KR20080108831A - 액정 표시 장치 및 그의 제조 방법 - Google Patents

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삼성전자주식회사
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Abstract

광의 손실을 최소화하여 고휘도를 구현하며, 백색 및 흑색의 사이의 명암비를 높여 선명한 화질을 제공할 수 있는 액정 표시 장치 및 그의 제조 방법이 제공된다. 액정 표시 장치는 제1 공통 전극을 포함하는 제1 표시판, 제1 표시판에 대향하며 제1 화소 전극을 포함하는 제2 표시판, 및 제1 및 제2 표시판 사이에 개재된 제1 액정층을 포함하는 제1 액정 패널과, 제2 공통 전극을 포함하는 제3 표시판, 제3 표시판에 대향하여 배치되고 제2 화소 전극을 포함하는 제4 표시판, 및 제3 및 제4 표시판 사이에 개재된 제2 액정층을 포함하는 제2 액정 패널과, 제1 액정 패널과 제2 액정 패널 사이에 개재된 편광 필름과, 제1 및 제2 패널에 빛을 공급하는 하나 이상의 광원을 포함하되, 제2 패널은 광원에서 공급되는 빛이 투과되며 상기 빛을 일정한 경로로 유도하는 볼록부를 포함한다.
듀얼 셀, 볼록부, 오목부

Description

액정 표시 장치 및 그의 제조 방법{Liquid crystal display and method of manufacturing the same}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 일부 화소에 대한 배치도이다.
도 2는 도 1의 액정 표시 장치를 II-II' 선으로 절개한 단면도이다.
도 3a 내지 도 3e는 도 1의 액정 표시 장치의 제조 방법의 일실시예를 설명하기 위한 공정 단계별 단면도이다.
도 4a 및 도 4b는 도 1의 액정 표시 장치의 제조 과정의 다른 실시예를 설명하기 위한 공정 단계별 단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치를 절개한 단면도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10: 제1 액정 패널 20: 제2 액정 패널
100: 제1 표시판 110: 제1 절연 기판
120: 제1 블랙 매트릭스 130: 컬러 필터
140: 오버코트층 150: 제1 공통 전극
200: 제2 표시판 210: 제2 절연 기판
220: 제1 게이트 절연막 230: 제1 데이터선
240: 제1 보호막 250: 제1 화소 전극
300: 제3 표시판 310: 제3 절연 기판
320: 제2 블랙 매트릭스 350: 제2 공통 전극
360: 오목부 400: 제4 표시판
410: 제4 절연 기판 420: 제2 게이트 절연막
430: 제2 데이터선 440: 제2 보호막
450: 제2 화소 전극 460: 볼록부
본 발명은 액정 표시 장치 및 그의 제조 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 광의 손실을 최소화하여 고휘도를 구현하며, 백색 및 흑색의 사이의 명암비를 높여 선명한 화질을 제공할 수 있는 액정 표시 장치 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.
액정 표시 장치(Liquid Crystal Display : LCD)는 현재 가장 널리 사용되고 있는 평판 표시 장치(Flat Panel Display : FPD) 중 하나로서, 전극이 형성되어 있는 두 장의 기판과 그 사이에 삽입되어 있는 액정층으로 이루어지며, 전극에 전압을 인가하여 액정층의 액정 분자들을 재배열시킴으로써 투과되는 빛의 양을 조절하여 영상을 표시하는 장치이다.
최근에는 액정 표시 장치의 명암비(contrast ratio)가 매우 중요한 특성으로 작용하고 있어, 이와 같은 특성을 향상시키기 위한 개발이 활발하게 진행되고 있다. 특히 PVA (patterned vertically aligned)모드의 액정 표시 장치는 IPS(In-Plane Switching) 모드의 액정 표시 장치에 비해 명암비 및 공정 안정성에 있어서 매우 우수한 특성을 보이고 있다.
이와 같은 PVA 모드나 IPS 모드 등은 단일 패널을 사용하는 것으로서, 패널의 상하면에 두 장의 편광 필름을 평광축이 서로 직교하도록 배치하여 빛의 투과율을 조절하도록 하고 있다. 이와 같이 편광 필름 두 장을 서로 직교하도록 배치하면 이론상 빛이 전혀 투과할 수 없어 액정 패널에는 검정색으로 표시되게 된다. 그러나, 실질적으로 액정 패널의 상하면에 두 장의 편광 필름을 서로 직교 배치하는 경우 일정량의 빛이 새어 나오게 되어 검정색의 휘도가 너무 높게 나옴에 따라 액정 표시 장치의 명암비가 낮게되어 화면의 선명도가 떨어지게 된다. 따라서, 액정 표시 장치의 명암비를 높이기 위해 두 장의 액정 패널을 겹쳐 구성되는 액정 표시 장치가 제안되었다.
그러나, 두 장의 액정 패널을 겹쳐 사용하는 경우 백라이트에서 공급되는 광이 액정 패널을 통과하는 과정에서 손실되어 액정 표시 장치의 전체 휘도는 현저하게 감소하게 되었다. 이에 따라 두 장의 액정 패널을 통과하더라도 광 손실을 최소화 할 수 있는 구조가 필요하게 되었다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 광의 손실을 최소화하여 고휘도를 구현하며, 백색 및 흑색의 사이의 명암비를 높여 선명한 화질을 제공할 수 있는 액 정 표시 장치를 제공하는 것이다.
광의 손실을 최소화하여 고휘도를 구현하며, 백색 및 흑색의 사이의 명암비를 높여 선명한 화질을 제공할 수 있는 액정 표시 장치의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치는 제1 공통 전극을 포함하는 제1 표시판, 상기 제1 표시판에 대향하며 제1 화소 전극을 포함하는 제2 표시판, 및 상기 제1 및 제2 표시판 사이에 개재된 제1 액정층을 포함하는 제1 액정 패널과, 제2 공통 전극을 포함하는 제3 표시판, 상기 제3 표시판에 대향하여 배치되고 제2 화소 전극을 포함하는 제4 표시판, 및 상기 제3 및 제4 표시판 사이에 개재된 제2 액정층을 포함하는 제2 액정 패널과, 상기 제1 액정 패널과 상기 제2 액정 패널 사이에 개재된 편광 필름과, 상기 제1 및 제2 패널에 빛을 공급하는 하나 이상의 광원을 포함하되, 상기 제2 패널은 상기 광원에서 공급되는 상기 빛이 투과되며 상기 빛을 일정한 경로로 유도하는 볼록부를 포함한다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치는 제1 공통 전극을 포함하는 제1 표시판, 상기 제1 표시판에 대향하며 제1 화 소 전극을 포함하는 제2 표시판, 및 상기 제1 및 제2 표시판 사이에 개재된 제1 액정층을 포함하는 제1 액정 패널과, 제2 공통 전극을 포함하는 제3 표시판, 상기 제3 표시판에 대향하여 배치되고 제2 화소 전극을 포함하는 제4 표시판, 및 상기 제3 및 제4 표시판 사이에 개재된 제2 액정층을 포함하는 제2 액정 패널과, 상기 제1 액정 패널과 상기 제2 액정 패널 사이에 개재된 편광 필름과, 상기 제1 및 제2 패널에 빛을 공급하는 하나 이상의 광원을 포함하되, 상기 제2 패널은 상기 광원에서 공급되는 상기 빛이 투과되며 상기 빛을 일정한 경로로 유도하는 오목부를 포함한다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법은 절연 기판 상에 데이터선을 형성하는 단계와, 상기 데이터 선 상부에 보호막을 형성하는 단계와, 상기 보호막 상부에 화소 전극을 형성하는 단계와, 상기 화소 전극 상부에 볼록부를 형성하는 단계를 포함한다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법은 절연 기판 상에 블랙 매트릭스를 형성하는 단계와, 상기 블랙 매트릭스 상부에 오목부를 형성하는 단계와, 상기 오목부 상부에 공통 전극을 형성하는 단계를 포함한다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다.
이하, 도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치를 상세하게 설명한다. 여기서 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 일부 화소에 대한 배치도이고, 도 2는 도 1의 액정 표시 장치를 II-II' 선으로 절개한 단면도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치는 제1 액정 패널(10), 제2 액정 패널(20) 및 백라이트 어셈블리(미도시)를 포함한다.
제1 액정 패널(10)은 전기적 신호를 인가 받아 화면에 영상을 표시하는 역할을 하는 것으로서, 제1 표시판(100)과 제2 표시판(200)이 일정한 간격을 두고 서로 대향하여 부착되고, 양 표시판 사이에 형성된 공간에 제1 액정층(11)이 포함되어 형성된다.
제2 액정 패널(20)은 전기적 신호를 인가 받아 백라이트 어셈블리(미도시)로 부터 조사되는 빛을 조절하여 제1 액정 패널(10)로 공급하는 역할을 하는 것으로서, 제3 표시판(300)과 제4 표시판(400)이 일정한 간격을 두고 서로 대향하여 부착되고, 양 표시판 사이에 형성된 공간에 제2 액정층(21)이 포함되어 형성된다.
제1 액정 패널(10)의 상부에는 제1 편광 필름(191)이 배치되고 제2 액정 패널(20)의 하부에는 제2 편광 필름(491)이 배치되며, 제1 액정 패널(10)과 제2 액정 패널(20)의 사이에는 제3 편광 필름(591)이 배치된다. 제1 및 제2 액정 패널(20)의 외부에 배치되는 제1 및 제2 편광 필름(191, 491)은 편광축이 서로 일치하며, 제1 및 제2 액정 패널(20)의 사이에 배치되는 제3 편광 필름(591)의 편광축은 제1 및 제2 편광 필름(191, 491)의 편광축과 서로 수직으로 배치된다.
이러한 제1 및 제2 액정 패널(20)은 별도의 구동 전압이 인가되어 각각 별개로 제어된다. 즉, 하나의 화소 당 두 개의 스위칭 소자에 의해 광의 휘도가 조절됨에 따라 전체적인 명암비를 높일 수 있을 뿐만 아니라 세부적인 명암차를 정밀하게 제어할 수 있다.
그리고 백라이트 어셈블리(미도시)는 제1 및 제2 액정 패널(20)의 하부에 위치하여 제1 및 제2 액정 패널(20)에 광을 공급하게 된다.
이어 도 2를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 및 제2 액정 패널을 상세히 설명한다.
제1 액정 패널(10)은 제1 편광 필름(191), 제1 표시판(100), 제2 표시판(200), 및 제1 및 제2 표시판(200) 사이에 게재된 제1 액정층(11)을 포함한다.
제1 표시판(100)은 제1 절연 기판(110), 제1 블랙 매트릭스(120), 컬러 필 터(130), 오버코트층(140), 및 제1 공통 전극(150)을 포함한다.
투명한 유리 등으로 이루어진 제1 절연 기판(110) 위에 빛샘을 방지하고 화소 영역을 정의하는 제1 블랙 매트릭스(120)가 형성되어 있다. 제1 블랙 매트릭스(120)는 제1 게이트선과 제1 데이터선(230)에 대응하는 부분과 박막 트랜지스터(미도시)에 대응하는 부분에 형성될 수 있다. 또한, 제1 블랙 매트릭스(120)는 제1 화소 전극(250)과 박막 트랜지스터 부근에서의 빛샘을 차단하기 위하여 다양한 모양을 가질 수 있다. 이러한 제1 블랙 매트릭스(120)는 크롬, 크롬 산화물 등의 금속(금속 산화물), 또는 유기 블랙 레지스트 등으로 이루어질 수 있다.
그리고 제1 블랙 매트릭스(120) 사이의 화소 영역에는 적색, 녹색, 청색의 컬러 필터(130)가 순차적으로 배열될 수 있다.
이러한 컬러 필터 위에는 이들의 단차를 평탄화 하기 위한 오버코트층(overcoat layer)(140)이 형성될 수 있다.
오버코트층(140) 위에는 ITO 또는 IZO 등의 투명한 도전 물질로 이루어져 있는 제1 공통 전극(150)이 형성되어 있다. 제1 공통 전극(150)은 제1 화소 전극(250)과 마주 보고 배치되며, 제1 공통 전극(150)과 제1 화소 전극(250) 사이에는 제1 액정층이 개제된다.
제1 공통 전극(150) 위에는 액정 분자들을 배향하는 배향막(미도시)이 도포될 수 있다.
제2 표시판(200)은 제2 절연 기판(210) 위에 형성된 박막 트랜지스터 어레이 및 제1 화소 전극(250) 등을 포함한다.
투명한 유리 등으로 이루어진 제2 절연 기판(210) 위에 질화규소(SiNx) 등으로 이루어진 제1 게이트 절연막(220)이 형성되어 있다.
이러한 제1 게이트 절연막(220)의 상부에는 제1 데이터선(230)이 형성되어 있다. 제1 데이터선(230)은 크롬, 몰리브덴 계열의 금속, 탄탈륨 및 티타늄 등 내화성 금속으로 이루어지는 것이 바람직하며, 내화성 금속 따위의 하부막(미도시)과 그 위에 위치한 저저항 물질 상부막(미도시)으로 이루어진 다층막 구조를 가질 수 있다. 다층막 구조의 예로는 앞서 설명한 크롬 하부막과 알루미늄 상부막 또는 알루미늄 하부막과 몰리브덴 상부막의 이중막 외에도 몰리브덴막-알루미늄막-몰리브덴막의 삼중막을 들 수 있다.
제1 데이터선(230) 위에는 제1 보호막(passivation layer)(240)이 형성되어 있다. 제1 보호막(240)은 질화규소 또는 산화규소로 이루어진 무기물, 평탄화 특성이 우수하며 감광성(photosensitivity)을 가지는 유기물 또는 플라스마 화학 기상 증착(plasma enhanced chemical vapor deposition, PECVD)으로 형성되는 a-Si:C:O, a-Si:O:F 등의 저유전율 절연 물질 등으로 이루어진다. 또한, 제1 보호막(240)은 유기막의 우수한 특성을 살리면서도 노출된 반도체층(40a) 부분을 보호하기 위하여 하부 무기막과 상부 유기막의 이중막 구조를 가질 수 있다. 나아가 제1 보호막(240)으로는 적색, 녹색 또는 청색의 컬러 필터층이 사용될 수도 있다.
데이터 전압이 인가된 제1 화소 전극(250)은 제1 표시판의 제1 공통 전극(150)과 함께 전기장을 생성함으로써 제1 공통 전극(150)과 제1 화소 전극(250) 사이의 액정 분자들의 배열을 결정한다.
다음으로 제2 액정 패널(20)은 제3 표시판(300), 제4 표시판(400), 제2 편광 필름(491) 및 제2 액정층(21)을 포함한다.
제2 액정 패널(20)은 램프(미도시)로부터 제공되는 광을 제어하여 제1 액정 패널(10)로 제공하는 셔터 역할을 하며, 제1 액정 패널(10)과 동일한 구조 및 요소에 대해서는 구체적인 기술을 생략한다.
제3 표시판(300)은 제3 절연 기판(310), 제2 블랙 매트릭스(320), 및 제2 공통 전극(350)을 포함한다.
투명한 유리 등으로 이루어진 제3 절연 기판(310) 위에 빛샘을 방지하고 화소 영역을 정의하는 제2 블랙 매트릭스(320)가 형성되어 있다..
제2 절연 기판(210) 상에는 ITO 또는 IZO 등의 투명한 도전 물질로 이루어져 있는 제2 공통 전극(350)이 형성되어 있다. 제2 공통 전극(350)은 제2 화소 전극(450)과 마주 보고 배치되며, 제2 공통 전극(350)과 제2 화소 전극(450) 사이에는 제2 액정층이 개제된다.
제2 공통 전극(350) 위에는 액정 분자들을 배향하는 배향막(미도시)이 도포될 수 있다.
제4 표시판(400)은 제4 절연 기판(410) 위에 형성된 박막 트랜지스터 어레이 및 제2 화소 전극(450) 등을 포함한다.
투명한 유리 등으로 이루어진 제4 절연 기판(410) 위는 제2 게이트 절연막(420)이 형성되며, 제2 게이트 절연막(420) 상부에는 제2 데이터선(430)이 형성된다.
제2 데이터선(430) 위에는 제2 보호막(passivation layer)(440)이 형성되어 있다. 이와 같은 제2 보호막(440) 위에는 제2 화소 전극(450)이 형성되어 있다. 제2 화소 전극(450)은 공통 전극 표시판의 제2 공통 전극(350)과 함께 전기장을 생성함으로써 제2 공통 전극(350)과 제2 화소 전극(450) 사이의 액정 분자들의 배열을 결정한다.
제2 화소 전극(450) 상부에는 볼록부(460)가 형성된다. 볼록부(460)는 하부의 백라이트 어셈블리(미도시)로부터 공급되는 광의 경로를 조절하는 역할을 한다. 즉, 백라이트 어셈블리(미도시)를 통해서 공급되는 광은 산란광으로서 광이 화소 만으로 통과하는 것이 아니라 제3 표시판(300)의 제2 블랙 매트릭스(320) 부분 등에 의해 차단되기도 한다. 볼록부(460)는 일종의 볼록 렌즈 역할을 하여 화소 영역 밖으로 비추는 광을 화소 영역 안으로 모으는 역할을 한다.
볼록부(460)는 제2 화소 전극(450) 상부에 형성되며, 투명한 유기막 등으로 형성될 수 있다. 볼록부(460)가 볼록 렌즈 역할을 하기 위해서는 투명하여야 하며, 일정한 곡률을 갖고 제2 액정층(21)을 향하여 볼록하게 곡면을 형성하여야 한다. 이때 볼록부(460)의 직경은 하나의 서브 화소의 1/3 ~ 1의 크기를 갖는 것이 바람직하다. 따라서, 볼록부(460)의 직경은 300~500㎛이고, 높이는 50~100㎛ 정도로 형성하는 것이 바람직하다.
한편, 볼록부(460)가 볼록 렌즈의 역할을 하기 위해서는 인접 층에 비하여 높은 굴절율을 갖고 있어야 한다.
백라이트 어셈블리(미도시)에서 공급되는 광이 제2 액정 패널(20)의 아래에 서 일정한 점광원의 역할을 할 수 있도록 형성되면 볼록부(460)의 초점을 점광원의 위치와 일치시킬 수 있다. 볼록부(460)의 초점을 점광원에 일치시키게 되면 점광원에서 발생되는 광이 볼록부(460)를 통과하여 평행광으로 변하게 되어 광의 손실없이 제1 및 제2 액정 패널(20)의 화소를 함께 통과할 수 있게 된다. 이와 같이 평행광이 제1 및 제2 액정 패널(20)의 화소를 통과하게 되면 광의 손실을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 각 화소의 휘도를 균일하게 조절할 수 있다.
제3 표시판(300)과 제4 표시판(400) 사이에는 제2 액정층(21)이 게재되어 있다.
제1 액정 패널(10)과 제2 액정 패널(20)의 외측에는 제1 및 제2 편광 필름(191, 491)이 형성되어 있으며, 제1 액정 패널(10)과 제2 액정 패널(20)의 사이에는 제3 편광 필름(591)이 형성되어 있다. 제1 및 제2 편광 필름(191, 491) 각각 제1 액정 패널(10)의 상부와 제2 액정 패널(20)의 하부에 위치하며, 편광축은 서로 동일하게 배치된다. 다만, 제3 편광 필름(591)은 제1 및 제2 편광 필름(191, 491)과 평광축이 서로 수직이 되도록 배치된다. 즉, 제1 및 제2 편광 필름(191, 491)의 편광축이 제1 및 제2 액정 패널(20)의 가로 방향에 평행하도록 배치되면, 제3 편광 필름(591)은 제1 및 제2 액정 패널(20)의 세로 방향에 평행하도록 배치될 수 있다.
여기서 제1 편광 필름(191)은 눈부심 방지(anti-glare) 처리가 된 것을 사용하는 것이 바람직하다.
이하, 도 3a 내지 도 3e를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법에 관하여 상세히 설명한다. 여기서, 도 3a 내지 도 3e는 도 1의 액정 표시 장치의 제조 방법의 일 실시예를 설명하기 위한 공정 단계별 단면도들이다.
우선, 절연 기판(410) 상에 도전성 물질을 적층하여 게이트 도전층(미도시)을 형성하고, 식각 마스크를 이용하여 노출된 게이트 도전층(미도시)을 식각하여 게이트 배선(미도시) 및 유지 전극선(미도시)을 완성한다.
이어서, 도 3a를 참조하면, 상기 결과물의 전면에 질화 규소 등을 적층하여 게이트 절연막(420)을 형성한다.
이어서, 도 3b를 참조하면, 상기 게이트 절연막(420) 상에 도전성 물질을 적층하여 데이터 도전층(미도시)을 형성하고, 식각 마스크를 이용하여 노출된 데이터 도전층(미도시)를 식각하여 데이터 선(430)을 형성한다.
이어서, 도 3c를 참조하면, 상기 결과물에 상에 질화 규소 등을 적층하고 패터닝하여 보호막(440)을 형성한다.
이어서, 도 3d를 참조하면, 상기 보호막(440)이 형성된 결과물의 전면에 ITO 또는 IZO 등르로 이루어진 화소 전극용 도전막(미도시)을 증착한다. 그 다음에, ITO 또는 IZO가 증착된 면을 사진 식각하여 화소 전극(450)을 형성한다.
마지막으로 도 3e를 참조하면, 상기 화소 전극(450)이 형성된 결과물에 유기물질을 증착하여 유기막 또는 포토 레지스트막을 형성한다. 그 다음에 유기막 또는 포토 레즈스트막을 슬릿 마스크 또는 하프톤 마스크 등을 이용하여 막의 두께를 다르게 패터닝하여 볼록 렌즈 형상의 볼록부(460)를 형성한다.
이상의 방법은 후술할 오목부(360)를 형성하기 위한 방법으로 활용될 수 있 다.
이하, 도 4a 및 도 4b를 참조하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법에 관하여 상세히 설명한다. 여기서, 도 4a 및 도 4b는 도 1의 액정 표시 장치의 제조 과정의 다른 실시예를 설명하기 위한 공정 단계별 단면도이다.
우선, 도 4a를 참조하면, 절연 기판(410) 상에 도전성 물질을 적층하여 게이트 도전층(미도시)을 형성하고, 식각 마스크를 이용하여 노출된 게이트 도전층(미도시)을 식각하여 게이트 배선(미도시) 및 유지 전극선(미도시)을 완성한다.
이어서, 상기 결과물의 전면에 질화 규소 등을 적층하여 게이트 절연막(420)을 형성한다.
이어서, 상기 게이트 절연막(420) 상에 도전성 물질을 적층하여 데이터 도전층(미도시)을 형성하고, 식각 마스크를 이용하여 노출된 데이터 도전층(미도시)를 식각하여 데이터 선(430)을 형성한다.
이어서, 상기 결과물에 상에 질화 규소 등을 적층하고 패터닝하여 보호막(70)을 형성한다.
이어서, 상기 보호막(440)이 형성된 결과물의 전면에 ITO 또는 IZO 등르로 이루어진 화소 전극용 도전막(미도시)을 증착한다. 그 다음에, ITO 또는 IZO가 증착된 면을 사진 식각하여 화소 전극(450)을 형성한다.
이어서, 임프린트 몰드(500)를 유기막 또는 포토 레지스트층에 접하도록 가압한다.
마지막으로 도 4b를 참조하면, 유기막 또는 포토 레지스트막은 임프린트 몰드(500)의 패턴과 같은 모양으로 변형된다. 이후, 유기막 또는 포토 레지스트막을 열처리하거나, 자외선 조사 등의 처리를 하여 경화시킨다. 이와 같은 방식을 임프린트 방식이라 칭한다
이하, 도 5를 참조하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치에 대하여 상세히 설명한다. 여기서, 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치를 절개한 단면도이다. 설명의 편의상 상기 일 실시예의 도면에 나타낸 각 부재와 동일 기능을 갖는 부재는 동일 부호로 나타내고, 따라서 그 설명은 생략한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치는 제2 액정 패널(20)의 제3 표시판(300)에 오목부(360)를 포함한다. 이와 같은 오목부(360)는 제4 표시판(400)을 통과한 산란광의 경로를 변경하여 제1 액정 패널(10)로 공급되는 광의 휘도록 높이는 역할을 한다.
제2 액정 패널(20)은 제3 표시판(300), 제4 표시판(400), 제2 편광 필름(491) 및 제2 액정층(21)을 포함한다.
제3 표시판(300)은 제3 절연 기판(310), 제2 블랙 매트릭스(320), 제2 공통 전극(350) 및 오목부(360)를 포함한다.
투명한 유리 등으로 이루어진 제3 절연 기판(310) 위에 빛샘을 방지하고 화소 영역을 정의하는 제2 블랙 매트릭스(320)가 형성되어 있다..
제2 블랙 매트릭스(320) 상에는 유기막 또는 포토 레지스트층으로 형성되며, 오목부(360)를 포함하는 오버 코트층이 형성될 수 있다.
오목부(360)는 투명한 유기막, 포토 레지스트 등으로 형성되어 오목 렌즈의 역할을 한다. 오목부(360)가 오목 렌즈 역할을 하기 위해서는 투명하여야 하며, 일정한 곡률을 갖고 오목하게 곡면을 형성하여야 한다. 이때 오목부(360)의 직경은 하나의 서브 화소의 폭보다 다소 크게 형성하는 것이 가능하며, 바람직하게는 오목부(360)의 직경과 같거나 작게 형성할 수 있다.
또한, 오목부(360)가 오목 렌즈의 역할을 하기 위해서는 인접 층에 비하여 높은 굴절율을 갖고 있어야 한다.
제4 표시판(400)을 통과하여 공급되는 광은 일종의 산란광으로서, 제2 액정 패널(20)의 셀(cell) 간격 등을 고려하여 오목부(360)의 초점 거리를 조절하는 것이 바람직하다. 즉, 제4 표시판(400)을 통해서 입사되는 산란광을 평행광으로 변하도록 오목부(360)를 형성하는 것이 가장 바람직하다. 이와 같이 산란광을 평행광으로 변하도록 하면 제1 및 제2 액정 패널(20)의 화소를 통과하면서 광의 손실을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 각 화소의 휘도를 균일하게 조절할 수 있다.
제3 절연 기판(310)의 오목부(360) 상에는 ITO 또는 IZO 등의 투명한 도전 물질로 이루어져 있는 제2 공통 전극(350)이 형성되어 있다. 제2 공통 전극(350)은 제2 화소 전극(450)과 마주 보고 배치되며, 제2 공통 전극(350)과 제2 화소 전극(450) 사이에는 제2 액정층이 개제된다.
제2 공통 전극(350) 위에는 액정 분자들을 배향하는 배향막(미도시)이 도포될 수 있다.
제4 표시판(400)은 제4 절연 기판(410) 위에 형성된 박막 트랜지스터 어레이 및 제2 화소 전극(450) 등을 포함한다.
투명한 유리 등으로 이루어진 제4 절연 기판(410) 위는 제2 게이트 절연막(420)이 형성되며, 제2 게이트 절연막(420) 상부에는 제2 데이터선(430)이 형성된다.
제2 데이터선(430) 위에는 제2 보호막(passivation layer)(440)이 형성되어 있다. 이와 같은 제2 보호막(440) 위에는 제2 화소 전극(450)이 형성되어 있다. 제2 화소 전극(450)은 공통 전극 표시판의 제2 공통 전극(350)과 함께 전기장을 생성함으로써 제2 공통 전극(350)과 제2 화소 전극(450) 사이의 액정 분자들의 배열을 결정한다.
제3 표시판(300)과 제4 표시판(400) 사이에는 제2 액정층(21)이 게재되어 있다.
제1 액정 패널(10)과 제2 액정 패널(20)의 외측에는 제1 및 제2 편광 필름(191, 491)이 형성되어 있으며, 제1 액정 패널(10)과 제2 액정 패널(20)의 사이에는 제3 편광 필름(591)이 형성되어 있다. 제1 및 제2 편광 필름(191, 491) 각각 제1 액정 패널(10)의 상부와 제2 액정 패널(20)의 하부에 위치하며, 편광축은 서로 동일하게 배치된다. 다만, 제3 편광 필름(591)은 제1 및 제2 편광 필름(191, 491)과 평광축이 서로 수직이 되도록 배치된다. 즉, 제1 및 제2 편광 필름(191, 491)의 편광축이 제1 및 제2 액정 패널(20)의 가로 방향에 평행하도록 배치되면, 제3 편광 필름(591)은 제1 및 제2 액정 패널(20)의 세로 방향에 평행하도록 배치될 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명 이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예 및 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치에 의하면 백색 및 흑색의 밝기차인 명암비를 높여 선명한 화질을 제공할 수 있는 효과가 있다.

Claims (16)

  1. 제1 공통 전극을 포함하는 제1 표시판, 상기 제1 표시판에 대향하며 제1 화소 전극을 포함하는 제2 표시판, 및 상기 제1 및 제2 표시판 사이에 개재된 제1 액정층을 포함하는 제1 액정 패널;
    제2 공통 전극을 포함하는 제3 표시판, 상기 제3 표시판에 대향하여 배치되고 제2 화소 전극을 포함하는 제4 표시판, 및 상기 제3 및 제4 표시판 사이에 개재된 제2 액정층을 포함하는 제2 액정 패널;
    상기 제1 액정 패널과 상기 제2 액정 패널 사이에 개재된 편광 필름; 및
    상기 제1 및 제2 패널에 빛을 공급하는 하나 이상의 광원을 포함하되,
    상기 제2 패널은 상기 광원에서 공급되는 상기 빛이 투과되며 상기 빛을 일정한 경로로 유도하는 볼록부를 포함하는 액정 표시 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 볼록부는 상기 제4 표시판에 형성되는 액정 표시 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 볼록부는 상기 제2 화소 전극 상부에 형성되는 액정 표시 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 볼록부는 유기막으로 형성된 액정 표시 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 볼록부는 한 화소의 폭의 1/3 ~ 1배의 폭으로 형성된 액정 표시 장치.
  6. 제1 공통 전극을 포함하는 제1 표시판, 상기 제1 표시판에 대향하며 제1 화소 전극을 포함하는 제2 표시판, 및 상기 제1 및 제2 표시판 사이에 개재된 제1 액정층을 포함하는 제1 액정 패널;
    제2 공통 전극을 포함하는 제3 표시판, 상기 제3 표시판에 대향하여 배치되고 제2 화소 전극을 포함하는 제4 표시판, 및 상기 제3 및 제4 표시판 사이에 개재된 제2 액정층을 포함하는 제2 액정 패널;
    상기 제1 액정 패널과 상기 제2 액정 패널 사이에 개재된 편광 필름; 및
    상기 제1 및 제2 패널에 빛을 공급하는 하나 이상의 광원을 포함하되,
    상기 제2 패널은 상기 광원에서 공급되는 상기 빛이 투과되며 상기 빛을 일정한 경로로 유도하는 오목부를 포함하는 액정 표시 장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 오목부는 상기 제3 표시판에 형성되는 액정 표시 장치.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 오목부는 상기 제2 공통 전극 하부에 형성되는 액정 표시 장치.
  9. 제 6항에 있어서,
    상기 오목부는 유기막으로 형성된 액정 표시 장치.
  10. 제 6항에 있어서,
    상기 오목부는 한 화소의 폭의 1/3 ~ 1배의 폭으로 형성된 액정 표시 장치.
  11. 절연 기판 상에 데이터선을 형성하는 단계;
    상기 데이터 선 상부에 보호막을 형성하는 단계;
    상기 보호막 상부에 화소 전극을 형성하는 단계; 및
    상기 화소 전극 상부에 볼록부를 형성하는 단계를 포함하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 볼록부는 슬릿 마스크를 이용하여 형성되는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  13. 제 11항에 있어서,
    상기 볼록부는 임프린트 방식으로 형성되는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  14. 절연 기판 상에 블랙 매트릭스를 형성하는 단계;
    상기 블랙 매트릭스 상부에 오목부를 형성하는 단계; 및
    상기 오목부 상부에 공통 전극을 형성하는 단계를 포함하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 오목부는 슬릿 마스크를 이용하여 형성되는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  16. 제 14항에 있어서,
    상기 오목부는 임프린트 방식으로 형성되는 액정 표시 장치의 제조 방법.
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