KR20060122489A - 액정 표시 장치 - Google Patents

액정 표시 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20060122489A
KR20060122489A KR1020050045018A KR20050045018A KR20060122489A KR 20060122489 A KR20060122489 A KR 20060122489A KR 1020050045018 A KR1020050045018 A KR 1020050045018A KR 20050045018 A KR20050045018 A KR 20050045018A KR 20060122489 A KR20060122489 A KR 20060122489A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
liquid crystal
electrode
substrate
reflective
layer
Prior art date
Application number
KR1020050045018A
Other languages
English (en)
Inventor
양영철
아키라 히라이
Original Assignee
삼성전자주식회사
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 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to KR1020050045018A priority Critical patent/KR20060122489A/ko
Priority to TW095118014A priority patent/TW200701475A/zh
Priority to US11/440,852 priority patent/US20060274239A1/en
Priority to JP2006147848A priority patent/JP2006330741A/ja
Priority to CN2006100842062A priority patent/CN1869798B/zh
Publication of KR20060122489A publication Critical patent/KR20060122489A/ko

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL 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
    • G02F1/00Devices 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
    • G02F1/01Devices 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 
    • G02F1/13Devices 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
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/133553Reflecting elements
    • G02F1/133555Transflectors
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL 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
    • G02F1/00Devices 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
    • G02F1/01Devices 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 
    • G02F1/13Devices 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
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL 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
    • G02F1/00Devices 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
    • G02F1/01Devices 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 
    • G02F1/13Devices 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
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/1336Illuminating devices
    • G02F1/13362Illuminating devices providing polarized light, e.g. by converting a polarisation component into another one
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0033Means for improving the coupling-out of light from the light guide
    • G02B6/005Means for improving the coupling-out of light from the light guide provided by one optical element, or plurality thereof, placed on the light output side of the light guide
    • G02B6/0055Reflecting element, sheet or layer
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL 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
    • G02F1/00Devices 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
    • G02F1/01Devices 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 
    • G02F1/13Devices 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
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/136Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
    • G02F1/1362Active matrix addressed cells
    • G02F1/136213Storage capacitors associated with the pixel electrode
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL 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
    • G02F2202/00Materials and properties
    • G02F2202/42Materials having a particular dielectric constant

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)

Abstract

본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따르면 반사 영역 및 투과 영역을 포함하는 액정 표시 장치로서, 제1 기판, 상기 제1 기판 위 상기 반사 영역에 형성되어 있는 반사 부재, 상기 제1 기판 위에 형성되어 있는 박막 트랜지스터, 상기 박막 트랜지스터 위에 형성되어 있는 투명 전극 및 상기 반사 영역에 위치하며 상기 투명 전극 위에 형성되어 있는 반사 전극을 구비하는 화소 전극, 상기 제1 기판과 마주보고 있는 제2 기판, 상기 제2 기판 위에 형성되어 있으며 상기 반사 영역과 상기 투과 영역에서 위상차가 상이한 위상 지연막, 그리고 상기 위상 지연막 위에 형성되어 있는 공통 전극을 포함하는 액정 표시 장치가 개시된다. 이로써 표시 장치의 백라이트부에서 반사 영역으로 입사되어 반사된 후 소멸하여 광원으로 활용되지 못하는 빛을 투과 영역으로 유도하여 투과 영역에서 활용할 수 있다.
반투과, 반사 전극, 편광판, 위상 지연막

Description

액정 표시 장치{LIQUID CRYSTAL DISPLAY}
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 배치도.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 배치도.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 배치도.
도 4는 도 1에 도시한 액정 표시 장치를 Ⅳ-Ⅳ선을 따라 자른 단면도.
도 5는 도 1에 도시한 액정 표시 장치를 Ⅴ-Ⅴ선을 따라 자른 단면도.
도 6은 도 1에 도시한 액정 표시 장치의 표시 원리를 도시한 단면도.
도 7a 내지 도 7f는 본 발명의 한 실시예에 따른 박막 트랜지스터 표시판의 제조 방법을 차례로 나타내는 단면도.
도 8a 내지 도8d는 본 발명의 한 실시예에 따른 색필터 표시판의 제조 방법을 차례로 나타내는 단면도.
<도면 부호의 설명>
12, 22...편광판 24...위상 지연막
81, 82…접촉 보조 부재 100...박막 트랜지스터 표시판
110, 210...기판 119...반사 보조 부재
121…게이트선 124...게이트 전극
131…유지 전극선 137…유지 전극
137a, 177a…반사 부재 140...게이트 절연막
151, 154...반도체 161, 163, 165...저항성 접촉층
171…데이터선 173...소스 전극
175, 177...드레인 전극 180...보호막
181, 182, 185…접촉 구멍 191...화소 전극
192…투명 전극 194…반사 전극
200...색필터 표시판 220...차광 부재
230...색필터 270...공통전극
900...백라이트부 910…램프
940…도광판 950…반사판
본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 반사 영역 및 투과 영역을 갖추는 반투과형 액정 표시 장치에 관한 것이다.
액정 표시 장치는 일반적으로 공통 전극과 색필터 등이 형성되어 있는 상부 표시판과 박막 트랜지스터와 화소 전극이 형성되어 있는 하부 표시판 및 두 표시판 사이에 들어 있는 액정층을 포함한다. 화소 전극과 공통 전극에 전위차를 주면 액정층에 전계가 생성되고 이 전계에 의하여 방향이 결정된다. 액정 분자들의 배열 방향에 따라 입사광의 투과율이 결정되므로 두 전극 사이의 전위차를 조절함으로써 원하는 영상을 표시 할 수 있다.
이러한 액정 표시 장치는 광원의 이용 형태에 따라 투과형과 반사형으로 구분된다. 투과형 액정 표시 장치는 표시 장치 후면에 내장된 백라이트로부터 발생된 빛을 제공받아 영상을 표시하는 형태이며, 반사형 액정 표시 장치는 외부의 자연광이나 인조광을 제공받아 반사시킴으로써 영상을 표시하는 형태이다. 투과형 액정 표시 장치의 경우 주위 환경의 조도가 높은 경우 백라이트의 밝기가 외부광에 비해 현저히 낮기 때문에 시인성이 저하되어 표시 특성이 불량해지며, 백라이트로 인한 전력 소비가 크다. 반면 반사형 액정 표시 장치는 외부광이 충분하지 못할 경우 휘도가 낮아져 표시 장치로 활용되지 못한다. 이에 따라 저조도의 환경에서는 내장 광원을 이용하여 영상을 표시하고, 고조도의 환경에서는 외부의 입사광을 반사시켜 영상을 표시하는 반투과형 액정 표시 장치(transflective liquid crystal display)가 이용되고 있다.
일반적인 반투과형 액정 표시 장치는 투과 영역 및 반사 영역을 포함한다. 투과 영역은 표시 장치 배면에 구비된 백라이트로부터 입사된 빛을 투과하여 영상을 표시하는 영역이고, 반사 영역은 외부로부터 표시 장치 전면으로부터 입사된 빛을 표시 장치 내부에서 반사시켜 다시 표시 장치 전면에서 영상을 표시하는 영역이다.
이러한 반투과형 액정 표시 장치에서, 백라이트로부터 출사되는 빛은 투과영역뿐만 아니라 반사 영역으로도 유입된다. 반사 영역으로 유입되는 백라이트 빛은 반사 전극에서 반사되어 백라이트 쪽으로 되돌아온다. 표시 장치 배면에는 위상 지연막 및 편광판으로 이루어진 원편광기가 구비되는데, 이 원편광기로 인하여 반사 전극에서 반사된 백라이트 빛이 편광판에 모두 흡수되어 버린다. 따라서, 반사 영역으로 입사되는 백라이트 빛은 표시 장치의 광원으로 활용되지 못한다.
또한, 편광판에 흡수되지 않는다고 해도 백라이트 빛은 반사 전극의 요철 때문에 난반사되기 쉽고, 유기막으로 이루어진 보호막은 투과율이 떨어지기 때문에 백라이트 빛이 소실되기 쉽다. 따라서 반사 영역으로 입사된 백라이트 빛을 재활용하기에는 무리가 있다.
따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 백라이트에서 반사 영역으로 입사되어 광원으로 활용되지 못하고 버려지는 백라이트 빛을 효과적으로 활용하여 표시 장치 전체의 휘도를 증가시키는 것이다.
또한 반사 영역으로 입사되는 백라이트 빛이 난반사되거나 유기막에 흡수되지 않고 투과 영역으로 최대한 유도하는 것이다.
이와 같은 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 액정 표시 장치는 반사 영역 및 투과 영역을 포함하는 액정 표시 장치로서, 제1 기판, 상기 제1 기판 위 상기 반사 영역에 형성되어 있는 반사 부재, 상기 제1 기판 위에 형성되어 있는 박막 트랜지스터, 상기 박막 트랜지스터 위에 형성되어 있는 투명 전극 및 상기 반사 영역에 위치하며 상기 투명 전극 위에 형성되어 있는 반사 전극을 구비하는 화소 전극, 상기 제1 기판과 마주하는 제2 기판, 상기 제2 기판 위에 형성되어 있으며 상기 반사 영역과 상기 투과 영역에서 위상차가 상이한 위상 지연막, 그리고 상기 위 상 지연막 위에 형성되어 있는 공통 전극을 포함한다.
상기 액정 표시 장치는 상기 화소 전극과 중첩하는 유지 전극을 더 포함할 수있다.
상기 반사 부재는 상기 유지 전극과 이웃할 수 있다.
상기 반사 부재는 상기 유지 전극과 연결되어 있을 수 있다.
상기 박막 트랜지스터는 게이트 전극, 상기 게이트 전극 위에 형성되어 있는 반도체층 및 상기 반도체층과 연결되어 있는 소스 전극 및 드레인 전극을 포함하며, 상기 반사 부재는 상기 드레인 전극과 연결되어 있을 수 있다.
상기 반사 부재의 적어도 한 경계선은 상기 반사 영역과 상기 투과 영역의 경계 부근에 위치할 수 있다.
상기 유지 전극 및 상기 반사 부재는 알루미늄, 알루미늄 합금, 은 또는 은 합금을 포함할 수 있다.
상기 액정 표시 장치는 상기 제1 기판 위 상기 박막 트랜지스터 아래에 형성되어 있으며 상기 반사 영역에 위치하는 반사 보조 부재를 더 포함할 수 있다.
상기 반사 보조 부재는 유전체 다중막을 포함할 수 있다.
상기 유전체 다중막의 각 막의 두께는 nd=λ/4(n=각 막의 굴절율, d=각 막의 두께, λ=빛의 파장)를 충족할 수 있다.
상기 유전체 다중막은 적어도 하나 이상의 고굴절층 및 저굴절층을 포함할 수 있다.
상기 고굴절층은 ZrO2, TiO2 또는 ZnS를 포함하고, 상기 저굴절층은 MgF2 또는 CeF2 를 포함할 수 있다.
상기 위상 지연막은 상기 반사 영역에서의 위상차가 1/4 파장이고, 상기 투과 영역에서는 위상차를 갖지 않을 수 있다.
상기 위상 지연막은 액정 폴리머를 포함할 수 있으며, 상기 액정 폴리머는 네마틱상을 나타내는 자외선 경화성의 액정 모노머가 경화하여 이루어질 수 있다.
상기 액정 표시 장치는 상기 제1 기판의 배면에 위치하는 백라이트부를 더 포함할 수 있다.
상기 백라이트부는 반사판을 포함할 수 있다.
상기 액정층은 비틀린 네마틱(twisted nemaic, TN) 배향되어 있을 수 있다.
상기 액정 표시 장치는 상기 박막 트랜지스터와 상기 투명 전극 사이에 형성되어 있으며, 상기 투과 영역에 위치한 개구부를 가지는 보호막을 더 포함할 수 있다.
상기 액정 표시 장치는 상기 위상 지연막과 상기 공통 전극 사이에 형성되어 있는 색필터를 더 포함할 수 있다. 또한 상기 제2 기판과 상기 위상 지연막 사이에 형성되어 있는 색필터를 더 포함할 수 있다.
상기 색필터는 서로 다른 세가지 색 중 하나를 나타내고, 나타내는 색에 따라 상기 색필터의 두께가 다를 수 있다.
상기 색필터는 상기 투과 영역의 두께가 상기 반사 영역의 두께보다 더 클 수 있다.
상기 액정 표시 장치는 상기 제1 기판 외면에 배치되어 있는 제1 편광판, 그리고 상기 제2 기판 외면에 배치되어 있는 제2 편광판을 더 포함할 수 있다.
그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 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 뜻한다.
그러면 도 1 내지 도 5를 참고로 하여 본 발명의 실시예에 따른 반투과형 액정 표시 장치에 대하여 상세하게 설명한다.
도 1 내지 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 배치도이고, 도 4 및 도 5는 각각 도 1의 액정 표시 장치를 Ⅳ-Ⅳ선 및 Ⅴ-Ⅴ선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 실시예에 따른 액정 표시 장치는 서로 마주보는 박막 트랜지스터 표시판(100)과 색필터 표시판(200) 및 이들 사이에 들어 있 으며 두 표시판(100, 200)의 표면에 대하여 수직 또는 수평으로 배향되어 있는 액정 분자를 포함하는 액정층(3)을 포함한다.
도 4를 참고하면, 표시판(100, 200)의 바깥 면에는 제1 및 제2 편광판(12, 22)이 구비되어 있다. 제1 편광판(12)의 투과축과 제2 편광판(22)의 투과축은 서로 직교한다.
또한 박막 트랜지스터 표시판(100)의 배면에는 액정 표시 장치에 인공광을 제공하는 램프(910), 도광판(940) 및 도광판(940) 배면에 설치된 반사판(950)을 포함하는 백라이트부(900)가 설치되어 있다.
램프(910)는 냉음극형광램프(cold cathode fluorescent lamp, CCFL) 발광 다이오드(light emitting diode, LED)를 사용할 수 있으며, 면광원 또는 선광원 형태의 다른 광원을 사용할 수도 있다.
먼저 박막 트랜지스터 표시판(100)에 대하여 설명한다.
투명한 유리 또는 플라스틱 따위로 만들어진 절연 기판(110) 위에 복수의 반사 보조 부재(119)가 형성되어 있다. 반사 보조 부재(119)는 한 층 이상 적층된 고굴절층 및 저굴절층을 포함하는 유전체 다중막(dielectric multi layer)로 이루어질 수 있다. 유전체 다중막의 각 막의 두께 d는 다음 수학식 1을 충족한다.
nd=λ/4
여기서 n는 각 막의 굴절률이며, λ는 빛의 파장을 나타낸다.
유전체 다중막 중 고굴절층은 ZrO2, TiO2, 또는 ZnS 등으로 만들 수 있으며, 저굴절층은 MgF2 또는 CeF2 등으로 만들 수 있다.
복수의 반사 보조 부재(119) 위에는 복수의 게이트선(gate line)(121) 및 복수의 유지 전극선(storage electrode line)(131)이 형성되어 있다. 도 1 및 도 2의 경우에는 반사 보조 부재(119) 위에 반사 부재(137a)가 형성되어 있다. 반사 부재(137a)는 백라이트부(900)로부터 입사된 빛을 반사한다.
게이트선(121)은 게이트 신호를 전달하며 주로 가로 방향으로 뻗어 있다. 각 게이트선(121)은 위로 돌출한 복수의 게이트 전극(gate electrode)(124)과 다른 층 또는 외부 구동 회로와의 접속을 위하여 면적이 넓은 끝 부분(129)을 포함한다. 게이트 신호를 생성하는 게이트 구동 회로(도시하지 않음)는 기판(110) 위에 부착되는 가요성 인쇄회로막(flexible printed circuit film)(도시하지 않음) 위에 장착되거나, 기판(110) 위에 직접 장착되거나, 기판(110)에 집적될 수 있다. 게이트 구동 회로가 기판(110) 위에 집적되어 있는 경우 게이트선(121)이 연장되어 이와 직접 연결될 수 있다.
유지 전극선(131)은 소정의 전압을 인가 받으며 게이트선(121)과 거의 나란하게 뻗는다. 각 유지 전극선(131)은 인접한 두 게이트선(121) 사이에 위치하며 두 게이트선(121) 중 아래쪽에 가깝다. 유지 전극선(131)은 아래위로 확장된 유지 전극(137)을 포함한다. 유지 전극(137)은 반사 부재(137a)와 같이 백라이트부(900)로부터 입사된 빛을 반사한다. 도 2에서는 유지 전극(137)이 반사 부재 (137a)와 연결되어 일체로 되어 있다. 유지 전극선(131)의 모양 및 배치는 여러 가지로 변형될 수 있다.
게이트선(121), 유지 전극선(131) 및 반사 부재(137a)는 반사율이 우수한 알루미늄(Al)이나 알루미늄 합금 등 알루미늄 계열 금속, 은(Ag)이나 은 합금 등 은 계열 금속으로 만들어질 수 있다. 또한, 구리(Cu)나 구리 합금 등 구리 계열 금속, 몰리브덴(Mo)이나 몰리브덴 합금 등 몰리브덴 계열 금속, 크롬(Cr), 탄탈륨(Ta) 및 티타늄(Ti) 따위로도 만들어질 수 있다. 그러나 이들은 물리적 성질이 다른 두 개의 도전막(도시하지 않음)을 포함하는 다중막 구조를 가질 수도 있다. 이 중 한 도전막은 신호 지연이나 전압 강하를 줄일 수 있도록 비저항(resistivity)이 낮은 금속, 예를 들면 알루미늄 계열 금속, 은 계열 금속, 구리 계열 금속 등으로 만들어진다. 이와는 달리, 다른 도전막은 다른 물질, 특히ITO(indium tin oxide) 및 IZO(indium zinc oxide)와의 물리적, 화학적, 전기적 접촉 특성이 우수한 물질, 이를테면 몰리브덴 계열 금속, 크롬, 티타늄, 탄탈륨 등으로 만들어진다. 이러한 조합의 좋은 예로는 크롬 하부막과 알루미늄 (합금) 상부막 및 알루미늄 (합금) 하부막과 몰리브덴 (합금) 상부막을 들 수 있다. 그러나 게이트선(121) 및 유지 전극선(131)은 이외에도 여러 가지 다양한 금속 또는 도전체로 만들어질 수 있다.
게이트선(121) 및 유지 전극선(131)의 측면은 기판(110) 면에 대하여 경사져 있으며 그 경사각은 약 30°내지 약 80°인 것이 바람직하다.
게이트선(121) 및 유지 전극선(131) 위에는 질화규소(SiNx) 또는 산화규소(SiOx) 따위로 만들어진 게이트 절연막(gate insulating layer)(140)이 형성되어 있다.
게이트 절연막(140) 위에는 수소화 비정질 규소(hydrogenated amorphous silicon)(비정질 규소는 약칭 a-Si로 씀) 또는 다결정 규소(polysilicon) 등으로 만들어진 복수의 선형 반도체(151)가 형성되어 있다. 선형 반도체(151)는 주로 세로 방향으로 뻗어 있으며, 게이트 전극(124)을 향하여 뻗어 나온 복수의 돌출부(projection)(154) 및 이로부터 연장된 복수의 확장부(157)를 포함한다. 선형 반도체(151)는 게이트선(121) 및 유지 전극선(131) 부근에서 너비가 넓어져 이들을 폭넓게 덮고 있다.
반도체(151) 위에는 복수의 선형 및 섬형 저항성 접촉 부재(ohmic contact)(161, 165)가 형성되어 있다. 저항성 접촉 부재(161, 165)는 인 따위의 n형 불순물이 고농도로 도핑되어 있는 n+ 수소화 비정질 규소 따위의 물질로 만들어지거나 실리사이드(silicide)로 만들어질 수 있다. 선형 저항성 접촉 부재(161)는 복수의 돌출부(163)를 가지고 있으며, 이 돌출부(163)와 섬형 저항성 접촉 부재(165)는 쌍을 이루어 반도체(151)의 돌출부(154) 및 확장부(157) 위에 배치되어 있다.
반도체(151, 154, 157)와 저항성 접촉 부재(161, 163, 165)의 측면 역시 기판(110) 면에 대하여 경사져 있으며 경사각은 30°내지 80°정도이다.
저항성 접촉 부재(161, 163, 165) 및 게이트 절연막(140) 위에는 복수의 데이터선(data line)(171)과 복수의 드레인 전극(drain electrode)(175)이 형성되어 있다. 도 3의 경우에는 게이트 절연막(140) 위에 백라이트부(190)로부터의 빛 을 반사하는 반사 부재(177a)가 형성되어 있다.
데이터선(171)은 데이터 신호를 전달하며 주로 세로 방향으로 뻗어 게이트선(121)과 교차한다. 각 데이터선(171)은 게이트 전극(124)을 향하여 뻗은 복수의 소스 전극(source electrode)(173)과 다른 층 또는 외부 구동 회로와의 접속을 위하여 면적이 넓은 끝 부분(179)을 포함한다. 데이터 신호를 생성하는 데이터 구동 회로(도시하지 않음)는 기판(110) 위에 부착되는 가요성 인쇄 회로막(도시하지 않음) 위에 장착되거나, 기판(110) 위에 직접 장착되거나, 기판(110)에 집적될 수 있다. 데이터 구동 회로가 기판(110) 위에 집적되어 있는 경우, 데이터선(171)이 연장되어 이와 직접 연결될 수 있다.
드레인 전극(175)은 데이터선(171)과 분리되어 있고 게이트 전극(124)을 중심으로 소스 전극(173)과 마주 본다. 각 드레인 전극(175)은 면적이 넓은 확장부(177)와 막대형인 다른 쪽 끝 부분을 가지고 있다. 드레인 전극(175)의 확장부(177)는 유지 전극(137)과 중첩하며, 막대형 끝 부분은 J자형으로 구부러진 소스 전극(173)으로 일부 둘러싸여 있다. 도 3에서는 드레인 전극(175)의 확장부(177)가 반사 부재(177a)와 연결되어 일체로 되어 있다.
하나의 게이트 전극(124), 하나의 소스 전극(173) 및 하나의 드레인 전극(175)은 반도체(151)의 돌출부(154)와 함께 하나의 박막 트랜지스터(thin film transistor, TFT)를 이루며, 박막 트랜지스터의 채널(channel)은 소스 전극(173)과 드레인 전극(175) 사이의 돌출부(154)에 형성된다.
데이터선(171) 및 드레인 전극(175)은 몰리브덴, 크롬, 탄탈륨 및 티타늄 등 내화성 금속(refractory metal) 또는 이들의 합금으로 만들어지는 것이 바람직하며, 내화성 금속막(도시하지 않음)과 저저항 도전막(도시하지 않음)을 포함하는 다중막 구조를 가질 수 있다. 다중막 구조의 예로는 크롬 또는 몰리브덴 (합금) 하부막과 알루미늄 (합금) 상부막의 이중막, 몰리브덴 (합금) 하부막과 알루미늄 (합금) 중간막과 몰리브덴 (합금) 상부막의 삼중막을 들 수 있다. 그러나 데이터선(171) 및 드레인 전극(175)은 이외에도 여러 가지 다양한 금속 또는 도전체로 만들어질 수 있다.
데이터선(171) 및 드레인 전극(175) 또한 그 측면이 기판(110) 면에 대하여 30°내지 80°정도의 경사각으로 기울어진 것이 바람직하다.
저항성 접촉 부재(161, 163, 165)는 그 아래의 반도체(151, 154, 157)와 그 위의 데이터선(171) 및 드레인 전극(175) 사이에만 존재하며 이들 사이의 접촉 저항을 낮추어 준다. 대부분의 곳에서는 선형 반도체(151)의 너비가 데이터선(171)의 너비보다 작지만, 앞서 설명하였듯이 게이트선(121)과 만나는 부분에서 너비가 넓어져 표면의 프로파일을 부드럽게 함으로써 데이터선(171)이 단선되는 것을 방지한다. 반도체(151, 154)에는 소스 전극(173)과 드레인 전극(175) 사이를 비롯하여 데이터선(171) 및 드레인 전극(175)으로 가리지 않고 노출된 부분이 있다.
데이터선(171), 드레인 전극(175) 및 노출된 반도체(151, 154) 부분 위에는 보호막(passivation layer)(180)이 형성되어 있다. 보호막(180)은 질화규소나 산화규소 따위의 무기 절연물로 만들어진 하부막(180p)과 유기 절연물로 만들어진 상부막(180q)을 포함한다. 상부 보호막(180q)은 4.0 이하의 유전 상수를 가지는 것 이 바람직하고, 감광성(photosensitivity)을 가질 수도 있으며 그 표면에는 요철이 형성되어 있다. 또한 상부 보호막(180q)에는 하부 보호막(180p) 일부를 드러내는 개구부가 형성되어 있다. 그러나 보호막(180)은 무기 절연물 또는 유기 절연물 따위로 만들어진 단일막 구조를 가질 수 있다.
보호막(180)에는 데이터선(171)의 끝 부분(179)과 드레인 전극(175)을 각각 드러내는 복수의 접촉 구멍(contact hole)(182, 185)이 형성되어 있으며, 보호막(180)과 게이트 절연막(140)에는 게이트선(121)의 끝 부분(129)을 드러내는 복수의 접촉 구멍(181)이 형성되어 있다.
보호막(180) 위에는 복수의 화소 전극(pixel electrode)(191) 및 복수의 접촉 보조 부재(contact assistant)(81, 82)가 형성되어 있다.
각 화소 전극(191)은 상부 보호막(180q)의 요철을 따라 굴곡이 져있고, 투명 전극(192) 및 그 위의 반사 전극(194)을 포함한다. 투명 전극(192)은 ITO 또는 IZO 등의 투명한 도전 물질로 만들어지고, 반사 전극(194)은 알루미늄, 은, 크롬 또는 그 합금 등의 반사성 금속으로 만들어진다. 그러나 반사 전극(194)은 알루미늄, 은 또는 그 합금 등 저저항 반사성 상부막과 몰리브덴 계열 금속, 크롬, 탄탈륨 및 티타늄 등 ITO 또는 IZO와 접촉 특성이 좋은 하부막의 이중막 구조를 가질 수 있다.
반사 전극(194)은 상부 보호막(180q)의 개구부에 위치하며 투명 전극(192)을 노출하는 투과창(195)을 가지고 있다. 반사 전극(194)은 투명 전극(192) 일부 위에만 존재하여 투명 전극(192)의 다른 부분을 노출하며, 투명 전극(192)의 노출된 부분은 상부 보호막(180q)의 개구부에 위치한다.
화소 전극(191)은 접촉 구멍(185)을 통하여 드레인 전극(175)과 물리적ㅇ전기적으로 연결되어 있으며, 드레인 전극(175)으로부터 데이터 전압을 인가 받는다. 데이터 전압이 인가된 화소 전극(191)은 공통 전압(common voltage)을 인가 받는 색필터 표시판(200)의 공통 전극(common electrode)(270)과 함께 전기장을 생성함으로써 두 전극(191, 270) 사이의 액정층(3)의 액정 분자의 방향을 결정한다. 이와 같이 결정된 액정 분자의 방향에 따라 액정층(3)을 통과하는 빛의 편광이 달라진다. 화소 전극(191)과 공통 전극(270)은 축전기[이하 "액정 축전기(liquid crystal capacitor)"라 함]를 이루어 박막 트랜지스터가 턴 오프된 후에도 인가된 전압을 유지한다.
박막 트랜지스터 표시판(100), 공통 전극 표시판(200) 및 액정층(3) 등을 포함하는 반투과형 액정 표시 장치는 투명 전극(192) 및 반사 전극(194)에 의하여 각각 정의되는 투과 영역(TA) 및 반사 영역(RA)으로 구획될 수 있다. 구체적으로는, 투과창(195) 아래위에 위치하는 부분은 투과 영역(TA)이 되고, 반사 전극(194) 아래위에 위치하는 부분은 반사 영역(RA)이 된다.
투과 영역(TA)에서는 액정 표시 장치의 뒷면, 즉 박막 트랜지스터 표시판(100) 쪽에서 입사된 빛이 액정층(3)을 통과하여 앞면, 즉 공통 전극 표시판(200) 쪽으로 나옴으로써 표시를 수행한다. 반사 영역(RA)에서는 앞면에서 들어온 빛이 액정층(3)으로 들어왔다가 반사 전극(194)에 의하여 반사되어 액정층(3)을 다시 통과하여 앞면으로 나옴으로써 표시를 수행한다. 이때, 반사 전극(194)의 굴곡은 빛 의 반사 효율을 높여 준다.
투과 영역(TA)에는 상부 보호막(180q)이 없으므로, 투과 영역(TA)에서의 액정층(3)의 두께, 또는 셀 간격(cell gap)이 반사 영역(RA)에서의 셀 간격의 두 배가 된다.
도 1 내지 도 3을 보면, 반사 부재(137a, 177a)는 반사 영역(RA) 내에 위치하며 반사 영역(RA)과 투과 영역(TA)의 경계 부근까지 뻗어 있다. 이러한 반사 부재(137a, 177a)는 유지 전극(137) 및 드레인 전극(175) 확장부(177) 등과 함께 백라이트부(900)로부터 반사 영역(RA)으로 입사된 빛을 반사시켜 투과 영역(TA)으로 유도한다. 따라서 백라이트부(900)에서 반사 영역(RA)으로 입사되는 빛은 유지 전극(137) 및 반사 부재(137a, 177a)가 존재하는 영역에서 반사되어 재활용된다. 또한 반사 보조 부재(119)는 반사 영역(RA) 전체에 걸쳐 존재하여 반사 부재(137a, 177a) 및 유지 전극(137)의 반사율을 높일 수 있다.
다음으로 색필터 표시판(200)에 대하여 설명한다.
투명한 유리 또는 플라스틱 따위로 만들어진 절연 기판(210) 위에 위상 지연막(24)이 형성되어 있다. 위상 지연막(24)은 반사 영역(RA)과 투과 영역(TA)에서 상이한 위상차를 준다. 즉 반사 영역(RA)에서 위상 지연막(24)을 통과한 빛은 1/4 파장의 위상차를 가지며, 투과 영역(TA)에서 위상 지연막(24)을 통과한 빛은 위상차를 갖지 않는다. 상세하게 설명하자면 반사 영역(RA)에서는 위상 지연막(24)의 주축에 평행하며 서로 수직인 두 편광 성분 중 한 성분에 대하여 1/4 파장만큼의 위상차를 부여하여 선편광을 원편광으로 바꾸거나 원편광을 선편광으로 바꾸는 역 할을 한다. 위상 지연막(24)은 액정 폴리머로 만들어질 수 있으며, 액정 폴리머는 네마틱상을 나타내는 자외선 경화성의 액정 모노머를 경화하여 만들 수 있다.
이와 같이 위상 지연막(24)이 주는 위상차가 반사 영역(RA)과 투과 영역(TA)에서 서로 다르기 때문에, 반사 영역(RA)의 표시를 위해 배치하는 위상 지연막의 위상차가 투과 영역(TA)에서도 생기는 것을 보상하기 위하여 후면에 배치하는 위상 지연막이 불필요해지며, 백라이트부(900)에서 반사 영역(RA)으로 입사된 후 반사되어 후면 편광판에 흡수되는 것을 방지할 수 있다.
위상 지연막(24) 위에는 차광 부재(light blocking member)(220)가 형성되어 있다. 차광 부재(220)는 블랙 매트릭스(black matrix)라고도 하며 화소 전극(191)과 마주하는 복수의 개구 영역을 정의하는 한편, 화소 전극(191) 사이의 빛샘을 막아 준다
기판(210), 위상 지연막(24) 및 차광 부재(220) 위에는 복수의 색필터(230)가 형성되어 있으며, 차광 부재(220)로 둘러 싸인 개구 영역 내에 거의 들어가도록 배치되어 있다. 색필터(230)는 화소 전극(191)을 따라 세로 방향으로 길게 뻗어 띠(stripe)를 이룰 수 있다. 각 색필터(230)는 적색, 녹색 및 청색의 삼원색 등 기본색(primary color) 중 하나를 표시할 수 있다.
각 색필터(230)가 반사 영역(RA)에서 보다 투과 영역(TA)에서 두꺼울 수 있으며, 이렇게 하면 투과 영역(TA)과 반사 영역(RA)에서 빛이 색필터(230)를 통과하는 횟수의 차이에 따른 색조의 차이를 보상할 수 있다. 이와 달리 색필터(230)의 두께를 동일하게 유지하고 반사 영역(RA)의 색필터(230)에 빛 구멍(light hole)을 형성함으로써 색조의 차이를 보상할 수도 있다.
색필터(230)는 위상 지연막(24) 아래에 위치할 수 있다. 이때 색상에 따라 색필터(230)의 두께가 다를 수 있으며, 이에 따라 위상 지연막(24)의 두께 또한 다를 수 있다. 이는 각 색필터(230)의 중심파장의 위상차가 1/4 파장이 되도록 하기 위한 것이다.
차광 부재(220) 및 색필터(230) 위에는 공통 전극(270)이 형성되어 있다. 공통 전극(270)은 ITO 또는 IZO 등의 투명한 도전 물질로 만들어 지는 것이 바람직하다.
그러면, 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 표시 원리를 설명한다.
도 6은 도 2에 도시한 액정 표시 장치에서 표시 원리를 설명하는 데 필요한 부분만을 도시한 단면도이다. 액정층(3)은 전기장이 없는 상태에서 비틀린 네마틱(twisted nematic, TN) 배향되어 있다고 가정한다.
또한, 제1 편광판(12)은 지면에 수직인 방향으로 진동하는 빛만을 통과시키며, 제2 편광판(22)은 이와 직교하는 방향 즉 지면에 평행한 방향으로 진동하는 빛만을 통과시키는 것으로 가정한다.
먼저 표시 장치 전면의 외부에서 입사되는 빛의 표시 원리를 설명한다.
액정층(3)에 전기장을 인가하지 않으면, 액정층(3)은 대략 1/4 파장만큼의 위상차를 준다. 이때 빛이 제2 편광판(22)의 전면으로부터 입사되어 제2 편광판(22)을 통과하면 지면에 평행인 선편광이 된다. 그 후 선편광된 빛은 위상 지연막(24)을 통과하면서 좌원편광되고 액정층(3)을 통과하면 지면에 수직인 선편광이 된 다. 그런 후 반사 전극(194)에서 반사되고, 액정층(3)을 다시 통과하여 좌원편광된다. 그 후 좌원편광은 위상 지연막(24)을 통과한 후 지면에 평행인 선편광이 되어 제2 편광판(22)을 통과하고 이에 따라 명표시(W)가 된다.
액정층(3)에 충분한 크기의 전기장이 인가되면, 액정 분자들이 모두 기판(100, 200)에 수직이 되며 이에 따라 액정층(3)은 입사광의 위상을 바꾸지 않는다. 빛이 제2 편광판(22)의 전면으로부터 입사되어 제2 편광판(22)을 통과하면 지면에 평행인 선편광이 된다. 그 후 선편광은 위상 지연막(24)을 통과하면서 좌원편광되고, 액정층(3)을 편광 상태의 변화없이 그대로 통과한다. 그런 후 좌원편광은 반사 전극(194)에서 반사되어 우원편광으로 반전된다. 우원편광은 액정층(3)을 편광 상태의 변화없이 다시 그대로 통과하고 위상 지연막(24)을 통과하면 지면 수직인 선편광이 된다. 따라서 제2 편광판(22)을 통과하지 못하고 암표시(B)가 된다.
이제 백라이트부(900)에서 입사되는 빛의 표시 원리를 설명한다.
백라이트부(900)에서 반사 영역(RA)으로 입사되는 빛은 제1 편광판(12)을 통과한 후 지면에 수직인 선편광이 된다. 그런 후 제1 기판 상에 형성된 반사 부재(137a, 177a) 또는 유지 전극(137)에서 반사되어 다시 백라이트부(900)로 되돌아온다. 이때 제1 편광판(12) 위에는 위상 지연막이 없으므로 편광 상태가 변하지 않는다. 따라서 반사된 빛이 제1 편광판(12)에 흡수되는 일이 없이 그대로 백라이트부(900)로 되돌아와 반사판(950)에서 반사된다. 이러한 과정을 거치면서 결국 투과 영역(TA)으로 입사하게 된다. 따라서 백라이트부(900)에서 반사 영역(RA)으로 입사되는 빛이 투과 영역(TA)으로 유도되고 재활용된다. 여기서 반사 부재(137a, 177a)는 반사 영역(RA)의 끝부분까지 연장되어 백라이트 빛을 직접 반사시킨다. 이로써 백라이트 빛이 반사 전극(194)에 반사될 경우 요철에 의해 난반사되거나, 유기막으로 이루어진 상부 보호막(180q)에서 흡수되는 것을 방지하여 백라이트 빛의 재활용율을 높인다.
액정층(3)에 전기장을 인가하지 않으면 액정층(3)은 대략 1/4 파장만큼의 위상차를 준다. 이때 백라이트부(900)로부터 입사된 빛은 제1 편광판(22)을 통과하면 지면에 수직인 선편광이 된다. 그 후 선평광된 빛은 액정층(3)을 통과하는데 만일 액정층(3)의 위상차가 투과 영역(TA)에서 1/2파장의 위상차를 갖도록 조절된 경우에는 편광 상태를 그대로 유지하면서 액정층(3)을 통과하면 지면에 평행인 선편광이 된다. 따라서 제2 편광판(22)을 통과하고 명표시(W)가 된다. 만일 액정층(3)의 위상차가 투과 영역(TA)에서 1/4 파장의 위상차를 갖도록 조절된 경우에는 편광 상태가 원편광으로 바뀌고 이 중 지면에 평행인 선편광만이 제2 편광판(22)을 통과하여 명표시(W)가 된다.
액정층(3)에 충분한 크기의 전기장이 인가되면, 액정 분자들이 모두 기판(100, 200)에 수직이 되며 이에 따라 액정층(3)은 입사광의 위상을 바꾸지 않는다. 이때 백라이트부(900)로부터 입사된 빛은 제1 편광판(12)을 통과하면 지면에 수직인 선편광이 된다. 그 후 선편광된 빛은 액정층(3)을 그대로 통과하고 편광 상태를 유지하여 제2 편광판(22)을 통과하지 못한다. 따라서 암표시(B)가 된다.
그러면, 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법에 대하여 설명한다.
도 7a 내지 도 7e는 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 박막 트랜지스터 표시 판의 제조방법을 차례대로 나타내는 도면들이다.
우선 도 7a에 도시한 바와 같이, 절연 기판(110) 위에 스퍼터링(sputtering) 등의 방법으로 저굴절막(119a) 및 고굴절막(119b)을 차례로 적층하여 유전체 다중막을 형성한다. 그런 후 사진 식각 공정으로 유전체 다중막을 식각하여 반사 영역(RA)에만 반사 보조 부재(119)를 형성한다.
이후 도 7b에 도시한 바와 같이 절연 기판(110) 및 반사 보조 부재(119) 위에 스퍼터링(sputtering) 등의 방법으로 알루미늄과 알루미늄 합금 등 알루미늄 계열의 금속, 은과 은 합금 등 은 계열의 금속, 구리와 구리 합금 등 구리 계열의 금속, 몰리브덴과 몰리브덴 합금 등 몰리브덴 계열의 금속, 크롬, 티타늄, 탄탈륨 등으로 이루어진 도전막을 형성한다.
이후 사진 식각 공정으로 도전막을 식각하여 복수의 게이트 전극(124)을 포함하는 복수의 게이트선(121) 및 복수의 유지 전극(137)을 포함하는 복수의 유지 전극선(131) 및 반사 부재(137a)을 형성한다. 이 때 도 7b와 같이 반사 부재(137a)는 유지 전극(131)과 연결되어 형성할 수도 있지만, 유지 전극(131)과 분리되어 이웃하도록 형성할 수도 있다.
이어서, 도 7c에 도시한 바와 같이, 게이트선(121) 및 유지 전극선(131)을 덮도록 LPCVD(low temperature chemical vapor deposition), PECVD(plasma enhanced chemical vapor deposition)의 방법으로 게이트 절연막(140), 수소화 비정질 규소막, N+가 도핑된 비정질 규소막을 차례로 적층하고, 수소화 비정질 규소막, N+가 도핑된 비정질 규소막을 패터닝하여 복수의 돌출부(154)와 복수의 확장부 (157)를 포함하는 복수의 반도체(151) 및 복수의 저항성 접촉 패턴(164)을 형성한다. 게이트 절연막(140)은 질화규소 따위로 형성한다.
그 후 도 7d에 도시한 바와 같이, 크롬 또는 몰리브덴 계열의 금속, 탄탈륨 및 티타늄 등 내화성 금속으로 이루어진 도전막을 스퍼터링 따위로 적층한다.
이후 사진 식각 공정으로 도전막을 식각하여 복수의 소스 전극(173)을 포함하는 데이터선(171)과 복수의 드레인 전극(175)을 형성한다. 이 때 드레인 전극(175)과 연결되어 있으며 반사 영역(RA)과 투과 영역(TA)의 경계 부분까지 연장된 반사 부재(177a)를 형성할 수 있다.
그러고 데이터선(171) 및 드레인 전극(175)으로 가려지지 않은 저항성 접촉 패턴(164) 부분을 제거하여, 저항성 접촉 패턴(164)을 두 개의 저항성 접촉 부재(163, 165)로 분리하는 한편, 둘 사이의 반도체(154) 부분을 노출시킨다. 이어, 노출된 반도체(154)의 표면을 안정화시키기 위하여 산소 플라스마를 실시하는 것이 바람직하다.
질화규소 등으로 이루어진 하부 보호막(180p)을 화학 기상 증착(chemical vapor deposition, CVD)하고, 유기 물질로 이루어진 상부 보호막(180q)을 그 위에 도포(coating)한다. 이어, 상부 보호막(180q)을 마스크를 통하여 노광, 현상함으로써, 확장부(177) 상부의 하부 보호막(180p)을 드러내는 복수의 접촉 구멍(185)을 상부 보호막(180q)에 형성하고, 상부 보호막(180q)의 표면에 요철 패턴을 형성하는 동시에, 투과 영역(TA)(195)의 상부 보호막(180q) 부분을 제거하여 하부 보호막(180p)을 드러낸다.
이어, 감광막 패턴을 이용한 사진 식각 공정으로 하부 보호막(180p)을 패터닝하여 복수의 접촉 구멍(185)을 완성한다.
접촉 구멍(185)을 통하여 드레인 전극(175)과 연결되는 복수의 투명 전극(192)을 형성한다. 그러고, 반사 영역(RA)의 투명 전극(192)의 상부에 은 또는 알루미늄 따위로 이루어진 반사 전극(194)을 형성한다.
도 8a 내지 도 8d는 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 색필터 표시판 제조방법을 차례대로 나타내는 단면도들이다.
우선 도 8a를 참조하면, 절연 기판(210) 위에 반사 영역(RA)에서는 1/4 파장의 위상차를 갖고 투과 영역(TA)에서는 위상차를 갖지 않는 위상 지연막(24)을 형성한다. 위상 지연막(24)의 형성 공정을 살펴보면, 먼저 절연 기판(210) 위에 폴리이미드를 인쇄하여 러빙함으로써 배향층(도시하지 않음)을 형성한다. 이때 러빙 공정은 마스크 러빙 또는 광 배향 처리를 하여 러빙 방향이 반사 영역(RA)에서는 편광판의 투과축에 대하여 45ㅀ 기울게 하고, 투과 영역(TA)에서는 편광판의 투과축에 대하여 평행하게 되도록 한다. 이어서 배향층 위에 액정 폴리머 또는 네마틱상을 나타내는 자외선 경화성의 액정 모노머를 스핀 코팅 등의 방법에 의해 도포하고, 노광하여 위상 지연막(24)을 형성한다.
이 후 도 8b에 도시한 바와 같이 위상 지연막(94) 위에 차광특성이 우수한 물질을 적층하고 마스크를 이용한 사진식각 공정으로 패터닝하여 차광 부재(220)를 형성한다.
그 후 절연 기판(210) 및 위상 지연판(24) 위에 색필터(230) 용 감광성 조성 물을 도포하여 서로 다른 세가지 색상 별로 복수의 색필터(230)를 형성한다. 이때, 색필터의 두께는 반사 영역(RA)보다 투과 영역(TA)에서 더 두껍게 형성할 수 있다. 더욱 상세하게, 안료를 포함하고 있는 감광액을 기판 위에 도포하고 프리베이크를 하여 코팅 필름에 잔존하는 용매를 제거한다. 이어서 감광액을 부분 노광하여 광경화도의 차이를 발생시키고 현상하여 두께를 조절할 수 있다.
또한 색필터(230)의 반사 영역(RA)에는 빛 구멍을 형성할 수 있다. 이때는 빛 구멍을 채우는 투명 유기막을 더 형성한다.
한편, 위상 지연막(24)의 형성에 앞서 기판(210) 상에 색필터(230)를 형성할 수도 있다. 이때, 색필터(230)는 서로 다른 색을 나타내는 색필터(230)에 따라 그 두께를 다르게 하여 그 위에 형성되는 위상 지연판(24)의 두께를 조절할 수 있다. 이로써, 위상 지연판(24)이 각 색필터(230)의 중심 파장의 1/4 위상차를 갖도록 할 수 있다.
이어서, 도 8d에 도시된 바와 같이 색필터(230) 위에 공통 전극(270)을 적층한다
본 발명에 의하면, 표시 장치의 백라이트부에서 반사 영역으로 입사되어 반사된 후 소멸하여 광원으로 활용되지 못하는 빛을 투과 영역으로 유도하여 투과 영역에서 활용할 수 있다.
또한 백라이트부에서 반사영역으로 입사된 빛을 보다 효과적으로 반사시켜 백라이트 빛의 재활용도를 높을 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims (24)

  1. 반사 영역 및 투과 영역을 포함하는 액정 표시 장치로서,
    제1 기판,
    상기 제1 기판 위 상기 반사 영역에 형성되어 있는 반사 부재,
    상기 제1 기판 위에 형성되어 있는 박막 트랜지스터,
    상기 박막 트랜지스터 위에 형성되어 있는 투명 전극 및 상기 반사 영역에 위치하며 상기 투명 전극 위에 형성되어 있는 반사 전극을 구비하는 화소 전극,
    상기 제1 기판과 마주하는 제2 기판,
    상기 제2 기판 위에 형성되어 있으며 상기 반사 영역과 상기 투과 영역에서 위상차가 상이한 위상 지연막, 그리고
    상기 위상 지연막 위에 형성되어 있는 공통 전극
    을 포함하는 액정 표시 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 화소 전극과 중첩하는 유지 전극을 더 포함하는 액정 표시 장치.
  3. 제2항에서,
    상기 반사 부재는 상기 유지 전극과 이웃하는 액정 표시 장치.
  4. 제2항에서,
    상기 반사 부재는 상기 유지 전극과 연결되어 있는 액정 표시 장치.
  5. 제1항에서,
    상기 박막 트랜지스터는 게이트 전극, 상기 게이트 전극 위에 형성되어 있는 반도체층 및 상기 반도체층과 연결되어 있는 소스 전극 및 드레인 전극을 포함하며,
    상기 반사 부재는 상기 드레인 전극과 연결되어 있는
    액정 표시 장치.
  6. 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에서,
    상기 반사 부재의 적어도 한 경계선은 상기 반사 영역과 상기 투과 영역의 경계 부근에 위치하는 액정 표시 장치.
  7. 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에서,
    상기 유지 전극 및 상기 반사 부재는 알루미늄, 알루미늄 합금, 은 또는 은 합금을 포함하는 액정 표시 장치.
  8. 제1항에서,
    상기 제1 기판 위 상기 박막 트랜지스터 아래에 형성되어 있으며 상기 반사 영역에 위치하는 반사 보조 부재를 더 포함하는 액정 표시 장치.
  9. 제8항에서,
    상기 반사 보조 부재는 유전체 다중막을 포함하는 액정 표시 장치.
  10. 제9항에서,
    상기 유전체 다중막의 각 막의 두께는 nd=λ/4(n=각 막의 굴절율, d=각 막의 두께, λ=빛의 파장)를 충족하는 액정 표시 장치.
  11. 제10항에서,
    상기 유전체 다중막은 적어도 하나 이상의 고굴절층 및 저굴절층을 포함하는 액정 표시 장치.
  12. 제11항에서,
    상기 고굴절층은 ZrO2, TiO2 또는 ZnS를 포함하고, 상기 저굴절층은 MgF2 또는 CeF2 를 포함하는 액정 표시 장치.
  13. 제1항에서,
    상기 위상 지연막은 상기 반사 영역에서의 위상차가 1/4 파장이고, 상기 투 과 영역에서는 위상차를 갖지 않는 액정 표시 장치.
  14. 제1항에서
    상기 위상 지연막은 액정 폴리머를 포함하는 액정 표시 장치.
  15. 제14항에서,
    상기 액정 폴리머는 네마틱상을 나타내는 자외선 경화성의 액정 모노머가 경화하여 이루어지는 액정 표시 장치.
  16. 제1항에서,
    상기 제1 기판의 배면에 위치하는 백라이트부를 더 포함하는 액정 표시 장치.
  17. 제16항에서,
    상기 백라이트부는 반사판을 포함하는 액정 표시 장치.
  18. 제1항에서,
    상기 액정층은 비틀린 네마틱(twisted nemaic, TN) 배향되어 있는 액정 표시 장치.
  19. 제1항에서,
    상기 박막 트랜지스터와 상기 투명 전극 사이에 형성되어 있으며, 상기 투과 영역에 위치한 개구부를 가지는 보호막을 더 포함하는 액정 표시 장치.
  20. 제1항에서,
    상기 위상 지연막과 상기 공통 전극 사이에 형성되어 있는 색필터를 더 포함하는 액정 표시 장치.
  21. 제1항에서,
    상기 제2 기판과 상기 위상 지연막 사이에 형성되어 있는 색필터를 더 포함하는 액정 표시 장치.
  22. 제20항 또는 제21항에서,
    상기 색필터는 서로 다른 세가지 색 중 하나를 나타내고, 나타내는 색에 따라 상기 색필터의 두께가 다른 액정 표시 장치.
  23. 제20항 또는 제21항에서,
    상기 색필터는 상기 투과 영역의 두께가 상기 반사 영역의 두께보다 더 큰 액정 표시 장치.
  24. 제1항에서,
    상기 제1 기판 외면에 배치되어 있는 제1 편광판, 그리고
    상기 제2 기판 외면에 배치되어 있는 제2 편광판
    을 더 포함하는 액정 표시 장치.
KR1020050045018A 2005-05-27 2005-05-27 액정 표시 장치 KR20060122489A (ko)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020050045018A KR20060122489A (ko) 2005-05-27 2005-05-27 액정 표시 장치
TW095118014A TW200701475A (en) 2005-05-27 2006-05-19 Liquid crystal display and method of manufacturing of a tft array panel of the same
US11/440,852 US20060274239A1 (en) 2005-05-27 2006-05-25 Liquid crystal display and method of manufacturing of a TFT array panel of the same
JP2006147848A JP2006330741A (ja) 2005-05-27 2006-05-29 液晶表示装置、及び、それに搭載される薄膜トランジスタ表示パネルの製造方法
CN2006100842062A CN1869798B (zh) 2005-05-27 2006-05-29 液晶显示器及其薄膜晶体管阵列面板的制造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020050045018A KR20060122489A (ko) 2005-05-27 2005-05-27 액정 표시 장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20060122489A true KR20060122489A (ko) 2006-11-30

Family

ID=37443494

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020050045018A KR20060122489A (ko) 2005-05-27 2005-05-27 액정 표시 장치

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20060274239A1 (ko)
JP (1) JP2006330741A (ko)
KR (1) KR20060122489A (ko)
CN (1) CN1869798B (ko)
TW (1) TW200701475A (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007183614A (ja) * 2005-12-29 2007-07-19 Lg Philips Lcd Co Ltd 半透過型液晶表示装置及びその製造方法
KR20140046604A (ko) * 2012-10-08 2014-04-21 삼성디스플레이 주식회사 편광판, 액정 표시 장치 및 이를 제조하는 방법

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101757330B1 (ko) * 2011-01-17 2017-07-13 삼성디스플레이 주식회사 액정 표시 장치
CN106842683A (zh) * 2017-03-03 2017-06-13 京东方科技集团股份有限公司 反射式显示面板及其制造方法、显示装置
CN108987247A (zh) * 2017-06-01 2018-12-11 江苏拓正茂源新能源有限公司 多晶硅薄膜的制备方法
CN107179637B (zh) * 2017-06-16 2020-05-12 厦门天马微电子有限公司 阵列基板、液晶显示面板和液晶显示装置
CN107357076A (zh) * 2017-08-16 2017-11-17 深圳市华星光电半导体显示技术有限公司 透反式液晶显示装置及其制作方法
WO2023077523A1 (en) * 2021-11-08 2023-05-11 Huawei Technologies Co., Ltd. Display panel, under-display camera device, and display device

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6195140B1 (en) * 1997-07-28 2001-02-27 Sharp Kabushiki Kaisha Liquid crystal display in which at least one pixel includes both a transmissive region and a reflective region
JP2000284275A (ja) * 1999-03-31 2000-10-13 Hitachi Ltd 反射型液晶表示装置
JP2001209038A (ja) * 1999-11-17 2001-08-03 Nippon Sheet Glass Co Ltd 液晶表示素子用基板
US6620655B2 (en) * 2000-11-01 2003-09-16 Lg.Phillips Lcd Co., Ltd. Array substrate for transflective LCD device and method of fabricating the same
JP4101454B2 (ja) * 2000-11-22 2008-06-18 株式会社日立製作所 液晶表示装置
US6989877B2 (en) * 2001-06-06 2006-01-24 Seiko Epson Corporation Liquid crystal display device and electronic apparatus
JP3895952B2 (ja) * 2001-08-06 2007-03-22 日本電気株式会社 半透過型液晶表示装置及びその製造方法
JP2003222854A (ja) * 2002-01-31 2003-08-08 Casio Comput Co Ltd 液晶表示装置およびその製造方法
KR100984343B1 (ko) * 2002-12-02 2010-09-30 삼성전자주식회사 색필터 표시판 및 이를 포함하는 반투과형 액정 표시 장치
JP3873869B2 (ja) * 2002-02-26 2007-01-31 ソニー株式会社 液晶表示装置及びその製造方法
US7102717B2 (en) * 2002-12-23 2006-09-05 Au Optronics Corp. Method of forming a color filter having various thicknesses and a transflective LCD with the color filter
KR100945442B1 (ko) * 2003-02-28 2010-03-05 엘지디스플레이 주식회사 씨오티 구조 반투과형 액정표시장치

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007183614A (ja) * 2005-12-29 2007-07-19 Lg Philips Lcd Co Ltd 半透過型液晶表示装置及びその製造方法
JP4551389B2 (ja) * 2005-12-29 2010-09-29 エルジー ディスプレイ カンパニー リミテッド 半透過型液晶表示装置及びその製造方法
KR20140046604A (ko) * 2012-10-08 2014-04-21 삼성디스플레이 주식회사 편광판, 액정 표시 장치 및 이를 제조하는 방법

Also Published As

Publication number Publication date
JP2006330741A (ja) 2006-12-07
US20060274239A1 (en) 2006-12-07
CN1869798A (zh) 2006-11-29
TW200701475A (en) 2007-01-01
CN1869798B (zh) 2011-02-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101197049B1 (ko) 박막 트랜지스터 표시판 및 이를 포함하는 액정 표시 장치
US20070030867A1 (en) Liquid crystal display
KR101122230B1 (ko) 박막 트랜지스터 표시판 및 이를 이용한 액정 표시 장치
KR101219042B1 (ko) 반투과형 액정 표시 장치
KR20060136079A (ko) 박막 트랜지스터 표시판 및 이를 포함하는 액정 표시 장치
KR20060100872A (ko) 반투과 액정 표시 장치 패널 및 그 제조 방법
KR20060122489A (ko) 액정 표시 장치
KR101122235B1 (ko) 반투과형 액정 표시 장치 및 그 제조 방법
KR20080067406A (ko) 박막 트랜지스터 표시판
US20070126958A1 (en) Liquid crystal display and panel therefor
US20080017884A1 (en) Display substrate, display apparatus having the display substrate and method for manufacturing the display apparatus
KR101152122B1 (ko) 색필터 표시판, 그 제조 방법 및 이를 포함하는 반투과형액정 표시 장치
KR20060118153A (ko) 반투과형 액정 표시 장치, 이를 위한 표시판 및 그 제조방법
KR20060118993A (ko) 액정 표시 장치
JP2007241294A (ja) 共通電極表示板の製造方法及び液晶表示装置
KR20060114921A (ko) 액정 표시 장치
KR20060135151A (ko) 액정 표시 장치
KR20070096454A (ko) 액정 표시 장치 및 그 제조 방법
KR20060135153A (ko) 액정 표시 장치
KR20060066356A (ko) 표시 장치와 표시 장치용 박막 트랜지스터 표시판 및 그제조 방법
JP2007004171A (ja) 液晶表示装置
KR20070075591A (ko) 마스크, 표시 기판, 표시 기판의 제조 방법 및 표시 패널
KR20070010550A (ko) 공통 전극 표시판, 이를 포함하는 액정 표시 장치 및 그제조 방법
KR20080048622A (ko) 액정 표시 장치
KR20060116479A (ko) 액정 표시 장치

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E601 Decision to refuse application