KR20110113656A - 픽셀 블랙 마스크 설계 및 형성 기술 - Google Patents

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Abstract

전계를 생성하도록 구성된 전극(110)을 포함하는 제1 기판(72) 및 블랙 마스크(88)를 포함하는 제2 기판(92)을 갖는 디스플레이 패널(10)이 제공된다. 블랙 마스크(88)는 구멍(152)을 포함하고, 상기 구멍(152)은 그것을 통해 광이 투과되는 것을 가능하게 하도록 구성되고, 상기 구멍(152)은 적어도 실질적으로 직사각형이고, 실질적으로 모서리가 깎이지 않은 코너들(162)을 포함한다. 상기 디스플레이 패널(10)은 또한 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 배치되고 상기 전계에 응답하여 상기 디스플레이 패널(10)을 통한 광의 통과를 용이하게 하도록 구성된 액정(78)을 포함한다.

Description

픽셀 블랙 마스크 설계 및 형성 기술{PIXEL BLACK MASK DESIGN AND FORMATION TECHNIQUE}
본 명세의 실시예들은 일반적으로 액정 디스플레이(LCD)와 같은 디스플레이에 관한 것이다. 특히, 본 명세는 LCD 디스플레이 패널에 블랙 마스크를 형성하기 위한 개선된 설계 및 기술에 관한 것이다.
이 섹션은 아래에 설명 및/또는 청구되는, 본 기술들의 다양한 양태들에 관련될 수 있는 다양한 양태들을 독자에게 소개하기 위해 의도되었다. 이 설명은 독자에게 본 명세의 다양한 양태들의 보다 나은 이해를 용이하게 하는 배경 정보를 제공하는 데 도움이 될 것이라고 생각된다. 따라서, 이 진술들은 이에 비추어 읽혀져야 하고, 선행 기술의 승인으로서 간주되어서는 안 된다는 것을 이해해야 한다.
액정 디스플레이(LCD)는 텔레비전, 컴퓨터, 및 핸드헬드 디바이스들(예를 들면, 셀룰러폰, 오디오 및 비디오 플레이어, 게임 시스템 등)과 같은 소비자 전자제품을 포함하는, 다양한 전자 디바이스들을 위한 스크린 또는 디스플레이로서 일반적으로 사용된다. 그러한 LCD 디바이스들은 전형적으로 다양한 전자 상품에서 사용하기에 적합한 비교적 얇은 패키지의 평판 디스플레이를 제공한다. 게다가, 그러한 LCD 디바이스들은 비교되는 디스플레이 기술들보다 더 적은 전력을 사용하므로, 그것들은 배터리 전력으로 구동되는 디바이스들에서 또는 전력 사용을 최소화하는 것이 바람직한 다른 상황들에서 사용하기에 적당하다.
LCD의 성능은 다양한 요소들(factors)에 관하여 측정될 수 있다. 예를 들면, 디스플레이의 휘도, 비스듬히 볼 때의 디스플레이의 가시성, 디스플레이의 리프레시 레이트(refresh rate), 및 다양한 다른 요소들은 모두 LCD 디스플레이를 기술하고 및/또는 디스플레이가 주어진 디바이스의 상황에서 유용할지를 결정할 수 있다. 예를 들면, 휘도에 관련하여, 디스플레이의 휘도에 영향을 미칠 수 있는 요소들은 디스플레이의 각각의 화소(picture element)(즉, 픽셀)에서 광을 투과시키기 위해 이용 가능한 가용 면적을 포함한다.
광을 투과시키기 위해 이용 가능한 면적은 픽셀 내의 구조들에 의존할 수 있다. 픽셀들은 전극들, 유리 기판들, 블랙 마스크 및 유리 기판들 사이의 액정을 포함할 수 있다. 전극들은 전계를 생성할 수 있고, 전계는 액정과 관련하여 광을 투과시킬 수 있다. 액정에 인접하여 위치하는 블랙 마스크는 광의 투과를 가능하게 하는 구멍(aperture)을 갖는 광 흡수 프레임 영역을 포함한다. 상기 구멍은 에칭과 같은 제거 프로세스에 의해 형성될 수 있고, 제조 프로세스 동안에 구멍의 에지들 주위에 블랙 마스크 재료의 퇴적물들을 남길 수 있다. 블랙 마스크의 에지 퇴적물들은 픽셀로부터의 광 투과를 차단할 수 있고, 이로써 LCD 디스플레이의 휘도를 감소시킬 수 있다.
[개요]
최초에 청구된 발명과 범위가 같은 정도의 특정한 양태들이 아래에 설명된다. 이 양태들은 단지 독자에게 본 발명이 취할 수 있는 특정한 형태들의 간결한 요약을 제공하기 위해 제시되는 것이며 이 양태들은 본 발명의 범위를 제한하기 위해 의도되지 않았다는 것을 이해해야 한다. 실제로, 본 발명은 아래에 설명되지 않을 수 있는 다양한 양태들을 포함할 수 있다.
본 명세는 LCD 픽셀들의 광 투과를 증가시키는 것과 관련이 있다. 본 명세에 따르면, 기판 재료 위에 LCD 픽셀들이 형성된다. 각 픽셀마다 기판 위에 블랙 마스크가 형성되고 블랙 마스크 내의 구멍은 픽셀로부터 광의 투과를 가능하게 한다. 블랙 마스크 내의 구멍은 블랙 마스크 위에 배치된 포토레지스트 층과 같은 패터닝 층을 이용하여 에칭하는 것에 의해 형성될 수 있다. 특정한 실시예들에서, 상기 패터닝 층은 오버셰이프된 코너들(overshaped corners)을 갖는 실질적으로 직사각형의 구멍을 갖는다. 패터닝 층에서 그러한 실질적으로 직사각형의 구멍 및 오버셰이프된 코너들의 사용은 블랙 마스크의 증가된 부분이 에칭을 위해 노출될 수 있게 하고, 이로써 블랙 마스크 내의 구멍의 면적을 증가시키고, 블랙 마스크에 모서리가 깎인 코너들(chamfered corners)의 가능성을 감소시킨다. 즉, 예를 들면, 타원 또는 원의 모양의 오버셰이프된 코너들을 포함하는, 패터닝 층 내의 증가된 영역은 블랙 마스크의 보다 큰 부분이 에칭에 의해 제거될 수 있게 한다. 제거된 블랙 마스크의 증가된 부분은 픽셀에 의해 투과될 수 있는 광의 양을 증가시킨다.
본 발명의 이점들은 하기의 상세한 설명을 읽고 도면들을 참조하면 명백해질 수 있다.
도 1은 본 명세의 양태들에 따른, 전자 디바이스의 대표적인 컴포넌트들의 블록도이다.
도 2는 본 명세의 양태들에 따른 핸드헬드 전자 디바이스의 정면도이다.
도 3은 본 명세의 양태들에 따른 컴퓨터를 도시한다.
도 4는 본 명세의 양태들에 따른, LCD 패널의 픽셀의 대표적인 층들의 분해도이다.
도 5는 본 명세의 양태들에 따른, LCD 픽셀들의 스위칭 및 디스플레이 회로의 회로도이다.
도 6은 본 명세의 양태들에 따른, 블랙 마스크 층 및 상부 기판을 포함하는, 조립 중의 픽셀의 층들의 측단면도이다.
도 7은 본 명세의 양태들에 따른, 블랙 마스크 층, 상부 기판 및 레지스트 층을 포함하는, 조립 중의 픽셀의 층들의 측단면도이다.
도 8은 본 명세의 양태들에 따른, 블랙 마스크 층 및 상부 기판을 포함하는, 조립 중의 픽셀의 층들의 측단면도이다.
도 9는 본 명세의 양태들에 따른, 블랙 마스크 층 및 레지스트 층을 포함하는, 조립 중의 픽셀의 층들의 상면도이다.
도 10은 본 명세의 양태들에 따른, 블랙 마스크 층 및 레지스트 층을 포함하는, 조립 중의 다른 픽셀의 층들의 상면도이다.
도 11은 본 명세의 양태들에 따른, 블랙 마스크 층 및 상부 기판을 포함하는, 조립 중의 픽셀의 층들의 상면도이다.
도 12는 본 명세의 양태들에 따른, 블랙 마스크 층 및 상부 기판을 포함하는, 조립 중의 픽셀의 층들의 상면도이다.
도 13은 디스플레이 패널의 블랙 마스크 층을 형성하기 위한 프로세스를 설명하는 순서도이다.
본 발명의 하나 이상의 특정한 실시예가 아래에 설명될 것이다. 이 설명된 실시예들은 본 발명의 대표적인 것일 뿐이다. 또한, 이 대표적인 실시예들의 간결한 설명을 제공하기 위한 노력으로, 본 명세서에서는 실제 구현의 모든 특징들이 다 설명되지 않을 수 있다. 임의의 엔지니어링 또는 설계 프로젝트에서와 같이, 임의의 그러한 실제 구현의 개발에서는, 구현마다 바뀔 수 있는, 시스템 관련 및 비즈니스 관련 제약에 따르는 것과 같은, 개발자의 특정한 목표를 달성하기 위해 다수의 구현 특유의 결정들이 이루어져야 한다는 것을 이해해야 한다. 더욱이, 그러한 개발 노력은 복잡하고 시간이 걸릴 수 있지만, 그럼에도 불구하고 이 명세의 이익을 얻는 통상의 숙련자들에게는 설계, 제작, 및 제조의 일상적인 일일 것이다.
본 출원은 일반적으로 LCD 픽셀들에서 광 투과를 증가시키는 것에 지향된다. 특정한 실시예들에서, 광 투과의 증가는 발광 액정의 보다 큰 부분을 노출시키도록 구성된 블랙 마스크 층을 형성하는 것으로 달성될 수 있다. 이러한 블랙 마스크의 구멍의 증가는 포토레지스트 층과 같은 패터닝 층 내의 패턴에 기초하여 블랙 마스크의 일부를 에칭하는 것을 포함하는 프로세스에 의해 달성될 수 있다. 포토레지스트 내의 패턴은 오버셰이프된 코너들을 갖는 실질적으로 직사각형의 구멍을 포함할 수 있다. 따라서, 포토레지스트의 패턴은 블랙 마스크의 코너들이 실질적으로 직각으로 교차하도록, 블랙 마스크의 보다 큰 부분이 제거될 수 있게 하고, 이로써 광 투과를 위한 구멍을 증가시킬 수 있다.
이러한 전술한 특징들을 염두에 두고, 그러한 증가된 광 투과를 갖는 LCD 디바이스들을 이용하는 적당한 전자 디바이스들에 대한 일반적인 설명이 아래에 제공된다. 도 1에는, 본 기술들과 함께 사용하기에 적당한 전자 디바이스들에 존재할 수 있는 다양한 컴포넌트들을 포함하는 블록도가 제공되어 있다. 도 2에는, 여기에 핸드헬드 전자 디바이스로서 제공된, 적당한 전자 디바이스의 일례가 도시되어 있다. 도 3에는, 여기에 컴퓨터 시스템으로서 제공된, 적당한 전자 디바이스의 다른 예가 도시되어 있다. 이러한 유형의 전자 디바이스들, 및 유사한 디스플레이 능력들을 제공하는 다른 전자 디바이스들은 본 기술들과 관련하여 사용될 수 있다.
적당한 전자 디바이스의 예는 그 디바이스의 기능에 기여하는 다양한 내부 및/또는 외부 컴포넌트들을 포함할 수 있다. 도 1은 그러한 전자 디바이스(8)에 존재할 수 있고 디바이스(8)가 여기에 설명된 기술들에 따라서 기능하게 할 수 있는 컴포넌트들을 도시하는 블록도이다. 이 기술 분야의 통상의 숙련자들은 도 1에 도시된 다양한 기능 블록들은 (회로를 포함하는) 하드웨어 엘리먼트들, (컴퓨터 판독가능 매체에 저장된 컴퓨터 코드를 포함하는) 소프트웨어 엘리먼트들, 또는 하드웨어 엘리먼트와 소프트웨어 엘리먼트 양자의 조합을 포함할 수 있다는 것을 이해할 것이다. 또한 도 1은 특정한 구현의 일례에 불과하고 디바이스(8)에 존재할 수 있는 컴포넌트들의 유형들을 설명하기 위해 의도된 것에 불과하다는 것에 주목해야 한다. 예를 들면, 현재 도시된 실시예에서, 이 컴포넌트들은 디스플레이(10), I/O 포트들(12), 입력 구조들(14), 하나 이상의 프로세서(16), 메모리 디바이스(18), 비휘발성 저장소(20), 확장 카드(들)(22), 네트워킹 디바이스(24), 및 전원(26)을 포함할 수 있다.
이 컴포넌트들 각각에 관련하여, 디스플레이(10)는 디바이스(8)에 의해 생성된 다양한 이미지들을 디스플레이하기 위해 사용될 수 있다. 하나의 실시예에서, 디스플레이(10)는 액정 디스플레이(LCD)일 수 있다. 예를 들면, 디스플레이(10)는 프린지 필드 스위칭(fringe field switching; FFS), 인플레인 스위칭(in-plane switching; IPS), 또는 그러한 LCD 디바이스의 동작에 유용한 다른 기술들을 채용하는 LCD일 수 있다. 게다가, 전자 디바이스(8)의 특정한 실시예들에서, 디스플레이(10)는 디바이스(8)의 제어 인터페이스의 일부로서 사용될 수 있는, 터치 스크린과 같은, 터치 감응 엘리먼트(touch-sensitive element)와 함께 제공될 수 있다.
I/O 포트들(12)은 전원, 헤드세트 또는 헤드폰, 또는 다른 전자 디바이스들(예컨대, 핸드헬드 디바이스 및/또는 컴퓨터, 프린터, 프로젝터, 외부 디스플레이, 모뎀, 도킹 스테이션 등)과 같은, 다양한 외부 디바이스들에 연결하도록 구성된 포트들을 포함할 수 있다. I/O 포트들(12)은 USB(universal serial bus) 포트, 비디오 포트, 직렬 연결 포트, IEEE-1394 포트, 이더넷 또는 모뎀 포트, 및/또는 AC/DC 전원 연결 포트와 같은 임의의 인터페이스 유형을 지원할 수 있다.
입력 구조들(14)은 그것에 의해 사용자 입력 또는 피드백이 프로세서(16)에 제공되는 다양한 디바이스들, 회로, 및 경로들(pathways)을 포함할 수 있다. 그러한 입력 구조들(14)은 디바이스(8)의 기능, 디바이스(8)에서 실행중인 애플리케이션, 및/또는 전자 디바이스(8)에 연결된 또는 전자 디바이스(8)에 의해 사용되는 임의의 인터페이스들 또는 디바이스들을 제어하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 입력 구조들(14)은 사용자가 디스플레이된 유저 인터페이스 또는 애플리케이션 인터페이스를 내비게이션하게 할 수 있다. 입력 구조들(14)의 예들은 버튼, 슬라이더, 스위치, 컨트롤 패드, 키, 노브(knob), 스크롤 휠, 키보드, 마우스, 터치패드 등을 포함할 수 있다.
특정한 실시예들에서, 입력 구조(14) 및 디스플레이(10)는, 터치 감응 메커니즘이 디스플레이(10)와 함께 제공되는 터치스크린의 경우와 같이, 함께 제공될 수 있다. 그러한 실시예들에서, 사용자는 터치 감응 메커니즘을 통해 디스플레이된 인터페이스 엘리먼트들을 선택하거나 그것들과 상호 작용할 수 있다. 이런 식으로, 디스플레이된 인터페이스는 사용자가 디스플레이(10)를 터치하는 것에 의해 디스플레이된 인터페이스를 내비게이션하게 하는, 상호 작용 기능(interactive functionality)을 제공할 수 있다.
디스플레이(10)에 디스플레이된 사용자 또는 애플리케이션 인터페이스와 상호 작용하는 것과 같은, 입력 구조들(14)과의 상호 작용은 사용자 입력을 나타내는 전기 신호들을 생성할 수 있다. 이 입력 신호들은 입력 허브 또는 버스와 같은 적당한 경로들을 통해 추가 처리를 위해 프로세서(들)(16)에 라우팅될 수 있다.
프로세서(들)(16)는 운영 체제, 프로그램, 사용자 및 애플리케이션 인터페이스, 및 전자 디바이스(8)의 임의의 다른 기능들을 실행하는 처리 능력을 제공할 수 있다. 프로세서(들)(16)는 하나 이상의 "범용" 마이크로프로세서, 하나 이상의 특수 용도 마이크로프로세서 및/또는 ASIC, 또는 그러한 처리 컴포넌트들의 어떤 조합과 같은, 하나 이상의 마이크로프로세서를 포함할 수 있다. 예를 들면, 프로세서(16)는 하나 이상의 RISC(reduced instruction set computer) 프로세서뿐만 아니라, 그래픽 프로세서, 비디오 프로세서, 오디오 프로세서 및/또는 관련 칩셋을 포함할 수 있다.
프로세서(들)(16)에 의해 처리될 명령 또는 데이터는 메모리(18)와 같은 컴퓨터 판독 가능 매체에 저장될 수 있다. 그러한 메모리(18)는 RAM(random access memory)과 같은 휘발성 메모리, 및/또는 ROM(read-only memory)과 같은 비휘발성 메모리로서 제공될 수 있다. 메모리(18)는 다양한 정보를 저장할 수 있고 다양한 목적으로 이용될 수 있다. 예를 들면, 메모리(18)는 (기본 입출력 명령 또는 운영 체제 명령과 같은) 전자 디바이스(8)를 위한 펌웨어, 전자 디바이스(8)에서 실행되는 다양한 프로그램, 애플리케이션, 또는 루틴, 사용자 인터페이스 함수, 프로세서 함수 등을 저장할 수 있다. 게다가, 메모리(18)는 전자 디바이스(8)의 동작 동안에 버퍼링 또는 캐싱을 위해 이용될 수 있다.
컴포넌트들은 데이터 및/또는 명령의 지속적인 저장을 위한, 비휘발성 저장소(20)와 같은 컴퓨터 판독 가능 매체의 다른 형태들을 더 포함할 수 있다. 비휘발성 저장소(20)는 플래시 메모리, 하드 드라이브, 또는 임의의 다른 광학, 자기, 및/또는 솔리드-스테이트 저장 매체를 포함할 수 있다. 비휘발성 저장소(20)는 펌웨어, 데이터 파일, 소프트웨어, 무선 연결 정보, 및 임의의 다른 적당한 데이터를 저장하기 위해 이용될 수 있다.
도 1에 도시된 실시예는 또한 하나 이상의 카드 또는 확장 슬롯을 포함할 수 있다. 카드 슬롯은 추가 메모리, I/O 기능, 또는 네트워킹 능력과 같은 기능을 전자 디바이스(8)에 추가하기 위해 사용될 수 있는 확장 카드(22)를 수용하도록 구성될 수 있다. 그러한 확장 카드(22)는 임의의 유형의 적당한 커넥터를 통하여 디바이스에 연결될 수 있고, 전자 디바이스(8)의 하우징의 내부 또는 외부에서 액세스될 수 있다. 예를 들면, 하나의 실시예에서, 확장 카드(22)는 SD(SecureDigital) 카드, 미니에스디(miniSD) 또는 마이크로에스디(microSD), 콤팩트플래시(CompactFlash) 카드, 멀티미디어 카드(MMC) 등과 같은 플래시 메모리 카드일 수 있다.
도 1에 도시된 컴포넌트들은 또한 네트워크 컨트롤러 또는 네트워크 인터페이스 카드(NIC)와 같은 네트워크 디바이스(24)를 포함한다. 하나의 실시예에서, 네트워크 디바이스(24)는 임의의 802.11 표준 또는 임의의 다른 적당한 무선 네트워킹 표준을 통하여 무선 연결을 제공하는 무선 NIC일 수 있다. 네트워크 디바이스(24)는 전자 디바이스(8)가 LAN(Local Area Network), WAN(Wide Area Network), 또는 인터넷과 같은 네트워크를 통하여 통신하게 할 수 있다. 게다가, 전자 디바이스(8)는 휴대용 전자 디바이스, 퍼스널 컴퓨터, 프린터 등과 같은 네트워크 상의 임의의 디바이스에 연결되어 그 디바이스와 데이터를 송신 또는 수신할 수 있다. 다르게는, 몇몇 실시예들에서, 전자 디바이스(8)는 네트워크 디바이스(24)를 포함하지 않을 수 있다. 그러한 실시예에서는, 전술한 바와 같이 유사한 네트워킹 능력을 제공하기 위해 확장 카드(22)로서 NIC가 제공될 수 있다.
게다가, 컴포넌트들은 또한 전원(26)을 포함할 수 있다. 하나의 실시예에서, 전원(26)은 리튬 이온 폴리머 배터리 또는 다른 유형의 적당한 배터리와 같은 하나 이상의 배터리일 수 있다. 배터리는 사용자 착탈식(user-removable)일 수 있고 또는 전자 디바이스(8)의 하우징 내에 고정될 수 있고, 재충전 가능할 수 있다. 게다가, 전원(26)은 전기 콘센트(electrical outlet)에 의해 제공되는 것과 같은 AC 전력을 포함할 수 있고, 전자 디바이스(8)는 파워 어댑터를 통해 전원(26)에 연결될 수 있다. 이 파워 어댑터는 또한 하나 이상의 배터리(존재한다면)를 재충전하기 위해 사용될 수 있다.
전술한 것을 염두에 두고, 도 2는 핸드헬드 디바이스(30)(여기서는, 셀룰러폰) 형태의 전자 디바이스(8)를 도시한다. 도시된 핸드헬드 디바이스(30)는 셀룰러폰의 상황에서 제공되지만, (음악 및/또는 비디오를 재생하기 위한 미디어 플레이어, 퍼스널 데이터 오거나이저(personal data organizer), 핸드헬드 게임 플랫폼, 및/또는 그러한 디바이스들의 조합들과 같은) 다른 유형의 핸드핼드 디바이스들이 또한 전자 디바이스(8)로서 적당하게 제공될 수 있다는 것에 주목해야 한다. 게다가, 적당한 핸드헬드 디바이스(30)는 미디어 플레이어, 셀룰러폰, 게임 플랫폼, 퍼스널 데이터 오거나이저 등과 같은 하나 이상의 유형의 디바이스의 기능을 통합할 수 있다.
예를 들면, 도시된 실시예에서, 핸드헬드 디바이스(30)는 (사진을 찍고, 오디오 및/또는 비디오를 기록하고, 음악을 듣고, 게임을 하는 능력 등과 같은) 다양한 추가적인 기능들을 제공할 수 있는 셀룰러폰의 형태이다. 도 1의 일반적인 전자 디바이스에 관하여 설명된 바와 같이, 핸드헬드 디바이스(30)는 사용자가 인터넷에 연결하거나 또는 LAN 또는 WAN과 같은 다른 네트워크에 연결하여 그를 통하여 통신하게 할 수 있다. 핸드헬드 전자 디바이스(30)는 또한 블루투스 및 NFC(near field communication)와 같은 근거리 연결(short-range connection)을 이용하여 다른 디바이스들과 통신할 수 있다. 예로서, 핸드헬드 디바이스(30)는 캘리포니아주, 쿠퍼티노의 애플사로부터 입수할 수 있는 아이팟(iPod®) 또는 아이폰(iPhone®)의 모델일 수 있다.
도시된 실시예에서, 핸드헬드 디바이스(30)는 물리적 손상으로부터 내부 컴포넌트들을 보호하고 전자파 간섭으로부터 그것들을 보호하는 인클로저 또는 바디를 포함한다. 인클로저는 플라스틱, 금속 또는 복합 재료와 같은 임의의 적당한 재료로부터 형성될 수 있고 무선 통신을 용이하게 하기 위해 전자기 방사의 특정 주파수들이 핸드헬드 디바이스(30) 내의 무선 통신 회로까지 통과하게 할 수 있다.
도시된 실시예에서, 인클로저는 그를 통하여 사용자가 디바이스와 인터페이스할 수 있는 사용자 입력 구조들(14)을 포함한다. 각각의 사용자 입력 구조(14)는 작동될 때 디바이스 기능의 제어를 돕도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 셀룰러폰 구현에서, 입력 구조들(14) 중 하나 이상은 디스플레이될 "홈" 스크린 또는 메뉴를 호출하고, 슬립(sleep) 모드와 웨이크(wake) 모드 사이에 토글하고, 셀폰 애플리케이션을 위한 벨소리 장치(ringer)를 조용하게 하고, 볼륨 출력을 증가 또는 감소시키고, 등등을 행하도록 구성될 수 있다.
도시된 실시예에서, 핸드헬드 디바이스(30)는 LCD(32) 형태의 디스플레이(10)를 포함한다. LCD(32)는 사용자가 핸드헬드 디바이스(30)와 상호 작용하게 하는 그래픽 유저 인터페이스(GUI)(34)를 디스플레이하기 위해 이용될 수 있다. GUI(34)는 LCD(32)의 전부, 또는 일부에 디스플레이될 수 있는 다양한 층들, 창들, 스크린들, 템플릿들, 또는 다른 그래픽 요소들을 포함할 수 있다. 일반적으로, GUI(34)는 전자 디바이스의 애플리케이션들 또는 기능들을 나타내는 그래픽 요소들을 포함할 수 있다. 그래픽 요소들은 아이콘들(36) 및 버튼, 슬라이더, 메뉴 모음(menu bar) 등을 포함할 수 있다. 아이콘들(36)은 각각의 아이콘(36)의 선택과 동시에 열릴 수 있는 전자 디바이스의 다양한 애플리케이션들에 대응할 수 있다. 더욱이, 아이콘(36)의 선택은 계층적 내비게이션 프로세스(hierarchical navigation process)로 귀착할 수 있고, 이에 따라 아이콘(36)의 선택은 하나 이상의 추가적인 아이콘 또는 GUI 요소를 포함하는 스크린으로 귀착한다. 아이콘들(36)은 디스플레이(10)에 포함된 터치 스크린을 통해 선택될 수 있고, 또는 휠 또는 버튼과 같은 사용자 입력 구조(14)에 의해 선택될 수 있다.
핸드헬드 전자 디바이스(30)는 또한 외부 디바이스들로의 핸드핼드 디바이스(30)의 연결을 허용하는 다양한 입력 및 출력(I/O) 포트들(12)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 하나의 I/O 포트(12)는 핸드헬드 전자 디바이스(30)와 컴퓨터와 같은 다른 전자 디바이스 사이의 데이터 또는 명령들의 송신 및 수신을 허용하는 포트일 수 있다. 그러한 I/O 포트(12)는 애플사로부터의 독점적 포트일 수 있고 또는 공개된 표준 I/O 포트일 수 있다.
도 2의 도시된 셀룰러폰과 같은, 핸드헬드 디바이스들(30)에 더하여, 전자 디바이스(8)는 또한 컴퓨터 또는 다른 유형의 전자 디바이스의 형태를 가질 수 있다. 그러한 컴퓨터들은 (랩톱, 노트북, 및 태블릿 컴퓨터와 같은) 일반적으로 휴대 가능한 컴퓨터들뿐만 아니라 (종래의 데스크톱 컴퓨터, 워크스테이션 및/또는 서버와 같은) 일반적으로 한 장소에서 사용되는 컴퓨터들을 포함할 수 있다. 특정한 실시예들에서, 컴퓨터 형태의 전자 디바이스(8)는 애플사로부터 입수할 수 있는 맥북(MacBook®), 맥북 프로(MacBook® Pro), 맥북 에어((MacBook Air®), 아이맥(iMac®), 맥 미니(Mac® mini), 또는 맥 프로(Mac Pro®)의 모델일 수 있다. 예로서, 본 발명의 하나의 실시예에 따라 도 3에 랩톱 컴퓨터(50) 형태의 전자 디바이스(8)가 도시되어 있다. 도시된 컴퓨터(50)는 하우징(52), (도시된 LCD(32)와 같은) 디스플레이(10), 입력 구조들(14), 및 입출력 포트들(12)을 포함한다.
하나의 실시예에서, (키보드 및/또는 터치패드와 같은) 입력 구조들(14)은, 예를 들어 컴퓨터(50)에서 실행중인 GUI 또는 애플리케이션들을 시작, 제어, 또는 조작하기 위해, 컴퓨터(50)와 상호 작용하기 위해 이용될 수 있다. 예를 들면, 키보드 및/또는 터치패드는 사용자가 LCD(32)에 디스플레이된 유저 인터페이스 또는 애플리케이션을 내비게이션하게 할 수 있다.
도시된 바와 같이, 컴퓨터(50) 형태의 전자 디바이스(8)는 또한 추가 디바이스들의 연결을 허용하는 다양한 입력 및 출력 포트들(12)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 컴퓨터(50)는 다른 전자 디바이스, 프로젝터, 보조 디스플레이 등에 연결하기에 적당한, USB 포트 또는 다른 포트와 같은, I/O 포트(12)를 포함할 수 있다. 게다가, 컴퓨터(50)는 도 1에 관하여 설명된 바와 같이 네트워크 연결, 메모리, 및 저장 능력들을 포함할 수 있다. 그 결과, 컴퓨터(50)는 GUI 및 다른 애플리케이션들을 저장하고 실행할 수 있다.
전술한 설명을 염두에 두고, 핸드헬드 디바이스(30) 또는 컴퓨터(50) 형태의 전자 디바이스(8)는 LCD(32) 형태의 디스플레이(10)를 구비할 수 있다는 것을 인식할 수 있다. 그러한 LCD(32)는 전자 디바이스(8)에서 실행중인 각각의 운영 체제 및 애플리케이션 인터페이스들을 디스플레이하기 위해, 및/또는 전자 디바이스(8)의 동작과 연관된 데이터, 이미지, 또는 다른 시각적 출력을 디스플레이하기 위해 이용될 수 있다.
전자 디바이스(8)가 LCD(32)를 포함하는 실시예들에서, LCD(32)는 일반적으로 화소들(즉, 픽셀들)의 어레이 또는 매트릭스를 포함할 수 있다. 동작 중에, LCD(32)는 일반적으로 각각의 필셀에 의해 방출된 방출 또는 반사 광의 양이 제어되도록 각각의 픽셀에 배치된 액정의 배향(orientation)을 제어하는 것에 의해 각각의 픽셀을 통하여 광의 투과를 조절(modulate)하도록 동작한다. 일반적으로, 액정들의 배향은 각각의 픽셀과 연관된 변화하는 전계에 의해 제어되고, 액정들은 임의의 주어진 순간에 전계의 특성들(세기, 모양 등)에 의해 배향된다.
상이한 유형의 LCD들은 이러한 전계들 및/또는 액정들을 조작하는 데 상이한 기술들을 채용한다. 예를 들면, 특정한 LCD들은 액정들의 층에 면내 전계(in-plane electric field)를 적용하는 것에 의해 액정들이 배향되는 횡전계 모드(transverse electric field mode)를 채용한다. 그러한 기술들 각각은, 각각의 전계들을 생성하기 위해 채용되는 전극 배열이 상이한, IPS(in-plane switching) 또는 FFS(fringe field switching) 기술들을 포함한다.
그러한 디스플레이들에서 액정들의 배향의 제어는 픽셀에 의해 방출되는 광의 양을 조절하기에는 충분하지만, 광의 특정한 색들이 각각의 픽셀에 의해 방출되게 하기 위해 컬러 필터들이 또한 픽셀들과 연관될 수 있다. 예를 들면, LCD(32)가 컬러 디스플레이인 실시예들에서, 픽셀들의 그룹의 각각의 픽셀은 상이한 원색(primary color)에 대응할 수 있다. 예를 들면, 하나의 실시예에서, 픽셀들의 그룹은 적색 픽셀, 녹색 픽셀, 및 청색 픽셀을 포함할 수 있고, 각각의 픽셀은 적절히 채색된 필터와 연관된다. (대응하는 액정들의 조절에 의해) 각각의 픽셀을 통과하게 되는 광의 강도, 및 다른 인접 픽셀들로부터 방출된 광과의 그것의 조합은 디스플레이를 보고 있는 사용자에 의해 어떤 색(들)이 인지되는지를 결정한다. 볼 수 있는 색들은 채색된 픽셀들에 의해 제공된 개개의 색 성분들(예를 들면, 적색, 녹색, 및 청색)로부터 형성되기 때문에, 채색된 픽셀들은 또한 단위 픽셀들(unit pixels)이라고 불릴 수 있다.
전술한 것을 염두에 두고, 다시 한 번 도면들로 주의를 돌리면, 도 4는 LCD(32)의 픽셀들의 상이한 층들의 분해도를 도시한다. 픽셀(60)은 백라이트 어셈블리(68) 또는 광반사 표면에 의해 방출된 광을 편광시키는 상부 편광층(64) 및 하부 편광층(66)을 포함한다. 하부 기판(72)은 편광층(66) 위에 배치되고 일반적으로 유리, 석영, 및/또는 플라스틱과 같은 광투명 재료로부터 형성된다.
박막 트랜지스터(TFT) 층(74)은 하부 기판(72) 위에 배치되어 있는 것으로 도시되어 있다. 설명의 간결함을 위하여, TFT 층(74)은 도 4에서 일반화된 구조로서 도시되어 있다. 실제로, TFT 층은 그 자체가 픽셀(60)의 동작을 구동하는 전기 디바이스들 및 경로들을 일반적으로 형성하는 다양한 도전성, 비도전성, 및 반도전성(semiconductive) 층들 및 구조들을 포함할 수 있다. 예를 들면, 픽셀(60)이 FFS LCD 패널의 일부인 실시예에서, TFT 층(74)은 픽셀(60)의 각각의 데이터 라인들, 주사 라인들, 픽셀 전극들, 및 공통 전극들(뿐만 아니라 다른 도전성 트레이스들 및 구조들)을 포함할 수 있다. 그러한 도전성 구조들은, 픽셀의 광투과 부분들에서, ITO(indium tin oxide)와 같은 투명한 도전성 재료를 이용하여 형성될 수 있다. 게다가, TFT 층(74)은 (실리콘 산화물과 같은) 적당한 투명 재료로부터 형성된 (게이트 절연막과 같은) 절연층들 및 (비결정질 실리콘과 같은) 적당한 반도체 재료로부터 형성된 반도전성 층들을 포함할 수 있다. 일반적으로, 각각의 도전성 구조들 및 트레이스들, 절연 구조들, 및 반도체 구조들은, 도 5에 관하여 더 상세히 설명되는 바와 같이, 픽셀(60)을 동작시키기 위해 사용되는 각각의 픽셀 및 공통 전극들, TFT, 및 각각의 데이터 및 주사 라인들을 형성하기 위해 적당하게 배치될 수 있다. TFT 층(74)은 또한 액정층(78)과의 계면에 (폴리이미드 또는 다른 적당한 재료로 형성된) 정렬층(alignment layer)을 포함할 수 있다.
액정층(78)은 유체 또는 겔 매트릭스(gel matrix) 내에 부유된(suspended) 액정 입자들 또는 분자들을 포함한다. 액정 입자들은 TFT 층(74)에 의해 생성된 전계에 관하여 배향 또는 정렬될 수 있다. 액정층(78) 내의 액정 입자들의 배향은 픽셀(60)을 통한 광 투과의 양을 결정한다. 따라서, 액정층(78)에 적용되는 전계의 조절에 의해, 픽셀(60)을 통하여 투과되는 광의 양이 상응하여 조절될 수 있다.
TFT 층(74)으로부터 액정층(78)의 반대 측면에는 액정층(78)과 위에 있는(overlying) 컬러 필터(86) 사이에 인터페이스하는 하나 이상의 정렬 및/또는 오버코팅 층(82)이 배치될 수 있다. 컬러 필터(86)는, 특정한 실시예들에서, 적색, 녹색, 또는 청색 필터일 수 있고, 이에 따라 각 픽셀(60)은 백라이트 어셈블리(68)로부터 액정층(78) 및 컬러 필터(86)를 통하여 광이 투과될 때 원색에 대응하게 된다.
컬러 필터(86)는 광불투명 마스크 또는 매트릭스, 예를 들면, 픽셀(60)의 광투과 부분의 경계를 정하는(circumscribes) 블랙 마스크(88)에 의해 둘러싸일 수 있다. 예를 들면, 특정한 실시예들에서, 블랙 마스크(88)는 액정층(78) 위에 및 컬러 필터(86)의 주위에 광투과 구멍(light-transmissive aperture)을 정의하고, 주사 라인 및 데이터 라인 구동 회로, TFT, 및 픽셀(60)의 주위(periphery)와 같은 광을 투과시키지 않는 픽셀(60)의 부분들을 덮거나 가리는 크기와 모양으로 만들어질 수 있다. 도시된 실시예에서, 상부 기판(92)은 블랙 마스크(88) 및 컬러 필터(86)와 편광층(64) 사이에 배치될 수 있다. 그러한 실시예에서, 상부 기판(92)은 광투과 유리, 석영, 및/또는 플라스틱으로부터 형성될 수 있다.
이제 도 5를 참조하면, LCD(32)에서 발견되는 픽셀 구동 회로의 회로도의 예가 제공되어 있다. 예를 들면, 도 5에 도시된 그러한 회로는 도 4에 관하여 설명된 TFT 층(74)에서 구현될 수 있다. 도시된 바와 같이, 픽셀들(60)은 LCD(32)의 이미지 디스플레이 영역을 형성하는 매트릭스로 배치될 수 있다. 그러한 매트릭스에서, 각각의 픽셀(60)은 데이터 라인들(100)과 주사 또는 게이트 라인들(102)의 교차 부분에 의해 정의될 수 있다.
각각의 픽셀(60)은 픽셀 전극(110) 및 픽셀 전극(110)을 스위칭하기 위한 박막 트랜지스터(TFT)(112)를 포함한다. 도시된 실시예에서, 각각의 TFT(112)의 소스(114)는 각각의 데이터 라인 구동 회로(120)로부터 연장하는 데이터 라인(100)에 전기적으로 연결된다. 유사하게, 도시된 실시예에서, 각각의 TFT(112)의 게이트(122)는 각각의 주사 라인 구동 회로(124)로부터 연장하는 주사 또는 게이트 라인(102)에 전기적으로 연결된다. 도시된 실시예에서, 픽셀 전극(110)은 각각의 TFT(112)의 드레인(128)에 전기적으로 연결된다.
하나의 실시예에서, 데이터 라인 구동 회로(120)는 각각의 데이터 라인들(100)을 통해 픽셀들에 이미지 신호들을 송신한다. 그러한 이미지 신호들은 라인-시퀀스(line-sequence)에 의해 적용될 수 있다(즉, 데이터 라인들(100)은 동작 중에 순차적으로 활성화될 수 있다). 주사 라인들(102)은 주사 라인 구동 회로(124)로부터의 주사 신호들을 각각의 주사 라인들(102)이 연결되는 각각의 TFT(112)의 게이트(122)에 적용할 수 있다. 그러한 주사 신호들은 미리 결정된 타이밍으로 및/또는 펄스 방식(pulsed manner)으로 라인-시퀀스에 의해 적용될 수 있다.
각각의 TFT(112)는 TFT(112)의 게이트(122)에 주사 신호의 각각의 존재 또는 부재에 기초하여 미리 결정된 기간 동안 활성화 및 비활성화(즉, 온 및 오프)될 수 있는 스위칭 소자(switching element)의 역할을 한다. 활성화될 때, TFT(112)는 미리 결정된 타이밍으로 픽셀 전극(110) 내의 전하로서 각각의 데이터 라인(100)을 통해 수신된 이미지 신호들을 저장할 수 있다.
픽셀 전극(110)에서 저장된 이미지 신호들은 각각의 픽셀 전극(110)과 공통 전극 사이에 전계를 생성하기 위해 이용될 수 있다. 그러한 전계는 액정층(78)(도 4) 내의 액정들을 정렬시켜 액정층(78)을 통한 광 투과를 조절할 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 픽셀 전극(110)에서 저장된 이미지 신호의 누설을 막기 위해 픽셀 전극(110)과 공통 전극 사이에 형성된 액정 커패시터와 병렬로 축전 커패시터(storage capacitor)가 또한 제공될 수 있다. 예를 들면, 그러한 축전 커패시터는 각각의 TFT(112)의 드레인(128)과 별도의 커패시터 라인 사이에 제공될 수 있다.
픽셀(60) 내의 층들 중 일부의 측단면도가 도 6에 도시되어 있다. 게다가, 도 6, 도 7, 및 도 8은 LCD 디스플레이(32)의 제조 동안에 블랙 마스크(88)를 형성하는 프로세스의 단계들 또는 스테이지들 동안의 층들의 예들을 도시하기 위해 이용된다. 도 6에 도시된 실시예에서는, 상부 기판(92) 및 블랙 마스크(88)가 도시되어 있다. 따라서, 도 6에 의해 도시된 제1 단계에서는, 상부 기판(92)의 표면 위에 블랙 마스크(88)가 형성된다. 인식할 수 있는 바와 같이, 블랙 마스크(88)는 액정층(78)을 둘러싸기 위해 LCD 어셈블리 내의 하부 기판(72) 및 다른 층들에 결합될 수 있는 상부 기판(92)의 표면 위에 형성될 수 있다. 블랙 마스크(88)는 픽셀(60)의 프레임 또는 바깥 부분 근처의 특정한 부분들을 가리기 위해 광을 흡수하도록 설계된 적당한 재료로 구성될 수 있다. 예를 들면, 블랙 마스크(88)는, 인접한 픽셀들 사이에 광이 새는 것을 막고 픽셀들 사이에 라우팅될 주사 라인들(102) 및/또는 데이터 라인들(100)을 위한 영역을 제공할 수 있는, 폴리머 및/또는 복합 재료를 포함할 수 있다. 도 4에 관하여 설명된 바와 같이, 블랙 마스크(88)에 생성된 구멍은 컬러 필터로 채워질 수 있고, 컬러 필터는 적색, 녹색, 또는 청색 광을 투과시키도록 구성된다. LCD 디스플레이가 단색(monochrome) 디스플레이인 하나의 실시예에서, 디스플레이 내의 픽셀들은 컬러 필터들을 포함하지 않을 수 있다. 인식할 수 있는 바와 같이, 도 6-8에 도시된 측단면도들은 블랙 마스크(88)에 구멍을 생성하는 프로세스를 도시한다. 게다가, 그러한 프로세스는 픽셀들 각각에 대하여 복수의 블랙 마스크 구멍들을 생성하기 위해, 동시에 LCD 디스플레이 내의 픽셀들의 세트 전체에 대하여 수행될 수 있다.
도 7은 블랙 마스크(88)의 위에 포토레지스트 층(150)과 같은 패터닝 층이 배치되어 있는 픽셀의 층들의 예를 도시하는 단면도이다. 포토레지스트 층(150)은 블랙 마스크(88)의 일부를 노출시키는 구멍(152)을 포함하도록 패터닝될 수 있다. 레지스트 층(150) 내의 구멍(152)은 제거될 수 있는 블랙 마스크(88)의 부분을 결정할 수 있다. 예를 들면, 포토레지스트 층(150) 내의 구멍(152)은 블랙 마스크(88)의 실질적으로 직사각형의 부분(154)을 노출시킬 수 있다. 블랙 마스크(88)의 노출된 부분(154)은 에칭 또는 다른 적당한 프로세스에 의해 제거될 수 있고, 이로써 상부 기판(92)의 실질적으로 직사각형의 부분을 노출시킨다. 하나의 실시예에서, 구멍(152)의 에지들(156)은 일반적으로 제거될 부분(154)의 주변(perimeter) 또는 외형(geometry)을 정의할 수 있다. 예를 들면, 블랙 마스크(88)의 부분(154)을 제거하기 위해 건식 또는 습식 에칭과 같은 에칭 프로세스가 사용될 수 있고, 이로써 포토레지스트 층(150)의 제거 후에 도 8에 도시된 바와 같이, 구멍(158)이 생성된다. 에칭 프로세스는 레지스트 에지들(156)에 의해 정의된 노출된 부분(154)에 대하여 에칭 프로세스를 수행하는 것에 의해 구멍 에지들(160)을 형성한다. 따라서, 레지스트 구멍(152) 및 에지들(156)에 의해 노출된 영역 또는 부분(154)의 모양은 블랙 마스크(88) 내의 구멍(158)의 모양 및 픽셀(60)로부터 투과되는 광의 양을 결정한다.
도 9는 에칭 프로세스 전에, 블랙 마스크(88)의 위에 배치된 포토레지스트 층(150)의 예의 상면도이다. 도시된 바와 같이, 블랙 마스크(88)의 노출된 부분(154)은 포토레지스트 층(150) 내의 실질적으로 직사각형 모양의 구멍(152)에 의해 정의된다. 게다가, 구멍 에지들(156)은 에칭 프로세스를 위한 직사각형 외형을 형성하기 위해 서로에 대해 실질적으로 직각으로 배향될 수 있다. 도시된 바와 같이, 에지들(156)은 직각으로 교차하지 않는다. 하나의 실시예에서, 실질적으로 직사각형의 구멍(152)은 인접한 에지들(156)의 교차 부분에 오버셰이프된 코너들(overshaped corners)을 포함할 수 있다. 여기에서 패터닝 층(예를 들면, 포토레지스트 층(150))과 블랙 마스크(88) 양쪽 모두를 설명하기 위해 사용될 때, "코너들"은 한 점에 모이는 2개의 에지들(포토레지스트 층(150)의 에지들(156) 또는 블랙 마스크(88)의 에지들(160))이 교차하는 영역을 지시한다. 따라서, 용어 "코너"는 교차 영역의 특정한 모양을 의미하지 않으며 직각을 의미하도록 해석되지 않아야 한다.
예를 들면, 하나의 실시예에 따르면, 인접한 에지들(156)의 교차 부분(즉, 코너들)에 타원 모양의 구멍들(162)이 위치할 수 있다. 타원형의 코너 구멍들(162)은 인접한 변들(sides)이 직각으로 교차된 경우에 제거될 것보다 블랙 마스크(88)의 더 많은 부분이 코너 부분들로부터 제거되는 것을 가능하게 한다. 예를 들면, 구멍(152)의 4개의 코너들에 위치한 타원형의 코너 구멍들(162)은 블랙 마스크의 더 많은 부분(154)이 코너 영역들에서 노출되는 것을 가능하게 할 수 있고, 이로써 블랙 마스크(88)를 에칭하는 것에 의해 직사각형의 실질적으로 직각의 코너들이 형성되는 것을 가능하게 할 수 있다.
인접한 변들(156)이 코너들에서 실질적으로 직각으로 교차하는 다른 실시예에서는, 블랙 마스크(88)의 더 적은 양이 노출된다. 그러한 경우에, 에칭 프로세스에 의해 이러한 직각 코너들로부터 블랙 마스크(88)의 더 적은 양이 제거될 수 있고, 이로 인해 구멍 코너들이 모서리가 깎일 수 있다(chamfered). 도시된 바와 같이, 인접한 변들(156)은 서로에 대해 실질적으로 직각으로 배향되지만, 코너들은 오버셰이프된다(즉, 에지들(156)은 직각으로 교차하지 않는다). 구멍(152) 코너들은 타원형의 구멍들(162)의 외형으로 오버셰이프된다. 오버셰이프된 타원형의 코너들(162)은 에칭 프로세스를 위해 블랙 마스크(88)의 더 많은 부분이 노출되는 것을 가능하게 하고, 이로써 더 큰 구멍(158)을 생성하여 픽셀(60)에서의 광 투과를 증가시킨다. 다른 실시예들에서, 오버셰이프된 코너들은 원형 모양 또는 2개의 굽은 또는 볼록한 변들이 직각보다 작은 각도로 교차한 것과 같은, 상이한 외형을 가질 수 있다.
도 10은 에칭 프로세스에 의해 제거될 수 있는 부분(154)을 노출시키도록 블랙 마스크(88)의 위에 배치된 포토레지스트 층(150)을 포함하는, 픽셀(60)의 컴포넌트들의 예의 상면도이다. 도 9에 관하여 위에 설명된 바와 같이, 노출된 부분(154)은 에칭 프로세스에 의해 제거될 수 있고 포토레지스트 층(150)의 구멍(152)에 의해 일반적으로 정의된다. 도시된 실시예에서, 구멍(152)은 오버셰이프된 코너들을 갖는 실질적으로 직사각형으로 묘사될 수 있다. 예를 들면, 원형의 코너 구멍들(164)은 에칭 프로세스 동안에 이용되는 오버셰이프된 코너들이고, 이로써 블랙 마스크(88)의 더 많은 부분이 제거되는 것을 가능하게 한다. 하나의 실시예에서, 원형 모양의 구멍들(164)은 인접한 변들(156)의 교차 부분에 형성된다. 따라서, 오버셰이프된 원형 모양의 코너들(164)은 인접한 변들이 실질적으로 직각으로 교차하는 실시예들에 의해 제공될 수 있는 증가된 노출된 부분(154)을 제공한다. 따라서, 도시된 실질적으로 직사각형의 구멍(152)은 블랙 마스크(88)의 더 많은 부분(154)이 제거되는 것을 가능하게 하여, 더 많은 양의 광이 픽셀(60)의 액정으로부터 투과되는 것을 가능하게 한다. 구체적으로, 도시된 실질적으로 직사각형의 구멍(152) 및 오버셰이프된 원형의 코너들(164)은 실질적으로 직사각형의 부분(154)이 제거되는 것을 가능하게 하고, 에칭 프로세스에 의해 생성된 블랙 마스크 구멍(158)은 실질적으로 직각에 의해 형성된 코너들을 갖는다. 에칭 프로세스에 의해 생성된 구멍들의 예들이 도 11 및 12에 도시되어 있다. 도 11에서 구멍(158)은 실질적으로 모서리가 깎인 코너들(166)을 포함한다. 도시된 실시예에서, 구멍(158)은 직각으로 교차하는 코너들을 포함하는 포토레지스트 패턴을 이용하는 에칭 프로세스에 의해 형성될 수 있다. 따라서, 모서리가 깎인 코너들(166)이 생성된다.
도 12에는, 에칭 프로세스가 완료된 후에 레지스트 층(150)이 제거된 상태로 블랙 마스크(88) 내의 실질적으로 직사각형의 구멍(158)이 도시되어 있다. 구체적으로, 도시된 구멍(158)을 형성하는 에칭 프로세스는 더 많은 양의 블랙 마스크를 제거하기 위해 오버셰이프된 코너들을 갖는 포토레지스트 패턴을 이용하고, 이로써 도 11에 도시된 실시예와 비교하여 구멍을 통하여 투과되는 광을 증가시킨다. 따라서, 에칭 프로세스는 픽셀(60)로부터의 광의 투과를 가능하게 하기 위해 상부 기판(92)의 실질적으로 직각의 코너들(168)을 갖는 실질적으로 직사각형의 부분을 노출시킨다.
인식할 수 있는 바와 같이, 포토레지스트 층(150) 내의 오버셰이프된 코너들의 패터닝 및 에칭 프로세스에 의해 생성된 실질적으로 직사각형의 구멍(158)은 구멍(158)에 실질적으로 직각의 코너들(168)을 제공한다. 하나의 실시예에서, 코너들(168)은 둥글게 된 코너들(rounded corners)로 묘사될 수 있다. 게다가, 실질적으로 직사각형의 구멍(158)의 인접한 변들(160)은 실질적으로 직각으로 배항될 수 있다. 도 11에 관하여 전술한 바와 같이, 포토레지스트 층(150) 및 구멍(152)의 특정한 실시예들은 마스크 구멍(158)에 모서리가 깎인 코너로 귀착할 수 있고, 이로써 광의 더 많은 부분이 블랙 마스크(88)에 의해 차단되게 한다. 따라서, 도 12에 의해 도시된 실시예에서, 포토레지스트 층(150)에 의해 생성된 실질적으로 직사각형의 구멍(158) 및 코너들(168)은 모서리가 깎이지 않은 것으로, 또는 실질적으로 모서리가 깎이지 않은 것으로 묘사될 수 있고, 코너들은 네모로 되거나 직각으로 되어 실질적으로 모서리가 깎인 코너들(166)을 갖는 마스크 구멍과 비교하여 증가된 양의 광 투과를 가능하게 한다.
도 13은 픽셀(60) 내에 블랙 마스크(88)를 생성하기 위해 이용되는 프로세스의 예이다. 단계 170에서는, 디스플레이 패널 기판의 표면 위에 블랙 마스크가 형성될 수 있다. 예를 들면, 폴리머와 같은 재료가 블랙 마스크로서 이용될 수 있고 상부 기판(92)의 표면 위에 층으로서 형성될 수 있다. 단계 172에서는, 블랙 마스크 위에 포토레지스트 층과 같은 패터닝 층이 형성된다. 패터닝 층은 블랙 마스크를 생성하기 위해 이용될 수 있는 중간 층이며 일반적으로 블랙 마스크가 형성된 후에 제거된다.
패터닝 층은 단계 174에서 패터닝되며, 이 단계에서는 에칭에 의해 제거될 블랙 마스크의 부분을 노출시키도록 패터닝 층의 실질적으로 직사각형의 부분이 제거될 수 있다. 패터닝 프로세스는 직사각형 부분의 오버셰이프된 코너들을 제거하는 것을 포함한다. 오버셰이프된 코너들은 타원 모양의 코너들, 원 모양의 코너들, 2개보다 많은 변들을 갖는 모난 코너들(angular corners), 굽은 코너들 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 예를 들면, 하나의 실시예에서, 오버셰이프된 코너들은 구멍의 중심으로부터 바깥쪽으로 구부러지는 굽은 부분들을 포함할 수 있고, 이로써 실질적으로 직사각형 모양의 구멍의 변들이 약 70도와 90도 사이의 각도로 교차하게 한다. 다른 실시예에서, 코너들은 정사각형의 노치들(squared notches)일 수 있고, 정사각형의 3개의 변들이 구멍으로부터 바깥쪽으로 돌출하여 오버셰이프된 구멍을 생성한다. 패터닝 층의 오버셰이프된 코너들은 패터닝 층을 이용하여 형성된, 노출된 블랙 마스크 부분의 면적을 증가시켜, 패터닝 층의 코너들이 오버셰이프되지 않은 경우에 투과될 수 있는 것보다 광의 더 많은 부분이 픽셀(60)을 통하여 투과되는 것을 가능하게 한다. 예를 들면, 패터닝 층의 코너들이 오버셰이프되지 않은 실시예에서, 패터닝 층을 이용하여 블랙 마스크에 생성된 구멍은 픽셀로부터 투과되는 광의 양을 감소시키는 모서리가 깎인 코너들을 포함할 수 있다.
위에 설명된 실시예들에서, 블랙 마스크의 노출된 부분은, 단계 176에 도시된 바와 같이, 에칭되거나, 또는 다른 방법으로 제거될 수 있다. 노출된 부분의 에칭은 모서리가 깎이지 않은 코너들을 포함하는 실질적으로 직사각형의 구멍을 블랙 마스크에 생성할 수 있다. 하나의 실시예에서, 코너들은 실질적으로 둥글게 된 것으로 묘사될 수 있다. 에칭 프로세스 후에 단계 178에서는, 패터닝 층이 제거되고 LCD 디스플레이를 생성하기 위해 픽셀(60)의 층들의 나머지가 조립될 수 있다. 인식할 수 있는 바와 같이, 블랙 마스크 형성 프로세스에 의해 생성된 구멍 내에 컬러 필터가 배치될 수 있고, 컬러 필터는 픽셀이 적색, 녹색, 또는 청색과 같은 원색을 투과시키는 것을 가능하게 한다.
본 발명은 다양한 수정들 및 대안 형태들이 가능하지만, 특정한 실시예들이 도면들에서 예로서 도시되었고 여기에 상세히 설명되었다. 그러나, 본 발명은 개시된 특정한 형태들에 제한되도록 의도된 것이 아니라는 것을 이해해야 한다. 오히려, 본 발명은 다음의 첨부된 청구항들에 의해 정의된 발명의 정신 및 범위 이내에 있는 모든 수정들, 동등물들, 및 대안들을 포함하는 것이다.

Claims (23)

  1. 디스플레이 패널로서,
    전계를 생성하도록 구성된 전극을 포함하는 제1 기판;
    블랙 마스크를 포함하는 제2 기판 - 상기 블랙 마스크는 구멍(aperture)을 통해 광이 투과되는 것을 가능하게 하도록 구성된 상기 구멍을 포함하며, 상기 구멍은 실질적으로 직사각형이며, 실질적으로 직각을 형성하는 코너들을 포함함 - ; 및
    상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 배치되고, 상기 전계에 응답하여 상기 디스플레이 패널을 통한 광의 통과를 용이하게 하도록 구성된 액정
    을 포함하는 디스플레이 패널.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 코너들은 실질적으로 모서리가 깎이지 않은(not substantially chamfered) 디스플레이 패널.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 코너들은 둥글게 된 코너들(rounded corners)을 포함하는 디스플레이 패널.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 디스플레이 패널은 프린지 필드 스위칭(fringe field switching) 디스플레이 패널을 포함하는 디스플레이 패널.
  5. 제1항에 있어서,
    컬러 필터를 포함하는 디스플레이 패널.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 기판은 추가적인 전극 및 절연층을 포함하는 디스플레이 패널.
  7. 디스플레이 패널을 제조하는 방법으로서,
    프린지 필드 스위칭 디스플레이 패널 기판 위에 블랙 마스크를 형성하는 단계;
    상기 블랙 마스크 위에 패터닝 층을 형성하는 단계; 및
    상기 블랙 마스크의 일부를 노출시키도록 상기 패터닝 층을 패터닝하는 단계 - 상기 패터닝 층을 패터닝하는 단계는 상기 패티닝 층의 실질적으로 직사각형의 부분을 제거하는 단계를 포함하고, 상기 실질적으로 직사각형의 부분은 상기 실질적으로 직사각형의 부분의 변들(sides)의 교차 부분들에 오버셰이프된 외형(overshaped geometry)을 포함함 -
    를 포함하는 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 오버셰이프된 외형은 실질적으로 타원형의 부분들을 포함하는 방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 오버셰이프된 외형은 원형의 부분들을 포함하는 방법.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 블랙 마스크의 상기 노출된 부분을 에칭하는 단계를 포함하는 방법.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 변들은 볼록하고, 상기 변들은 상기 코너들에서 서로로부터 갈라지고(diverge), 상기 오버셰이프된 외형은 90도 미만인 상기 변들의 교차 부분의 각도를 포함하는 방법.
  12. 제7항에 있어서,
    블랙 마스크를 형성하는 단계는 폴리머 재료를 형성하는 단계를 포함하는 방법.
  13. 제7항에 있어서,
    상기 패터닝 층의 실질적으로 직사각형의 부분을 제거하는 단계는 에칭 프로세스에 의해 상기 블랙 마스크에 실질적으로 직각의 코너들이 형성되는 것을 가능하게 하는 방법.
  14. 제7항에 있어서,
    패터닝 층을 형성하는 단계는 상기 블랙 마스크 위에 포토레지스트 층을 형성하는 단계를 포함하는 방법.
  15. 디스플레이 패널 픽셀로서,
    블랙 마스크
    를 포함하고,
    상기 블랙 마스크는,
    직사각형의 구멍; 및
    상기 픽셀로부터의 광의 증가된 투과를 가능하게 하도록 구성된 상기 직사각형의 구멍의 코너들을 포함하는 디스플레이 패널 픽셀.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 코너들은 실질적으로 둥글게 되어 있는 디스플레이 패널 픽셀.
  17. 제15항에 있어서,
    액정층, 컬러 필터 및 전극을 포함하는 기판을 포함하는 디스플레이 패널 픽셀.
  18. 전자 디바이스로서,
    집적 회로; 및
    디스플레이 패널
    을 포함하고,
    상기 디스플레이 패널은,
    기판; 및
    상기 기판에 결합된 블랙 마스크
    를 포함하고,
    상기 블랙 마스크는 상기 블랙 마스크의 표면에 입사하는 광을 흡수하도록 구성되고, 상기 블랙 마스크 내의 구멍은 광을 투과시키도록 구성되고 실질적으로 직각으로 교차하는 4개의 레그들(legs)을 포함하는 전자 디바이스.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 블랙 마스크 내의 상기 구멍은 오버셰이프된 코너들을 포함하는 패터닝 층을 이용하여 상기 블랙 마스크를 에칭하는 것에 의해 형성되는 전자 디바이스.
  20. 제18항에 있어서,
    메모리 디바이스 및 프로세서를 포함하는 전자 디바이스.
  21. 제18항에 있어서,
    상기 구멍은 모서리가 깎이지 않은 코너들을 갖는 실질적으로 직사각형의 모양을 포함하는 전자 디바이스.
  22. 제18항에 있어서,
    핸드헬드 디바이스를 포함하는 전자 디바이스.
  23. 제18항에 있어서,
    휴대용 컴퓨터를 포함하는 전자 디바이스.
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