KR20150047359A - 표시 장치 - Google Patents

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이희근
백문정
이종석
정경호
조정현
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Abstract

본 발명은 2차원/3차원 전환이 가능한 표시 장치의 두께 및 무게를 감소시킬 수 있는 표시 장치에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치는 영상을 표시하는 표시 패널, 및 상기 표시 패널의 영상이 2차원 영상 또는 3차원 영상으로 표시되도록 조절하는 영상 제어 패널을 포함하고, 상기 영상 제어 패널은 제1 기판, 상기 제1 기판 위에 형성되어 있는 제1 전극, 상기 제1 전극 위에 상기 제1 전극과 제1 미세 공간을 사이에 두고 이격되고, 상기 제1 미세 공간의 상부면 및 측면을 감싸도록 형성되어 있는 제2 전극, 상기 제2 전극 위에 형성되어 있는 제1 지붕층, 상기 제1 미세 공간의 일부를 노출시키는 제1 주입구, 상기 제1 미세 공간을 채우고 있는 제1 액정층, 및 상기 제1 주입구를 덮도록 상기 제1 지붕층 위에 형성되어 상기 제1 미세 공간을 밀봉하는 제1 덮개막을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

표시 장치{DISPLAY DEVICE}
본 발명은 표시 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 2차원/3차원 전환이 가능한 표시 장치의 두께 및 무게를 감소시킬 수 있는 표시 장치에 관한 것이다.
최근에 표시 장치 기술의 발전에 따라서 3차원(3D)의 입체 영상 표시 장치가 관심을 끌고 있으며, 다양한 3차원 영상 표시 방법이 연구되고 있다.
입체 영상 표시를 구현함에 있어서 가장 일반적으로 사용되는 방법 중의 하나는 좌우 양안 시차(binocular display)를 이용하는 방법이다. 좌우 양안 시차를 이용하는 방법은 왼쪽 눈에 도달하는 영상과 오른쪽 눈에 도달하는 영상을 같은 표시 장치에서 표시하고, 이 두 영상을 각각 관찰자의 왼쪽 눈과 오른쪽 눈에 입사하도록 만들어 주는 것이다. 즉, 양쪽 눈에 각각 다른 각도에서 관찰된 영상이 입력되도록 함으로써 관찰자가 입체감을 느낄 수 있도록 하는 것이다.
이때, 영상을 관찰자의 왼쪽 눈과 오른쪽 눈에 각각 들어가게 하는 방법으로는 베리어(barrier)를 사용하는 방법과 원통형 렌즈(cylindrical lens)의 일종인 렌티큘러 렌즈(lenticular lens)를 사용하는 방법 등이 있다.
베리어를 이용하는 입체 영상 표시 장치는 베리어에 슬릿을 형성하여 이 슬릿을 통해 표시 장치로부터의 영상을 좌안 영상과 우안 영상으로 나누어 관찰자의 왼쪽 눈과 오른쪽 눈에 각각 들어가도록 한다.
렌즈를 이용하는 입체 영상 표시 장치는 좌안 영상과 우안 영상을 각각 표시하고 입체 영상 표시 장치로부터의 영상을 렌즈를 사용하여 광경로를 변경함으로써 좌안 영상 및 우안 영상으로 나눈다.
한편 평면 영상 표시 방법에서 입체 영상 표시 방법으로 전환하는 과정에서 2차원/3차원 겸용 영상 표시 장치가 개발되고 있으며 이를 위해 스위칭이 가능한 렌즈가 개발되고 있다.
이처럼 2차원 영상을 표시하는 패널에 2차원/3차원 전환을 위한 패널이 추가되고, 두 패널 사이의 간격을 유지하기 위한 패널이 추가됨에 따라 표시 장치의 두께가 두꺼워지고, 무게가 무거워지는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 2차원/3차원 전환이 가능한 표시 장치의 두께 및 무게를 감소시킬 수 있는 표시 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적에 따른 본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치는 영상을 표시하는 표시 패널, 및 상기 표시 패널의 영상이 2차원 영상 또는 3차원 영상으로 표시되도록 조절하는 영상 제어 패널을 포함하고, 상기 영상 제어 패널은 제1 기판, 상기 제1 기판 위에 형성되어 있는 제1 전극, 상기 제1 전극 위에 상기 제1 전극과 제1 미세 공간을 사이에 두고 이격되고, 상기 제1 미세 공간의 상부면 및 측면을 감싸도록 형성되어 있는 제2 전극, 상기 제2 전극 위에 형성되어 있는 제1 지붕층, 상기 제1 미세 공간의 일부를 노출시키는 제1 주입구, 상기 제1 미세 공간을 채우고 있는 제1 액정층, 및 상기 제1 주입구를 덮도록 상기 제1 지붕층 위에 형성되어 상기 제1 미세 공간을 밀봉하는 제1 덮개막을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제1 전극은 상기 제1 기판의 일측 단부로부터 타측 단부를 향해 일 방향으로 뻗을 수 있다.
상기 제1 기판은 복수의 구역을 포함하고, 상기 복수의 구역 각각에는 복수의 상기 제1 전극이 형성될 수 있다.
상기 복수의 제1 전극은 상기 제1 기판 위에 사선 방향으로 나란히 배치될 수 있다.
상기 구역 내에서 상기 복수의 제1 전극의 폭은 상기 구역의 중심으로부터 가장자리로 갈수록 점차적으로 좁아질 수 있다.
상기 제1 미세 공간의 높이는 일정할 수 있다.
상기 구역 내에서 상기 제1 미세 공간의 높이는 상기 구역의 중심으로부터 가장자리로 갈수록 점차적으로 높아질 수 있다.
상기 제1 주입구는 상기 제1 기판의 상기 일측 단부 및 상기 타측 단부 중 어느 하나 이상에 형성될 수 있다.
상기 제2 전극은 면형의 평면 형태를 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치는 상기 제1 전극 위에 형성되어 있는 제1 하부 배향막, 및 상기 제2 전극 아래에 형성되어 있는 제1 상부 배향막을 더 포함할 수 있다.
상기 제1 하부 배향막 및 상기 제1 상부 배향막은 수직 배향되어 있고, 선경사각을 가질 수 있다.
상기 표시 패널은 제2 기판, 상기 제2 기판 위에 형성되어 있는 박막 트랜지스터, 상기 박막 트랜지스터에 연결되어 있는 화소 전극, 상기 화소 전극 위에 상기 화소 전극과 복수의 제2 미세 공간을 사이에 두고 이격되고, 상기 제2 미세 공간의 상부면 및 측면을 감싸도록 형성되어 있는 제2 지붕층, 상기 제2 미세 공간의 일부를 노출시키는 제2 주입구, 상기 제2 미세 공간을 채우고 있는 제2 액정층, 및 상기 제2 주입구를 덮도록 상기 제2 지붕층 위에 형성되어 상기 제2 미세 공간을 밀봉하는 제2 덮개막을 포함할 수 있다.
상기 제2 기판은 매트릭스 형태로 배치되어 있는 복수의 화소 영역을 포함하고, 상기 복수의 화소 영역에는 복수의 상기 화소 전극이 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치는 상기 제2 지붕층 아래에 형성되어 있는 공통 전극을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치는 상기 화소 전극 위에 형성되어 있는 제1 하부 배향막, 및 상기 공통 전극 아래에 형성되어 있는 제1 상부 배향막을 더 포함할 수 있다.
상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 중 적어도 하나는 상기 제1 액정층과 동일한 굴절률을 가지는 물질로 이루어질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치는 상기 표시 패널의 외측에 위치하는 제1 편광판, 상기 표시 패널과 상기 영상 제어 패널 사이에 위치하는 제2 편광판, 및 상기 영상 제어 패널의 외측의 위치하는 제3 편광판을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치는 상기 표시 패널 및 상기 제2 편광판 사이에 위치하는 제1 접착 부재, 및 상기 영상 제어 패널 및 상기 제2 편광판 사이에 위치하는 제2 접착 부재를 더 포함할 수 있다.
상기 영상 제어 패널은 복수의 상기 제1 전극을 포함하고, 상기 복수의 제1 전극은 동일한 폭으로 이루어질 수 있다.
상기 복수의 제1 전극 중 홀수 번째 상기 제1 전극과 짝수 번째 상기 제1 전극에는 상이한 신호가 인가될 수 있다.
상기한 바와 같은 본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치는 다음과 같은 효과가 있다.
본 발명은 표시 패널 및 영상 제어 패널을 각각 하나의 기판을 이용하여 형성함으로써, 2차원/3차원 전환이 가능한 표시 장치의 두께 및 무게를 감소시킬 수 있다.
이로 인해, 공정을 단순화하고, 비용을 절감할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치의 영상 제어 패널의 평면도이다.
도 3은 도 2의 III-III선을 따라 나타낸 본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치의 영상 제어 패널의 단면도이다.
도 4는 도 2의 IV-IV선을 따라 나타낸 본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치의 영상 제어 패널의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치의 표시 패널을 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치의 표시 패널의 한 화소를 나타낸 평면도이다.
도 7은 도 5의 VII-VII선을 따라 나타낸 본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치의 표시 패널의 단면도이다.
도 8은 도 5의 VIII-VIII선을 따라 나타낸 본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치의 표시 패널의 단면도이다.
도 9 내지 도 20은 본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치의 영상 제어 패널을 제조하는 공정을 나타낸 공정 단면도이다.
도 21 내지 도 32는 본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치의 표시 패널을 제조하는 공정을 나타낸 공정 단면도이다.
도 33 및 도 34는 본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치를 도시한 단면도이다.
도 35는 본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치의 영상 제어 패널을 나타낸 단면도이다.
도 36은 홀수 번째 프레임에서 본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치의 영상이 관찰자의 양안에 시인되는 과정을 도시한 개념도이다.
도 37은 짝수 번째 프레임에서 본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치의 영상이 관찰자의 양안에 시인되는 과정을 도시한 개념도이다.
도 38은 연속한 두 프레임에서 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 영상이 관찰자의 양안에 시인되는 과정을 도시한 개념도이다.
도 39는 본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치의 영상 제어 패널을 나타낸 단면도이다.
이하에서 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.
먼저, 도 1을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치에 대해 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치는 영상을 표시하는 표시 패널(100), 표시 패널(100)의 영상이 2차원 영상 또는 3차원 영상으로 표시되도록 조절하는 영상 제어 패널(500), 및 표시 패널(100)에 광을 공급하는 광원부(900)를 포함한다.
표시 패널(100)은 영상을 표시할 수 있는 패널로써, 예를 들면 액정 표시 패널(liquid crystal display panel)로 이루어질 수 있다. 다만, 본 발명은 이에 한정되지 아니하며, 플라즈마 표시 패널(plasma display panel, PDP), 유기 발광 표시 패널(organic light emitting display panel) 등의 다양한 표시 패널 중 하나일 수 있다. 이러한 다양한 표시 패널은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자가 알 수 있는 모든 표시 패널을 포함할 수 있다. 표시 패널(100)은 2차원의 평면 영상을 표시한다.
영상 제어 패널(500)은 표시 패널(100)로부터 나오는 영상이 사용자에게 2차원으로 표시되거나, 3차원의 입체 영상으로 표시될 수 있도록 조절한다. 먼저, 표시 패널(100)로부터 나오는 영상을 그대로 통과시키면 2차원의 평면 영상이 표시된다. 이와 달리, 표시 패널(100)로부터 나오는 영상을 좌안 영상과 우안 영상으로 구분하여 각각 좌안과 우안에 인식될 수 있도록 광경로를 변화시켜주면 3차원의 입체 영상이 표시된다. 따라서, 영상 제어 패널(500)은 경우에 따라 2차원 평면 영상이 필요할 때는 2차원 영상이 그대로 표시될 수 있도록 하고, 3차원 입체 영상이 필요할 때는 3차원 영상으로 변환하여 표시될 수 있도록 조절한다.
광원부(900)는 표시 패널(100)이 액정 표시 패널로 이루어진 경우 표시 패널(100)에 광을 공급하기 위한 구성요소로써, 경우에 따라 생략될 수 있다. 즉, 자연광을 이용하여 화면을 표시할 경우, 표시 패널(100)이 자발광 소자인 경우에는 광원부(900)가 생략될 수 있다. 광원부(900)는 냉음극 형광램프(cold cathode fluorescent lamp, CCFL), 외부 전극 형광 램프(external electrode fluorescent lamp, EEFL), 평판 형광 램프(flat fluorescent lamp, FFL), 발광 다이오드(light emitting diode, LED) 등으로 이루어질 수 있다.
이하에서 도 2 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치의 영상 제어 패널에 대해 더욱 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치의 영상 제어 패널의 평면도이고, 도 3은 도 2의 III-III선을 따라 나타낸 본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치의 영상 제어 패널의 단면도이며, 도 4는 도 2의 IV-IV선을 따라 나타낸 본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치의 영상 제어 패널의 단면도이다.
본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치의 영상 제어 패널은 제1 기판(510) 위에 제1 절연층(520)이 형성되어 있다.
제1 기판(510)은 유리 또는 플라스틱 등과 같은 재료로 만들어지며, 복수의 구역(Z, zone)을 포함한다. 각 구역(Z)은 평행사변형으로 이루어질 수 있으며, 복수의 구역(Z)은 나란하게 배치되어 있다.
제1 절연층(520)은 유기 절연 물질 또는 무기 절연 물질로 이루어질 수 있으며, 경우에 따라 생략될 수도 있다.
제1 절연층(520) 위에는 제1 전극(591)이 형성되어 있고, 제1 전극(591)은 인듐-주석 산화물(ITO, Indium Tin Oxide), 인듐-아연 산화물(IZO, Indium Zinc Oxide) 등과 같은 투명한 도전 물질로 이루어질 수 있다.
제1 전극(591)은 제1 기판(510)의 일측 단부로부터 타측 단부를 향해 일 방향으로 뻗어 있다. 예를 들면, 도 2에 도시된 바와 같이 제1 전극(591)이 제1 기판(510)의 상측 단부로부터 하측 단부를 향해 뻗어 있다. 하나의 구역(Z) 내에는 복수의 제1 전극(591)이 형성되어 있고, 이웃하는 다른 구역(Z) 내에도 복수의 제1 전극(591)이 형성되어 있다. 즉, 복수의 구역(Z) 각각에는 복수의 제1 전극(591)이 형성되어 있다. 복수의 제1 전극(591)은 제1 기판(510) 위에 사선 방향으로 나란히 배치되어 있다. 제1 기판(510)은 사각 형상으로 이루어질 수 있고, 제1 전극(591)은 제1 기판(510)의 일측 변에 대하여 0도 초과 90도 미만의 각을 이루도록 형성되어 있다. 복수의 제1 전극(591)은 서로 중첩하거나 연결되지 아니하고, 소정의 간격을 가지고 분리되어 있다.
하나의 구역(Z)의 중심에 위치하는 제1 전극(591)의 폭이 가장 넓고, 중심의 제1 전극(591)의 양측에 위치하는 제1 전극(591)의 폭은 중심의 제1 전극(591)보다 좁으며, 가장자리에 위치하는 제1 전극(591)의 폭이 가장 좁다. 즉, 하나의 구역(Z) 내에서 복수의 제1 전극(591)의 폭은 구역(Z)의 중심으로부터 가장자리로 갈수록 점차적으로 좁아진다.
제1 전극(591)에는 위치에 따라 다른 전압이 인가될 수 있다. 예를 들면, 하나의 구역(Z)의 중심에 위치하는 제1 전극(591)에 인가되는 전압은 중심의 제1 전극(591)의 양측에 위치하는 제1 전극(591)에 인가되는 전압과 상이할 수 있다. 또한, 중심의 제1 전극(591)의 양측에 위치하는 제1 전극(591)에 인가되는 전압은 가장자리에 위치하는 제1 전극(591)의 전압과 상이할 수 있다. 이때, 중심의 제1 전극(591)의 양측에 위치하는 두 개의 제1 전극(591)에 인가되는 전압은 서로 동일할 수 있다. 또한, 가장자리에 위치하는 두 개의 제1 전극(591)에 인가되는 전압은 서로 동일할 수 있다.
제1 전극(591) 위에는 제1 전극(591)으로부터 소정의 간격을 가지고 이격되도록 제2 전극(670)이 형성되어 있다. 제1 전극(591)과 제2 전극(670) 사이에는 제1 미세 공간(microcavity, 705)이 형성되어 있다. 제2 전극(670)은 제1 미세 공간(705)의 상부면 및 측면을 감싸도록 형성되어 있다. 제1 미세 공간(705)은 대략 막대 형상으로 이루어질 수 있으며, 제1 전극(591)과 마찬가지로 사선 방향으로 뻗어 있다.
제1 미세 공간(705)의 폭은 제1 전극(591)과 마찬가지로, 하나의 구역(Z)의 중심에 위치하는 제1 미세 공간(705)의 폭이 가장 넓고, 중심의 제1 미세 공간(705)의 양측에 위치하는 제1 미세 공간(705)의 폭은 중심의 제1 미세 공간(705)보다 좁으며, 가장자리에 위치하는 제1 미세 공간(705)의 폭이 가장 좁다. 즉, 하나의 구역(Z) 내에 복수의 제1 미세 공간(705)이 존재하고, 복수의 제1 미세 공간(705)의 폭은 구역(Z)의 중심으로부터 가장자리로 갈수록 점차적으로 좁아진다. 제1 미세 공간(705)의 높이는 일정하게 이루어진다.
상기에서 하나의 구역(Z) 내에는 5개의 제1 전극(591) 및 5개의 제1 미세 공간(705)이 형성되어 있는 것으로 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 아니한다. 더 많거나 더 적은 개수의 제1 전극(591) 및 제1 미세 공간(705)이 형성될 수 있다.
제2 전극(670)은 인듐-주석 산화물(ITO, Indium Tin Oxide), 인듐-아연 산화물(IZO, Indium Zinc Oxide) 등과 같은 투명한 도전 물질로 이루어질 수 있다. 제2 전극(670)은 면형의 평면 형태를 가질 수 있다. 제2 전극(670)에는 일정한 전압이 인가될 수 있다.
제1 전극(591) 위에는 제1 하부 배향막(31)이 형성되어 있다. 제1 하부 배향막(31)은 제1 전극(591)에 의해 덮여있지 않은 제1 절연층(520) 바로 위에도 형성될 수 있다.
제1 하부 배향막(31)과 마주보도록 제2 전극(670) 아래에는 제1 상부 배향막(41)이 형성되어 있다.
제1 하부 배향막(31) 및 제1 상부 배향막(41)은 수직 배향막으로 이루어질 수 있고, 폴리 아믹산(Polyamic acid), 폴리 실록산(Polysiloxane), 폴리 이미드(Polyimide) 등의 배향 물질로 이루어질 수 있다. 제1 하부 배향막(31) 및 제1 상부 배향막(41)은 제1 미세 공간(705)의 측면에서 서로 연결될 수 있다. 제1 하부 배향막(31) 및 제1 상부 배향막(41)은 광배향 공정을 진행함으로써, 선경사각을 가지도록 할 수 있다.
제1 전극(591)과 제2 전극(670) 사이에 위치한 제1 미세 공간(705) 내에는 액정 분자(710)들로 이루어진 제1 액정층이 형성되어 있다. 제1 액정층의 액정 분자(710)들은 음의 유전율 이방성을 가지며, 전계가 인가되지 않은 상태에서 제2 기판(110)에 수직한 방향으로 서 있을 수 있다. 즉, 제1 기판(510)에 대하여 수직한 방향으로 배향이 이루어질 수 있다.
상기에서 제1 하부 배향막(31) 및 제1 상부 배향막(41)은 수직 배향막으로 이루어지고, 액정 분자(710)들이 수직 배향되는 것으로 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 아니하고, 수평 배향이 이루어질 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 영상 제어 패널(500)의 제1 전극(591) 및 제2 전극(670)에 전압이 인가되지 않을 때는 표시 패널(100)의 영상을 그대로 통과시켜 2차원의 평면 영상이 표시된다. 이때, 표시 패널(100)로부터 나온 광이 영상 제어 패널(500)을 통과하는 과정에서 왜곡이 발생하는 것을 방지하기 위해 제1 전극(591) 및 제2 전극(670)을 제1 액정층의 액정 분자(710)와 동일한 굴절률을 가지는 물질로 형성하는 것이 바람직하다. 이때, 제1 전극(591) 및 제2 전극(670) 중 어느 하나를 제1 액정층의 액정 분자(710)와 동일한 굴절률을 가지는 물질로 형성할 수도 있다.
제1 전극(591) 및 제2 전극(670)에 전압이 인가되면 제1 미세 공간(705)을 채우고 있는 제1 액정층의 액정 분자(710)에 전계가 형성되고, 프레넬 존 플레이트로 동작하게 된다. 프레넬 존 플레이트는 일반적으로 프레넬 존(Fresnel zone)과 같이 방사상으로 배열되어 있으며 중심에서 바깥쪽으로 갈수록 간격이 좁아지는 복수의 동심원을 이용하여 렌즈 역할을 하도록 하는 장치를 의미한다. 즉, 영상 제어 패널(500)이 렌즈의 역할을 수행함으로써, 표시 패널(100)로부터 나오는 영상을 좌안 영상과 우안 영상으로 구분하여 각각 좌안과 우안에 인식될 수 있도록 광경로를 변화시켜 3차원의 입체 영상을 표시하게 된다.
제2 전극(670) 위에는 제2 절연층(750)이 더 형성될 수 있다. 제2 절연층(750)은 실리콘 질화물(SiNx), 실리콘 산화물(SiOx) 등과 같은 무기 절연 물질로 이루어질 수 있으며, 필요에 따라 생략될 수도 있다.
제2 절연층(750) 위에는 제1 지붕층(760)이 형성되어 있다. 제1 지붕층(760)은 유기 물질로 이루어질 수 있다. 제1 지붕층(760)의 아래에는 제1 미세 공간(705)이 형성되어 있고, 제1 지붕층(760)은 경화 공정에 의해 단단해져 제1 미세 공간(705)의 형상을 유지할 수 있다. 즉, 제1 지붕층(760)은 제1 전극(591)과 제1 미세 공간(705)을 사이에 두고 이격되도록 형성되어 있다.
제1 지붕층(760)은 면형의 평면 형태를 가질 수 있다. 제1 미세 공간(705)이 존재하는 위치에서는 제1 지붕층(760)이 제1 기판(510)으로부터 떨어져 있고, 제1 미세 공간(705)이 존재하지 않는 위치에서는 제1 지붕층(760)이 제1 기판(510)에 부착되도록 형성되어 있다. 즉, 인접한 두 개의 제1 전극(591) 사이에서 제1 지붕층(760)은 제1 기판(510)에 부착되도록 형성된다. 이에 따라 제1 미세 공간(705)이 존재하지 않는 부분의 제1 지붕층(760)의 두께가 제1 미세 공간(705)이 존재하는 부분의 제1 지붕층(760)의 두께보다 두껍게 형성되어 있다.
제1 미세 공간(705)은 제2 전극(670) 및 제1 지붕층(760)에 의해 둘러싸여 있으나, 일부가 노출되어 있다. 즉, 제1 미세 공간(705)의 일부를 노출시키는 제1 주입구(707)가 형성되어 있다. 제1 미세 공간(705)의 상부면, 일부 측면은 제2 전극(670) 및 제1 지붕층(760)에 의해 둘러싸여 있고, 제1 미세 공간(705)의 다른 일부 측면은 제1 주입구(707)에 의해 노출되어 있다. 제1 주입구(707)에 의해 제1 미세 공간(705)이 노출되어 있으므로, 제1 주입구(707)를 통해 제1 미세 공간(705) 내부로 배향액 또는 액정 물질 등을 주입할 수 있다.
제1 주입구(707)는 제1 기판(510)의 양측 단부에 형성될 수 있다. 예를 들면, 도시된 바와 같이 제1 주입구(707)는 제1 기판(510)의 상측 단부 및 하측 단부에 형성될 수 있다. 또한, 본 발명은 이에 한정되지 아니하며, 제1 기판(510)의 상측 단부 및 하측 단부 중 어느 하나에 형성될 수도 있다. 또한, 제1 주입구(707)는 제1 기판(510)의 중간 지점 일부에도 더 형성될 수 있다.
제1 지붕층(760) 위에는 제3 절연층(770)이 더 형성될 수 있다. 제3 절연층(770)은 실리콘 질화물(SiNx), 실리콘 산화물(SiOx) 등과 같은 무기 절연 물질로 이루어질 수 있다. 제3 절연층(770)은 제1 지붕층(760)의 상부면 및 측면을 덮도록 형성될 수 있다. 제3 절연층(770)은 유기 물질로 이루어진 제1 지붕층(760)을 보호하는 역할을 하며, 필요에 따라 생략될 수도 있다.
제3 절연층(770) 위에는 제1 덮개막(790)이 형성되어 있다. 제1 덮개막(790)은 제1 미세 공간(705)의 일부를 외부로 노출시키는 제1 주입구(707)를 덮도록 형성된다. 즉, 제1 덮개막(790)은 제1 미세 공간(705)의 내부에 형성되어 있는 제1 액정층의 액정 분자(710)가 외부로 나오지 않도록 제1 미세 공간(705)을 밀봉할 수 있다. 제1 덮개막(790)은 액정 분자(710)와 접촉하게 되므로, 액정 분자(710)와 반응하지 않는 물질로 이루어지는 것이 바람직하다. 예를 들면, 제1 덮개막(790)은 페릴렌(Parylene) 등으로 이루어질 수 있다.
제1 덮개막(790)은 이중막, 삼중막 등과 같이 다중막으로 이루어질 수도 있다. 이중막은 서로 다른 물질로 이루어진 두 개의 층으로 이루어져 있다. 삼중막은 세 개의 층으로 이루어지고, 서로 인접하는 층의 물질이 서로 다르다. 예를 들면, 제1 덮개막(790)은 유기 절연 물질로 이루어진 층과 무기 절연 물질로 이루어진 층을 포함할 수 있다.
다음으로 도 5 내지 도 8을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치의 표시 패널에 대해 더욱 설명하면 다음과 같다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치의 표시 패널을 개략적으로 나타낸 평면도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치의 표시 패널의 한 화소를 나타낸 평면도이다. 도 7은 도 5의 VII-VII선을 따라 나타낸 본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치의 표시 패널의 단면도이고, 도 8은 도 5의 VIII-VIII선을 따라 나타낸 본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치의 표시 패널의 단면도이다.
본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치의 표시 패널은 유리 또는 플라스틱 등과 같은 재료로 만들어진 제2 기판(110)을 포함한다.
제2 기판(110)은 복수의 화소 영역(PX)을 포함한다. 복수의 화소 영역(PX)은 복수의 화소 행과 복수의 화소 열을 포함하는 매트릭스 형태로 배치되어 있다. 복수의 화소 행 사이에는 제1 골짜기(V1)가 위치하고 있고, 복수의 화소 열 사이에는 제2 골짜기(V2)가 위치하고 있다.
다만, 복수의 화소 영역(PX)의 배치 형태는 이에 한정되지 아니하며 다양하게 변형이 가능하다.
제2 기판(110) 위에는 일 방향으로 게이트선(121)이 형성되어 있고, 타 방향으로 데이터선(171)이 형성되어 있다. 게이트선(121)은 제1 골짜기(V1)에 형성되고, 데이터선(171)은 제2 골짜기(V2)에 형성될 수 있다. 게이트선(121)과 데이터선(171)은 서로 교차하도록 형성될 수 있다. 이때, 교차하여 형성되는 게이트선(121)과 데이터선(171)에 의해 제2 기판(110)의 화소 영역(PX)이 정의될 수 있다.
게이트선(121)은 주로 가로 방향으로 뻗어있으며 게이트 신호를 전달한다. 또한, 게이트선(121)으로부터 돌출되어 있는 게이트 전극(124)이 형성되어 있다. 게이트 전극(124)에는 게이트선(121)을 통해 게이트 신호가 인가된다.
게이트선(121) 및 게이트 전극(124)과 연결되지 않도록 화소 영역(PX) 내에 유지 전극(133)이 더 형성될 수 있다. 도시된 바와 같이 유지 전극(133)은 게이트선(121) 및 데이터선(171)과 나란한 방향으로 형성될 수 있다. 이와 달리 게이트선(121)과 나란한 방향으로만 형성될 수도 있다. 서로 이웃한 화소 영역(PX)들에 형성된 복수의 유지 전극(133)들은 서로 연결되도록 형성되어 있다. 유지 전극(133)에는 공통 전압 등과 같은 일정한 전압이 인가된다.
게이트선(121), 게이트 전극(124), 및 유지 전극(133) 위에는 게이트 절연막(140)이 형성되어 있다. 게이트 절연막(140)은 실리콘 질화물(SiNx), 실리콘 산화물(SiOx) 등과 같은 무기 절연 물질로 이루어질 수 있다. 또한, 게이트 절연막(140)은 단일막 또는 다중막으로 이루어질 수 있다.
게이트 절연막(140) 위에는 반도체층(150)이 형성되어 있다. 반도체층(150)은 게이트 전극(124) 위에 위치할 수 있다. 또한, 반도체층(150)은 데이터선(171)의 아래까지 연장되어 형성될 수도 있다. 반도체층(150)은 비정질 실리콘(amorphous silicon), 다결정 실리콘(polycrystalline silicon), 금속 산화물(metal oxide) 등으로 이루어질 수 있다.
반도체층(150) 위에는 데이터선(171)으로부터 돌출되어 있는 소스 전극(173) 및 소스 전극(173)과 이격되어 있는 드레인 전극(175)이 형성되어 있다.
데이터선(171)은 주로 세로 방향으로 뻗어 있으며, 데이터 신호를 전달한다. 데이터선(171)으로 전달된 데이터 신호는 소스 전극(173)에 인가된다.
게이트 전극(124), 반도체층(150), 소스 전극(173), 및 드레인 전극(175)은 하나의 박막 트랜지스터를 구성한다. 박막 트랜지스터가 온 상태일 때 소스 전극(173)에 인가된 데이터 신호는 드레인 전극(175)으로 전달된다.
데이터선(171), 소스 전극(173), 드레인 전극(175), 소스 및 드레인 전극(173, 175) 사이로 노출되어 있는 반도체층(150)의 위에는 보호막(180)이 형성되어 있다. 보호막(180)은 유기 절연 물질 또는 무기 절연 물질로 이루어질 수 있으며, 단일막 또는 다중막으로 형성될 수 있다.
보호막(180) 위에는 각 화소 영역(PX) 내에 색필터(230)가 형성되어 있다. 각 색필터(230)는 적색, 녹색 및 청색의 삼원색 등 기본색(primary color) 중 하나를 표시할 수 있다. 색필터(230)는 적색, 녹색, 및 청색의 삼원색에 한정되지 아니하고, 청록색(cyan), 자홍색(magenta), 옐로(yellow), 화이트 계열의 색 등을 표시할 수도 있다.
이웃하는 색필터(230) 사이의 영역에는 차광 부재(220)가 형성되어 있다. 차광 부재(220)는 화소 영역(PX)의 경계부와 박막 트랜지스터 위에 형성되어 빛샘을 방지할 수 있다. 즉, 차광 부재(220)는 제1 골짜기(V1) 및 제2 골짜기(V2)에 형성될 수 있다.
색필터(230) 및 차광 부재(220) 위에는 제4 절연층(240)이 더 형성될 수 있다. 제4 절연층(240)은 실리콘 질화물(SiNx), 실리콘 산화물(SiOx) 등과 같은 무기 절연 물질로 이루어질 수 있다. 제4 절연층(240)은 유기 물질로 이루어진 색필터(230) 및 차광 부재(220)를 보호하는 역할을 하며, 필요에 따라 생략될 수도 있다.
제4 절연층(240), 차광 부재(220), 보호막(180)에는 드레인 전극(175)의 일부가 노출되도록 접촉 구멍(181)이 형성되어 있다. 접촉 구멍(181)은 차광 부재(220) 대신 색필터(230)에 형성될 수도 있다.
제4 절연층(240) 위에는 접촉 구멍(181)을 통해 드레인 전극(175)과 연결되는 화소 전극(191)이 형성되어 있다. 화소 전극(191)은 각 화소 영역(PX) 내에 형성되고, 드레인 전극(175)과 연결되어 있어 박막 트랜지스터가 온 상태일 때 드레인 전극(175)으로부터 데이터 신호를 인가 받는다. 화소 전극(191)은 인듐-주석 산화물(ITO, Indium Tin Oxide), 인듐-아연 산화물(IZO, Indium Zinc Oxide) 등과 같은 투명한 금속 물질로 이루어질 수 있다.
화소 전극(191)은 가로 줄기부(193), 가로 줄기부(193)와 직교하는 세로 줄기부(192), 및 복수의 제1 내지 제4 미세 가지부(194a, 194b, 194c, 194d)를 포함한다.
가로 줄기부(193)는 게이트선(121)과 나란한 방향으로 형성될 수 있고, 세로 줄기부(192)는 데이터선(171)과 나란한 방향으로 형성될 수 있다. 가로 줄기부(193)는 인접한 두 게이트선(121) 사이의 대략 중간에 형성될 수 있고, 세로 줄기부(192)는 인접한 두 데이터선(171) 사이의 대략 중간에 형성될 수 있다.
하나의 화소 영역(PX)은 가로 줄기부(193)와 세로 줄기부(192)에 의해 제1 부화소 영역, 제2 부화소 영역, 제3 부화소 영역, 및 제4 부화소 영역으로 나뉜다. 제1 부화소 영역은 가로 줄기부(193)의 좌측 및 세로 줄기부(192)의 상측에 위치하고, 제2 부화소 영역은 가로 줄기부(193)의 우측 및 세로 줄기부(192)의 상측에 위치한다. 제3 부화소 영역은 가로 줄기부(193)의 좌측 및 세로 줄기부(192)의 하측에 위치하고, 제4 부화소 영역은 가로 줄기부(193)의 우측 및 세로 줄기부(192)의 하측에 위치한다.
제1 미세 가지부(194a)는 제1 부화소 영역 내에 형성되고, 제2 미세 가지부(194b)는 제2 부화소 영역 내에 형성된다. 제3 미세 가지부(194c)는 제3 부화소 영역 내에 형성되고, 제4 미세 가지부(194d)는 제4 부화소 영역 내에 형성된다.
제1 미세 가지부(194a)는 가로 줄기부(193) 또는 세로 줄기부(192)로부터 좌상 방향으로 비스듬하게 뻗어 있으며, 제2 미세 가지부(194b)는 가로 줄기부(193) 또는 세로 줄기부(192)로부터 우상 방향으로 비스듬하게 뻗어 있다. 또한 제3 미세 가지부(194c)는 가로 줄기부(193) 또는 세로 줄기부(192)로부터 좌하 방향으로 비스듬하게 뻗어 있으며, 제4 미세 가지부(194d)는 가로 줄기부(193) 또는 세로 줄기부(192)에서부터 우하 방향으로 비스듬하게 뻗어 있다.
제1 내지 제4 미세 가지부(194a-194d)는 게이트선(121) 또는 가로 줄기부(193)와 대략 45도 또는 135도의 각을 이루도록 형성될 수 있다. 또한, 이웃하는 부화소 영역의 제1 내지 제4 미세 가지부(194a-194d)는 서로 직각을 이루도록 형성될 수 있다.
상기에서 도 6에 도시되어 있는 화소 전극(191)의 형상에 대해 설명하였으나, 화소 전극(191)의 형상은 이에 한정되지 아니하고 다양하게 변형이 가능하다. 또한, 하나의 화소 영역(PX)이 네 개의 부화소 영역으로 나뉘어 지는 것으로 설명하였으나, 더 많은 영역으로 나뉘어질 수도 있고, 복수의 부화소 영역으로 나뉘어지지 않을 수도 있다.
화소 전극(191) 위에는 화소 전극(191)으로부터 일정한 거리를 가지고 이격되도록 공통 전극(270)이 형성되어 있다. 화소 전극(191)과 공통 전극(270) 사이에는 제2 미세 공간(microcavity, 305)이 형성되어 있다. 즉, 제2 미세 공간(305)은 화소 전극(191) 및 공통 전극(270)에 의해 둘러싸여 있다. 제2 미세 공간(305)의 폭과 넓이는 표시 장치의 크기 및 해상도에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 다만, 본 발명은 이에 한정되지 아니하고 공통 전극(270)이 화소 전극(191)과 절연막을 사이에 두고 형성될 수도 있다. 이때, 화소 전극(191)과 공통 전극(270) 사이에는 제2 미세 공간(305)이 형성되지 않고, 제2 미세 공간(305)은 공통 전극(270) 위에 형성될 수 있다.
공통 전극(270)은 인듐-주석 산화물(ITO, Indium Tin Oxide), 인듐-아연 산화물(IZO, Indium Zinc Oxide) 등과 같은 투명한 금속 물질로 이루어질 수 있다. 공통 전극(270)에는 일정한 전압이 인가될 수 있고, 화소 전극(191)과 공통 전극(270) 사이에 전계가 형성될 수 있다.
화소 전극(191) 위에는 제2 하부 배향막(11)이 형성되어 있다. 제2 하부 배향막(11)은 화소 전극(191)에 의해 덮여있지 않은 제4 절연층(240) 바로 위에도 형성될 수 있다.
제2 하부 배향막(11)과 마주보도록 공통 전극(270) 아래에는 제2 상부 배향막(21)이 형성되어 있다.
제2 하부 배향막(11)과 제2 상부 배향막(21)은 수직 배향막으로 이루어질 수 있고, 폴리 아믹산(Polyamic acid), 폴리 실록산(Polysiloxane), 폴리 이미드(Polyimide) 등의 배향 물질로 이루어질 수 있다. 제2 하부 배향막(11) 및 제2 상부 배향막(21)은 제2 미세 공간(305)의 측면에서 서로 연결될 수 있다. 제2 하부 배향막(11) 및 제2 상부 배향막(21)은 광배향 공정을 진행함으로써, 선경사각을 가지도록 할 수 있다.
화소 전극(191)과 공통 전극(270) 사이에 위치한 제2 미세 공간(305) 내에는 액정 분자(310)들로 이루어진 제2 액정층이 형성되어 있다. 제2 액정층의 액정 분자(310)들은 음의 유전율 이방성을 가지며, 전계가 인가되지 않은 상태에서 제2 기판(110)에 수직한 방향으로 서 있을 수 있다. 즉, 제2 기판(110)에 대하여 수직한 방향으로 배향이 이루어질 수 있다.
데이터 전압이 인가된 화소 전극(191)은 공통 전극(270)과 함께 전기장을 생성함으로써 두 전극(191, 270) 사이의 제2 미세 공간(305) 내에 위치한 액정 분자(310)의 방향을 결정한다. 이와 같이 결정된 액정 분자(310)의 방향에 따라 제2 액정층을 통과하는 빛의 휘도가 달라진다.
공통 전극(270) 위에는 제5 절연층(350)이 더 형성될 수 있다. 제5 절연층(350)은 실리콘 질화물(SiNx), 실리콘 산화물(SiOx) 등과 같은 무기 절연 물질로 이루어질 수 있으며, 필요에 따라 생략될 수도 있다.
제5 절연층(350) 위에는 제2 지붕층(360)이 형성되어 있다. 제2 지붕층(360)은 유기 물질로 이루어질 수 있다. 제2 지붕층(360)의 아래에는 제2 미세 공간(305)이 형성되어 있고, 제2 지붕층(360)은 경화 공정에 의해 단단해져 제2 미세 공간(305)의 형상을 유지할 수 있다. 즉, 제2 지붕층(360)은 화소 전극(191)과 제2 미세 공간(305)을 사이에 두고 이격되도록 형성되어 있다.
제2 지붕층(360)은 화소 행을 따라 각 화소 영역(PX) 및 제2 골짜기(V2)에 형성되며, 제1 골짜기(V1)에는 형성되지 않는다. 제2 골짜기(V2)에서는 제2 지붕층(360)의 아래에 제2 미세 공간(305)이 형성되지 않으며, 제2 기판(110)에 부착되도록 형성되어 있다. 따라서, 제2 골짜기(V2)에 위치하는 제2 지붕층(360)의 두께가 화소 영역(PX)에 위치하는 제2 지붕층(360)의 두께보다 두껍게 형성될 수 있다.
제2 미세 공간(305)은 공통 전극(270) 및 제2 지붕층(360)에 의해 둘러싸여 있으나, 일부가 노출되어 있다. 즉, 제2 미세 공간(305)의 일부를 노출시키는 제2 주입구(307)가 형성되어 있다. 제2 미세 공간(305)의 상부면, 일부 측면은 공통 전극(270) 및 제2 지붕층(360)에 의해 둘러싸여 있고, 제2 미세 공간(305)의 다른 일부 측면은 제2 주입구(307)에 의해 노출되어 있다. 제2 주입구(307)에 의해 제2 미세 공간(305)이 노출되어 있으므로, 제2 주입구(307)를 통해 제2 미세 공간(305) 내부로 배향액 또는 액정 물질 등을 주입할 수 있다.
제2 주입구(307)는 제2 기판(110)의 각 화소 영역(PX)의 양측 단부에 형성될 수 있다. 예를 들면, 도시된 바와 같이 제2 주입구(307)는 각 화소 영역(PX)의 상측 단부 및 하측 단부에 형성될 수 있다. 또한, 본 발명은 이에 한정되지 아니하며, 각 화소 영역(PX)의 상측 단부 및 하측 단부 중 어느 하나에 형성될 수도 있다.
제2 지붕층(360) 위에는 제6 절연층(370)이 더 형성될 수 있다. 제6 절연층(370)은 실리콘 질화물(SiNx), 실리콘 산화물(SiOx) 등과 같은 무기 절연 물질로 이루어질 수 있다. 제6 절연층(370)은 제2 지붕층(360)의 상부면 및 측면을 덮도록 형성될 수 있다. 제6 절연층(370)은 유기 물질로 이루어진 제2 지붕층(360)을 보호하는 역할을 하며, 필요에 따라 생략될 수도 있다.
제6 절연층(370) 위에는 제2 덮개막(390)이 형성될 수 있다. 제2 덮개막(390)은 제2 미세 공간(305)의 일부를 외부로 노출시키는 제2 주입구(307)를 덮도록 형성된다. 즉, 제2 덮개막(390)은 제2 미세 공간(305)의 내부에 형성되어 있는 제2 액정층의 액정 분자(310)가 외부로 나오지 않도록 제2 미세 공간(305)을 밀봉할 수 있다. 제2 덮개막(390)은 액정 분자(310)와 접촉하게 되므로, 액정 분자(310)와 반응하지 않는 물질로 이루어지는 것이 바람직하다. 예를 들면, 제2 덮개막(390)은 페릴렌(Parylene) 등으로 이루어질 수 있다.
제2 덮개막(390)은 이중막, 삼중막 등과 같이 다중막으로 이루어질 수도 있다. 이중막은 서로 다른 물질로 이루어진 두 개의 층으로 이루어져 있다. 삼중막은 세 개의 층으로 이루어지고, 서로 인접하는 층의 물질이 서로 다르다. 예를 들면, 제2 덮개막(390)은 유기 절연 물질로 이루어진 층과 무기 절연 물질로 이루어진 층을 포함할 수 있다.
이하에서 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치의 제조 방법에 대해 설명하면 다음과 같다.
먼저 도 9 내지 도 20을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치의 영상 제어 패널에 대해 설명하면 다음과 같다.
도 9 내지 도 20은 본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치의 영상 제어 패널을 제조하는 공정을 나타낸 공정 단면도이다. 도 9, 도 11, 도 13, 도 15, 도 17, 및 도 19는 동일한 선을 따라 절단된 단면도이다. 또한, 도 10, 도 12, 도 14, 도 16, 도 18, 및 도 20는 동일한 선을 따라 절단된 단면도이다.
도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 유리 또한 플라스틱 등으로 이루어진 제1 기판(510) 위의 전면에 유기 절연 물질 또는 무기 절연 물질을 이용하여 제1 절연층(520)을 형성한다. 제1 기판(510)은 유리 또는 플라스틱 등과 같은 재료로 만들어지며, 복수의 구역(Z, zone)을 포함한다. 각 구역(Z)은 평행사변형으로 이루어질 수 있으며, 복수의 구역(Z)은 나란하게 배치되어 있다.
이어, 제1 절연층(520) 위에 인듐-주석 산화물(ITO, Indium Tin Oxide), 인듐-아연 산화물(IZO, Indium Zinc Oxide) 등과 같은 투명한 도전 물질을 이용하여 제1 전극(591)을 형성한다.
제1 전극(591)은 제1 기판(510)의 일측 단부로부터 타측 단부를 향해 일 방향으로 뻗도록 형성된다. 복수의 구역(Z) 각각에는 복수의 제1 전극(591)이 형성된다. 복수의 제1 전극(591)은 제1 기판(510) 위에 사선 방향으로 나란히 배치되도록 형성된다. 제1 기판(510)은 사각 형상으로 이루어질 수 있고, 제1 전극(591)은 제1 기판(510)의 일측 변에 대하여 0도 초과 90도 미만의 각을 이루도록 형성된다. 복수의 제1 전극(591)은 서로 중첩하거나 연결되지 아니하고, 소정의 간격을 가지고 분리되어 있다.
하나의 구역(Z)의 중심에 위치하는 제1 전극(591)의 폭이 가장 넓고, 중심의 제1 전극(591)의 양측에 위치하는 제1 전극(591)의 폭은 중심의 제1 전극(591)보다 좁으며, 가장자리에 위치하는 제1 전극(591)의 폭이 가장 좁다. 즉, 하나의 구역(Z) 내에서 복수의 제1 전극(591)의 폭은 구역(Z)의 중심으로부터 가장자리로 갈수록 점차적으로 좁아진다.
도 11 및 도 12에 도시된 바와 같이, 제1 전극(591) 위에 감광성 유기 물질을 도포하고, 포토 공정을 진행하여 제1 희생층(700)을 형성한다.
제1 희생층(700)은 제1 전극(591)을 덮도록 형성된다. 제1 전극(591)들 사이에 위치하는 감광성 유기 물질의 일부는 포토 공정에서 제거된다.
도 13 및 도 14에 도시된 바와 같이, 제1 희생층(700) 위에 인듐-주석 산화물(ITO, Indium Tin Oxide), 인듐-아연 산화물(IZO, Indium Zinc Oxide) 등과 같은 투명한 금속 물질을 증착하여 제2 전극(670)을 형성한다.
이어, 제2 전극(670) 위에 실리콘 산화물 또는 실리콘 질화물과 같은 무기 절연 물질로 제2 절연층(750)을 형성할 수 있다.
이어, 제2 절연층(750) 위에 유기 물질을 도포하고, 패터닝하여 제1 지붕층(760)을 형성한다. 제1 지붕층(760)은 제1 전극(591) 및 제1 전극(591) 사이의 상부에 형성된다. 이때, 제1 전극(591) 사이의 상부에 위치하는 제1 지붕층(760)의 두께는 제1 전극(591) 상부에 위치하는 제1 지붕층(760)의 두께보다 두껍다. 제1 전극(591) 위에는 제1 희생층(700)이 형성되어 있기 때문이다.
도 15 및 도 16에 도시된 바와 같이, 제1 지붕층(760) 위에 실리콘 질화물(SiNx), 실리콘 산화물(SiOx) 등과 같은 무기 절연 물질로 제3 절연층(770)을 형성할 수 있다. 제3 절연층(770)을 패터닝하여, 제1 기판(510)의 상측 단부 및 하측 단부에 위치하는 제3 절연층(770)을 제거한다. 이때, 제3 절연층(770)이 제1 지붕층(760)의 측면을 덮도록 패터닝하여 제1 지붕층(760)을 보호할 수 있다.
도 17 및 도 18에 도시된 바와 같이, 제1 기판(510)의 상측 단부 및 하측 단부에 위치하는 제2 절연층(750) 및 제2 전극(670)을 패터닝한다. 이에 따라 제1 희생층(700)이 외부로 노출된다.
이어, 제1 희생층(700)이 노출된 제1 기판(510) 위에 현상액 또는 스트리퍼 용액 등을 공급하여 제1 희생층(700)을 전면 제거하거나, 애싱(ashing) 공정을 이용하여 제1 희생층(700)을 전면 제거한다.
제1 희생층(700)이 제거되면, 제1 희생층(700)이 위치하였던 자리에 제1 미세 공간(705)이 생긴다. 제1 전극(591)과 제2 전극(670)은 제1 미세 공간(705)을 사이에 두고 서로 이격된다. 제2 전극(670)은 제1 미세 공간(705)의 상부면 및 양 측면을 덮도록 형성된다.
제1 지붕층(760) 및 제2 전극(670)이 제거된 부분을 통해 제1 미세 공간(705)은 외부로 노출되어 있으며, 이를 제1 주입구(707)라 한다. 제1 주입구(707)는 제1 기판(510)의 상측 단부 및 하측 단부에 형성되어 있다. 제1 주입구(707)의 위치는 이에 한정되지 아니하며, 제1 주입구(707)가 제1 기판(510)의 상측 단부 및 하측 단부 중 어느 하나에 형성될 수도 있다. 또한, 제1 주입구(707)가 제1 기판(510)의 중간 지점에 더 형성될 수 있다.
이어, 제1 기판(510)에 열을 가하여 제1 지붕층(760)을 경화시킨다. 제1 지붕층(760)에 의해 제1 미세 공간(705)의 형상이 유지되도록 하기 위함이다.
이어, 스핀 코팅 방식 또는 잉크젯 방식으로 배향 물질이 포함되어 있는 배향액을 제1 기판(510) 위에 떨어뜨리면, 배향액이 제1 주입구(707)를 통해 제1 미세 공간(705) 내부로 주입된다. 배향액을 제1 미세 공간(705)의 내부로 주입한 후 경화 공정을 진행하면 용액 성분은 증발하고, 배향 물질이 제1 미세 공간(705) 내부의 벽면에 남게 된다.
따라서, 제1 전극(591) 위에 제1 하부 배향막(31)을 형성하고, 제2 전극(670) 아래에 제1 상부 배향막(41)을 형성할 수 있다. 제1 하부 배향막(31)과 제1 상부 배향막(41)은 제1 미세 공간(705)을 사이에 두고 마주보도록 형성되고, 제1 미세 공간(705)의 측면에서 서로 연결될 수 있다.
이때, 제1 하부 배향막(31)과 제1 상부 배향막(41)은 수직 배향막 또는 수평 배향막으로 이루어질 수 있다. 추가로, UV 조사 공정을 진행하여 선경사각을 가지도록 할 수 있다.
이어, 잉크젯 방식 또는 디스펜싱 방식으로 액정 물질을 제1 기판(510) 위에 떨어뜨리면, 액정 물질이 제1 주입구(707)를 통해 제1 미세 공간(705) 내부로 주입된다. 제1 주입구(707)의 주변에 위치하는 액정 물질이 모세관력(capillary force)에 의해 제1 주입구(707)를 통과하여 제1 미세 공간(705) 내부로 들어가게 된다. 액정 물질이 제1 미세 공간(705)을 채움으로써, 액정 분자(710)들로 이루어진 제1 액정층을 형성한다.
제1 전극(591) 및 제2 전극(670) 중 적어도 어느 하나는 제1 액정층의 액정 분자(710)와 동일한 굴절률을 가지는 물질로 형성함으로써, 영상 제어 패널을 통과하는 광의 왜곡이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
도 19 및 도 20에 도시된 바와 같이, 제3 절연층(770) 위에 액정 분자(710)와 반응하지 않는 물질을 증착하여 제1 덮개막(790)을 형성한다. 예를 들면, 제1 덮개막(790)은 페릴렌(Parylene) 등으로 이루어질 수 있다. 제1 덮개막(790)은 제1 미세 공간(705)이 외부로 노출되어 있는 제1 주입구(707)를 덮도록 형성되어 제1 미세 공간(705)을 밀봉한다.
다음으로 도 21 내지 도 32를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치의 표시 패널에 대해 설명하면 다음과 같다.
도 21 내지 도 32는 본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치의 표시 패널을 제조하는 공정을 나타낸 공정 단면도이다. 도 21, 도 23, 도 25, 도 27, 도 29, 및 도 31은 동일한 선을 따라 절단된 단면도이다. 또한, 도 22, 도 24, 도 26, 도 28, 도 30, 및 도 32는 동일한 선을 따라 절단된 단면도이다.
도 21 및 도 22에 도시된 바와 같이, 유리 또는 플라스틱 등으로 이루어진 제2 기판(110) 위에 일방향으로 뻗어있는 게이트선(121) 및 게이트선(121)으로부터 돌출되는 게이트 전극(124)을 형성한다. 또한, 게이트선(121) 및 게이트 전극(124)과 이격되도록 유지 전극(133)을 형성한다. 유지 전극(133)은 게이트선(121) 및 게이트 전극(124)과 동일한 물질로 형성될 수 있다.
이어, 게이트선(121), 게이트 전극(124), 및 유지 전극(133)을 포함한 제2 기판(110) 위의 전면에 실리콘 산화물 또는 실리콘 질화물과 같은 무기 절연 물질을 이용하여 게이트 절연막(140)을 형성한다. 게이트 절연막(140)은 단일막 또는 다중막으로 형성될 수 있다.
이어, 게이트 절연막(140) 위에 비정질 실리콘(amorphous silicon), 다결정 실리콘(polycrystalline silicon), 금속 산화물(metal oxide) 등과 같은 반도체 물질을 증착한 후 이를 패터닝하여 반도체층(150)을 형성한다. 반도체층(150)은 게이트 전극(124) 위에 위치하도록 형성할 수 있다.
이어, 금속 물질을 증착한 후 이를 패터닝하여 타방향으로 뻗어있는 데이터선(171)을 형성한다. 또한, 데이터선(171)으로부터 반도체층(150) 위로 돌출되는 소스 전극(173) 및 소스 전극(173)과 이격되는 드레인 전극(175)을 함께 형성한다. 금속 물질은 단일막 또는 다중막으로 이루어질 수 있다.
반도체 물질과 금속 물질을 연속으로 증착한 후 이를 동시에 패터닝하여 반도체층(150), 데이터선(171), 소스 전극(173), 및 드레인 전극(175)을 형성할 수도 있다. 이때, 반도체층(150)은 데이터선(171)의 아래까지 연장되어 형성된다.
게이트 전극(124), 반도체층(150), 소스 전극(173), 및 드레인 전극(175)은 하나의 박막 트랜지스터를 구성한다. 게이트선(121)과 데이터선(171)은 서로 교차하여 형성될 수 있으며, 게이트선(121)과 데이터선(171)에 의해 복수의 화소 영역(PX)이 정의될 수 있다.
이어, 데이터선(171), 소스 전극(173), 드레인 전극(175), 소스 및 드레인 전극(173, 175) 사이로 노출되어 있는 반도체층(150) 위에 보호막(180)을 형성한다. 보호막(180)은 유기 절연 물질 또는 무기 절연 물질로 이루어질 수 있으며, 단일막 또는 다중막으로 형성될 수 있다.
이어, 보호막(180) 위의 각 화소 영역(PX) 내에 색필터(230)를 형성한다. 복수의 화소 영역(PX)의 열 방향을 따라 동일한 색의 색필터(230)를 형성할 수 있다. 세 가지 색의 색필터(230)를 형성하는 경우 제1 색의 색필터(230)를 먼저 형성한 후 마스크를 쉬프트 시켜 제2 색의 색필터(230)를 형성할 수 있다. 이어, 제2 색의 색필터(230)를 형성한 후 마스크를 쉬프트시켜 제3 색의 색필터를 형성할 수 있다.
이어, 보호막(180) 위의 각 화소 영역(PX)의 경계부 및 박막 트랜지스터 위에 차광 부재(220)를 형성한다.
상기에서 색필터(230)를 형성한 후 차광 부재(220)를 형성하는 것으로 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 아니하고 차광 부재(220)를 먼저 형성한 후 색필터(230)를 형성할 수도 있다.
이어, 색필터(230) 및 차광 부재(220) 위에 실리콘 질화물(SiNx), 실리콘 산화물(SiOx) 등과 같은 무기 절연 물질로 제4 절연층(240)을 형성한다.
이어, 드레인 전극(175)의 일부가 노출되도록 제4 절연층(240), 차광 부재(220), 및 보호막(180)을 식각하여 접촉 구멍(181)을 형성한다.
이어, 제4 절연층(240) 위에 인듐-주석 산화물(ITO, Indium Tin Oxide), 인듐-아연 산화물(IZO, Indium Zinc Oxide) 등과 같은 투명한 금속 물질을 증착한 후 패터닝하여 화소 영역(PX) 내에 화소 전극(191)을 형성한다. 화소 전극(191)은 접촉 구멍(181)을 통해 드레인 전극(175)과 연결되도록 형성한다.
도 23 및 도 24에 도시된 바와 같이, 화소 전극(191) 위에 감광성 유기 물질을 도포하고, 포토 공정을 진행하여 제2 희생층(300)을 형성한다.
제2 희생층(300)은 복수의 화소 열을 따라 연결되도록 형성된다. 즉, 제2 희생층(300)은 각 화소 영역(PX)을 덮도록 형성되고, 화소 영역(PX)들 사이에 위치한 제1 골짜기(V1)를 덮도록 형성된다.
도 25 및 도 26에 도시된 바와 같이, 제2 희생층(300) 위에 인듐-주석 산화물(ITO, Indium Tin Oxide), 인듐-아연 산화물(IZO, Indium Zinc Oxide) 등과 같은 투명한 금속 물질을 증착하여 공통 전극(270)을 형성한다.
이어, 공통 전극(270) 위에 실리콘 산화물 또는 실리콘 질화물과 같은 무기 절연 물질로 제5 절연층(350)을 형성할 수 있다.
이어, 제5 절연층(350) 위에 유기 물질을 도포하고, 패터닝하여 제2 지붕층(360)을 형성한다. 이때, 제1 골짜기(V1)에 위치한 유기 물질이 제거되도록 패터닝할 수 있다. 이에 따라 제2 지붕층(360)은 복수의 화소 행을 따라 연결되는 형태로 이루어지게 된다.
도 27 및 도 28에 도시된 바와 같이, 제2 지붕층(360) 위에 실리콘 질화물(SiNx), 실리콘 산화물(SiOx) 등과 같은 무기 절연 물질로 제6 절연층(370)을 형성할 수 있다. 제6 절연층(370)을 패터닝하여, 제1 골짜기(V1)에 위치하는 제6 절연층(370)을 제거한다. 이때, 제6 절연층(370)이 제2 지붕층(360)의 측면을 덮도록 패터닝하여 제1 지붕층(760)을 보호할 수 있다.
도 29 및 도 30에 도시된 바와 같이, 제1 골짜기(V1)에 위치한 제5 절연층(350) 및 공통 전극(270)을 패터닝한다. 이에 따라 제2 희생층(300)이 외부로 노출된다.
이어, 제2 희생층(300)이 노출된 제2 기판(110) 위에 현상액 또는 스트리퍼 용액 등을 공급하여 제2 희생층(300)을 전면 제거하거나, 애싱(ashing) 공정을 이용하여 제2 희생층(300)을 전면 제거한다.
제2 희생층(300)이 제거되면, 제2 희생층(300)이 위치하였던 자리에 제2 미세 공간(305)이 생긴다. 화소 전극(191)과 공통 전극(270)은 제2 미세 공간(305)을 사이에 두고 서로 이격되고, 화소 전극(191)과 제2 지붕층(360)은 제2 미세 공간(305)을 사이에 두고 서로 이격된다. 공통 전극(270)과 제2 지붕층(360)은 제2 미세 공간(305)의 상부면과 양측면을 덮도록 형성된다.
제2 지붕층(360) 및 공통 전극(270)이 제거된 부분을 통해 제2 미세 공간(305)은 외부로 노출되어 있으며, 이를 제2 주입구(307)라 한다. 제2 주입구(307)는 제2 기판(110)의 각 화소 영역(PX)의 양측 단부에 형성될 수 있다.
이어, 제2 기판(110)에 열을 가하여 제2 지붕층(360)을 경화시킨다. 제2 지붕층(360)에 의해 제2 미세 공간(305)의 형상이 유지되도록 하기 위함이다.
이어, 스핀 코팅 방식 또는 잉크젯 방식으로 배향 물질이 포함되어 있는 배향액을 제2 기판(110) 위에 떨어뜨리면, 배향액이 제2 주입구(307)를 통해 제2 미세 공간(305) 내부로 주입된다. 배향액을 제2 미세 공간(305)의 내부로 주입한 후 경화 공정을 진행하면 용액 성분은 증발하고, 배향 물질이 제2 미세 공간(305) 내부의 벽면에 남게 된다.
따라서, 화소 전극(191) 위에 제2 하부 배향막(11)을 형성하고, 공통 전극(270) 아래에 제2 상부 배향막(21)을 형성할 수 있다. 제2 하부 배향막(11)과 제2 상부 배향막(21)은 제2 미세 공간(305)을 사이에 두고 마주보도록 형성되고, 제2 미세 공간(305)의 측면에서는 서로 연결되도록 형성된다.
이때, 제2 하부 배향막(11) 및 제2 상부 배향막(21)은 수직 배향막 또는 수평 배향막으로 이루어질 수 있다. 추가로, UV 조사 공정을 진행하여 선경사각을 가지도록 할 수 있다.
이어, 잉크젯 방식 또는 디스펜싱 방식으로 액정 물질을 제2 기판(110) 위에 떨어뜨리면, 액정 물질이 제2 주입구(307)를 통해 제2 미세 공간(305) 내부로 주입된다. 이때, 제2 주입구(307)의 주변에 위치하는 액정 물질이 모세관력(capillary force)에 의해 제2 주입구(307)를 통과하여 제2 미세 공간(305) 내부로 들어가게 된다. 액정 물질이 제2 미세 공간(305)을 채움으로써, 액정 분자(310)들로 이루어진 제2 액정층을 형성한다.
도 31 및 도 32에 도시된 바와 같이, 제6 절연층(370) 위에 액정 분자(310)와 반응하지 않는 물질을 증착하여 제2 덮개막(390)을 형성한다. 예를 들면, 제2 덮개막(390)은 페릴렌(Parylene) 등으로 이루어질 수 있다. 제2 덮개막(390)은 제2 미세 공간(305)이 외부로 노출되어 있는 제2 주입구(307)를 덮도록 형성되어 제2 미세 공간(305)을 밀봉한다.
상기에서 설명한 본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치에는 편광판이 부착될 수 있으며, 이하에서 도 33 및 도 34를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치에 부착되는 편광판에 대해 설명한다.
도 33 및 도 34는 본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치를 도시한 단면도이다.
먼저, 도 33에 도시된 바와 같이, 표시 패널(100) 위에 영상 제어 패널(500)이 위치할 수 있다. 표시 패널(100)의 외측에 제1 편광판(12)이 위치하고, 표시 패널(100)과 영상 제어 패널(500) 사이에 제2 편광판(22)이 위치하며, 영상 제어 패널(500)의 외측에 제3 편광판(32)이 위치한다.
먼저, 표시 패널(100)의 하부면 및 상부면에 각각 제1 편광판(12) 및 제2 편광판(22)을 형성하고, 영상 제어 패널(500)의 하부면에 제3 편광판(32)을 형성할 수 있다. 이후 표시 패널(100)과 영상 제어 패널(500)이 마주보도록 하여 표시 패널(100)과 영상 제어 패널(500)을 부착하면, 제2 편광판(22)이 표시 패널(100)과 영상 제어 패널(500) 사이에 위치하게 된다.
상기에서 제2 편광판(22)을 표시 패널(100)의 상부면에 형성하는 것으로 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 아니하며 제2 편광판(22)을 영상 제어 패널(500)의 상부면에 형성할 수도 있다.
표시 패널(100)로부터 나오는 영상이 영상 제어 패널(500)을 통과하는 과정에서 초점이 제대로 맞춰질 수 있도록 표시 패널(100)과 영상 제어 패널(500) 사이에 소정의 간격이 유지될 수 있도록 할 수 있다. 예를 들면, 표시 패널(100)과 영상 제어 패널(500) 사이에 기판(도시하지 않음)을 배치함으로써, 표시 패널(100)과 영상 제어 패널(500) 사이의 간격을 유지할 수 있다.
이때, 기판을 추가 배치하게 되면 표시 장치의 두께 및 무게가 증가한다는 점을 고려하여, 도 34에 도시된 바와 같이 기판을 대신하여 접착 부재를 사용할 수 있다.
표시 패널(100)과 제2 편광판(22) 사이에 제1 접착 부재(15)를 형성하고, 제2 편광판(22)과 영상 제어 패널(500) 사이에 제2 접착 부재(25)를 형성할 수 있다. 제1 접착 부재(15) 및 제2 접착 부재(25)의 두께를 초점 거리에 따라 적절히 설정함으로써, 영상이 제대로 표시될 수 있도록 할 수 있다. 이때, 제1 접착 부재(15) 및 제2 접착 부재(25) 중 어느 하나가 생략될 수도 있다.
다음으로, 도 35 내지 도 38을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치에 대해 설명하면 다음과 같다.
도 35 내지 도 38에 도시된 본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치는 도 1 내지 도 34에 도시된 본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치와 동일한 부분이 상당하므로 이에 대한 설명은 생략한다. 본 실시예에서는 제1 전극이 일정한 간격으로 형성된다는 점에서 앞선 실시예와 상이하며, 이하에서 더욱 상세히 설명한다.
도 35는 본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치의 영상 제어 패널을 나타낸 단면도이다. 도 36은 홀수 번째 프레임에서 본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치의 영상이 관찰자의 양안에 시인되는 과정을 도시한 개념도이고, 도 37은 짝수 번째 프레임에서 본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치의 영상이 관찰자의 양안에 시인되는 과정을 도시한 개념도이며, 도 38은 연속한 두 프레임에서 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 영상이 관찰자의 양안에 시인되는 과정을 도시한 개념도이다.
도 35에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치의 영상 제어 패널은 제1 미세 공간(705)을 사이에 두고 이격되어 있는 제1 전극(591) 및 제2 전극(670)을 포함한다.
제1 기판(510) 위에는 복수의 제1 전극(591)이 형성되어 있고, 복수의 제1 전극(591)은 동일한 폭으로 이루어진다. 또한, 제1 전극(591)들 사이의 간격도 일정할 수 있다.
제1 전극(591)에는 베리어 구동 신호가 인가되고, 제2 전극(670)에는 일정한 전압이 인가될 수 있다. 이에 따라 제1 전극(591)과 제2 전극(670) 사이에 전계가 형성되고, 표시 패널(100)로부터 나온 광이 제1 액정층의 액정 분자(710)를 통과하거나 통과하지 못하도록 할 수 있다.
이때, 복수의 제1 전극(591) 중 홀수 번째 제1 전극(591)과 짝수 번째 제1 전극(591)에는 상이한 신호가 인가된다. 예를 들면, 홀수 번째 제1 전극(591)에 높은 전압이 인가될 때 짝수 번째 제1 전극(591)에는 낮은 전압이 인가될 수 있다. 또한, 짝수 번째 제1 전극(591)에 낮은 전압이 인가될 때 홀수 번째 제1 전극(591)에는 높은 전압이 인가될 수 있다.
이하에서 도 36 및 도 37을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 동작 원리에 대해 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 무안경 3D 모드로 동작할 수 있으며, 그 중에서도 영상 제어 패널(500)이 표시 패널(100)의 앞 쪽에 배치되어 베리어 역할을 하는 액티브 베리어 3D 모드로 동작할 수 있다.
도 36에 도시된 바와 같이, 제1 프레임(예를 들어 홀수 번째 프레임)에서 표시 패널(100)의 복수의 화소들은 제1 좌안 영상(L1, L3,...)과 제1 우안 영상(R2, R4,...)을 제1 방향(D1)을 따라 교대로 표시할 수 있다. 이때 영상 제어 패널(500)는 제1 방향(D1)으로 교대로 배열된 투과 영역(open)과 차단 영역(close)을 포함하며, 각 차단 영역과 각 투과 영역은 제1 방향(D1)에 대략 수직인 제2 방향(D2)으로 연장될 수 있다.
차단 영역과 투과 영역 각각은 앞에서 설명한 영상 제어 패널(500)의 적어도 하나의 제1 전극(591)에 대응할 수 있다. 제1 전극(591)에 대응하는 투과 영역과 차단 영역은 제1 전극(591)에 인가하는 베리어 구동 신호의 전압을 조절하여 제어할 수 있다. 예를 들면, 영상 제어 패널(500)이 노멀리 블랙 모드(Normally Black Mode)인 경우 제1 전극(591)에 전압을 인가하지 않으면 차단 영역이 될 수 있고, 높은 전압을 인가하면 투과 영역이 될 수 있다.
제1 프레임에서 관찰자의 좌안에는 영상 제어 패널(500)의 투과 영역을 통해 제1 좌안 영상(L1, L3, L5,...)이 시인되고, 우안에는 영상 제어 패널(500)의 투과 영역을 통해 제1 우안 영상(R2, R4, R6,...)이 시인될 수 있다.
도 37에 도시된 바와 같이, 제1 프레임 다음의 제2 프레임(예를 들어 짝수 번째 프레임)에서는 표시 패널(100)의 복수의 화소행이 표시하는 영상이 반대로 바뀔 수 있다. 구체적으로, 제1 프레임에서 제1 좌안 영상(L1, L3,...)을 표시했던 화소행은 제2 우안 영상(R1, R3, R5,...)을 표시하고, 제1 프레임에서 제1 우안 영상(R2, R4, R6,...)을 표시했던 화소행은 제2 좌안 영상(L2, L4, L6,...)을 표시할 수 있다. 이때 영상 제어 패널(500)의 제1 프레임에서 투과 영역이었던 영역은 차단 영역으로 바뀌고 차단 영역이었던 영역은 투과 영역으로 바뀐다.
제2 프레임에서 관찰자의 좌안에는 영상 제어 패널(500)의 투과 영역을 통해 제2 좌안 영상(L2, L4, L6,...)이 시인되고, 우안에는 영상 제어 패널(500)의 투과 영역을 통해 제2 우안 영상(R1, R3, R5,...)이 시인될 수 있다.
도 38을 참조하면, 관찰자의 좌안에는 제1 프레임에서 제1 좌안 영상(L1, L3, L5,...)이 시인되고 제2 프레임에서 제2 좌안 영상(L2, L4, L6,...)이 시인된다. 마찬가지로 관찰자의 우안에는 제1 프레임에서 제1 우안 영상(R2, R4, R6,...)이 시인되고 제2 프레임에서 제2 우안 영상(R1, R3, R5,...)이 시인된다. 일반적으로 프레임 주파수는 60Hz 이상으로 사람이 이웃한 프레임의 영상을 구분할 수 없는 속도로 영상이 표시되므로 관찰자의 뇌는 제1 좌안 영상(L1, L3, L5,...)과 제2 좌안 영상(L2, L4, L6,...)을 합성하여 좌안 합성 영상(Img-L)으로 인식하고, 제1 우안 영상(R2, R4, R6,...) 및 제2 우안 영상(R1, R3, R5,...)을 합성하여 우안 합성 영상(Img-R)으로 인식할 수 있다. 결과적으로, 관찰자의 뇌는 좌안 합성 영상(Img-L) 및 우안 합성 영상(Img-R)들을 혼합하여 깊이감이 있는 입체 영상을 인식할 수 있다.
다음으로, 도 39를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치에 대해 설명하면 다음과 같다.
도 39에 도시된 본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치는 도 1 내지 도 34에 도시된 본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치와 동일한 부분이 상당하므로 이에 대한 설명은 생략한다. 본 실시예에서는 복수의 제1 미세 공간의 높이가 상이하게 형성된다는 점에서 앞선 실시예와 다르며, 이하에서 더욱 상세히 설명한다.
도 39는 본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치의 영상 제어 패널을 나타낸 단면도이다.
도 39에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치의 영상 제어 패널은 제1 미세 공간(705)을 사이에 두고 이격되어 있는 제1 전극(591) 및 제2 전극(670)을 포함한다.
제1 기판(510) 위에는 복수의 제1 전극(591)이 형성되어 있고, 각 제1 전극(591) 상부에는 제1 미세 공간(705)이 위치한다. 따라서, 제1 기판(510) 위에는 복수의 제1 미세 공간(705)이 형성되어 있다.
하나의 구역(Z) 내에 복수의 제1 미세 공간(705)이 존재하고, 복수의 제1 미세 공간(705)의 폭은 구역(Z)의 중심으로부터 가장자리로 갈수록 점차적으로 좁아진다.
또한, 복수의 제1 미세 공간(705)의 높이는 구역(Z)의 중심으로부터 가장자리로 갈수록 점차적으로 높아진다. 예를 들면, 도시된 바와 같이 하나의 구역(Z)의 중심에 위치하는 제1 미세 공간(705)의 높이가 가장 낮고, 중심의 제1 미세 공간(705)의 양측에 위치하는 제1 미세 공간(705)의 높이는 중심의 제1 미세 공간(705)보다 높으며, 가장자리에 위치하는 제1 미세 공간(705)의 높이가 가장 높다.
복수의 제1 전극(591)에는 상이한 전압이 인가되고, 이에 따라 복수의 제1 미세 공간(705) 내부의 액정 분자(710)를 통과하는 광은 상이한 회절각을 가지게 된다. 각각의 회절각에 따라 최적화된 제1 미세 공간(705)의 높이는 상이하다. 따라서, 각각의 제1 미세 공간(705)별로 최적화된 높이를 설정함으로써, 표시 장치의 표시 품질을 향상시킬 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.
11: 제2 하부 배향막 12: 제1 편광판
15: 제1 접착 부재 21: 제2 상부 배향막
22: 제2 편광판 31: 제1 하부 배향막
41: 제1 상부 배향막 100: 표시 패널
110: 제2 기판 124: 게이트 전극
133: 유지 전극 140: 게이트 절연막
150: 반도체층 171: 데이터선
173: 소스 전극 175: 드레인 전극
180: 보호막 181: 접촉 구멍
191: 화소 전극 220: 차광 부재
230: 색필터 270: 공통 전극
300: 제2 희생층 305: 제2 미세 공간
307: 제2 주입구 310: 제2 액정층의 액정 분자
390: 제2 덮개막 500: 영상 제어 패널
510: 제1 기판 591: 제1 전극
670: 제2 전극 700: 제1 희생층
705: 제1 미세 공간 707: 제1 주입구
710: 제1 액정층의 액정 분자 790: 제1 덮개막

Claims (20)

  1. 영상을 표시하는 표시 패널, 및
    상기 표시 패널의 영상이 2차원 영상 또는 3차원 영상으로 표시되도록 조절하는 영상 제어 패널을 포함하고,
    상기 영상 제어 패널은,
    제1 기판,
    상기 제1 기판 위에 형성되어 있는 제1 전극,
    상기 제1 전극 위에 상기 제1 전극과 제1 미세 공간을 사이에 두고 이격되고, 상기 제1 미세 공간의 상부면 및 측면을 감싸도록 형성되어 있는 제2 전극,
    상기 제2 전극 위에 형성되어 있는 제1 지붕층,
    상기 제1 미세 공간의 일부를 노출시키는 제1 주입구,
    상기 제1 미세 공간을 채우고 있는 제1 액정층, 및
    상기 제1 주입구를 덮도록 상기 제1 지붕층 위에 형성되어 상기 제1 미세 공간을 밀봉하는 제1 덮개막을 포함하는,
    표시 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 전극은 상기 제1 기판의 일측 단부로부터 타측 단부를 향해 일 방향으로 뻗어 있는,
    표시 장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 제1 기판은 복수의 구역을 포함하고,
    상기 복수의 구역 각각에는 복수의 상기 제1 전극이 형성되어 있는,
    표시 장치.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 복수의 제1 전극은 상기 제1 기판 위에 사선 방향으로 나란히 배치되어 있는,
    표시 장치.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 구역 내에서 상기 복수의 제1 전극의 폭은 상기 구역의 중심으로부터 가장자리로 갈수록 점차적으로 좁아지는,
    표시 장치.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 제1 미세 공간의 높이는 일정한,
    표시 장치.
  7. 제5 항에 있어서,
    상기 구역 내에서 상기 제1 미세 공간의 높이는 상기 구역의 중심으로부터 가장자리로 갈수록 점차적으로 높아지는,
  8. 제4 항에 있어서,
    상기 제1 주입구는 상기 제1 기판의 상기 일측 단부 및 상기 타측 단부 중 어느 하나 이상에 형성되어 있는,
    표시 장치.
  9. 제4 항에 있어서,
    상기 제2 전극은 면형의 평면 형태를 가지는,
    표시 장치.
  10. 제4 항에 있어서,
    상기 제1 전극 위에 형성되어 있는 제1 하부 배향막, 및
    상기 제2 전극 아래에 형성되어 있는 제1 상부 배향막을 더 포함하는,
    표시 장치.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 제1 하부 배향막 및 상기 제1 상부 배향막은 수직 배향되어 있고, 선경사각을 가지는,
    표시 장치.
  12. 제4 항에 있어서,
    상기 표시 패널은,
    제2 기판,
    상기 제2 기판 위에 형성되어 있는 박막 트랜지스터,
    상기 박막 트랜지스터에 연결되어 있는 화소 전극,
    상기 화소 전극 위에 상기 화소 전극과 복수의 제2 미세 공간을 사이에 두고 이격되고, 상기 제2 미세 공간의 상부면 및 측면을 감싸도록 형성되어 있는 제2 지붕층,
    상기 제2 미세 공간의 일부를 노출시키는 제2 주입구,
    상기 제2 미세 공간을 채우고 있는 제2 액정층, 및
    상기 제2 주입구를 덮도록 상기 제2 지붕층 위에 형성되어 상기 제2 미세 공간을 밀봉하는 제2 덮개막을 포함하는,
    표시 장치.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 제2 기판은 매트릭스 형태로 배치되어 있는 복수의 화소 영역을 포함하고,
    상기 복수의 화소 영역에는 복수의 상기 화소 전극이 형성되어 있는,
    표시 장치.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 제2 지붕층 아래에 형성되어 있는 공통 전극을 더 포함하는,
    표시 장치.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 화소 전극 위에 형성되어 있는 제1 하부 배향막, 및
    상기 공통 전극 아래에 형성되어 있는 제1 상부 배향막을 더 포함하는,
    표시 장치.
  16. 제2 항에 있어서,
    상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 중 적어도 하나는 상기 제1 액정층과 동일한 굴절률을 가지는 물질로 이루어지는,
    표시 장치.
  17. 제2 항에 있어서,
    상기 표시 패널의 외측에 위치하는 제1 편광판,
    상기 표시 패널과 상기 영상 제어 패널 사이에 위치하는 제2 편광판, 및
    상기 영상 제어 패널의 외측의 위치하는 제3 편광판을 더 포함하는,
    표시 장치.
  18. 제17 항에 있어서,
    상기 표시 패널 및 상기 제2 편광판 사이에 위치하는 제1 접착 부재, 및
    상기 영상 제어 패널 및 상기 제2 편광판 사이에 위치하는 제2 접착 부재를 더 포함하는,
    표시 장치.
  19. 제1 항에 있어서,
    상기 영상 제어 패널은 복수의 상기 제1 전극을 포함하고,
    상기 복수의 제1 전극은 동일한 폭으로 이루어지는,
    표시 장치.
  20. 제19 항에 있어서,
    상기 복수의 제1 전극 중 홀수 번째 상기 제1 전극과 짝수 번째 상기 제1 전극에는 상이한 신호가 인가되는,
    표시 장치.
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