)의 배열은 하나의 예시이며, 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 즉, 부화소 영역들(R, G, B, W)은 도 1의 배열 형태 이외에 스트라이프(stripe) 형태 등 다양한 형태로 배열될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제1 기판(110)은 액정층(170)을 중심으로 화상이 구현되는 방향에 배치된 상부 기판일 수 있으며, 제1 기판(110)에 대향하는 제2 기판(120)은 하부 기판일 수 있다. 도시하진 않았지만, 상기 제2 기판(120) 상에는 상기 부화소 영역들(R, G, B, W)을 각각 구동하기 위한 구동 회로부(미도시), 구동 회로부에 신호를 인가하기 위한 배선들(미도시), 및 상기 구동 회로부(미도시)와 전기적으로 연결된 화소 전극(미도시)이 배치될 수 있다. 상기 액정층(170)의 상부 및/또는 하부에는 화소 전극(미도시)과 함께 액정층(170)에 전기장을 인가하기 위한 공통 전극(미도시) 및 전기장이 인가되지 않은 상태에서 액정층(170)에 포함된 액정 물질의 정렬 방향을 결정하는 배향막(미도시)이 배치될 수 있다.
상기 전극들의 배치 형태 및 배향막의 배향 방향 등은 액정 표시 장치(1)의 모드에 의해 다양하게 구현될 수 있다.
도시하진 않았지만, 일 실시예에 따른 액정 표시 장치(1)는 제1 기판(110) 및 제2 기판(120)의 외측 또는 내측에 각각 배치된 제1 편광자(미도시) 및 제2 편광자(미도시)를 포함하며, 제2 기판(120)에 광을 조사하기 위한 백라이트 유닛(미도시)을 포함할 수 있다.
상기 제1 기판(110) 상에는 제1 컬러 필터(130R), 제2 컬러 필터(130G), 및 제3 컬러 필터(130B)가 배치되고, 상기 제1 컬러 필터(130R), 제2 컬러 필터(130G), 및 제3 컬러 필터(130B)의 사이에는 부화소 영역들(R, G, B, W) 사이의 혼색을 방지하기 위한 차광 부재(140)이 배치될 수 있다. 백색 부화소 영역(W)는 입사광이 그대로 투과하는 영역이므로, 입사광의 색을 변환시키는 필터가 배치되지 않을 수 있다.
일 실시예에 따르면, 액정 표시 장치(1)는 제1 기판(110)과 이에 대향하는 제2 기판(120) 사이의 간격을 유지하기 위한 스페이서(180)를 포함하며, 상기 스페이서(180)는 부화소 영역들(R, G, B, W) 사이에 배치된 차광 부재(140)가 존재하는 위치에 배치될 수 있다.
상기 제1 기판(110) 상에는 제1 컬러 필터(130R), 제2 컬러 필터(130G), 및 제3 컬러 필터(130B)를 덮는 유기층(150)이 배치될 수 있다. 상기 유기층(150)은 컬러 필터들(130R, 130G, 130B)에 의한 단차를 해소하는 기능을 수행하며, 유기층(150)은 제1 기판(110)의 제1 내지 제3 부화소 영역(R, G, B)뿐만 아니라 백색 부화소 영역(W)까지 연장되어 배치될 수 있다. 상기 유기층(150)은 광에 대한 투과율이 높은 물질로 구성되며, 유기 물질로 구성된 유기층(150)에 의해 제1 기판(110)의 상면은 평탄화될 수 있다.
상기 백색 부화소 영역(W)은 백라이트 유닛(미도시) 등으로부터 입사된 광을 그대로 투과시키는 영역으로써, 액정 표시 장치(1)로부터 화상을 표시하기 위해 방출되는 광의 휘도를 증가시키는 기능을 할 수 있다. 그러나, 이러한 백색 부화소 영역(W)에 의해 백색의 휘도가 증가함에 따라 액정 표시 장치(1)에서 표시되는 화상의 색감이 의도한 색감과 달라질 수 있다. 특히, 백색 배경에 노란색의 화상이 구현되는 경우 노란색의 명도가 낮아져 황토색으로 보이는 현상이 발생될 수 있다.
일 실시예에 따른 액정 표시 장치(1)는 유기층(150) 상의 백색 부화소 영역(W)에 배치된 보상 패턴(160)을 포함할 수 있다. 상기 보상 패턴(160)은 다른 부화소 영역(R, G, B)에는 배치되지 않고 백색 부화소 영역(W)에만 배치되도록 패터닝될 수 있다.
상기 부화소 영역들(R, G, B, W) 사이의 영역 중 일 영역에는 제1 기판(110)과 제2 기판(120)의 간격을 유지하기 위한 스페이서(180)가 배치될 수 있다. 즉, 제1 기판(110) 상의 일 영역에는 차광 부재(140), 유기층(150), 및 스페이서(180)가 순차적으로 배치될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 보상 패턴(160)은 스페이서(180)와 동일한 물질로 구성될 수 있으며, 보상 패턴(160) 및 스페이서(180)는 유기층(150)과 다른 물질로 구성될 수 있다.
상기 유기층(150)은 평탄화를 주 목적으로 하는 층으로써 높은 평탄도를 갖지만 상대적으로 패터닝이 어려운 유기 물질로 형성될 수 있다. 그러나, 스페이서(180)는 패터닝 공정을 통해 형성되므로 패터닝이 용이한 감광성 유기 물질로 구성될 수 있다. 상기 스페이서(180)는 또한 외부 압력에 대하여 유연하게 제1 기판(110)과 제2 기판(120) 사이의 간격을 유지하기 위하여 어느 정도의 탄성을 갖는 물질일 수 있다.
상기 보상 패턴(160)는 스페이서(180)와 하나의 마스크를 이용하여 동시에 형성될 수 있으며, 따라서 보상 패턴(160)과 스페이서(180)는 동일한 물질로 구성될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 스페이서(180)의 높이는 스페이서(180)가 배치된 영역의 액정층(170)의 높이와 실질적으로 동일할 수 있으며 약 3 μm 이상일 수 있다. 상기 보상 패턴(160)의 높이(h1)는 약 1 μm 미만일 수 있으며, 보상 패턴(160)의 높이(h1)는 상기 범위 내에서 백색 부화소 영역(W)으로부터 방출되는 광의 휘도 및 색감의 변화 정도를 고려하여 결정될 수 있다.
상기 보상 패턴(160)에 의해, 제1 기판(110)의 주요면(110a)에 실질적으로 수직한 방향에 대한, 백색 부화소 영역(W)에 대응되는 액정층(170)의 높이(hw)는 제1 내지 제3 부화소 영역(R, G, B)에 대응되는 액정층(170)의 높이(hr, hg, hb)보다 작아질 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제1 내지 제3 부화소 영역(R, G, B)에 대응되는 액정층(170)의 높이(hr, hg, hb)는 약 2.7 μm 내지 약 3.7 μm일 수 있으며, 백색 부화소 영역(W)에 대응되는 액정층(170)의 높이(hw)는 이보다 작을 수 있다. 액정층(170)을 투과하는 광의 특성은 액정층(170)에 포함된 액정 물질의 정렬 방향 및 액정 물질을 투과하는 경로의 길이에 따라 달라질 수 있다. 상기 제1 내지 제3 부화소 영역(R, G, B)에 대응되는 액정층(170)의 높이(hr, hg, hb)는 원하는 화상의 색감 및 휘도를 고려하여 미리 정해질 수 있으며, 액정층(170)의 높이가 설정된 높이와 달라지는 경우 화상의 색감이 달라질 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 제1 내지 제3 부화소 영역(R, G, B)에 대응되는 액정층(170)의 높이(hr, hg, hb)는 서로 실질적으로 동일할 수 있다.
상기 백색 부화소 영역(W)에 대응되는 보상 패턴(160)의 높이(h1)와 유기층(150)의 높이(h2)의 합은 제1 컬러 필터(130R)의 높이(h3)와 제1 부화소 영역(R)에 대응되는 유기층(150)의 높이(h4)의 합보다 클 수 있다. 상기 높이들(h1, h2, h3, h4)은 보상 패턴(160), 유기층(150), 및 제1 컬러 필터(130R)의 실질적으로 평탄한 상면을 기준으로 결정된 값으로, 가장자리 영역 및 단차에 의해 굴곡이 있는 영역은 상기 높이들(h1, h2, h3, h4)과 다른 높이를 가질 수 있다.
상기 백색 부화소 영역(W)에 보상 패턴(160)을 배치함으로써, 백색 부화소 영역(W)에 대응되는 액정층(170)의 높이(hw)를 다른 부화소 영역들(R, G, B)보다 낮아지게 할 수 있으며, 이 경우, 백색 부화소 영역(W)을 통해 방출되는 백색광이 푸른빛을 띌(bluish) 수 있다. 또한, 보상 패턴은 광 투과도가 높은 물질로 구성되나 광 투과도가 100 %는 아니므로, 어느 정도의 광 흡수율을 가질 수 있다. 따라서, 백색 부화소 영역(W)을 통해 방출되는 백색광의 휘도가 보상 패턴(160)에 의해 낮아질 수 있다. 푸른빛을 띄는(bluish) 백색광은 낮은 명도의 노란색과 결합되어 노란색의 색감을 개선할 수 있으며, 백색광의 휘도 감소 또한 백색 배경이 구현된 노란색의 명도 감소를 보상할 수 있다.
즉, 상기 보상 패턴(160)에 의해, 상술한 액정 표시 장치(1)에서 표시되는 화상의 색감이 의도한 색감과 달라지는 문제점을 해결할 수 있다. 특히, 백색 배경에 노란색의 화상이 구현되는 경우 노란색의 명도가 낮아져 황토색으로 보이는 현상을 개선할 수 있다.
일 실시예에 따른 액정 표시 장치(1)에 포함된 제1 컬러 필터(130R), 제2 컬러 필터(130G), 및 제3 컬러 필터(130B)는 각각 적색 필터, 녹색 필터, 및 청색 필터일 수 있지만, 본 발명은 이에 제한되지 않으며 제1 부화소 영역(R), 제2 부화소 영역(G), 제3 부화소 영역(B), 및 백색 부화소 영역(W)으로부터 방출되는 광의 조합에 의해 백색광을 구현할 수 있다면, 상기 색상 외에 다른 색상의 조합이 가능할 수 있다.
도 3a 내지 도 3f는 도 2의 액정 표시 장치를 제조하는 방법을 순차적으로 나타낸 단면도들이다.
도 3a를 참조하면, 제1 부화소 영역(R), 제2 부화소 영역(G), 제3 부화소 영역(B), 및 백색 부화소 영역(W)을 포함하는 제1 기판(110)을 준비한 후, 제1 기판(110)의 주요면(110a) 상의 제1 부화소 영역(R), 제2 부화소 영역(G), 및 제3 부화소 영역(B)에 각각 제1 컬러 필터(130R), 제2 컬러 필터(130G), 및 제3 컬러 필터(130B)를 형성한다.
상기 제1 컬러 필터(130R), 제2 컬러 필터(130G), 및 제3 컬러 필터(130B)는각각 입사광을 적색광, 녹색광, 및 청색광으로 변환하는 적색 컬러 필터, 녹색 컬러 필터, 및 청색 컬러 필터일 수 있으며, 서로 다른 색상의 안료 및/또는 염료를 포함하는 유기 물질로 형성될 수 있다. 상기 제1 컬러 필터(130R), 제2 컬러 필터(130G), 및 제3 컬러 필터(130B)는 순차적으로 형성될 수 있으며, 제1 컬러 필터(130R), 제2 컬러 필터(130G), 및 제3 컬러 필터(130B)를 형성하는 순서는 특별히 제한되지 않는다.
상기 제1 내지 제3 컬러 필터들(130R, 130G, 130B)를 형성하는 단계 전 또는 후에 제1 내지 제3 부화소 영역(R, G, B, W) 사이의 혼색을 방지하기 위한 차광 부재(140)를 형성하는 단계를 더 포함할 수 있으며, 차광 부재(140)는 스페이서(SP, 도 3c)가 형성될 영역에도 형성될 수 있다.
도 3b를 참조하면, 제1 기판(110)의 제1 내지 제3 부화소 영역(R, G, B) 및 백색 부화소 영역(W) 상에 제1 내지 제3 컬러 필터들(130R, 130G, 130B)를 덮도록 유기층(150)을 형성할 수 있다.
상기 유기층(150)은 컬러 필터들(130R, 130G, 130B)에 의한 단차를 해소하는 기능을 수행하며, 제1 내지 제3 부화소 영역(R, G, B) 뿐만 아니라 백색 부화소 영역(W)까지 연장되어 배치될 수 있다. 상기 유기층(150)은 광에 대한 투과율이 높은 물질로 구성되며, 유기 물질로 구성된 유기층(150)에 의해 제1 기판(110)의 상면은 평탄화될 수 있다.
도 3c 및 도 3d를 참조하면, 유기층(150) 상에 감광성 유기 물질(160')을 형성한 후, 광을 차단하는 차광부(Ma), 광의 일부만을 투과시키는 반투광부(Mb), 및 광을 투과시키는 투광부(Mc)를 포함하는 하프톤 마스크(HM)를 이용하여, 감광성 유기 물질(160')에 광을 조사할 수 있다. 상기 감광성 유기 물질(160')은 상기 유기층(150)과 다른 물질일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 감광성 유기 물질(160')은 광이 조사된 영역이 현상액에 의해 용해되는 포지티브 감광성 유기 물질일 수 있으며, 상기 차광부(Ma)는 스페이서(180)가 형성되는 영역에 대응되고 상기 반투광부(Mb)는 보상 패턴(160)이 형성되는 영역에 대응될 수 있다.
하프톤 마스크(HM)을 이용하여 광을 조사한 후, 현상액을 이용하여 감광성 유기 물질(160')의 일부를 제거함으로써, 제1 높이(h1)를 갖는 보상 패턴(160) 및 제1 높이(h1)보다 큰 제2 높이(h2)를 갖는 스페이서(180)를 형성할 수 있다.
즉, 하프톤 마스크(HM)의 차광부(Ma)에 대응되는 감광성 유기 물질(160')은 제거되지 않으며, 따라서 유기층(150) 상에 형성하였던 감광성 유기 물질(160')의 높이와 실질적으로 동일한 제2 높이(h5)를 갖는 스페이서(180)가 상기 차광부(Ma)에 대응되는 영역에 형성될 수 있다. 하프톤 마스크(HM)의 반투광부(Mb)에 대응되는 감광성 유기 물질(160')은 조사된 광량에 따라 일부만이 제거되며, 따라서 제2 높이(h5)보다 낮은 제1 높이(h1)를 갖는 보상 패턴(160)이 상기 반투광부(Mb)에 대응되는 영역에 형성될 수 있다. 감광성 유기 물질(160')의 나머지 영역은 완전히 제거될 수 있다. 즉, 스페이서(180)와 보상 패턴(160)은 하나의 마스크를 이용하여 동시에 형성될 수 있으며, 따라서 보상 패턴(160)을 형성하기 위한 별도의 마스크나 공정이 불필요하다. 즉, 제조 비용을 증가시키기 않으면서 보상 패턴(160)을 형성할 수 있다.
상기 제1 높이(h1)는 약 1 μm 이하일 수 있으며, 제2 높이(h5)는 약 3 μm 이상일 수 있으나 제2 높이(h5)는 도 2의 셀갭(cell gap)에 대응되는 스페이서(180)의 높이보다 다소 클 수 있다.
도 3e를 참조하면, 스페이서(180), 유기층(150) 및 보상 패턴(160)이 제1 기판(110)과 제2 기판(120)의 사이에 배치되도록 제1 기판(110)과 제2 기판(120)을 배치한 후, 밀봉 부재(미도시)를 이용하여 제1 기판(110)과 제2 기판(120)을 합착할 수 있다.
도시하진 않았지만, 제1 기판(110)과 제2 기판(120)을 합착하기 전에 제2 기판(120) 상에 구동 회로부(미도시), 배선들(미도시), 및 화소 전극(미도시) 등을 형성하는 단계를 수행할 수 있다.
상기 제1 기판(110)에 형성된 상기 스페이서(180)는 제1 기판(110)과 제2 기판(120) 사이의 간격을 유지하는 기능을 수행하며, 상기 합착 과정에서 제2 기판(120)에 의해 상부가 눌리게 되며, 따라서 스페이서(180)의 높이는 제2 높이(h5)보다 낮아질 수 있다.
상기 3f를 참조하면, 제1 기판(110)과 제2 기판(120) 사이에 액정을 주입함으로써 액정층(170)을 형성한 후, 액정이 주입되는 영역을 밀봉함으로써 도 2의 액정 표시 장치(1)를 완성할 수 있다.
도 4는 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 4를 참조하면, 일 실시예에 따른 액정 표시 장치(2)는 제1 부화소 영역(100), 제2 부화소 영역(200), 및 백색 부화소 영역(W)을 포함하는 제1 기판(210), 제1 기판(210)의 주요면(210a) 상의 제1 부화소 영역(100), 제2 부화소 영역(200)에 각각 배치된 제1 컬러 필터(230a) 및 제2 컬러 필터(230b), 제1 기판(210)의 제1 부화소 영역(100), 상기 제2 부화소 영역(200), 및 백색 부화소 영역(W) 상에 제1 컬러 필터(230a) 및 제2 컬러 필터(230b)를 덮도록 배치된 유기층(250), 제1 기판(210)에 대향하는 제2 기판(220), 제1 기판(210)과 제2 기판(220) 사이에 배치된 액정층(270), 및 유기층(250) 상의 백색 부화소 영역(W)에 대응되도록 패터닝된 보상 패턴(260)을 포함하며, 제1 기판(210)의 주요면(210a)에 실질적으로 수직한 방향에 대한, 백색 부화소 영역(W)에 대응되는 액정층(270)의 높이(hw)는 제1 부화소 영역(100) 및 제2 부화소 영역(200)에 대응되는 액정층(270)의 높이(h100, h200)보다 작다.
일 실시예에 따르면, 상기 제1 기판(210)은 액정층(270)을 중심으로 화상을 구현하는 방향의 반대 방향에 배치된 하부 기판일 수 있다. 도시하진 않았지만, 제1 기판(210) 상에는 상기 부화소 영역들(100, 200, W)을 각각 구동하기 위한 구동 회로부(미도시), 구동 회로부에 신호를 인가하기 위한 배선들(미도시), 및 화소 전극(미도시)이 배치될 수 있다.
상기 제1 컬러 필터(230a) 및 제2 컬러 필터(230b)는 각각 입사광을 적색광 및 녹색광으로 변환하는 적색 필터 및 녹색 필터일 수 있으나, 본 발명은 이에 제한되지 않는다.
상기 제1 기판(210) 상에는 제1 컬러 필터(230a) 및 제2 컬러 필터(230b)가 배치되고, 상기 제1 컬러 필터(230a) 및 제2 컬러 필터(230b)의 사이에는 부화소 영역들(100, 200, W) 사이의 혼색을 방지하기 위한 차광층(240)이 배치될 수 있다. 백색 부화소 영역(W)은 입사광이 그대로 투과하는 영역이므로, 입사광의 색을 변환시키는 필터가 배치되지 않을 수 있다.
상기 제1 기판(210) 상에는 제1 컬러 필터(230a) 및 제2 컬러 필터(230b)를 덮는 유기층(250)이 배치될 수 있다. 상기 유기층(250)은 컬러 필터들(230a, 230b)을 보호하는 기능을 수행하며 제1 기판(210)의 제1 및 제2 부화소 영역들(100, 200)뿐만 아니라 백색 부화소 영역(W)까지 연장되어 배치될 수 있다. 상기 유기층(250)은 광에 대한 투과율이 높은 물질로 구성되며, 상기 유기층(250)을 사이에 두고 배치된 구동 회로부(미도시)와 화소 전극(미도시)을 전기적으로 연결시키기 위한 콘택홀을 포함할 수 있다. 즉, 상기 유기층(250)은 패터닝이 가능한 유기 물질로 형성될 수 있다.
상기 제1 컬러 필터(230a) 및 제2 컬러 필터(230b)의 상부에 배치된 유기층(250)과 컬러 필터가 배치되지 않은 백색 부화소 영역(W)에 배치된 유기층(250) 사이에는 단차가 형성될 수 있다. 상기 패터닝이 가능한 유기 물질의 특성상 제1 컬러 필터(230a) 및 제2 컬러 필터(230b)가 배치된 영역과 컬러 필터가 배치되지 않은 영역 사이의 단차는 완전히 평탄화되지 않을 수 있다.
상기 백색 부화소 영역(W)은 백라이트 유닛 등으로부터 입사된 광을 그대로 투과시키는 영역으로써, 액정 표시 장치(2)로부터 화상을 표시하기 위해 방출되는 광의 휘도를 증가시키는 기능을 할 수 있다. 그러나, 이러한 백색 부화소 영역(W)에 의해 백색의 휘도가 증가함에 따라 액정 표시 장치(2)에서 표시되는 화상의 색감이 의도한 색감과 달라질 수 있다. 특히, 백색 배경에 노란색의 화상이 구현되는 경우 노란색의 명도가 낮아져 황토색으로 보이는 현상이 발생될 수 있다.
일 실시예에 따른 액정 표시 장치(2)는 유기층(250) 상의 백색 부화소 영역(W)에 배치된 보상 패턴(260)을 포함할 수 있다. 상기 보상 패턴(260)은 다른 부화소 영역들(100, 200)에는 배치되지 않고 백색 부화소 영역(W)에만 배치되도록 패터닝될 수 있다.
일 실시예에 따른 액정 표시 장치(2)는 제1 기판(210)과 제2 기판(220)의 간격을 유지하기 위한 스페이서(280)가 배치될 수 있다. 즉, 제1 기판(210) 상의 일 영역에는 차광층(240), 유기층(250), 및 스페이서(280)가 순차적으로 배치될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 보상 패턴(260)은 스페이서(280)와 동일한 물질로 구성될 수 있으며, 보상 패턴(260) 및 스페이서(280)는 유기층(250)과 다른 물질로 구성될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 스페이서(280)의 높이는 스페이서(280)가 배치된 영역의 액정층(270)의 높이와 실질적으로 동일할 수 있으며 약 3 μm 이상일 수 있다. 상기 보상 패턴(260)의 높이(h1)는 약 1 μm 미만일 수 있으며, 보상 패턴(260)의 높이(h1)는 상기 범위 내에서 백색 부화소 영역(W)으로부터 방출되는 광의 휘도 및 색감의 변화 정도를 고려하여 결정될 수 있다.
상기 보상 패턴(260)에 의해, 제1 기판(210)의 주요면(210a)에 실질적으로 수직한 방향에 대한, 백색 부화소 영역(W)에 대응되는 액정층(270)의 높이(hw)는 제1 및 제2 부화소 영역들(100, 200)에 대응되는 액정층(270)의 높이(h100, h200)보다 작아질 수 있으며, 제1 및 제2 부화소 영역들(100, 200)에 대응되는 액정층(270)의 높이(h100, h200)는 서로 실질적으로 동일할 수 있다.
즉, 백색 부화소 영역(W)에 대응되는 보상 패턴(260)의 높이(h1)와 유기층(250)의 높이(h2)의 합은 제1 컬러 필터(230a)의 높이(h3)와 제1 부화소 영역(100)에 대응되는 유기층(250)의 높이(h4)의 합보다 클 수 있다. 상기 높이들(h1, h2, h3, h4)은 보상 패턴(260), 유기층(250), 및 제1 컬러 필터(230a)의 실질적으로 평탄한 상면을 기준으로 결정된 값으로, 가장자리 영역 및 단차에 의해 굴곡이 있는 영역은 상기 높이들(h1, h2, h3, h4)과 다른 높이를 가질 수 있다.
상기 백색 부화소 영역(W)에 보상 패턴(260)을 배치함으로써, 백색 부화소 영역(W)에 대응되는 액정층(270)의 높이(hw)를 다른 부화소 영역들(100, 200)보다 낮아지게 할 수 있으며, 이 경우, 백색 부화소 영역(W)을 통해 방출되는 백색광이 푸른빛을 띌(bluish) 수 있다. 또한, 보상 패턴은 광 투과도가 높은 물질로 구성되나 광 투과도가 100 %는 아니므로, 어느 정도의 광 흡수율을 가질 수 있다. 따라서, 백색 부화소 영역(W)을 통해 방출되는 백색광의 휘도가 보상 패턴(260)에 의해 낮아질 수 있다. 푸른빛을 띄는(bluish) 백색광은 낮은 명도의 노란색과 결합되어 노란색의 색감을 개선할 수 있으며, 백색광의 휘도 감소 또한 백색 배경에 구현된 노란색의 명도 감소를 보상할 수 있다.
즉, 상기 보상 패턴(260)에 의해, 상술한 액정 표시 장치(2)에서 표시되는 화상의 색감이 의도한 색감과 달라지는 문제점을 해결할 수 있다. 특히, 백색 배경에 노란색의 화상이 구현되는 경우 노란색의 명도가 낮아져 황토색으로 보이는 현상을 개선할 수 있다.
도 5는 또 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 5를 참조하면, 일 실시예에 따른 액정 표시 장치(3)는 제1 부화소 영역(100), 제2 부화소 영역(200), 및 백색 부화소 영역(W)을 포함하는 제1 기판(310), 제1 기판(310)의 주요면(310a) 상의 제1 부화소 영역(100), 제2 부화소 영역(200)에 각각 배치된 제1 컬러 필터(330a) 및 제2 컬러 필터(330b), 제1 기판(310)의 제1 부화소 영역(100), 제2 부화소 영역(200), 및 백색 부화소 영역(W) 상에 제1 컬러 필터(330a) 및 제2 컬러 필터(330b)를 덮도록 배치된 유기층(350), 제1 기판(310)에 대향하는 제2 기판(320), 제1 기판(310)과 제2 기판(320) 사이에 배치된 액정층(370), 및 제2 기판(320) 상에 백색 부화소 영역(W)에 대응되도록 패터닝된 보상 패턴(360)을 포함하며, 제1 기판(310)의 주요면(310a)에 실질적으로 수직한 방향에 대한, 백색 부화소 영역(W)에 대응되는 액정층(370)의 높이(hw)는 제1 부화소 영역(100) 및 제2 부화소 영역(200)에 대응되는 액정층(370)의 높이(h100, h200)보다 작다.
일 실시예에 따르면, 상기 제1 기판(310)은 액정층(270)을 중심으로 화상을 구현하는 방향의 반대 방향에 배치된 하부 기판일 수 있다. 상기 제1 기판(310) 상에는 상기 부화소 영역들(100, 200, W)을 구동하기 위한 구동 회로부(DC), 구동 회로부(DC)에 데이터 신호를 인가하기 위한 데이터선(DL), 및 화소 전극(PEa, PEb, PEw)이 배치될 수 있다. 도시하진 않았지만, 제1 기판(310) 상에는 데이터선(DL) 외에 스캔선 및 전원선 등 다른 배선들이 더 배치될 수 있다.
상기 제1 기판(310) 상에는 상기 구동 회로부(DC) 및 데이터선(DL)을 덮는 제1 절연층(391)이 배치되며, 제1 절연층(391) 상의 제1 부화소 영역(100) 및 제2 부화소 영역(200)에는 각각 제1 컬러 필터(330a) 및 제2 컬러 필터(330b)가 배치될 수 있다. 백색 부화소 영역(W)는 입사광이 그대로 투과하는 영역이므로 입사광의 색을 변환시키는 필터가 배치되지 않을 수 있다.
상기 제1 기판(310) 상에는 제1 컬러 필터(330a) 및 제2 컬러 필터(330b)를 덮는 유기층(350)이 배치될 수 있다. 상기 유기층(350)은 컬러 필터들(330a, 330b)를 보호하는 기능을 수행하며 제1 기판(310)의 제1 및 제2 부화소 영역들(100, 200)뿐만 아니라 백색 부화소 영역(W)까지 연장되어 배치될 수 있다. 상기 유기층(350)은 광에 대한 투과율이 높은 물질로 구성되며, 상기 유기층(350)을 사이에 두고 배치된 구동 회로부(DC)와 화소 전극(PEa)을 전기적으로 연결시키기 위한 콘택홀(Cnt)을 포함할 수 있다. 즉, 상기 유기층(350)은 패터닝이 가능한 유기 물질로 형성될 수 있다.
상기 제1 컬러 필터(330a) 및 제2 컬러 필터(330b)의 상부에 배치된 유기층(350)과 컬러 필터가 배치되지 않은 백색 부화소 영역(W)에 배치된 유기층(350) 사이에는 단차가 형성될 수 있다. 상기 패터닝이 가능한 유기 물질의 특성상 제1 컬러 필터(330a) 및 제2 컬러 필터(330b)가 배치된 영역과 컬러 필터가 배치되지 않은 영역 사이의 단차는 완전히 평탄화되지 않을 수 있다.
상기 유기층(350) 상에는 액정층(370)에 전기장을 인가하기 위한 공통 전극(CE) 및 화소 전극들(PEa, PEb, PEw)이 배치될 수 있다. 공통 전극은 제1 부화소 영역(100), 제2 부화소 영역(200), 및 백색 부화소 영역(W)에 공통되도록 배치되어 부화소 영역들(100, 200, W)에 공통적으로 전압을 인가할 수 있다.
상기 화소 전극들(PEa, PEb, PEw)은 제1 부화소 영역(100), 제2 부화소 영역(200), 및 백색 부화소 영역(W)에 각각 대응되는 제1 화소 전극(PEa), 제2 화소 전극(PEb), 및 제3 화소 전극(PEw)을 포함할 수 있으며, 제1 내지 제3 화소 전극(PEa, PEb, PEw)은 서로 전기적으로 절연되어 있다. 즉, 제1 내지 제3 화소 전극(PEa, PEb, PEw)에 인가되는 전압을 각각 제어함으로써 하나의 화소에서 원하는 색상의 광을 구현할 수 있다. 도 5에서는 제1 화소 전극(PEa)에 연결된 구동 회로부(DC)만을 도시하였지만, 액정 표시 장치(3)는 제2 및 제3 화소 전극(PEb, PEw)에 연결된 구동 회로부(미도시)를 포함할 수 있다.
상기 공통 전극(PE)와 화소 전극들(PEa, PEb, PEw)의 사이에는 제2 절연층(392)이 배치될 수 있다.
상기 백색 부화소 영역(W)은 백라이트 유닛 등으로부터 입사된 광을 그대로 투과시키는 영역으로써, 액정 표시 장치(3)로부터 화상을 표시하기 위해 방출되는 광의 휘도를 증가시키는 기능을 할 수 있다. 그러나, 이러한 백색 부화소 영역(W)에 의해 백색의 휘도가 증가함에 따라 액정 표시 장치(3)에서 표시되는 화상의 색감이 의도한 색감과 달라질 수 있다. 특히, 백색 배경에 노란색의 화상이 구현되는 경우 노란색의 명도가 낮아져 황토색으로 보이는 현상이 발생될 수 있다.
일 실시예에 따른 액정 표시 장치(3)는 제1 기판(310)에 대향하는 제2 기판(320) 상의 백색 부화소 영역(W)에 배치된 보상 패턴(360)을 포함할 수 있다. 상기 보상 패턴(360)은 다른 부화소 영역들(100, 200)에는 배치되지 않고 백색 부화소 영역(W)에만 배치되도록 패터닝될 수 있다. 도 4의 액정 표시 장치(2)와 달리 상기 보상 패턴(360)은 제1 기판(310)이 아닌 제2 기판(320) 상에 배치될 수 있다. 즉, 유기층(350)과 보상 패턴(360)은 액정층(370)을 사이에 두고 서로 이격되어 배치될 수 있다.
상기 제2 기판(320) 상에는 제1 부화소 영역(100), 제2 부화소 영역(200), 및 백색 부화소 영역(W) 사이의 혼색을 방지하기 위한 차광층(340)이 배치되며, 차광층(340) 상에는 제3 절연층(393)이 배치될 수 있다. 일 실시예에 따른 액정 표시 장치(3)에 포함된 차광층(340)은 제2 기판(320) 상에 배치되어 있지만, 본 발명은 이에 제한되지 않으며 상기 차광층(340)은 제1 기판(310) 상에 배치될 수도 있다.
상기 제3 절연층(393) 상에는 제1 기판(310)과 제2 기판(320)의 간격을 유지하기 위한 스페이서(380) 및 백색 부화소 영역(W)에 대응되도록 패터닝된 보상 패턴(360)이 배치될 수 있다.
도 5의 액정 표시 장치(3)를 형성하는 방법은, 도 3a 내지 도 3c와 유사하게 제1 기판(310) 상의 제1 부화소 영역(100) 및 제2 부화소 영역(200) 상에 각각 제1 컬러 필터(330a) 및 제2 컬러 필터(330b)를 형성하는 단계 및 제1 기판(310)의 제1 부화소 영역(100), 제2 부화소 영역(200), 및 백색 부화소 영역(W) 상에 제1 컬러 필터(330a) 및 제2 컬러 필터(330b)를 덮도록 유기층(350)을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
도 5의 액정 표시 장치(3)를 형성하는 방법은, 제2 기판(320)에 하프톤 마스크를 이용하여 스페이서(380)와 보상 패턴(360)를 동시에 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 제1 기판(310)에 컬러 필터들(330a, 330b) 및 유기층(350)을 형성하는 단계 및 제2 기판(320)에 스페이서(380)아 보상 패턴(360)을 형성하는 단계의 순서는 특별히 제한되지 않는다.
상기 단계들 후에 제1 기판(310)과 제2 기판(320)을 합착하는 단계, 제1 기판(310)과 제2 기판(320) 사이에 액정층(370)을 주입하는 단계, 및 제1 기판(310)과 제2 기판(320)을 완전히 밀봉하는 단계를 수행함으로써 도 5의 액정 표시 장치(3)를 제조할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 보상 패턴(360)은 스페이서(380)와 동일한 물질로 구성될 수 있으며, 보상 패턴(360) 및 스페이서(380)는 유기층(350)과 다른 물질로 구성될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 스페이서(380)의 높이는 스페이서(380)가 배치된 영역의 액정층(370)의 높이와 실질적으로 동일할 수 있으며 약 3 μm 이상일 수 있다. 상기 보상 패턴(360)의 높이(h1)는 약 1 μm 미만일 수 있으며, 보상 패턴(260)의 높이(h1)는 상기 범위 내에서 백색 부화소 영역(W)으로부터 방출되는 광의 휘도 및 색감의 변화 정도를 고려하여 결정될 수 있다.
상기 보상 패턴(360)에 의해, 제1 기판(310)의 주요면(310a)에 실질적으로 수직한 방향에 대한, 백색 부화소 영역(W)에 대응되는 액정층(370)의 높이(hw)는 제1 및 제2 부화소 영역들(100, 200)에 대응되는 액정층(370)의 높이(h100, h200)보다 작아질 수 있으며, 제1 및 제2 부화소 영역들(100, 200)에 대응되는 액정층(370)의 높이(h100, h200)는 서로 실질적으로 동일할 수 있다.
즉, 백색 부화소 영역(W)에 대응되는 보상 패턴(360)의 높이(h1)와 유기층(350)의 높이(h2)의 합은 제1 컬러 필터(330a)의 높이(h3)와 제1 부화소 영역(100)에 대응되는 유기층(350)의 높이(h4)의 합보다 클 수 있다. 상기 높이들(h1, h2, h3, h4)은 보상 패턴(360), 유기층(350), 및 제1 컬러 필터(330a)의 실질적으로 평탄한 상면을 기준으로 결정된 값으로, 가장자리 영역 및 단차에 의해 굴곡이 있는 영역은 상기 높이들(h1, h2, h3, h4)과 다른 높이를 가질 수 있다.
상기 백색 부화소 영역(W)에 보상 패턴(360)을 배치함으로써, 백색 부화소 영역(W)에 대응되는 액정층(370)의 높이(hw)을 다른 부화소 영역들(100, 200)보다 낮아지게 할 수 있으며, 이 경우, 백색 부화소 영역(W)을 통해 방출되는 백색광이 푸른빛을 띌(bluish) 수 있다. 또한, 보상 패턴은 광 투과도가 높은 물질로 구성되나 광 투과도가 100 %는 아니므로, 어느 정도의 광 흡수율을 가질 수 있다. 따라서, 백색 부화소 영역(W)을 통해 방출되는 백색광의 휘도가 보상 패턴(360)에 의해 낮아질 수 있다. 푸른빛을 띄는(bluish) 백색광은 낮은 명도의 노란색과 결합되어 노란색의 색감을 개선할 수 있으며, 백색광의 휘도 감소 또한 백색 배경에 구현된 노란색의 명도 감소를 보상할 수 있다.
즉, 상기 보상 패턴(360)에 의해, 상술한 액정 표시 장치(3)에서 표시되는 화상의 색감이 의도한 색감과 달라지는 문제점을 해결할 수 있다. 특히, 백색 배경에 노란색의 화상이 구현되는 경우 노란색의 명도가 낮아져 황토색으로 보이는 현상을 개선할 수 있다.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치들(1, 2, 3)은 구현되는 화상의 휘도 및 색감을 개선할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
1, 2, 3: 액정 표시 장치 110, 210, 310: 제1 기판
120, 220, 320: 제2 기판 130R, 230a, 330a: 제1 컬러 필터
130G, 230b, 330b: 제2 컬러 필터 130B: 제3 컬러 필터
140, 240, 340: 차광 부재 150, 250, 350: 유기층
160, 260, 360: 보상 패턴 170, 270, 370: 액정층
180, 280, 380: 스페이서 R, 100: 제1 부화소 영역
G, 200: 제2 부화소 영역 B: 제3 부화소 영역
W: 백색 부화소 영역

Claims (18)

  1. 제1 부화소 영역, 제2 부화소 영역, 및 백색 부화소 영역을 포함하는 제1 기판;
    상기 제1 기판의 주요면 상의 상기 제1 부화소 영역, 상기 제2 부화소 영역에 각각 배치된 제1 컬러 필터 및 제2 컬러 필터;
    상기 제1 기판의 상기 제1 부화소 영역, 상기 제2 부화소 영역, 및 상기 백색 부화소 영역 상에 상기 제1 컬러 필터 및 상기 제2 컬러 필터를 덮도록 배치된 유기층;
    상기 제1 기판에 대향하는 제2 기판;
    상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 배치된 액정층; 및
    상기 유기층 또는 제2 기판 상의 상기 백색 부화소 영역에 대응되도록 패터닝된 보상 패턴;을 포함하며,
    상기 제1 기판의 상기 주요면에 실질적으로 수직한 방향에 대한, 상기 백색 부화소 영역에 대응되는 상기 액정층의 높이는 상기 제1 부화소 영역 및 상기 제2 부화소 영역에 대응되는 상기 액정층의 높이보다 작은, 액정 표시 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 부화소 영역 및 상기 제2 부화소 영역에 대응되는 상기 액정층의 높이는 서로 실질적으로 동일한, 액정 표시 장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 백색 부화소 영역에 대응되는 상기 유기층의 높이와 상기 보상 패턴의 높이의 합은, 상기 제1 컬러 필터의 높이와 상기 제1 부화소 영역에 대응되는 상기 유기층의 높이의 합보다 큰, 액정 표시 장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 컬러 필터는 입사된 광을 적색광으로 변환하는 적색 필터이고, 상기 제2 컬러 필터는 입사된 광을 녹색광으로 변환하는 녹색 필터인, 액정 표시 장치.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 제1 기판은 제3 부화소 영역을 더 포함하며,
    상기 제1 기판의 상기 제3 부화소 영역 상에는 제3 컬러 필터가 배치되며,
    상기 제3 컬러 필터는 입사된 광을 청색광으로 변환하는 청색 필터인, 액정 표시 장치.
  6. 제5 항에 있어서,
    2×2 행렬 형태로 배치된 상기 제1 내지 제3 부화소 영역 및 백색 부화소 영역을 각각 포함하며, 열 방향을 따라 서로 인접하게 배치된 제1 화소 및 제2 화소를 포함하며,
    상기 제1 화소에 포함된 상기 제1 부화소 영역, 상기 제2 부화소 영역, 상기 제3 부화소 영역, 및 상기 백색 부화소 영역 각각은 상기 제2 화소에 포함된 상기 제1 부화소 영역, 상기 제2 부화소 영역, 상기 제3 부화소 영역, 및 상기 백색 부화소 영역과 서로 다른 열 및 서로 다른 행에 배치된, 액정 표시 장치.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 유기층 또는 제2 기판 상에 배치되며, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이의 간격을 유지하는 스페이서를 더 포함하며,
    상기 스페이서와 상기 보상 패턴은 동일한 감광성 유기 물질로 구성된, 액정 표시 장치.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 스페이서의 높이는 3 μm 이상이고, 상기 보상 패턴의 높이는 1 μm 이하인, 액정 표시 장치.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 유기층과 상기 보상 패턴은 서로 다른 물질로 구성된, 액정 표시 장치.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 기판은 상기 액정층을 중심으로 화상이 구현되는 방향에 배치된 상부 기판이며,
    상기 보상 패턴은 상기 유기층 상에 배치된, 액정 표시 장치.
  11. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 기판은 상기 액정층을 중심으로 화상이 구현되는 방향의 반대 방향에 배치된 하부 기판이며,
    상기 보상 패턴은 상기 유기층 상에 배치된, 액정 표시 장치.
  12. 삭제
  13. 제1 부화소 영역, 제2 부화소 영역, 및 백색 부화소 영역을 포함하는 제1 기판을 준비하는 단계;
    상기 제1 기판 상의 상기 제1 부화소 영역, 상기 제2 부화소 영역에 각각 제1 컬러 필터 및 제2 컬러 필터를 형성하는 단계;
    상기 제1 기판의 상기 제1 부화소 영역, 상기 제2 부화소 영역, 및 상기 백색 부화소 영역 상에 상기 제1 컬러 필터 및 상기 제2 컬러 필터를 덮도록 유기층을 형성하는 단계;
    상기 유기층 또는 제2 기판 상에 스페이서 및 상기 백색 부화소 영역에 대응되도록 패터닝된 보상 패턴을 형성하는 단계;
    상기 스페이서, 상기 유기층 및 상기 보상 패턴이 상기 제1 기판과 제2 기판의 사이에 배치되도록, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판을 합착하는 단계; 및
    상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 액정을 주입함으로써 액정층을 형성하는 단계;를 포함하며,
    상기 제1 기판의 주요면에 실질적으로 수직한 방향에 대한, 상기 백색 부화소 영역에 대응되는 상기 액정층의 높이를 상기 제1 부화소 영역 및 상기 제2 부화소 영역에 대응되는 상기 액정층의 높이보다 작게 형성하는, 액정 표시 장치의 제조 방법.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 스페이서 및 상기 보상 패턴을 형성하는 단계는,
    상기 유기층 또는 상기 제2 기판 상에 감광성 절연 물질을 형성하는 단계; 및
    광을 차단하는 차광부, 광의 일부를 투과시키는 반투광부, 및 광을 투과시키는 투광부를 포함하는 하프톤 마스크를 이용하여 상기 감광성 절연 물질에 광을 조사하고 이를 현상함으로써, 제1 높이를 갖는 상기 보상 패턴 및 상기 제1 높이보다 큰 제2 높이를 갖는 스페이서를 동시에 형성하는 단계;를 포함하는, 액정 표시 장치의 제조 방법.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 제1 높이는 1 μm 이하이고, 상기 제2 높이는 3 μm 이상인, 액정 표시 장치의 제조 방법.
  16. 제13 항에 있어서,
    상기 유기층과 상기 보상 패턴은 서로 다른 물질로 형성되는, 액정 표시 장치의 제조 방법.
  17. 제13 항에 있어서,
    상기 제1 기판은 제3 부화소 영역을 더 포함하며,
    상기 제1 기판의 상기 제3 부화소 영역 상에 제3 컬러 필터를 형성하는 단계를 더 포함하는, 액정 표시 장치의 제조 방법.
  18. 제17 항에 있어서,
    상기 제1 컬러 필터, 상기 제2 컬러 필터, 및 상기 제3 컬러 필터는 각각 입사광을 적색광, 녹색광, 및 청색광으로 변환하는 적색 컬러 필터, 녹색 컬러 필터, 및 청색 컬러 필터인, 액정 표시 장치의 제조 방법.
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