KR20030011695A - 액정표시장치 및 이의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

액정표시장치 및 이의 제조 방법이 개시되어 있다. 외부광을 반사시키는 반사 전극의 상면에 관측 지점에 따라서 광의 반사율이 서로 다른 구조에 의하여 특정 관측 지점에서는 디스플레이 된 영상을 인식할 수 없도록 하고, 다른 관측 지점에서는 영상을 인식할 수 있도록 하여, 하나의 액정표시장치로부터 서로 다른 2 개의 시야각으로 디스플레이를 수행할 수 있도록 하는 장점을 갖는다.

Description

액정표시장치 및 이의 제조 방법{LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE AND METHOD FOR FABRICATING THE SAME}
본 발명은 액정표시장치 및 이의 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 서로 다른 적어도 2 개의 시야각(viewing angle)으로 영상을 디스플레이를 수행할 수 있도록 한 액정표시장치 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
최근 들어 전기, 전자 산업의 기술 개발에 따라 방대한 데이터를 보다 신속하게 처리할 수 있는 정보처리장치의 기술 개발 또한 급속히 진행되고 있다.
정보처리장치는 매우 빠른 연산에 의하여 사용자가 입력한 데이터를 처리하여 결과 데이터를 발생시킨다.
그러나, 이와 같은 정보처리장치의 유용성에도 불구하고, 사용자는 정보처리장치만으로는 정보처리장치에서 발생한 결과 데이터를 판독 및 인식할 수 없는 단점을 갖는다.
이는 정보처리장치에서 연산되어 처리된 결과 데이터가 전기적 신호 형태로처리, 저장되기 때문이다. 이와 같은 이유로 어떠한 정보처리장치라도 결과 데이터를 사용자가 인식할 수 있도록 하기 위해서는 매개체 역할을 하는 디스플레이 장치를 필요로 한다.
이와 같은 역할을 하는 디스플레이 장치로는 CRT 방식 디스플레이 장치(Cathode Ray Tube type display device) 및 액정표시장치(Liquid Crystal Display device, LCD)가 대표적이다.
CRT 방식 디스플레이 장치는 전자총에서 발생한 전자의 위치를 정밀하게 제어하여 형광물질 및 색화소가 분포된 스크린에 주사함으로써 원하는 영상을 디스플레이 한다.
액정표시장치(Liquid Crystal Display device)는 액정에 의하여 광투과도가 변경된 광이 컬러필터를 통과하도록 하여 영상을 디스플레이 한다.
액정표시장치는 CRT 방식 디스플레이 장치와 대등한 디스플레이 품질의 구현이 가능할 뿐만 아니라, 두께가 수 ㎛에 불과한 액정층(Liquid Crystal layer)으로도 디스플레이가 가능하기 때문에 동일 스크린 사이즈를 갖는 CRT 방식 디스플레이 장치에 비하여 부피가 적으며 무게가 가벼운 장점을 함께 갖는다.
이와 같은 장점을 갖는 액정표시장치는 액정 스스로 광을 생성할 수 없기 때문에 디스플레이를 수행하기 위해서는 어떠한 형태로든 광을 필요로 한다.
이와 같은 이유로 액정표시장치는 광을 이용하는 방법에 따라서 반사형 액정표시장치(reflection type LCD), 투과형 액정표시장치(transmissive type LCD) 및 반사-투과형 액정표시장치(reflection-transmissive type LCD)로 구분된다.
반사형 액정표시장치는 외부에서 발생한 외부광, 예를 들면, 태양광, 실내 조명등, 실외 조명등을 이용하여 디스플레이를 수행한다.
투과형 액정표시장치는 충전된 전기 에너지를 소모하여 발생된 광을 이용하여 디스플레이를 수행한다.
이때, 반사형 액정표시장치는 광을 생성하기 위하여 전기 에너지를 소모할 필요가 없어 소비전력이 매우 낮은 장점 및 광이 존재하는 곳에서만 정보의 디스플레이가 가능하기 때문에 광이 존재하지 않거나 광량이 부족한 곳에서는 디스플레이를 수행할 수 없는 단점을 함께 갖는다.
투과형 액정표시장치는 전기 에너지를 소모하여 발생된 광을 이용하기 때문에 외부광의 존재 유무에 관계없이 어느 곳에서나 양질의 디스플레이를 수행할 수 있는 장점 및 저장된 전기 에너지를 소모하여 광을 생성해야 하기 때문에 반사형 액정표시장치에 비하여 소비전력이 큰 단점을 함께 갖는다.
반사-투과형 액정표시장치는 반사형 액정표시장치의 장점 및 투과형 액정표시장치의 장점을 함께 갖는다.
즉, 어두운 곳에서는 전기적 에너지를 소모하여 발생된 광을 이용하여 디스플레이를 수행하고, 광량이 풍부한 곳에서는 외부광을 이용하여 디스플레이를 수행함으로써 최소의 소비전력으로 디스플레이가 가능토록 한다.
그러나, 이와 같은 액정표시장치들 중, 특히 반사형 액정표시장치 및 반사-투과형 액정표시장치는 제작 과정에서 시야각(viewing angle)이 고정된 상태로 제작되어 사용자의 다양한 욕구를 충분히 만족시키지 못하는 문제점을 갖는다.
따라서, 본 발명은 이와 같은 종래 문제점을 감안한 것으로써, 본 발명의 제 1 목적은 관측 지점에 따라서 서로 다른 시야각으로 영상을 디스플레이 할 수 있는 액정표시장치를 제공함에 있다.
본 발명의 제 2 목적은 관측 지점에 따라서 서로 다른 시야각으로 영상을 디스플레이 할 수 있는 액정표시장치의 제조 방법을 제공함에 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 의한 반사형 액정표시장치의 개념도이다.
도 2는 도 1의 TFT 기판만의 일부를 절개한 부분 단면 사시도이다.
도 3a는 도 2의 A 부분 확대도이다.
도 3b는 본 발명의 일실시예에 의하여 제 1 전극 중 시야각 변경용 돌기에 해당하는 부분에서 반사된 광의 경로를 도시한 단면도이다.
도 4a는 본 발명의 일실시예에 의한 제 1 전극의 다른 실시예를 도시한 단면도이다.
도 4b는 본 발명의 일실시예에 의하여 개구가 형성된 제 1 전극에 의하여 관측 지점에 따라서 시야각이 변경되는 것을 도시한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예를 도시한 TFT 기판의 단면도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 의한 시야각 변경부를 도시한 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 의
한 반사-투과형 액정표시장치의 개념도이다.
도 8은 도 7의 반사-투과형 액정표시장치 중 TFT 기판을 발췌하여 절단한 부분 단면 사시도이다.
도 9a는 본 발명의 바람직한 일실시예에 의한 시야각 변경용 돌기의 단면도이다.
도 9b는 본 발명의 일실시예에 의한 시야각 변경부의 단면도이다.
도 9c는 본 발명의 다른 실시예에 의한 시야각 변경부의 단면도이다.
도 9d는 본 발명의 일실시예에 의하여 시야각 변경부의 작용을 설명하기 위한 단면도이다.
이와 같은 본 발명의 제 1 목적을 구현하기 위해서 본 발명은 매트릭스 형태로 배치된 박막 트랜지스터, 각 박막 트랜지스터의 출력단이 개구되도록 형성된 콘택홀 및 시야각을 관측 지점에 따라서 변경시키기 위하여 관측 지점에 따라 형상이 다른 시야각 변경용 돌기를 갖는 유기 절연막, 일부는 각 출력단과 연결되어 제 1 전원이 인가되고, 나머지 부분은 시야각 변경용 돌기를 덮어 관측 지점에 따라 다른 광반사율을 갖도록 매트릭스 형상으로 배치된 제 1 전극을 포함하는 제 1 기판, 제 1 전극과 대향하도록 컬러필터 및 컬러필터를 덮는 제 2 전극이 형성된 제 2 기판 및 제 1 기판 및 제 2 기판의 사이에 액정을 주입하는 단계를 포함하는 액정표시장치를 제공함에 있다.
또한, 본 발명의 제 2 목적을 구현하기 위해서 본 발명은 매트릭스 형태로 배치된 박막 트랜지스터를 형성하는 단계, 박막 트랜지스터의 출력단이 개구되도록 형성된 콘택홀 및 시야각을 관측 지점에 따라서 변경시키기 위하여 관측 지점에 따라 형상이 다른 시야각 변경용 돌기를 갖는 유기 절연막을 형성하는 단계, 일부는각 출력단과 연결되어 제 1 전원이 인가되고, 나머지 부분은 시야각 변경용 돌기를 덮어 관측 지점에 따라 다른 광반사율을 갖도록 매트릭스 형상으로 배치된 제 1 전극을 형성하여 제 1 기판을 제조하는 단계, 제 1 전극과 대향하도록 컬러필터 및 전면적에 걸쳐 제 2 전극을 형성하여 제 2 기판을 제조하는 단계 및 합착된 제 1 기판 및 제 2 기판의 사이에 주입된 액정을 포함하는 액정표시장치의 제조 방법을 제공함에 있다.
본 발명에 의하면, 적어도 2 개의 관측 지점에서 서로 다른 시야각으로 영상을 디스플레이 할 수 있도록 하여 사용자가 필요에 따라서 서로 다른 시야각으로 영상을 인식할 수 있도록 하는 효과를 갖는다.
이하, 본 발명의 일실시예에 의한 액정표시장치 및 이의 제조 방법을 첨부된 도면을 참조하여 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 액정표시장치의 개념도이다.
첨부된 도 1에 도면부호 200으로 도시된 액정표시장치는 외부광을 사용하여 디스플레이를 수행함으로써 소비전력을 절감하는 반사형 액정표시장치이다.
첨부된 도 1을 참조하면, 반사형 액정표시장치(200)는 컬러 필터 기판(210), 액정(220) 및 TFT 기판(230)으로 구성된다.
TFT 기판(230) 및 컬러필터 기판(210)은 상호 마주보도록 합착되고, TFT 기판(230) 및 컬러필터기판(210)의 사이에는 액정(220)이 주입된다.
도 2는 도 1의 TFT 기판만의 일부를 절개한 부분 단면 사시도이다.
도 2를 참조하면, TFT 기판(230)은 전체적으로 보아 투명 기판(201)에 형성된 박막 트랜지스터(202), 유기 절연막(205), 제 1 전극(204)으로 구성된다.
박막 트랜지스터(202)는 요구되는 해상도에 해당하는 개수로 투명 기판(201)의 일측면에 매트릭스 형태로 형성된다.
박막 트랜지스터(202)는 도 1에 도시된 액정(220)에 지정된 전원이 인가되도록 전원을 공급하는 역할을 한다.
매트릭스 형태로 배열된 박막 트랜지스터(202)는 다시 게이트 전극(gate electrode; 202a), 게이트 전극(202a)과 절연된 채널층(channel layer; 202b), 채널층(202b)의 일측에 연결된 소오스 전극(source electrode; 202c) 및 채널층(202c)의 타측에 연결된 드레인 전극(drain electrode; 202d)으로 구성된다.
이와 같은 구성을 갖는 박막 트랜지스터(202)는 소오스 전극(202c)에 전원 전압이 인가된 상태에서 게이트 전극(202a)에 문턱 전압(threshold voltage) 이상의 전원이 인가될 경우, 소오스 전극(202c)에 인가된 전원이 채널층(202b)을 경유하여 드레인 전극(202d)으로 출력되도록 한다.
유기 절연막(205)은 투명 기판(201)에 박막 트랜지스터(202)가 형성된 상태에서 박막 트랜지스터(202)의 상면에 후박하게 형성된다.
유기 절연막(205)은 박막 트랜지스터(202)의 드레인 전극(202d)을 제외한 나머지 부분을 후술될 제 1 전극(204)에 대하여 절연시키는 역할 및 시야각이 관측 지점에 대하여 변경되도록 하는 역할을 수행한다.
이를 구현하기 위해서, 유기 절연막(205)에는 드레인 전극(202d)이 외부에 대하여 노출되도록 콘택홀(contact hole)이 형성된다.
도 3a는 도 2의 A 부분 확대도이다.
도 3a를 참조하면, 시야각 변경용 돌기(205a)는 시야각이 관측 지점에 대하여 변경되도록 하기 위해 유기 절연막(205)에 적어도 1개가 형성된다.
각각의 시야각 변경용 돌기(205a)는 모두 동일한 형상을 갖으며, 각각의 시야각 변경용 돌기(205a)는 반원 형상으로 유기 절연막(205)으로부터 돌출 된다. 이때, 시야각 변경용 돌기(205a)는 서로 다른 적어도 2 개의 방향에서 서로 다른 접선 기울기를 갖는다.
도 3a를 참조하면, 시야각 변경용 돌기(205)의 어느 한쪽 기울기를 제 1 기울기 a라 정의하기로 하며, 다른 쪽 기울기를 제 2 기울기인 b라 정의하기로 한다.
제 1 전극(204)은 시야각 변경용 돌기(205a)가 형성된 유기 절연막(205)의 상면에 형성된다.
바람직한 일실시예로 제 1 전극(204)은 메탈 박막을 패터닝하여 형성되는데, 제 1 전극(204)은 각 박막 트랜지스터(202) 마다 1 개씩 형성된다.
제 1 전극(204)은 시야각 변경용 돌기(205a)에 의하여 시야각 변경용 돌기(205a)와 동일한 형상의 프로파일을 갖는다.
도 3b는 본 발명의 일실시예에 의하여 제 1 전극 중 시야각 변경용 돌기에 해당하는 부분에서 반사된 광의 경로를 도시한 단면도이다.
도 3b를 참조하면, 제 1 전극(204)은 시야각 변경용 돌기(205a)와 마찬가지로 서로 다른 방향에서 서로 다른 기울기를 갖음으로써, 관측 위치에 따라서 서로 다른 광반사율 및 서로 다른 광 반사 방향을 갖는다.
구체적으로, 관측 지점 C에 사용자의 눈이 위치할 경우, 제 1 전극(204) 중 수평에 대하여 a 기울기를 갖는 부분에서는 광이 제 1 전극(204)으로부터 관측 지점 C에 위치한 사용자의 눈을 향하는 방향으로 반사된다.
반대로, 관측 지점 D에 사용자의 눈이 위치할 경우, 제 1 전극(204) 중 수평에 대하여 b 기울기를 갖는 부분에서는 광이 제 1 전극(204)으로부터 관측 지점 D 사용자의 눈을 향하지 못하는 방향으로 반사된다.
즉, 사용자는 관측 지점 C 에서는 제 1 전극(204)에서 반사된 광에 의하여 발생한 영상을 뚜렷하게 인식할 수 있지만, 관측 지점 D에서는 제 1 전극(204)에서 반사된 광에 의하여 발생한 영상을 뚜렷하게 인식할 수 없게 된다.
이는 관측 지점에 따라서 시야각이 서로 다르게 작용함을 의미한다.
도 4a는 본 발명의 일실시예에 의한 제 1 전극의 다른 실시예를 도시한 단면도이다. 도 4b는 본 발명의 일실시예에 의하여 개구가 형성된 제 1 전극에 의하여 관측 지점에 따라서 시야각이 변경되는 것을 도시한 단면도이다.
도 4a를 참조하면, 제 1 전극(204)에는 관측 지점에 따른 광반사율을 보다 차별화하기 위해서 개구부(204a)가 형성된다. 개구부(204a)는 제 1 전극(204)의 일부를 제거함으로써 구현된다.
이때, 개구부(204a)는 시야각 변경용 돌기(205a)의 중앙을 기준으로 어느 일측으로 편향되도록 형성된다.
도 4b를 참조하면, 제 1 전극(204) 중 개구부(204a)에 의하여 시야각 변경용 돌기(205a)가 노출된 부분은 개구부(204a)가 형성되지 않은 부분에 비하여 현저히낮은 광반사율을 갖는다. 따라서, 관측지점 C와 관측 지점 D에서의 시야각은 서로 다르게 된다.
도 5는 본 발명의 일실시예를 도시한 TFT 기판의 단면도이다.
도 5의 TFT 기판(200)은 유기 절연막(205)의 형상을 제외한 나머지 부분은 도 2와 동일함으로 유기 절연막(205)을 제외한 나머지 부분에 대해서는 중복된 설명을 생략하기로 한다.
도 5를 참조하면, 유기 절연막(205)의 상면에는 콘택홀 및 시야각 변경부(205b)가 형성된다.
시야각 변경부(205b)는 상호 단락 되지 않도록 이격된 제 1 전극(204a, 204b)의 사이에 형성된 공간 W 에 형성된다.
바람직한 일실시예로 시야각 변경부(205b)는 눕혀진 반원 기둥 형상을 갖는다. 이때, 시야각 변경부(205b)의 곡면부는 컬러필터기판을 향하도록 배치된다.
이때, 시야각 변경부(205b)는 관측 지점에 따라서 상이한 시야각을 갖도록 하기 위해 관측 지점에 대하여 비대칭 형상을 갖는다.
도 5를 참조하면, 시야각 변경부(205b)는 바람직한 일실시예로 시야각 변경부(205b)의 중심 O를 기준으로 시야각 변경부(205b)의 양쪽은 서로 상이한 형상을 갖는다. 일실시예로 시야각 변경부(205b)는 관측 지점 C로는 광을 반사시키기에 적합한 접선 기울기 a를 가고, 관측 지점 D로는 광을 반사시키지 않기에 적합한 접선 기울기 b를 갖는다.
이와 같은 구성을 갖는 시야각 변경부(205b)에는 시야각 변경부(205b)를 기준으로 양쪽에 위치한 2 개의 제 1 전극의 일부가 오버랩 된다. 이때, 시야각 변경부(205b)의 양쪽에 위치한 2 개의 제 1 전극에 각각 도면부호 204a 및 204b를 부여하기로 한다.
이때, 제 1 전극(204a, 204b) 중 시야각 변경부(205b)에 오버랩 된 부분은 시야각 변경부(205b)의 형상에 의하여 서로 다른 기울기를 갖는다.
따라서, 제 1 전극(204a, 204b)중 시야각 변경부(205b)의 상면에 위치한 부분에서는 시야각 변경부(205b)의 기울기에 따라서 광의 반사 경로가 달라지게 된다.
예를 들어, 외부광은 도면부호 204a로 도시된 제 1 전극 중 시야각 변경부(205b)의 상부에 위치한 부분에서 반사 된 후 관측시점 C로 반사됨으로, 관측 시점 C에서는 사용자가 영상을 보다 뚜렷하게 인식할 수 있다.
반면, 외부광은 도면부호 204b로 도시된 제 1 전극 중 시야각 변경부(205b)의 상부에 위치한 부분에서 반사 된 후, 관측 시점 D로 반사되지 못함으로써, 관측 시점 D에서는 사용자가 영상을 뚜렷하게 인식할 수 없게 된다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 의한 시야각 변경부를 도시한 단면도이다.
도 6의 TFT 기판은 유기 절연막(205)의 형상을 제외한 나머지 부분은 도 2와 동일함으로 유기 절연막(205)을 제외한 나머지 부분에 대해서는 중복된 설명을 생략하기로 한다.
도 6을 참조하면, 유기 절연막(205)의 상면에는 콘택홀 및 시야각 변경부(205c)가 형성된다.
도 6의 시야각 변경부(205c)는 도 5에 도시된 시야각 변경부(205b)와 달리 좌우 대칭 되도록 눕혀진 반원 기둥 형상을 갖는다. 이때, 시야각 변경부(205b)의 곡면부는 컬러필터기판을 향하도록 배치된다.
시야각 변경부(205c)에는 도면부호 204a 및 204b로 도시된 제 1 전극의 일부가 오버랩 된다.
이때, 시야각 변경부(205c)에 위치한 제 1 전극(204a,204b)은 대칭된 형상을 갖는 시야각 변경부(204b)에 대하여 비대칭 형상으로 형성된다.
도 6을 참조하면, 도면부호 204a로 도시된 제 1 전극 중 시야각 변경부(205c)와 오버랩 된 길이는 도면부호 204b로 도시된 제 1 전극 중 시야각 변경부(205c)와 오버랩 된 길이보다 길다.
이처럼 2 개의 제 1 전극(204a, 204b)에서 시야각 변경부(205c)와 오버랩 된 길이의 차이가 발생할 경우, 제 1 전극(204a, 204b)에서 반사된 광의 방향 및 광반사율은 동일하지 않게 된다.
구체적으로, 도면부호 204b로 도시된 제 1 전극 중 시야각 변경부(205c)와 오버랩 된 곳으로부터 반사된 광은 관측 지점 C에 위치한 사용자의 눈으로 입사된다.
그러나, 도면부호 204a로 도시된 제 1 전극 중 시야각 변경부(205c)와 오버랩 된 곳으로부터 반사된 광은 관측 지점 D에 위치한 사용자의 눈으로 입사되지 않거나 입사되는 광량이 매우 작다.
즉, 대칭 형상을 갖는 시야각 변경부(205c)에 제 1 전극을 비대칭 형상으로형성할 경우에도 사용자는 관측 지점에 따라서 서로 다른 밝기 및 시인성이 서로 다른 영상을 인식 또는 인식하지 못하게 된다.
이와 같이 관측 지점에 따라서 사용자가 화상을 인식 또는 인식하지 못하도록 할 경우 사용자 측면에서는 이를 다양한 목적, 예를 들면, 화면의 비밀 유지 등의 목적으로 사용할 수 있다.
도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 의한 반사-투과형 액정표시장치의 개념도이다.
도 7을 참조하면, 반사-투과형 액정표시장치(300)는 다시 컬러필터 기판(330), 액정(320) 및 TFT 기판(310)으로 구성된다.
컬러필터기판(330) 및 TFT 기판(310)은 각각 제조된 후 합착되고, 합착된 컬러필터기판(330) 및 TFT 기판(310)의 사이에는 액정(320)이 주입된다.
도 8은 도 7의 반사-투과형 액정표시장치 중 TFT 기판을 발췌하여 절단한 부분 단면 사시도이다.
도 8을 참조하면, TFT 기판(310)은 전체적으로 보아 투명 기판(301)에 형성된 박막 트랜지스터(302), 유기 절연막(340), 제 1 전극(337)으로 구성된다.
박막 트랜지스터(302)는 요구되는 해상도에 해당하는 개수로 투명 기판(301)의 상면에 매트릭스 형태로 형성된다. 이 박막 트랜지스터(302)는 도 7에 도시된 액정(320)에 지정된 전원이 인가되도록 하는 역할을 한다.
매트릭스 형태로 배열된 박막 트랜지스터(302)는 다시 게이트 전극(322), 게이트 전극(322)과 절연된 채널층(324), 채널층(324)의 일측에 연결된 소오스전극(326) 및 채널층(324)의 타측에 연결된 드레인 전극(328)으로 구성된다.
이와 같은 구성을 갖는 박막 트랜지스터(302)는 소오스 전극(326)에 전원이 인가된 상태에서 게이트 전극(322)에 문턱 전압 이상의 전원이 인가될 경우, 소오스 전극(326)에 인가된 전원이 채널층(324)을 경유하여 드레인 전극(328)으로 출력되도록 한다.
투명 기판(301)에 박막 트랜지스터(302)가 형성된 상태에서 박막 트랜지스터(302)의 상면에는 후박한 유기 절연막(340)이 형성된다.
유기 절연막(340)은 박막 트랜지스터(320)의 드레인 전극(328)을 제외한 나머지 부분을 후술될 제 1 전극(337)에 대하여 절연시키는 역할과 함께 시야각이 관측 지점에 대하여 변경되도록 하는 역할을 수행한다.
이를 구현하기 위해서, 유기 절연막(340)에는 드레인 전극(328)이 외부에 대하여 노출되도록 콘택홀 및 시야각 변경용 돌기(342)가 형성된다.
도 9a는 본 발명의 바람직한 일실시예에 의한 시야각 변경용 돌기의 단면도이다.
시야각 변경용 돌기(342)는 시야각이 서로 다른 적어도 2 개의 관측 지점에 대하여 서로 다르게 되도록 유기 절연막(340)에 형성된다.
각 시야각 변경용 돌기(342)는 적어도 2 개의 방향에 대하여 서로 다른 형상을 갖는다. 예를 들어, 시야각 변경용 돌기(342)는 바람직한 일실시예로 반원 형상으로 돌출 되고, 시야각 변경용 돌기(342)의 중앙을 기준으로 서로 다른 접선 기울기를 갖는다.
도 9a를 참조하면, 시야각 변경용 돌기(342)의 어느 한쪽 기울기를 제 1 기울기 a라 정의하기로 하며, 다른 쪽 기울기를 제 2 기울기인 b라 정의하기로 한다.
도 9b는 본 발명의 일실시예에 의한 시야각 변경부의 단면도이다.
도 9b를 참조하면, 유기 절연막(340)에는 시야각 변경부(346)가 더 형성될 수 있다. 시야각 변경부(346)는 유기 절연막(340) 중 상세하게 후술될 제 1 전극(337)의 사이에 형성된 빈 공간 W 에 형성된다.
바람직한 일실시예로 시야각 변경부(346)는 눕혀진 반원 기둥 형상을 갖는다. 이때, 시야각 변경부(346)의 곡면부는 컬러필터기판을 향하도록 배치된다.
이때, 시야각 변경부(346)는 관측 지점에 따라서 서로 다른 시야각을 갖도록 하기 위해 시야각 변경부(346)의 중앙 O를 중심으로 비대칭 형상을 갖는다.
도 9b를 참조하면, 시야각 변경부(346)는 바람직한 일실시예로 시야각 변경부(346)의 중심 O를 기준으로 양쪽에서 서로 상이한 형상을 갖는다.
일실시예로 시야각 변경부(346)는 시야각 변경부(346)의 중심 O를 기준으로 양쪽에서 접선 기울기가 서로 다르다.
이와 같은 구성을 갖는 시야각 변경용 돌기(342)의 상면 및 시야각 변경부(346)의 일부에는 제 1 전극(337)이 형성된다. 제 1 전극(337)은 다시 투명 전극(335) 및 반사 전극(330)으로 구성된다.
투명 전극(335)은 유기 절연막(340)에 시야각 변경용 돌기(342)가 포함되도록 매트릭스 형태로 형성된다.
바람직한 일실시예로 투명 전극(335)은 투명하면서 도전성인 박막을 패터닝하여 형성된다. 이때, 투명 전극(335)은 각 박막 트랜지스터(320)에 1 개씩 형성되며, 유기 절연막(340)의 상면에 박막 트랜지스터(320)와 동일하게 매트릭스 형태로 배열된다.
이 투명 전극(335)은 투명 기판(301)의 후면으로부터 공급된 광이 통과하도록 함은 물론 액정에 전계를 가하여 액정의 광투과도를 변경시키는 역할까지 겸한다.
반사 전극(330)은 투명 전극(335)을 포함한 메탈 박막을 패터닝하여 형성된다. 이때, 각 투명 전극(335)에는 하나의 반사 전극(330)이 한 쌍으로 형성된다.
반사 전극(330)은 투명 기판(301)의 상부로부터 공급된 광이 반사되어 액정을 통과하도록 한다. 이때, 반사 전극(330)에는 광이 투명 기판(301)을 통과하도록 개구창(336)이 형성되도록 한다.
이때, 반사 전극(330)은 도 9b에 도시된 바와 같이 비대칭인 시야각 변경부(346)의 상면에 동일한 길이가 오버랩 되도록 형성된다.
이때, 시야각 변경부(346)의 기울기가 서로 다름으로 반사 전극(330) 역시 시야각 변경부(346)의 기울기에 대응하여 상호 동일하지 않은 기울기를 갖는다.
이처럼 반사 전극(330)이 시야각 변경부(346)에 대하여 동일하지 않은 기울기를 가질 경우, 앞서 상세하게 설명한 바와 같이 관측 지점에 따라서 영상이 디스플레이 되거나 디스플레이 되지 않는다.
도 9c는 본 발명의 다른 실시예에 의한 시야각 변경부의 단면도이다.
도 9c를 참조하면, 시야각 변경부(347)는 도 9b에 도시된 시야각변경부(346)와 달리 좌우 대칭 되도록 눕혀진 반원 기둥 형상을 갖는다. 이때, 시야각 변경부(347)의 곡면부는 컬러필터기판을 향하도록 배치된다.
이와 같은 구성을 갖는 시야각 변경용 돌기(342)의 상면 및 시야각 변경부(346,347)의 일부에는 제 1 전극(337)이 형성된다. 제 1 전극(337)은 다시 투명 전극(335) 및 반사 전극(330)으로 구성된다.
투명 전극(335)은 앞서 설명한 실시예와 동일함으로 중복된 설명은 생략하기로 한다.
반사 전극(330)은 투명 전극(335)을 모두 덮는 메탈 박막을 패터닝하여 형성된다. 이때, 각 투명 전극(335)에는 하나의 반사 전극(330)이 한 쌍으로 형성된다.
반사 전극(330)은 투명 기판(301)의 상부로부터 공급된 광이 반사되어 액정을 통과하도록 한다. 이때, 반사 전극(330)에는 광이 투명 기판(301)을 통과하도록 개구창이 형성되도록 한다.
이때, 반사 전극(330)들은 도 9b에 도시된 바와 같이 대칭 형상을 갖는 시야각 변경부(347)에 비대칭 형상으로 형성된다.
도 9d는 본 발명의 일실시예에 의하여 시야각 변경부의 작용을 설명하기 위한 단면도이다.
도 9d를 참조하면, 시야각 변경부(347)를 기준으로 양옆에 위치한 반사 전극(330)들은 시야각 변경부(347)에 대하여 서로 다른 길이를 갖음으로써 광반사율이 서로 다르게 되고, 이에 따라 관측 지점에 따라서 영상이 디스플레이 되거나, 디스플레이 되지 않게 된다.
이상에서 상세하게 설명한 바에 의하면, 구조적인 특성 상 변경이 불가능한 액정표시장치의 시야각을 외부광의 반사 특성, 외부광의 반사 특성과 투과광의 특성을 이용하여 일정 범위 내에서 시야각을 조절 할 수 있는 효과를 갖는다.

Claims (15)

  1. (ⅰ) 매트릭스 형태로 배치된 박막 트랜지스터들; (ⅱ) 상기 박막 트랜지스터 각각의 출력단을 노출하는 콘택홀 및 시야각을 관측 지점에 따라서 변경시키기 위하여 상기 관측 지점에 따라 형상이 다른 시야각 변경용 돌기를 갖고, 상기 박막 트랜지스터들을 절연시키는 유기 절연막; 및 (ⅲ) 일부는 각 상기 출력단과 연결되어 제 1 전원이 인가되고, 나머지 부분은 시야각 변경용 돌기를 덮어 상기 관측 지점에 따라 다른 광반사율을 갖도록 상기 매트릭스 형상으로 배치되며 상기 유기 절연막 상에 형성된 제 1 전극을 포함하는 제 1 기판;
    상기 제 1 전극과 대향하도록 컬러필터 및 상기 컬러필터를 덮는 제 2 전극이 형성된 제 2 기판; 및
    상기 제 1 기판 및 제 2 기판의 사이에 주입된 액정을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 전극 중 상기 시야각 변경용 돌기에 의하여 돌출된 부분의 일부에는 상기 관측 지점에 따라 다른 광반사율을 갖도록 개구부가 형성된 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 유기 절연막 중 상기 제 1 전극과 제 1 전극의 사이에는 시야각 변경부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 시야각 변경부는 곡면부가 상기 제2 기판을 향하도록 눕혀진 반 원기둥 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 반원기둥 형상은 비대칭 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 시야각 변경부의 양쪽에 위치한 상기 제 1 전극들의 일부는 관측 지점에 따라서 광반사율이 서로 다르도록 상기 시야각 변경부의 곡면부까지 연장된 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  7. 제 4 항에 있어서, 상기 시야각 변경부는 대칭 형상을 갖고, 상기 시야각 변경부의 양쪽에 위치한 상기 제 1 전극들의 일부는 관측 지점에 따라서 광반사율이 서로 다르도록 비대칭적으로 상기 시야각 변경부로 연장된 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  8. (ⅰ) 매트릭스 형태로 배치된 박막 트랜지스터들; (ⅱ) 상기 박막 트랜지스터의 각각의 출력단을 노출하는 콘택홀 및 시야각을 관측 지점에 따라서 변경시키기 위하여 상기 관측 지점에 따라 형상이 다른 시야각 변경용 돌기를 갖고, 상기 박막 트랜지스터를 절연시키는 유기 절연막; 및 (ⅲ) 일부는 상기 출력단과 연결되어 제 1 전원이 인가되고, 나머지 부분은 시야각 변경용 돌기를 덮는 투명 전극, 상기 투명 전극으로부터 전원을 공급받으며, 일부 영역은 제 1 광이 투과되도록 개구되고, 나머지 영역은 상기 시야각 변경용 돌기를 덮고 있는 투명 전극을 덮어 상기 관측지점에 따라서 제 1 광과 다른 방향을 갖는 제 2 광의 광반사율이 변경되도록 하는 반사 전극을 포함하는 제 1 전극을 포함하는 제 1 기판;
    상기 제 1 전극과 대향하는 컬러필터 및 상기 컬러필터가 덮이도록 전면적에 형성된 제 2 전극을 포함하는 제 2 기판; 및
    상기 제 1 기판 및 제 2 기판의 사이에 주입된 액정을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 반사 전극 중 상기 시야각 변경용 돌기에 의하여 돌출된 부분의 일부에는 상기 관측 지점에 따라 다른 광반사율을 갖도록 개구부가 형성된 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  10. 제 8 항에 있어서, 상기 유기 절연막은 상기 반사 전극과 반사 전극의 사이에서 곡면부가 상기 제2 기판을 향하도록 눕혀진 반 원기둥 형상으로 돌출된 시야각 변경부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 반원 기둥 형상은 비대칭 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 시야각 변경부의 양쪽에 위치한 상기 반사 전극들의 일부는 관측 지점에 따라서 광반사율이 서로 다르도록 상기 시야각 변경부의 곡면부까지 연장된 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  13. 제 10 항에 있어서, 상기 시야각 변경부는 대칭 형상을 갖고, 상기 시야각 변경부의 양쪽에 위치한 상기 반사 전극들의 일부는 관측 지점에 따라서 광반사율이 서로 다르도록 비대칭적으로 상기 시야각 변경부로 연장된 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  14. (ⅰ) 매트릭스 형태로 배치된 박막 트랜지스터들을 형성하는 단계; (ⅱ) 상기 박막 트랜지스터들의 각 출력단을 노출하는 콘택홀 및 시야각을 관측 지점에 따라서 변경시키기 위하여 상기 관측 지점에 따라 형상이 다른 시야각 변경용 돌기를 갖고 상기 박막 트랜지스터들을 절연시키는 유기 절연막을 형성하는 단계; 및 (ⅲ)일부는 각 상기 출력단과 연결되어 제 1 전원이 인가되고, 나머지 부분은 시야각 변경용 돌기를 덮어 상기 관측 지점에 따라 다른 광반사율을 갖도록 매트릭스 형상으로 배치된 제 1 전극을 형성하여 제 1 기판을 제조하는 단계;
    상기 제 1 전극과 대향하도록 컬러필터 및 전면적에 걸쳐 제 2 전극을 형성하여 제 2 기판을 제조하는 단계; 및
    상기 제 1 기판 및 제 2 기판의 사이에 액정을 주입하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조 방법.
  15. (ⅰ) 매트릭스 형태로 배치된 박막 트랜지스터들을 제조하는 단계; (ⅱ) 상기 박막 트랜지스터들의 각 출력단을 노출하는 콘택홀 및 시야각을 관측 지점에 따라서 변경시키기 위하여 상기 관측 지점에 따라 형상이 다른 시야각 변경용 돌기를 갖고, 상기 박막 트랜지스터들을 절연시키는 유기 절연막을 형성하는 단계; 및 (ⅲ) 일부는 상기 출력단과 연결되어 제 1 전원이 인가되고, 나머지 부분은 시야각 변경용 돌기를 덮는 투명 전극, 상기 투명 전극으로부터 전원을 공급받으며, 일부 영역은 제 1 광이 투과되도록 개구 되고, 나머지 영역은 상기 시야각 변경용 돌기를 덮고 있는 투명전극을 덮어 상기 관측지점에 따라서 제 1 광과 다른 방향을 갖는 제 2 광의 광반사율이 변경되도록 하는 반사 전극을 포함하는 제 1 전극을 형성하여 제 1 기판을 제조하는 단계;
    상기 제 1 전극과 대향하도록 컬러필터 및 전면적에 걸쳐 제 2 전극을 형성하여 제 2 기판을 제조하는 단계; 및
    상기 제 1 기판 및 제 2 기판의 사이에 액정을 주입하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조 방법.
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