KR950009845B1

KR950009845B1 - 디스플레이 장치

Info

Publication number: KR950009845B1
Application number: KR1019910019948A
Authority: KR
Inventors: 나오후미 기무라; 유따까 이시이; 마사루 요시다; 마사따까 마쓰우라; 아끼쓰구 하따노; 요조 나루따끼; 사유리 후지와라; 요시히로 이즈미; 요시따까 야마모또
Original assignee: 샤프 가부시끼가이샤; 쯔지 하루오
Priority date: 1990-11-09
Filing date: 1991-11-09
Publication date: 1995-08-29
Also published as: EP0490484A2; US5535027A; KR920010338A; DE69119210T2; CA2055123C; CA2055123A1; EP0490484A3; DE69119210D1; EP0490484B1

Abstract

내용 없음.

Description

디스플레이 장치

제1도는 본 발명의 제1실시예에 따른 액티브 매트릭스 구동형 LCD의 기본 구조를 나타내는 평면도.

제2도는 제1도의 A-A선 단면도.

제3도는 본 발명의 제2실시예에 따른 액티브 매트릭스 구형도 LCD의 구조를 나타내는 평면도.

제4도는 제3도의 B-B선 단면도.

제5도는 본 발명의 제3실시예에 따른 액티브 매트릭스 구동형 LCD의 구조를 나타내는 단면도.

제6도는 본 발명의 제3실시예에 따른 액티브 매트릭스 구동형 LCD의 변형을 나타내는 단면도.

제7도는 본 발명의 제4실시예에 따른 간이 매트릭스 구동형 LCD의 기본 구조를 나타내는 평면도.

제8도는 제7도의 C-C선 단면도.

제9도는 제7도의 제4실시예의 동작을 나타내는 타임 차트.

제10도는 본 발명의 제5실시예에 따른 간이 매트릭스 구동형 LCD를 나타내는 평면도.

제11도는 제10도의 D-D선 단면도.

제12도는 제10도의 E-E선 단면도.

제13도는 제10도에 보인 제5실시예의 동작을 나타내는 타임 차트.

제14도는 제5실시예에 따른 간이 매트릭스 구동형 LCD의 변형을 나타내는 평면도.

제15도는 제14도의 F-F선 단면도.

제16도는 제14도의 G-G선 단면도.

제17도는 본 발명의 제6실시예에 따른 액티브 매트릭스 구동형 LCD의 기본 구조를 나타내는 평면도.

제18도는 제17도의 H-H선 단면도.

제19도는 본 발명의 제7실시예에 따른 액티브 매트릭스 구동형 LCD의 구조를 나타내는 평면도.

제20도는 제19도의 I-I선 단면도.

제21도는 본 발명의 제8실시예에 따른 액티브 매트릭스 구동형 LCD의 구조를 나타내는 단면도.

제22도는 본 발명의 제9실시예에 따른 액티브 매트릭스 구동형 LCD의 구조를 나타내는 평면도.

제23도는 제22도의 J-J선 단면도.

제24도는 본 발명의 제10실시예에 따른 액티브 매트릭스 구동형 LCD의 구조를 나타내는 평면도.

제25도는 제24도의 K-K선 단면도.

제26도는 본 발명의 제11실시예에 따른 액티브 매트릭스 구동형 LCD의 구조를 나타내는 평면도.

제27도는 제26도의 L-L선 단면도.

제28도는 본 발명의 제12실시예에 따른 액티브 매트릭스 구동형 LCD의 구조를 나타내는 단면도.

제29도는 본 발명의 제13실시예에 따른 액티브 매트릭스 구동형 LCD의 구조를 나타내는 단면도.

제30도는 본 발명의 제14실시예에 따른 액티브 매트릭스 구동형 LCD의 구조를 나타내는 단면도.

제31도는 본 발명의 제15실시예에 따른 액티브 매트릭스 구동형 LCD의 구조를 나타내는 단면도.

제32도는 본 발명의 제16실시예에 따른 액티브 매트릭스 구동형 LCD에 사용되는 광주사 기판의 구조를 나타내는 평면도.

제33도는 화소 전극과 신호 라인 사이의 접속을 설명하기 위한 제16실시예의 기판을 보여주는 사시도.

제34도는 제33도의 M-M선 단면도.

제35도는 광주사 기판이 그 안에 채용된 액정 표시 패널을 나타내는 제32도의 N-N선 단면도.

제36도는 본 발명의 제17실시예에 따른 디스플레이 장치의 평면도.

제37도는 제36도의 디스플레이 장치를 구동하기 위해 사용되는 신호들의 파형도.

제38도는 본 발명의 제18실시예에 따른 디스플레이 장치의 평면도.

제39도는 본 발명의 제19실시예에 따른 액티브 매트릭스 구동형 LCD 패널의 신호 전극 기판을 나타내는 평면도.

제40도는 제39도에 도시한 신호 전극 기판에 대향된 광주사 기판의 평면도.

제41도는 제39도에 보인 신호 전극 기판과 제40도에 보인 광주사 기판이 그 안에 채용된 LCD 패널을 나타내는 제40도의 V-V선 단면도.

제42도는 본 발명의 제20실시예에 따른 액티브 매트릭스 구동형 LCD 표시 패널의 신호 전극 기판의 평면도.

제43도는 제42도의 신호 전극 기판에 대향된 광주사 기판의 평면도.

제44도는 제42도에 보인 신호 전극 기판과 제43도에 보인 광주사 기판이 그 안에 채용된 LCD 패널을 나타내는 제43도의 W-W선 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

11,21,42 : 발광부 12,22,43 : 광파관

13,28 : 광 스위치 소자 16,32 : 투명전극

23,27 : 전극 24 : 하부 절연층

25 : 발광층 26 : 상부 절연층

29 : 화소 전극 30 : 배향층

31 : 유리 기판 33 : 배향층

34 : 밀봉부재 35 : 액정층

본 발명은 예컨대, AV(오디오-비쥬얼) 장치, OA(사무 자동화) 장치, 컴퓨터 등에 사용될 수 있는 대용량의 매트릭스형 액정 표시 장치와 같은 매트릭스형 표시 장치에 관한 것이다.

고도로 컴퓨터화된 사회의 발달에 따라, 보다 큰 용량을 갖는 큰 표시 장치에 대한 필요성이 증대되고 있다. 이 욕구를 충족시키기 위해, “표시 장치의 왕”으로 불리우는 보다 좋은 음극 선관(CRT)이 개발되고 있다. CRT의 크기에 대해 기술하면, 다이렉트 뷰우형 CRT의 최대 크기는 40인치이고, 프로젝션형 CRT의 최대 크기는 200인치이다. 그러나, 종래의 CRT들은 너무 무겁고 깊이가 길어서 대용량의 큰 표시 장치를 실현하는데 한계가 있다. 종래 CRT에 수반되는 이러한 결점들을 극복하기 위해 비상 수단이 요망되고 있다.

공지의 CRT와 다른 원리로 동작되는 플래너형 디스플레이가 현재의 워드프로세서나 퍼스날 컴퓨터에의 사용으로부터 하이 비젼 또는 엔지니어링 워크스테이션(EWS)용의 고화질 단계를 향해 꾸준히 연구되고 있다.

플래너형 디스플레이는 전계 발광 패널(ELP), 플라즈마 디스플레이 패널(PDP), 형광문자 표시관(VFD), 일렉트로크로믹 디스플레이(ECD), 및 액정 디스플레이(LCD)를 포함한다. 상기 디스플레이들중 가장 기대되는 플래너형 디스플레이는 액정 디스플레이이며, 그 이유는 상기 액정 디스플레이가 풀 칼러화의 실현을 위해 가장 근접해 있고 LSI(대규모 집적화)에 대해 가장 적합한 특성을 갖기 때문이다.

최근, 매트릭스형 액정 표시 장치는 보다 큰 용량을 갖도록 요구되고 있다. 즉, 최근, 표시 장치의 고해상도에 대한 욕구에 따라, 화소의 수가 400×600개로부터 1000×1000개 이상으로 증가되고, 스크린의 크기 역시 10인치에서 20인치 이상으로 증대되도록 요구되고 있다.

본 발명자들은 매트릭스형 액정 디스플레이 장치(이하, 매트릭스형 LCD라 함)가 액티브 매트릭스 구동형 액정 디스플레이(이하, 액티브 매트릭스형 LCD라 함)와 간이 매트릭스 구동형 액정 디스플레이(이하, 간이 매트릭스형 LCD라 함)으로 대별된다고 알고 있다. 이 구별 기준은 그들간의 구동 방법의 차이에 의한다.

간이 매트릭스형 LCD는 액정이, 유리 기판의 일측에 형성된 스트립형 전극이 직각으로 유리 기판의 타측에 형성된 스트립형 전극과 교차되도록 대향하여 위치된 한쌍의 유리 기판으로 구성되는 XY 매트릭스 패널로 포위되고, 액정 디스플레이 특성의 샤프니스 효과를 통해 표시 동작되는 구조를 포함한다. 액티브 매트릭스형 LCD는 비선형 소자가 화소에 직접 부가되고 각 소자의 비선형 특성(스위칭 특성 등)의 효과를 통해 디스플레이하도록 동작되는 구조를 포함한다. 간이 매트릭스형 LCD와 비교하여, 액티브 매트릭스형 LCD는 액정 그 자체의 표시 특성에 대해 낮은 의존성을 나타내며, 이에따라 하이 콘트라스트 및 고응답 디스플레이를 실현할 수 있게 한다. 이 비선형 소자들의 종류는 2 단자형과 3 단자형으로 나누어진다. 2 단자형 비선형 소자는 MIM(Metal-Insulating material-Metal) 또는 다이오드이다. 3 단자형 비선형 소자는 TFT(Thin film Transistor), Si-Mos(Silicon Metal Oxide Semiconductor) 또는 SOS(Silicon-On-Saphire)이다. LCD에 대해, 해상도를 향상시키고, 스크린을 확대하기 위한 연구가 행해지고 있다.

액티브 매트릭스형 LCD와 간이 매트릭스형 LCD는 공히 콘트라스트, 응답속도 및 신뢰도의 측면에서 대용량을 갖는 대형 스크린 디스플레이를 실현하는 것이 곤란하다. 액티브 매트릭스형 LCD, 특히 박막 트랜지스터(이후, TFT라 함) 액티브 매트릭스형 LCD에 있어서는, 해상도를 향상시키고 스크린을 확대하기 위한 연구에서, 하기 문제점들이 잔존한다.

주사선들의 수가 증가됨에 따라, 하나의 주사선에 대한 기록시간이 감소된다. 이는 TFT 소자를 적절히 구동하기 위해 보다 많은 전류를 필요로 하게 한다. ON 전류를 증대시키기 위해서는 이동도가 큰 반도체 재료를 사용하여 TFT 소자를 구성하거나, TFT 소자의 W/L(width/length)비를 향상시킬 필요가 있다. 전자의 경우는 반도체 재료의 특성에 관련된 것으로, 이는 특성을 크게 향상시키기가 어렵다. 후자의 경우를 수행하기 위해서는 매우 정교하게 TFT 소자의 제조 공정을 제어할 필요가 있으며, 이는

TFT 소자의 수율을 크게 저하시키게 된다. 해상도가 높아짐에 따라 화소에 대한 TFT 소자의 면적비가 크게 될 경우, TFT 소자의 드레인간의 용량이 액정의 용량보다 크게된다. 이는 게이트 신호가 화소에 대한 부작용이 크도록 한다.

즉, 액티브 매트릭스형 LCD가 화상을 표시하기 위한 비선형 소자의 비선형 특성 및 스위칭 특성의 적극적 사용을 가능케 하기 때문에, 대용량의 실현으로 인한 디스플레이의 저하가 간이 매트릭스형 LCD에 대해서는 그렇게 현저하지 않다.

실제로, 기생 용량이 주사선들을 통해 비선형 소자에 존재하기 때문에, 콘트라스트의 저하, 잔상, 패널수명의 단축과 같은 문제점들이 화소 전극에 대한 주사 전기 신호의 누설에 의해 야기될 수도 있다. 스크린의 크기에 대해서는, 와이어들이 길어지기 때문에, 와이어 저항과 기생 용량의 깊이가 신호 라인상의 감쇠를 유발하여, 디스플레이의 콘트라스트 및 균일도에 대한 부작용이 크게 된다. 이 사실은 이러한 형태의 LCD가 대용량의 큰 LCD를 실현하기 위해 획기적인 신기술을 필요로 함을 의미한다.

또한, 간이 매트릭스형 LCD에 있어서는, 해상도를 향상시키고 스크린을 확대하기 위한 연구에서 하기와 같은 문제점들이 존재한다.

주사선들의 수가 증가됨에 따라, 비선택적 화소에 대한 선택적 화소의 전압비를 크게 하는 것이 어렵게되며, 이는 콘트라스트의 저하, 가시 영역의 축소 및 응답성의 저하와 같은 결점들을 유발한다. 이러한 결점들은 디스플레이의 질을 크게 떨어뜨린다. 실제로, 임계 듀티비는 대략 1/200 내지 1/400이다. 이러한 문제를 극복하기 위해, 상하 분할 구동 시스템이 제안되었다. 이 시스템은 패널 디스플레이에 형성된 신호 라인들을 상부 및 하부 블록으로 분할하고 상부 및 하부 디스플레이 블록들을 개별적으로 주사함으로써 실현된다. 상세히 말하면, 분할되지 않을 경우, 주사선들의 수는 400이고, 분할될 경우, 주사선들의 수는 명백히 800개가 된다. 시험 단계에서의 이 시스템은 I/N 듀티비로 2N 주사선들을 주사할 수가 있어, 주사선들의 수가 명백히 2배로 되게 된다. 그런, 이 시스템 역시 여러 문제점들을 갖고 있다. 예컨대, 이 시스템을 사용하지 않는 간이 매트릭스형 LCD보다 2배의 많은 구동 회로들을 필요로 한다. 또한, 2N개 이상의 주사선들을 주사하는 것이 불가능하다.

즉, 간이 매트릭스형 LCD에 있어서, 비선택적 화소 전극에 대한 선택적 화소 전극의 유효 전압의 비가 주사선들의 수가 증가함에 따라 1에 가깝게 된다. 액정 그 자체의 디스플레이 특성은 샤프니스를 갖도록 요망된다. 고정 샤프니스는 제한되어 있다. 실제로, 주사선들의 수는 대략 400으로 억제된다. 응답 속도는 디스플레이 특성의 샤프니스와 반대가 되기 쉬우며 주사선들의 수(듀티의 수)보다 늦게 된다. 일반적으로, 주사선의 수가 400일때, 응답 시간은 100ms(밀리초) 내지 300ms 정도이다.

상기 상부 및 하부 분할 구동 시스템은 상부 및 하부 블록들을 위한 데이타 신호 라인용의 2개의 구동기를 필요로 하는데, 이는 통상의 간이 매트릭스형 LCD 보다 2배로 많이 제공되는 것으로 만약 이 분할 시스템이 사용될 경우에는 LCD가 고가로 된다. 더욱이, 이 분할 시스템은 콘트라스트 및 응답 속도의 측면에서 액티브 매트릭스형 LCD보다 불량하다. 투명 전극들의 와이어들은 디스플레이 패널이 클수록 길게 된다. 이는 와이어 저항을 증대시키게 되며, 이는 디스플레이의 균일도 및 콘트라스트를 저하시켜 신호들을 감쇄시키게 된다. 이것은 대용량의 큰 디스플레이를 실현하기 위해 획기적인 기술이 필요함을 의미한다.

따라서, 본 발명의 목적은 비선택 화소에 대한 선택 화소의 전압비를 크게 떨어뜨리지 않고 주사선의 수와 화소를 구동하기 위한 전류를 용이하게 증대시키기 위해 광 스위칭 기능을 제공하는 고해상 디스플레이 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 대용량을 갖고 고화질의 화상을 표시할 수 있는 플래너형 디스플레이 장치를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 디스플레이 장치는, 각각 전극들을 갖는 2개의 기판과 ; 상기 2기판 사이에 배치된 액정층을 포함하고 ; 상기 2기판중 하나는 서로 병렬로 배치된 다수의 선형 발광원과, 서로 병렬로 배치되고 상기 다수의 선형 발광원과 교차되는 다수의 선형 전극과, 상기 다수의 선형 발광원과 상기 다수의 선형 전극의 교차점에 제공된 다수의 광 도전층을 포함하고, 상기 광 도전층은 상기 다수의 선형 발광원으로부터 인가되는 광에 응하여 스위칭 동작을 수행하도록 작용하며 ; 상기 액정층은 상기 다수의 선형 전극과 상기 다수의 광 도전층을 통해 인가되는 신호에 의해 구동되는 화소를 구비한다. 또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 디스플레이 장치는 각각 전극들을 갖는 2개의 기판과 ; 상기 2기판 사이에 배치된 액정층을 포함하고 ; 상기 2기판중 하나는 서로 병렬로 배치된 다수의 선형 발광원과, 서로 병렬로 배치되고 상기 다수의 선형 발광원과 교차되는 다수의 선형 전극과, 상기 다수의 선형 발광원과 상기 다수의 선형 전극의 교차점에 제공된 다수의 광 도전층 수의 선형 전극과 동일 레벨상에 형성되는 다수의 화소전극과, 상기 다수의 선형 발광원과 상기 다수의 선형 전극의 교차점에 인접한 다수의 광 도전층을 포함하고, 상기 광 도전층은 상기 다수의 화소 전극과 상기 다수의 선형 전극 사이에 위치되고, 상기 다수의 선형 발광원으로부터 인가되는 광에 응하여 스위칭 동작을 수행하도록 작용하며 ; 상기 액정층은 상기 다수의 선형 전극과 상기 다수의 광 도전층을 통해 인가되는 신호에 의해 구동되는 화소를 구비하고 있다.

동작시, 광선이 활성화된 선형 발광원으로부터 광 도전층에 인가될때, 광 도전층의 임피던스를 저하시켜 광이 인가된 광 도전층을 통해 액정층의 화소에 신호를 인가하도록 한다. 광 도전층은 스위칭 소자로서 작용한다. 따라서, 각 광 스위치 소자에 있는 광 도전층의 두께 방향으로 전류가 흐르고, 이 전류는 증가할 수 있게 된다. 더욱이, 주사 신호가 광이기 때문에 TFT 소자와는 달리 주사 신호(게이트 신호)가 소자 커패시턴스를 통해 화소 전극으로 유입되는 바람직하지 않은 상태가 발생하지 않는다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 디스플레이 장치는 또한, 디스플레이 매체 ; 상기 디스플레이 매체를 구동시키기 위한 다수의 화소 전극 ; 행 또는 열 방향으로 배치된 다수의 신호 라인 ; 상기 다수의 화소 전극을 위해 제공되고, 상기 화소 전극에 전기적으로 접속되거나 그로부터 단선되도록 작용하는 다수의 광전도체 ; 및 상기 다수의 광 전도체들에 선택적 광을 인가하고, 상기 광 전도체들의 접속 또는 단선을 제어하기 위해 행 또는 열 방향으로 배치된 다수의 선형 발광원을 포함한다.

또한, 본 발명의 상기 목적은, 전극들을 각각 갖는 2개의 기판과, 상기 2기판 사이에 제공된 디스플레이 매체를 포함하는 디스플레이 장치에 의해 달성되며, 상기 장치는, 상기 디스플레이 매체를 구동하기 위한 다수의 화소 전극, 행 또는 열 방향으로 배치된 다수의 신호 라인, 상기 다수의 화소 전극을 위해 제공되고 상기 화소 전극들에 상기 다수의 신호 라인들을 전기적으로 접속시키거나 그로부터 단선시키도록 작용하는 다수의 광 전도체, 및 상기 다수의 광 전도체에 광을 선택적으로 인가하고, 상기 광 전도체들의 접속 또는 단선을 제어하기 위해 행 또는 열 방향으로 배치된 다수의 선형 발광원들을 포함하고, 상기 다수의 화소 전극, 상기 다수의 신호 라인 및 상기 다수의 광 전도체를 이 상기 2기판중 하나에 형성되고 상기 다수의 선형 발광원들이 상기 2기판중 다른 하나에 형성된다.

동작시, 선형 발광원들이 순차적으로 발광하기 때문에, 광이 인가된 광 전도체들은 이들이 전도성으로 될 수 있도록 그들의 임피던스를 변화시키며, 그 결과 도전성 광 전도체에 대응하는 화소 전극을 신호 라인에 전기적으로 접속시키게 된다. 따라서, 신호 라인에 인가되는 전압을 광 전도체를 통해 화소 전극에 인가된다. 광이 인가되지 않는 광 전도체를 비전도성으로 되어 대응 화소 전극에 실질적으로 전압이 인가되지 않게 된다. 양 화소 전극간의 전압차는 표시 매체상에 화상을 형성하게 한다. 즉, 광의 수신에 따라 전도성 또는 비전도성이 되도록 작용하는 광 전도체의 효과를 통해 화소 전극이 신호 라인에 연결되거나 그로부터 단선된다. 따라서, 기생 용량 및 와이어 저항의 발생으로 인한 성능상의 저하가 없다. 따라서, 액정 디스플레이는 대용량 및 고화질로 대화면을 실현할 수 있게 한다.

이하, 첨부 도면들을 참조하여 본 발명을 자세히 설명하면 다음과 같다.

제1도는 본 발명의 제1실시예에 따른 액티브 매트릭스 구동형 LCD의 기본 구조를 보여주는 평면도이다. 제2도는 제1도의 A-A선 단면도이다.

제1, 2도에서, 도시된 바와같이 제1도의 Y방향(종방향)을 따라 하나의 유리 기판(10)상에 다수의 선형광원들(Y₁, Y₂, …, Y_n)이 배열된다. 제1도의 X방향(수직방향)으로는 이런 선형 광원들상에 다수의 선형 전극들(X₁, X₂, …, X_m-1, X_m)이 배열된다. 선형 전극들은 선형 광원들과 직각으로 교차한다.

선형 광원들(Y₁, Y₂, …, Y_n)의 각각, 예컨대, 선형 광원 Y₂는 발광부(11)와 광판관(12)으로 구성된다. 발광부(11)는 전계발광(EL) 소자등으로 만들어진다. 발광부(11)를 활성화시키면, 선형 광원(Y₂)은 광원(Y₂)의 전 표면으로부터 선형 광선을 발사한다. 선형 광원들(Y₁, Y₂, …, Y_n) 전부를 발광 영역으로 이용할 수 있다. 그러나, 본 실시예의 구조는 전력 소모가 적은 점에서 더욱 유리하다.

다수의 전극들(X₁, X₂, …, X_m-1, X_m) 각각은 투명한 도전층으로 구성된다. 선형 광원들(Y₁, Y₂, …, Y_n)과 선형 전극들(X₁, X₂, …, X_m-1, X_m)의 교차점에 광 스위치 소자가 장착된다. 광 스위치 소자는 광 도전층으로 만들어진다. 예컨대, 선형 광원(Y₂)과 선형 전극(X₁)의 교차점에 광 스위치 소자(13)가 장착된다. 광 스위치 소자(13)는 선형 전극들 (X₁, X₂, …, X_m-1, X_m) 각각과 각각의 화소 전극 사이에 놓인다. 예를 들면, 선형 전극(X₁)과 화소 전극(14) 사이에 광 스위치 소자(13)가 장착된다. 광 스위치 소자(13)에 광을 비추면, 광 스위치 소자(13)의 전기 저항이 감소된다. 그 결과 선형 전극(X₁)에서 화소 전극(14)으로 신호가 인가된다.

다른 유리 기판(15)에는 투명 전극(16)이 제공된다. 이런 2개의 유리 기판들 사이에 액정층(17)이 밀봉된다.

광을 주사하기 위해, 선형 광원들(Y₁, Y₂, …, Y_n)이 Y₁에서 Y_n까지 차례로 활성화된다. 광의 주사에 해당하는 전기신호가 선형 전극들(X₁, X₂, …, X_m-1, X_m) 각각에 인가된다. 선형 광원들(Y₁, Y₂, …, Y_n)이 발광(활성화)되고 있는 동안, 선형 광원상에 설치된 광 스위치 소지가 작동된다. 따라서, 선형 전극들(X₁, X₂, …, X_m-1, X_m)은 대응 화소 전극들 각각에 전기 신호를 인가하는 역할을 한다. 즉, TFT 소자의 전기적 게이트 신호 대신에, 광 스위치 소자들 각각이 선형 광원들(Y₁, Y₂, …, Y_n)로부터 인가된 광신호에 의해 주사된다.

이상의 설명으로부터 알 수 있는 바와 같이, 각각의 광 스위치 소자의 광도전 층의 두께 방향으로 전류가 흐르고, 그 결과 전류를 증가시킬 수 있다. 이밖에, TFT 소자와는 달리 주사 신호가 광이기 때문에, 선형 커패시턴스를 통해 화소 전극들로 주사 신호(게이트 신호)가 흐르고 있는 동안 바람직하지 않은 현상이 전혀 나타나지 않는다.

제3도는 본 발명의 제2실시예에 따른 액티브 매트릭스 구동형 LCD의 구조를 보여주는 평면도이다. 제4도는 제3도의 B-B선 단면도이다.

제3, 4도에서 보다시피, 제3도의 Y방향(종방향)으로 하나의 유리 기판(20)상에 다수의 선형 광원들(Y₁, Y₂, …, Y_n)이 배열된다. 제3도의 X방향(수직방향)으로는 선형 광원들상에 다수의 선형 전극들(X₁, X₂, …, X_m-1, X_m)이 배열된다. 선형 전극들은 선형 광원과 직각으로 교차한다.

선형 광원들(Y₁, Y₂, …, Y_n)의 각각, 예컨대 선형 광원 Y₂는 발광부(21)와 광파관(22)으로 구성된다. 발광부(21)는 전계발광 소자등으로 만들어진다. 발광부(21)를 활성화시키면, 선형 광원(Y₂)은 전표면으로부터 선형 광선을 발사하는 역할을 한다. 모든 선형 광원들(Y₁, Y₂, …, Y_n)은 발광 영역으로 이용될 수 있다.

발광부(21)와 광파관(22)은 다음과 같은 공정으로 성형된다.

전자 비임(EB) 증착 방법에 의해 유리 기판(20)상에 알루미늄(Al) 층을 형성한다. 그뒤, 알루미늄층을 에칭 처리하여 각각의 전극(23)을 형성한다. 이 전극(23)은 선형 광원(Y₂)의 일단에 병렬로 배열되어 장착된 짧은 스트립으로서 형성된다.

이어서, 유리 기판(20)과 전극(23)의 일부에 하부 절연층(24)을 형성한다. 하부 절연층(24)은 SiO₂또는 Si₂N₃를 스퍼터링하여 증착된다. 그뒤, 하부 절연층(24)에 발광층(25)을 입힌다. 발광층(25)을 형성하기 위해서는, 전자 비임 증착법으로 0.5%의 망간(Mn)을 첨가한 황화아연(ZnS) 층을 형성하고 이런 황화아연층을 진공 가열 및 에칭 처리에 의해 선형 패터링을 실시할 필요가 있다. 에칭 처리를 할려면, 발광층(25)에 절결부(25a)를 만드는 것이 좋은데, 이것은 절결부(25a)를 만들면 발광층(25)의 외부로 발사된 광량이 증가하여 광효율을 향상시키기 때문이다.

이어서, 상부 절연층(26)을 형성한다. 이 상부 절연층(26)은 실리콘 질화물(Si₂N₃) 또는 산화알루미늄(Al₂O₃)을 스퍼터링하여 발광층(25)에 증착된다. 전극(23)의 반대쪽에서 상부 절연층(26)에 전극(27)을 형성한다. 이 전극(27)은 상부 절연층(26)의 일부에 알루미늄 층을 전자 비임(EB) 증착하여 형성된다.

이와같은 전극들(23, 27)을 형성하기 위해, 알루미늄(Al) 이외에도 몰리브덴(Mo)이나 인듐-티탄 산화물(ITO)같은 금속을 사용할 수도 있다. 상하 절연층들(26, 24)을 형성하기 위해, SiO₂, Si₂N₃, Al₂O₃이외에도 실리콘 질화물군(SiNx), 스트론튬 티탄 산화물(SrTiO₃) 또는 탄탈 산화 바륨(BaTa₂O₆)을 사용할 수도 있다. 발광층(25)을 형성하는데는, ZnS 이외에도 설렌아연(ZnSe)을 사용할 수 있다.

선형 전극들(X₁, X₂, …, X_m-1, X_m) 각각은 투명 도전막으로 구성된다. 이런 선형 전극들(X₁, X₂, …, X_m-1, X_m)은 상부 절연층(26)에 ITO를 스퍼터링한 다음 그 ITO 층을 패턴화하여 증착된다.

선형 광원들(Y₁, Y₂, …, Y_n) 각각과 선형 전극들(X₁, X₂, …, X_m-1, X_m) 각각의 교차점에, 광 스위치 소자가 마련된다. 광 스위치 소자는 광도전 층으로 만들어진다. 예컨대, 선형 광원(Y₂)과 선형 전극(X₁)의 교차점에는 광 스위치 소자(28)가 마련된다. 광 스위치 소자(28)는 선형 전극들(X₁, X₂, …, X_m-1, X_m) 각각과 각각의 화소 전극 사이에 놓는다. 예를 들어, 광 스위치 소자(28)는 선형 전극(X₁)과 화소 전극(29) 사이에 마련된다. 광 도전층은 선형 전극들(X₁, X₂, …, X_m-1, X_m)을 형성한뒤, 플라즈마 화학 증착(CVD) 방법으로 그 선형 전극들에 a-Si(비정질 실리콘)를 형성한 다음, 그 결과 생긴 층을 패턴화함으로써 형성된다. 화소 전극은 광 도전층에 ITO를 스퍼터링한 다음 그 층을 패턴화하여 증착된다. 광 스위치 소자(28)에 광을 비추면, 광 스위치 소자(28)의 전기 저항이 감소되어, 선형 전극(X₁)에서 화소 전극(29)으로 신호가 인가된다.

이런 층들 위에 배향층(30)을 형성한다. 이 배향층(30)은 방적기로 제조된 폴리이미드 막을 연마하여 형성된다.

다른 유리 기판(31)상에 투명 전극(32)을 마련한다. 이 투명 전극(32)은 유리 기판(31)상에 ITO를 스퍼터링하여 증착된다. 투명 전극(32)에 배향층(33)을 형성한다. 이 배향층(33)은 방적기로 제조된 폴리이미드막을 연마하여 형성된다.

몇개의 층들이 그위에 형성되어 있는 기판들 사이에 다수의 스페이서들(도시안됨)을 분산시킨다. 2개의 기판 모두 이들 사이에 있는 밀봉 부재(34)를 통해 붙여진다. 그뒤, 2개의 기판들 사이에 형성된 틈에 액정을 분사하여 액정층(35)을 형성한다. 액정층(35)의 두께는 약 5㎛이다. 액정층(35)의 표시 모드는 트위스티드 네마틱(TN ; twisted nematic) 표준 백색형이다.(Merk Co., Inc에서 제조된) PCH(페닐시클로헥사논) 액정 ZLI-1565 같은 액정 물질이 사용된다. 이 액정은 진공 상태에서 분사되어 액정(35)을 형성한다.

광을 주사하기 위해, 선형 광원들(Y₁, Y₂, …, Y_n)을 Y₁에서 Y_n까지 차례대로 활성화한다. 광-주사에 상당하는 전기적 신호가 선형 전극들(X₁, X₂, …, X_m-1, X_m) 각각에 인가된다. 선형 광원들(Y₁, Y₂, …, Y_n)이 발광(활성화)되는 동안, 활성화된 선형 광원들상에 위치한 광 스위치 소자들이 작동된다. 따라서, 선형 전극들(X₁, X₂, …, X_m-1, X_m)은 스크린에 화상을 나타낼 목적으로 해당 화소 전극들에 전기적 신호들을 인가하는 역할을 한다.

이상의 설명에서 알 수 있는 바와 같이, 본 실시예에 따른 액티브 매트릭스 구동형 LCD는 TFT 소자처럼 각 화소에 스위치가 제공되는 구조를 갖는다. 이런 구조이기 때문에, 하이 콘트라스트로 화상을 표시할 수 있다. 각각의 광 스위치 소자에서 광 도전층의 두께 방향으로 전류가 흘러, 전류를 증가시킬 수 있다. 그외에, 주사 신호가 광이기 때문에, TFT 소자와는 달리, 소자의 커패시턴스를 통해 화소 전극들에 주사신호(게이트 신호)가 흐르는 바람직하지 않은 상태가 전혀 나타나지 않는다. 그래서, 주사선의 수가 1000개 이상이면, 바람직하지 않은 상태가 전혀 나타나지 않는다.

제5도는 본 발명의 제3실시예에 따른 액티브 매트릭스 구동형 LCD를 보여주는 단면도이다.

본 실시예에 따르면, 선형 광원들(Y₁, Y₂, …, Y_n) 각각, 예컨대 선형 광원(Y₂)에 양단에는 발광부들(21, 121)이 있다. 발광부들(21, 121)은 전계 발광(EL) 소자등으로 구성된다. 제5도에서 보다시피, 선형 광원의 전극들(23, 27)의 반대쪽 끝에는 전극들(123, 127)이 마련된다. 즉, 발광부들은 기판의 양쪽에 형성된다. 제조 공정에서, 본 실시예의 구조와 동작은 상기 부분의 구조 이외에는 제3, 4도의 실시예와 동일하다.

제6도는 본 발명의 제3실시예에 따른 액티브 매트릭스 구동형 LCD의 변형을 보여주는 단면도이다.

제3실시예의 변형에 따르면, 전자 비임(EB) 증착법에 의해 유리 기판(20)에 알루미늄층이 형성된다. 이어서, 알루미늄층에 에칭처리를 하여 선형 광원들(Y₁, Y₂, …, Y_n)의 반대쪽 전체 표면에 전극(223)을 형성한다. 그 결과 발광층(25)에서 빛이 새는 것을 방지하여, 광도를 상당히 향상시킬 수 있다. 선형 광원들(Y₁, Y₂, …, Y_n)과 선형 전극들(X₁, X₂, …, X_m-1, X_m)의 각 교차점에 위치한 광 스위치 소자에 차광층을 마련한다. 예컨대, 선형 광원(Y₂)과 선형 전극(X₁)의 교차점에 위치한 광 스위치 소자(28)위에 차광층(36)을 마련한다. 차광층(36)을 마련하면 윗쪽에서 투사된 빛이 각각의 광 스위치 소자에 비치는 것을 방지할 수 있다. 제조 공정에서, 본 실시예의 구조와 동작은 이상의 점만 제외하고는 제3, 4도에 도시된 실시예와 동일하다.

제7도는 본 발명의 제4실시예에 따른 간단한 매트릭스 구동형 LCD의 기본적 구조를 나타낸 평면도이고, 제8도는 제7도의 C-C선 단면도이며, 제9도는 본 실시예의 동작을 나타낸 시간표이다.

제7, 8도에서 보다시피, 제7도의 Y방향(종방향)을 따라 한쪽 유리기판(40)상에 다수의 선형 전극들(Y₁, Y₂, …, Y₉)을 배열하고 Y방향을 따라 다른쪽 기판(41)상에는 다수의 선형 광원들(O₁, O₂, O₃)을 배열하며, X방향(수직방향)으로는 다수의 선형 전극들(X₁, X₂, …, X_m-1, X_m)을 배열한다. 이런 선형 전극들(X₁, X₂, …, X_m-1, X_m)은 선형 전극들(Y₁, Y₂, …, Y₉) 및 선형 광원들(O₁, O₂, O₃)과 교차한다.

선형 광원들(O₁, O₂, O₃) 각각, 예컨대 선형 광원(O₂)은 발광부(42)와 광파관(43)으로 구성된다. 광원(42)은 전계발광(EL) 소자등으로 구성된다. 광파관(43)은 선형으로 형성되고 발광부(42)로부터 나오는 빛을 전달한다. 발광부(42)를 작동시킴으로써, 선형 광원(O₂)은 전 표면으로부터 선형 광선을 발사하는 역할을 한다. 선형 광원들(O₁, O₂, O₃) 전부를 발광 영역으로서 사용할 수 있다. 그러나, 본 실시에에 따른 구조는 전력 소모가 적다는 점에서 훨씬 더 유리하다.

선형 전극들(X₁, X₂, …, X_m) 각각은 이중 투명 도전층으로 구성된다. 즉, 선형 전극(X₁)은 선형 투명 전극(44)과 선형의 분할 투명 전극들(45a, 45b, 45c)로 구성된다. 선형 전극(44)과 분할 투명 전극들(45a, 45b, 45c)은 광 스위치 소자들(46a, 46b, 46c)이나 절연층들(47a, 47b, 47c)을 사이에 삽입하여 층상 구조로 되어있다. 구체적으로, 광 스위치 소자(46a)와 절연층(47a)은 투명 전극(44)과 분할 투명 전극(45a) 사이에 삽이되고, 광 스위치 소자(46b)와 절연층(47b)은 투명 전극(44)과 분할 투명 전극(45b) 사이에 삽입되며, 광 스위치 소자(46c)와 절연층(47c)은 투명 전극(44)과 분할 투명 전극(45c) 사이에 삽입된다.

선형 광원들(O₁, O₂, O₃)과 선형 전극들(X₁, X₂, …, X_m)의 교차점들 각각에 광전층으로 구성된 광 스위치 소자가 제공된다. 예컨대, 선형 광원들(O₁, O₂, O₃)과 선형 전극(X₁)의 교차점들 각각에 광 스위치 소자들(46a, 46b, 46c)이 마련된다. 이상에서 설명한 것처럼, 투명 전극(44)과 분할 투명 전극들(45a, 45b, 45c) 사이에 상기 광 스위치 소자들이 각각 삽입된다. 예를 들어, 광 스위치 소자(46a)는 선형 전극(X₁)의 투명 전극(44)과 분할 투명 전극(45a) 사이에 삽입된다. 절연층(47a)은 다른 부분에, 즉, 투명 전극(44)과 분할 투명 전극(45a) 사이에 광 스위치 소자가 형성되어 있지 않은 부분에 장착된다. 광 스위치 소자(46a)에 빛이 비치지 않을때는, 광 스위치 소자(46a)의 전기 저항이 감소되어, 선형 전극(X₁)으로부터 분할 투명 전극(45a)으로 신호를 인가할 수 있다.

빛을 주사할려면, 선형 광원들(O₁, O₂, O₃)을 차례대로 작동시킨다. 빛의 주사에 해당하는 전기적 신호가 선형 전극들(X₁, X₂, …, X_m) 각각에 인된다. 선형 광원들(O₁, O₂, O₃)이 발광(작동)되고 있는 동안, 선형 광원들상에 위치한 광 스위치 소자들이 작동된다. 따라서, 선형 전극들(X₁, X₂, …, X_m-1, X_m)은 해당 분할 투명 전극들에 전기 신호를 각각 인가하는 역할을 한다. 광원들(O₁, O₂, O₃) 각각에 의해 이루어진 광 주사 동작과 동시에, 선형 전극들(Y₁-Y₃, Y₄-Y₆, Y₇-Y₉)이 제9도에 도시된 것 처럼 주사된다. 이런 선형 전극들은 X방향 선형 전극들(X₁, X₂, …, X_m-1, X_m)과 교차한 Y방향 주사선들의 갯수를(본 실시예에 따른) 주사선의 1/3까지 감소시키도록 작동한다. 반대로, 본 실시예에 따른 단순-매트릭스 구동형 LCD가 3개 요인에 의해 주사선을 증가시키면, 결과적으로 상기 기존의 LCD와 비슷한 특성들을 제공한다. 그외에, 상기 설명에서, Y방향 주사선을 분할하는 선형 광원들의 갯수는 3개이지만, 그 갯수는 2개 또는 그이상의 몇개라도 가능하다.

상기 설명으로부터 명백한 바와 같이, 본 실시예의 단순 매트릭스 구동형 LCD는 낮은 효율이 전압에서 많은 주사선들을 구동할 수 있다. 따라서, 주사선이 1000개 또는 그이상까지 증가하면, 이런 LCD는 하이콘트라스트, 광각 시계, 고속 응답을 유지한다.

투명 전극과 분할 투명 전극들, 예컨대 선형 전극(X₁)의 투명 전극(44)과 분할 투명 전극(45a) 사이의 커패시턴스를 고려하여, 투명 전극(44)과 분할 투명 전극(45a)을 투명 전극(44)과 분할 투명 전극(45a) 사이의 다른 부분이 아닌 광 스위치 소자(46a) 위에만 겹쳐놓는다.

제10도는 본 발명의 제5실시예에 따른 단순 매트릭스 구동형 LCD를 도시한 평면도이고, 제11도는 제10도의 D-D선 단면도이며, 제12도는 제10도의 E-E선 단면도이고, 제13도는 제10도에 도시된 실시예의 동작을 도시한 시간표이다.

제10-12도에 도시된 것 처럼, 제10도의 Y방향(종방향)을 따라 한쪽 유리 기판(50)상에 다수의 선형 전극들(Y₁, Y₂, Y₄₈₀)을 배열한다. 제10도의 Y방향을 따라 다른쪽 유리 기판(51)상에는 다수의 선형 광원들(O₁, O₂, O₃)이 배열된다. 제10도의 X방향(수직방향)으로는 다수의 선형 전극들(X₁, X₂, …, X₆₄₀) 및 배열된다. 이런 선형 전극들(X₁, X₂, …, X₆₄₀)은 선형 전극들(Y₁, Y₂, …, Y₆₄₀) 및 선형 광원들(O₁, O₂, O₃)과 교차한다.

선형 광원들(O₁, O₂, O₃) 각각, 예컨대 선형 광원(O₂)은 발광부(52)와 광파관(53)으로 구성된다. 발광부(52)는 전계발광(EL) 소자등으로 구성된다. 광파관(53)은 선형으로 형성되고 발광부(52)로부터 나오는 빛을 전달한다. 발광부(52)를 가동시킴으로써, 선형 광원(O₂)은 전 표면으로부터 선형 광선을 발사하는 역할을 한다. 선형 광원들(O₁, O₂, O₃) 전부를 발광 영역으로 사용할 수도 있다.

발광부(52)와 광파관(52)이 형성되는 방법은 다음과 같다.

전자 비임(EB) 증착법으로 유리 기판(51)상에 알루미늄층(Al)을 형성한다. 이어서, 알루미늄층에 에칭처리를 하여 각각의 전극들(54)을 형성한다. 이 전극(54)은 평행한 짧은 띠 모양으로 형성되고 선형 광원(O₂)의 일단에 제공된다.

이어서, 유리 기판(51)과 전극(54)의 일부분에 하부 절연층(55)을 형성한다. 하부 절연층(55)은 이상화실리콘(SiO₂)이나 실리콘 질화물(Si₂N₃)을 슬퍼터링하여 증착된다. 그뒤, 하부 절연층(55)에 발광층(56)을 입힌다. 발광층(56)을 형성할려면, 전자 비임 증착법으로 0.5%의 망간을 첨가한 황화아연(ZnS)층을 형성한 다음 그 황화아연을 진공 가열이나 에칭 처리에 의해 선형으로 패턴화할 필요가 있다. 에칭 처리를 할려면, 발광층(56)에 절결부(56a)를 만드는 것이 좋은데, 이는 발광층(56)의 외부에서 발사된 광량을 증가시켜 광 효율을 향상시키기 위해서이다.

그뒤, 상부 절연층(57)을 형성한다. 이 상부 절연층(57)은 실리콘 질화물(Si₂N₃)이나 산화알루미늄(Al₂O₃)을 스퍼터링하여 발광층(56)에 증착된다. 전극(54)의 반대쪽으로 상부 절연층(57)에 전극(58)을 형성한다. 이 전극(58)은 상부 절연층(57)의 일부분에 알루미늄층을 전자 비임 증착하여 형성한다.

이런 전극들(54, 58)을 형성하기 위해, 알루미늄외에도 몰리브덴이나 인듐-티탄 산화물(ITO) 같은 금속을 사용할 수도 있다. 상하 절연층들(57, 55)을 형성하기 위해, SiO₂, Si₂N₃, Al₂O₃이외에도 산화실리콘 군(SiNx), 스트론튬 티탄 산화물(SrTiO₃) 또는 산화탄탈 바륨(BaTa₂O₆)을 사용할 수도 있다. 발광층(56)을 형성할려면, ZnS 이외에 셀렌화아연(ZnSe)을 형성할 수도 있다.

선형 전극들(X₁, X₂, …, X₆₄₀) 각각은 이중 구조의 투명 도전층으로 구성된다. 즉, 제12도에서 보다시피, 선형 전극(X₁)은 선형 투명 전극(59)과 선형의 분할 투명 전극들(60a, 60b, 60c)로 구성된다. 투명 전극(59)은 상부 절연층(57)에 ITO를 스퍼터링한 다음 그 층을 패턴화하여 형성된다. 투명 전극(59)과 분할 투명 전극들(60a, 60b, 60c)은 광 스위치 소자들(61a, 61b, 61c)과 절연층들(62a, 62b, 62c)을 사이에 삽입하여 층상구조로 된다. 구체적으로, 광 스위치 소자(61a)와 절연층(62a)은 투명 전극(59)과 분할 투명 전극(60a) 사이에 삽입되고, 광 스위치 소자(61b)와 절연층(62b)은 투명 전극(59)과 분할 투명 전극(60b) 사이에 삽입되며, 광 스위치 소자(61c)와 절연층(62c)은 투명 전극(59)과 기분성 투명 전극(60c) 사이에 삽입된다.

선형 광원들(O₁, O₂, O₃)과 선형 전극들(X₁, X₂, …, X₆₄₀)의 교차점들 각각에, 광전층으로 구성된 광 스위치 소자가 제공된다. 예컨대, 선형 광원들(O₁, O₂, O₃)과 선형 전극(X₁)의 교차점들 각각에 광 스위치 소자들(61a, 61b, 61c)이 마련된다. 이상에서 설명한 것 처럼, 투명 전극(59)과 분할 투명 전극들(60a, 60b, 60c) 사이에 상기 광 스위치 소자들이 각각 삽입된다. 예를 들어, 광 스위치 소자(61a)는 선형 전극(X₁)의 투명 전극(59)과 분할 투명 전극(60a) 사이에 삽입된다. 절연층(62a)은 다른 부분에, 즉, 투명 전극(59)과 분할 투명 전극(60a) 사이에 광 스위치 소자가 형성되어 있지 않은부분에 장착된다. 예컨대, 광 스위치 소자(61a), 즉, 광전층은 투명 전극(59)을 형성하는 단계, 투명 전극(59)에 플라즈마 CVD 방법으로 하나의 Si 막을 형성하는 단계, 및 그 Si 막을 패턴화하는 단계를 실행함으로써 형성된다. Si 대신에, SiC나 SiN을 이용할 수도 있다. 이어서, 광전층에 ITO를 스퍼터링한 다음 패턴화하여 분할 투명 전극(60a)을 증착한다.

광 스위치 소자(61a)에 빛을 비추면, 그 소자의 전기 저항이 감소되어, 결과적으로 선형 전극(X₁)으로부터 가분성 투명 전극(60a)으로 신호를 인가할 수 있다.

이런 층들위에 배향층(63)을 형성한다. 이 배양층(63)에 방적기로 만들어진 폴리이미드 막을 연마하여 구성된다.

다른쪽 유리 기판(50)에 다수의 투명 전극들(Y₁, Y₂, …, Y₄₈₀)을 만든다. 이런 투명 전극들은 투명 유리 기판(50)상에 ITO를 스퍼터링하여 증착된다. 이런 투명 전극들(Y₁, Y₂, …, Y₄₈₀)에 배향층(64)을 형성한다. 이 배향층(64)은 방적기로 제조된 폴리이미드 막을 연마하여 형성된다.

몇개의 층들이 형성된 기판들 사이에 다수의 스페이서들을 분산시킨다. 2개의 기판들은 그 사이의 밀봉부재(65)를 통해 접착된다. 그뒤, 2개의 기판들 사이에 형성된 틈으로 액정을 분사한다. 액정층(66)의 두께는 약 7um이다. 액정층(66)의 표시 모드는 굴절각이 240°인 수퍼 트위스티드 네마틱(STN) 모드이다. 사용되는 액정층은 (Merk Co., Inc.에서 생산되는)PCH 액정 ZLI-1565등이다. 이 액정은 진공상태에서 분사되어 액정층(66)을 형성한다.

빛을 주사할려면, 선형 광원들(O₁, O₂, O₃)을 차례대로 작동시킨다. 광-주사에 상당하는 전기 신호를 전극들(X₁, X₂, …, X₆₄₀) 각각에 인가한다. 선형 광원들(O₁, O₂, O₃)이 발광되는 동안, 선형 광원들위에 위치한 광 스위치소자들이 작동된다. 따라서, 선형 전극들(X₁, X₂, …, X₆₄₀)은 해당 분할 투명 전극들 각각에 전기 신호를 인가하는 역할을 한다. 광원들(O₁, O₂, O₃) 각각에 의해 행해진 광 주사 동작과 동시에, 선형 전극들(Y₁-Y₁₆₀, Y₁₆₁-Y₃₂₀, Y₃₂₁-Y₄₈₀)이 제13도에 도시된 것 처럼 주사된다. 이런 선형 전극들은 X방향 선형 전극들(X₁, X₂, …, X₆₄₀)과 교차하는 Y방향 주사선의 갯수를(본 실시예에 따른) 주사선의 1/3까지 감소시키도록 작동된다. 반대로, 본 실시예에 따른 단순 매트릭스 구동형 LCD가 3개의 요인에 의해 주사선을 증가시키면, 결과적으로 상기 종래의 LCD와 비슷한 특성들을 나타낸다. 그외에, 상기 설명에서, Y방향 주사선을 분할하는 선형 광원들의 갯수는 3개로 되어있지만, 2개 또는그 이상 몇개라도 좋다. 본 실시예에 따른 구조로는 1/160의 듀티비로 480×640의 하이 콘트라스트로 화상을 표시할 수 있다.

이상의 설명으로부터 알 수 있듯이, 본 실시예의 단순 매트릭스 구동형 LCD는 낮은 정격 인자의 전압에서도 많은 주사선을 구동할 수 있다. 따라서, 주사선이 1000 또는 그이상까지 증가하면, 이런 LCD는 하이콘트라스트, 광각 사계, 및 고속 응답을 유지한다.

발광부는 선형 광원의 전극들(54, 58)의 양단에 전극들을 장착하여 기판의 양쪽에 형성될 수 있다. 그 결과, 선형 광원의 광도를 상당히 향상시킬 수 있다. 그외에도, 전자 비임 증착법으로 유리 기판상에 알루미늄층을 형성한 다음 그 알루미늄층을 에칭 처리하여 선형 광원들(O₁, O₂, O₃)의 뒷면에 걸쳐 전극을 형성할 수 있다. 그 결과, 발광층에서 빛이 새는 것을 방지하여, 광도를 상당히 향상시킬 수 있다. 선형 광원들(O₁, O₂, O₃)과 선형 전극들(X₁, X₂, …, X₆₄₀)의 교차점 각각에 설치된 광 스위치 소자(광전층)에 차광층 마련할 수도 있다. 차광층을 마련한 결과 윗쪽으로부터의 투사광이 각각의 광 스위치 소자에 인가되는 것을 방지할 수 있다.

제14도는 본 발명의 제5실시예에 따른 단순 매트릭스 구동형 LCD의 다른 변형을 도시한 평면도이고, 제15도는 제14도의 F-F선 단면도이며, 제16도는 제14도의 G-G선 단면도이다.

제14-16도에 도시된 것 처럼, 선형 전극(X₁)의 투명 전극(59)과 분할 투명 전극(60a)은 광 스위치 소자(61a)가 형성된 부분에만 중첩된다. 그러나, 이런 전극들(59a, 61a)은 다른 부분에는 중첩되지 않고 동일 평면상에 배열된다. 이런 구조로 된 결과, 투명 전극과 분할 투명 전극 사이의 커패시턴스가 신호에 악영향을 미치는 단점을 극복한다. 제조 공정에서 이런 변형의 구조와 동작은 상기 차이점만 제외하고는 제10-12도에 도시된 실시예와 동일하다.

제17도는 본 발명의 제6실시예에 따른 액티브 매트릭스 구동형 LCD의 기본 구조를 도시한 평면도이다. 제18도는 제17도의 H-H선 단면도이다.

제17도 및 18도에 도시된 바와 같이 다수의 선형 광원들(Y₁, Y₂, …, Y_n)이 제17도의 Y(수직) 방향을 따라 유리 기판(110)에 배열된다. 그러한 선형 광원들 위에는 다수의 선형 전극들(X₁, X₂, …, X_m-1, X_m)이 제17도의 X(수직) 방향을 따라 배열된다. 선형 전극들은 예컨대 직각으로 선형 광원들과 교차된다.

각각의 선형 광원들(Y₁, Y₂, …, Y_n), 예컨대 선형 광원(Y₂)은 발광부(111)와 광파관(112)으로 구성된다. 발광부(111)는 예컨대 전기 발광(EL) 소자로 이루어진다. 광파관(112)은 선형으로 형성되며 발광부(111)로 부터 광을 투과시킨다. 발광부(111)를 활성화시킴으로써 선형 광원(Y₂)은 그의 전면으로부터 선형 광선을 방사하는 역할을 하게된다.

모든 선형 광원들(Y₁, Y₂, …, Y_n)을 발광 지역으로 사용할 수 있다. 그러나 본 실시예의 구조가 전력 소모가 적다는 점에서 더욱 유리하다.

선형 광원(Y₁, Y₂, …, Y_n)과 선형 전극(X₁, X₂, …, X_m)의 각 교차부에서, 즉 선형 광원(Y₁, Y₂, …, Y_n)과 선형 전극(X₁, X₂, …, X_m)의 각 교차 부분 근처에서 광 스위치 소자를 제공한다. 광 스위치 소자는 광도전층으로 이루어진다. 선형 전극(X₁, X₂, …, X_m) 및 액정과 같은 표시 매체를 구동시키기 위한 화소 전극(114)을 동일 수준상에 형성한다. 광 스위치 소자는 선형 전극(X₁, X₂, …, X_m)과 화소전극(114) 사이에 마련해준다. 예컨대 선형 광원(Y₂)과 선형 전극(X₁)의 교차 부분에서 광 스위치 소자(113)에 선형 전극(X₁)과 화소 전극(114) 사이에 제공한다.

광이 광 스위치 소자(113)에 비춰지면, 즉 선형 광원(Y₂)이 발광(활성화) 하게되면 광 스위치 소자(113)가 그의 전기 저항을 감소시켜서 신호를 선형 전극(X₁)으로부터 화소 전극(114)에 까지 인가할 수 있게 된다.

다른 유리 기판(115) 위에는 투명 전극(116)을 마련해준다. 기판과 밀봉 부재(118)에 의해 경계가 정해진 부위에서 액정층(117)이 밀봉된다.

광 주사를 실시하기 위하여 선형 광원(Y₁, Y₂, …, Y_n)을 Y₁에서부터 Y_n으로 차례차례 활성시킨다. 광 주사에 상응하는 전기 신호를 선형 전극(X₁, X₂, …, X_m-1, X_m)의 각각 에 인가한다. 선형 광원(Y₁, Y₂, …, Y_n)이 발광하게 되는 동안, 선형 광원위에 위치한 광 스위치 소자를 작동시킨다. 그결과 선형 전극(X₁, X₂, …, X_m-1, X_m)은 전기 신호를 해당 화소 전극에 각기 인가하는 역할을 하게 된다. 즉 TFT 소자의 게이트 신호 대신 각각의 광 스위치 소자를 선형 광원(Y₁, Y₂, …, Y_n)으로부터 비춰진 광에 의해 주사한다.

전술한 기제사항으로 보아 명백히 알 수 있듯이, 주사 신호는 광선이기 때문에 주사 신호(게이트 신호)가 소자 커패시턴스를 통해 화소 전극으로 가게되는 바람직하지 못한 상태가 일어나지 않는다.

제19도는 본 발명의 제7실시예에 따른 액티브 매트릭스 구동형 LCD의 구조를 나타낸 평면도이고, 제20도는 제19도의 I-I선 상에서 절취한 단면도이다.

제19도의 평면도에는 배향층(230), 유리 기판(231), 투명 전극(232), 배향층(233), 밀봉 부재(234) 및 액정층(235)이 도시되어 있지 않으나, 제20도에는 이들이 도시되어 있다.

제19도와 제20도에 도시된 바와 같이 다수의 선형 광원(Y₁, Y₂, …, Y_n)이 제19도의 Y(세로) 방향을 따라 유리 기판(220) 위에 배열된다. 이러한 선형 광원 위에는 다수의 선형 전극(X₁, X₂, …, X_m-1, X_m)이 제도의 X(수직) 방향을 따라 배열된다. 선형 전극들은 예컨대 직각으로 선형 광원들과 교차된다.

각각의 선형 광원들(Y₁, Y₂, …, Y_n), 예컨대 선형 광원(Y₂)은 발광부(221)와 광파관(222)으로 구성된다. 발광부(221)는 예컨대 전계 발광(EL) 소자로 이루어진다. 광파관(222)은 선형으로 형성되며 발광부(221)로 부터 광을 투과시킨다. 발광부(221)를 활성화시킴으로써 선형 광원(Y₂)은 그의 전면으로부터 선형 광선을 방사하는 역할을 하게된다. 모든 선형 광원들(Y₁, Y₂, …, Y_n)을 발광 지역으로 사용할 수 있다.

발광부(221)과 광파관(222)은 다음과 같은 공정으로 형성시킨다.

알루미늄(Al)층을 전자 비임(EB) 층착법에 의하여 유리 기판(220)에 형성시킨단, 그런 다음 각 전극(223)을 형성시키기 위하여 알루미늄층위에 에칭처리를 실시한다. 전극(223)은 평행으로 배열된 배열된 짧은 스트립으로 형성시키고 선형 광원(Y₂)의 한쪽 단부위에 제공한다.

그 다음, 하부 절연층(224)을 유리 기판(220)의 전극(223)의 일부에 형성시킨다. 하부 절연층은 이산화실리콘(SiO₂) 또는 질화실리콘(Si₂N₃)을 스퍼터링함으로써 부착된다. 이후 발광층(225)을 하부 절연층(224) 위에 적층시킨다. 발광층(225)을 형성시키기 위해서는 전자 비임(EB) 증착법에 의해 0.5% 망간(Mn)을 첨가하면서 황화아연(ZnS) 층을 형성시키고, 형성된 황화아연(ZnS) 층을 진공 가열 및 에칭 처리에 의하여 선형 패턴화를 시켜야 한다. 에칭 처리를 실시하기 위해서는 발광층(225)에 절결부(225a)를 제공하는 것이 좋다. 그 이유는, 절결부(225a)를 제공함으로써 발광층(225) 바깥으로 방사된 광의 양이 증가되어 광 이용률을 증가시키기 때문이다.

그런다음 상부 절연층(226)을 형성시킨다. 이러한 상부 절연층(226)은 질화실리콘(Si₂N₃) 또는 산화알루미늄(Al₂O₃)을 스퍼터링함으로써 발광층(225)위에 증착시킨다. 상부 절연층(226)위에 전극(227)을 전극(223)과 반대위치로 형성시킨다. 이러한 전극(227)은 상부 절연층(226)의 일부위에 알루미늄층의 전자 비임(EB)증착을 실시함으로써 형성된다.

이들 전극(223 및 227)을 형성시키기 위하여 알루미늄(Al) 이외에 인듐-티탄 산화물(ITO) 또는 몰리브덴(Mo)과 같은 금속을 사용할 수 있다. 하부 및 상부 절연층(224 및 226)을 형성하기 위해서는 SiO₂, Si₂N₃및 Al₂O₃이외에 질화실리콘 그룹(SiN_x), 스트론튬티탄 산화물(SrTiO₃) 또는 바륨탄탈 산화물(BaTa₂O₆)을 사용할 수 있다. 발광층(225)을 형성하기 위해서는 ZnS 이외에 셀렌화아연(ZnSe)을 형성시킬 수 있다.

선형 광원(Y₁, Y₂, …, Y_n)과 선형 전극(X₁, X₂, …, X_m)의 각 교차부에서, 즉 선형 광원(Y₁, Y₂, …, Y_n)과 선형 전극(X₁, X₂, …, X_m)의 각 교차부 근처에서 광 스위치 소자를 제공한다. 광 스위치 소자는 광도전층으로 이루어진다. 선형 전극(X₁, X₂, …, X_m) 및 액정과 같은 표시 매체를 구동시키기 위한 화소 전극(229)을 동일 수준상에 형성한다. 광 스위치 소자는 선형 전극(X₁, X₂, …, X_m)과 화소 전극(229) 사이에 마련해준다. 예컨대 선형 광원(Y₂)과 선형 전극(X₁)의 교차 부분에서 광 스위치 소자(228)를 선형 전극(X₁)과 화소 전극(229) 사이에 제공한다.

플라즈마 CVD(화학 증착)을 수소화 무정형 실리콘(a-Si : H)막을 형성시키고 a-Si : H 막을 패턴화함으로써 광도전층을 상부 절연층(226)위에 형성시킨다. 이후, 상부 절연층(226)위에 선형 전극(X₁, X₂, …, X_m-1, X_m)을 형성시키기 위하여 전자 비임(EB) 증착법 및 금속막 패턴화에 의하여 알루미늄(Al)형 금속막을 형성시킨다. 그런다음 상부 절연층(226)위에 ITO를 스퍼터링시키고 ITO-스퍼터링된 층을 패턴화시킴으로써 화소 전극(229)을 형성시킨다.

광이 광 스위치 소자(228)에 비춰지면 광 스위치 소자(228)가 그의 전계 저항을 감소시켜서 신호를 선형 전극(X₁)으로부터 화소 전극(229)에 까지 인가하게 된다.

이들 층위에는 배향층(230)을 형성시킨다. 이러한 배향층(230)은 스피너를 사용하여 형성된 폴리이미드막을 연마함으로써 만들어진다.

다른 유리 기판(231)위에 투명 전극(232)을 마련해준다. 투명 전극(232)은 ITO를 유리 기판(231)위에 스퍼터링함으로써 형성된다. 투명 전극(232)위에 배향층(233)을 형성시킨다. 이러한 배향층(233)은 스피너를 사용하여 형성된 폴리이미드막을 연마함으로써 만들어진다.

몇개의 층이 위에 형성되어진 기판들 사이에 다수의 스페이서(도시되지 않음)을 배치한다. 두 기판 이에 놓여진 밀봉 부재(234)를 통하여 양쪽 기판을 붙인다. 그런다음 밀봉 부재와 양쪽 기판 사이에서 경계가 정해진 공간속에 액정을 사출시켜 액정층(235)을 형성시킨다.

액정층(235)의 두께는 약 5㎛이다. 액정층(235)의 표시 양식은 트위스티드네마틱(TN) 표준 백색현이다. 액정 재료로는 예컨대 PCH(페닐시클로헥사온) 액정 ZLI-1565(제조원 : Merk Co., Inc.)가 사용된다. 이러한 액정을 진공속에서 사출시켜 액정층(235)을 형성시킨다.

광 주사를 실시하기 위하여 선형 광원(Y₁, Y₂, …, Y_n)을 Y₁에서부터 Y_n으로 차례차례 활성화시킨다. 광 주사에 상응되는 전기 신호를 선형 전극(X₁, X₂, …, X_m-1, X_m)의 각각에 인가한다. 선형 광원(Y₁, Y₂, …, Y_n)이 발광(활성화)하게 되는 동안, 활성화된 선형 광원위에 위치한 광 스위치 소자를 작동시킨다. 그 결과 선형 전극(X₁, X₂, …, X_m-1, X_m)은 각기 화상을 스크린에 나타내기 위해 전기 신호를 해당 화소 전극에 인가하는 역할을 하게 된다.

전술한 기재사항으로 보아 명백히 알 수 있듯이, 본 실시예에 따른 액티브 매트릭스 구동형 LCD는 스위치가 TFT 소자처럼 각 화소에 마련되는 구조를 갖는다. 이러한 구조는 화상을 하이 콘트라스트로 표시할 수 있게 해준다. 더나아가 주사 신호는 광선이기 때문에, TFT 소자와는 달리 주사 신호(게이트 신호)가 소자 커패시턴스를 통해 화소 전극으로 가게되는 바람직하지 못한 상태가 일어나지 않는다. 따라서 주사선의 수는 1000 또는 그 이상으로 증가되도록 한다.

제21도는 본 발명의 제8실시예에 따른 액티브 매트릭스 구동형 LCD의 구조를 나타낸 도면이다.

본 실시예에 따르면, 각각의 선형 광원(Y₁, Y₂, …, Y_n), 예컨대 선형 광원(Y)은 그의 양쪽 단부에 발광부(321 및 321a)를 포함한다. 각 발광부(321 및 321a)는 예컨대 전계 발광(EL) 소자로 구성된다. 제21도에 도시된 바와 같이 선형 광원의 전극(323 및 327)과 반대쪽에 있는 단부에 전극(323a 및 327a)을 마련해준다.

이로인해 선형 광원의 광도가 크게 향상될 수 있다. 본 실시예의 제조공정, 구조 및 작동에 관한 것은 전술한 상이점을 제외하고는 제19도 및 20도에 나와 있는 제7실시예에 관한 것과 동일하다.

제22도는 본 발명의 제9실시예에 따른 액티브 매트릭스 구동형 LCD의 구조를 나타낸 평면도이다. 제23도는 제22도의 J-J선상에서 절취한 단면도이다.

제22도의 평면도에는 유리 기판(471), 투명 전극(472), 배향층(473), 밀봉 부재(474), 배향층(479) 및 액정층(480)이 도시되어 있지 않으나, 제23도에는 이들이 도시되어 있다.

제22도와 제23도에 도시된 바와 같이 다수의 선형 광원(Y₁, Y₂, …, Y_n)이 제22도의 Y(세로) 방향을 따라 유리 기판(475)위에 배열된다. 이러한 선형 광원 위에는 다수의 선형 전극(X₁, X₂, …, X_m)이 제22도의 X(수직) 방향을 따라 배열된다. 선형 전극들은 예컨대 직각으로 선형 광원들과 교차된다.

각각의 선형 광원들(Y₁, Y₂, …, Y_n), 예컨대 선형 광원(Y₁)은 발광부로 작용하는 LED(발광 다이오드) 배열(461)와 광파관(463)으로 구성된다. 발광부를 활성화시킴으로써 선형 광원(Y₁)은 성형 광선을 방사하는 역할을 하게된다.

선형 광원(Y₁, Y₂, …, Y_n)과 선형 전극(X₁, X₂, …, X_m)의 각 교차부에서, 즉 선형 광원(Y₁, Y₂, …, Y_n)과 선형 전극(X₁, X₂, …, X_m)의 각 교차부 근처에서 광 스위치 소자를 제공한다. 광 스위치 소자는 광전층으로 이루어진다. 선형 전극(X₁, X₂, …, X_m) 및 액정과 같은 표시 매체를 구동시키기 위한 화소 전극(465)을 동일 수준상에 형성한다. 광 스위치 소자는 선형 전극(X₁, X₂, …, X_m)과 화소 전극(465) 사이에 마련해준다. 예컨대 선형 광원(Y₁)과 선형 전극(X₁)의 교차 부분에서 광 스위치 소자(464)를 선형 전극(X₁)과 화소 전극(465) 사이에 제공한다.

광이 광 스위치 소자(464)에 비춰지면, 즉 선형 광원(Y₁)이 발광하게 되면 스위치 소자(464)가 그의 전기 저항을 감소시켜서 신호를 선형 전극(X₁)으로부터 화소 전극(465)에 까지 인가할 수 있게 된다.

광파관(463)은 아래에 기술된 공정에 따라 형성된다.

먼저, 유리 기판(475)위에 에폭시 수지를 코팅시킨다. 에폭시 수지의 피막은 피복층(476)의 역할을 한다. 광중합 단량체(아크릴레이트)가 함유된 비스페놀-Z-폴리카르보네이트(PCZ) 막을 용액 주형법을 사용하여 에폭시 수지위에 형성시킨다. 선형 광마스크를 통해 PCZ막을 선택적으로 중합시킴으로써 PCZ층을 중심층(477)으로서 형성시키고 PCZ보다 작은 굴절율을 갖는 폴리아크릴레이트와 PCZ의 중합 부분을 피복층(476)으로서 형성시킨다. 에폭시 수지를 보호층으로서 코팅함으로써 광파관(463)이 형성된다. 그런다음, 광스위치 소자(464), 화소 전극(465) 및 배향층(479)을 제19도 및 20도에 도시된 제7실시예와 동일한 공정에 의하여 광파간(463)위에 형성시킨다.

광파관용으로 예컨대 이온교환법에 의하여 형성된 유리 광파관을 사용할 수가 있다. 이와는 달리 SELFOK 렌즈(분포 지수 렌지)를 사용할 수도 있다.

본 실시예에서는 LED 배열(461)과 광파관(463)을 광학 섬유 배열(462)에 의해 결합시킨다.

다른 유리 기판(471)위에 투명 전극(472)을 마련해준다. 투명 전극(472)은 ITO를 유리 기판(471)위에 스퍼터링함으로써 형성된다. 투명 전극(472)이에 배향층(473)을 형성시킨다. 이러한 배향층(473)은 방적기를 사용하여 형성된 폴리이미드 막을 연마함으로써 만들어진다.

몇개의 층이 위에 형성되어진 기판들 사이에 다수의 스페이서(도시되지 않음)을 배치한다. 두 기판 사이에 놓여진 밀봉 부재(474)를 통하여 양쪽 기판을 붙인다. 그런다음 밀봉 부재(474)와 양쪽 기판 사이에서 경계가 정해진 공간속에 액정을 사출시켜 액정층(480)을 형성시킨다.

본 실시예의 다른 제조공정, 구조 및 작동형식은 전술한 상이점을 제외하고는 제19도와 20도에 도시된 제7실시예와 동일하다.

전술한 기재사항으로 보아 명백히 알 수 있듯이, 본 실시예에 따른 액티브 매트릭스 구동형 LCD는 스위치가 TFT 소자처럼 각 화소에 마련되는 구조를 갖는다. 이러한 구조는 화상을 하이 콘트라스트로 표시할 수 있게 해준다. 더나아가 주사 신호는 광선이기 때문에, TFT 소자와는 달리 주사 신호(게이트 신호)가 소자 커패시턴스를 통해 화소 전극으로 기재되는 바람직하지 못한 상태가 일어나지 않는다. 따라서, 주사선의 수는 1000 또는 그 이상으로 증가되도록 한다.

제24도는 본 발명의 제10실시예에 따른 액티브 매트릭스 구동형 LCD이 구조를 나타낸 평면도이고, 제25도는 제24도의 K-K선상에서 절취한 단면도이다.

제24도에는 섬유 기판(591b), 배향층(500a 및 500b), 투명전극(501), 차광층(502), 밀봉 부재(503) 및 액정층(504)이 도시되어 있지 않으나, 제25도에는 이들이 도시되어 있다.

제24도의 제25도에 도시된 바와 같이 다수의 선형 광원(Y₁, Y₂, …, Y_n)이 제24도의 Y(세로) 방향을 따라 섬유 기판(591a)위에 배열된다. 다수의 선형 전극(X₁, X₂, …, X_m-1, X_m)이 제24도의 X(수직) 방향을 따라 배열된다. 선형 전극들은 예컨대 직각으로 선형 광원들과 교차된다.

각각의 선형 광원들(Y₁, Y₂, …, Y_n), 예컨대 선형 광원(Y₂)은 발광부(581)와 광을 발광부(581)로부터 통과시키기 위한 광파관(582)으로 구성된다. 발광부(581)는 예컨대 전기 발광(EL) 소자로 이루어진다. 발광부(581)를 활성화시킴으로써 선형 광원(Y₂)은 선형 광선을 방사하는 역할을 하게 된다. 또한 모든 선형 광원들(Y₁, Y₂, …, Y_n)을 발광 지역으로 사용할 수 있다.

발광부(581)와 광파관(582)은 다음과 같은 공정으로 형성시킨다.

알루미늄(Al)층을 전자 비임(EB) 증착법에 의하여 섬유 기판(591a)에 형성시킨다. 그런다음 전극(592)을 형성시키기 위하여 알루미늄층 위에 에칭 처리를 실시한다. 전극(592)은 평행으로 배열된 짧은 스트립으로 형성시킨다. 전극(592)은 그의 필수적 역할로서, 이른바 전극으로뿐만 아니라 소자의 아랫부분으로부터 광도전층으로까지 투사되는 광(외광)을 차단하는, 즉 차광층으로도 작용한다.

그다음, 하부 절연층(593)을 섬유 기판(591a)과 전극(592)의 일부에 형성시킨다. 하부 절연층(593)은 이산화실리콘(SiO₂) 또는 질화실리콘(Si₂N₃)을 스퍼터링으로써 부착된다. 이후 발광층(594)을 하부 절연층(593)위에 적층시킨다. 발광층(594)을 형성시키기 위해서는 전자 비임(EB) 증착법에 의해 0.5%의 망간(Mn)을 첨가하면서 황화아연(ZnS) 층을 형성시키고, 형성된 황화아연(ZnS)층을 진공 가열 및 에칭 처리에 의하여 선형 패턴화를 시켜야 한다.

에칭 처리를 실시하기 위해서는 발광층(594)에 절결부(594e)를 제공하는 것이 좋다. 그 이유는, 절결부(594e)를 제공함으로써 발광층(594) 바깥으로 방사된 광의 양이 증가되어 광 이용률을 증가시키기 때문이다.

그런다음 상부 절연층(595)을 형성시킨다. 이러한 상부 절연층(595)은 질화실리콘(Si₂N₃) 또는 산화알루미늄(Al₂O₃)을 스퍼터링함으로써 발광층(594) 위에 증착시킨다. 상부 절연층(595) 위에 전극(596)을 전극(592)과 반대위치로 형성시킨다. 이러한 전극(596)은 상부 절연층(595)의 일부위에 알루미늄층의 전자 비임(EB) 증착을 실시함으로써 형성된다.

이들 전극(592 및 596)을 형성시키기 위하여 알루미늄(Al) 이외에 몰리브덴(Mo)과 같은 금속을 사용할 수 있다. 특히 전극(596)을 형성시키기 위해서는 인듐-티탄 산화물(ITO)을 사용할 수 있다. 하부 및 상부 절연층(593 및 595)을 형성하기 위해서는 SiO₂, Si₂N₃및 Al₂O₃이외에 질화실리콘 그룹(SiNx), 스트론튬티탄 산화물(SrTiO₃) 또는 바륨탄탈 산화물(BaTa₂O₆)을 사용할 수 있다. 발광층(594)을 형성하기 위해서는 ZnS 이외에 셀렌화아연(ZnSe)을 형성시킬 수 있다.

선형 광원(Y₁, Y₂, …, Y_n)과 선형 전극(X₁, X₂, …, X_m)의 각 교차부에서, 즉 선형 광원(Y₁, Y₂, …, Y_n)과 선형 전극(X₁, X₂, …, X_m)의 각 교차부 근처에서 광 스위치 소자를 제공한다. 광 스위치 소자는 광전층으로 이루어진다. 선형 전극(X₁, X₂, …, X_m) 및 액정과 같은 표시 매체를 구동시키기 위한 화소 전극(599)을 동일 수준상에 형성한다. 광 스위치 소자는 선형 전극(X₁, X₂, …, X_m)과 화소 전극(599) 사이에 각각 마련해준다. 예컨대 선형 광원(Y₂)과 선형 전극(X₁)의 교차 부분에서 광 스위치 소자(583)를 선형 전극(X₁)과 화소 전극(599) 사이에 제공한다.

플라즈마 CVD(화학 증착)법을 이용하여 수소화 무정형 실리콘(a-Si : H)막을 형성시키고 a-Si : H 막을 패턴화함으로써 광도전층을 형성시킨다. 이후, 상부 절연층(595) 위에 선형 전극(X₁, X₂, …, X_m)을 형성시키기 위하여 전자 비임(EB) 증착법 및 금속막 패턴화에 의하여 알루미늄(Al)형 금속막을 형성시킨다. 그런다음 상부 절연층(595) 위에 ITO를 스퍼터링시키고 ITO-스퍼터링된 층을 패턴화시킴으로써 화소 전극(599)을 형성시킨다.

광이 광 스위치 소자(583)에 비춰지면 광 스위치 소자(583)가 그의 전기 저항을 감소시켜서 신호를 선형 전극(X₁)으로부터 화소 전극(599)에 까지 인가하게 된다.

이들 층위에 배향층(500a)을 형성시킨다. 이러한 배향층(500a)은 스피너를 사용하여 형성된 폴리이미드막을 연마함으로써 만들어진다.

섬유판으로 제조된 다른 섬유 기판(591b)위에 투명 전극(501)을 마련해준다. 투명 전극(501)은 ITO를 섬유 기판(591b)위에 스퍼터링함으로써 형성된다. 그런다음, 반대편 섬유 기판(591a)위에 형성된 광 스위치 소자(583)의 패턴에 매치시키는 방식으로 차광층(502)을 투명 전극(501)위에 형성시킨다. 차광층(502)은 전자 비임(EB) 증착법을 사용하여 알루미늄(Al)을 증착시킴으로써 형성된다.

차광층(502)을 형성시키기 위하여 알루미늄(Al) 이외에 몰리브덴(Mo)과 같은 금속, 유기 안료 분산형 수지 또는 무기 안료 분산형 수지를 사용할 수 있다

그러한 투명 전극(501)과 차광층(502)위에 배향층(500b)을 형성시킨다. 이러한 배향층(500b)은 스피너를 사용하여 형성된 폴리이미드 막을 연마함으로써 만들어지낟.

몇개의 층이 위에 형성되어진 기판들 사이에 다수의 스페이서(도시되지 않음)를 배치한다. 두 기판 사이에 놓여진 밀봉 부재(503)를 통하여 양쪽 기판을 붙인다. 그런다음 밀봉 부재(503)와 양쪽 기판 사이에서 경계가 정해진 공간속에 액정을 사출시켜 액정층(504)을 형성시킨다.

액정층(504)의 두께는 약 5㎛이다. 액정층(504)의 표시 양식은 트위스트 네마틱(TN) 노말 화이트형이다. 액정 재료용으로는 예컨데 PCH(페닐시클로헥산온) 액정 XLI-1565(제조원 : Merk Co., Inc.)가 사용된다. 이러한 액정을 진공속에서 사출시켜 액정층(504)을 형성시킨다.

광 주사를 실시하기 위하여 선형 광원(Y₁, Y₂, …, Y_n)을 Y₁에서부터 Y_n으로 차례차례 활성화시킨다. 광 주사에 상응되는 전기 신호를 선형 전극(X₁, X₂, …, X_m)의 인가에 인가한다. 선형 광원(Y₁, Y₂, …, Y_n)이 발광(활성화)하게 되는 동안, 활성화된 선형 광원위에 위치한 광 스위치 소자를 작동시킨다. 그 결과 선형 전극(X₁, X₂, …, X_m)은 각기 화상을 스크린에 나타내기 위해 전기 신호를 해당 화소 전극에 인가하는 역할을 하게 된다.

전술한 기재사항으로 보아 명백히 알 수 있듯이, 본 실시예에 따른 액티브 매트릭스 구동형 LCD는 스위치가 TFT 소자처럼 각 화소에 마련되는 구조를 갖는다. 이러한 구조는 화상을 하이 콘트라스트로 표시할 수 있게 해준다. 더나아가 주사 신호는 광선이기 때문에, TFT 소자와는 달리 주사 신호(게이트 신호)가 소자 커패시턴스를 통해 호소 전극으로 가게되는 바람직하지 못한 상태가 일어나지 않는다. 따라서 주사선의 수는 1000 또는 그 이상으로 증가되도록 한다.

더우기 본 실시예에서는 섬유 기판이 사용되기 때문에, 비스듬한 위치로부터 투사되는 광을 차단할 필요없이 광 스위치 소자 주위에 노출된 광을 차단하기만 하면된다.

제26도는 본 발명의 제11실시예에 따른 액티브 매트릭스 구동형 LCD의 구조를 나타낸 평면도이고, 제27도는 L-L선상에서 절취한 단면도이다.

제26도의 평면도에는 섬유판(621b), 차광층(622b), 배향층(630a 및 630b), 투명 전극(631), 밀봉 부재(632) 및 액정층(633)이 도시되어 있지 않으나, 제27도에는 이들이 도시되어 있다.

제26도와 제27도에 도시된 바와 같이 다수의 선형 광원(Y₁, Y₂, …, Y_n)이 제26도의 Y(세로) 방향을 따라 섬유 기판(621a) 위에 배열된다. 다수의 선형 전극(X₁, X₂, …, X_m-1, X_m)이 제26도의 X(수직) 방향을 따라 배열된다. 선형 전극들은 예컨대 직각으로 선형 광원들과 교차된다.

각각의 선형 광원들(Y₁, Y₂, …, Y_n), 예컨대 선형 광원(Y₂)은 발광부와 선형 광파관(613)으로 구성된다. 발광부는 LED(광-방사 다이오드) 배열(611)과 광학 섬유 배열(612)로 이루어진다. 선형 광파관(613)은 발광부로부터 광을 투과시킨다. 발광부를 활성화시킴으로써 선형 광원(Y₂)은 선형 광선을 방사하는 역할을 하게 된다. 이와는 달리 모든 선형 광원들(Y₁, Y₂, …, Y_n)을 발광 지역으로 사용할 수 있다.

광파관(613)은 다음과 같은 공정으로 형성시킨다.

먼저 알루미늄(Al)층을 전자 비임(EB) 증착법에 의하여 섬유 기판(621a)에 증착시킴으로써 차광층(622s)을 형성시킨다. 이같은 차광층(622a)은 소자의 아랫쪽으로부터 상부에 위치한 광전층으로까지 투시되는 광(외광)을 차단하는 역할을 한다. 차광층(622a)의 패턴은 광전층의 패턴과 매치되도록 형성된다.

차광층(622a)을 형성시키기 위하여 알루미늄(Al) 이외에 몰리브덴(Mo)과 같은 금속, 유기 안료 분산형 수지 또는 무기 안료 분산형 수지를 사용할 수 있다.

본 실시예에서는 차광층(622a)이 광전층과 비슷한 패턴을 포함한다. 그러나 차광층(622a)은 제25도에 나와있는 제10실시예에서 차광층으로 작용하는 전극(592)과 같이 스트립으로 형성시킬 수도 있다.

그 다음엔, 피복층(623)을 형성시키기 위해서 스피너를 사용하여 섬유 기판(621a)과 차광층 위에 에폭시 수지를 코팅시킨다. 광중합 단량체(아크릴레이트, 예컨대 메타크릴레이트)가 함유된 PCZ막을 용액 주형법을 사용하여 에폭시 수지위에 형성시킨다. 선형 광마스크를 통해 PCZ막을 선택적으로 중합시킴으로써 PCZ층을 중심층(624)으로서 형성시키고 PCZ보다 작은 굴절율을 갖는 폴리아크릴레이트와 PCZ의 혼합체를 피복층(623)으로서 형성시킨다. 피복층(623)과 중심층(624)은 서로 줄무늬로 형성시킨다. 표면층(626)을 만들기 위해 에폭시 수지를 코팅함으로써 광파관(613)이 형성된다.

광 스위치 소자에 광을 인가하기 위해 에칭 처리를 실행함으로써 광 스위치소자에 적합한 광파관(613)의 표면상에 홈을 낼 필요가 있다.

광파관으로는 양자택일적으로 이온 교환법에 의해 형성된 유리 광파관이나 다른 광파관을 사용할 수 있다.

본 실시예에서, LED 배열(611)과 광파관(613)은 광학 섬유 배열(612)을 통하여 접속되고 있다. 그러나 광학 섬유 배열(6122) 대신 셀포크(SELFOK) 렌즈(분산액 인덱스 렌즈)등이 사용될 수 있다.

선형 광원들(Y₁, Y₂, …, Y_n)과 선형 전극들(X₁, X₂, …, X_m-1, X_m)의 각 교차 영역, 즉 선형 광원들(Y₁, Y₂, …, Y_n)과 선형 전극들(X₁, X₂, …, X_m-1, X_m)의 각 교차 영역과 인접하여 광 스위치 소자가 제공된다. 광 스위치 소자는 자동전층으로 구성된다. 액정과 같은 표시 매체를 구동하기 위한 선형 전극들(X₁, X₂, …, X_m-1, X_m) 및 화소 전극(629)을 표면층(626) 상에 형성시킨다. 광 스위치 소자들은 선형 전극들(X₁, X₂, …, X_m-1, X_m)과 화소 전극(629) 사이에 각각 제공된다. 예컨대 선형 광원(Y₂)과 선형 전극(X₁)의 교차 영역에서, 광 스위치 소자(627)는 선형 전극(X₁)과 화소 전극(629) 사이에 제공된다.

플라즈마 CVD(화학적 증착)법으로 수소화된 비정질 실리콘(a-Si : H)막을 형성한 다음 (a-Si : H)막을 패턴화시킴으로써 광도전층을 제조한다. 이어 표면층(626)상에 선형 전극들(X₁, X₂, …, X_m-1, X_m)을 형성하기 위해, 전자 비임(EB) 증착법에 의해 알루미늄 같은 금속막을 형성시킨 다음 이 금속막을 패턴화시킨다. 이어 표면층(626)상에 ITO를 스퍼터링시키고 이 ITO-스퍼터링된 층을 패턴화시켜 화소 전극(629)을 형성한다.

광이 광 스위치 소자(627)에 인가되면, 광 스위치 소자(627)는 전기 저항을 감소시키게 되고 그 결과 신호를 선형 전극(X₁)으로부터 화소 전극(629)으로 인가하게 된다.

상기 층들위에 배향층(630a)을 형성시킨다. 이 배향층(630a)은 방적기로 형성된 폴리이미드 막을 문질러서 제조한다.

섬유판으로 제조된 다른 섬유 기판(621b)상에 투명 전극(631)을 제공한다. ITO를 섬유 기판(621b)에 스퍼터링시키는 것에 의해 상기 투명 전극(631)을 증착시킨다. 이어 대향하는 섬유 기판(621a)상에 형성된 광 스위치 소자(627)와 차광층(622a)의 패턴에 적합하도록 투명 전극(631)상에 차광층(622b)을 형성시킨다. 전자 비임(EB)증착법으로 알루미늄(Al)을 증착시킴으로써 차광층(622b)을 형성시킨다.

차광층(622b)을 형성시키기 위해, 알루미늄(Al) 이외에 몰리브덴(Mo)과 같은 금속, 유기 안료 분사형 수지 또는 무기 안료 분산형 수지를 사용할 수 있다.

상기 투명 전극(631)과 차광층(622b)상에 배향층(630b)을 형성시킨다. 이 배향층(630b)은 방적기로 형성된 폴리이미드 막을 문질로서 제조한다.

위에 형성된 몇개 층을 갖는 기판 사이에 복수개의 스페이서(도시되지 않음)을 배치시킨다. 양쪽 기판들을 그 사이에 놓인 밀봉 부재(632)를 통하여 붙인다. 이어 액정층(633)을 형성시키기 위해 양쪽 기판들과 밀봉 부재(632) 사이에 경계를 갖는 틈으로 액정을 주입시킨다.

액정층(633)의 두께는 약 5㎛이다. 액정층(633)의 표시 모우드는 트위스티드 네마틱(TN) 표준 백색형이다. 액정 재료로서는 예컨대 PCH 액정 ZLI-1565(머크 컴패니 인코포레이티드 제품)를 사용한다. 액정층(633)을 형성시키기 위해 액정을 진공에 주입시킨다.

광 주사 시키기 위해, 선형 광원들(Y₁, Y₂, …, Y_n)을 (Y₁)으로부터 (Y_n)으로 순차적으로 활성화시킨다. 광 주사에 상응하는 전기 신호를 각 선형 전극들(X₁, X₂, …, X_m-1, X_m)에 인가한다. 선형 광원들(Y₁, Y₂, …, Y_n)이 발광(활성화)되면, 활성화된 선형 광원들위에 위치한 광 스위치 소자들이 동작하게 된다. 따라서 선형 전극들(X₁, X₂, …, X_m-1, X_m)은 스크린상에 화상을 각기 나타내기 위해 전기 신호들을 상응하는 화소 전극들로 인가하는 작용을 한다.

상기 설명으로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 실시예에 따른 액티브 매트릭스 구동형 LCD는 TFT 소자와 같이 각 화소에 대하여 1개의 스위치가 제공된 구조를 갖는다. 이 구조에 의해 하이 콘트라스트의 화상에 표시할 수 있다.

또한 TFT 소자와는 달리 주사 신호가 광선이기 때문에 주사 신호(게이트 신호)가 소자 커패시턴스를 통하여 화소 전극들로 보내질 때 소망스럽지 않은 상태를 전혀 나타내지 않는다. 그러므로 주사선의 갯수는 1000 또는 그 이상으로 증가될 수 있다.

또한, 본 실시예에서는 섬유 기관이 사용되기 때문에, 비스듬한 위치로부터 입사된 광을 차단함없이 광 스위치 소자 주위에 누출된 광을 차단할 필요가 있다.

제28도는 본 발명의 제12실시예에 따른 액티브 매트릭스 구동형 LCD의 구조를 나타내는 제24도의 K-K선 단면도이다.

본 발명의 실시예에 따른 액티브 매트릭스 구동형 LCD의 제조 공정, 구조 및 동작은 제24도와 제25도의 제10실시예의 것과 근본적으로 동일하다. 제24도와 제25도에 도시한 것과 동일한 제28도에서의 부재는 동일한 참조 번호를 갖는다.

제28도에 도시된 바와 같이, 본 제12실시예에가 제24도와 제25도에 도시된 제10실시예와 다른 점은 장치의 최외부 즉 섬유 기판(591b)의 외면에 차광층(522)이 형성되어 있는 점이다.

제10실시예와 같이, 전극(592)으로부터 배향층(500a)까지의 층들을 섬유기판(591a)상에 순차적으로 형성시킨다.

이어 ITO를 섬유기판(591a)상에 스퍼터링시킴으로써 투명전극(501)을 형성시킨다. 이들 층위에 배향층(550b)을 형성시킨다. 이 배향층(550b)은 방적기로 형성된 폴리이미드막을 문질러서 제조한다.

전자 비임(EB) 증착법으로 알루미늄(Al)을 투명 전극(501)과 배향층(550b)에 대한 섬유 기판(591b)의 배향면에 증착시킴으로써 차광층(552)을 형성시킨다. 차광층(552)을 형성시키기 위해, 대향하는 섬유 기판(591a)상에 형성된 광도전층으로 구성된 관 스위치 소자(583)의 패턴에 맞게 Al층을 에칭시킨다.

차광층(552)을 형성시키기 위해서는 알루미늄(Al) 이외에 몰리브덴(Mo)과 같은 금속, 유기 안료 분산형 수지 또는 무기 안료 분산형 수지를 사용할 수 있다.

위에 형성된 수지 층을 갖는 기판 사이에 복수개의 스페이서(도시되지 않음)를 배치시킨다. 양쪽 기판은 그 사이에 놓인 밀봉 부재(503)를 통하여 붙인다. 이어 액정층(504)을 형성시키기 위해 양쪽 기판과 밀봉 부재(503) 사이에 경계를 갖는 틈으로 액정을 주입시킨다.

상기 설명으로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 실시예에 따른 액티브 매트릭스 구동형 LCD는 TFT 소자와 같이 각 화소에 대개 1개의 스위치가 제공된 구조를 갖는다. 이 구조로써 하이 콘트라스트이 화상을 표시할 수 있다. 또한 주사 신호가 TFT 소자와는 달리 광선이기 때문에 주사 신호(게이트 신호)가 소자 커패시턴스를 통하여 화소 전극으로 보내질 때 소망스럽제 않은 상태를 전혀 나타내지 않는다. 그러므로 주사선의 갯수는 1000 또는 그 이상으로 증가될 수 있다.

또한, 본 실시예에서는 섬유 기판이 사용되기 때문에 비스듬한 위치로부터 입사된 광을 차단함 없이 광 스위치 소자 주위에 누출된 광을 차단할 필요가 있다.

차광층이 장치의 최외부에서 형성되기 때문에, 액정이 주입된 셀(Cell)중의 투명 전극(501)에스 레벨 차가 없어 제조 공정을 보다 더 단순화시킨다.

제29도는 본 발명의 제13실시예에 따른 액티브 매트릭스 구동형 LCD를 나타내는 제26도의 L-L선 단면도이다.

본 실시예에 따른 액티브 매트릭스 구동형 LCD의 제조 공정, 구조 및 동작은 제26도와 제27도에 도시된 제11실시예의 것과 근본적으로 동일하다. 제26도 및 제27도에 도시된 것과 동일한 제29도에서의 부재는 동일한 참조 번호를 갖는다.

제29도에 도시된 바와 같이, 본 실시예가 제26도와 제27도에 도시된 제11실시예와 다른 장치의 최외부, 즉 섬유 기판(621a) 및 (621b)의 외부에 제11실시예에서의 차광층(622a) 및 (622b) 대신 차광층(662a) 및 (662b)이 형성되어 있는 점이다.

차광층(662a)은 기판위에 형성된 피복층(623)에 대하여 섬유 기판(621a)의 대향면에 전자 비임(EB) 증착법으로 알루미늄(Al)을 증착시킴으로서 형성된다. 차광층(662)은 기판위에 형성된 투명 전극(631)에 대한 섬유 기판(621b)에 대향면에 전자 비임(EB) 증착법으로 알루미늄(Al)을 증착시킴으로써 형성시킨다. 이들 차광층(662) 및 (662b)을 형성시키기 위해, 섬유 기판(621a)상에 형성된 광도전층으로 구성된 광 스위치 소자(627)의 패턴에 맞게 Al층을 에칭시킨다.

제26도와 제27도에 도시된 제11실시예와 같이, 제26도에 도시된 광파관(613)에 상응하는 피복층(623), 중심층(624), 표면층(626), 및 배향층(630a)을 후면에 차광층(662a)을 갖는 섬유 기판(621a)상에 형성시킨다.

이어, 후면에 형성된 차광층(662b)을 갖는 섬유 기판(621b)상에 ITO를 스퍼터링시킴으로써 투명 전극(631)을 형성시킨다.

이어, 배향층(630b)을 투명 전극(631)에 형성시킨다. 이 배향층(630b)은 방적기로 형성된 폴리이미드막을 문질리서 제조한다.

제13실시예의 제조 공정, 구조 및 동작은 제26도와 제27도에 도시된 제11실시예의 것과 동일하다.

상술한 것으로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 실시예에 따른 액티브 매트릭스 구동형 LCD는 TFT 소자와 같이 각 화소에 대하여 1개의 스위치가 제공된 구조를 갖는다. 이 구조로써 하이 콘트라스트의 화상의 표시할 수 있다. 또한 주사 신호가 TFT 소자와는 달리 광선이기 때문에 주사 신호(게이트 신호)가 소자 커패시턴스를 통하여 화소 전극에 들어갈 때 바람직하지 않은 상태를 전혀 나타내지 않는다. 따라서 주사선의 갯수는 1000 또는 그 이상으로 증가될 수 있다.

또한, 본 실시예에서는 섬유 기판이 사용되기 때문에, 비스듬한 위치로부터 입사된 광을 차단함없이 광 스위치 소자 주위에 누출된 광을 차단할 필요가 있다.

차광층이 장치의 최외부에서 형성되기 때문에, 표면층에 대한 피복층을 형성하는데 있어서 레벨차가 감소되므로 제조 공정을 보다 더 단순화시키게 된다.

제30도는 본 발명의 제14실시예에 따른 액티브 매트릭스 구동형 LCD의 구조를 나타내는 제26도의 L-L선 단면도이다.

제30도는 본 발명의 본 실시예가 제26도와 제27도에 도시된 제11실시예와 다른 점은 제11실시예에서의 차광층(787a)과 (787b) 대신 차광층(787a)과 (787b)가 장치의 최외부 즉 섬유 기판(781a)과 (781b)의 외면에 각각 형성되어 있고 또 제11실시예에서의 발광관(61 대신 광파관(793)이 섬유 기판(781a)의 외면에 형성되어 있다.

먼저 광도전층으로 구성된 광 스위치 소자(782)를 섬유 기판(781a)위에 형성시킨다. 광 스위치 소자(782)를 형성시키기 위해, 플라즈마 CVD법으로 섬유 기판(781a) 상리 (a-Si-H)막을 피복시칸 다음(a-Si : H)막을 패턴화하기 위해 에칭시킨다.

이어 알루미늄(Al)가 같은 금속을 전자 비임(EB) 증착법으로 광 스위치 소자(782)상에 선형 전극(X₁)으로 형성시키고 또 패턴화시킨다.

스퍼터링법으로 ITO막을 섬유 기판(781a)상에 증착시키고 또 화소 전극(784)을 형성시키기 위해 패턴화 시킨다.

이들 층위에 배향층(785a)을 형성시킨다. 이 배향층은 방적기로 형성된 폴리이미드 막을 문질러서 제조한다.

이어 투명 전극(786)을 섬유 기판(781a)에 대향하는 섬유 기판(781b)상에 형성시킨다. 이 투명 전극(786)위에 배향층(785b)을 형성시킨다.

섬유 기판(781b)상에 ITO를 스퍼터링함으로써 투명 전극(786)을 형성시킨다. 방적기로 형성된 폴리이미드 막을 문질러서 배향층(785b)을 제조한다.

몇개 층이 그 위에 형성된 기판들 사이에 복수개의 스페이서(도시되지 않음)를 배치시킨다. 양쪽 기판은 밀봉 부재(788)를 통하여 붙인다. 이어, 액정층(789)을 형성하기 위해 밀봉 부재(788)와 기판 사이에 경계를 갖는 틈으로 액정을 주입한다.

이 액정층(789)의 두께는 약 5㎛이다. 이 액정층(789)의 표시 모우드는 트위스티드 네마틱(TN) 표준 백색형이다. 액정 물질로서는 예컨대 PCh(페닐시클로헥산온) 액정 ZL8I-1565(머크 캠패니 리미티드 제품)를 사용한다. 이 액정은 액정층(789)을 형성하기 위해 진공에 주입한다.

다음에 섬유 기판(781b)을 외면에 차광층(781a)을 형성시킨다. 전자 비임(EB) 증착법으로 알루미늄(Al)을 증착시키고 또 그것을 패턴화시키기 위해 알루미늄막(Al)을 에칭시킴으로써 차광층(787b)을 형성시킨다.

차광층(787b)의 패턴은 예컨대 광 스위치 소자의 패턴에 맞게 형성한다.

광파관(793)과 차광층(787b)을 섬유 기판(781a)의 외면에 형성시킨다.

즉, 광중합성 단량체(아크릴레이트, 예컨 메틸 아크릴레이트)를 함유하는 PCZ막을 용액 주조법으로 섬유기판(781a)상에 형성시킨다. 선형 광마스크를 통하여 PCA막을 선택적으로 중합시킴으로써 PCZ층을 중심층(790)으로 형성시키고 또 PCZ과 PCZ보다 작은 굴절률을 갖는 폴리아크릴레이트의 혼합물을 피복층(791)으로 형성시킨다. 이 피복층(791)과 중심층(790)을 각각 스티립으로 형성시킨다. 이어 표면층(792)을 형성시키기 위해 에폭시 수지 막을 피복함으로써 광파관(793)을 형성시킨다.

광파관으로서는 양자택일적으로 이온 교환법으로, 형성된 유리 광파관 또는 다른 광파관을 사용할 수 있다. 본 실시예에 따르면, 섬유 기판(781a)은 광파관(793)의 중심층(790)의 굴절률과 동일하거나 그 이상의 굴절률을 가지므로 광파관(793)을 통과한 광은 광 스위치 소자(782)에 들어갈 수 있다.

전자 비임(EB) 증착법으로 알루미늄(Al)을 증착시키고 또 알루미늄(Al)막을 패턴화시킴으로써 표면층(792)이에 차광층(787a)을 형성시킨다. 차광층(787a)을 형성시키기 위해, 알루미늄(Al)이외에 몰리브덴(Mo)과 같은 금속, 유기 안료 분산형 수지, 무기 안료 분산형 수지를 사용할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 실시예는 섬유 기판의 외면에 형성된 광파관과 차광층을 제공한다. 따라서, 광도전층과 전극(증착 또는 에칭법으로)을 제조하기 위한 필수 조건을 현저히 감소시킬 수 있다.

본 실시예는 제26도와 제27도에 도시된 제11실시예에서와 동일한 방식으로 동작한다.

상술한 것으로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 실시예에 따른 액티브 매트릭스 구동형 LCD는 TFT 소자와 같이 각 화소에 대하여 1개의 스위치가 제공된 구조를 갖는다. 이 구조로써 하이 콘트라스트의 화상을 표시할 수 있다. 또한 주사 신호가 TFT 소자와는 달리 광선이기 때문에, 주사 신호(게이트 신호)가 소자 커패시턴스를 통하여 화소 전극으로 보내질 때 바람직하지 않은 상태를 전혀 나타내지 않는다. 따라서 주사선의 갯수는 1000 또는 그 이상으로 증가될 수 있다.

또한, 본 실시예에서는 섬유 기판이 사용되기 때문에, 비스듬한 위치로부터 입사된 광을 차단하지 않고 광 스위치 소자 주위에 누출된 광을 차단할 필요가 있다.

제31도는 본 발명의 제15실시예에 따른 액티브 매트릭스 구동형 LCD를 나타내는 단면도이다.

제31도에 도시된 바와 같이, 각 선형 광원들은 LED배열(810)과 광파관(803)으로 구성된다.

차광층(802b)은 광도전층으로 구성된 광 스위치 소자(812)상의 유리 기판(801b)으로부터 들어간 외부 광의 악영향을 피하기 위해 유리 기판(801b)상에 형성된다. 차광층(802a)은 광 스위치 소자(812)상의 유리 기판(801a)으로부터 들어간 외부 광의 악영향을 피하기 위해 유리 기판(801a)상에 형성된다.

장치의 제조 방법을 다음에서 설명한다.

알루미늄(A1)과 같은 금속을 전자 비임(EB) 증착법으로 유리 기판(801b)상에 증착시킨다. 차광층(802b)을 형성시키기 위해 상기 막을 패턴화시킨다. 이어 피복층(804)을 형성시키기 위해, 섬유 기판(801b)과 차광층(802b)상에 에폭시 수지를 피복시킨다. 이 피복층(804)막상에 용액 주조법으로 광 중합성 단량체(아크릴레이트)를 함유하는 PCZ막을 형성시킨다. 선형 광마스크를 통하여 PCZ막을 선택적으로 중합시킴으로써 PCZ층을 중심층(805)으로 형성시키고 또, PCZ과 아크릴레이트의 중합부분을 피복층으로 형성시킨다. 표면층(806)을 형성시키기 위해, 에폭시 수지막을 피복함으로써 광파관(803)을 형성시킨다.

이어, 스퍼터링법으로 ITO를 증착시키고 또 ITO막을 패턴화시킴으로써 선형 전극(811)을 형성시킨다. ITO를 증착시킴으로써 광 스위치 소자(812)와 표면층(806)상에 화소 전극(813)을 형성시킨다. 이어 화소 전극(813)상에 폴리이미드 막을 피복시키고 또 배향층(807b)을 형성하기 위해 문지럼 처리를 행한다.

즉, 광파관(803)으로 구성된 선형 광원 및 선형 전극(811)의 교차 영역 옆에 광도전층으로 구성된 광 스위치 소자(812)를 제공한다. 액정과 같은 표시 매체를 구동하기 위한 선형 전극(811)과 화소 전극(813)을 표면층(808)상에 형성시킨다. 선형 전극(811)과 화소 전극(813) 사이에 광 스위치 소자(812)를 제공한다.

광이 광 스위치 소자(812)에 인가되면, 광 스위치 소자(812)는 전기 저항을 저하시키므로 신호를 선형 전극(811)으로부터 화소 전극(813)으로 인가할 수 있다.

이어 알루미늄(A1)과 같은 금속을 증착시키고 또 금속층을 패턴화시킴으로써 유리 기판(801a)상에 차광층(802a)을 형성시킨다. 스퍼터링법으로 ITO를 증착시킴으로써 유리 기판(801a)과 차광층(802a)상에 투명 전극(808)을 형성시킨다. 이어 상기 투명 전극(808)상에 폴리이미드 막을 스핀 피복시킨다. 배향층(807a)을 형성시키기 위해 폴리이미드 막을 문지럼 처리시킨다.

위에 형성된 덫개의 층을 갖는 기판들 사이에 복수개의 스페이서(도시되지 않음)를 배치시킨다. 양쪽 기판은 밀봉 부재(815)를 통하여 붙인다. 이어 액정층(814)을 형성시키기 위해 기판과 밀봉 부재(815) 사이에 경계를 갖는 틈에 액정을 주입시킨다.

액정층(814)은 플루오르 액정을 사용한다. 이 액정(814)의 표시 모우드는 트위스티드네마틱(TN) 모우드이다. 그로 인하여 기판과 LED 배열(810)은 셀포크(SELFOK) 렌즈 배열(809)을 통하여 접속된다.

이어 광파관이 유리로 제조된 제15실시예의 변형에 관하여 설명한다.

유리 광파관으로서 다중 모우드 탈륨(T1) 이온 교환 광파관을 형성시킨다. 이 유리 광파관 위에 전극과(a-Si : H)층을 형성시킨다.

유리의 두께를 감소시키기 위해, 위에 한정된 전극과(a-Si : H)층을 갖는 면과 대향하는 면을 마모시킨다. 이어 위에 형성된 제31도의 차광층(802b)을 갖는 유리 기판(801b)과 대향하는 유리 기판(801a)상에 유리 광파관을 붙인다. 그 이후의 과정은 제15실시예의 공정과 동일하다.

변형된 실시예에 따르면, 광 스위치 소자상에 있는 역광과 외부광의 악영향을 완전히 피할 수 있다.

본 실시예의 동작은 제19도와 제20도에 도시된 제7실시예의 동작과 동일하다.

상술한 것으로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 실시예에 따른 액티브 매트릭스 구동형 LCD는 TFT 소자와 같이 각 화소에 대하여 1개의 스위치가 제공된 구조를 갖는다. 이로써 하이 콘트라스트의 화상을 표시할 수 있다. 또한 주사 신호가 TFT 소자와는 달리 광선이기 때문에, 주사 신호(게이트 신호)가 소자 커패시턴스를 통하여 화소 전극으로 보내질 때 바람직하지 않은 상태를 전혀 나타나지 않는다. 따라서 주사선의 갯수는 1000 또는 그 이상으로 증가될 수 있다.

제32도는 본 발명의 제16실시예에 따른 액티브 매트릭스 구동형 LCD에서 사용되는 광 주사 기판을 나타내는 평면도이다. 본 실시예에 따르면, 표시 패널상에 형성된 화소의 배열을 100(열)×128(횡)이고 또 액정의 표시 모우드는 트위스티드 네마틱(TN) 모우드이다.

제32도에 도시된 바와 같이, 화소 전극(P_{1, 1}) 내지 (P_{128, 100})은 매트릭스내의 기판상에 배열되고, 이때 100개 전극이 1개 열로 배열되고 128개의 전극이 1개 횡으로 배열된다. 각 화소 전극(P_{1, 1}) 내지 (P_{128, 100})에 대하여, 광도전소자(S_{1, 1}) 내지 (S_{128, 100})이 각각 제공된다. 화소 전극(P_{1, 1}) 내지 (P_{128, 100})으로 구성된 캐트릭스의 각 열에 대하여, 즉 화소 전극(P_{1, 1}) 내지 (P_{1, 100}), (P_{2, 1}) 내지 (P_{2, 100}), …(P_{128, 1}) 내지 (P_{128, 100})의 각 그룹에 대하여, 열 방향으로 연장된 신호라인(X₁, X₂, …X₁₂₈)을 동일 기판상에 형성시킨다. 이 신호라인(X₁, X₂, …X₁₂₈)은 광도전 소자(S_{1, 1}) 내지 (S_{1, 100}), (S_{2, 1}) 내지 (S_{2, 100}), …, (S_{128, 1}) 내지 (S_{128, 100})의 각 그룹을 통하여 상응하는 열그룹(P_{1, 1}) 내지 (P_{1, 100}), (P_{2, 1}) 내지 (P_{2, 100}), …, (P_{128, 1}) 내지 (P_{128, 100})에 각각 접속된다.

광도전 소자(S_{1, 1}) 내지 (S_{128, 100})은 보통 고 임피던스를 유지한다. 광이 광도전 소자에 인가되어야만 임피던스를 저하시키게 되어 상응하는 신호라인(X₁) 내지 (X₁₂₈)의 하나를 상응하는 화소 전극(P_{1, 1}) 내지 (P_{128, 100})의 하나로 선택적으로 전기 접속할 수 있다.

화소 전극(P_{1, 1}) 내지 (P_{120, 100})의 각 횡에 대하여, 즉 각 횡(S_{1, 1}) 내지 (S_{128, 1}), (S_{1, 2}) 내지 (S_{128, 2}), …, (S_{1, 100}) 내지 (S_{128, 100})에 대하여, 횡방향으로 연장된 각 선형 광원들(Y₁) 내지 (Y₁₀₀)이 동일 기판위에 형성된다. 상기 선형 광원들(Y₁) 내지 (Y₁₀₀)은 광을 광도전 소자들(S_{1, 1}) 내지 (S_{128, 100})로 선택적으로 인가하기 위해 광도전 소자들(S_1, ₁) 내지 (S_{128, 100}) 및 화소전극들(P_{1, 1}) 내지 (P_{128, 100})의 저면에 제공된다.

제33도는 화소 전극과 신호라인 사이의 접속을 설명하기 위한 제16실시예의 기판을 나타내는 투시도이다. 제34도는 제33도의 M-M선 단면도이다.

제33도 및 제34도에 도시된 바와 같이, 횡 방향으로 연장된 선형 광원(911)은 유리 기판(910)상에 형성된다. 광도전 소자(914)는 선형 광원(911)을 통하여 연결되어 있다. 광도전 소자(914)는 열방향으로 연장된 화소 전극(912)과 신호라인(913) 사이의 접속을 전기적으로 “턴온”, “턴오프”하게 한다.

본 실시예에 따르면, 광도전 소자(914) 및 (S_{1, 1}) 내지 (S_{128, 100})을 제조하기 위해, 비정질 실리콘(A-Si)을 사용한다. 선형 광원(911) 및 (Y₁) 내지 (Y₁₀₀)을 제조하기 위해, 선형 광선을 방출하는데 적합한 것이라면 어떠한 장치라도 사용될 수 있다. 이때 선형 광원(911)은 전계 발광(EL)소자 또는 중합체 광파관 및 한쪽 단부에서 광원(911a)에 접속된 광파관(911b)으로 제조된 광원(911a)의 결합체이다. 광원(911a)이 발광되면, 광원(911a)으로부터 광이 광파관(911b)으로 인가되므로 광파관(911b)을 전체적으로 선형으로 발광시킨다.

제35도는 내부에 혼입된 광 주사 기판을 갖는 액정 표시 패널을 나타내는 제32도의 N-N선 단면도이다.

먼저, 광 주사 기판(920)을 설명한다. 전자 비임(EB) 증착법으로 유리기판(921)상에 알루미늄(Al)층을 형성시킨다. 전계 발광(EL)소자로 제조된 광원의 하부 전극(922)을 형성시키기 위해 Al층상에 에칭 처리를 행한다. Al₂O₃(산화 알루미늄) 및 Si₃N₄(질화 실리콘)을 스퍼터링함으로써 절연막(923)을 유리 기판(921)과 하부 전극(922) 위에 형성시킨다. 이 절연막(923)의 두께는 약 2000Å이다. 전자 비임(EB) 증착법으로 절연막(923)상에 광파관(924) (제32도의 선형 광원(Y₁)에 해당됨)을 형성시킨다. 광파관(924)은 0.5%의 Mn(망간)을 함유하는 ZbS(황화 아연)로 제조된다. 광파관(924)의 두께는 약 8000Å이다. 광도전 소자(S_{1, 1}) 내지 (S_{128, 1})에 상응하는 광파관(924)의 지점에서 절결부(924a)를 형성하기 위해 광파관(924)상에 에칭 처리를 선택적으로 실행한다. Si₃N₄및 SiO₂(산화 실리콘)를 스퍼터링함으로써 절결부(924a)가 선택적으로 형성된 광파관(924)상에 다른 절연막(925)을 형성시킨다. 이 절연막(925)의 두께는 약 2000Å이다. 이 절연막(925)상에 ITO(산화 인듐 주석)를 스퍼터링하고 또 이 ITO막을 에칭함으로써 상부 전극(926)을 형성시킨다.

ITO막의 두께는 약 1500Å이다. 광파관(924)은 상부 전극(926)과 하부 전극(922) 사이에 놓여 있다. 광파관(924)의 단부는 전계 발광(EL) 소자 또는 중합체 광파관으로 제조된 광원(927)으로 구성된다.

표시 표면을 레벨링시키기 위해 폴리이미드층(928)을 형성시킨 후, 폴리이미드층(928) 위에 ITO를 스퍼터링시킴으로써 신호라인(X₁) 내지 (X₁₂₈) 및 화소전극(P_{1, 1}) 내지 (P_{128, 1})을 형성시킨다.

광도전 소자(S_{1, 1}) 내지 (S_{128, 1})를 형성시키기 위해 플라즈마 CVD(화학적 증착법)으로 약 1000Å 두께를 갖도록 (a-Si)막을 형성시킨다. 이어(a-Si)막을 에칭시킨다. 이로써 광파관(924)(Y₁)의 절결부(924a)위에 광도전소자(S_{1, 1}) 내지 (S_{128, 1})의 형성을 완성시키게 된다.

스퍼터링법으로 유리 기판(931)위에 ITO 전극(932)을 증착시킴으로써 광주사 기판(920)에 대향되는 기판(930)을 형성시킨다. 이 ITO 전극(932)의 두께는 약 1500Å이다.

광주사 기판(920)과 대항하는 기판(930)의 표면에 폴리이미드 막(929) 및(933)을 각각 피복시킨다. 이들 폴리이미드 막(929) 및 (933)은 액정을 수평적으로 배향시키는 작용을 하며 두께는 각각 약 500Å이다. 이어 폴리이미드 막(929) 및 (933) 위에 문지럼 처리를 실행한다. 두께 5㎛의 스페이서들을 갖는 밀봉 부재(940)에 의해 광-주사 기판(920)과 대향 기판(930)을 붙인다. 이어, PCH(페니시클로헥산온) 시스템(ZLI-1565, Merk Co., Inc. 제품)의 액정(941)을 표시 매체로서 주입하고 기판들(920) 및 (930) 사이에 진공으로 밀봉하여 액정 표시 패널을 형성시킨다.

다음으로, 본(제16) 실시예에 따른 LCD 패널의 작동에 대해 설명하기로 한다.

제35도에 도시된 하부 전극(922)과 상부 전극(926) 사이에 전압을 인가함으로써 전계 발광(EL) 소자로 이루어진 광원(927)이 광파관(924)을 통해 광을 방출시키고 광파관(924)상에 형성된 광도전 소자들(S_{1, 1}) 내지 (S_{128, 1})에 광을 공급한다. 광이 공급되면 광도전 소자들(S_{1, 1}) 내지 (S_{128, 1})의 임피던스가 저하됨으로써 전도성이 되어 각각 신호 라인(X₁) 내지 (X₁₂₈)에 대향하는 화소 전극들(P_{1, 1}) 내지 (P_{128, 1})을 전기적으로 접속시킨다. 따라서, 표시 패턴에 대응하는 신호가 신호 라인들(X₁) 내지 (X₁₂₈)으로부터 선택된 열의 화소 전극들(S_{1, 1}) 내지 (S_{128, 1})으로 전달된다.

각 열의 선형 광원들(Y₁) 내지 (Y₁₀₀)을 연속적으로 활성시키고 각 열의 화소 전극들(P_{1, 1}) 내지 (P_{128, 1}), (P_{1, 2}) 내지 (P_{128, 2}), (P_{1, 100}) 내지 (P_{128, 100})을 신호 라인들(X₁) 내지 (X₁₂₈)에 전기 접속시킴으로써 신호 라인들(X₁) 내지 (X₁₂₈)에 선택적으로 입력된 표시 패턴에 상응하는 신호가 각 열의 화소 전극에 차례차례로 전달된다.

광이 광도전 소자들에 공급되는 선택기가 비선택기(광이 방출되지 않는 기간)로 변화할 때, 광도전 소자는 고임피던스 상태로 된다. 화소 전극에 주입된 내용물들은 광도전 소자들이 선택될 때까지 액정 소자의 커패시턴스 소자내에 유지된다. 작동원리는 본 발명자들에 의해 밝혀진 TFT-LCD와 동일하다.

그러나, 본 실시예에 따른 표시 장치는 화소 전극들이 광선을 주사하도록 하는 구조를 갖는다. 그러나 공지되어 있는 TFT-LCD와는 달리, 게이트 전극과 화소 전극에 연결되어 있는 드레인 전극 사이의 기생 용량 효과로 인해 게이트 신호가 화소 전극으로 누출되는 바람직하지 못한 상태가 나타나지 않는다. 이로 인해 화소 전극들에 직류 성분들이 나타남으로써 양극성 및 음극성을 갖는 대칭 전압 파형의 왜곡으로부터 야기되는 로우 콘트라스트, 잔상, 짧은 수명이 전혀 나타나지 않게 된다. 또한 공지의 TFT-LCD는 원-스캔 기생 용량을 하나의 게이트 전극에 첨가하도록 배열되어 있다. 따라서, 대형 및 큰 커패시턴스 LCD는 기생 용량 효과 및 와이어 저항을 통해 게이트 신호를 약하게 하여 콘트라스트를 저하시키고 표시장치를 불균일하게 만든다. 그러나, 본 실시예에 따른 표시 장치는 장치가 광 주사를 행하지 않기 때문에 기생 용량 및 와이어 저항에 대해 아무런 문제가 없다.

실제로 본 실시예의 LCD 패널을 시험한 결과, LCD 패널이 표시장치에 균일하게 콘트라스트를 제공하고 잔상을 남기지 않으며 정적인 화상 패턴이 장기간 표시될 때 콘트라스트의 열화를 야기시키지 않은 것으로 증명되었다.

다음으로는 본 발명의 제17실시예를 설명한다.

제36도는 본 발명의 제17실시예에 따른 화소-분할성 간이 매트릭스형 LCD의 표시 패널을 도시하는 계획도이다.

본 실시예의 제조방법, 조건 및 재료는, 대응 기판에 형성된 ITO 층을 에칭시켜 스트라이프형 전극들을 만드는 것을 제외하고는, 제32도에 도시된 제16실시예에서와 동일하다. 표시 패널의 화소들의 수는 30(행)×40(열)이다. 액정의 표시 방식은 트위스티드 네마틱(TN) 방식이다.

본 실시예에 따라, 화소 전극들(P_{1, 1}) 내지 (P_{40, 3})은 30개의 화소 전극들이 하나의 행에 배치되고 40개의 화소 전극들이 하나의 열에 배치되어 있는 매트릭스에 배열된다. 하소 전극들(P_{1, 1}) 내지 (P_{40, 3}), … 각각에 대해 각각 광도전 소자들(S_{1, 1}) 내지 (S_{40 , 3}), …가 제공된다. 화소 전극들 (P_{1, 1}) 내지 (P_{40, 3}), … 의 각 열, 즉 (P_{1, 1}) 내지 (P_{1, 3}), …, (P_{2, 1}) 내지 (P_{2, 3}), …, (P_{40, 1}) 내지 (P_{40, 3}), …의 각 그룹에 대해 행 방향으로 연장되는 신호 라인들(X₁),(X₂),…, (X₄₀) 각각이 동일 기판상에 형성된다. 신호 라인들(X₁),(X₂),…, (X₄₀)은 각각 대응하는 광도전 소자들(S_{1, 1}) 내지 (S_{1, 3}), …, (S_{2, 1}) 내지 (S_{2, 3}), …, (S_{40, 1}) 내지 (S_{40, 3}), …을 통해 대응하는 행의 화소 전극(P_{1, 1}) 내지 (P_{1, 3}), …, (P_{2, 1}) 내지 (P_{2, 3}), …, …, (P₄₀) 내지 (P_{40 , 3}), …에 접속된다.

광도전 소자들(S_{1, 1}) 내지 (S_{40, 3}), …는 통상적으로 고임피던스를 유지한다. 광이 광도전 소자에 공급될 때에만 임피던스를 저하시켜 신호 라인들(X₁) 내지 (X₄₀)에 대응하는 화소 전극들(P_{1, 1}) 내지 (P_{40 , 3}), …에 선택적으로 전기 접속시킬 수 있게 된다.

화소 전극들(P_{1, 1}) 내지 (P_{40, 3}), …의 각 열, 즉 각각의 열(S_{1, 1}) 내지 (S_{40, 1}), (S_{1, 2}) 내지 (S_{40, 2}), (S_{1, 3}) 내지 (S_{40, 3}), …에 대해 열 방향으로 연장되는 각각의 선형 광원들(Y₁) 내지 (Y₃), …을 동일 기판상에 형성시킨다. 이들 선형 광원들(Y₁) 내지 (Y₃), …은 광을 광도전 소자들(S_{1, 1}) 내지 (S_{40, 3}), …에 선택적으로 공급하기 위해 광도전 소자들(S_{1, 1}) 내지 (S_{40, 3}), …의 하부 및 화소 전극들(P_{1, 1}) 내지 (P_{40, 3}), …에 제공된다.

광-주사 기판에 대응하는 기판상에는 열 방향으로 연장되는 스트라이프형 전극들(Z₁) 내지 (Z₉)이 제공된다. 3개의 스트라이프형 전극 그룹은 인접한 선형 광원들 사이에 위치한다. 즉, 3개의 스트라이프형 전극들은 화소 전극들 각각을 가로질러 연장된다.

본 실시예에 따른 LCD 패널의 작동에 대해 설명한다.

제32도 내지 제35도에 도시된 제16실시예와 마찬가지로, 선형 광원들(Y₁) 내지 (Y₃), …을 연속적으로 활성시킴으로써 화소 전극들의 각 열 그룹(P_{1, 1}) 내지 (P_{40, 1}), (P_{1, 2}) 내지 (P_{40, 2}), …, (P_{1, 30}) 내지 (P_{40 30})에 대응하는 신호(X₁) 내지 (X₄₀)에 전기적으로 접속시킨다. 이때, 신호 라인들(X₁) 내지 (X₄₀)으로 들어가는 표시 패턴에 대응하는 신호들을 각 열상의 화소 전극들에 동시에 공급한다. 현재의 광원 다음의 선형 광원을 활성화시키기 전에, 화소 전극들에 공급된 모든 전압을 0까지 감소시키기 위하여 신호 라인들(X₁) 내지 (X₄₀)에 입력된 신호들의 전압을 일시적으로 0까지 감소시킨다. 이어 다음의 선형 광원을 활성화시킨다.

본 실시예에 따라, 제37도에 도시되어 있는 바와 같이 스트라이프형 전극들(Z₁) 내지 (Z₉), …을 연속적으로 구동시킴으로써, 신호 라인들(X₁) 내지 (X₄₀)에 전기적으로 접속된 화소 전극들 (P_{1, 1}) 내지 (P_{40, 3}), …을 각각 3개의 전극들을 갖는 그룹으로 분할되는 대응 스트라이프형 전극들(Z₁) 내지 (Z₉), …과 함께 구동시킨다. 간단한 다중 방식으로 화소 전극들 및 스트라이프형 전극들을 구동시킨다. 즉, 3개의 주사선들(스트라이프형 전극들)로 구성된 표시 구역을 하나의 블럭으로 가정하면 선형 광원들(Y₁) 내지 (Y₃), …이 상응하는 블럭을 선정하는데 사용된다. 이렇게 하면 듀티비 및 구동기들 상수의 수를 유지시키는 경우 주사 선들의 수를 3배로 할 수 있게 된다. 일반적으로, 선형 광원의 수를 N이라 하고 한개의 선형 광원당 스트라이프형 전극들의 수(실제로 주사된 전극들의 수)를 M이라고 가정하면 N×M개의 주사선들이 1/M의 듀티비로 구동될 수 있다.

본 실시예의 표시 장치는 구동기들의 수를 최소로 유지할 때(신호 라인들의 수와 동일) 본 발명자들에 의해 밝혀진 간이 매트릭스 구동형 LCD와 비교하여 보다 높은 콘트라스트 및 보다 큰 커패시턴스 표시장치를 실현시킬 수 있다.

뿐만 아니라, 표시장치의 반응 속도가 눈에 띄게 향상되는데, 이것은 스트라이프형 전극들의 수(M)(듀티)가 공지의 LCD보다 작도록 배열되어 있기 때문이다.

본 실시예의 표시 장치를 시험한 결과, 표시 장치가 제37도에 도시된 구동 파형을 갖는 전압에서 작동될 때 매우 탁월한 표시 특성을 제공할 수 있는 것으로 입증되었다.

여기에서 표시 방식은 트위스티드 네마틱(TN) 방식이다. 그러나, 이용되는 표시 방식이 뚜렷한 한계값 특성을 갖는 슈퍼 트위스티드 네마틱(STN) 방식 또는 더블 슈퍼 트위스티드 네마틱(DSTN) 방식인 경우 표시 장치가 더욱 유리한 것은 말할 필요도 없다.

제38도는 더욱 큰 스크린을 실현시키기 위한, 제16실시예(제32도 내지 제35도 참조)의 표시 패널 수개로 구성된 LCD 장치를 도시하는 계획도이다. 이 큰 LCD 장치는 본 발명의 제18실시예이다.

본 실시예의 표시 장치는 제32도에 도시되어 있는 제16실시예의 표시 패널과 같은 3개의 표시 패널들(1050), (1060), (1070)을 포함한다. 표시 패널(1050)은 그 왼쪽 단부에 전계 발광(EL) 소자 또는 중합체 광파관으로 구성된 광원(1051)을 제공한다. 표시 패널(1060)은 광원없이 광파관(1062)만을 갖는다.

표시 패널(1070)은 그 오른쪽 단부에 전계 발광(EL) 소자 또는 중합체 광파관으로 구성된 광원(1071)을 제공한다. 섬유판(1081)(Asahi Glass Co., Ltd. 제품)에 의해 표시 패널(1050)과 (1060)을 붙인다. 섬유판(1082)(Asahi Glass Co., Ltd. 제품)에 의해 표시 패널(1060)가 (1070)을 붙인다. 이로 인해 표시 패널들(1050), (1060), (1070)의 광파관들(1052), (1062), (1072)을 서로 광학 접속시키게 된다. 본 발명자들은 이 배열로 9cm×36cm의 대형 스크린을 실용화시킬 수 있음을 확인하였다.

이 표시 장치는 공지되어 있는 전기 주사형 표시 장치와는 달리 장치들 사이에 고밀도 전기 접속을 필요로 하지 않아서 매우 용이하게 스크린을 확대시킬 수 있게 된다.

표시 패널들을 접속시키는데 사용되는 섬유판들 대신 SELFOK 렌즈 배열 또는 미소렌즈 배열 같은 광학성분, 또는 굴절률용 정합제[예 : 실리콘(Si)유]를 사용할 수 있다.

액정 패널내에 밀봉되지 않으면서 액정이 중합체 회로망에 분산되어 있는 중합체 분산형 액정을 형성시키면 패널들을 더욱 조용하게 접속시키고 질을 향상시키는데 더욱 유리하다. 중합체 분산형 액정은 마이크로 캡슐화된 액정 ; 액정과 중합된 화합물로 이루어진 균질 용액을 자외선 또는 열로 경화시킴으로써 제조한 고형의 중합된 화합물 ; 액정, 중합체 및 일반 용매로 이루어진 균질 용액(일반 용매는 이로부터 제거되기 위해 증발됨) ; 용융 액정 및 열가소성 수지로 이루어진 냉각 균일 용액 ; 및 미세한 유리 입자 또는 스폰지용 셀룰로오스성 막에 침지된 액정을 포함한다. 예를 들어, 2-에틸-헥실-아크릴레이트(단량체), 우레탄 아크릴레이트 올리고머 및 ZLI-1840(Merk Co., Inc. 제품)을 16 : 24 : 60의 비로 함유하는 혼합액에 광중합 개시제를 균일하게 혼합하고, 혼합 용액을 패널에 밀봉시키며, 밀봉된 용액에 자외선을 조사함으로써 이런 형태의 액정을 제조한다.

제39도는 본 발명의 제19실시예에 따른 액티브 매트릭스 구동형 LCD 패널의 신호 전극 기판을 도시하는 계획도이다. 제40도는 제39도에 도시한 신호 전극 기판에 대응하는 광-주사 기판을 도시하는 평면도이다.

제39도는 도시된 신호 전극 기판의 구조는 선형 광원이 없는 것을 제외하고는 제32도에 도시된 광-주사 기판의 구조와 동일하다. 제39도에 도시한 바와 같이, 화소 전극들(P_{1, 1}) 내지 (P_{128, 100})은 매트릭스에 있는 기판 상에 배열되며, 매트릭스에는 100개의 전극들이 하나의 행에 배열되어 있고 128개의 전극들이 하나의 열에 배열되어 있다. 화소 전극들(P_{1, 1}) 내지 (P_{128, 100})의 각각에 대해 광도전 소자들(S_{1, 1}) 내지 (S_{128, 100})이 각각 제공된다. 화소 전극들(P_{1, 1}) 내지 (P_{128, 100})의 각 행, 즉 (P_{1, 1}) 내지 (P_{1, 100}), (P_{2, 1}) 내지 (P_{2, 100}), …, (P_{128, 1}) 내지 (P_{128, 100})에 대해 행 방향으로 연장되는 신호 라인들(X₁), (X₂), …, (X₁₂₈)을 동일 기판상에 형성시킨다. 각각 광도전 소자들(S_{1, 1}) 내지 (S_{1, 100}), (S_{2, 1}) 내지 (S_{2, 100}), …, (S_{128, 1}) 내지 (S_{128, 100})을 통해 신호 라인들(X₁), (X₂), …, (X₁₂₈)을 화소 전극의 대응하는 행들(P_{1, 1}) 내지 (P_{1, 100}), (P_{2, 1}) 내지 (P_{2, 100}), …, (P_{128, 1}) 내지 (P_{128, 100})에 접속시킨다.

제40도에 도시된 바와 같이, 신호 전극 기판상에 형성된 화소 전극들의 각 열(P_{1, 1}) 내지 (P_{128, 1}), (P_{1, 2}) 내지 (P_{128, 2}), …, (P_{1, 100}) 내지 (P_{128, 100})에 대향하여 광-주사 기판상에 열 방향으로 전극들(E₁), (E₂), …, (E₁₀₀)이 각각 제공된다. 이들 전극들(E₁), (E₂), …, (E₁₀₀)은 각 단부에서 서로 접속된다. 열 방향으로 연장되는 선형 광원들(Y₂), …, (Y₁₀₀)이 인접한 전극들(E₁) 내지 (E₁₀₀) 사이에 제공되고, 선형 광원(Y₁)이 전극(E₁)에 인접하여 열 방향으로 제공된다.

즉, 제32도에 도시된 제16실시예의 선형 광원이 광도전 소자들이 형성된 기판에 대향하는 기판상에 형성되도록 본 실시예를 배열한다.

제41도는 제39도에 도시된 신호 전극 기판 및 제40도에 도시된 광-주사 기판을 갖는 LCD 패널을 도시하는 제40도의 (V)-(V)선을 따라 절단한 단면도이다.

우선, 신호 전극 기판(1100)을 이하에 설명한다.

제41도에 도시된 바와 같이, CVD법에 의해 표면 안정화 막(1102)을 유리 기판(1101)상에 형성시킨다. 표면 안정화 막(1102)은 산화탄탈(Ta₂O₃)로 이루어진다. 이어, 스퍼터링법에 의해 표면 안정화 막(1102)상에 ITO막을 형성시킨다. 신호 전극들(1103)과 화소 전극들(1104)을 형성시키기 위하여 ITO 막을 에칭시킨다. 전극의 두께는 약 2000Å이다. 신호 전극들(1103)과 화소 전극들(1104)은 제39도에 도시한 신호 선들 (X₁), (X₂), …, (X₁₂₈) 및 화소 전극들(P_{1, 1}), (P_{2, 1}), …, (P_{128, 1})에 각각 대응한다. CVD법으로 전극들(1103) 및 (1104)에 a-Si 층을 형성시키고 광도전 층들(1105)을 형성시키기 위하여 에칭시킨다. 신호 전극(1103)을 화소 전극(1104)에 브리지-접속시키도록 광도전층(1105)을 형성시킨다. 광도전 층(1105)은 제39도에 도시한 광도전 소자들(S_{1, 1}) 내지 (S_{128, 1})에 대응한다.

신호 전극 기판(1100)에 대항하는 광-주사 기판(1110)상에 형성된 선형 광원은 제35도에 도시된 광-주사 기판에서와 동일한 방법으로 형성된다. 즉, 전자 비임(EP) 증착법에 의해 유리 기판(1111)상에 알루미늄(Al) 층을 형성시키고 전계 발광(EL) 소자 또는 중합체 광파관으로 이루어진 광원의 하부 전극(1112)을 형성시키기 위하여 에칭시킨다. 스퍼터링법에 의해 Al₂O₃와 Si₃N₄를 증착시킴으로써, 유리 기판(1111) 및 하부 전극(1112)상에 절연막(1113)을 형성시킨다. 절연 막(1113)의 두께는 약 2000Å이다. 전자 비임(EB) 증착법에 의해 절연 막(1113)상에 광파관(1114[제40도에 도시된 선형 광원(Y₁)에 대응함]을 형성시킨다. 광파관(1114)은 Mn 0.5%를 함유하는 ZnS로 이루어져 있으며 두께가 약 8000Å이다. 유리 기판(1101)에 형성된 광도전 층(1105)에 반대되는 지점에 절결부(1114a)를 형성시키기 위하여 광파관(1114)상에 에칭 처리를 선택적으로 행한다. Si₃N₄와 SiO₂(산화실리콘)를 스퍼터링시킴으로써, 절결부(1114a)가 선택적으로 형성되는 광파관(1114)상에 다른 절연 막(1115)을 형성시킨다. 절연 막(1115)의 두께는 약 2000Å이다. 절연 막(1115)상에 ITO를 스퍼터링시키고 ITO막을 에칭시킴으로써 상부 전극(1116)을 형성시킨다. ITO막의 두께는 약 1500Å이다. 광파관(1114)은 하부 전극(1112)과 상부 전극(1116) 사이에 놓여진다. 광파관(1114)의 단부에는 전계 발광(EL) 소자로 이루어진 광원이 있다.

신호 전극 기판(1100) 및 대응 기판(1110)의 표면상에 각각 폴리이미드 막(1106) 및 (1117)을 피복한다. 이를 폴리이미드 막(1106) 및 (1117)은 액정을 수평으로 배향시키도록 작용하며 각각 약 500Å의 두께를 갖는다. 이어, 폴리이미드 막(1106) 및 (1117)을 연마 처리한다. 두께가 5㎛인 스페이서를 갖는 밀봉 부재(1131)를 사용하여 신호 전극 기판(1100)과 대응 기판(1110)을 붙인다. 이어, PCH(페닐시클로헥산온) 시스템(ZLI-1565, Merk Co., Inc. 제품)의 액정(1132)을 표시 매체로서 주입하고 기판들(1100)과 (1110) 사이에 진공으로 밀봉시켜 제35도의 제16실시예에서와 동일한 방법으로 액정 표시 패널을 형성시킨다.

본 실시예의 구조는 광도전 층(1105)으로 구성된 광도전 소자 및 광파관(1114)으로 이루어진 선형 광원이 별개의 기판상에 형성된 것을 제외하고는 제35도에 도시된 제16실시예의 구조와 유사하다. 따라서, 본 실시예는 제16실시예와 동일한 이점을 제공한다.

그러나, 제16실시예에서는 신호 전극들이 열 방향으로 형성되는 선형 광원상에 행 방향으로 배열된다. 선형 광원들과 유리 기판 사이의 단계 차이가 큰 경우, 신호 전극 형성시 나타나는 에칭 실수는 패턴들을 절단시킬 수 있다. 본 실시예에 따르면, 에칭 실수가 발생하는 것을 방지하기 위하여 신호 전극을 평탄 표면안정화 막(1102)상에 형성시킨다.

제42도는 본 발명의 제20실시예에 따른 액티브 매트릭스 구동형 LCD 표시 패널의 신호 전극 기판을 도시하는 계획도이다. 제43도는 제42도의 신호 전극 기판에 대응하는 광-주사 기판을 도시하는 계획도이다.

제42도에 도시된 바와 같이, 제20실시예의 배열은, 신호 전극들(X₁), (X₂), …, (X₁₂₈), 광도전 층들(S_{1, 1}) 내지 (S_{128, 100}) 및 화소 전극들(P_{1, 1}) 내지 (P_{128, 100})이 적층되는 것을 제외하고는 제32도에 도시된 제16실시예의 배열과 유사하다.

즉, 화소 전극들(P_{1, 1}) 내지 (P_{128, 100})은 매트릭스 내에 배열된다. 화소 전극들(P_{1, 1}) 내지 (P_{128, 100}) 각각에 대해 각각 광도전 소자들들(S_{1, 1}) 내지 (S_{128, 100})이 제공된다. 화소 전극들(P_{1, 1}) 내지 (P_{128, 100})의 각 행, 즉 (P_{1, 1}) 내지 (P_{1, 100}), (P_{2, 1}) 내지 (P_{2, 100}), …, (P_{128, 1}) 내지 (P_{128, 100})에 대해 행방향으로 연장되는 신호 라인들(X₁), (X₂), …, (X₁₂₈)이 동일 기판상에 형성된다. 신호 라인들(X₁), (X₂), …, (X₁₂₈)은 각각 광도전 소자들(S_{1, 1}) 내지 (S_{1, 100}), (S_{2, 1}) 내지 (S_{2, 100}), …, (S_{128, 1}) 내지 (S_{128, 100})을 통해 화소 전극들에 대응하는 행(P_{1, 1}) 내지 (P_{1, 100}), (P_{2, 1}) 내지 (P_{2, 100}), …, (P_{128, 1}) 내지 (P_{128, 100})에 접속된다. 신호 전극들(X₁), (X₂), …, (X₁₀₀), 광도전 층들(S_{1, 1}) 내지 (S_{128, 100}), 및 화소 전극들(P_{1, 1}) 내지 (P_{128, 100})이 차례차례로 겹쳐진다.

제43도에 도시된 바와 같이, 열 방향으로 연장되는 선형 광원들(Y₁), (Y₂), …, (Y₁₀₀)이 광-주사 기판상에 제공된다. 선형 광원에 전체 표면상에 전극(Ex)을 형성시킨다.

제44도는 제42도에 도시된 신호 전극 기판 및 제43도에 도시된 광-주사 기판을 갖는 LCD 패널을 도시하는, 제43도의 (W)-(W) 선을 따라 절단된 단면도이다.

우선, 광-주사 기판(1210)을 이하에 설명한다.

제44도에 도시된 바와 같이, 스피너를 사용하여 에폭시 수지를 유리 기판(1211)상에 도포한다. 에폭시 수지의 피복은 피폭층(1212)으로서 작용한다. 용액 주조법에 의해 에폭시 수지상에 광중합 단량체(아크릴레이트, 예컨대 메틸아크릴레이트)를 함유하는 비스페놀-Z-폴리카르보네이트(PCZ)막을 형성시킨다.

선형 광학 마스크를 통해 PCZ 막을 선택적으로 중합시킴으로써, PCZ 층을 코어 층(1213)으로서 형성시키고 PCZ보다 굴절률이 작은 폴리아크릴레이트와 PCZ의 혼합물을 피복층으로서 형성시킨다. 코어 층(1213)과 피복 층을 스트라이프가 되도록 형성시킨다. 코어 층은 제43도에 도시된 선형 광원들(Y₁), (Y₂), …, (Y₁₀₀)에 대응한다. 코어 층의 표면에 절결부(1213a)를 형성시키기 위하여 코어 층(1213)을 에칭시킨다. 피복 층(1217)을 형성시키기 위하여 코어 층에 에폭시 수지 막을 피복하면 생성된 층들은 중합체 광파관(1214)을 구성한다. 전극들(1215)을 형성시키기 위하여 스퍼터링법에 의해 중합체 광파관(1214)상에 TIO막을 피복한다. 전극(1215)은 제43도에 도시된 전극(Ex)에 상응한다.

다음으로, 신호 전극 기판(1200)을 이하에 설명한다.

CVD법에 의해 유리 기판(1201)상에 표면 안정화 막(1202)을 형성시킨다. 표면 안정화 막(1202)은 Ta₂O₃로 구성되어 있다. 스퍼터링법에 의해 TIO막을 표면 안정화 막(1202)상에 피복한다. 이어, 에칭 처리에 의해 ITO 막상에 신호 전극(1203)과 화소 전극(1204)을 형성시킨다. 각 전극의 두께는 약 2000Å이다. 신호 전극(1203)과 화소 전극(1204)을 형성시킨다. 각 전극의 두께는 약 2000Å이다. 신호 전극(1203)과 화소 전극(1204)은 각각 제42도에 도시된 신호 라인들(X₁), (X₂), …, (X₁₂₈) 및 화소 전극들(P_{1, 1}), (P_{2, 1}), …, (P_{128, 1})에 대응한다. CVD법에 의해 a-Si 층을 에칭 형성시키고 a-Si층을 처리함으로써, 신호 전극(1203)과 화소 전극(1204) 사이에 광도전 층(1205)을 형성시킨다. 광도전 층(1205)은 제42도에 도시된 광도전 소자들(S_{1, 1}) 내지 (S_{128, 1})에 대응한다.

제20실시예에 따른 신호 전극 기판(1200)의 구조는 제41도에 도시된 제19실시예의 신호 전극 기판(1100)의 구조와 유사하다. 그러나, 본 (제20) 실시예에 따라, LCD 패널을 제조하기 위하여 신호 전극 기판(1200)과 광-주사 기판(1210)을 붙이는 경우 코어 층(1213)의 절결부(1213a)에 대응하도록 광도전 층들(1205)을 형성시킨다.

신호 전극 기판(1200)과 광-주사 기판(1210) 각각의 표면상에 폴리이미드 막(1206) 및 (1216)을 피복한다. 이들 폴리이미드 막(1206) 및 (1216)은 액정을 수평으로 배항시키는 작용을 하며 약 500Å의 두께를 갖는다. 이어, 폴리이미드 막(1206) 및 (1216)상에 연마처리를 행한다. 약 5㎛ 두께의 스페이서를 갖는 밀봉 부재(1231)에 의해 신호 전극 기판(1200)과 광-주사 기판(1210)을 붙인다. 이어, PCH(페닐시클로헥산온) 시스템(ZLI-1565, Merck Co., Inc. 제품)의 액정(1232)을 표시 매체로서 주입하고 기판들(1200)과 (1210) 사이에 진공으로 밀봉시켜 제35도의 제16실시예에서와 동일한 방법으로 액정 표시 패널을 형성시킨다.

LCD 패널의 단부에서, 코어 층의 굴절률과 동일한 굴절률을 갖는 자외선 경화제(1242)에 의해 LED 배열(1241)을 코어 층(1213)에 접속시킨다.

본 (제20) 실시예의 작동은 각각 제35도 및 제41도에 도시된 제16 및 제19실시예의 작동과 동일하다. 따라서, 본 실시예는 앞의 실시예들과 동일한 이점을 제공한다. 그러나, 본 실시예의 상이한 점은 필름 형성 온도가 250℃ 내지 300℃인 광도전 층과 선형 광원이 별개의 기판상에 형성된다는 것이다.

이 특징으로 인해 그 내열 온도가 120℃로 낮은 선형 광원용 중합체 광파관을 사용할 수 있게 된다. 또한, 본 실시예는 제41도에 도시된 제19실시예와 같이 신호 전극에서 야기되는 에칭 실수를 방지하는 이점을 제공한다.

제32도와 제36도에 도시된 제16 및 제17실시예에는 광파관이 한쪽 면상에 있는 전계 발광(EL) 소자 또는 중합체 광파관으로 이루어진 광원이 있다. 혹은, 광원이 광파관의 양쪽 면상에 제공될 수도 있다.

앞의 실시예들에는 하나의 주사선에 대해 전계 발광(EL) 소자 또는 중합체 광파관으로 구성된 광원 한개가 있다. 혹은, 하나의 주사선에 대해 주사선의 한쪽 면 또는 양쪽 면상에 2개 이상의 광원들이 제공될 수 있다. 이렇게 되어 더욱 탁월한 이점을 제공하게 된다.

다른 방법으로서 이온 이식 기술 같은 미소 광학 기술에 의해 광파관을 유리 기판상에 형성시킨다. LCD 패널을 제조한 후, 전계 발광(EL) 소자들 및 레이저 소자들 같은 광 주사용 광원들을 다른 기판상에 형성시킨다. 광학 접속 매체를 통해 기판을 패널에 접속시킬 수 있다.

전술한 바와 같이, 광도전 소자는 신호 라인을 화소 전극(제34도 및 제41도 참조) 또는 신호 라인과 브리지-접속시키도록 하는 구조를 가질 수 있으며, 광도전 소자와 화소 전극은 적층될 수 있다(제44도 참조). 브리지-접속 구조로 인해 신호 라인과 화소 전극으로 구성된 커패시턴스가 상당히 작은 값까지 저하된다. 그러므로, 비선택(비접속)기 동안 화소 전극으로의 신호의 누출은 무시할 수 있게 된다. 즉, 브리지-접속 구조로 인해 적층 구조에서보다 목적하는 전압에서 화소를 더욱 양성으로 구동시킬 수 있다.

Mn 0.5%를 함유하는 ZnS 외에, 광파관은 그 주위의 기판의 굴절률보다 더 큰 굴절률을 갖는 어떠한 물질이라도 사용할 수 있다. 또한, 광파관(선형 광원)은 광도전 소자 위에 위치하도록 하는 방식으로 상부 대응 기판상에 형성될 수 있다.

외부 광으로부터 발생되는 광도전 소자의 임피던스 변화를 억제시키기 위해서는 광도전 소자의 상부 및 하부에 차광 층을 형성시키는 것이 효과적이다. 광파관(선형 광원)을 관통하는 광이 광도전 소자 외부에 확산되는 것을 방지하기 위해서는, 금속으로 이루어진 광-반사 층을 광파관(선형 광원)상에 형성시키는 것이 효과적이다.

반사형 또는 투과형 천연색 또는 다색 표시장치를 실현시키기 위하여 색 필터가 장착된 기판 또는 게스트호스트 방식 같은 색 표시 방식의 액정을 사용할 수 있다.

a-Si 외에, 광도전 소자는 a-SiC(비정질 탄화실리콘) 또는 a-SiN(비정질 질화실리콘)을 사용할 수 있다.

전계 발광(EL) 소자 또는 중합체 광파관으로 구성된 광원과 선형 광파관의 조합체 외에, 선형 광원은 선형 광파관 및 선형 전계 발광(EL) 소자, LED 또는 반도체 레이저의 조합체로 구성될 수 있다.

표시 매체는 LCD, ECD, EPID(전기영동 표시 장치)를 사용할 수 있다. 천연색 표시 장치를 실현시키기 위해서는 LCD가 가장 바람직한 표시 매체이다.

본 발명의 원리 및 영역에서 벗어나지 않으면서 본 발명의 상이한 실시예 다수를 구성할 수 있다. 본 발명은 첨부된 특허청구의 범위에서 정의된 바를 제외하고는 명세서에 설명된 특정 실시예들로 한정되지 않는다.

Claims

2개의 전극 지지 기판들(1100, 1110 ; 1200, 1210)과, 상기 2개의 기판들 사이에 제공된 디스플레이 매체(1132 ; 1232)를 포함하는 디스플레이 장치로서, 상기 장치는, 상기 디스플레이 매체를 구동하기 위한 다수의 화소 전극들(P_{1, 1}-P_{128, 100}) ; 열 또는 행 방향으로 배열된 다수의 신호 라인들(X₁-X₁₂₈) ; 상기 다수의 화소 전극들에 대해 제공되어 상기 다수의 신호 라인들을 상기 화소 전극들에 접속시키거나 또는 그 화소 전극들로부터 단선시키도록 작용하는 다수의 광도전 층(S_{1, 1}-S_{128, 100}) ; 및 상기 다수의 광도전 층들에 광을 선택적으로 인가하여, 상기 광도전 층들의 접속 또는 단선을 제어하도록 행 또는 열 방향으로 배열된 다수의 선형 광원들(Y₁-Y₁₀₀)을 포함하고 ; 상기 다수의 화소 전극들, 다수의 신호 라인들 및 다수의 광도전 층들이 상기 2개의 기판들 중 하나의 기판(1100 ; 1200)에 형성되고 상기 다수의 선형 광원들이 상기 2개의 기판들중 다른 하나의 기판(1110 ; 1210)에 형성되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
제1항에 있어서, 상기 다수의 선형 광원들이 각각 광원 및 광파관을 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
제2항에 있어서, 상기 광원은 전계 발광 소자, 중합체 도파관, 발광 다이오드 또는 반도체 레이저인 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
제1항에 있어서, 상기 선형 광원이 중합체 도파관을 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
제1항 내지 제4항중 어느 한 항에 있어서, 상기 디스플레이 매체는 액정을 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.