KR20020036891A - 반사형 액정표시 장치 및 그 제조방법 - Google Patents

반사형 액정표시 장치 및 그 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20020036891A
KR20020036891A KR1020000066972A KR20000066972A KR20020036891A KR 20020036891 A KR20020036891 A KR 20020036891A KR 1020000066972 A KR1020000066972 A KR 1020000066972A KR 20000066972 A KR20000066972 A KR 20000066972A KR 20020036891 A KR20020036891 A KR 20020036891A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
region
grooves
liquid crystal
shape
forming
Prior art date
Application number
KR1020000066972A
Other languages
English (en)
Other versions
KR100731337B1 (ko
Inventor
장용규
어기한
김재현
최방실
Original Assignee
윤종용
삼성전자 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 윤종용, 삼성전자 주식회사 filed Critical 윤종용
Priority to KR1020000066972A priority Critical patent/KR100731337B1/ko
Priority to JP2001281191A priority patent/JP4993830B2/ja
Priority to CN01140917.7A priority patent/CN1260597C/zh
Priority to US09/985,031 priority patent/US6801279B2/en
Publication of KR20020036891A publication Critical patent/KR20020036891A/ko
Priority to US10/928,210 priority patent/US7206045B2/en
Priority to US11/695,942 priority patent/US7450199B2/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100731337B1 publication Critical patent/KR100731337B1/ko

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/133553—Reflecting elements
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1343—Electrodes
    • G02F1/134309—Electrodes characterised by their geometrical arrangement
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1343—Electrodes
    • G02F1/13439—Electrodes characterised by their electrical, optical, physical properties; materials therefor; method of making
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/76—Unipolar devices, e.g. field effect transistors
    • H01L29/772—Field effect transistors
    • H01L29/78—Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
    • H01L29/786—Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film
    • 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
    • G02F2201/00—Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00
    • G02F2201/12—Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00 electrode
    • G02F2201/123—Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00 electrode pixel

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Geometry (AREA)

Abstract

가로 및 세로 방향으로 배향된 다수의 마이크로 렌즈가 형성된 반사 전극을 구비한 반사형 액정표시 장치 및 그 제조방법이 개시되어 있다. 화소가 형성된 제1 기판에 대향하여 제2 기판이 형성되어 있다. 상기 제1 및 제2 기판 사이에는 액정층이 형성되어 있다. 상기 제1 기판상에, 상대적인 고저로 형성된 다수의 제1 영역부들과 제2 영역부들을 포함하고, 상기 제1 영역부들는 제1 방향에 관하여 제2 방향보다 상대적으로 높은 반사율을 갖도록 상기 제1 방향의 수직 방향의 길이 성분의 총합이 상기 제2 방향의 수직 방향의 길이 성분의 총합보다 크도록 반사 전극이 형성되어 있다. 연속된 다수의 홈들에 의해 한정되어 배향된 마이크로 렌즈들이 형성된 반사 전극을 구비하여 크게 향상된 반사 효율을 가지며, 화상의 콘트라스트 및 화질을 현저하게 개선할 수 있다. 또한, 휴대폰과 같이 특정한 방향으로 높은 반사율을 나타내어야 하는 전자 디스플레이 장치에 특히 적합하며, 개선된 노광 및 현상 공정을 이용하여 반사 전극을 형성하기 때문에 장치의 제조 시간 및 비용을 크게 절감할 수 있다.

Description

반사형 액정표시 장치 및 그 제조방법{Reflective-type Liquid Crystal Display and method for manufacturing the same}
본 발명은 반사형 액정표시 장치 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 다수의 배향된 마이크로 렌즈가 형성된 반사 전극을 구비하는 반사형 액정표시 장치 및 그 제조방법에 관한 것이다.
오늘날과 같은 정보화 사회에 있어서 전자 디스플레이 장치(electronic display device)의 역할은 갈수록 중요해지며, 각종 전자 디스플레이 장치가 다양한 산업 분야에 광범위하게 사용되고 있다. 이러한 전자 디스플레이 분야는 발전을 거듭하여 다양화하는 정보화 사회의 요구에 적합한 새로운 기능의 전자 디스플레이 장치가 계속 개발되고 있다.
일반적으로 전자 디스플레이 장치란 다양한 정보를 시각을 통하여 인간에게 전달하는 장치를 말한다. 즉, 전자 디스플레이 장치란 각종 전자 기기로부터 출력되는 전기적 정보 신호를 인간의 시각으로 인식 가능한 광 정보 신호로 변환하는 전자 장치라고 정의될 수 있으며, 인간과 전자기기를 연결하는 가교적인 역할을 담당하는 장치로 정의될 수도 있다.
이러한 전자 디스플레이 장치에 있어서, 광 정보 신호가 발광 현상에 의해 표시되는 경우에는 발광형 표시(emissive display) 장치로 불려지며, 반사, 산란, 간섭 현상 등에 의하여 광 변조로 표시되는 경우에는 수광형 표시(non-emissive display) 장치로 일컬어진다. 능동형 표시 장치라고도 불리는 상기 발광형 표시 장치로는 음극선관(cathode ray tube; CRT), 플라즈마 디스플레이 패널(plasma display panel; PDP), 발광 다이오드(light emitting diode; LED) 및 일렉트로 루미네슨트 디스플레이(electroluminescent display; ELD) 등을 들 수 있다. 또한, 수동형 표시 장치인 상기 수광형 표시 장치에는 액정 표시 장치(liquid crystal display; LCD) (electrochemical display; ECD) 및 전기 영동 표시 장치(electrophoretic image display; EPID) 등이 해당된다.
텔레비전이나 컴퓨터용 모니터 등과 같은 화상표시 장치에 사용되는 가장 오랜 역사를 갖는 디스플레이 장치인 음극선관(CRT)은 표시 품질 및 경제성 등의 면에서 가장 높은 점유율을 차지하고 있으나, 무거운 중량, 큰 용적 및 높은 소비 전력 등과 같은 많은 단점을 가지고 있다.
그러나, 반도체 기술의 급속한 진보에 의하여 각종 전자 장치의 고체화, 저 전압 및 저 전력화와 함께 전자 기기의 소형 및 경량화에 따라 새로운 환경에 적합한 전자 디스플레이 장치, 즉 얇고 가벼우면서도 낮은 구동 전압 및 낮은 소비 전력의 특정을 갖춘 평판 패널(flat panel)형 디스플레이 장치에 대한 요구가 급격히 증대하고 있다.
현재 개발된 여러 가지 평판 디스플레이 장치 가운데 액정표시 장치는 다른 디스플레이 장치에 비하여 낮은 얇고 가벼우며, 낮은 소비 전력 및 낮은 구동 전압을 갖추고 있는 동시에 음극선관에 가까운 화상 표시가 가능하기 때문에 다양한 전자 장치에 광범위하게 사용되고 있다. 또한, 액정 표시 장치는 제조가 용이하기 때문에 더욱 그 적용 범위를 확장해가고 있다.
이와 같은, 액정 표시 장치는 외부 광원을 이용하여 화상을 표시하는 투사형 액정표시 장치와 외부 광원 대신 자연광을 이용하는 반사형 액정 표시 장치로 구분될 수 있다.
상기 반사형 액정 표시 장치는 투사형 액정 표시 장치에 비하여 소비 전력이 낮은 동시에 옥외에서의 화상 표시 품질이 우수하다는 장점이 있다. 또한, 반사형 액정 표시 장치는 백 라이트와 같은 별도의 광원을 요구하지 않기 때문에 얇고 가벼운 장치를 구현할 수 있다는 이점도 있다.
그러나, 현재의 반사형 액정표시 장치는 그 표시 화면이 어둡고 고정세 표시 및 컬러 표시에 적절히 대응하기 어렵기 때문에 수자나 간단한 문자의 표시만을 요구하는 한정적인 장치에만 사용되고 있다. 따라서, 반사형 액정 표시 장치가 다양한 전자 디스플레이 장치로서 이용되기 위해서는 반사 효율의 향상과 고정세화 및 컬러화가 요구된다. 또한, 이와 함께 적절한 밝기와 빠른 응답속도 및 화상의 콘트라스트의 향상도 요구된다.
현재 반사형 액정표시 장치에 있어서, 그 밝기를 향상시키는 기술은 크게 반사 전극의 반사 효율을 높이는 방향과 초개구율 기술을 조합하는 반향으로 진행되고 있다. 이와 같이, 반사 전극에 미세한 요철을 형성하여 반사 효율을 향상시키는 기술은 Naofumi Kimura에게 허여된 미합중국 특허 제 5,610,741호(발명의 명칭: Reflection type Liquid Crystal Display Device with bumps on the reflector)에 개시되어 있다.
도 1은 상기 미합중국 특허에 제시된 반사형 액정 표시 장치의 부분적인 평면도를 도시한 것이며, 도 2는 상기 반사형 액정 표시 장치의 단면도를 도시한 것이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 액정 표시 장치는 제1 기판(10), 제1 기판(10)에 대향하여 배치된 제2 기판(15) 그리고 제1 기판(10)과 제2 기판(15) 사이에 형성된 액정층(20)을 포함한다.
제1 기판(10)은 다수의 게이트 버스 배선(gate bus wiring)(25)이 상부에 형성된 제1 절연 기판(30)을 구비한다. 게이트 전극(35)은 게이트 버스 배선(25)으로부터 분기되며, 다수의 소오스 버스 배선(source bus wiring)(40)이 게이트 버스 배선(25)과 직교하는 방향으로 형성된다. 소오스 버스 배선(40)은 게이트 버스 배선(25)과 절연막 등을 개재하여 절연되며, 소오스 버스 배선(40)으로부터는 소오스 전극(45)이 분기된다.
반사 전극(50)은 제1 기판(10)과 액정 물질(20) 사이에 형성되어 게이트 버스 배선(25)과 소오스 버스 배선(40)이 교차하는 부분 사이에 배치된다. 반사전극(50)은 스위칭(switching) 소자로서 게이트 버스 배선(25) 및 소오스 버스 배선(40)을 구비하며, 제1 절연 기판(30)에 형성된 박막 트랜지스터(thin film transistor; TFT)(55)에 연결된다. 반사 전극(50)에는 오목부인 다수의 덴트(dent)(70, 71)가 전 표면에 걸쳐 불규칙하게 형성되며, 반사 전극(50)과 드레인 전극(60)은 콘택 홀(contact hole)(65)을 통하여 서로 연결된다.
상기 게이트 버스 배선(25)과 게이트 전극(35)은 탄탈륨(Ta)을 스퍼터링(sputtering)한 다음, 에칭 또는 사진 식각 공정을 통하여 유리와 같은 물질로 이루어진 제1 절연 기판(30) 상에 형성된다. 게이트 버스 배선(25) 및 게이트 전극(35)을 감싸도록 제1 절연 기판(30)의 전면에 질화 실리콘(SiNx)으로 이루어진 게이트 절연막(75)이 플라즈마 화학 기상 증착(plasma chemical vapor deposition) 방법을 사용하여 적층된다.
게이트 전극(35)상부의 게이트 절연막(75) 상에는 아몰퍼스(amorphous) 실리콘으로 구성된 반도체막(80)이 형성되며, 이러한 반도체막(80) 상에는 n+형으로 도핑된 아몰퍼스 실리콘으로 이루어진 콘택층(85, 90)이 적층된다.
소오스 버스 배선(40), 소오스 전극(45) 및 드레인 전극(60)은 몰리브덴(Mo)을 사용하여 스퍼터링 및 식각 공정을 통하여 상기 결과물이 형성된 제1 절연 기판(30) 상에 형성된다. 따라서, 게이트 전극(35), 반도체막(80), 콘택층(85, 90), 소오스 전극(45) 및 드레인 전극(60) 등을 포함하는 박막 트랜지스터(55)가 완성된다.
박막 트랜지스터(55)가 형성된 제1 절연 기판(30)의 전면에는 표면에 요철부가 형성된 유기 절연막(95) 및 반사 전극(50)이 순차적으로 형성된다.
도 3a 내지 도 3c는 도 2에 도시한 장치 중 유기 절연막 및 반사 전극을 형성하는 공정을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 3a를 참조하면, 박막 트랜지스터(55)가 형성된 제1 절연 기판(30) 상에 스핀 코팅 방법으로 레지스트막(100)을 도포한 다음, 도포된 레지스트막(100)을 프리베이킹(prebaking)한다. 이어서, 소정의 패턴으로 투광 영역(105)과 차광 영역(106)을 갖는 마스크(110)를 레지스트막(100) 상에 위치시킨 후, 노광 및 현상 과정을 통하여 레지스트막(100)을 마스크(110)의 패턴에 상응하는 형상으로 패터닝함으로써 돌기(115)를 형성한다. 계속하여, 돌기(115)를 열처리하여 도 3b에 도시한 바와 같이 상부가 구형의 형상을 가지는 돌기(115)를 완성한다.
도 3c를 참조하면, 유기 절연막(95)이 스핀 코팅 방법으로 상기 돌기(115)를 감싸도록 제1 절연 기판(30) 상에 적층됨으로써, 돌기(115)를 포함하는 유기 절연막(95)의 표면에 요철부가 형성된다. 이어서, 재차 마스크(도시되지 않음)를 이용하여 유기 절연막(95)을 식각함으로써, 유기 절연막(95)에 박막 트랜지스터(55)의 드레인 전극(60)을 노출시키는 콘택 홀(65)을 형성한다. 반사 전극(50)은 알루미늄(Al) 또는 니켈(Ni) 등을 사용하여 상기 콘택 홀(65)을 채우면서 요철부가 형성된 유기 절연막(95)의 상에 진공 증착 방법으로 형성된다. 따라서, 유기 절연막(95)의 형상을 따라 반사 전극(50)의 표면에 덴트(70, 71)가 형성된다.
다시 도 2를 참조하면, 전술한 바와 같이 형성된 반사 전극(50) 및 유기 절연막(95) 상에 제1 배향막(120)을 적층하면 제1 기판(10)이 완성된다.
제2 기판(15)은 컬러 필터(125), 공통 전극(130) 및 제2 배향막(135)이 형성된 제2 절연 기판(140)을 포함한다.
제2 절연 기판(140)은 유리로 구성되며, 제2 절연 기판(140) 상에는 각 화소(145, 146)에 대응하는 컬러 필터(125)가 부착된다. 컬러 필터(125) 상에는 ITO(indium tin oxide)로와 같은 투명 재료로 구성된 공통 전극(130)이 형성되며, 공통 전극(130) 상에는 제2 배향막(135)이 형성되어 제2 기판(15)을 구성한다.
상기 제2 기판(15)을 제1 기판(10)에 대향되도록 제1 기판(10) 상에 위치시킨 다음, 액정 물질(21) 및 안료(22)를 포함하는 액정층(20)을 진공 주입 방법으로 제1 기판(10) 및 제2 기판(15) 사이에 주입하여 반사형 액정 표시 장치를 완성한다.
그러나, 종래의 반사형 액정 표시 장치는 비록 반사 전극에 다수의 덴트들을 형성하여 반사 효율을 향상시킬 수는 있으나 다음과 같은 몇 가지 문제점을 갖고 있다.
먼저, 전술한 종래의 반사형 액정 표시 장치는 반사 효율을 향상시키기 위하여 마이크로 렌즈로서 사이즈를 달리하는 반구형의 형상을 갖는 돌기인 덴트들을 형성하지만, 반사 전극 가운데 덴트들이 형성되지 않은 영역은 위치에 따라 서로 다른 크기를 갖기 때문에 결국 전체 반사 전극의 반사율의 균일성을 저하시키는 문제점이 된다. 즉, 덴트들이 형성되지 않은 부분의 사이즈가 각기 다르기 때문에 반사 전극 상에 형성되는 덴트들이 서로 다른 영역에서는 서로 다른 높이를 갖게 되며, 이에 따라 반사 전극이 영역에 따라 서로 다른 반사율을 나타내게 되므로 결국 반사 전극의 반사율의 불균일성이 야기되는 것이다. 이와 같이, 반사 전극의 반사 균일성의 저하는 액정 물질의 배향(orientation)의 불균일성을 야기하여 화상의 콘트라스트(contrast)를 떨어뜨리는 원인이 된다. 또한, 액정 물질의 배향의 불균일성은 광 누설성 잔상의 발생시킬 뿐만 아니라 포그(fog) 불량을 야기할 가능성이 매우 높다.
또한, 반사 기판에 형성되는 다수의 덴트들의 크기와 덴트들 사이의 영역의 사이즈가 각기 달라지기 때문에 실제 공정에 있어서, 적절한 반사율을 고려한 설계치에 따라 정확하게 덴트들의 사이즈 및 덴트들 사이의 공간을 제어하기는 실질적으로 매우 어려운 단점이 있다.
또한, 비록 서로 다른 크기를 갖는 덴트들이 겹쳐지도록 형성하더라도 덴트의 형태가 반구형이기 때문에 덴트 부분에서 입사광이 난반사되는 현상을 완전히 차단하기는 어려우며, 따라서 화상의 화질을 향상시키기에는 한계가 있게 된다.
더욱이, 근본적으로 종래의 반사형 액정 표시 장치는 정방형의 화소 형태를 갖기 때문에 오늘날과 같이 휴대폰이나 액정 텔레비전 등과 같은 정보 통신기기의 종류가 다양해지면서 화소 사이즈가 변경되고 각기 다른 화소 치수를 요구하는 디스플레이 장치에 적용하기에는 처음부터 설계를 해야할 뿐만 아니라 제조공정 조건을 다시 확보해야 하는 어려운 문제가 있으며, 특히, 휴대폰과 같이 특정한 방향에서 높은 반사 효율을 나타낼 것을 요구하는 전자 디스플레이 장치에는 더욱 적용하기가 힘들다.
따라서, 본 발명의 일 목적은 반사 효율을 향상시키기 위하여 다수의 배향된(oriented) 마이크로 렌즈가 형성된 반사 전극을 포함하는 반사형 액정표시 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 배향된 렌즈형 반사형 액정표시 장치에 특히 적합하고, 공정 시간 및 비용을 크게 절감할 수 있는 액정 표시의 반사 전극의 형성 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 특정한 방향으로 높은 반사율을 갖는 반사 전극을 포함하는 전자 디스플레이 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 특정한 방향으로 높은 반사율을 갖는 반사 전극을 포함하는 전자 디스플레이 장치의 제조에 특히 적합한 전자 디스플레이 장치의 제조방법을 제공하는 것이다.
도 1은 종래의 반사형 액정표시 장치의 부분적인 평면도이다.
도 2는 상기 반사형 액정표시 장치의 단면도이다.
도 3a 내지 도 3c는 도 2에 도시한 장치 중 유기 절연막 및 반사 전극을 형성하는 공정을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 반사형 액정표시 장치의 단면도이다.
도 5a는 도 4에 도시한 장치의 반사 전극의 평면도이다.
도 5b는 다른 실시예에 따른 반사 전극의 평면도이다.
도 6a 내지 도 6d는 도 4에 도시한 반사형 액정표시 장치의 제조공정을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 7a 및 도 7b는 도 6b의 콘택홀 및 유기절연막의 상부에 다수의 홈들을 형성하는 단계를 구체적으로 나타낸 단면도들이다.
도 8a 내지 도 8c는 본 발명의 제2 실시예에 따른 반사 전극을 형성하는 공정을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 9은 본 발명의 제3 실시예에 따른 반사 전극의 평면도를 도시한 것이다.
도 10a 내지 도 10d는 본 발명의 제4 실시예에 따른 반사 전극을 부분적으로확대한 평면도이다.
도 11은 본 발명의 제5 실시예에 따른 반사형 액정표시 장치의 단면도이다.
도 12a 내지 도 12c는 도 11에 도시한 장치의 제조 공정을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 13a 내지 도 13c는 본 발명의 실시예들에 따른 반사 전극을 형성하기 위한 화소 하나의 반사 전극(또는 마스크 패턴)의 평면도들이다.
도 14a 및 도 14b는 도 13a에 도시한 반사 전극 패턴을 갖는 액정 표시 장치를 사용하여 반사각에 따른 반사율 변화를 측정한 그래프이다.
도 15a 및 도 15b는 도 13b에 도시한 반사 전극 패턴을 갖는 액정 표시 장치를 사용하여 반사각에 따른 반사율 변화를 측정한 그래프이다.
도 16a 및 도 16b는 도 13c에 도시한 반사 전극 패턴을 갖는 액정 표시 장치를 사용하여 반사각에 따른 반사율 변화를 측정한 그래프이다.
도 17a 및 도 17b는 도 9에 도시한 반사 전극 패턴을 갖는 액정 표시 장치를 사용하여 반사각에 따른 반사율 변화를 측정한 그래프이다.
〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉
200, 500：반사형 액정표시 장치210, 505：제1 기판
220, 510：제2 기판230, 515：액정층
235, 390, 400, 520：반사 전극240, 525：제1 절연 기판
245, 560：박막 트랜지스터250, 540：게이트 전극
255, 535：게이트 절연막260：반도체층
265：오믹 콘택층270, 570：소오스 전극
275, 360, 575：드레인 전극280, 370, 580：유기 절연막
285, 385：콘택 홀300, 590：제1 배향막
305, 600：제2 절연 기판310, 605：컬러 필터
315, 610：공통 전극320, 615：제2 배향막
325, 620：위상차판330, 625：편광판
350, 375：제1 마스크355, 380：제2 마스크
상술한 본 발명의 일 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 화소가 형성된 제1 기판; 상기 제1 기판에 대향하여 형성된 제2 기판: 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 형성된 액정층; 및 상기 제1 기판상에 형성되고, 상대적인 고저로 형성된 다수의 제1 영역부들과 제2 영역부들을 포함하고, 상기 제1 영역부들는 제1 방향에 관하여 제2 방향보다 상대적으로 높은 반사율을 갖도록 상기 제1 방향의 수직 방향의 길이 성분의 총합이 상기 제2 방향의 수직 방향의 길이 성분의 총합보다 크도록 형성된 반사 전극을 포함하는 반사형 액정표시 장치를 제공한다.
상술한 본 발명의 다른 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 제1 기판에 화소를 형성하는 단계; 상기 제1 기판 상에 유기 절연막을 형성하는 단계; 상기 유기 절연막에 상대적인 고저로 형성된 다수의 제1 영역부들과 제2 영역부들로 구성되어, 상기 제1 영역부는 제1 방향에 관하여 제2 방향보다 상대적으로 높은 반사율을 갖도록 상기 제1 방향의 수직 방향의 길이 성분의 총합이 상기 제2 방향의 수직 방향의 길이 성분의 총합보다 크도록 형성하는 단계; 상기 유기 절연막 상에 반사 전극을 형성하는 단계; 상기 제1 기판에 대향하여 투명 전극을 갖는 제2 기판을 형성하는 단계; 및 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 액정층을 형성하는 단계를 포함하는 반사형 액정표시 장치의 제조방법을 제공한다.
또한, 상술한 본 발명의 또 다른 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 화소가 형성된 절연 기판; 및 상기 화소에 접속되고, 상기 절연 기판 상에 형성되며, 상대적인 고저로 형성된 다수의 제1 영역부들과 제2 영역부들을 포함하고, 상기 제1 영역부는 제1 방향에 관하여 제2 방향보다 상대적으로 높은 반사율을 갖도록 상기 제1 방향의 수직 방향의 길이 성분의 총합이 상기 제2 방향의 수직 방향의 길이 성분의 총합보다 크도록 형성된 반사 수단을 포함하는 전자 디스플레이 장치를 제공한다.
그리고, 상술한 본 발명의 또 다른 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의하면, 절연 기판에 화소를 형성하는 단계; 및 상기 절연 기판 상의 상기 화소에 접속되며, 상대적인 고저로 형성된 다수의 제1 영역부들과 제2 영역부들을 포함하고, 상기 제1 영역부는 제1 방향에 관하여 제2 방향보다 상대적으로 높은 반사율을 갖도록 상기 제1 방향의 수직 방향의 길이 성분의 총합이 상기 제2 방향의 수직 방향의 길이 성분의 총합보다 크도록 형성된 반사 수단을 형성하는 단계를 포함하는 전자 디스플레이 장치의 제조방법을 제공한다.
본 발명에 따르면, 가로 및 세로 방향으로 연속된 다수의 제1 영역부들 및 상기 그루브들에 의해 한정되어 배향된 마이크로 렌즈들이 형성된 반사 전극을 형성함으로써, 종래의 액정표시 장치에 비하여 크게 향상된 반사 효율을 갖는 반사형 액정표시 장치를 구현할 수 있으며, 이러한 반사형 액정표시 장치에 의해 나타나는 화상의 콘트라스트 및 화질을 현저하게 개선할 수 있다. 또한, 반사 전극의 마이크로 렌즈들이 화소의 가로 및 세로 방향으로 배향되기 때문에 휴대폰과 같이 특정한 방향으로 높은 반사율을 나타내어야 하는 전자 디스플레이 장치에 특히 적합한 반사형 액정 표시 장치를 제공할 수 있다. 더욱이, 개선된 노광 및 현상 공정을 이용하여 반사 전극을 형성하기 때문에 장치의 제조 시간 및 비용을 크게 절감할 수 있으며, 반사 전극의 홈들이 교차되는 부분에 다양한 형상의 홈 막음 부재를 형성함으로써 반사 전극의 반사율을 더욱 향상시킬 수 있는 동시에 화상의 콘트라스트 및 화질을 크게 개선할 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예들에 따른 반사형 액정 표시 장치 및 그 제조방법을 첨부한 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다.
실시예 1
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 반사형 액정 표시 장치의 단면도를 도시한 것이다.
도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 반사형 액정 표시 장치(200)는 화소가 형성되어 있는 제1 기판(210), 제1 기판(210)에 대향하여 배치된 제2 기판(220), 제1 기판(210)과 제2 기판(220) 사이에 형성된 액정층(230) 그리고 제1 기판(210)과 액정층(230) 사이에 형성된 화소(pixel) 전극인 반사 전극(235)을 포함한다.
제1 기판(210)은 제1 절연 기판(240)과 제1 절연 기판(240)에 형성된 스위칭 소자인 박막 트랜지스터(TFT)(245)를 포함한다.
제1 절연 기판(240)은 비 전도성 물질, 예를 들면 유리나 세라믹 등과 같은 물질로 이루어진다. 박막 트랜지스터(245)는 게이트 전극(250), 게이트 절연막(255), 반도체층(260), 오믹(ohmic) 콘택층(265), 소오스 전극(270) 및 드레인 전극(275)을 포함한다.
게이트 전극(250)은 제1 절연 기판(240) 상에서 게이트 라인(도시되지 않음)으로부터 분기되어 형성되며, 하부가 크롬(Cr)으로 이루어지고 상부가 알루미늄(Al)으로 구성된 구조를 갖는다.
질화 실리콘(SixNy)으로 구성된 게이트 절연막(255)은 게이트 전극(250)이 형성된 제1 절연 기판(240)의 전면에 적층되며, 아래에 게이트 전극(250)이 위치한 게이트 절연막(255) 상에는 아몰퍼스 실리콘으로 이루어진 반도체층(260)과 n+아몰퍼스 실리콘으로 구성된 오믹 콘택층(265)이 순차적으로 형성된다.
소오스 전극(270)과 드레인 전극(275)은 각기 게이트 전극(250)을 중심으로오믹 콘택층(265) 및 게이트 절연막(255) 상에 형성되어 박막 트랜지스터(245)를 구성한다. 소오스 전극(270) 및 드레인 전극(275)은 각기 탄탈륨(Ta), 몰리브덴(Mo), 티타늄(Ti) 또는 크롬(Cr) 등의 금속으로 이루어진다.
상기 박막 트랜지스터(245)가 형성된 제1 절연 기판(240) 상에는 레지스트(resist)와 같은 물질로 이루어진 유기 절연막(280)이 적층되며, 이러한 유기 절연막(280)에는 박막 트랜지스터(245)의 드레인 전극(275)의 일부를 노출시키는 콘택 홀(285)이 형성된다.
상기 콘택 홀(285) 및 유기 절연막(280) 상에는 반사 전극(235)이 형성된다. 반사 전극(235)은 콘택 홀(285)을 통하여 드레인 전극(275)에 접속됨으로써, 박막 트랜지스터(245)와 반사 전극(235)이 전기적으로 연결된다.
도 5a는 도 4의 장치 중 하나의 화소에 반사 전극을 확대한 평면도를 도시한 것이다.
도 5a에 도시한 바와 같이, 본 실시예에 따른 반사 전극(235)은 상대적인 고저로 형성된 다수의 제1 영역부들(290)과 제2 영역부들(295)로 구성된다. 상기 제2 영역부들(295)은 제1 방향(세로 방향)에 대하여 제2 방향(가로 방향이며 데이터 신호의 인가 방향)보다 상대적으로 높은 반사율을 갖도록 상기 제1 방향의 수직 방향(가로방향, 즉 제2 방향)의 길이 성분의 총합이 상기 제1 방향의 수직 방향(세로 방향, 즉 제1 방향)의 길이 성분의 총합보다 크도록 형성된다. 예들 들면, 상기 제1 영역부들(290)은 상기 제2 영역부들(295)에 비하여 상대적으로 낮은 높이를 갖는 그루브 형상을 갖고, 상기 제2 영역부(295)들은 상대적으로 제1 영역부들(290)에 비하여 높은 돌출부의 형상을 갖도록 형성할 수 있다. 또한, 이와는 반대로, 상기 제1 영역부들(290)은 상기 제2 영역부들(295)에 비하여 상대적으로 높은 높이를 갖는 돌출부 형상을 갖고, 상기 제2 영역부(295)들은 상대적으로 제1 영역부들(290)에 비하여 낮은 홈(recess)부의 형상을 갖도록 형성할 수 있다.
상기 제1 영역부들(290)은 가로 방향을 따라서 연속적으로 형성된 제1의 그루브들(290a, groove)을 포함한다. 또한, 인근한 제1 그루브들(290a)의 사이에는 상기 세로 방향을 따라서 비연속적으로 제2 그루브들(290b)이 형성되어 있다. 도면에는 제2 그루브들(290b)가 제1 방향 및 제2 방향 이외에도 광선이 반사될 수 있도록 아크형상을 갖도록 형성하였으나, 직선이나, 고리형 등과 같은 임의의 형상을 갖도록 형성할 수 있다.
제2 그루브들(290b)은 세로 방향을 따라서 형성된 인근한 제2 그루브들과는 서로 엇갈리게 형성하는 것이 바람직하다. 이와 같이 형성된 제2 그루브들(290b)은 화소 전극 하나의 가로 방향의 길이에 대하여 0.5 내지 5개 정도 형성하는 것이 바람직하다.
제2 영역부들(295)는 마이크로 렌즈로 기능하는 다수의 돌출부로 이루어진다. 즉, 연속된 홈으로 이루어진 반사 전극(235)의 제1 영역부들(290)은 돌출부인 제2 영역(295)에 비하여 제1 기판(210) 상에서 상대적으로 낮은 위치에 소정의 깊이를 갖도록 형성된다. 또한, 제1 영역부들(290)에 비하여 다수의 상대적인 돌출부들로 구성된 제2 영역부들(295)은 제1 기판(210) 상에서 소정의 높이를 갖고 형성된다. 반사 전극(235)의 반사 효율을 증대시키는 마이크로 렌즈부인 제2영역부(295)은 화소의 경계선과 함께 제1 그루브들(290a)과 제2 그루브들(290b)로 이루어진 제1 영역부들(290)에 의해 둘러싸이게 된다. 즉, 화소의 중앙부에는 인근하는 제1 그루브들(290a)과 두 개의 제2 그루브들(290b)에 의해 제2 영역부들(295)의 하나가 한정된다. 화소의 경계부에 인접한 제2 영역부들(295)은 인근하는 제1 그루브들(290a)과 제2 그루브들(290b)의 하나와 화소의 경계선에 의해 한정된다.
이와 같이 형성된 제1 영역부들(290)의 방향성에 기인하여 제2 영역부들(295)을 이루는 돌출부들이 화소의 가로 방향인 제1 방향 및 세로 방향인 제2 방향을 따라 배향(oriented)되어, 본 실시예에 따른 액정표시 장치는 휴대폰과 같이 특정한 방향으로 높은 반사율을 요구하는 디스플레이 장치에 충분히 적용 가능하다.
본 실시예에 따르면, 상기 제2 영역부들(295)을 구성하는 다수의 돌출부들은 각기 타원의 형상(295a), 상현달 내지는 하현달의 형상(295b), 오목 렌즈의 단면의 형상(295c), 트랙의 형상(295d) 그리고 반 트랙(hemi-track)의 형상(295e) 등과 같이 다양한 형상을 갖는다. 또한, 제2 영역(295)의 돌출부들은 비록 동일한 형상을 갖더라도 각기 서로 다른 크기를 갖도록 형성된다.
제1 영역부(290)의 제1 그루브들 및 제2 그루브들(290a, 290b)은 각기 약 2∼5㎛ 정도의 폭을 가지며, 제2 영역부들(295)의 돌출부들은 각기 약 4∼20㎛의 범위 내에서 다양한 크기를 갖는다. 가로 방향으로 평행하게 형성되는 제1 그루브들(290a)의 중심선간의 간격은 5 내지 20㎛, 평균 약 8.5㎛이고, 제2 영역부들(295)의 돌출부들의 마루간의 간격은 12∼22㎛, 평균 약 17㎛정도로 설정한다.이와 같이 제2 영역부들(295)을 이루는 돌출부들의 형상 및 사이즈를 다양하게 변화시킴으로써, 반사 전극(235)에 의해 반사되는 빛이 간섭을 일으키는 현상을 최소화할 수 있다.
도 5b는 다른 실시예에 따른 반사 전극을 확대한 평면도를 도시한 것이다. 도 5b에 도시한 반사 전극은 제2 영역부들(295)의 중앙부에 직접적인 광선의 반사를 억제하여 산란을 시키기 위한 산란용 홈(297)이 형성되어 있는 것을 제외하고는 도 5a에 도시한 반사 전극과 동일하다. 상기 산란용 홈(297)의 크기는 2 내지 3㎛인 것이 바람직하다.
다시 도 4을 참조하면, 상술한 구조를 갖는 반사 전극(235)의 상부에는 제1 배향막(orientation film)(300)이 적층된다.
제1 기판(210)에 대향하는 제1 기판(220)은 제2 절연 기판(305), 컬러 필터(310), 공통 전극(315), 제2 배향막(320), 위상차판(325) 및 편광판(330)을 구비한다.
제2 절연 기판(305)은 제1 절연 기판(240)과 동일한 물질은 유리 또는 세라믹으로 이루어지며, 상기 위상차판(325) 및 편광판(330)은 제2 절연 기판(305)의 상부에 순차적으로 형성된다. 컬러 필터(310)는 제2 절연 기판(305)의 하부에 배치되며, 컬러 필터(310)의 하부에는 공통 전극(315) 및 제2 배향막(320)이 차례로 형성되어 제2 기판(220)을 구성한다. 제2 배향막(320)은 제1 기판(210)의 제1 배향막(300)과 함께 액정층(230)의 액정 분자들을 소정의 각도로 프리틸팅시키는 기능을 수행한다.
상기 제1 기판(210)과 제2 기판(220) 사이에는 스페이서(335, 336)가 개재되어 제1 기판(210)과 제2 기판(220) 사이에 소정의 공간이 형성되며, 이와 같은 제1 기판(210)과 제2 기판(220) 사이의 공간에는 액정증(230)이 형성되어 본 실시예에 따른 반사형 액정표시 장치(200)를 구성한다.
이하 본 실시예에 따른 반사형 액정 표시 장치의 제조방법을 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 6a 내지 도 6d는 본 발명의 제1 실시예에 따라 도 4에 도시한 반사형 액정 표시 장치의 제조공정을 설명하기 위한 단면도들이다. 도 6a 내지 도 6d에 있어서, 도 4 및 도 5와 동일한 부재들에 대해서는 동일한 참조 번호를 사용한다.
도 6a를 참조하면, 먼저 유리나 세라믹 등의 절연 물질로 이루어진 제1 절연 기판(240)의 상부에 탄탈륨(Ta), 티타늄(Ti), 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 구리(Cu) 또는 텅스텐(W) 등과 같은 금속을 증착한 다음, 증착된 금속을 패터닝하여 게이트 라인(도시되지 않음)과 함께 게이트 라인으로부터 분기되는 게이트 전극(250)을 형성한다. 이때, 게이트 전극(250) 및 게이트 라인은 알루미늄-구리(Al-Cu) 또는 알루미늄-실리콘-구리(Al-Si-Cu)와 같은 합금을 사용하여 형성할 수도 있다. 이어서, 게이트 전극(250)을 포함하는 제1 절연 기판(240)의 전면에 질화 실리콘을 플라즈마 화학 기상 증착 방법으로 적층하여 게이트 절연막(255)을 형성한다.
상기 게이트 절연막(255) 상에 아몰퍼스 실리콘막 및 인 시튜(insitu) 도핑된 n+아몰퍼스 실리콘막을 플라즈마 화학 기상 증착 방법으로 차례로 형성한 다음, 적층된 아몰퍼스 실리콘막 및 n+아몰퍼스 실리콘막을 패터닝하여 게이트 절연막(255) 중 아래에 게이트 전극(250)이 위치한 부분 상에 반도체층(260) 및 오믹 콘택층(265)을 순차적으로 형성한다. 계속하여, 상기 결과물이 형성된 제1 절연 기판(240) 상에 탄탈륨(Ta), 티타늄(Ti), 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 구리(Cu) 또는 텅스텐(W) 등과 같은 금속으로 금속층을 형성한 후, 적층된 금속층을 패터닝하여 상기 게이트 라인에 직교하는 소오스 라인(도시되지 않음), 소오스 라인으로부터 분기되는 소오스 전극(270) 및 드레인 전극(275)을 형성한다. 따라서, 게이트 전극(250), 반도체층(260), 오믹 콘택층(265), 소오스 전극(270) 및 드레인 전극(275)을 포함하는 박막 트랜지스터(245)가 완성된다. 이 때, 게이트 라인과 소오스 라인 사이에는 게이트 절연막(255)이 개재되어 게이트 라인이 소오스 라인과 접촉되는 것을 방지한다.
다음에, 상기 박막 트랜지스터(245)가 형성된 제1 절연 기판(240) 상에 레지스트를 스핀 코팅 방법으로 약 1∼3㎛ 정도의 두께로 적층하여 유기 절연막(280)을 형성하여 제1 기판(210)을 완성한다. 이 때, 유기 절연막(280)은 예를 들면 감광성 화합물(PAC; Photo-Active Compound)을 포함하는 아크릴 수지등을 사용하여 형성한다.
도 6b를 참조하면, 유기 절연막(280)의 상부에 콘택 홀(285)을 형성하기 위한 제1 마스크(350)를 위치시킨 다음, 노광 및 현상 공정을 통하여 유기절연막(280)에 드레인 전극(275)을 부분적으로 노출시키는 콘택 홀(285)과 상부에 다수의 홈들을 형성한다.
상기 유기 절연막(280)에 콘택 홀(285)을 형성하는 과정 및 유기 절연막(280)의 상부에 다수의 홈들을 형성하는 과정을 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 7a 및 도 7b는 도 6b의 콘택홀 및 유기절연막(280)의 상부에 다수의 홈들을 형성하는 단계를 구체적으로 나타낸 단면도들이다.
도 7a 및 도 7b를 참조하면, 먼저, 레지스트로 이루어진 유기 절연막(280)에 콘택 홀(285)을 형성하기 위하여 콘택 홀(285)에 상응하는 패턴을 갖는 제1 마스크(350)를 유기 절연막(280) 상에 위치시킨다. 이어서, 1차로 풀(full) 노광 공정을 통하여 소오스/드레인 전극(275) 상부의 유기 절연막(280)을 노광시킨 후, 현상 공정을 거치면 도 7a에 나타낸 바와 같은 소오스/드레인 전극(275)을 노출시키는 콘택 홀(285)이 유기 절연막(280)에 형성된다.
계속하여, 도 7b에 도시한 바와 같이, 유기 절연막(280)에 다수의 그루브들(281)을 형성하기 위하여 그루브에 상응하는 패턴을 갖는 마이크로 렌즈 형성용 제2 마스크(355)를 유기 절연막(280) 상에 위치시킨다. 이 때, 제2 마스크(355)는 도 5a 또는 5b에 도시한 반사 전극(235)의 형태와 동일한 패턴을 구비한다. 또한, 레지스트의 종류에 따라서 제2 마스크(355)는 도 5의 반사 전극(235)과는 반대의 형상을 갖는 패턴을 구비할 수도 있다.
구체적으로, 상기 제2 마스크(355)는 도 5a에 도시한 바와 같이, 상기 제1영영역에 상응하는 마스크 패턴을 투명한 기판상에 형성하여 제작한다. 또한, 도 5b에 도시한 바와 같이, 중앙부에 제2 영역부의 중앙부의 돌출부에 홈을 형성하기 위한 2 내지 3um 크기의 중앙홈 패턴을 더 포함할 수 있다. 이와 같이 중앙부에 중앙홈을 형성함으로써, 중앙부에서의 반사 효율을 향상시킬 수 있다.
이러한 제2 마스크(355)를 사용하여 콘택 홀(285)을 제외한 부분의 유기 절연막(280)을 1차로 렌즈 노광 공정을 통하여 노광시킨 다음, 현상 과정을 거치면 유기 절연막(280)의 표면으로부터 다수의 불규칙한 그루브들(281)을 형성한다. 즉, 화소의 가로 방향인 제1 방향을 따라 일정한 폭을 가지는 제1 그루브들과 세로 방향인 제2 방향을 따라서는 불규칙하게 배열된 다수의 제2 그루브들로 이루어진 연속된 다수의 홈(281)들이 유기 절연막(280)에 형성된다. 이에 따라, 유기 절연막(280)의 표면은 연속된 다수의 홈들로 이루어진 영역인 제1 영역부들 및 화소의 경계부와 이러한 제1 영역부들에 의해 둘러싸인 다수의 돌출부로 구성된 제2 영역부들로 구분된다.
즉, 유기 절연막(280)에 화소의 가로 방향을 따라 일정한 폭을 갖는 다수의 홈을 형성한 다음, 이러한 홈에 의하여 상대적으로 돌출된 부분에 세로 방향으로 다시 다수의 홈을 형성하면 연속되는 다수의 홈들에 의해 한정된 돌출부가 유기 절연막(280)에 형성된다. 바람직하게는, 새로 방향으로 형성되는 홈들은 반구형의 단면을 갖도록 형성된다.
이 때, 전술한 바와 같이, 가로 방향으로 형성되는 제1 그루브들 및 세로 방향으로 형성되는 제2 그루브들은 각기 2∼5㎛의 크기를 가지며, 이와 같은 홈들에의해 한정되는 돌출부들은 각기 4∼20㎛ 정도의 크기를 갖는다. 또한, 세로 방향으로 형성되는 제2 그루브들들의 수는 화소의 가로 방향인 제1 방향의 반사율과 세로 방향인 제2 방향의 반사율에 각기 관계되므로, 화소의 사이즈에 따라 달라질 수 있지만 대체로 하나의 가로선 마다 약 0.52∼5개 정도가 바람직하다. 상기 세로 방향으로 형성된 제2 그루브들들의 형상은 화소의 수직 반사율을 제외한 모든 반사율에 영향을 미치기 때문에 모든 방향에 대하여 동일한 정도의 반사율이 요구되는 경우에는 바라는 방향에 대하여 직교하는 방향으로 직선 성분을 가미하는 것이 유리하게 된다. 따라서, 유기 절연막(280)에 형성되는 돌출부들은 각기 세로 방향으로 다양하게 길이가 연장된 형상(예를 들면, 직선 또는 아크형상)을 갖는 것이 유리하며, 특정한 방향으로의 화소의 반사율을 고려할 때 세로 방향을 따라 형성된 홈들은 각기 인접한 세로 방향을 따라 형성된 홈들과는 만나지 않도록 하는 것이 바람직하다(도 5 참조). 또한, 제2 그루브들은 제1 그루브들과 접속되어 형성될 수도 있고, 분리되어 형성될 수도 있다.
또한, 도 5b에 도시한 바와 같은 마스크를 사용하여, 유기 절연막(280)의 돌출부에 각기 분화구 형태의 홈을 더 형성하여 유기 절연막(280) 상에 형성되는 반사 전극(235)의 반사율을 더욱 향상시킬 수도 있다.
도 6c를 참조하면, 상술한 바와 같이 다수의 그루브들(281)이 형성된 유기 절연막(280) 상에 알루미늄(Al), 니켈(Ni), 크롬(Cr) 또는 은(Ag) 등의 반사율이 우수한 금속을 증착한 후, 증착된 금속을 소정의 화소 형상으로 패터닝하여 반사 전극(235)을 형성한다. 계속하여, 반사 전극(235)의 상부에 레지스트를 도포하고러빙(rubbing) 처리 등을 통하여 액정층(230) 내의 액정 분자들을 선택된 각으로 프리틸팅(pretilting)시키는 제1 배향막(300)을 형성한다.
상기 반사 전극(235)은 유기 절연막(280)의 표면과 동일한 형상을 갖게 된다. 즉, 유기 절연막(280)의 홈(281)에 대응하는 반사 전극(235)의 제1 영역(290)은 소정의 폭으로 가로 방향인 제1 방향을 따라 형성된 다수의 홈이 세로 방향인 제2 방향을 따라 불규칙하게 형성된 다수의 홈과 이어지는 구조를 갖는다. 이와 같은 반사 전극(235)의 제1 영역(290)의 방향성으로 인하여 제2 영역(295)을 이루는 돌출부들이 화소의 세로 방향인 제1 방향 및 가로 방향인 제2 방향을 따라 배향되기 때문에 수직 방향과 같이 특정한 방향으로의 반사 효율이 크게 향상된다.
반사 전극(235)은 유기 절연막(280)의 홈(281) 상에 형성된 다수의 그루브들로 이루어진 제1 영역부들(290)과 다수의 돌출부로 이루어진 마이크로 렌즈 영역인 제2 영역부들(295)으로 구분된다. 이 때, 제1 영역부들(290)은 연속된 홈으로 이루어져 돌출부인 제2 영역부들(295)에 비하여 상대적으로 낮은 높이에 위치하며, 제2 영역부들(295)은 제1 영역부들(290)에 의해 둘러싸임으로써, 반사 전극(235)은 제2 영역부들(295)이 연속된 홈인 제1 영역부들(290)에 의해 한정되는 구조를 갖는다.
본 실시예에 있어서, 반사 전극(235)의 제1 영역부들(290)을 구성하는 다수의 홈들은 각기 약 2∼5㎛ 정도의 폭을 가지며, 제2 영역부들(290)을 이루는 다수의 돌출부들은 각기 도 5a 및 5b에 도시한 바와 같이 다양한 형상을 가지는 동시에 약 4∼20㎛ 정도의 크기를 갖는다.
도 6d를 참조하면, 제1 절연 기판(240)과 동일한 물질로 구성된 제2 절연 기판(305) 상에 컬러 필터(310), 투명 공통 전극(310) 및 제2 배향막(320)을 순차적으로 형성하여 제2 기판(220)을 완성한다. 이어서, 제2 기판(220)이 제1 기판(210)에 대향하도록 배치한 다음, 제1 기판(210)과 제2 기판(220) 사이에 스페이서(335)를 개재하여 접합함으로써, 제1 기판(210)과 제2 기판(220) 사이에 소정의 공간이 형성되도록 한다. 계속하여, 제1 기판(210)과 제2 기판(220) 사이의 공간에 진공 주입 방법을 이용하여 액정 물질을 주입하여 액정층(230)을 형성하면 본 실시예에 따른 반사형 액정표시 장치(200)가 완성된다. 또한, 필요에 따라서 제2 기판(320)의 전면에 편광판(330) 및 위상차판(325)이 형성될 수 있으며, 도시하지는 않았지만 제2 절연 기판(305)과 컬러 필터(310) 사이에 블랙 매트릭스가 배치될 수도 있다.
실시예 2
본 실시예에 있어서는 전술한 실시예 1의 경우와는 달리 하나의 작업 파일(file)만으로 유기 절연막에 콘택 홀 및 다수의 홈들을 용이하게 형성할 수 있다.
일반적으로 반사형 액정 표시 장치의 반사판인 반사 전극을 제조하는 공정에는 단일 유기 절연막을 사용하는 공정과 이중 유기 절연막을 사용하는 공정 등의 두 가지 방법이 있다.
이 가운데 전술한 종래의 반사형 액정표시 장치를 제조하는 방법에서 이용되었던 이중 유기 절연막을 사용하는 공정에서는 유기 절연막을 도포, 노광 및 현상하는 과정을 두 번 반복하게 된다. 먼저 일차 도포된 유기 절연막을 풀(full) 노광하여 일차 도포된 유기 절연막에 돌출부를 형성한 다음, 돌출부가 형성된 일차 유기 절연막 상에 재차 유기 절연막을 도포하고, 노광 및 현상하여 소오스/드레인전극을 노출시키는 콘택 홀을 형성하게 된다. 이러한 방법은 유기 절연막 상에 형성되는 반사 전극의 반사율의 측면에서는 유리하지만 공정이 복잡해지고 공정에 요구되는 시간 및 비용이 증대된다는 단점이 있다.
이러한 문제점 때문에 근래에는 상술한 실시예 1과 같이 단일 유기 절연막을 사용하는 방법을 주로 이용하여 반사 전극을 형성한다. 도 7a 및 도 7b에 도시한 바와 같이, 유기 절연막(280)을 소오스/드레인 전극(275)이 형성된 제1 절연 기판(210)의 전면에 도포한 다음, 콘택 홀 형성용 제1 마스크(350)를 노광기에 로딩(loading)하여 유기 절연막(280) 중 콘택 홀(285) 노광 위치에 1차 노광을 진행한다. 1차 노광 과정이 끝난 후, 다시 렌즈 형성용 제2 마스크(355)를 노광기에 로딩하고, 유기 절연막(280) 중 콘택 홀(285)을 제외한 마이크로 렌즈가 형성될 부분에 2차 노광을 진행한 다음, 현상 과정을 통하여 유기 절연막(280)에 콘택 홀(285)과 마이크로 렌즈부를 동시에 형성하게 된다.
그러나, 이와 같은 공정의 경우에는 노광기에 마스크를 로딩하는 회수가 2번이 되는 동시에 콘택 홀 및 렌즈 노광 시간이 이중으로 걸리게 되기 때문에 전체적인 노광 시간의 증가와 함께 불필요한 작업 에러가 발생할 가능성이 커지게 된다.
본 실시예는 노광 공정의 효율을 높이기 위한 방법으로서 반사 전극의 제조 공정은 다음과 같다.
도 8a 내지 도 8c는 본 실시예에 따른 반사 전극을 형성하는 공정을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 8a를 참조하면, 소오스/드레인 전극(365)이 형성된 절연 기판(360)의 전면에 유기 절연막(370)을 스핀 코팅 방법으로 약 1∼3㎛ 정도의 두께로 도포한 다음, 유기 절연막(370)의 상부에 콘택 홀(385)을 형성하기 위하여 소정의 패턴을 구비한 콘택 홀 형성용 제1 마스크(375)를 위치시키고 부분 노광을 진행한다. 이 때, 제1 마스크(375)를 통하여 유기 절연막(370)을 부분적으로 노광시키는 노광량은 도 6c 및 도 6d에서 기술한 풀 노광량에서 렌즈 노광량을 뺀 값이 된다. 즉, 상기 부분 노광량이 P이고, 기존의 풀 노광량이 F이며, 기존의 렌즈 노광량이 R일 경우, 본 실시예에 따른 부분 노광량(P)은 다음 식 1과 같다.
P＝F－R
이 경우, 바람직하게는 부분 노광량(P)은 풀 노광량(F)의 약 50％정도가 된다. 이러한 부분 노광에 따라 유기 절연막(370)에 콘택 홀(385)이 1/2 정도 형성된다.
도 8b에 도시한 바와 같이, 부분 노광된 유기 절연막(370)의 상부에 반사 전극에 마이크로 렌즈를 형성하기 위하여 소정의 패턴을 갖는 렌즈 형성용 제2 마스크(380)를 위치시킨다. 이어서, 제2 마스크(380)를 통하여 렌즈 노광을 진행하여 유기 절연막(370)의 표면에 다수의 홈들(371)을 형성하는 동시에 소오스/드레인 전극(360)을 노출시키는 콘택 홀(385)을 완성한다. 이 때, 제2 마스크(380)는 기존의렌즈 형성용 마스크와는 달리 콘택 홀(385)부분도 함께 노광시킬 수 있는 패턴을 갖는다. 이에 따라, 유기 절연 막(370) 중 콘택 홀(385)이 형성되는 부분은 이중으로 노광되어 다수의 홈들(371)이 형성되는 부분에 비하여 깊게 파지기 때문에 다수의 홈들(371)과 동시에 소오스/드레인 전극(360)이 노출되는 콘택 홀(385)을 형성할 수 있다.
즉, 본 실시예에 따르면 노광기에 절연 기판(360)과 콘택 홀 형성용 제1 마스크(375) 및 렌즈 형성용 제2 마스크(380)를 동시에 로딩한 다음, 먼저 콘택홀 형성용 제1 마스크(375)를 이용하여 콘택 홀을 형성하기 위한 풀 노광량에서 렌즈 형성에 필요한 렌즈 노광량을 제와한 노광량으로 유기 절연막(370)에 부분 노광을 진행하여 콘택 홀(385)이 형성될 부분을 일차 노광시킨다. 이어서, 렌즈 형성용 제2 마스크(380)를 이용하여 유기 절연막(370)의 렌즈 형성 부분과 콘택 홀(385) 형성 부분을 동시에 노광하면, 유기 절연막(370) 중 콘택 홀(385)이 형성되는 부분은 이중으로 노광되어 깊게 파여지지만 홈들(371), 즉 렌즈가 형성될 부분은 상대적으로 얕게 노광되기 때문에 유기 절연막(307)에 콘택 홀(385)과 홈들(371)을 동시에 형성하게 된다. 따라서, 하나의 작업 파일만으로 두 개의 공정을 진행하기 때문에 1회의 절연 기판 및 마스크를 로딩 시키는 시간과 전체 노광량에서 렌즈 노광량을 제한 시간만큼 노광 시간이 절약되므로 공정에 소요되는 시간 및 비용을 크게 단축할 수 있다. 특히, 휴대폰이나 액정 텔레비전 등과 같은 중소형의 반사형 액정표시 장치에 있어서는 기판 당 슈트의 수가 많기 때문에 이와 같은 방법을 적용할 경우에는 기존에 비하여 약 30％ 이상의 노광 시간을 단축할 수 있는 등 전체적인 공정시간을 현저하게 단축할 수 있다.
도 8c를 참조하면, 상술한 바와 같이 다수의 홈들(371)이 형성된 유기 절연막(370) 및 콘택 홀(385) 상에 알루미늄(Al), 니켈(Ni), 크롬(Cr) 또는 은(Ag) 등의 우수한 반사율을 갖는 금속을 증착하고, 소정의 화소 형상으로 패터닝하여 반사 전극(390)을 형성한다. 이 경우, 하부의 유기 절연막(370)을 따라 형성되는 반사 전극(390)의 구조에 대해서는 상술한 바와 같다. 이후의 액정 표시 장치의 제조 공정은 도 6c 및 도 6d에 도시한 실시예 1의 공정과 동일하므로 이에 대한 설명은 생략한다.
실시예 3
도 9은 본 발명의 제3 실시예에 따른 반사 전극의 평면도의 패턴을 도시한 것이다. 본 실시예에 있어서, 반사 전극(400)과 반사 전극(400)의 형상을 결정하는 유기 절연막의 프로 파일을 제외하면 다른 부재들은 전술한 실시예 1과 동일하므로 이에 대한 설명은 생략한다.
도 9을 참조하면, 본 실시예에 따른 반사 전극(400)의 패턴은 화소의 가로 방향으로 평행하게 형성된 제1 그루브들(410a) 및 세로 방향으로 불연속적으로 형성된 제2 그루브들(410b)로 이루어진 제1 영역부들(410) 및 화소의 경계선과 함께 제1 영역부들(410)에 의해 둘러싸인 다수의 돌출부(405a, 405b, 405c)로 이루어진 제2 영역부들(405)으로 구분된다. 제2 영역부들(405)을 구성하는 돌출부(405a, 405b, 405c)들은 가로 및 세로 방향으로 형성된 다수의 홈들에 의해 한정되어 마치섬들과 같은 구성을 가지며, 각 선택된 돌출부들(405a, 405b, 405c)에는 홈 막음 돌기(406)가 형성된다. 즉, 제2 영역부들(405)의 돌출부들은 크게 홈 막음 돌기(406)가 형성된 것과 그렇지 않은 것으로 구분될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 반사 전극(400)을 구성하는 다수의 홈들, 다수의 돌출부들(405a, 405b, 405c) 및 홈 막음 돌기(406)의 형상은 반사 전극(400) 하부의 유기 절연막을 패터닝하기 위한 마스크의 패턴을 따라 결정된다. 즉, 도 9은 반사 전극(400)의 패턴형상을 나타내고 있지만, 동시에 반사 전극(400)하부의 유기 절연막의 형상 또는 유기 절연막을 패터닝하기 위한 마스크의 패턴을 도시한 것이라고도 할 수 있다. 즉, 마스크도 도 9에 도시한 바와 같이, 다수의 홈들에 상응하는 마스크 패턴을 갖고, 제1 그루브들(410a)과 제2 그루브들(410b)이 교차하는 지점에 홈막음 돌기(406)을 형성하기 위한 홈막음 패턴을 더 포함한다.
본 실시예에 따른 반사 전극(400)을 형성하기 위하여 그 하부의 유기 절연막을 노광시키는 과정은 상술한 실시예 2에 개시된 공정을 따라 진행되지만, 전술한 실시예 1에 개시된 공정에 따라 진행될 수도 있을 것이다.
제1 영역부들(410)을 구성하는 상대적으로 오목부인 다수의 그루브들은 각기 약 2∼5㎛ 정도의 폭을 가진다. 이러한 연속되는 홈들은 화소의 가로 방향으로는 일정한 폭을 갖고 불규칙적으로 배열되며, 화소의 세로 방향으로는 인접하는 세로 방향의 홈들과 만나지 않도록 형성된다. 즉, 제2 영역부들(405)의 돌출부들을 가로질러 형성되는 다수의 세로 방향의 홈들은 서로 교차되지 않도록 형성되며, 이와 같은 돌출부들을 가로질러 형성되는 홈들의 수는 반사 전극(400)의 가로 방향의 반사율 및 세로 방향의 반사율에 각기 관계되기 때문에 화소의 사이즈에 따라 달라지기는 하지만 통상적으로 하나의 가로선 마다 약 0,5∼5개 정도가 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 돌출부들을 가로질러 형성되는 세로 방향의 홈들은 각기 반구형의 단면을 가지는 것이 바람직하다. 상기 세로 방향의 그루브들의 모양은 반사 전극(400)의 수직 반사율을 제외한 모든 방향의 반사율에 영향을 미치게 되기 때문에 반사 전극(400)이 모든 방향에 대해서 동일한 반사율을 나타내도록 할 경우에는 반구형의 모양을 갖는 것이 적당하다. 그러나, 반사 전극(400)이 특정 방향을 따라 비대칭적으로 큰 반사율을 나타내기 위해서는 원하는 방향에 대하여 수직한 방향을 따라 직선 성분을 넣어주는 것이 바람직하다. 또한, 각 세로 방향의 제2 그루브들(410b)들과 가로 방향의 제1 그루브들(410a)들이 교차되는 영역에는 각기 제2 영역(405)의 돌출부들로부터 연장되는 홈 막음 돌기(406)가 위치한다. 이러한 홈 막음 돌기(406)는 반사 전극(400)을 형성하기 위하여 유기 절연막을 노광 및 현상하는 공정에서 유기 절연막에 형성되는 홈이 일정한 깊이를 갖도록 한다. 즉, 가로 방향의 제1 그루브들(410a)들과 세로 방향의 제2 그루브들(410b)들이 만나는 교차점에서는 다른 부분에 비하여 상대적으로 패턴의 선폭이 커지기 때문에 동일하게 노광하는 경우에는 식각 공정시에 교차점 부위가 다른 부분에 비하여 상대적으로 더 깊게 식각되어 마스크 패턴에서 형성된 모양과는 다른 평면적 프로파일이 얻어질 수 있다. 따라서, 이와 같이, 홈 막음 돌기(406)을 미리 마스크 패턴 형성시에 형성하는 경우에는 교차점 부위가 다른 부위보다 과식각되는 것을 어느정도 방지하여 동일한 깊이의 그루브들을 상기 절연막(370)의 상부에 형성할 수 있다. 즉, 제1영역부들(410)의 깊이를 동이하게 형성할 수 있다.
제2 영역부들(405)을 구성하는 돌출부들(405a, 405b, 405c)은 평면적으로 트랙의 형상(405a, 405b) 또는 수평 방향으로 연장된 오목 렌즈의 형상(405b) 등을 갖는다, 그러나, 동일한 형상을 갖는 돌출부들(405a, 405b, 405c)이라 하더라도 약 4∼20㎛의 범위 내에서 서로 다른 사이즈를 갖기 때문에 반사 전극(400)으로부터 반사되는 빛의 간섭 현상을 최소화할 수 있다. 본 실시예에서도 도 5b에 도시한 바와 같이, 상기 제2 영역부들(405)의 돌출부(405a, 405b, 405c)에 각기 분화구 형상의 홈들을 형성하여 반사 전극(400)의 반사율을 더욱 향상시킬 수도 있다.
실시예 4
도 10a 내지 도 10d는 본 발명의 제4 실시예에 따른 반사 전극을 부분적으로 확대한 평면도이다. 도 9a 내지 도 9d는 반사 전극(420) 가운데 화소의 가로 방향의 홈과 화소의 세로 방향의 홈이 교차되는 부분을 확대 도시한 것이다. 본 실시예에 있어서, 반사 전극(420)의 전체적인 형상은 상술한 실시예 1에 개시된 구조가 바람직하지만, 전술한 실시예 3에 개시된 반사 전극과 같은 형상을 가질 수도 있을 것이다. 본 실시예에 따른 반사 전극(420)을 형성하는 공정은 전술한 실시예 1 또는 실시예 2와 동일하므로 이에 대한 설명은 생략한다.
도 10a 내지 도 10d에 도시한 바와 같이, 반사 전극(420)의 가로 방향의 홈(425)과 세로 방향의 홈(426)이 교차되는 내부 영역에는 "凸"자의 형상(도 9a), 삼각형의 형상(도 9c), 원형의 형상 (도 9d) 및 교차지점의 외측에 형성된 역삼각형의 형상(도 9b) 등과 같이 다양한 형상을 갖는 홈 막음 부재(430, 431, 432, 433)가 형성된다. 이러한 홈 막음 부재(430, 431, 432, 433)는 반사 전극(420)을 형성하기 위해 유기 절연막을 노광 및 현상하는 과정에 사용되는 마스크 패턴에 의해 형성된다. 즉, 실시예 3의 홈 막음 부재(406)에 대신하여, 마스크상에 도 10a 내지 도 10d에 나타낸 바와 같이 마스크 패턴을 형성한다.
상기 가로 방향의 제1 그루브들(425)과 제2 그루브들(426)이 교차되는 영역에 형성되는 홈 막음 부재(430, 431, 432, 433)는 반사 전극(420)을 형성하기 위한 유기 절연막의 노광 및 현상 후, 화소의 전면에 동일한 깊이로 그루브들(425, 426)이 형성되는 역할을 담당한다. 일반적으로 동일한 노광량 및 동일한 현상 조건에서 유기 절연막이 파여져 형성되는 제1 및 제2 그루브들(425, 426)의 깊이는 제1 및 제2 그루브들(425, 426)의 폭에 관계된다. 유기 절연막에 형성되는 제1 및 제2 그루브들(425, 426)이 약 5㎛ 이하의 폭을 가질 경우에는 제1 및 제2 그루브들(425, 426)의 폭에 대한 제1 및 제2 그루브들(425, 426)의 깊이의 관련성이 더욱 증대된다. 약 3700ms 정도의 일정한 노광량 하에서 이와 같은 제1 및 제2 그루브들(425, 426)의 폭에 따른 그루브들(425, 426)의 깊이에 대한 실험 결과를 표 1에 나타내었다.
홈의 폭 2 ㎛ 3 ㎛ 4 ㎛
홈의 깊이 2100 Å 8700 Å 10600 Å
상기 표를 참조하면, 제1 및 제2 그루브들(425, 426)의 폭이 2㎛, 3㎛ 및 5㎛로 달라질 경우, 유기 절연막을 노광 및 현상한 후의 그루브들(425, 426)의 깊이는 급격한 변화를 보인다. 이러한 이유로 인하여 유기 절연막에 형성되는 화소의 가로 방향의 제1 그루브들들과 세로 방향의 제2 그루브들들이 교차되는 부분은 다른 부분에 비하여 훨씬 깊이 파여지게 되며, 유기 절연막의 상부에 형성되는 반사 전극(420)도 동일한 문제점을 지니게 된다. 이와 같이 깊이 파여진 가로 방향의 제1 그루브들(425)과 세로 방향의 제2 그루브들(426)이 교차되는 부분에서는 상부에 형성되는 액정 물질의 배향이 왜곡되어 도메인(domain)이 발생하는 동시에 전압이 인가될 경우에는 액정 물질의 편향에 의한 광 누설현상을 유발하게 된다. 또한, 그와 같은 부분에서는 빛의 편광이 크게 변형되기 때문에 액정 광학 조건 자체를 변화시켜 반사 전극의 반사율을 저하시킬 뿐만 아니라 화상의 콘트라스트 및 화질이 크게 저하되는 문제가 발생된다. 그러나, 본 실시예에서는 마크스 패턴의 변화를 통하여 반사 전극(420)의 가로 방향의 제1 그루브들(425)과 세로 방향의 제2 그루브들(426)이 교차되는 부분에 약 1∼3㎛ 정도의 사이즈를 갖는 다양한 형상의 홈 막음 부재(430, 431, 432, 433)를 형성함으로써, 전술한 문제점들을 해결할 수 있다.
실시예 5
도 11은 본 발명의 제5 실시예에 따른 반사형 액정표시 장치의 단면도를 도시한 것이다. 본 실시예에 있어서, 제1 절연 기판(525)에 형성되는 박막 트랜지스터(560) 및 이러한 박막 트랜지스터(560)를 형성하는 공정을 제외하면, 본 실시예에 따른 반사형 액정표시 장치(500) 및 이의 제조방법은 전술한 실시예 1과 동일하다.
도 11을 참조하면, 본 실시예에 따른 반사형 액정표시 장치(500)는 제1 기판(505), 제1 기판(505)에 대향하여 배치된 제2 기판(510), 제1 기판(505)과 제2 기판(510) 사이에 형성된 액정층(515) 그리고 제1 기판(505)과 액정층(515) 사이에 형성된 반사 전극(520)을 포함한다.
제1 기판(505)은 제1 절연 기판(525) 및 제1 절연 기판(525)에 형성된 박막 트랜지스터(560)를 포함하며, 박막 트랜지스터(560)는 게이트 전극(540), 게이트 전극(540) 하부에 형성된 소오스 및 드레인 영역(545, 550), 게이트 전극(540)과 소오스 및 드레인 영역(545, 550) 사이에 개재된 게이트 절연막(535), 게이트 전극(540) 상에 형성된 산화막(555) 그리고 소오스 영역(545) 및 드레인 영역(550)에 각기 접속되는 소오스 전극(570)과 드레인 전극(575)을 포함한다.
상기 박막 트랜지스터(560)가 형성된 제1 기판(505)의 전면에는 유기 절연막(580)이 적층되며, 다수의 홈들 및 다수의 돌출부들로 이루어진 반사전극(520)이 형성된다. 본 실시예에 따른 반사 전극(520)은 마스크 패턴에 따라 상술한 실시예 1 또는 실시예 3 내지 실시예 4와 동일한 형상을 가질 수 있다. 제1 배향막(590)은 반사 전극(520)의 상부에 형성된다.
제2 기판(510)은 제2 절연 기판(600), 제2 절연 기판(600)의 차례로 형성된 컬러 필터(605), 투명 공통 전극(610) 및 제2 배향막(615)과 제2 절연 기판(600)의 상부에 형성된 위상차판(620) 및 편광판(625)을 포함한다. 액정층(515)은 스페이서(595)를 개재하여 제1 기판(505) 상부의 제1 배향막(590)과 제2 기판(510) 하부의 제2 배향막(615) 사이에 형성된다. 이러한 부재들은 이미 실시예 1에 개시돤 부재들과 동일하기 때문에 동일한 부재들에 대해서는 설명을 생략한다.
도 12a 내지 도 12c는 도 11에 도시한 장치의 제조 공정을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 12a를 참조하면, 유리 또는 세라믹과 같은 절연 물질로 구성된 제1 절연 기판(525) 상에 폴리 실리콘을 저압(low pewssure) 화학 기상 증착 방법으로 증착하고, 증착된 폴리 실리콘을 패터닝하여 제1 절연 기판(525) 상에 폴리 실리콘막(530)을 형성한다.
이어서, 폴리 실리콘막(530)이 형성된 제1 절연 기판(525)의 전면에 질화 실리콘을 플라즈마 화학 기상 증착 방법으로 증착하여 게이트 절연막(535)을 적층한다.
계속하여, 게이트 절연막(535)의 상부에 탄탈륨(Ta), 티타늄(Ti), 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 구리(Cu) 또는 텅스텐(W) 등과 같은 금속을 증착한 다음, 증착된 금속을 패터닝하여 게이트 라인으로부터 분기되는 게이트 전극(540)을 형성한다.
다음에, 이온 주입 공정을 통하여 폴리 실리콘막(530)에 P형 원소를 도핑시켜 박막 트랜지스터(560)의 소오스 영역(545) 및 드레인 영역(530)을 형성한다. 이 때, 상기 게이트 전극(540)은 마스크로 이용된다.
도 12b를 참조하면, 상기 게이트 전극(540)이 형성된 제1 절연 기판(525)의 상부에 산화막(555)을 적층한 다음, 적층된 산화막(555)을 부분적으로 식각하여 박막 트랜지스터(560)의 소오스 영역(545) 및 드레인 영역(550)을 노출시키는 개구(546, 551)들을 형성한다.
도 12a 및 도 12b에서는 N 채널 박막 트랜지스터를 제조하는 공정을 도시 및 설명하였으나, 이와 동일한 방법에 따라 P 채널 박막 트랜지스터를 형성할 수도 있을 것이다. 또한, P형으로 도핑된 실리콘 이루어진 웨이퍼인 기판 상에 실리콘 부분 산화법을 이용하여 액티브 영역 및 필드 영역을 구분하기 위한 소자 분리막을 형성한 다음, 상기 액티브 영역의 상부에 불순물이 도핑된 폴리 실리콘과 같은 도전 물질로 이루어진 게이트 전극을 형성한 후, 이온 주입 공정을 이용하여 p+소오스 영역 및 드레인 영역을 형성함으로써, 기판 상에 P-MOS 트랜지스터를 형성할 수도 있을 것이다.
도 12c에 도시한 바와 같이, 상기 개구들(546, 551) 및 산화막(555)의 상부에 탄탈륨(Ta), 티타늄(Ti), 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 구리(Cu) 또는 텅스텐(W) 등과 같은 금속을 증착한 다음, 증착된 금속을 패터닝하여 게이트 라인에 직교하는 소오스 라인으로부터 분기되는 소오스 전극(270) 및 드레인 전극(275)을 형성한다. 이어서, 상기 결과물의 전면에 레지스트를 사용하여 스핀 코팅 방법으로 약 1∼3㎛ 정도의 두께를 갖는 유기 절연막(580)을 적층한다.
이후의 유기 절연막(580)을 노광 및 현상하는 공정 및 반사 전극(520)을 형성하는 공정을 포함하는 본 실시예에 따른 반사형 액정표시 장치(500)를 제조하는 방법은 상술한 실시예 1과 동일하므로 이에 대한 설명은 생략한다.
반사율 측정 실험
도 13a 내지 도 13c는 본 발명의 일 실시예에 따른 반사 전극을 형성하기 위한 화소 하나의 반사 전극(또는 마스크 패턴)의 평면도들이다.
도 13a 내지 도 13c 및 도 9에 도시한 바와 같은 마스크 패턴을 사용하여 상기 실시예 2의 방법에 따라서 반사전극을 갖는 액정 표시 장치를 제조하였다.
도 13a에는 수평 방향으로 연장된 제1 그루브들 사이에 각각 하나의 제2 그루브들이 형성된 마스크 패턴을 나타내고, 도 13b에는 제1 그루브들만 형성된 마스크 패턴을 나타내고, 도 13c에는 제1 그루브들 사이에 화소 하나의 가로길이마다. 0.5개의 제2 그루브들이 형성된 마스크 패턴을 나타낸다.
하기 표 2에는 도 13a 내지 도 13c 및 도 9에 도시한 패턴을 갖는 반사전극을 포함한 액정 패널을 사용하여 수득한 반사율을 나타낸다.
수직 방향의 반사율을 측정하는 경우에 광선은 정면에서 상방향으로 30°기울어진 지점에서 입사되었고, 수평 방향의 반사율을 측정하는 경우에 광선은 정면에서 좌측 또는 우측방향으로 30°기울어진 지점에서 입사되었다.
반사율은 다음의 식 2로부터 구하였다.
R(반사율) = (액정 패널의 측정된 반사율/ 표준반사판(BaSO4)의 반사율)X 100
정면에서 측정된 반사율을 측정한 결과를 하기 표 2에 나타낸다.
마스크 종류 수직 방향의 반사율 수평 방향의 반사율
W/D 반사율 C/R W/D 반사율 C/R
도 13a 78.5/2.81 27.93 12.1/0.55 22
도 13b 232.8/11.4 20.42 0.35/0.17 2
도 13c 153/5.16 29.65 5.1/0.3 17
도 9 35.4/1.03 34.36 14/0.38 36.84
주 1) W/B 반사율은 white/dark의 반사율을 나타내고, white는 액정패널을 구동하지 않은 상태에서 측정된 값을 나타내고, dark은 액정 패널을 구동한 상태에서 측정한 값이다.
주 2) C/R 은 contrast ratio를 나타낸다.
또한, 도 13a 내지 도 13c 및 도 9에 도시한 패턴을 갖는 반사전극을 포함한 액정 패널을 사용하여 정면에서 수직 방향 또는 수평 방향으로 시야각을 변화시켜 가면서 반사율을 측정하였다.
광선은 정면에서 상방향으로 30°기울어진 지점에서 입사되었고, 반사 광선은 정면에서 시작하여 수직방향인 상방향과 수평 방향인 좌측 방향으로 50°까지의 변화된 반사율을 측정하였다. 반사율은 상술한 바와 같은 식을 이용하여 구하였다.
도 14a 및 도 14b는 도 13a에 도시한 반사 전극 패턴을 갖는 액정 표시 장치를 사용하여 반사각에 따른 반사율 변화를 측정한 그래프로서, 도 14a는 정면에서 수직방향인 상방향으로의 반사율 변화를 나타내고, 도 14b는 정면에서 수평 방향인 좌측 방향으로의 반사율 변화를 나타낸다.
도 15a 및 도 15b는 도 13b에 도시한 반사 전극 패턴을 갖는 액정 표시 장치를 사용하여 반사각에 따른 반사율 변화를 측정한 그래프로서, 도 15a는 정면에서 수직방향인 상방향으로의 반사율 변화를 나타내고, 도 15b는 정면에서 수평 방향인 좌측 방향으로의 반사율 변화를 나타낸다.
도 16a 및 도 16b는 도 13c에 도시한 반사 전극 패턴을 갖는 액정 표시 장치를 사용하여 반사각에 따른 반사율 변화를 측정한 그래프로서, 도 16a는 정면에서 수직 방향인 상방향으로의 반사율 변화를 나타내고, 도 16b는 정면에서 수평 방향인 좌측 방향으로의 반사율 변화를 나타낸다.
도 17a 및 도 17b는 도 9에 도시한 반사 전극 패턴을 갖는 액정 표시 장치를 사용하여 반사각에 따른 반사율 변화를 측정한 그래프로서, 도 17a는 정면에서 수직 방향인 상방향으로의 반사율 변화를 나타내고, 도 17b는 정면에서 수평 방향인 좌측 방향으로의 반사율 변화를 나타낸다.
도 14a 내지 17b에서 세로축은 측정된 반사율값을 나타내고, 가로축은 정면으로부터의 각도를 나타낸다. 또한, 도 14a 내지 17b에서 ◆로 나타낸 그래프는 액정 패널을 구동하지 않은 상태(white)에서 측정한 그래프이고, ■로 나타낸 그래프는 액정 패널을 구동한 상태에서 측정한 그래프이고, ▲로 나타낸 그래프는 콘트라스트 비를 나타내는 그래프이다.
상기 표 2 및 도 14a 내지 17b에 나타낸 그래프들에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 반사 전극을 갖는 액정 패널은 수직 방향의 반사율이 수평 방향의 반사율에 비하여 높게 나타내어 휴대폰과 같이 수직 방향의 반사율이 중요시되는 장치에서 사용하는 경우에 광효율을 증대시킬 수 있다.
또한, 도 13b에서와 같이 제2 그루브들이 형성되지 않은 경우에는 지나치게 수직 방향의 반사율이 크고, 수평 방향의 반사율이 적어서, 제2 그루브들이 화소 한 라인당 적어도 0.5개 정도 존재하는 것이 바람직한 것을 알 수 있었다.
휴대폰의 경우에, 수평 방향의 반사율에 대한 수직 방향의 반사율이 2:1 내지 3:1이고, 콘트라스비는 30 내지 40: 1인 것이 바람직한 것으로 판명되었다.
본 발명에 따른 반사형 액정표시 장치는 가로 방향으로 연속된 다수의 제1 그루브들과 세로 방향으로 형성된 불연속적인 제2 그루브들 및 상기 제1 및 제2 그루브들에 의해 한정되어 배향된 마이크로 렌즈들이 형성된 반사 전극을 구비함으로써, 종래의 반사형 액정 표시 장치에 비하여 특정 방향에 대하여 크게 향상된 반사 효율을 갖는다. 따라서, 상기 액정표시 장치에 의해 구현되는 화상의 콘트라스트 및 화질을 현저하게 개선할 수 있다.
또한, 반사 전극의 마이크로 렌즈들이 화소의 가로 및 세로 방향으로 배향되기 때문에 휴대폰과 같이 특정한 방향으로 높은 반사율을 나타내어야 하는 전자 디스플레이 장치에 특히 적합하다.
또한, 개선된 노광 및 현상 공정을 이용하여 반사 전극을 형성하기 때문에 장치의 제조 시간 및 비용을 크게 절감할 수 있다.
더욱이. 반사 전극의 홈들이 교차되는 부분에 다양한 형상의 홈 막음 부재를 형성함으로써 반사 전극의 반사율을 더욱 향상시킬 수 있는 동시에 화상의 콘트라스트 및 화질을 크게 개선할 수 있다.
상술한 실시예에서는 액정 표시 장치를 예를 들어 반사 전극을 설명하였지만, 이러한 반사 전극을 필요로하는 전자 디스플레이 장치에도 본 발명의 반사 전극을 사용하여 형성할 수 있다. 이러한 경우에도 화소당의 수직 및 수평 방향으로의 반사율을 상이하게 조정함으로써 광효율을 향상시킬 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (63)

  1. 화소가 형성된 제1 기판;
    상기 제1 기판에 대향하여 형성된 제2 기판:
    제1 기판과 제2 기판 사이에 형성된 액정층; 및
    상기 제1 기판상에 형성되고, 상대적인 고저로 형성된 다수의 제1 영역부들과 제2 영역부들을 포함하고, 상기 제1 영역부들는 제1 방향에 관하여 제2 방향보다 상대적으로 높은 반사율을 갖도록 상기 제1 방향의 수직 방향의 길이 성분의 총합이 상기 제2 방향의 수직 방향의 길이 성분의 총합보다 크도록 형성된 반사 전극을 포함하는 반사형 액정표시 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 영역부는 상기 제2 영역부들에 비하여 상대적으로 낮은 높이를 갖는 그루브 형상을 갖고, 상기 제2 영역부는 상대적으로 높은 높이를 갖는 다수의 돌출부의 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 반사형 액정 표시 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1 영역부는 부분적으로 화소의 경계선과 함께, 상기 제2 영역부들을 폐곡선의 형태로 한정하는 것을 특징으로 하는 반사형 액정 표시 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 제1 방향은 화소의 가로 방향이며, 상기 제2 방향은화소의 세로 방향인 것을 특징으로 하는 액정표시 장치.
  5. 제3항에 있어서, 상기 제1 영역부들은 상기 제1 방향을 따라 연속적으로 형성된 제1 그루브들을 포함하는 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 제1 영역부들은 인근하는 상기 제1 그루브들사이에 형성되고, 상기 제2 방향에 따라 비연속적으로 형성된 제2 그루브들로 이루어지는 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 제2 그루브들은 아크형 또는 직선의 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시 장치.
  8. 제6항에 있어서, 상기 제2 방향을 따라 형성되는 제2 그루브들은 각기 인접한 상기 제2 방향을 따라 형성된 제2 그루브들과 엇갈리게 형성된 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시 장치.
  9. 제6항에 있어서, 상기 제2 방향으로 형성되는 제2 그루브들은 화소 전극 하나의 가로선 마다 0.5∼5개가 형성되는 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시 장치.
  10. 제6항에 있어서, 상기 반사 전극은 상기 제1의 그루브들과 상기 제2의 그루브들이 교차되는 부분에 형성된 홈 막음 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시 장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 홈 막음 수단은 상기 제2 영역부들로부터 연장되는 돌기인 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시 장치.
  12. 제10항에 있어서, 상기 홈 막음 수단은 凸자의 형상, 삼각형의 형상, 역삼각형의 형상 및 원형의 형상 중에서 선택된 어느 하나 이상의 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시 장치.
  13. 제3항에 있어서, 상기 제1 영역부들 2∼5㎛의 폭을 갖는 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시 장치.
  14. 제3항에 있어서, 상기 제2 영역부들은 타원의 형상, 상현달의 형상, 하현달의 형상, 오목 렌즈의 형상, 트랙의 형상, 반 트랙의 형상 및 연장된 오목 렌즈의 형상으로 이루어진 그룹 중에서 선택된 둘 이상의 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시 장치.
  15. 제14항에 있어서, 상기 제2 영역부들의 크기는 4∼20㎛인 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시 장치.
  16. 제3항에 있어서, 상기 제2 영역부의 중앙부에는 산란용 홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시 장치.
  17. 제1항에 있어서, 스위칭 장치로서 상기 제1 기판 상에 순차적으로 형성된 게이트 전극, 게이트 절연막, 반도체층, 오믹 콘택층, 소오스 전극 및 드레인 전극을 포함하는 박막 트랜지스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시 장치.
  18. 제1항에 있어서, 스위칭 장치로서 게이트 전극, 상기 게이트 전극의 하부에 형성된 소오스 및 드레인 영역, 상기 게이트 전극과 소오스 및 드레인 영역사이에 형성된 게이트 절연막, 상기 게이트 전극 상에 형성된 산화막, 상기 소오스 영역에 접속되는 소오스 전극 그리고 상기 드레인 영역에 접속되는 드레인 전극을 포함하는 박막 트랜지스터인 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시 장치.
  19. 제1항에 있어서, 상기 제1 기판과 상기 반사 전극 사이에는 상기 반사 전극과 동일한 구조를 갖도록 형성된 유기 절연막을 포함하는 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시 장치.
  20. 제1항에 있어서, 상기 반사 전극은 알루미늄(Al), 니켈(Ni), 크롬(Cr) 그리고 은(Ag)으로 이루어진 그룹 중에서 선택된 어느 하나로 구성되는 것을 특징으로하는 반사형 액정표시 장치.
  21. 제1항에 있어서, 상기 제1 영역부는 상기 제2 영역부들에 비하여 상대적으로 높은 높이를 갖는 돌출부의 형상을 갖고, 상기 제2 영역부는 상대적으로 낮은 높이의 홈 형상을 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 반사형 액정 표시 장치.
  22. 제1 기판에 화소를 형성하는 단계;
    상기 제1 기판 상에 유기 절연막을 형성하는 단계;
    상기 유기 절연막에 상대적인 고저로 형성된 다수의 제1 영역부들과 제2 영역부들로 구성되어, 상기 제1 영역부는 제1 방향에 관하여 제2 방향보다 상대적으로 높은 반사율을 갖도록 상기 제1 방향의 수직 방향의 길이 성분의 총합이 상기 제2 방향의 수직 방향의 길이 성분의 총합보다 크도록 형성하는 단계;
    상기 유기 절연막 상에 반사 전극을 형성하는 단계;
    상기 제1 기판에 대향하여 투명 전극을 갖는 제2 기판을 형성하는 단계; 및
    상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 액정층을 형성하는 단계를 포함하는 반사형 액정표시 장치의 제조방법.
  23. 제22항에 있어서, 상기 유기 절연막은 스핀 코팅 방법으로 1∼3㎛의 두께로 형성되는 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시 장치의 제조방법.
  24. 제22항에 있어서, 상기 유기 절연막을 상기 제1 영역부들 및 제2 영역부들에 상응하는 마스크 패턴을 갖는 마스크를 사용하여 노광시킨 후, 노광된 유기 절연막을 현상하여 상기 제1 영역부들 및 제2 영역부들을 형성하는 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시 장치의 제조방법.
  25. 제22항에 있어서, 상기 제1 영역부는 부분적으로 화소의 경계선과 함께, 상기 제2 영역부들을 폐곡선의 형태로 한정하는 것을 특징으로 하는 반사형 액정 표시 장치의 제조 방법.
  26. 제25항에 있어서, 상기 제1 영역부들는 상기 제2 영역부들에 비하여 상대적으로 낮은 높이를 갖는 그루브 형상을 갖고, 상기 제2 영역부들은 상대적으로 높은 높이를 갖는 다수의 돌출부의 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 반사형 액정 표시 장치의 제조 방법.
  27. 제26항에 있어서, 상기 제1 영역부들은 상기 제1 방향을 따라 연속적으로 형성된 제1 그루브들을 포함하는 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시 장치의 제조 방법.
  28. 제27항에 있어서, 상기 제1 영역부들은 인근하는 상기 제1 그루브들사이에 형성되고, 상기 제2 방향으로 따라 비연속적으로 형성된 제2 그루브들로 이루어지는 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시 장치의 제조 방법.
  29. 제28항에 있어서, 상기 제2 그루브들은 아크형 또는 직선의 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시 장치의 제조 방법.
  30. 제28항에 있어서, 상기 제2 방향을 따라 형성되는 제2 그루브들은 각기 인접한 상기 제2 방향을 따라 형성된 제2 그루브들과 엇갈리게 형성된 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시 장치의 제조 방법.
  31. 제22항에 있어서, 상기 마스크 패턴은 상기 제1 영역부에 상응하는 패턴인 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시 장치의 제조방법.
  32. 제31항에 있어서, 상기 마스크 패턴은 상기 제2 영역의 중앙부에 산란 홈을 형성하기 위한 산란 홈 패턴을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시 장치의 제조방법.
  33. 제31항에 있어서, 상기 마스크 패턴은 상기 제1 영역부들의 교차부위에 상기 제1영역의 홈 깊이를 균일하게 형성하기 위한 홈막음 수단을 형성하기 위한 홈막음 패턴을 더 포함하는 것을 반사형 액정표시 장치의 제조방법.
  34. 제22항에 있어서, 상기 유기 절연막에 상기 제1영역부 및 제2 영역부들을 형성하는 단계는,
    상기 유기 절연막 상에 제1 패턴을 갖는 제1 마스크를 위치시키는 단계;
    상기 제1 마스크를 이용하여 상기 유기 절연막을 풀 노광하여 상기 반사 전극과 상기 기판상에 형성된 화소 전극과 연결하기 위한 콘택 홀을 형성하는 단계;
    상기 유기 절연막 상에 제2 패턴을 갖는 제2 마스크를 위치시키는 단계; 및
    상기 제2 마스크를 이용하여 상기 유기 절연막을 렌즈 노광하여 상기 유기 절연막에 상기 제1 영역부들 및 상기 제2 영역부들을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시 장치의 제조방법.
  35. 제34항에 있어서, 상기 제1 패턴은 콘택 홀의 형상에 상응하며, 상기 제2 패턴은 상기 제1 영역부들 또는 상기 제2 영역부들에 상응하는 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시 장치의 제조방법.
  36. 제22항에 있어서, 상기 유기 절연막에 상기 제1 영역부들 및 제2 영역부들을 형성하는 단계는 상기 유기 절연막에 상기 제1 방향을 따라 소정의 폭을 갖는 다수의 평행한 제1 그루브들 및 상기 제1 그루브들 사이에 상기 제2 방향으로 비연속적인 제2 그루브들을 형성하여 상기 제1 영역부들 및 제2 영역부들을 형성하는 단계인 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시 장치의 제조방법.
  37. 제22항에 있어서, 상기 유기 절연막에 상기 제1 영역부들 및 제2 영역부들을 형성하는 단계는,
    상기 유기 절연막 상에 제1 패턴을 갖는 제1 마스크를 위치시키는 단계;
    상기 제1 마스크를 이용하여 상기 유기 절연막을 부분 노광시켜 상기 화소의 화소 전극과 상기 반사 전극을 연결하기 위한 콘택 홀을 부분적으로 형성하는 단계;
    상기 유기 절연막 상에 제2 패턴을 갖는 제2 마스크를 위치시키는 단계; 및
    상기 제2 마스크를 이용하여 상기 유기 절연막을 렌즈 노광시켜 상기 유기 절연막에 상기 제1 및 제2 영역을 형성하는 동시에 상기 콘택 홀을 완성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시 장치의 제조방법.
  38. 제37항에 있어서, 상기 유기 절연막을 부분 노광시키는 단계는 상기 콘택 홀을 1회에 형성할 수 있는 풀 노광량에서 상기 유기 절연막을 렌즈 노광시키는 노광량을 제한 노광량으로 수행되는 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시 장치의 제조방법.
  39. 화소가 형성된 절연 기판; 및
    상기 화소에 접속되고, 상기 절연 기판 상에 형성되며, 상대적인 고저로 형성된 다수의 제1 영역부들과 제2 영역부들을 포함하고, 상기 제1 영역부는 제1 방향에 관하여 제2 방향보다 상대적으로 높은 반사율을 갖도록 상기 제1 방향의 수직방향의 길이 성분의 총합이 상기 제2 방향의 수직 방향의 길이 성분의 총합보다 크도록 형성된 반사 수단을 포함하는 전자 디스플레이 장치.
  40. 제39항에 있어서, 스위칭 수단으로서 상기 제1 기판 상에 순차적으로 형성된 게이트 전극, 게이트 절연막, 반도체층, 오믹 콘택층, 소오스 전극 및 드레인 전극을 포함하는 박막 트랜지스터 또는 게이트 전극, 상기 게이트 전극의 하부에 형성된 소오스 및 드레인 영역, 상기 게이트 전극과 소오스 및 드레인 영역사이에 형성된 게이트 절연막, 상기 게이트 전극 상에 형성된 산화막, 상기 소오스 영역에 접속되는 소오스 전극 그리고 상기 드레인 영역에 접속되는 드레인 전극을 포함하는 박막 트랜지스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 디스플레이 장치.
  41. 제39항에 있어서, 상기 반사 수단은 알루미늄, 니켈, 크롬 그리고 은으로 이루어진 그룹 중에서 선택된 어느 하나로 이루어진 반사 전극이며, 상기 화소와 상기 반사 전극 사이에는 상기 반사 전극과 동일한 구조를 갖는 절연막이 형성되는 것을 특징으로 하는 전자 디스플레이 장치.
  42. 제39항에 있어서, 상기 제1 영역부는 부분적으로 화소의 경계선과 함께, 상기 제2 영역부들을 폐곡선의 형태로 한정하고, 상기 제1 영역부는 상기 제2 영역부들에 비하여 상대적으로 낮은 높이를 갖는 그루브 형상을 갖고, 상기 제2 영역부는 상대적으로 높은 높이를 갖는 다수의 돌출부의 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 전자 디스플레이 장치.
  43. 제42항에 있어서, 상기 제1 영역부들은 상기 제1 방향을 따라 연속적으로 형성된 제1 그루브들과, 상기 제1 그루브들사이에 형성되고, 상기 제2 방향으로 따라 비연속적으로 형성된 제2 그루브들로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전자 디스플레이 장치.
  44. 제43항에 있어서, 상기 제2 그루브들은 아크형 또는 직선의 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 전자 디스플레이 장치.
  45. 제43항에 있어서, 상기 제2 방향을 따라 형성되는 제2 그루브들은 각기 인접한 상기 제2 방향을 따라 형성된 제2 그루브들과 엇갈리게 형성되고, 화소 하나의 가로선 마다 0.5∼5개가 형성되는 것을 특징으로 하는 전자 디스플레이 장치.
  46. 제43항에 있어서, 상기 반사 전극은 상기 제1의 그루브들과 상기 제2의 그루브들이 교차되는 부분에 형성된 홈 막음 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 디스플레이 장치.
  47. 제42항에 있어서, 상기 제2 영역부들은 타원의 형상, 상현달의 형상, 하현달의 형상, 오목 렌즈의 형상, 트랙의 형상, 반 트랙의 형상 및 연장된 오목 렌즈의형상으로 이루어진 그룹 중에서 선택된 둘 이상의 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 전자 디스플레이 장치.
  48. 제42항에 있어서, 상기 제2 영역부들의 크기는 4∼20㎛인 것을 특징으로 하는 전자 디스플레이 장치.
  49. 제42항에 있어서, 상기 제2 영역부의 중앙부에는 산란용 홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 전자 디스플레이 장치.
  50. 절연 기판에 화소를 형성하는 단계; 및
    상기 절연 기판 상의 상기 화소에 접속되며, 상대적인 고저로 형성된 다수의 제1 영역부들과 제2 영역부들을 포함하고, 상기 제1 영역부는 제1 방향에 관하여 제2 방향보다 상대적으로 높은 반사율을 갖도록 상기 제1 방향의 수직 방향의 길이 성분의 총합이 상기 제2 방향의 수직 방향의 길이 성분의 총합보다 크도록 형성된 반사 수단을 형성하는 단계를 포함하는 전자 디스플레이 장치의 제조방법.
  51. 제50항에 있어서, 상기 반사 수단을 형성하는 단계는 상기 절연 기판 상에 레지스트막을 형성하는 단계 후에 수행되는 것을 특징으로 하는 전자 디스플레이 장치의 제조방법.
  52. 제51항에 있어서, 상기 레지스트막을 형성하는 단계는,
    상기 레지스트막 상에 제1 패턴을 갖는 제1 마스크를 위치시키는 단계;
    상기 제1 마스크를 이용하여 상기 레지스트막을 풀 노광하여 상기 스위칭 수단과 상기 반사 수단을 연결하기 위한 연결 홀을 형성하는 단계;
    상기 레지스트막 상에 제2 패턴을 갖는 제2 마스크를 위치시키는 단계; 및
    상기 제2 마스크를 이용하여 상기 레지스트막을 렌즈 노광하여 상기 레지스트막에 상기 제1 영역부들 및 상기 제2 영역부들과 동일한 형상의 영역들을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 디스플레이 장치의 제조방법.
  53. 제52항에 있어서, 상기 제1 패턴은 상기 연결 홀의 형상에 상응하며, 상기 제2 패턴은 상기 제1 영역부들 또는 상기 제2 영역부들에 상응하는 것을 특징으로 하는 전자 디스플레이 장치의 제조방법.
  54. 제51항에 있어서, 상기 레지스트막을 형성하는 단계는,
    상기 레지스트막 상에 제1 패턴을 갖는 제1 마스크를 위치시키는 단계;
    상기 제1 마스크를 이용하여 상기 레지스트막을 부분 노광시켜 상기 스위칭 수단과 상기 반사 수단을 연결하기 위한 연결 홀을 부분적으로 형성하는 단계;
    상기 레지스트막 상에 제2 패턴을 갖는 제2 마스크를 위치시키는 단계; 및
    상기 제2 마스크를 이용하여 상기 레지스트막을 렌즈 노광시켜 상기 레지스트막에 상기 제1 및 제2 영역을 형성하는 동시에 상기 연결 홀을 완성하는 단계를포함하는 것을 특징으로 하는 전자 디스플레이 장치의 제조방법.
  55. 제54항에 있어서, 상기 레지스트막을 부분 노광시키는 단계는 상기 연결 홀을 1회에 형성할 수 있는 풀 노광량에서 상기 레지스트막을 렌즈 노광시키는 노광량을 제외한 노광량으로 수행되는 것을 특징으로 하는 전자 디스플레이 장치의 제조방법.
  56. 제50항에 있어서, 상기 제1 영역부들는 부분적으로 화소의 경계선과 함께, 상기 제2 영역부들을 폐곡선의 형태로 한정하고, 상기 제1 영역부는 상기 제2 영역부들에 비하여 상대적으로 낮은 높이를 갖는 그루브 형상을 갖고, 상기 제2 영역부는 상대적으로 높은 높이를 갖는 다수의 돌출부의 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 전자 디스플레이 장치의 제조 방법.
  57. 제56항에 있어서, 상기 제1 영역부들은 상기 제1 방향을 따라 연속적으로 형성된 제1 그루브들과, 상기 제1 그루브들사이에 형성되고, 상기 제2 방향으로 따라 비연속적으로 형성된 제2 그루브들로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전자 디스플레이 장치.
  58. 제57항에 있어서, 상기 반사 수단을 형성하는 단계는 상기 제1 그루브들이 교차되는 부분에 홈 막음 부재를 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는전자 디스플레이 장치의 제조방법.
  59. 제58항에 있어서, 상기 홈 막음 부재를 형성하는 단계는 상기 반사 수단을 형성하는 단계와 동시에 수행되는 것을 특징으로 하는 전자 디스플레이 장치의 제조방법.
  60. 제50항에 있어서, 유기 절연막을 상기 제1 영역 및 제2 영역에 상응하는 마스크 패턴을 갖는 마스크를 사용하여 노광시킨 후, 노광된 유기 절연막을 현상하여 상기 제1 영역 및 제2 영역을 형성한 후, 수득한 유기 절연막상에 상기 반사 수단을 형성하는 것을 특징으로 하는 전자 디스플레이 장치의 제조방법.
  61. 제60항에 있어서, 상기 마스크 패턴은 상기 제1 영역부들에 상응하는 패턴인 것을 특징으로 하는 전자 디스플레이 장치의 제조방법.
  62. 제61항에 있어서, 상기 마스크 패턴은 상기 제2 영역부들의 중앙부에 홈을 형성하기 위한 중앙홈 패턴을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 디스플레이 장치의 제조방법.
  63. 제62항에 있어서, 상기 마스크 패턴은 상기 제1 영역부들의 교차부위에 상기 제1영역부의 상대적인 높이를 보정하기 위한 홈막음 수단을 형성하기 위한 홈막음패턴을 더 포함하는 것을 전자 디스플레이 장치의 제조방법.
KR1020000066972A 2000-11-11 2000-11-11 액정표시장치 및 그 제조방법 KR100731337B1 (ko)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020000066972A KR100731337B1 (ko) 2000-11-11 2000-11-11 액정표시장치 및 그 제조방법
JP2001281191A JP4993830B2 (ja) 2000-11-11 2001-09-17 反射型液晶表示装置及びその製造方法
CN01140917.7A CN1260597C (zh) 2000-11-11 2001-09-26 反射型液晶显示装置及其制造方法
US09/985,031 US6801279B2 (en) 2000-11-11 2001-11-01 Reflection type liquid crystal display
US10/928,210 US7206045B2 (en) 2000-11-11 2004-08-30 Reflection type liquid crystal display and a method for manufacturing the same
US11/695,942 US7450199B2 (en) 2000-11-11 2007-04-03 Reflection type liquid crystal display and a method for manufacturing the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020000066972A KR100731337B1 (ko) 2000-11-11 2000-11-11 액정표시장치 및 그 제조방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20020036891A true KR20020036891A (ko) 2002-05-17
KR100731337B1 KR100731337B1 (ko) 2007-06-21

Family

ID=19698486

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020000066972A KR100731337B1 (ko) 2000-11-11 2000-11-11 액정표시장치 및 그 제조방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100731337B1 (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100483979B1 (ko) * 2001-06-22 2005-04-18 엔이씨 엘씨디 테크놀로지스, 엘티디. 반사판, 그 제조방법, 액정표시장치 및 그 제조방법
KR100731309B1 (ko) * 2001-02-07 2007-06-21 삼성전자주식회사 반사형 액정표시장치
KR100845556B1 (ko) * 2002-09-14 2008-07-10 삼성전자주식회사 액정 표시 장치

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100306546B1 (ko) * 1998-09-28 2001-11-02 마찌다 가쯔히꼬 액정 표시 장치의 제조 방법
JP2000122094A (ja) * 1998-10-20 2000-04-28 Sharp Corp 反射型液晶表示装置
KR100631308B1 (ko) * 1998-11-06 2007-03-02 삼성전자주식회사 반사형 액정표시장치 및 그의 제조방법
KR100286978B1 (ko) * 1999-03-04 2001-04-16 윤종용 반사형 액정표시장치 및 그 제조방법

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100731309B1 (ko) * 2001-02-07 2007-06-21 삼성전자주식회사 반사형 액정표시장치
KR100483979B1 (ko) * 2001-06-22 2005-04-18 엔이씨 엘씨디 테크놀로지스, 엘티디. 반사판, 그 제조방법, 액정표시장치 및 그 제조방법
KR100845556B1 (ko) * 2002-09-14 2008-07-10 삼성전자주식회사 액정 표시 장치

Also Published As

Publication number Publication date
KR100731337B1 (ko) 2007-06-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4993830B2 (ja) 反射型液晶表示装置及びその製造方法
US11609460B2 (en) Liquid crystal display and panel therefor
US7782434B2 (en) In-plane switching mode liquid crystal display device
US7450197B2 (en) Liquid crystal display device
KR20040089840A (ko) 반사투과형 액정표시장치 및 그의 제조 방법
TWI438536B (zh) 液晶顯示器及其製造方法
US7474363B2 (en) Liquid crystal display and panel therefor
KR100813027B1 (ko) 감광성 절연막 및 반사전극의 요철 형성방법 및 이를이용한 요철구조의 반사전극을 갖는 액정표시기의 제조방법
KR100757789B1 (ko) 반사형 액정표시장치
KR100731309B1 (ko) 반사형 액정표시장치
KR100731337B1 (ko) 액정표시장치 및 그 제조방법
KR20070072275A (ko) 수직배향모드 액정표시소자 및 그 제조방법
KR100648218B1 (ko) 고개구율 컬러 액정표시장치
KR100821525B1 (ko) 반사 전극을 갖는 액정표시장치 및 그 제조방법
KR100640089B1 (ko) 반사형 액정 표시 장치 및 그 제조방법
KR100456514B1 (ko) 반사 전극을 갖는 액정표시장치의 제조방법
KR100768272B1 (ko) 액정표시패널 및 이의 제조 방법

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
G170 Publication of correction
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130531

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140530

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150601

Year of fee payment: 9

LAPS Lapse due to unpaid annual fee