KR20060066370A - 어레이 기판과, 이의 제조 방법 및 이를 갖는 액정표시패널 - Google Patents

어레이 기판과, 이의 제조 방법 및 이를 갖는 액정표시패널 Download PDF

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KR20060066370A
KR20060066370A KR1020040104951A KR20040104951A KR20060066370A KR 20060066370 A KR20060066370 A KR 20060066370A KR 1020040104951 A KR1020040104951 A KR 1020040104951A KR 20040104951 A KR20040104951 A KR 20040104951A KR 20060066370 A KR20060066370 A KR 20060066370A
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Abstract

단일 셀갭을 가지면서도 이중 셀갭과 동일한 특성을 갖는 어레이 기판과, 이의 제조 방법 및 이를 갖는 액정표시패널이 개시된다. 어레이 기판은 스위칭 소자, 절연층, 화소 전극, 반사판 및 이너 편광자층을 포함한다. 스위칭 소자는 기판의 반사 영역에 형성된다. 절연층은 기판과 스위칭 소자를 커버하되, 스위칭 소자의 드레인 전극을 노출시키는 홀이 형성된다. 화소 전극은 홀을 경유하여 스위칭 소자와 전기적으로 연결된다. 반사판은 화소 전극을 커버하면서 반사 영역에 형성된다. 이너 편광자층은 반사판에 대응하여 형성된다. 이에 따라, 액정표시패널 내부의 반사영역에만 이너 편광자층을 선택적으로 형성하므로써, 단일 셀갭을 바탕으로 화이트 휘도 및 콘트라스트 비율을 확보할 수 있다.
액정, 반사, 투과, 반투과, 내장, 편광자, 단일 셀갭

Description

어레이 기판과, 이의 제조 방법 및 이를 갖는 액정표시패널{ARRAY SUBSTRATE, METHOD OF MANUFACTURING THE SAME AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY PANEL HAVING THE SAME}
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 단일 셀갭의 반사-투과형 액정표시장치를 설명하기 위한 단면도이다.
도 2a 및 도 2b는 도 1에 도시된 반사-투과형 액정표시장치의 광경로를 설명하기 위한 개념도들이다.
도 3a 내지 도 3g는 도 1에 도시된 반사-투과형 어레이 기판의 제조 방법을 설명하기 위한 공정도들이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 단일 셀갭의 반사-투과형 액정표시장치를 설명하기 위한 단면도이다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 제2 실시예에 따른 단일 셀갭의 반사-투과형 액정표시장치의 광경로를 설명하기 위한 개념도들이다.
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 단일 셀갭의 반사-투과형 액정표시장치를 설명하기 위한 단면도이다.
도 7a 내지 도 7g는 도 6에 도시된 반사-투과형 어레이 기판의 제조 방법을 설명하기 위한 공정도들이다.
도 8은 본 발명의 제4 실시예에 따른 단일 셀갭의 반사-투과형 액정표시장치를 설명하기 위한 단면도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100 : 어레이 기판 130 : 패시베이션층
140 : 화소 전극층 160 : 유기절연막
170 : 반사판 180, 770 : 평탄화층
190, 580, 670, 780 : 이너 편광자층 199, 590, 680, 790 : 제1 배향막
200 : 액정층 300 : 컬러필터 기판
310 : 차광층 320 : 색화소층
330 : 오버 코팅층 340 : 공통 전극층
350 : 제2 배향막 410, 420 : 편광판
본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 단일 셀갭을 가지면서도 이중 셀갭과 동일한 표시 특성을 갖는 어레이 기판과, 이의 제조 방법 및 이를 갖는 액정표시패널에 관한 것이다.
일반적으로 트위스티드 네마틱(Twisted Nematic, TN) 모드의 반사-투과형 액정표시패널은 하나의 픽셀에 반사판과 투과창을 동시에 설치하여 표시 동작을 수행한다. 상기 반사-투과형 액정표시장치는 화이트와 블랙 휘도비인 대비비와 전체 화 이트 휘도인 2가지 팩터를 고려하여 설계된다.
상기 반사-투과형 액정표시패널은 광의 위상을 지연시키는 위상판을 외부의 편광판에 부착하고, 반사 부분의 셀갭이 투과 부분의 셀갭에 비하여 대략 1/2인 이중 셀갭 구조를 갖는다.
그러나, 이러한 이중 셀갭 구조는 반사-투과 표시 특성에 있어서는 최적의 표시 품질을 나타내지만, 공정적으로는 이중 셀갭인 관계로 수율 구조에서 얼룩 등이 발생하는 문제점이 있다.
상기한 이중 셀갭의 공정적인 안정화를 가지기 위하여 단일 셀갭 구조를 가져가기도 하는데, 이러한 경우 투과 모드에서 화이트 휘도가 감소하는 문제점이 있다.
이에 본 발명의 기술적 과제는 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 단일 셀갭을 가지면서도 이중 셀갭과 동일한 표시 특성을 부여하기 위해 반사영역에만 선택적으로 형성된 이너 편광자층을 갖는 어레이 기판을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기한 어레이 기판의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기한 어레이 기판을 갖는 액정표시패널을 제공하는 것이다.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위하여 일실시예에 따른 어레이 기판은 스위칭 소자, 절연층, 화소 전극, 반사판 및 이너 편광자층을 포함한다. 상기 스위칭 소자는 기판의 반사 영역에 형성된다. 상기 절연층은 상기 기판과 상기 스위칭 소자를 커버하되, 상기 스위칭 소자의 드레인 전극을 노출시키는 홀이 형성된다. 상기 화소 전극은 상기 홀을 경유하여 상기 스위칭 소자와 전기적으로 연결된다. 상기 반사판은 상기 화소 전극을 커버하면서 상기 반사 영역에 형성된다. 상기 이너 편광자층은 상기 반사판에 대응하여 형성된다.
상기한 본 발명의 다른 목적을 실현하기 위하여 일실시예에 따른 어레이 기판의 제조 방법은 (a) 스위칭 소자를 갖는 기판 위에 형성된 절연층에 홀을 형성하여 상기 스위칭 소자의 드레인 전극의 일부를 노출시키는 단계, (b) 상기 단계(a)에 의한 결과물 위에 ITO층을 형성하여 노출된 드레인 전극과 상기 ITO 층을 연결시키는 단계, (c) 상기 단계(b)에 의한 결과물 위의 영역중 일부 영역에 반사판을 형성하는 단계, 및 (d) 상기 반사판 위에 이너 편광자층을 형성하는 단계를 포함한다.
상기한 본 발명의 또 다른 목적을 실현하기 위하여 일실시예에 따른 액정표시패널은 제1 기판, 액정층 및 제2 기판을 포함한다. 상기 제2 기판은 반사판과 투과창을 갖는 단위 화소 영역에 형성된 화소 전극과, 상기 반사판에 대응하여 이너 편광자층을 구비하고, 상기 제1 기판과의 합체를 통해 상기 액정층을 수용한다.
상기한 본 발명의 또 다른 목적을 실현하기 위하여 다른 실시예에 따른 액정표시패널은 상부 편광판, 제1 기판, 액정층, 제2 기판 및 하부 편광판을 포함한다. 상기 상부 편광판은 상부로부터 제공되는 광중 제1 편광 성분의 광을 투과하고, 하 부로부터 제공되는 광중 제1 편광 성분의 광을 상부에 제공한다. 상기 제1 기판은 상기 상부 편광판 아래에 배치된다. 상기 액정층은 상부로부터 상기 제1 기판을 경유하여 상기 제1 편광 성분의 광이 입사됨에 따라, 상기 제1 편광 성분의 광의 위상을 지연 또는 바이패스하고, 하부로부터 제공되는 광의 위상을 지연 또는 바이패스한다. 상기 제2 기판은 상기 액정층 아래에 배치되고, (a) 상기 액정층을 경유하여 상기 위상 지연된 광이 입사됨에 따라 바이패스하고, 상기 액정층을 경유하여 상기 바이패스된 광이 입사됨에 따라 상기 바이패스된 광의 투과를 차단하며, (b) 하부로부터 제공되는 광중 제2 편광 성분의 광을 상기 액정층에 제공하는 이너 편광자층과, 상기 이너 편광자층에 대응하여 형성되고, 상기 이너 편광자층을 경유하여 입사되는 바이패스된 광을 상기 이너 편광자층에 반사하는 반사판을 갖는다. 상기 하부 편광판은 하부로부터 제공되는 광중 제2 편광 성분의 광을 상기 제2 기판에 제공한다.
이러한 어레이 기판과, 이의 제조 방법 및 이를 갖는 액정표시패널에 의하면, 액정표시패널 내부의 반사영역에만 이너 편광자층을 선택적으로 형성하므로써, 단일 셀갭을 바탕으로 화이트 휘도 및 콘트라스트 비율을 확보할 수 있다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 실시예들을 보다 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되어지는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되어지는 것이다. 도면에서 여러 층(또는 막) 및 영역 을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 전체적으로 도면 설명시 관찰자 관점에서 설명하였고, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 의미한다.
<실시예-1>
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 반사-투과형 액정표시패널을 설명하기 위한 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 반사-투과형 액정표시패널은 어레이 기판(100), 액정층(200), 상기 어레이 기판(100)과의 합체를 통해 상기 액정층(200)을 수용하는 컬러필터 기판(300), 상기 어레이 기판(100) 아래에 배치된 제1 편광판(410) 및 상기 컬러필터 기판(300) 위에 배치된 제2 편광판(420)을 포함한다. 상기 제1 편광판(410)과 제2 편광판(420)은 서로 다른 편광축을 갖는다. 예를들어, 상기 제1 편광판(410)이 수직 편광축을 갖는다면, 상기 제2 편광판(420)은 수평 편광축을 갖는 것이 바람직하다.
상기 어레이 기판(100)은 투명 기판(105) 위에 형성된 게이트 배선에서 연장된 게이트 전극(112)과, 질화규소(SiNx) 등의 재질로 이루어져 상기 게이트 배선 및 게이트 전극(112)을 커버하는 게이트 절연층(114)을 포함한다. 상기 게이트 배선이나 게이트 전극(112)은 알루미늄(Al)이나 알루미늄 합금 등과 같은 알루미늄 계열의 금속, 은(Ag)이나 은 합금 등과 같은 은 계열의 금속, 구리(Cu)나 구리 합 금 등과 같은 구리 계열의 금속, 몰리브덴(Mo)이나 몰리브덴 합금 등과 같은 몰리브덴 계열의 금속, 크롬(Cr), 탄탈륨(Ta) 또는 티타늄(Ti)과 같은 금속으로 이루어진다.
상기 어레이 기판(100)은 상기 게이트 전극(112)을 커버하는 a-Si과 같은 반도체층(116)과, 상기 반도체층(116) 위에 형성된 n+ a-Si과 같은 반도체 불순물층(118)과, 상기 반도체 불순물층(118)의 일부를 커버하는 소스 전극(120)과, 상기 반도체 불순물층(118)의 다른 일부를 커버하면서 상기 소스 전극(120)과 일정 간격 이격된 드레인 전극(122)을 포함한다. 상기 게이트 전극(112), 반도체층(116), 반도체 불순물층(118), 소스 전극(120) 및 드레인 전극(122)은 하나의 박막 트랜지스터(TFT)를 정의한다. 상기 소스 전극(120)이나 드레인 전극(122)은 알루미늄(Al)이나 알루미늄 합금 등과 같은 알루미늄 계열의 금속, 은(Ag)이나 은 합금 등과 같은 은 계열의 금속, 구리(Cu)나 구리 합금 등과 같은 구리 계열의 금속, 몰리브덴(Mo)이나 몰리브덴 합금 등과 같은 몰리브덴 계열의 금속, 크롬(Cr), 탄탈륨(Ta) 또는 티타늄(Ti)과 같은 금속으로 이루어진다.
상기 게이트 전극(112)이나 소스 전극(120)은 단일층 또는 이중층 등으로 형성될 수 있다. 상기 단일층으로 형성되는 경우에는 알루미늄(Al)이나 알루미늄(Al)-네오디뮴(Nd) 합금, 구리(Cu) 등의 금속으로 형성될 수 있고, 상기 이중층으로 형성되는 경우에는 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo) 또는 몰리브덴 합금막 등의 물리/화학적 특성이 우수한 물질을 하부층으로 형성하고, 알루미늄(Al) 또는 알루미늄 합금 등의 비저항이 낮은 물질을 상부층으로 형성한다.
상기 어레이 기판(100)은 상기 박막 트랜지스터(TFT)를 덮으면서 드레인 전극(122)의 일부를 노출시키는 패시베이션층(130)과, 상기 패시베이션층(130)을 덮으면서 상기 박막 트랜지스터(TFT)의 드레인 전극(122)과 콘택홀(CNT)을 경유하여 전기적으로 연결된 화소 전극층(140)을 포함한다. 상기 패시베이션층(130)은 소스 전극(120)과 드레인 전극(122) 사이의 반도체층(116)과 반도체 불순물층(118)을 보호하는 역할을 수행한다. 상기 화소 전극층(140)은 반사 영역(RA)과 투과 영역(TA)으로 이루어지는 화소 영역을 커버한다.
상기 어레이 기판(100)은 상기 화소 전극층(140)을 커버하면서 표면에 요철부가 형성된 유기절연막(160)과, 화소 영역중 반사 영역(RA)에 형성된 반사판(170)과, 상기 반사판 위에 형성된 평탄화층(180)과, 상기 평탄화층(180) 위에 형성된 이너 편광자층(inner polarization layer)(190)과, 상기 이너 편광자층(190)위에 형성된 제1 배향막(199)을 포함한다. 상기 이너 편광자층(190)은 제1 편광판(410)과 서로 다른 편광축을 갖는다. 예를들어, 상기 제1 편광판(410)이 수직 편광축을 갖는다면, 상기 이너 편광자층(190)은 수평 편광축을 갖는 것이 바람직하다.
상기한 평탄화층(180)의 두께는 반사판(170)의 엠보싱 구조를 평탄화할 정도면 충분하다. 통상적으로 반사판의 엠보싱 높이가 대략 0.5㎛ 정도인 점을 감안할 때, 대략 0.5㎛ 정도의 두께로 형성하는 것이 바람직하다.
한편, 상기 컬러필터 기판(300)은 투명 기판(305)상에서 단위 화소 영역을 구획하는 차광층(310)과, 상기 단위 화소 영역에 형성된 색화소층(320)과, 상기 색화소층(320)위에 형성된 오버 코팅층(330)과, 상기 오버 코팅층(330) 위에 형성된 공통 전극층(340)과, 상기 공통 전극층(330)을 덮는 제2 배향막(350)을 포함하여, 상기 어레이 기판(100)과의 합체를 통해 상기 액정층(200)을 수용한다.
상기한 이너 편광자(190)는 TCF(Thin Crystal Film)이라는 브랜드 이름으로 미국의 옵티바(Optiva)사에서 생산하고 있는 크로모겐 베이스(Chromogen Base)의 염료(Dyestuff)를 가진 이방성 편광 물질이다.
상기 TCF의 특성은 하기하는 표 1에 나타낸 바와 같다.
광학 특성 TCF 두께
Transparency (%) H90 (%) H0 (%) Efficiency (%) C/R
44.95 5.26 35.15 86.00 6.68 0.3 ㎛
44.53 5.08 34.57 86.25 6.81 0.3 ㎛
34.22 0.11 23.31 99.54 215.46 0.6 ㎛
33.65 0.10 22.54 99.55 219.46 0.6 ㎛
43.89 4.93 33.59 86.25 6.81 0.3 ㎛
43.73 4.55 33.70 87.29 7.40 0.3 ㎛
34.20 0.12 23.23 99.50 201.30 0.6 ㎛
33.72 0.18 33.56 99.20 124.01 0.4 ㎛
여기서, H0은 평행 투과율로서, 어레이 기판의 편광판과 컬러필터 기판의 편광판이 평행할 때의 투과율이고, H90은 직교 투과율로서, 어레이 기판의 편광판과 컬러필터 기판의 편광판이 직교할 때의 투과율이다.
상기한 표 1에서 보는 바와 같이, TCF는 두께에 따라 편광 투과율(즉, 평행 투과율 및 직교 투과율) 및 콘트라스트 비율(Contrast Ratio, C/R)이 각각 다르다. 즉, 상기 TCF의 두께가 두꺼우면 편광자의 전체 투과율은 감소되고, 2축 교차된 투명도는 감소하여 대비비는 증가한다. 상기 TCF의 두께가 얇아지는 경우에는 그 역이다.
이러한 TCF의 이방성 특성을 반사-투과 액정표시장치에 적용할 수 있다. 즉, 상기 반사-투과 액정표시장치의 단위 화소내에는 반사판과 투과창이 동시에 존재하기 때문에 반사 및 투과 특성을 각각 향상시키는 경우 이너 편광자는 가장 적용 가능한 방식이다. 왜냐하면, 반사 모드에서는 콘트라스트 비율보다는 편광 투과율이 중요한 팩터이며, 투과 모드에서는 편광 투과율보다 콘트라스트 비율이 중요한 팩터이다. 따라서, 반사-투과 모드 각각에서 반사 특성과 투과 특성을 동시에 향상시키기 위해, 반사부에서는 높은 투과율을 갖고, 투과창에서는 높은 콘트라스트 비율을 갖는 구조를 실현할 수 있다.
상기 TCF 이너 편광자의 경우, 코팅 전에는 포토레지스트(Photo Resist)와 같이 300psi 정도의 점성(Viscosity)을 갖는 액상 겔(Gel) 상태의 폴리머 레진(Polymer Resin) 형태이다. 따라서, 상기 TCF 이너 편광자는 슬롯 다이 코팅 방식을 통해 제조되는 것이 바람직하다.
그러면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 반사-투과 액정표시장치의 동작을 투과 모드 동작시와 반사 모드 동작시로 각각 분리하여 설명한다. 여기서, 액정층(200)은 전압이 인가되지 않은 상태에서 화이트를 표시하는 노멀리 화이트 모드이고, 제1 편광판(410)과 이너 편광자층(190)은 수직 편광축을 갖고, 제2 편광판(420)은 수평 편광축을 갖는 것으로 가정하여 설명한다.
도 2a 및 도 2b는 도 1에 도시된 반사-투과형 액정표시장치의 광경로를 설명하기 위한 개념도들이다.
<반사 모드 동작시>
도 2a는 반사 영역에 대응하여 전압 미인가시 화이트 표시 특성과, 전압 인가시 블랙 표시 특성을 설명하는 개념도이다.
도 2a를 참조하면, 반사 모드 동작시, 제2 편광판(420)에 입사되는 프론트광이 입사됨에 따라, 상기 프론트 광중 수평 성분의 광만을 액정층(200)에 제공하고, 상기 액정층(200)은 수평 성분의 광을 λ/2 위상 지연 또는 바이패스시켜 상기 어레이 기판(100)의 이너 편광자층(160)에 제공한다.
만일, 상기 액정층(200)의 양단에 전위차가 발생되지 않는다면, 상기 제2 편광판(420)에 의해 수평 편광된 광은 상기 액정층(200)에 의해 λ/2 위상 지연되어 수직 편광 성분의 광으로 변환되고, 상기 수직 편광 성분의 광은 상기 이너 편광자층(190)을 바이패스한다.
바이패스된 수직 편광 성분의 광은 상기 반사판(150)에 의해 반사된다. 상기 반사판(150)에 의해 반사된 수직 편광 성분의 광은 상기 이너 편광자층(190)을 바이패스하고, 바이패스된 수직 편광 성분의 광은 상기 액정층(200)을 통과하면서 λ/2 위상 지연되어 수평 성분의 광으로 변환된다. 수평 성분의 광으로 변환된 광은 제2 편광판(420)을 바이패스하므로 화이트를 표시한다.
한편, 상기 액정층(200)의 양단에 전위차가 발생될 때, 상기 제2 편광판(420)에 의해 수평 편광된 광은 상기 액정층(200)을 바이패스하고, 바이패스된 광은 상기 이너 편광자층(190)을 통과하지 못한다. 왜냐하면, 상기 이너 편광자층(190)은 수직 편광축을 갖기 때문이다. 따라서, 상기 이너 편광자층(190)을 통해 어떠한 광도 통과되지 못하므로 블랙을 표시한다.
<투과 모드 동작시>
도 2b는 투과 영역에 대응하여 전압 미인가시 화이트 표시 특성과, 전압 인가시 블랙 표시 특성을 설명하는 개념도이다.
도 2b를 참조하면, 투과 모드 동작시, 상기 제1 편광판(410)은 배면광중 수직 편광 성분의 광을 평탄화층(180)을 경유하여 상기 액정층(200)에 제공하고, 상기 액정층(200)은 수직 편광 성분의 광을 λ/2 위상 지연 또는 바이패스시켜 상기 제2 편광판(420)에 제공한다.
만일, 상기 액정층(200)의 양단에 전위차가 발생되지 않는다면, 상기 수직 편광된 광은 상기 액정층(200)에 의해 λ/2 위상 지연되어 수평 편광 성분의 광으로 변환되고, 상기 수평 편광 성분의 광은 상기 제2 편광판(420)을 통과하므로 화이트를 표시한다.
한편, 상기 액정층(200)의 양단에 전위차가 발생한다면, 상기 수직 편광된 광은 상기 액정층(200)을 바이패스하고, 상기 제2 편광판(420)에 제공된다. 상기 액정층(200)을 통과한 광은 수직 편광된 광이지만, 상기 제2 편광판(420)이 수평 편광축을 가지고 있으므로 어떠한 광도 상기 제2 편광판(420)을 통과하지 못해 블랙을 표시한다.
도 3a 내지 도 3g는 도 1에 도시된 반사-투과형 어레이 기판의 제조 방법을 설명하기 위한 공정도들이다.
도 3a를 참조하면, 유리나 세라믹 등의 절연 물질로 이루어진 투명 기판(105) 위에 탄탈륨(Ta), 티타늄(Ti), 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 구리 (Cu) 또는 텅스텐(W) 등과 같은 금속을 증착한다.
이어, 증착된 금속을 패터닝하여 가로 방향으로 신장되고 세로 방향으로 배열되는 복수의 게이트 라인들과, 상기 게이트 라인으로부터 연장된 게이트 전극(112)을 형성한다.
이어, 상기 게이트 전극(112)을 포함하는 기판의 전면에 질화 실리콘 등을 플라즈마 화학 기상 증착법으로 적층하여 게이트 절연층(114)을 형성한다. 상기 게이트 절연층(114)은 상기 투명 기판(105)의 전면에 형성될 수도 있고, 상기 게이트 라인과 게이트 전극(112)을 커버하도록 패터닝될 수도 있다.
이어, 상기 게이트 절연층(114) 위에 아몰퍼스-실리콘(a-Si) 막 및 인 시튜(insitu) 도핑된 n+ 아몰퍼스 실리콘(a-Si) 막을 형성하고, 박막 트랜지스터를 정의하기 위해 일부 영역을 패터닝하여 상기 게이트 전극(112)이 위치한 영역에 반도체층(116)과 불순물 반도체층(118)을 형성한다.
이어, 탄탈륨(Ta), 티타늄(Ti), 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 구리(Cu) 또는 텅스텐(W) 등과 같은 금속을 증착한다. 이어, 상기 증착된 금속을 패터닝하여 복수의 소스 라인들과, 상기 소스 라인에서 연장된 소스 전극(120)과, 상기 소스 전극과 일정 간격 이격된 드레인 전극(122)을 형성한다.
도 3b를 참조하면, 상기 도 3a에 의한 결과물이 형성된 기판 위에 스핀 코팅 방법으로 레지스트(resist)를 적층하여 패시베이션층(130)을 형성한 후 상기 드레인 전극이 노출되도록 패시베이션층에 홀을 형성한다. 이어, 단위 화소 영역내에서 화소 전극부를 정의하면서 상기 홀(CNT)을 통해 상기 드레인 전극(122)과 연결되는 화소 전극층(150)과, 상기 화소 전극층(150)을 후박하게 덮는 유기절연막(160-b)을 형성한다. 상기 화소 전극층(150)은 투명한 도전성 물질로 형성될 수 있다. 이러한 투명한 도전성 물질의 예로서는 산화 주석 인듐(Indium Tin Oxide, ITO), 산화 아연 인듐(Indium Zinc Oxide, IZO), 산화 아연(Zinc Oxide, ZO) 등을 들 수 있다. 이때, 상기 화소 전극층(150)은 전면 도포후 상기 단위 화소 영역에 대응하는 화소 전극층만 남겨지도록 패터닝될 수도 있고, 상기 단위 화소 영역에만 형성되도록 부분 도포될 수도 있다.
도 3c를 참조하면, 상기 유기절연막의 표면에 다수의 요철을 부여하기 위해 상기 도 3b에 의한 결과물 위에 상기 엠보싱에 상응하는 패턴을 갖는 포토 마스크를 유기절연막 상에 위치시킨 다음, 노광 공정 및 현상 공정을 수행한다. 이에 따라, 유기절연막의 표면에는 다수의 요철들이 형성된다.
도 3d를 참조하면, 상기 도 3c에 의한 결과물 상에 알루미늄(Al), 은(Ag) 또는 알루미늄-네오디뮴(AlNd) 등과 같은 반사율이 높은 금속을 증착한 후, 상기 증착된 금속을 소정의 화소 형상으로 패터닝하여 반사 영역에 대응해서면 반사 전극(170)을 형성한다. 상기 반사 전극(170)은 유기절연막(160)의 표면과 동일한 형상을 갖게 된다. 즉, 상기 유기절연막(160)의 상대적으로 높은 영역부들에 대응해서는 볼록한 형상의 다수의 렌즈부들이 형성되고, 상대적으로 낮은 영역부들에 대응해서는 오목한 형상의 다수의 렌즈부들이 형성된다.
도 3e를 참조하면, 상기 도 3d에 의한 결과물 위에 유기절연막 등과 같은 고 광투과 절연막을 코팅하여 평탄화층(180)을 형성한다. 상기 평탄화층(180)에 의해 반사판(170)이 형성된 반사 영역과 상기 반사 영역의 주변에 형성된 투과창은 평탄화 처리된다.
도 3f를 참조하면, 상기 도 3e에 의한 결과물 위에 이너 편광자층(190)을 형성하기 위해 슬롯 다이 코팅(Slot die coating) 방법 등의 슬릿 코팅(Slit coating) 방법으로 편광을 부여하려는 방향으로 전단 응력(Shear Stress)을 부여하면서 디스크 타입의 액정성 편광재료를 코팅한다. 이어, 편광을 부여하면서 화소 영역 전체에 걸쳐 코팅시킨 이너 편광자층을 프리 큐어링(pre-curing)한 후, 포토마스크를 사용하여 리소그래피 공정으로 습식 식각 또는 건식 식각을 통해 투과창 영역의 이너 편광층을 에치백 제거한다. 이에 따라, 반사 영역(RA)에만 이너 편광자층(190)이 형성된다.
이어, 도시되지는 않았지만, 데이터 패드 부위나 게이트 패드 부위에 형성된 평탄화층과 반사막을 연속하여 에치백 제거한다.
도 3g를 참조하면, 상기 도 3f에 의한 결과물 위에 폴리이미드 프린팅 등의 공정을 진행하여 배향막(199)을 형성한 후, 러빙 공정을 거쳐 반사-투과형 어레이 기판을 완성한다. 여기서, 일정한 두께의 고분자 박막 형성과 기판 전체에 대한 균일한 러빙 기술이 중요하다. 상기 러빙 공정은 액정 분자의 균일한 배향을 형성하여, 정상적인 액정 구동이 가능하게 하고, 균일한 표시 특성을 갖게 한다. 거시적인 액정의 물성 계수는 액정 분자의 배열 상태에 의존하며, 이에 따라 전기장 등의 외력에 대한 응답도 다르다. 본 발명에서 트위스티드 네마틱(TN) 액정 모드를 채용한다면, 유기 배향막을 이용한 러빙 법이 사용된다. 상기 유기 배향막에는 배향의 안정성, 내구성, 생산성을 고려해 폴링미드계 고분자 화합물이 널리 사용되고 있다. 폴리이미드 용액은 용매 중에 반응전 단량체인 폴리이미드 에시드(Polymic acid) 또는 폴리이미드를 4-8% 정도의 저농도로 용해한 것을 사용한다.
상기 배향막의 요구 특성은 200℃ 이하에서 필름 형성이 가능하고, ITO 기판에 좋은 접착 특성을 가져야 한다. 또한, 상기 배향막 도포 공정에서 넓은 면적에 일정하고 균일하게 배향막을 도포하는 것이 중요하다. 배향막의 두께는 500-1000Å 정도이며, 동일 기판에서는 100Å 정도의 두께 차이에 의해 얼룩과 같은 불량이 발생될 수 있기 때문에 배향막의 두께는 균일하게 하는 것이 바람직하다.
도포된 배향막을 전체적으로 균일하게 펴지게 하고 용매를 증발시키기 위해 예비 건조기(프리 큐어링)를 이용한다. 용매의 증발 속도를 너무 빠르게 하면 폴리이미드가 균일하게 퍼지기 전에 건조되어 두께 차이에 의한 얼룩이 발생한다. 프리 큐어링이 종료된 기판은 경화로(하드 큐어링)에 투입된다. 상기 경화로에서 프리 큐어링된 배향막은 폴리이미드막으로 형성되어 배향막 형성이 완료된다.
<실시예-2>
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 반사-투과형 액정표시패널을 설명하기 위한 단면도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 반사-투과형 액정표시패널은 어레이 기판(500), 액정층(200), 상기 어레이 기판(100)과의 합체를 통해 상기 액정층(200)을 수용하는 컬러필터 기판(300), 상기 어레이 기판(500) 아래에 배치된 제1 편광판(410) 및 상기 컬러필터 기판(300) 위에 배치된 제2 편광판(420)을 포함 한다. 도 1과 비교하여 도일한 구성 요소에 대해서는 동일한 도면 번호를 부여하고 그 상세한 설명은 생략한다.
상기 어레이 기판(500)은 상기 화소 전극층(140)을 커버하면서 표면에 요철부가 형성된 유기절연막(160)과, 화소 영역중 반사 영역(RA)에 형성된 반사판(570)과, 상기 반사판(570) 위에 형성된 이너 편광자층(inner polarization layer)(580)과, 상기 이너 편광자층(580)위에 형성된 제1 배향막(590)을 포함한다. 상기 이너 편광자층(580)은 제1 편광판(410)과 서로 다른 편광축을 갖는다. 예를들어, 상기 제1 편광판(410)이 수직 편광축을 갖는다면, 상기 이너 편광자층(580)은 수평 편광축을 갖는 것이 바람직하다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 제2 실시예에 따른 반사-투과형 액정표시장치의 광경로를 설명하기 위한 개념도들이다. 특히, 도 5a는 반사 영역에 대응하여 전압 미인가시 화이트 표시 특성과, 전압 인가시 블랙 표시 특성을 설명하는 개념도이고, 도 5b는 투과 영역에 대응하여 전압 미인가시 화이트 표시 특성과, 전압 인가시 블랙 표시 특성을 설명하는 개념도이다.
<반사 모드 동작시>
도 5a를 참조하면, 반사 모드 동작시, 제2 편광판(420)에 입사되는 프론트광이 입사됨에 따라, 상기 프론트 광중 수평 성분의 광만을 액정층(200)에 제공하고, 상기 액정층(200)은 수평 성분의 광을 λ/2 위상 지연 또는 바이패스시켜 상기 어레이 기판(500)의 이너 편광자층(580)에 제공한다.
만일, 상기 액정층(200)의 양단에 전위차가 발생되지 않는다면, 상기 제2 편 광판(420)에 의해 수평 편광된 광은 상기 액정층(200)에 의해 λ/2 위상 지연되어 수직 편광 성분의 광으로 변환되고, 상기 수직 편광 성분의 광은 상기 이너 편광자층(580)을 바이패스한다.
바이패스된 수직 편광 성분의 광은 상기 반사판(570)에 의해 반사된다. 상기 반사판(570)에 의해 반사된 수직 편광 성분의 광은 상기 이너 편광자층(580)을 바이패스하고, 바이패스된 수직 편광 성분의 광은 상기 액정층(200)을 통과하면서 λ/2 위상 지연되어 수평 성분의 광으로 변환된다. 수평 성분의 광으로 변환된 광은 제2 편광판(420)을 바이패스하므로 화이트를 표시한다.
한편, 상기 액정층(200)의 양단에 전위차가 발생될 때, 상기 제2 편광판(420)에 의해 수평 편광된 광은 상기 액정층(200)을 바이패스하고, 바이패스된 광은 상기 이너 편광자층(580)을 통과하지 못한다. 왜냐하면, 상기 이너 편광자층(580)은 수직 편광축을 갖기 때문이다. 따라서, 상기 이너 편광자층(580)을 통해 어떠한 광도 통과되지 못하므로 블랙을 표시한다.
<투과 모드 동작시>
도 5b를 참조하면, 투과 모드 동작시, 상기 제1 편광판(410)은 배면광중 수직 편광 성분의 광을 상기 액정층(200)에 제공하고, 상기 액정층(200)은 수직 편광 성분의 광을 λ/2 위상 지연 또는 바이패스시켜 상기 제2 편광판(420)에 제공한다.
만일, 상기 액정층(200)의 양단에 전위차가 발생되지 않는다면, 상기 수직 편광된 광은 상기 액정층(200)에 의해 λ/2 위상 지연되어 수평 편광 성분의 광으로 변환되고, 상기 수평 편광 성분의 광은 상기 제2 편광판(420)을 통과하므로 화 이트를 표시한다.
한편, 상기 액정층(200)의 양단에 전위차가 발생한다면, 상기 수직 편광된 광은 상기 액정층(200)을 바이패스하고, 상기 제2 편광판(420)에 제공된다. 상기 액정층(200)을 통과한 광은 수직 편광된 광이지만, 상기 제2 편광판(420)이 수평 편광축을 가지고 있으므로 어떠한 광도 상기 제2 편광판(420)을 통과하지 못해 블랙을 표시한다.
<실시예-3>
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 반사-투과형 액정표시장치를 설명하기 위한 단면도이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 반사-투과형 액정표시패널은 어레이 기판(600), 액정층(200), 상기 어레이 기판(600)과의 합체를 통해 상기 액정층(200)을 수용하는 컬러필터 기판(300), 상기 어레이 기판(600) 아래에 배치된 제1 편광판(410) 및 상기 컬러필터 기판(300) 위에 배치된 제2 편광판(420)을 포함한다. 상기 제1 편광판(410)과 제2 편광판(420)은 서로 다른 편광축을 갖는다. 예를들어, 상기 제1 편광판(410)이 수직 편광축을 갖는다면, 상기 제2 편광판(420)은 수평 편광축을 갖는 것이 바람직하다. 도 1과 비교하여 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 도면 번호를 부여하고 그 상세한 설명은 생략한다.
상기 어레이 기판(600)은 상기 박막 트랜지스터(TFT)를 덮으면서 드레인 전극(122)의 일부를 노출시키는 패시베이션층(130)과, 상기 패시베이션층(130)을 덮으면서 상기 박막 트랜지스터(TFT)의 드레인 전극(122)의 일부를 노출시키는 유기 절연층(640)과, 상기 유기절연층(640) 위에 형성되면서 상기 패시베이션층(130)과 유기절연층(640)에 형성된 콘택홀(CNT)을 경유하여 전기적으로 연결된 화소 전극층(650)을 포함한다. 상기 패시베이션층(130)은 소스 전극(120)과 드레인 전극(122) 사이의 반도체층(116)과 반도체 불순물층(118)을 보호하는 역할을 수행한다. 상기 화소 전극층(140)은 반사 영역(RA)과 투과 영역(TA)으로 이루어지는 화소 영역을 커버한다. 상기 유기절연막(640)은 상부에 형성되는 반사판(660)의 반사 효율을 높이기 위해 표면에 요철부가 형성된다.
상기 어레이 기판(100)은 상기 화소 전극층(650)을 커버하면서 반사 영역(RA)에 형성된 반사판(660)과, 상기 반사판(660) 위에 형성된 이너 편광자층(inner polarization layer)(670)과, 상기 이너 편광자층(670)위에 형성된 제1 배향막(680)을 포함한다. 상기 이너 편광자층(670)은 제1 편광판(410)과 서로 다른 편광축을 갖는다. 예를들어, 상기 제1 편광판(410)이 수직 편광축을 갖는다면, 상기 이너 편광자층(670)은 수평 편광축을 갖는 것이 바람직하다.
한편, 상기 컬러필터 기판(300)은 투명 기판(305)상에서 단위 화소 영역을 구획하는 차광층(310)과, 상기 단위 화소 영역에 형성된 색화소층(320)과, 상기 색화소층(320)위에 형성된 오버 코팅층(330)과, 상기 오버 코팅층(330) 위에 형성된 공통 전극층(340)과, 상기 공통 전극층(330)을 덮는 제2 배향막(350)을 포함하여, 상기 어레이 기판(100)과의 합체를 통해 상기 액정층(200)을 수용한다.
도 7a 내지 도 7g는 도 6에 도시된 반사-투과형 어레이 기판의 제조 방법을 설명하기 위한 공정도들이다.
도 7a를 참조하면, 유리나 세라믹 등의 절연 물질로 이루어진 투명 기판(605) 위에 탄탈륨(Ta), 티타늄(Ti), 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 구리(Cu) 또는 텅스텐(W) 등과 같은 금속을 증착한다.
이어, 증착된 금속을 패터닝하여 가로 방향으로 신장되고 세로 방향으로 배열되는 복수의 게이트 라인들과, 상기 게이트 라인으로부터 연장된 게이트 전극(112)을 형성한다.
이어, 상기 게이트 전극(112)을 포함하는 기판의 전면에 질화 실리콘 등을 플라즈마 화학 기상 증착법으로 적층하여 게이트 절연층(114)을 형성한다. 상기 게이트 절연층(114)은 상기 투명 기판(105)의 전면에 형성될 수도 있고, 상기 게이트 라인과 게이트 전극(112)을 커버하도록 패터닝될 수도 있다.
이어, 상기 게이트 절연층(114) 위에 아몰퍼스-실리콘(a-Si) 막 및 인 시튜(insitu) 도핑된 n+ 아몰퍼스 실리콘(a-Si) 막을 형성하고, 박막 트랜지스터를 정의하기 위해 일부 영역을 패터닝하여 상기 게이트 전극(112)이 위치한 영역에 반도체층(116)과 불순물 반도체층(118)을 형성한다.
이어, 탄탈륨(Ta), 티타늄(Ti), 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 구리(Cu) 또는 텅스텐(W) 등과 같은 금속을 증착한다. 이어, 상기 증착된 금속을 패터닝하여 복수의 소스 라인들과, 상기 소스 라인에서 연장된 소스 전극(120)과, 상기 소스 전극과 일정 간격 이격된 드레인 전극(122)을 형성한다.
도 7b를 참조하면, 상기 도 7a에 의한 결과물이 형성된 기판 위에 스핀 코팅 방법으로 레지스트를 적층하여 패시베이션층(130)을 형성하고, 그 상부에 유기절연 막(640-b)을 형성한다.
도 7c를 참조하면, 상기 도 7b에 의한 결과물 위에 상기 유기절연막(640-b)의 표면에 다수의 요철을 부여하기 위해 엠보싱에 상응하여 투명 부재(MA1)상에 형성된 불투명 패턴(MA2)을 갖는 포토 마스크(MA)를 유기절연막(640-b) 상에 위치시킨 다음, 노광 공정 및 현상 공정을 수행한다. 이에 따라, 상기 유기절연막(640-c)의 표면에는 다수의 요철들이 형성된다.
도 7d를 참조하면, 상기 도 7c에 의한 결과물에 리플로우 공정을 수행하여 상기 요철에 일정 프로파일을 부여한다. 상기한 일정 프로파일을 통해 오목부들과 볼록부들이 형성된다. 상기 오목부들과 볼록부들은 향후 오목렌즈와 볼록렌즈를 정의하는 베이스이다.
도 7e를 참조하면, 상기 도 7d에 의한 결과물 상에 단위 화소 영역내에서 화소 전극부를 정의하면서 상기 홀(CNT)을 경유하여 상기 드레인 전극(122)과 전기적으로 연결되는 화소 전극층(650)을 형성한다. 상기 화소 전극층(650)은 투명한 도전성 물질로 형성될 수 있다. 이러한 투명한 도전성 물질의 예로서는 산화 주석 인듐(Indium Tin Oxide, ITO), 산화 아연 인듐(Indium Zinc Oxide, IZO), 산화 아연(Zinc Oxide, ZO) 등을 들 수 있다. 이때, 상기 화소 전극층(650)은 전면 도포후 상기 단위 화소 영역에 대응하는 화소 전극층만 남겨지도록 패터닝될 수도 있고, 상기 단위 화소 영역에만 형성되도록 부분 도포될 수도 있다.
이어, 알루미늄(Al), 은(Ag) 또는 알루미늄-네오디뮴(AlNd) 등과 같은 반사율이 높은 금속을 증착한 후, 상기 증착된 금속을 소정의 화소 형상으로 패터닝하 여 반사 영역에 대응해서만 반사 전극(660)을 형성한다. 상기 반사 전극(660)은 유기절연막(640)의 표면과 동일한 형상을 갖게 된다. 즉, 상기 유기절연막(640)의 상대적으로 높은 영역부들에 대응하여 상기 반사 전극(640)에는 볼록한 형상의 다수의 렌즈부들이 형성되고, 상대적으로 낮은 영역부들에 대응해서는 오목한 형상의 다수의 렌즈부들이 형성된다.
도 7f 및 도 7g를 참조하면, 상기 도 7e에 의한 결과물 위에 이너 편광자층을 형성하기 위해 슬롯 다이 코팅(Slot die coating) 방법 등의 슬릿 코팅(Slit coating) 방법으로 편광을 부여하려는 방향으로 전단 응력(Shear Stress)을 부여하면서 디스크 타입의 액정성 편광재료(670-b)를 코팅한다. 이어, 편광을 부여하면서 화소 영역 전체에 걸쳐 코팅시킨 액정성 편광재료(670-b)를 프리 큐어링한다. 이어, 포토마스크(MA)를 사용하여 리소그래피 공정으로 습식 식각 또는 건식 식각을 통해 투과창(TA)에 대응하는 이너 편광층을 에치백 제거한다. 이에 따라, 반사 영역(RA)에만 이너 편광자층(670)이 형성된다.
이어, 상기 도 7g에 의한 결과물 위에 폴리이미드 프린팅 등의 공정을 진행하여 제1 배향막(680)을 형성한 후 도 6에 도시한 바와 같은 반사-투과형 어레이 기판을 완성한다.
<실시예-4>
도 8은 본 발명의 제4 실시예에 따른 반사-투과형 액정표시장치를 설명하기 위한 단면도이다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 제4 실시예에 따른 반사-투과형 액정표시패널은 어레이 기판(700), 액정층(200), 상기 어레이 기판(700)과의 합체를 통해 상기 액정층(200)을 수용하는 컬러필터 기판(300), 상기 어레이 기판(700) 아래에 배치된 제1 편광판(410) 및 상기 컬러필터 기판(300) 위에 배치된 제2 편광판(420)을 포함한다. 상기 제1 편광판(410)과 제2 편광판(420)은 서로 다른 편광축을 갖는다. 예를들어, 상기 제1 편광판(410)이 수직 편광축을 갖는다면, 상기 제2 편광판(420)은 수평 편광축을 갖는 것이 바람직하다. 도 6과 비교하여 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 도면 번호를 부여하고 그 상세한 설명은 생략한다.
상기 어레이 기판(700)은 엠보싱 처리된 표면을 갖는 상기 반사판(660) 위에 형성된 평탄화층(770)과, 상기 평탄화층(770) 위에 형성된 이너 편광자층(inner polarization layer)(780)과, 상기 이너 편광자층(780)위에 형성된 제1 배향막(790)을 포함한다. 상기 이너 편광자층(780)은 제1 편광판(410)과 서로 다른 편광축을 갖는다. 예를들어, 상기 제1 편광판(410)이 수직 편광축을 갖는다면, 상기 이너 편광자층(670)은 수평 편광축을 갖는 것이 바람직하다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 단일 셀갭의 반사-투과형 액정표시패널 내부의 반사영역에 이너 편광자층을 형성하므로써, 다중 셀갭의 반사-투과형 액정표시장치의 광특성과 동일하게 화이트 휘도 및 콘트라스트 비율을 확보할 수 있다. 특히, 반사-투과형 액정표시패널의 반사판과 액정층간에 이너 편광자층을 개재하므로써, 단일 셀갭을 바탕으로 화이트 휘도 및 콘트라스트 비율을 확보할 수 있다.
이상에서는 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (24)

  1. 기판의 반사 영역에 형성된 스위칭 소자;
    상기 기판과 상기 스위칭 소자를 커버하되, 상기 스위칭 소자의 드레인 전극을 노출시키는 홀이 형성된 절연층;
    상기 홀을 경유하여 상기 스위칭 소자와 전기적으로 연결된 화소 전극;
    상기 화소 전극을 커버하면서 상기 반사 영역에 형성된 반사판; 및
    상기 반사판에 대응하여 형성된 이너 편광자층을 포함하는 것을 특징으로 하는 어레이 기판.
  2. 제1항에 있어서, 상기 반사판의 표면은 상대적으로 높은 영역부들과 상대적으로 낮은 영역부들을 포함하는 것을 특징으로 하는 어레이 기판.
  3. 제2항에 있어서, 상기 반사판과 이너 편광자층간에 개재된 평탄화층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 어레이 기판.
  4. 제1항에 있어서, 상기 이너 편광자층은 플랫한 표면을 갖는 것을 특징으로 하는 어레이 기판.
  5. (a) 스위칭 소자를 갖는 기판 위에 형성된 절연층에 홀을 형성하여 상기 스 위칭 소자의 드레인 전극의 일부를 노출시키는 단계;
    (b) 상기 단계(a)에 의한 결과물 위에 ITO층을 형성하여 노출된 드레인 전극과 상기 ITO 층을 연결시키는 단계;
    (c) 상기 단계(b)에 의한 결과물 위의 영역중 일부 영역에 반사판을 형성하는 단계; 및
    (d) 상기 반사판 위에 이너 편광자층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 어레이 기판의 제조 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 단계(a)는 상기 절연층의 표면이 상대적으로 높은 영역과 상대적으로 낮은 영역을 갖도록 엠보싱 처리하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 어레이 기판의 제조 방법.
  7. 제5항에 있어서,
    (e) 상기 단계(d)에 의한 결과물 위에 일정 방향으로 러빙된 배향막을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 어레이 기판의 제조 방법.
  8. 제5항에 있어서, 상기 단계(c)는 상기 반사판 위에 평탄화층을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 어레이 기판의 제조 방법.
  9. 제5항에 있어서, 상기 절연층에 투과창을 형성하여 상기 기판을 노출시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 어레이 기판의 제조 방법.
  10. 제5항에 있어서, 상기 반사판은 상대적으로 낮은 영역들과 상대적으로 높은 영역들로 이루어지고,
    상기 단계(c)에 의한 결과물 위에 상기 반사판의 서로 다른 높이를 평탄화시키는 평탄화층을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 어레이 기판의 제조 방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 이너 편광자층은 상기 평탄화층 위에 형성되는 것을 특징으로 하는 어레이 기판의 제조 방법.
  12. 제1 기판;
    액정층; 및
    반사판과 투과창을 갖는 단위 화소 영역에 형성된 화소 전극과, 상기 반사판에 대응하여 이너 편광자층을 구비하고, 상기 제1 기판과의 합체를 통해 상기 액정층을 수용하는 제2 기판을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시패널.
  13. 제12항에 있어서, 상기 제1 기판 위에 배치된 제1 편광판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시패널.
  14. 제12항에 있어서, 상기 제2 기판 아래에 배치된 제2 편광판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시패널.
  15. 제12항에 있어서, 상기 반사판은 상대적으로 낮은 영역들과 상대적으로 높은 영역들을 갖고,
    상기 이너 편광자층은 플랫한 표면을 갖고서 상기 반사판 위에 형성된 것을 특징으로 하는 액정표시패널.
  16. 제12항에 있어서, 상기 반사판은 상대적으로 낮은 영역들과 상대적으로 높은 영역들을 갖고,
    상기 반사판의 서로 다른 높이를 평탄화시키는 평탄화층을 더 포함하며,
    상기 이너 편광자층은 상기 평탄화층 위에 형성된 것을 특징으로 하는 액정표시패널.
  17. 제12항에 있어서, 상기 반사판은 상대적으로 낮은 영역들과 상대적으로 높은 영역들을 갖고,
    상기 이너 편광자층은 상기 반사판 위에 균일한 두께로 형성된 것을 특징으로 하는 액정표시패널.
  18. 제12항에 있어서, 상기 이너 편광자층은 상기 액정층을 경유하는 광을 상기 반사판에 제공하고, 상기 반사판에 의해 반사된 광을 상기 액정층에 제공하는 것을 특징으로 하는 액정표시패널.
  19. 제12항에 있어서, 상기 액정층의 셀갭은 동일한 것을 특징으로 하는 액정표시패널.
  20. 제12항에 있어서, 상기 이너 편광자층의 광축은 상기 제1 편광판의 광축과 동일한 것을 특징으로 하는 액정표시패널.
  21. 제12항에 있어서, 상기 이너 편광자층의 광축은 상기 제2 편광판의 광축과 직교하는 것을 특징으로 하는 액정표시패널.
  22. 제12항에 있어서, 상기 액정층은 광을 λ/2 지연시키는 것을 특징으로 하는 액정표시패널.
  23. 제12항에 있어서, 상기 어레이 기판은 상기 투과 영역에 대응하여 평탄화층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시패널.
  24. 상부로부터 제공되는 광중 제1 편광 성분의 광을 투과하고, 하부로부터 제공 되는 광중 제1 편광 성분의 광을 상부에 제공하는 상부 편광판;
    상기 상부 편광판 아래에 배치된 제1 기판;
    상부로부터 상기 제1 기판을 경유하여 상기 제1 편광 성분의 광이 입사됨에 따라, 상기 제1 편광 성분의 광의 위상을 지연 또는 바이패스하고, 하부로부터 제공되는 광의 위상을 지연 또는 바이패스하는 액정층;
    상기 액정층 아래에 배치되고, (a) 상기 액정층을 경유하여 상기 위상 지연된 광이 입사됨에 따라 바이패스하고, 상기 액정층을 경유하여 상기 바이패스된 광이 입사됨에 따라 상기 바이패스된 광의 투과를 차단하며, (b) 하부로부터 제공되는 광중 제2 편광 성분의 광을 상기 액정층에 제공하는 이너 편광자층과, 상기 이너 편광자층에 대응하여 형성되고, 상기 이너 편광자층을 경유하여 입사되는 바이패스된 광을 상기 이너 편광자층에 반사하는 반사판을 갖는 제2 기판; 및
    하부로부터 제공되는 광중 제2 편광 성분의 광을 상기 제2 기판에 제공하는 하부 편광판을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시패널.
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KR101127816B1 (ko) * 2005-06-30 2012-03-20 엘지디스플레이 주식회사 반투과형 액정표시소자 및 그 제조방법
KR101332155B1 (ko) * 2006-11-28 2013-11-21 엘지디스플레이 주식회사 반투과 수평전계인가형 액정표시장치 및 그 제조 방법
CN114236899A (zh) * 2018-12-11 2022-03-25 友达光电股份有限公司 显示装置及偏光结构的制造方法

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010024035A1 (ja) 2008-08-27 2010-03-04 シャープ株式会社 電極コンタクト構造、およびそれを備えた液晶表示装置、並びに電極コンタクト構造製造方法
CN113299715A (zh) * 2021-05-21 2021-08-24 京东方科技集团股份有限公司 一种显示面板及其制备方法、显示装置

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101127816B1 (ko) * 2005-06-30 2012-03-20 엘지디스플레이 주식회사 반투과형 액정표시소자 및 그 제조방법
KR101332155B1 (ko) * 2006-11-28 2013-11-21 엘지디스플레이 주식회사 반투과 수평전계인가형 액정표시장치 및 그 제조 방법
CN114236899A (zh) * 2018-12-11 2022-03-25 友达光电股份有限公司 显示装置及偏光结构的制造方法
CN114236899B (zh) * 2018-12-11 2023-07-25 友达光电股份有限公司 显示装置及偏光结构的制造方法

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