KR20020077280A - 다중 도메인 액정 디스플레이의 반사체 구조 및, 그것의제조 방법 - Google Patents

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Abstract

다중 도메인 액정 디스플레이의 반사체 구조는 다양한 높이 레벨의 영역을 가지는 능동 매트릭스 소자 구조, 확산층 및, 다중 도메인 반사층의 구조를 구비한다. 확산층은 다양한 필름 두께 및, 다양한 높이와 형상인 다중 압출 범프를 가진 능동 매트릭스 소자 구조의 위에 형성된다. 반사체 구조는 LCD 패널의 품질을 향상시키도록 다양한 반사 각도 및, 반사 효과를 가진다. 이것은 반사 또는 세미 반사 TN, STN, TFT 또는 TFD 의 반사층내에서 사용될 수 있다. 반사체 제조 방법은 픽셀 부위내에 다중의 도메인을 형성하도록 TFT 기판상의 금속 또는 절연층을 위한 통상적인 방법을 사용한다. 다중 도메인 반사층의 셀 구조를 형성한 이후에, 액정 셀은 픽셀 부위내에 다중의 도메인을 형성한다.

Description

다중 도메인 액정 디스플레이의 반사체 구조 및, 그것의 제조 방법 {Reflector structure of a multi-domain liquid crystal display and its fabrication method}
본 발명은 전체적으로 다중 도메인 액정 디스플레이의 반사체 구조에 관한 것이며, 보다 상세하게는 반사형 또는 세미 반사형 다중 도메인 액정 디스플레이에서 사용되는 반사체 구조 및, 그것을 제조하는 방법에 관한 것이다.
액정 디스플레이 패널에 대한 시장은 급속하게 성장하고 있다. 가장 통상적인 반사형 또는 세미(semi) 반사형 액정 디스플레이는 수평으로 정렬된 트위스티드 네마틱이다. 이러한 액정 디스플레이의 액정 배향들은 그레이 스케일(grey scale) 신호의 전압이 인가되었을때 투과 영역 또는 반사 영역에 단일 도메인(domain)을 형성한다. 도 1a 에 도시된 바와 같이, 두개의 유전체 기판(101,102) 사이에 있는 층내에서 단일 도메인을 형성하는 액정 분자(103)의 배향은 같은 방향을 지향하며, 전압이 인가되었을때 동일한 프리 틸트(pre-tilt) 각도를 가진다. 다중 도메인을 가지는 액정 디스플레이에서, 도 1b 에 도시된 액정 분자(113)의 배향은 상이한 방향을 지향하며, 상이한 프리 틸트 각도를 가진다.
다중 도메인 액정 디스플레이에서 액정 분자의 그레이 스케일 전환 효과는 단일 액정 디스플레이에서 액정 분자의 그것보다 우수하다. 또한 다중 도메인 액정디스플레이에서 액정 분자의 그레이 스케일 역전(GSI; gray scale inversion) 영역은 단일 도메인 액정 디스플레이에서의 액정 분자의 그것보다 작다. 이러한 사실들은 도 2a 내지 도 2c 에 도시된 동등한 콘트라스트 비율의 윤곽으로부터 알 수 있다.
도 2a 는 전압이 1.5 볼트 및, 2.5 볼트이고 액정 분자의 프리-틸트 각도가 1°인 경우에 단일 도메인 액정 디스플레이에서 액정 분자의 동등한 콘트라스트 비율 윤곽을 도시한다. 레이블(label,201)은 단일 도메인 액정 디스플레이내에서 액정 분자의 그레이 스케일 역전 영역을 표시한다. 도 2b 는 인가 전압이 1.5 볼트 및, 2.5 볼트이고, 액정 분자의 각도가 12°인 경우에 단일 도메인 액정 디스플레이내에서 액정 분자의 동등한 콘트라스트 비율 윤곽을 나타낸다. 레이블(203)은 단일 도메인 액정 디스플레이내에서 액정 분자의 그레이 스케일 역전 영역을 나타낸다. 도 2c 는 인가 전압이 1.5 볼트 및, 2.5 볼트이고 액정 분자의 프리 틸트 각도가 1°내지 12°인 경우에 다중 도메인 액정 디스플레이내 액정 분자의 동등한 콘트라스트 비율 윤곽을 나타낸다. 레이블(205)은 다중 도메인 액정 디스플레이내에서 액정 분자의 그레이 스케일 역전 영역을 나타낸다. 상기 도면들로부터, 다중 도메인 액정 디스플레이내의 그레이 스케일 역전 영역은 단일 도메인 액정 디스플레이에서의 그것보다 작은 것을 알 수 있다. 따라서, 다중 도메인 액정 디스플레이는 보다 낳은 그레이 스케일 전환 효과 및, 향상된 시야각을 가진다.
본 발명은, 액정의 배열이 단일 도메인을 형성하는 종래의 반사 또는 세미반사 액정 디스플레이의 상술한 단점을 극복하도록 만들어졌다. 본 발명의 주요 목적은 반사 또는 세미-반사(semi-reflective) 다중 도메인(multi-domain) 액정 디스플레이에서 사용될 수 있는 반사체 구조 및, 그것을 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명에 따르면, 다중 도메인 액정 디스플레이내의 반사체 구조는 다양한 높이 레벨의 영역을 가지는 능동 매트릭스 소자 구조, 확산층 및, 다중 도메인 반사층의 구조를 구비한다. 확산층은 다양한 필름 두께 및, 다양한 높이들과 형상의 다중 압출된 범프(multi-extruded bump)로써 능동 매트릭스 소자 구조의 위에 형성된다. 다중 도메인 반사층은 확산층상에 증착된다.
본 발명에 따르면, 다중 도메인 반사층의 셀 구조가 제조된 이후에, 액정 셀은 픽셀 부위내에 다중 도메인을 형성한다. 종래의 단일 도메인 액정 디스플레이와 비교하면, 본 발명의 다중 도메인 액정 디스플레이는 보다 낳은 그레이 스케일 전환 효과와 향상된 시야각을 가진다. 더욱이, 본 발명의 반사체 구조는 픽셀 부위내에 다중의 도메인을 형성한다. 따라서, 다양한 반사각 및, 양호한 반사 효과의 장점을 가진다. 따라서 LCD 패널의 품질이 향상된다.
본 발명의 액정 디스플레이의 반사체 제조 방법은 픽셀 부위내에 다중의 도메인들을 형성하도록 능동 매트릭스 소자의 절연층 또는 금속에 대한 통상적인 방법을 주로 사용한다. 반사체 제조 방법은 유전체 기판의 준비 및, 능동 매트릭스 소자 및, 다중 도메인 반사층 구조의 제조를 포함한다. 제조하는 동안에, 상부 및, 저부 표면을 가지는 유전체 기판이 우선 준비된다. 능동 매트릭스 소자 구조는 다중의 포토 마스크를 사용함으로써 유전체 기판상에 형성된다. 능동 매트릭스 소자 구조는 상이한 높이 레벨의 적어도 하나의 영역을 가진다. 다중 영역 반사층의 구조는 이후에 다중 갭(gap)의 반사체 방법에 의해서 다양한 높이 레벨의 영역을 가진 능동 매트릭스 소자 구조상에 형성된다.
본 발명에 따르면, 다중 영역 반사층 구조의 필름 두께는 상이한 위치들에서 상이하다. 확산 효과도 상이하다. 다중 도메인 반사층의 셀(cell) 구조가 형성된 이후에, 평균적인 셀 갭의 효과도 또한 상이하다. 따라서, LCD 의 광학적 효과는 그레이스케일(greyscale)을 향상시키는 평균적인 효과를 가진다. 더욱이, 능동 매트릭스 소자 구조의 위에 형성된 확산층은 다양한 높이와 형상 및, 다양한 필름 두께의 다중 압출 범프(bump)를 그 위에 가진다. 따라서, 확산 효과가 좋아진다.
본 발명의 다중 도메인 반사층의 구조는 반사 또는 세미 반사 트위스티드 네마틱(TN), 슈퍼 트위스티드 네마틱(STN), 박막 트랜지스터(TFT), 또는 박막 다이오드(TFD)에서 사용될 수 있다. 반사 금속층을 코팅하고 다중 도메인 반사층의 셀 구조를 형성한 이후에, 다중 도메인 구조는 자기 보상 트위스티드 네마틱(SCTN)과 같은 반사 또는 세미 반사 TFT-LCD, 반사 트위스티드 네마틱(RTN), 반사 전기 제어 바이리프리전스(reflective electrical controlled birefrigence; R-ECB) 또는 혼합 모드의 트위스티드 네마틱(MTN) TFT-LCD 에서 사용될 수 있다.
본 발명의 상술한 목적 및, 다른 목적들, 특징들 및, 장점들은 첨부된 도면을 참조하며 아래에 제공된 상세한 설명을 주의 깊게 읽음으로써 보다 잘 이해될 것이다.
도 1a 는 그레이 스케일 신호의 전압이 인가될때 종래의 반사 또는 세미 반사(semi-reflective) 액정 디스플레이내 액정 분자의 배향이 투과 또는 반사 영역에서 단일 도메인을 형성하는 것을 도시한다.
도 1b 는 그레이 스케일 신호의 전압이 인가되었을때 통상적인 다중 도메인 액정 디스플레이내의 액정 분자의 배향이 상이한 방향을 지향하고, 다중 도메인을 형성하는 것을 도시한다.
도 2a 는 인가된 전압이 1.5 볼트 및, 2.5 볼트이고 액정 분자의 프리 틸트 각도가 1°인 경우에 단일 도메인 액정 디스플레이내의 액정 분자의 동등한 콘트라스트 비율 윤곽을 도시한다.
도 2b 는 인가된 전압이 1.5 볼트 및, 2.5 볼트이고 액정 분자의 프리 틸트 각도가 12°인 경우에 단일 도메인 액정 디스플레이내의 액정 분자의 동등한 콘트라스트 비율 윤곽을 도시한다.
도 2c 는 인가된 전압이 1.5 볼트 및, 2.5 볼트이고 액정 분자의 프리 틸트 각도가 1°와 12°사이인 경우에 다중 도메인 액정 디스플레이내의 액정 분자의 동등한 콘트라스트 비율 윤곽을 도시한다.
도 3a 는 본 발명에 따른 능동 매트릭스 소자 구조의 단면도를 도시한다.
도 3b 는 본 발명에 따른 능동 매트릭스 소자 구조상에 상이한 높이 레벨의 두개 영역 (B 와 A)을 형성하는 것에 대한 단면도를 도시한다.
도 3c 는 본 발명에 따른 능동 매트릭스 소자 구조상에 다양한 높이 레벨의 영역(B,A 및, C)를 형성하는 단면도를 도시한다.
도 3d 는 본 발명에 따른 능동 매트릭스 소자 구조상에 다양한 높이의 4 개 형역(B, D, A 및, C)를 형성하는 단면도를 도시한다.
도 4a-4d 는 본 발명의 구현예에 따른 도 3a 에 도시된 능동 매트릭스 소자 구조상에서 다양한 높이 레벨의 4 개 영역을 형성하는 것에 대한 방법을 순차적으로 도시한다.
도 5a-5g 는 본 발명에 따른 다양한 높이 레벨의 4 개 영역을 가지는 능동 매트릭스 소자에 대한 저온 폴리-Si 구조를 사용하는 다른 바람직한 구현예를 도시한다.
도 6 은 균일한 두께의 확산층, 균일한 높이 및, 독특한 형상과 동일한 셀 갭(cell gap)을 가지는 반사 액정 디스플레이의 통상적인 반사체 구조에 대한 단면도를 도시한다.
도 7a 는 포토레지스트 물질층을 증착한 이후에 두개의 상이한 높이 레벨 영역을 가지는 단순화된 반사체 구조의 단면도를 도시한다.
도 7b 는 포토레지스트 물질층을 노출시키도록 사용된 포토 마스크를 도시한다.
도 7c 내지 도 7d 는 노출 이후에 포토 레지스트 물질의 층을 현상하고 베이킹하는 것을 각각 도시한다.
도 7e 는 반사 금속층을 코팅하고 다중 도메인 반사층의 셀 구조를 형성한 이후에 액정 셀이 픽셀 부위내에 다중의 셀 갭을 형성하는 것을 도시한다.
도 8 은 도 3a 에 도시된 바와 같은 다양한 높이 레벨의 4 개 영역을 가진 능동 매트릭스 소자 구조상에 다중 갭 반사체 방법(multi-gap reflector process)에 의해서 제조된 다중 도메인 반사층 구조의 단면도를 도시한다.
도 9a 내지 도 9c 는 픽셀 부위내에 다양한 높이 레벨의 영역을 가진 능동 매트릭스 소자 구조상에 다중 갭 반사체 방법에 의해 제조된 다중 반사층 구조의 평면도를 도시한다.
도 9a 는 픽셀 부위내에 다양한 높이 레벨의 3 개 영역을 가진 능동 매트릭스 소자 구조의 평면도를 도시한다.
도 9c 는 다양한 높이 및, 형상들과 다양한 필름 두께의 다중 압출 범프를 가진 확산층이 다중 갭 반사체 방법 이후에 다양한 높이 레벨의 3 개 영역(B, A 및, C)상에 형성된 것을 도시한다.
도 9d 는 도 9c 의 단면도를 도시한다.
도 9e 는 도 9d 에 있는 반사층 구조가 다양한 반사 각도 및, 반사 효과를 가지는 것을 도시한다.
도 10a 는 도 9c 에 도시된 영역(A)에서 3 개 치수의 이메이지에 대한 단면도를 도시한다.
도 10b 는 도 9c 에 도시된 영역(B)에서 확산층의 3 개 치수의 이메이지에 대한 단면도를 도시한다.
도 3a 는 본 발명에 따른 능동 매트릭스 소자 구조(active matrix device structure)의 단면도를 도시한다. 도 3a 를 참조하면, 다양한 높이 레벨의 4 개 영역(B,A,C 및, D)이 금속 또는 절연층을 위한 종래의 방법에 의해서 다중의 포토 마스크를 사용하여 각각 형성된다. 유전체 기판(300)은 능동 매트릭스 소자 구조를 형성하는데 사용되는데, 상기 능동 매트릭스 소자 구조는, 저부로부터 상부로, 제 1 금속층(301), 제 1 절연층(302), A-Si 층(303), 제 2 금속층(311), 제 2 절연층(312) 및, 투명층(313)을 구비한다. 다양한 높이 레벨의 4 개 영역에서, 영역(B)의 높이는 700 nm 이고 바람직한 높이의 범위는 플러스 또는 마이너스 300nm 이내일 수 있다. 영역(A)의 높이는 1150 nm 이고 바람직한 높이의 범위는 플러스 또는 마이너스 550 nm 이내일 수 있다. 영역 (C)는 높이를 가지지 않는다. 영역(D)의 높이는 900 nm 이고 바람직한 높이의 범위는 플러스 또는 마이너스 400 nm 이내일 수 있다.
위에서 설명된 바와 같이, 본 발명의 액정 디스플레이는 능동 매트릭스 소자의 금속 또는 절연층을 제조하는 종래의 방법을 주로 사용하여 픽셀 부위내에 다중의 도메인을 형성한다. 능동 매트릭스 소자의 금속 또는 절연층을 위한 종래의 방법은 4 개 내지 7 개의 포토마스크를 취하여 본 발명에 따른 다양한 높이 레벨의 2 개 내지 4 개 영역을 형성한다. 도 3b 는 본 발명에 따른 능동 매트릭스 소자상에 상이한 높이 레벨의 2 개 영역(B 및, A)을 형성하는 단면도를 도시한다. 도 3c 는 본 발명에 따른 능동 매트릭스 소자상에 다양한 높이 레벨의 3 개 영역(B, A 및,C)을 형성하는 방법을 도시한다. 도 3d 는 본 발명에 따른 능동 매트릭스 소자상에 다양한 높이 레벨의 4 개 영역(B,D, A 및, C)을 형성하는 단면도를 도시한다.
도 4a 내지 도 4d 는 도 3a 에 도시된 능동 매트릭스 소자상에 다양한 높이 레벨의 4 개 영역(B,D,A 및, C)을 형성하는 방법을 차례로 도시한다. 도 4a 는 패턴화된 제 1 금속층(301)이 유전체 기판(미도시)상에 형성된 것을 도시한다. 금속층(301)의 높이는 250 nm 이고 바람직한 높이의 범위는 플러스 또는 마이너스 200 nm 이내일 수 있다. 도 4b 는 제 1 절연층(302)이 제 1 금속층(301)을 덮고 패턴화된 A-Si 층(303)이 제 1 의 절연층(302)상에 형성된 것을 도시한다. 제 1 절연층(302)의 높이는 400nm 이고 바람직한 높이의 범위는 플러스 또는 마이너스 300 nm 이내일 수 있다. 도 4c 는 패턴화된 제 2 금속층(311)이 절연층(302)의 위에 형성된 것을 도시한다. 제 2 금속층(311)의 높이는 250 nm 이고 바람직한 높이의 범위는 플러스 또는 마이너스 200 nm 이내일 수 있다. 도 4c 는 패턴화된 제 2 금속층(311)이 절연층(302)의 위에 형성된 것을 도시한다. 제 2 금속층(311)의 높이는 250 nm 이고 바람직한 높이의 범위는 플러스 또는 마이너스 200 nm 이내일 수 있다. 도 4d 는 제 2 절연층(312)이 절연층(302)과 제 2 금속층(311)의 위에 형성된 것을 도시한다. 접촉 구멍은 하부층과의 접촉을 위해서 제 2 절연층(312)을 에칭함으로써 형성된다. 제 2 절연층(312)의 재료는 SiNx 일 수 있다. 제 2 절연층(312)의 높이는 400nm 이고 바람직한 높이의 범위는 플러스 또는 마이너스 300 nm 이내일 수 있다. 마지막으로, 패턴화된 투명층(313)은 도 3a 에 도시된 바와 같이 제 2 절연층(312)상에 증착된다. 패턴화된 투명층(313)을 위한 재료는 인듐 주석 산화물(ITO)일 수 있다. 투명층(313)의 높이는 100nm 이고 바람직한 높이의 범위는 플러스 또는 마이너스 100 nm 이내일 수 있다.
본 발명의 능동 매트릭스 소자는 저온 폴리(poly)-Si (LTPS) 구조를 가진 능동 매트릭스 소자 또는 박막 트랜지스터일 수 있다. 도 4a 내지 도 4d 에 도시된 바람직한 구현예는 능동 매트릭스 소자로서 박막 트랜지스터를 사용한다. 다음에, 도 5a 내지 도 5g 는 저온 폴리-Si 구조를 가지면서 다양한 높이 레벨의 4 개 영역을 가진 능동 매트릭스 소자를 사용하는 다른 바람직한 구현예를 도시한다.
도 5a 는 베이스 코팅층(501)이 유전체 기판상에 형성되고 패턴화된 폴리-Si 층(503)이 베이스 코팅층(501)상에 형성된 것을 도시한다. 제 1 절연층(505)은 도 5b 에 도시된 바와 같이 패턴화된 폴리-Si 층(503)과 베이스 코팅층(501)상에 증착된다. 패턴화된 제 1 금속층(507)은 도 5c 에 도시된 바와 같이 제 1 의 절연층(505)상에 형성된다. 제 2 절연층(509)은 장치 구조의 위에 증착되며 접촉 구멍들은 도 5d 에 도시된 바와 같이 하부층에 접촉하기 위해서 제 2 절연층(509)을 에칭함으로써 형성된다.
도 5e 는 패턴화된 제 2 금속층(511)이 접촉 구멍내에서 뿐만 제 2 절연층(509)의 위에 형성된다. 다음에, 제 3 절연층(513)은 전체 소자 구조의 위에 증착되며 접촉 구멍은 도 5f 에 도시된 바와 같이 제 2 금속층(511)에 접촉하도록 제 3 절연층(513)을 에칭함으로써 형성된다. 마지막으로, 도 5g 에 도시된 바와 같이 투명층(515)이 제 3 절연층(513)상에 증착되어 다양한 높이 레벨(E, F, G 및, H)의 4 개 영역을 가진 저온 폴리-Si 구조의 능동 매트릭스 소자를 형성한다. 투명층(515)을 위한 재료는 인듐 주석 산화물(ITO)일 수 있다.
반사 액정 디스플레이의 종래 반사체 구조는 다양한 높이 레벨 없이 능동 매트릭스 소자 구조상에 제조된다. 그것의 제조 방법은 수지 코팅, 노광, 현상, 베이킹(baking) 및, 셀 구조의 형성을 포함한다. 이러한 종래의 방법에 의해서 형성된 포토레지스트 재료의 확산층은 균일한 필름 두께와 높이 및, 독특한 형상을 가진다. 또한, 이러한 종래 방법에 의해서 제조된 셀의 갭(cell gap)은 같다. 도 6 에 도시된 바와 같이, 포토레지스트 재료의 확산층(601)의 필름 두께(h), 압출 범프(603-606)의 높이 및, 형상과 셀 갭(d)은 같다. 따라서, 이러한 종래 방법은 액정 셀이 단지 단일의 도메인을 형성할 수 있다는 단점을 가진다.
본 발명의 다중 도메인 액정 디스플레이(multi domain liquid crystal display)에 대한 반사체 제조 방법은 픽셀 부위내에 다중의 도메인을 형성할 수 있다. 이것은 다양한 높이 레벨들의 영역을 가진 능동 매트릭스 소자 구조상에 다중 도메인 반사층의 구조를 형성하도록 다중 갭 반사체 방법을 사용한다. 다음은 다양한 높이 레벨의 두개 영역을 가진 능동 매트릭스 소자 구조상의 본 발명에 따른 다중 갭 반사체 방법을 설명한다.
도 7a 는 포토레지스트 재료(703)의 층을 증착한 이후에 상이한 높이 레벨의 2 개 영역을 가진 단순화된 능동 매트릭스 소자 구조에 대한 단면도를 도시한다. 도 7b 는 포토 마스크(705)가 사용되어 포토레지스트 재료(703)의 층을 노출시키는 것을 도시한다. 도 7d 는 노광 이후에 포토레지스트 재료(703)의 층을 각각 현상하고 베이킹하는 것을 도시한다. 도 7d 에 도시된 바와 같이, 포토레지스트재료(703)의 층은 다양한 필름 두께 및, 다양한 높이와 형상을 가진 다중 압출 범프(743-746)로써 확산층을 형성한다. 마지막으로, 반사층을 코팅하고 다중 도메인 반사층의 구조를 형성한 이후에, 액정 셀은 도 7e 에 도시된 바와 같이 픽셀 부위내에 다중의 셀 갭(d1,d2)을 형성한다. 본 발명에 따르면, 다중 갭 반사체 방법은 그 어떤 다른 처리 단계를 포함하지 않는다.
도 8 은 도 3a 에 도시된 다양한 높이 레벨의 4 개 영역을 가진 능동 매트릭스 소자 구조상에 다중 갭 반사체 방법에 의해서 제조된 다중 도메인 반사층의 구조에 대한 단면도를 도시한다. 도 8 을 참조하면, 다양한 필름 두께 및, 다양한 높이와 형상의 다중 압출 범프는 반사 금속층(803)을 코팅한 이후에 형성된다. 본 발명에 따르면, 포토레지스트 재료의 확산층의 평균 필름 두께는 셀 갭의 1/12 내지 1 사이이다. 다양한 높이 레벨의 영역의 평균 높이 편차는 셀 갭의 0 내지 1/3 사이이다. 압출 범프의 평균 경사 각도는 0 내지 10 도 사이이다.
도 9a 내지 도 9c 는 픽셀 부위내에 다양한 높이 레벨의 영역을 가진 능동 매트릭스 소자 구조상의 다중 갭 반사체 방법에 의해서 제조된 다중 도메인 반사층의 구조에 대한 평면도를 도시한다. 도 9a 는 픽셀 부위(901)내에 다양한 높이 레벨의 3 개 영역(B, A 및, C)을 가진 능동 매트릭스 소자의 평면도를 도시한다. 도 9b 는 다중 갭 반사체 방법에서 포토레지스트 재료의 층을 노광시키는데 사용되는 패턴화된 포토 마스크를 도시한다. 도 9c 는 다중 갭 반사체 방법 이후에 다양한 필름 두께 및, 다양한 높이와 형상을 가진 다중 압출 범프를 가진 확산층이 다양한 높이 레벨의 3 개 영역(B, A 및, C)상에 형성된 것을 도시한다.
도 9d 는 도 9c 의 단면을 도시한다. 도 9e 는 도 9d 에서의 반사층의 구조가 다양한 반사 각도 및, 반사 효과를 가지는 것을 도시한다. 도 9e 를 참조하면, 광선이 확산층의 표면에 입사될때, 상이한 위치에서 다양한 산란 방향을 가진다. 그 이유는 다양한 필름 두께 및, 다양한 높이와 형상의 다중 압출 범프(extruded bump)를 3 개의 영역(B, A 및, C)상에 가지는 확산층에 기인한 것이다.따라서, 입사 광선은 3 개의 영역(B, A 및, C)에서 확산층의 표면에 다양한 반사 각도 및, 반사 효과를 가진다. 광이 3 개의 영역(B, A 및, C)에서 확산층의 표면에 입사될때 영역(B', A' 및, C')은 각각 광 각도의 3 개 범위, 또는 소위 가능한 산란 영역을 나타낸다. 도 9e 를 참조하면, 영역(A)에서 압출 범프의 높이 및, 형상이 영역(B 및, C)에서의 것들 보다 뚜렷하므로, 영역(A')이 영역(B')보다 넓다.
본 발명의 다중 도메인 반사층의 구조는 반사 또는 세미 반사 트위스티드 네마틱(semi-reflective twisted nematic), 슈퍼 트위스티드 네마틱(super twisted nematic), 박막 트랜지스터, 또는 박막 다이오드의 구조내에서 사용될 수 있다. 반사 금속층을 증착하고 다중 도메인 반사층의 구조를 형성한 이후에, 다중 도메인 액정 디스플레이의 구조가 반사, 또는 세미 반사 TFT-LCD 의 구조용으로 사용될 수 있는데, 상기 TFT-LCD 는 자동 보상(self-compensated) 트위스티드 네마틱, 반사 트위스티드 네마틱, 반사 전기 제어 바이리프린전스(reflective electrical controlled birefringence) 또는 혼합 모드 트위스티드 네마틱 박막 트랜지스터 액정 디스플레이들중 하나일 수 있다.
도 10a 는 도 9c 에서 도시된 영역(A)에서 확산층의 3 개 치수상의 이메이지에 대한 단면도를 도시하는 다이아그램이며, 여기에서 포토레지스트 재료의 확산층의 필름 두께는 0.778 ㎛ 이고 압출 범프의 경사각(α)은 6.68°이다. 도 10b 는 도 9c 에 도시된 영역(B)에서 확산층의 3 개 치수상의 이메이지에 대한 단면도를 나타내는 다이아그램이며, 여기에서 포토레지스트 재료의 확산층의 필름 두께는 0.835 ㎛ 인데 이것은 도 10a 의 것보다 두꺼우며 압출 범프의 경사각(β)은 10.1°이다. 압출 범프의 경사각들 사이에서의 차이점 때문에, 반사체 구조는 다양한 반사 각도 및, 반사 효과를 가진 다중 도메인 구조이다. 따라서, 그것의 광학적 효과는 단일 도메인 구조내에서의 확산층의 효과보다 훨씬 양호하다.
본 발명이 어느 정도의 특정성을 가지고 설명되었을지라도, 본 발명은 단지 바람직한 구현예만을 가지고 설명되었으며 부분들의 배치뿐만 아니라 상세한 구성 및, 조합에서의 다양한 변화가 본 발명의 사상 및, 범위로부터 이탈함이 없이 이루어질 수 있다는 점이 이해되어야 한다.
본 발명은 액정 디스플레이에서 효과적인 반사체를 제공한다.

Claims (19)

  1. (a) 유전체 기판을 준비하는 단계;
    (b) 상기 유전체 기판상에 능동 매트릭스 소자 구조를 형성하도록 다중 포토 마스크를 사용하는 단계로서, 상기 능동 매트릭스 소자 구조는 상이한 높이 레벨의 적어도 2 개 영역을 그 위에 가지는 단계;
    (c) 상이한 높이 레벨의 영역을 가진 상기 능동 매트릭스 소자 구조의 위에 다중 도메인 반사층의 구조를 형성하도록 다중 갭 반사체 방법을 사용하는 단계;를 구비하는 다중 도메인 액정 디스플레이의 반사체 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 단계(c)에서의 다중 갭 반사체 방법은:
    (c1) 상기 능동 매트릭스 소자 구조의 위에 포토레지스트 재료의 층을 증착하는 단계;
    (c2) 상기 포토레지스트 재료의 층을 패턴화된 포토마스크로써 노광시키는 단계;
    (c3) 다양한 필름 두께 및, 다양한 높이와 형상을 가진 복수개의 압출 범프를 가진 확산층을 형성하도록 노광한 이후에 상기 포토레지스트 재료의 층을 현상하고 베이킹하는 단계; 및,
    (c4) 다중 도메인 반사층의 구조를 형성하도록 상기 확산층상에 반사 금속층을 코팅하는 단계;를 더 구비하는 다중 도메인 액정 디스플레이의 반사체 제조 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 단계(b)는 다양한 높이 레벨의 2 개 내지 4 개 영역들을 형성하도록 4 개 내지 7 개의 포토마스크를 사용하는 것을 특징으로 하는 다중 도메인 액정 디스플레이의 반사체 제조 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    다양한 높이 레벨의 상기 영역의 평균 높이 편차는 셀 갭의 제로 내지 1/3 인 것을 특징으로 하는 다중 도메인 액정 디스플레이의 반사체 제조 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 능동 매트릭스 소자 구조는 저온 폴리-Si 구조를 가진 능동 매트릭스 소자 또는 박막 트랜지스터를 구비하는 것을 특징으로 하는 다중 도메인 액정 디스플레이의 반사체 제조 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 단계(B)는,
    (b1) 패턴화된 제 1 의 금속층을 상기 유전체 기판상에 형성하는 단계;
    (b2) 제 1 의 절연층을 상기 패턴화된 제 1 금속층과 상기 유전체 기판상에증착하는 단계;
    (b3) 패턴화된 A-Si 층을 상기 제 1 의 절연층상에 형성하는 단계;
    (b4) 패턴화된 제 2 의 금속층을 상기 제 1 의 절연층 및, 상기 패턴화된 A-Si 층상에 형성하는 단계;
    (b5) 제 2 의 절연층을 상기 패턴화된 제 2 의 금속층과 상기 유전체 기판상에 증착하고, 하부 층들과 접촉하기 위한 접촉 구멍을 형성하도록 상기 제 2 의 절연층을 에칭하는 단계; 및,
    (b6) 다양한 높이 레벨의 영역을 가진 능동 매트릭스 소자 구조를 형성하도록 패턴화된 투명층을 상기 제 2 의 절연층상에 증착하는 단계;를 구비하는 다중 도메인 액정 디스플레이의 반사체 제조 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    단계(b1)에서의 상기 제 1 금속층의 높이는 50nm 내지 450nm 의 범위이고, 단계(b2)에서의 상기 제 1 절연층의 높이는 100nm 내지 700nm 의 범위이고, 단계(b4)에서의 상기 제 2 금속층의 높이는 50 nm 내지 450nm 의 범위이고, 단계(b5)에서의 상기 제 2 절연층의 높이는 100nm 내지 700nm 의 범위이고, 단계(b6)에서의 상기 투명층의 높이는 0 내지 200 nm 의 범위인 것을 특징으로 하는 다중 도메인 액정 디스플레이의 반사체 제조 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 단계(b)는,
    (b1) 상기 유전체 기판을 베이스 코팅층으로 덮는 단계;
    (b2) 패턴화된 폴리-Si 층을 상기 베이스 코팅층상에 형성하는 단계;
    (b3) 제 1 의 절연층을 상기 패턴화된 폴리-Si 층 및, 상기 베이스 코팅층상에 증착하는 단계;
    (b4) 패턴화된 제 1 의 금속층을 상기 제 1 의 절연층상에 형성하는 단계;
    (b5) 제 2 의 절연층을 상기 패턴화된 제 1 의 금속층상에 증착하고 하부층들과의 접촉을 위한 접촉 구멍을 형성하도록 상기 제 2 의 절연층을 에칭하는 단계;
    (b6) 패턴화된 제 2 금속층을 상기 제 2 의 절연층상에 형성하는 단계;
    (b7) 제 3 의 절연층을 상기 패턴화된 제 2 의 금속층, 상기 제 2 의 절연층 및, 상기 베이스 코팅층상에 증착하고, 상기 제 2 의 금속층과의 접촉을 위한 접촉 구멍을 형성하도록 상기 제 3 의 절연층을 에칭하는 단계; 및,
    (b8) 다양한 높이 레벨을 가진 능동 매트릭스 소자 구조를 형성하도록 패턴화된 투명층을 상기 제 3 의 절연층상에 증착하는 단계;를 더 구비하는 다중 도메인 액정 디스플레이의 반사체 제조 방법.
  9. 상기 다중 도메인 반사층의 셀 구조를 형성하는 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는, 제 1 항의 반사체 제조 방법을 구비하는 액정 디스플레이의 제조 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    액정 셀들은 픽셀 부위내에 복수개의 상이한 셀 갭들을 형성하는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이의 제조 방법.
  11. 상이한 높이 레벨인 적어도 하나의 영역을 그 위에 가지는 능동 매트릭스 소자 구조;
    상기 능동 매트릭스 소자 구조의 위에 형성되고, 다양한 필름 두께 및, 다양한 높이와 형상의 복수개 압출 범프들을 그 위에 가지는 확산층; 및,
    상기 확산층상에 증착된 다중 도메인 반사층의 구조;를 구비하는 다중 도메인 액정 디스플레이내의 반사체 구조.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 확산층이 셀 갭의 1/12 내지 셀 갭의 1 사이인 평균 필름 두께를 가지는 포토레지스트 물질의 층인 것을 특징으로 하는 다중 도메인 액정 디스플레이의 반사체 구조.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상이한 높이 레벨의 상기 적어도 하나의 영역의 평균 높이 편차는 셀 갭의 제로내지 1/3 사이인 것을 특징으로 하는 다중 도메인 액정 디스플레이의 반사체구조.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 압출 범프는 제로 내지 10 도 사이인 평균 경사 각도를 가지는 것을 특징으로 하는 다중 도메인 액정 디스플레이의 반사체 구조.
  15. 제 11 항에 있어서,
    상기 다중 도메인 반사층의 구조는 반사 트위스티드 네마틱, 또는 슈퍼 트위스티드 네마틱, 박막 트랜지스터 또는 박막 다이오드의 반사층 구조인 것을 특징으로 하는 다중 도메인 액정 디스플레이의 반사체 구조.
  16. 제 11 항에 있어서,
    다중 도메인 반사층의 상기 구조는 세미 반사 트위스티드 네마틱, 슈퍼 트위스티드 네마틱, 박막 트랜지스터, 또는 박막 다이오드의 반사층의 구조인 것을 특징으로 반사체 구조.
  17. 제 11 항의 반사체 구조를 구비하는 다중 도메인 액정 디스플레이.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 액정 디스플레이는 반사, 또는 세미 반사의 박막 트랜지스터 액정 디스플레이인 것을 특징으로 하는 다중 도메인 액정 디스플레이.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 액정 디스플레이는 자동 보상 트위스티드 네마틱, 반사 트위스티드 네마틱, 반사 전기 제어 바이리프리전스, 또는 혼합 모드 트위스티드 네마틱 박막 트랜지스터 액정 디스플레이인 것을 특징으로 하는 다중 도메인 액정 디스플레이.
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