KR20040050878A - 액정표시장치 - Google Patents

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KR20040050878A
KR20040050878A KR1020030089126A KR20030089126A KR20040050878A KR 20040050878 A KR20040050878 A KR 20040050878A KR 1020030089126 A KR1020030089126 A KR 1020030089126A KR 20030089126 A KR20030089126 A KR 20030089126A KR 20040050878 A KR20040050878 A KR 20040050878A
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crystal display
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야마모또유지
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엔이씨 엘씨디 테크놀로지스, 엘티디.
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Abstract

박막 트랜지스터가 제조되는 제 1 기판, 제 1 기판과 이격되고 대향되는 제 2 기판, 및 제 1 기판과 제 2 기판 사이에서 샌드위치되는 액정층을 포함하고, 외부입사광은 이미지를 표시하기 위해 뷰어를 향해 반사되는 액정표시장치의 제 1 기판 (200) 은, 전기절연기판 (201), 반사광을 산란하기 위해 전기절연기판 상에 형성되는 복수개의 돌출부 (207), 상부에 돌출부를 커버하는 제 1 전기절연막 (208), 제 1 전기절연막 상에 형성되는 광반사막 (209), 광반사막 상에 형성되는 제 2 전기절연막 (210), 및 제 2 전기절연막 상에 형성되는 화소 전극 (211) 을 포함한다.

Description

액정표시장치 {LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}
본 발명은 외부 입사광을 광원으로 이용할 수 있도록 외부 입사광을 뷰어측으로 반사하는 액정표시장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 향상된 시인성을 갖는 액정표시장치에 관한 것이다.
액정표시장치는 광원에 따라 광전달형 액정표시장치, 광반사형 액정표시장치, 및 결합형 액정표시장치로 분류된다.
광전달형 액정표시장치는 백라이트 소오스, 및 이 백라이트 소오스로부터 방출되는 백라이트를 통과하는 표시 이미지를 포함하도록 설계된다.
광반사형 액정표시장치는 외부 입사광이 뷰어를 향해 반사되는 광반사막을 내부에 포함하도록 설계된다. 따라서, 광전달형 액정표시장치와 달리, 광반사형 액정표시장치는 백라이트 소오스를 가질 필요가 없다.
결합형 액정표시장치는 백라이드 소오스로부터 방출되는 백라이트를 통해 이미지가 표시되는 제 1 영역 및 뷰어를 향해 외부 입사광을 반사시킴으로써 이미지가 표시되는 제 2 영역을 갖도록 설계된다.
액정표시장치, 특히, 이동단말기 또는 휴대폰에 이용되는 액정표시장치는 배터리에서 제공되는 한정된 전력량만을 소모할 수 있다. 따라서, 액정표시패널의 전력소모의 감소는 액정표시장치에서 달성되어야 하는 과제 중 하나이다.
종래의 액정표시장치에서 백라이트가 액정표시패널에 이용되는 효율성을 증가시키기 위해, 도광판 또는 광확산 시트로의 개발이 이루어졌다. 다른 방법으로, 종래의 액정표시장치는 어퍼쳐 레이트를 향상시키기 위해 표시영역에 감소된 폭을 갖는 배선층을 포함하도록 설계되었다.
그러나, 대량 데이터에 의해, 이동통신장치 또는 휴대폰은 현저한 증가량을 처리하게 되고, 액정패널은 이미지를 고정밀도로 표시하는 것이 필요하게 되어 매우 큰 전력 소모를 초래하였다.
액정표시장치를 구성하는 각각의 부품을 개선하는 것은 매우 어렵다. 따라서, 백라이트 소오스를 필요로 하지 않고 액정패널 내부를 통과하는 광을 광원으로 이용하는 광반사형 액정표시장치, 및 백라이트가 다크니스 (darkness) 상태로 방출되고 액정패널을 통해 그 내부를 들어가는 광을 브라이트 (bright) 상태의 광원으로 이용하는 결합형 액정표시장치가 제안되었다.
전술한 바와 같은 광반사형 액정표시장치 및 결합형 액정표시장치는, 종래의 도광판 대신, 주변의 광을 뷰어를 향해 반사하기 위한 광반사판을 갖도록 설계된다.
도 1 은 종래의 결합형 액정표시장치의 부분 단면도이다.
도시된 액정표시장치는 그 상부에 박막 트랜지스터가 제조되는 제 1 기판, 제 1 기판과 이격되고 대향하는 제 2 기판 (미도시), 및 제 1 및 제 2 기판 사이에 샌드위치되는 액정층 (미도시) 을 포함한다. 외부 입사광은 뷰어를 향해 반사되어 이미지를 표시한다. 도 1 은 액정표시장치의 제 1 기판 (900) 의 단면도이다.
도 1 에 나타낸 바와 같이, 제 1 기판 (900) 은 글라스기판 (901), 글라스 기판 (901) 상에 형성되는 게이트 전극 (902), 글라스 기판 (901) 상에 형성되고 게이트 전극 (902) 을 커버하는 게이트 절연막 (903), 게이트 전극 (902) 상의 게이트 절연막 (903) 상에 형성되는 반도체층 (904), 게이트 절연막 (903) 과 반도체층 (904) 의 일부분을 커버하고 소오스 및 드레인 전극으로 동작하는 신호 전극 (905), 광반사영역 (900A) 및 광전달영역 (900B) 의 게이트 절연막 (903) 과 신호 전극 (905) 의 일부분 상에 형성되는 전기절연무기막 (906), 광반사영역 (900A) 의 돌출부 (907) 를 커버하기 위한 전기절연무기막 (906) 상에 형성되는 전기절연유기막 (908), 전기절연유기막 (908) 상에 형성되는 광반사막 (909), 및 광전달영역 (900B) 의 전기절연무기막 (906) 상에 형성되는 화소전극 (910) 으로 이루어진다.
광반사막 (909) 이 연장되는 광반사영역 (900A) 에서, 액정표시장치로 들어가는 주변광은 광반사막 (909) 에 의해 뷰어를 향해 반사된다. 따라서, 반사된 광은 뷰어에 이미지를 형성한다.
광반사막 (909) 이 형성되지 않은 광반사영역 (900B) 에서, 글라스 기판(901) 하부에 위치되는 백라이트 소오스 (미도시) 로부터 방출되는 광은 제 1 기판 (900), 액정층 및 제 2 기판을 통과하고, 뷰어에 도달되어 그/그녀에게 이미지를 제공한다.
전술한 결합형 액정표시장치는, 뷰어가 액정패널의 표면을 경사진 상태로 바라볼 때, 액정 이미지 및 표시된 이미지가 서로 오버랩되지 않아 현저한 시인성의 열화를 초래하는 "패럴랙스 (parallax)" 라는 현상이 발생되는 문제를 수반한다.
광반사형 액정표시장치는 뷰어에 대해 입사광 반사 기능을 갖는다는 점에서 결합형 액정표시장치와 동일하기 때문에, 결합형 액정표시장치 또한 전술한 문제를 수반한다.
따라서, 광반사막 (909) 은 종종 알루미늄 (Al) 막으로 이루어진다.
그러나, 알루미늄 (Al) 으로 구비되는 광반사막 (909) 은, 광반사막 (909) 과 ITO막 사이의 산화-환원 반응으로 인해 광반사막 (909) 이 습도 환경에서 부식되는 문제를 수반하고 투명전극으로 구비되는 ITO (indium-tin-oxide) 막이 제거되기 때문에 불가피하다. 이 문제는 박막 트랜지스터의 제조 공정에서 제조수율 및 신뢰성을 현저하게 악화시킨다.
이러한 문제를 해결하기 위해, Ag막으로 이루어지는 광반사막이 제안되었다. 그러나, Ag막은 제조 단가면에서 실현성이 없다.
따라서, 일본 특허 출원 공보 제 2000-162625 호는 알루미늄막이 컬러 필터층으로 커버되는 CF 온 TFT (CF on TFT) 구조를 갖는 광반사형 액정표시장치를 제안하였다.
그러나, 제안된 액정표시장치에서, 알루미늄으로 이루어진 광반사막 및 ITO 로 이루어지는 화소 전극은 서로 접촉하게 되어, 전술한 문제는 해결되지 않은 상태로 남게 된다.
종래의 액정표시장치의 전술한 문제의 관점에서, 본 발명의 목적은 알루미늄으로 이루어지는 광반사막과 ITO 로 이루어지는 화소 전극이 서로 접착되는 것을 방지하여, 제조 수율, 신뢰성 및 시인성을 향상시킬 수 있는 광반사형 액정표시장치 또는 결합형 액정표시장치를 제공하는데 있다.
도 1 은 종래의 결합형 액정표시장치의 액티브 매트릭스 기판의 단면도.
도 2 는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 결합형 액정표시장치의 사시도.
도 3 은 도 2 의 Ⅲ-Ⅲ 선에 따른 단면도.
도 4 는 도 2 에 도시된 결합형 액정표시장치의 액티브 매트릭스 기판의 단면도.
도 5 는 도 4 에 도시된 다른 타입의 액티브 매트릭스 기판의 단면도.
도 6 은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 결합형 액정표시장치의 액티브 매트릭스 기판의 단면도.
도 7 은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 결합형 액정표시장치의 액티브 매트릭스 기판의 단면도.
도 8 은 도 7 에 도시된 다른 타입의 액티브 매트릭스 기판의 단면도.
도 9a 는 제 1 실시예에 따른 결합형 액정표시장치의 게이트 배선 상에 위치되는 구조의 단면도.
도 9b 는 제 1 실시예에 따른 결합형 액정표시장치의 신호 배선 상에 위치되는 구조의 단면도.
도 10a 는 제 2 실시예에 따른 결합형 액정표시장치의 게이트 배선 상에 위치되는 구조의 단면도.
도 10b 는 제 2 실시예에 따른 결합형 액정표시장치의 신호 배선 상에 위치되는 구조의 단면도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명*
100 : 액정표시장치
110 : 반대기판
111 : 투명 기판
112 : 리타데이션 기판
113 : 편광판
114 : 블랙 매트릭스층
115 : 컬러층
116 : 오버코트층
200, 400, 500 : 액티브 매트릭스 기판
201, 401, 501, 901 : 글라스 기판
202, 402, 502, 902 : 게이트 전극
203, 403, 503, 903 : 게이트 절연막
204, 404, 504, 904 : 반도체층
205, 405, 505, 905 : 신호 전극
206, 406, 506, 906 : 전기절연무기막
207, 407, 507, 907 : 돌출부
208, 408, 508, 908 : 전기절연유기막
209, 409, 509, 909 : 광반사막
210, 410, 510 : 제 2 전기절연유기막
211, 411, 511, 910 : 화소 전극
212, 412, 512 : 접촉홀
300 : 액정층
본 발명의 일 태양에서, 상부에 박막 트랜지스터가 제조되는 제 1 기판, 제 1 기판과 이격되고 그와 대향하는 제 2 기판, 및 제 1 기판과 제 2 기판 사이에 샌드위치되는 액정층을 포함하고, 외부 입사광이 이미지를 표시하기 위해 뷰어를 향해 반사되는 액정표시장치의 제 1 기판이 제공되고, 제 1 기판은, (a) 전기절연기판; (b) 반사광을 산란하기 위한 제 1 전기절연기판 상에 형성되는 복수개의 돌출부; (c) 돌출부를 커버하는 제 1 전기절연막; (d) 제 1 전기절연막 상에 형성되는 광반사막; (e) 광반사막 상에 형성되는 제 2 전기절연투명막; (f) 및 제 2 전기절연투명막 상에 형성되는 화소 전극을 포함한다.
본 발명의 다른 태양에서, 상부에 박막 트랜지스터가 제조되는 제 1 기판, 제 1 기판과 이격되고 그와 대향하는 제 2 기판, 및 제 1 기판과 제 2 기판 사이에 샌드위치되는 액정층을 포함하고, 외부 입사광이 이미지를 표시하기 위해 뷰어를향해 반사되는 액정표시장치가 제공되고, 제 1 기판은, (a) 전기절연기판; (b) 반사광을 산란하기 위한 제 1 전기절연기판 상에 형성되는 복수개의 돌출부; (c) 돌출부를 커버하는 제 1 전기절연막; (d) 제 1 전기절연막 상에 형성되는 광반사막; (e) 광반사막 상에 형성되는 제 2 전기절연투명막; 및 (f) 제 2 전기절연투명막 상에 형성되는 화소 전극을 포함한다.
전술한 본 발명에 의해 획득되는 이점을 아래에 설명한다.
본 발명에 따르면, 광반사막이 화소영역에 부분적으로 또는 전체적으로 형성되는 광반사형 또는 결합형 액정표시장치에서, 광반사막이 게이트 배선 및 신호 배선을 오버랩하도록 형성된 후, 중간층 절연막으로서의 제 2 전기절연막 또는 컬러층이 게이트 배선 및 신호 배선을 포함하는 박막 트랜지스터 상에 부분적으로 형성되거나 또는 표시영역 상에 전체적으로 형성되고, 다음으로, 화소 전극은 화소영역에 전체적으로 형성되어 게이트 배선 및 신호 배선을 오버랩한다.
중간층 절연막으로서의 제 2 전기절연막은 알루미늄으로 이루어진 광반사막 전체를 커버함으로써, 이후의 화학적 단계 및 이후의 단계에서 발생될 전기화학적 반응으로부터 광반사막을 보호한다. 따라서, 화소 전극으로 이루어지는 ITO 를 현상할 때, ITO 막이 산화-환원 반응으로 인해 제거되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 광반사막을 이루는 알루미늄이 수분과 접촉하지 못하므로, 광반사막이 부식되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 액정표시장치는 종래의 액정표시장치에서 알루미늄막이 부식되는 것을 방지하기 위해 이용되는 배리어 금속이라 불리워지는 금속막을 더이상 포함할 필요가 없다.
[제 1 실시예]
도 2 는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 결합형 액정표시장치 (100) 의 사시도이고, 도 3 은 도 2 의 Ⅲ-Ⅲ 에 따른 단면도이다.
도 3 에 나타낸 바와 같이, 액정표시장치 (100) 는 박막 트랜지스터가 제조되는 액티브 매트릭스 (active matrix) 기판 (200), 액티브 매트릭스 기판 (200) 으로부터 이격되고 대향되는 반대 기판 (110), 및 액티브 매트릭스 기판 (200) 과 반대 기판 (110) 사이에 샌드위치되는 액정층 (300) 으로 이루어진다.
반대 기판 (110) 은 투명 기판 (111), 투명 기판 (111) 상에 형성되는 리타데이션 (retardation) 판 (112), 리타데이션판 (112) 상에 형성되는 편광판 (113), 액정층 (300) 과 대향하도록 투명 기판 (111) 상에 형성되는 블랙 매트릭스층 (114), 블랙 매트릭스층 (114) 을 오버랩하지 않도록 투명 기판 (111) 상에 형성되는 컬러층 (115), 및 블랙 매트릭스층 (114) 과 컬러층 (115) 을 커버하도록 형성되는 오버코트층 (116) 으로 이루어진다.
도 4 는 액티브 매트릭스 기판 (200) 의 확대 단면도이다.
도 4 에 나타낸 바와 같이, 액티브 매트릭스 기판 (200) 은 글라스 기판 (201), 글라스 기판 (201) 상에 형성되는 게이트 전극 (202), 게이트 전극 (202) 을 커버하고 글라스 기판 (201) 상에 형성되는 게이트 절연막 (203), 게이트 전극 (202) 상의 게이트 절연막 (203) 상에 형성되는 반도체층 (204), 게이트 절연막 (203) 과 반도체층 (204) 의 일부분 상을 커버하고 소오스 전극 및 드레인 전극으로 동작하는 신호 전극 (205), 광반사영역 (200A) 및 광전달영역 (200B) 의 게이트 절연막 (203) 및 신호 전극 (205) 의 일부분 상에 형성되는 제 1 전기절연무기막 (206), 광반사영역 (200A) 의 제 1 전기절연무기막 (206) 상에 형성되는 복수개의 돌출부 (207), 광반사영역 (200A) 의 돌출부 (207) 상을 커버하도록 전기절연무기막 (206) 상에 형성되는 제 1 전기절연유기막 (208), 광반사영역 (200A) 의 제 1 전기절연유기막 (208) 상에 형성되는 광반사막 (209), 신호 전극 (205) 상의 제 1 전기절연무기막 (206) 및 광반사막 (209) 을 커버하는 제 2 전기절연유기막 (210), 및 ITO 로 이루어지고 제 2 전기절연유기막 (210) 을 통해 형성된 접촉홀 (212) 의 내부면을 포함하는 제 2 전기절연유기막 (210) 의 표면을 커버하는 화소 전극 (211) 으로 이루어진다.
게이트 전극 (202) 은 도 2 에 나타낸 게이트 배선 (102) 을 통해 복수개의 박막 트랜지스터 상에 연장된다. 이와 유사하게, 신호 전극 (205) 은 도 3 에 나타낸 신호 배선 (103) 을 통해 복수개의 박막 트랜지스터 상에 연장된다.
광반사막 (209) 은 높은 광반사를 제공하는 알루미늄으로 이루어지고, 제 1 전기절연유기막 (206) 은 실리콘 니트라이드 SiNx 로 이루어진다.
제 2 전기절연유기막 (210) 은 투명막이고, 그 표면이 평탄화된다. 예를 들면, 제 2 전기절연유기막 (210) 은 감광성 아크릴릭 수지로 이루어진다.
액티브 매트릭스 기판 (200) 은 액정층 (300) 반대측의 글라스 기판 (201) 상에 형성되는 리타데이션판 (미도시), 리타데이션판 상에 형성되는 편광판 (미도시), 및 편광판 하부에 배열되는 백라이트 소오스를 더 포함한다.
도 3 및 도 4 에 나타낸 바와 같이, 액티브 매트릭스 기판 (200) 은 외부 입사광이 뷰어를 향해 반사되는 광반사영역 (200A), 및 백라이트 소오스로부터 방출되는 광이 액티브 매트릭스 기판 (200), 액정층 (300) 및 반대 기판 (110) 을 통과하는 광전달영역 (200B) 을 갖는다.
광전달영역 (200B) 에서, 글라스 기판 (201) 상에는 투명 재료, 특히, ITO 로 이루어지는 화소 전극 (211) 이 형성된다. 따라서, 백라이트 소오스로부터 방출되는 광 (130) 은 광전달영역 (200B) 의 투명 화소 전극 (211), 액정층 (300), 및 반대 기판 (110) 을 통과한다. 따라서, 특정 이미지가 액정패널 상에 표시된다.
광반사영역 (200A) 에서, 요철 표면을 갖는 광반사막 (209) 이 글라스 기판 (201) 상에 형성된다.
따라서, 외부 입사광 (140) 은 광 (130) 과 유사하게 (도 3 참조), 광반사막 (209) 에서 반사되고, 투명 화소 전극 (211), 액정층 (300) 및 반대 기판 (110) 을 통과하고, 뷰어에 도달된다. 따라서, 특정 이미지가 액정패널 상에 표시된다.
리타데이션판 (미도시) 은 파장의 1/4 위상차를 광 (130, 140) 에 제공한다. 편광판 (미도시) 을 통과함으로써, 원형으로 편광되는 광은 선형 편광된 광 및 광 (130, 140) 으로 역으로 변환된다.
입사광을 효율적으로 반사하기 위해 형성되는 돌출부 (207) 는 유기막으로 이루어진다. 제 1 전기절연유기막 (208) 은 돌출부 (207) 를 다른 것과 이격시키는 중간층 절연막으로 형성된다.
도 9a 는 게이트 배선 상에 위치되는 구조의 단면도이고, 도 9b 는 신호 배선 상에 위치되는 구조의 단면도이다. 도 9a 및 도 9b 에 나타낸 바와 같이, 제 1 전기절연유기막 (208) 은 게이트 배선 및 신호 배선 상에 형성되고, 화소에 부분적으로 형성된다.
광반사막 (209) 은 게이트 배선과 신호 배선 상에서 분리되도록, 제 1 전기절연유기막 (208) 상에서 패턴화된다.
제 1 실시예에 따른 결합형 액정표시장치는 종래의 액정표시장치에서 알루미늄막의 부식을 방지하기 위해 이용되는 Cr 또는 Mo 막과 같은 배리어 금속이라 하는 금속막을 가질 필요가 없다.
제 2 전기절연유기막 (210) 은 예를 들면 포토리소그래피에 의해 게이트 배선 및 신호 배선 상에 형성되고 화소에 부분적으로 형성된다.
화소 전극 (211) 은 접촉홀 (212) 을 가로질러 게이트 배선 및 신호 배선 상에서 분리되도록, 제 2 전기절연유기막 (210) 상에 패턴화된다.
제 1 실시예에서, 광반사영역 (200A) 은 광전달영역 (200B) 보다 높게 형성된다. 다른 방법으로, 광반사영역 (200A) 은 광전달영역 (200B) 과 높이가 비슷하게 형성될 수 있다.
결합형 액정표시장치 (100) 에 따르면, 광반사막 (209) 에 제 2 전기절연유기투명막 (210) 을 전체적으로 커버하여, ITO 를 현상할 때 발생되는 산화-환원 반응에 의해 화소 전극 (211) 을 이루는 ITO 가 제거되는 것을 방지하도록 한다.
또한, 광반사막 (209) 이 수분과 접촉하지 않도록 이루어지기 때문에, 광반사막 (209) 은 부식되는 것이 방지될 수 있다.
제 2 전기절연유기막 (210) 으로 이용되는 막은 투명한 막이라면 항상 유기막일 필요는 없다. 도 5 에 나타낸 바와 같이, 결합형 액정표시장치 (100) 는 제 2 전기절연유기막 (210) 을 대신하여 제 2 전기절연무기투명막 (310) 을 포함할 수 있다.
[제 2 실시예]
전술한 제 1 실시예에 따른 결합형 액정표시장치 (100) 에서, 반대 기판 (110) 은 컬러필터층 (115) 을 포함한다. 본 발명은 제 2 실시예로서 후술되는 바와 같이, 액티브 매트릭스 기판 (200) 이 TFT 기판 상에 CF 를 갖는 결합형 액정표시장치에 적용될 수 있다.
도 6 은 제 2 실시예에 따른 결합형 액정표시장치의 액티브 매트릭스 기판 (400) 의 단면도이다.
액티브 매트릭스 기판 (400) 은 글라스 기판 (401), 글라스 기판 (401) 상에 형성되는 게이트 전극 (402), 게이트 전극 (402) 을 커버하고 글라스 기판 (401) 상에 형성되는 게이트 절연막 (403), 게이트 전극 (402) 상의 게이트 절연막 (403) 상에 형성되는 반도체층 (404), 게이트 절연막 (403) 과 반도체층 (404) 의 일부분 상을 커버하고 소오스 전극 및 드레인 전극으로 동작하는 신호 전극 (405), 광반사영역 (400A) 및 광전달영역 (400B) 의 게이트 절연막 (403) 및 신호 전극 (405) 의 일부분 상에 형성되는 제 1 전기절연무기막 (406), 광반사영역 (400A) 의 제 1 전기절연무기막 (406) 상에 형성되는 복수개의 돌출부 (407), 광반사영역 (400A) 의돌출부 (407) 를 커버하도록 전기절연무기막 (406) 상에 형성되는 제 1 전기절연유기막 (408), 컬러 필터로서 형성되고 광반사막 (409) 및 제 1 전기절연무기막 (406) 을 커버하는 컬러층 (413, 414), 반도체층 (404) 상의 컬러층 (413, 414) 상에 형성되는 블랙 매트릭스층 (415), 블랙 매트릭스층 (415), 컬러층 (413, 414), 및 컬러층 (414) 을 통과하여 형성되는 접촉홀 (412) 의 내부 표면을 커버하는 제 2 전기절연유기막 (410), 및 ITO 으로 이루어지고 제 2 전기절연유기막 (410) 상을 커버하는 화소 전극 (411) 으로 이루어진다.
게이트 전극 (402) 은 도 2 에 나타낸 게이트 배선 (102) 을 통해 복수개의 박막 트랜지스터 상으로 연장된다. 이와 유사하게, 신호 전극 (405) 은 도 3 에 나타낸 신호 배선 (103) 를 통과하는 복수개의 박막 트랜지스터 상에 연장된다.
컬러층 (413) 은 적색광을 방출하기 위해 이용되고, 컬러층 (414) 은 녹색광을 방출하기 위해 이용된다.
광반사막 (409) 은 높은 광반사를 제공하는 알루미늄으로 이루어지고, 제 1 전기절연무기막 (406) 은 실리콘 니트라이드 SiNx 로 이루어진다.
제 2 전기절연유기막 (410) 은 투명막이고, 그 상부가 평탄화된다. 예를 들면, 제 2 전기절연유기막 (410) 은 감광성 아크릴릭 수지로 이루어진다.
액티브 매트릭스 기판 (400) 은 액정층 (300) 의 반대측의 글라스 기판 (401) 상에 형성되는 리타데이션판 (미도시), 리타데이션판 상에 형성되는 편광판 (미도시), 및 편광판 하부에 배열되는 백라이트 소오스를 더 포함한다.
도 6 에 나타낸 바와 같이, 액티브 매트릭스 기판 (400) 은 외부 입사광이뷰어를 향해 반사되는 광반사영역 (400A) 및 백라이트 소오스로부터 방출되는 광이 액티브 매트릭스 기판 (400), 액정층 (300), 및 반대 기판 (110) 을 통과하는 광전달영역 (400B) 을 갖는다.
광전달영역 (400B) 에서, 글라스 기판 (401) 상에는 투명 재료, 특히, ITO 로 이루어지는 화소 전극 (411) 만이 형성된다. 따라서, 백라이트 소오스로부터 방출되는 광 (130)(도 3 참조) 은 광전달영역 (400B) 의 투명 화소 전극 (411), 액정층 (300) 및 반대 기판 (110) 을 통과하여 뷰어를 향해 도달된다. 따라서, 이러한 이미지는 액정패널 상에 표시된다.
광반사영역 (400A) 에서, 요철 표면을 갖는 광반사막 (409) 이 글라스 기판 (401) 상에 형성된다.
따라서, 외부 입사광 (140) 은 광 (130) 과 유사하게 (도 3 참조), 광반사막 (409) 에 반사되고, 투명 화소 전극 (411), 액정층 (300) 및 반대 기판 (110) 을 통과하고, 뷰어에 도달한다. 따라서, 특정 이미지가 액정패널 상에 표시된다.
리타데이션판 (미도시) 은 파장의 1/4 의 위상차를 광 (130 ,140) 에 제공한다. 편광판 (미도시) 을 통과함으로써, 원형으로 편광되는 광은 선형 편광된 광 및 광 (130, 140) 으로 역으로 변환된다.
입사광을 효율적으로 반사하기 위해 형성되는 돌출부 (407) 는 유기막으로 이루어진다. 제 1 전기절연유기막 (408) 은 돌출부 (407) 를 다른 것과 이격시키는 중간층 절연막으로 형성된다.
도 10a 는 게이트 배선 상에 위치되는 구조의 단면도이고, 도 10b 는 신호배선 상에 위치되는 구조의 단면도이다. 도 10a 및 도 10b 에 나타낸 바와 같이, 제 1 전기절연유기막 (408) 은 게이트 배선 및 신호 배선 상에 형성되고 화소에 부분적으로 형성된다.
광반사막 (409) 은 게이트 배선 및 신호 배선 상에서 분리되도록 제 1 전기절연유기막 (408) 상에 패턴화된다.
제 2 실시예에 따른 결합형 액정표시장치는, 종래의 액정표시장치에서 알루미늄막의 부식을 방지하기 위해 이용되는 배리어막이라 불리워지는 Cr막, Mo막 등으로 이루어진 금속막을 가질 필요가 없다.
제 2 전기절연유기막 (410) 은 예를 들면 포토리소그래피에 의해 게이트 배선 및 신호 배선 상에 형성되고, 화소에 부분적으로 형성된다.
화소 전극 (411) 은 접촉홀 (412) 을 가로지르는 게이트 배선 및 신호 배선상에서 분리되도록 제 2 전기절연유기막 (410) 상에 패턴화된다.
결합형 액정표시장치 (400) 에 따르면, 광반사막 (409) 에 컬러층 (413, 414) 또는 제 2 전기절연유기투명막 (410) 을 전체적으로 커버하여, ITO 를 현상할 때 발생되는 산화-환원 반응에 의해 화소 전극 (411) 을 이루는 ITO 가 제거되는 것을 방지한다.
또한, 광반사막 (409) 을 이루는 알루미늄이 수분과 접촉하지 않도록 이루어지기 때문에, 광반사막 (409) 이 부식되는 것을 방지할 수 있다.
액티브 매트릭스 기판 (400) 은 컬러 필터로서 동작하는 컬러층 (413, 414) 를 포함하도록 설계되기 때문에, 반대 기판 (110) 상에는 투명 공통 전극 (미도시)만이 형성된다. 따라서, 투명 기판 (111) 을 이루는 재료는 글라스로 한정되지 않는다. 예를 들면, 투명 기판 (111) 은 폴리카보네이트 또는 폴리에테르슐폰 등의 플라스틱으로 이루어질 수 있다. 그 결과, 결합형 액정표시장치 (400) 는, 글라스 기판을 포함하기 때문에 더욱 얇고 밝게 제조되는 것이 어려웠던 종래의 결합형 액정표시장치보다 더욱 얇고 밝게 형성될 수 있다.
제 2 전기절연유기막 (410) 으로 이용되는 막은 투명한 막이라면 항상 유기막일 필요는 없다. 결합형 액정표시장치 (400) 는 제 2 전기절연유기막 (410) 을 대신하여 전기절연무기투명막을 포함할 수 있다.
결합형 액정표시장치 (400) 이 제 2 전기절연유기막 (410) 을 포함하는 것이 항상 필요한 것은 아니다. 화소 전극 (411) 이 컬러층 (413, 414) 상에 직접 형성되는 경우, 결합형 액정표시장치 (400) 는 제 2 전기절연유기막 (410) 을 포함하지 않아도 무방하다.
[제 3 실시예]
전술한 제 1 및 제 2 실시예에서, 본 발명은 결합형 액정표시장지에 적용된다. 제 3 실시예에서, 본 발명은 광반사형 액정표시장치에 적용된다.
도 7 은 제 3 실시예에 따른 광반사형 액정표시장치의 액티브 매트릭스 기판 (500) 의 단면도이다.
도 7 에 나타낸 바와 같이, 액티브 매트릭스 기판 (500) 은 글라스 기판 (501), 글라스 기판 (501) 상에 형성되는 게이트 전극 (502), 게이트 전극 (502) 을 커버하고 글라스 기판 (501) 상에 형성되는 게이트 절연막 (503), 게이트 전극(502) 상의 게이트 절연막 (503) 상에 형성되는 반도체층 (504), 게이트 절연막 (503) 과 반도체층 (504) 의 일부분 상을 커버하고 소오스 전극 및 드레인 전극으로 동작하는 신호 전극 (505), 게이트 절연막 (503) 및 신호 전극 (505) 의 일부분 상에 형성되는 제 1 전기절연무기막 (506), 제 1 전기절연유기막 (506) 상에 형성되는 복수개의 돌출부 (507), 돌출부 (507) 를 커버하도록 전기절연유기막 (506) 상에 형성되는 제 1 전기절연무기막 (508), 제 1 전기절연무기막 (508) 상에 형성되는 광반사막 (509), 신호 전극 (505) 상의 제 1 전기절연무기막 (506) 및 광반사막 (509) 을 커버하는 제 2 전기절연유기막 (510), 및 ITO 로 이루어지고 제 2 전기절연유기막 (510) 을 통해 형성된 접촉홀 (512) 의 내부 표면을 포함하는 제 2 전기절연유기막 (510) 의 표면을 커버하는 화소 전극 (511) 으로 이루어진다.
게이트 전극 (502) 은 도 2 에 나타낸 게이트 배선 (102) 을 통해 복수개의 박박 트랜지스터 상으로 연장된다. 이와 유사하게, 신호 전극 (505) 은 도 3 에 나타낸 신호 배선 (103) 을 통해 복수개의 박막 트랜지스터 상으로 연장된다.
광반사막 (509) 은 높은 광반사를 제공하는 알루미늄으로 이루어지고, 제 1 전기절연무기막 (506) 은 실리콘 니트라이드 SiNx 로 이루어진다.
제 2 전기절연유기막 (510) 은 투명막이고, 그 표면이 평탄화된다. 예를 들면, 제 2 전기절연유기막 (510) 은 감광성 아크릴릭 수지로 이루어진다.
액티브 매트릭스 기판 (500) 은 액정층 (300) 의 반대면에 글라스 기판 (501) 상에 리타데이션판 (미도시), 리타데이션판 상에 형성되는 편광판 (미도시), 및 편광판 하부에 배열되는 백라이트 소오스를 더 포함한다.
제 1 및 제 2 실시예에 따른 결합형 액정표시장치 (200, 400) 와 다르게, 제 3 실시예에 따른 반사형 액정표시장치 (500) 는 광이 통과하는 광전달영역을 포함하지 않지만, 뷰어를 향해 광이 반사되는 광반사영역만을 포함한다.
따라서, 외부 입사광 (140)(도 3 참조) 은 요철면을 갖는 광반사막 (509) 에 반사되고, 투명 화소 전극 (511), 액정층 (300) 및 반대 기판 (110) 을 통과하고, 뷰어에 도달한다. 따라서, 특정 이미지가 액정패널 상에 표시된다.
리타데이션판 (미도시) 은 파장의 1/4 의 위상차를 광 (130, 140) 에 제공한다. 편광판 (미도시) 을 통과함으로써, 원형으로 편광되는 광은 선형 편광된 광 및 광 (130, 140) 으로 역으로 변환된다.
입사광을 효율적으로 반사하기 위해 형성되는 돌출부 (507) 는 유기막으로 이루어진다. 제 1 전기절연유기막 (508) 은 돌출부 (507) 를 다른 것과 이격시키는 중간층 절연막으로서 형성된다.
도 9a 및 도 9b 에 나타낸 바와 같이, 제 1 전기절연유기막 (508) 이 게이트 배선 및 신호 배선 상에 형성되고 화소에 부분적으로 형성된다.
광반사막 (509) 은 게이트 배선 및 신호 배선 상에서 분리되도록 제 1 전기절연유기막 (508) 상에 패턴화된다.
광반사형 액정표시장치 (500) 는 종래의 액정표시장치의 알루미늄막의 부식을 방지하기 위해 이용되는 배리어 막이라 불리워지는 Cr막 또는 Mo막 등으로 이루어지는 금속막을 가질 필요가 없다.
제 2 전기절연유기막 (510) 은 예를 들면 포토리소그래피에 의해 게이트 배선 및 신호 배선 상에 형성되고, 화소에 부분적으로 형성된다.
화소 전극 (511) 은 접촉홀 (512) 을 가로지르는 게이트 배선 및 신호 배선 상에서 분리되도록 제 2 전기절연유기막 (510) 상에서 패턴화된다.
결합형 액정표시장치 (500) 에 따르면, 광반사막 (509) 은 제 2 전기절연유기투명막 (510) 을 전체적으로 커버하여, ITO 를 현상할 때 산화-환원 반응에 의해 발생하는 화소전극 (511) 을 이루는 ITO 가 제거되는 것을 방지하도록 한다.
또한, 광반사막 (509) 을 이루는 알루미늄이 수분과 접촉되지 않도록 이루어지기 때문에, 광반사막 (509) 이 부식되는 것이 방지될 수 있다.
제 2 전기절연유기막 (510) 으로 이용되는 막은 투명한 막이라면 항상 유기막일 필요는 없다. 도 8 에 나타낸 바와 같이, 결합형 액정표시장치 (500) 는 제 2 전기절연유기막 (510) 을 대신하여, 제 2 전기절연무기투명막 (610) 을 포함할 수 있다.
제 3 실시예에 따른 결합형 액정표시장치는, 제 2 실시예와 유사하게, 컬러 필터로 기능하는 컬러층이 액티브 매트릭스 기판 (500) 상에 형성되는 "CF 온 TFT" 구조를 갖도록 설계될 수 있다.
본 발명에 따르면, 알루미늄으로 이루어지는 광반사막과 ITO 로 이루어지는 화소 전극이 서로 접착되는 것을 방지하여, 제조 수율, 신뢰성 및 시인성을 향상시킬 수 있는 광반사형 액정표시장치 또는 결합형 액정표시장치를 제공할 수 있다.

Claims (12)

  1. 상부에 박막 트랜지스터가 형성되는 제 1 기판, 상기 제 1 기판과 이격되고 대향되는 제 2 기판, 및 상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판 사이에 샌드위치되는 액정층을 포함하고, 이미지를 표시하기 위해 외부 입사광이 뷰어를 향해 반사되는 액정표시장치의 제 1 기판으로서,
    (a) 전기절연기판;
    (b) 반사광을 산란하기 위해 상기 전기절연기판 상에 형성되는 복수개의 돌출부;
    (c) 상기 돌출부를 커버하는 제 1 전기절연막;
    (d) 상기 제 1 전기절연막 상에 형성되는 광반사막;
    (e) 상기 광반사막 상에 형성되는 제 2 전기절연투명막; 및
    (f) 상기 제 2 전기절연투명막 상에 형성되는 화소 전극을 포함하는 제 1 기판.
  2. 상부에 박막 트랜지스터가 형성되는 제 1 기판, 상기 제 1 기판과 이격되고 대향되는 제 2 기판, 및 상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판 사이에 샌드위치되는 액정층을 포함하고, 이미지를 표시하기 위해 외부 입사광이 뷰어를 향해 반사되는 액정표시장치의 제 1 기판으로서,
    (a) 전기절연기판;
    (b) 반사광을 산란하기 위해 상기 제 1 전기절연기판 상에 형성되는 복수개의 돌출부;
    (c) 상기 돌출부를 커버하는 제 1 전기절연막;
    (d) 상기 제 1 전기절연막 상에 형성되는 광반사막;
    (e) 상기 광반사막 상에 형성되는 컬러층; 및
    (f) 상기 컬러층 상에 형성되는 화소 전극을 포함하는 제 1 기판.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 컬러층 상에 형성되는 제 2 전기절연투명막을 더 포함하는 제 1 기판.
  4. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 제 2 전기절연투명막은 유기막으로 이루어지는 제 1 기판.
  5. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 제 2 전기절연투명막은 무기막으로 이루어지는 제 1 기판.
  6. 제 1 항, 제 2 항, 또는 제 3 항에 있어서, 상기 광반사막은 상기 박막 트랜지스터의 표시 화소영역의 적어도 일부분을 커버하는 제 1 기판.
  7. 상부에 박막 트랜지스터가 형성되는 제 1 기판, 상기 제 1 기판과 이격되고대향되는 제 2 기판, 및 상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판 사이에 샌드위치되는 액정층을 포함하고, 외부 입사광이 이미지를 표시하기 위해 뷰어를 향해 반사되는 액정표시장치로서,
    상기 제 1 기판이,
    (a) 전기절연기판;
    (b) 반사광을 산란하기 위해 상기 전기절연기판 상에 형성되는 복수개의 돌출부;
    (c) 상기 돌출부를 커버하는 제 1 전기절연막;
    (d) 상기 제 1 전기절연막 상에 형성되는 광반사막;
    (e) 상기 광반사막 상에 형성되는 제 2 전기절연투명막; 및
    (f) 상기 제 2 전기절연투명막 상에 형성되는 화소 전극을 포함하는 액정장치.
  8. 상부에 박막 트랜지스터가 형성되는 제 1 기판, 상기 제 1 기판과 이격되고 대향되는 제 2 기판, 및 상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판 사이에 샌드위치되는 액정층을 포함하고, 이미지를 표시하기 위해 외부 입사광이 뷰어를 향해 반사되는 액정표시장치로서,
    상기 제 1 기판이,
    (a) 전기절연기판;
    (b) 반사광을 산란시키기 위해 상기 전기절연기판 상에 형성되는 복수개의돌출부;
    (c) 상기 돌출부를 커버하는 제 1 전기절연막;
    (d) 상기 제 1 전기절연막 상에 형성되는 광반사막;
    (e) 상기 광반사막 상에 형성되는 컬러층; 및
    (f) 상기 컬러층 상에 형성되는 화소 전극을 포함하는 액정표시장치.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 제 1 기판은 상기 컬러층 상에 제 2 전기절연투명막을 더 포함하는 액정표시장치.
  10. 제 7 항 또는 제 9 항에 있어서, 상기 제 2 전기절연투명막은 유기막으로 이루어지는 액정표시장치.
  11. 제 7 항 또는 제 9 항에 있어서, 상기 제 2 전기절연투명막은 무기막으로 이루어지는 액정표시장치.
  12. 제 7 항, 제 8 항, 또는 제 9 항에 있어서, 상기 광반사막은 상기 박막 트랜지스터의 표시 화소영역의 적어도 일부분을 커버하는 액정표시장치.
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