KR100924209B1 - 반투과성 액정 디스플레이 장치와 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

반사 모드에서 반사광의 양이 증가될 수 있는 반투과성 액정 디스플레이 장치(transflective LCD device)를 제공한다. 액정 패널(10)은 제 1 유리 기판(101)과 제 2 유리 기판(105)을 구비한다. 백라이트(backlight)(11)는 액정 패널(10)의 외부에 위치된다. 투과 영역(transmissive region)(102)은 직사각형으로, 픽셀의 중심에 위치된다. 반사 영역(103)은 투과 영역(102) 둘레에 존재한다. 반사층(104)은 제 1 유리 기판(101)의 반사 영역(103)에 형성된다. 산란층(106)은 제 2 유리 기판(105)의 투과 영역(102)에 형성된다.

Description

반투과성 액정 디스플레이 장치와 그 제조 방법{TRANSFLECTIVE LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 반투과성 액정 디스플레이 장치(transflective liquid crystal display device)와 그의 제조 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 반사 모드에서 반사광의 양이 증가될 수 있는 반투과성 액정 디스플레이 장치에 관한 것이다.
전면에서 입사된 외부광은 전면을 향하도록 반사되고, 반면에 백라이트 시스템의 영향으로 배면에서 입사된 광도 마찬가지로 전면을 향하도록 전달되는 소위 반투과성 액정 디스플레이 장치가 본격적으로 실용화되가고 있다. 이런 LCD장치는 조명 상태가 양호한 환경에서는 원칙적으로 외부광(주위광(ambient light))을 이용(반사 모드)하고, 그리고 조명상태가 좋지 않은 환경에서는 원칙적으로 백라이트 시스템에서 방사된 광을 이용(투과 모드)하여 효과적인 영상 디스플레이를 제공한다.
이 유형의 LCD 장치는 엠. 쿠보 등(M Kubo, et al.)에 의한 관련 기술 문서 "Development of Advanced TFT with Good Legibility under Any Intensity of Ambient Light"에 개시되어 있다(ITE와 SID 후원의 IDW'99, Proceedings of The Sixth International Display Workshops, AMD3-4, pages 183-186, Dec. 1, 1999 참조).
이 장치에서, 각각의 픽셀은 반사 영역과 투과 영역을 갖는다. 반사 영역에는 예컨대 알루미늄 반사 부재(aluminum reflecting member)가 구비된다. 이 반사 부재를 부분적으로 제거함으로써 투과 영역이 형성된다. 예를 들어, 투과 영역은 직사각형 픽셀 영역의 중심에 위치되며 사실상 픽셀 영역과 기하학적으로 유사한 직사각형 모양을 갖는다. 반사 영역은 픽셀 영역중에서 직사각형 투과 영역을 제외한 부분으로, 투과 영역을 둘러싸는 모양을 한다.
종래의 반투과성 액정 디스플레이 장치에서, 단일 픽셀은 투과 영역과 반사 영역을 구비하고, 각각의 모드는 오로지 개별 영역의 광선만을 이용한다. 다시 말해서 반사 모드는 오로지 반사 영역에서 반사된 광선만을 이용하고, 반면에 투과 모드는 투과 영역을 통해 전달된 광선만을 이용한다.
반사 모드에서는, 반사 영역에서 반사된 외부광이 이용되므로, 반사광의 양을 가능한 한 증가시키는 것이 요구된다. 그러나 종래의 반투과성 LCD 장치에서는 반사 모드에서 투과 영역에서 입사된 광은 이용되지 않고 폐기된다. 예를 들어, 반사 영역이 픽셀의 70%를 차지하면, 투과 영역을 통해 전달된 30%의 광은 폐기된 다. 그러므로, 충분한 양의 반사광을 얻는 것이 불가능하다.
전술한 관점에서, 본 발명의 목적은 반사 모드에서 반사광의 양이 증가될 수 있는 반투과성 LCD 장치와 그 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 반투과성 LCD 장치는, 각각의 픽셀내에 투과 영역과 반사 영역을 구비하고 서로 대면하는 제 1 기판과 제 2 기판으로 구성된 액정 패널을 갖되, 제 1 기판은 각 픽셀내의 투과 영역 이외의 제 1 영역에 배열된 반사 부재를 갖고, 제 2 기판은 투과 영역의 적어도 일부에 배열된 산란 부재(scattering member)를 갖는 것을 특징으로 한다.
이 구성에 따르면, 제 2 기판상의 투과 영역의 적어도 일부가 산란 부재를 가지므로, 반사 모드에서 투과 영역을 통과한 외부광은 산란 부재에 의해 산란된다. 이 산란광은 반사 영역으로 입사되고, 반사 부재는 이 입사된 광을 반사시킨다. 따라서, 반사 모드에서, 반사 영역의 반사 부재에 의해 반사된 광뿐만 아니라, 투과 영역의 산란 부재에 의해 산란되어 반사 영역으로 입사된 광도 이용할 수 있다. 결국, 반사 모드에서 반사광의 양이 증가될 수 있다.
본 발명의 반투과성 LCD 장치에서, 제 2 기판은 제 1 영역에 대응하는 제 2 영역내에 배열된 다른 산란 부재를 구비하는 것이 바람직한데, 이 다른 산란 부재는 원래 산란 부재보다 더 낮은 산란 효과를 갖는다.
본 발명의 반투과성 LCD 장치는, 각각의 픽셀내에 투과 영역과 반사 영역을 구비하고 서로 대면하는 제 1 기판과 제 2 기판으로 구성된 액정 패널을 갖되, 제 1 기판은 각 픽셀내의 투과 영역 이외의 제 1 영역에 배열된 반사 부재를 갖고, 제 2 기판은 투과 영역의 적어도 일부에 배열되어 산란 효과를 갖는 제 1 컬러 필터와, 제 1 영역에 대응하는 제 2 영역내에 배열된 제 2 컬러 필터를 갖는 것을 특징으로 한다.
이 구성에 따르면, 제 2 기판상의 투과 영역의 적어도 일부가 산란 효과를 갖는 제 1 컬러 필터를 구비하므로, 반사 모드에서 투과 영역을 통과한 외부광은 제 1 컬러 필터에 의해 산란된다. 이 산란광은 반사 영역으로 입사되고, 반사 부재는 이 입사광을 반사시킨다. 따라서, 반사 모드에서, 반사 영역의 반사 부재에 의해 반사된 광뿐만 아니라, 투과 영역의 제 1 컬러 필터에 의해 산란되어 반사 영역으로 입사된 광도 이용할 수 있다. 결국, 반사 모드에서 반사광의 양이 증가될 수 있다.
본 발명의 반투과성 LCD 장치에서, 제 1 컬러 필터와 제 2 컬러 필터는 서로 다른 색을 갖는 것이 바람직하다.
본 발명의 반투과성 LCD 장치 제조 방법은, 각각의 픽셀내에 투과 영역과 반사 영역을 갖고 서로 대면하는 제 1 기판과 제 2 기판으로 구성된 액정 패널을 구비하는 반투과성 LCD 장치를 제조하는 것으로, 제 1 기판의 투과 영역 이외의 제 1 영역에 반사 부재를 배열하는 단계와, 제 2 기판의 투과 영역의 적어도 일부에 산란 부재를 배열하는 단계를 갖는다.
이 방법에 따르면, 반사 모드에서 반사 영역내의 반사 부재에 의해 반사된 광뿐만 아니라 투과 영역내의 산란 부재에 의해 산란되어 반사 영역으로 입사된 광도 이용할 수 있다.
본 발명의 반투과성 LCD 장치 제조 방법은, 제 1 영역에 대응하는 제 2 기판의 제 2 영역에 다른 산란 부재를 배열하는 단계를 더 포함하되, 다른 산란 부재는 상기 산란 부재보다 낮은 산란 효과를 갖는다.
본 발명의 액정 패널을 포함하는 반투과성 LCD 장치를 제조하는 방법은 각각의 픽셀내에 투과 영역과 반사 영역을 갖고 서로 대면하는 제 1 기판과 제 2 기판으로 구성된 반투과성 LCD 장치를 제조하는 것으로, 제 1 기판의 투과 영역 이외의 제 1 영역에 반사 부재를 배열하는 단계와, 제 2 기판의 투과 영역의 적어도 일부에 산란 효과를 갖는 제 1 컬러 필터를 배열하는 단계와, 제 1 영역에 대응하는 제 2 기판의 제 2 영역에 제 2 컬러 필터를 배열하는 단계를 갖는다.
이 방법에 따르면, 반사 모드에서 반사 영역내의 반사 부재에 의해 반사된 광뿐만 아니라 투과 영역내의 제 1 컬러 필터에 의해 산란되어 반사 영역으로 입사된 광도 이용할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 반투과성 LCD 장치의 픽셀의 일부를 보여주는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예 2에 따른 반투과성 LCD 장치의 픽셀의 일부를 보여주는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예 3에 따른 반투과성 LCD 장치의 픽셀의 일부를 보여주는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 반투과성 LCD 장치의 픽셀의 배열을 보여주는 도면이다.
본 발명의 주제는, 각각의 픽셀내에 서로 대면하는 한 쌍의 기판에 투과 영역과 반사 영역을 갖는 액정 패널을 구비하는 반투과성 LCD 장치에서, 기판중 하나상의 투과 영역의 적어도 일부에 산란 부재를 형성함으로써, 반사 모드시, 반사 영역의 반사 부재에 의해 반사된 광뿐만 아니라, 투과 영역의 산란 부재에 의해 산란되어 반사 영역으로 입사된 광도 이용하여, 결과적으로 반사 모드에서 반사광의 양을 증가시키는 것이다.
본 발명의 실시예들은 첨부 도면을 참조하면서 아래에 구체적으로 설명될 것이다.
실시예 1
이 실시예는 픽셀의 투과 영역에 산란 부재를 형성하는 경우를 설명하는데, 투과 영역을 통해 전달된 외부광을 산란시켜 반사 영역으로 광의 일부가 들어가도록 함으로써 반사광의 양을 증가시킨다.
도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 반투과성 LCD 장치의 픽셀의 일부를 보여주는 단면도이다. 다시 말해서, 도 1은 도 4에 도시된 픽셀(1)의 R 영역(1R), G 영역(1G), B 영역(1B)중 어떤 하나를 도시하며, 여기에서는 R 영역(1R)을 도시하는 것으로 가정된다. 이 실시예는 액티브-매트릭스(active-matrix) LCD 장치를 설명 한다. 또한, 도 1에서, 실제로 액정층, 전극, 컬러 필터, 편광판(polarizers) 같은 광학 소자가 존재하더라도 이 소자들은 설명을 단순화하기 위해 언급되지 않는다.
도 1의 도면 부호(10)는 반투과성 LCD 장치의 액정 패널을 표시한다. 액정 패널(10)은 제 1 기판인 제 1 유리 기판(101)과, 제 2 기판인 제 2 유리 기판(105)을 갖는다. 투과 모드에서 광원인 백라이트(11)는 액정 패널(10)의 외부에 위치된다.
투과 영역(102)과 반사 영역(103)은 R 영역에 배열된다. 투과 영역(102)은 직사각형 형상이고 R 영역의 중심부에 배열된다. 반사 영역(103)은 투과 영역(102) 둘레에 배열된다.
반사 부재인 반사층(104)은 제 1 유리 기판(101)의 반사 영역(103)에 형성된다. 알루미늄처럼 광학적으로 반사 기능이 있는 금속 박막이 반사층(104)으로 이용될 수 있을 것이다.
산란 부재인 산란층(106)은 제 2 유리 기판(105)의 투과 영역(102)에 형성된다. 광 산란 기능을 갖는 박막이 산란층(106)으로 이용될 수 있을 것이다. 예를 들어, 박막 매트릭스와는 다른 굴절률을 갖는 투명한 수지 입자(transparent resin particles)(산란 효과를 갖는 물질)를 포함하는 투명 박막이 이용될 수 있을 것이다. 이 경우, 투명한 수지와 컬러 레지스트가 매트릭스로서 이용될 수 있을 것이다. 매트릭스와 투명 수지 입자의 재료는 매트릭스와 수지 입자의 굴절률이 다르기만 하다면 특별히 한정되지 않는다. 예를 들면, 폴리카보네이트 수지 (polycarbonate resin)와 아크릴 수지(acrylic resin)가 이용될 수 있을 것이다. 또한, 산란층(106)은 오로지 투과 영역(102)의 적어도 일부에 형성되는 것만이 요구된다.
TFT같은 사전 정의된 배선과 능동 소자가 전술한 구성을 갖는 제 1 유리 기판(101)상에 제공되는 반면, 컬러 필터와 공통 전극인 ITO 전극은 제 2 유리 기판(105)상에 제공된다.
전술한 구성을 갖는 반투과성 LCD 장치의 기능이 이제 설명될 것이다. 먼저, 투과 모드에서, 백라이트(11)의 광은 투과 영역(102)을 통과해서 밖으로 나온다. 구체적으로는, 도 1에 도시된 바와 같이, 백라이트(11)에서 방출된 광은 제 1 유리 기판(101)을 통과하되, 투과 영역(102)을 통과한 광선(화살표 g와 h)만이 산란층(106)과 제 2 유리 기판(105)을 통해 밖으로 나온다. 한편, 반사 영역(103)의 백라이트(11)의 광선은 반사층(104)에 의해 반사되어 외부로 나오지 않는다.
반사 모드에서는, 외부광이 반사 영역(103)에서 반사되어 외부로 출력된다. 보다 구체적으로, 도 1에 도시된 바와 같이, 외부광(화살표 a-d)은 제 2 유리 기판(105)을 통과한다. 반사 영역(103)의 광선(화살표 a와 b)은 제 1 유리 기판(101)상의 반사층(104)에 의해 반사되어 제 2 유리 기판(105)을 통과하여 외부로 출력된다. 투과 영역(102)의 광선(화살표 c와 d)은 제 2 유리 기판(105)의 산란층(106)에 의해 산란되고, 이 광선의 일부가 반사 영역(103)으로 입사된다. 그러므로, 산란층(106)에 의해 산란된 광의 일부(화살표 e와 f)는 제 1 유리 기판(101)상의 반사층(104)에 의해 반사된다. 또한, 투과 영역(102)의 광선은 반사층(104)에 도달 하지 않으므로, 반사 모드에서 이용되지 않는다.
이런 식으로, 반사 모드에서, 투과 영역(102)의 광선은 산란층(106)에 의해 산란되어 반사 영역(103)으로 입사된 뒤, 반사층(104)에 의해 반사되므로, 산란층(106)에 의해 산란되어 반사층(104)에 의해 반사된 광선이 반사 영역(103)의 반사층(104)에 의해 반사된 광선에 사전 정의된 비율로 더해진다. 그 결과, 외부로 출력되는 반사광의 양이 증가된다.
본 실시예에 따른 반투과성 LCD 장치를 제조하는 방법이 이후에 기술될 것이다. 반사층(104)이 제 1 유리 기판(101)상에 형성되는 경우가 아래에 설명될 것이다. 먼저, 반사층(104)을 구성하는 박막이 제 1 유리 기판(101)상에 증착된다. 일반적인 CVD(화학 기상 증착)과 스퍼터링이 박막 형성 방법으로 이용될 수 있을 것이다.
다음, 박막상에 레지스트가 피복 및 열처리되어, 박막상에 레지스트층이 형성된다. 그 뒤, 레지스트층은 투과 영역(102)에 해당하는 개구를 갖는 마스크를 이용해 노광되어 현상됨으로써, 반사층(104)의 투과 영역(102)의 레지스트층을 제거한다. 이런 식으로 투과 영역(102)을 위한 개구를 갖는 반사층(104)이 제 1 유리 기판(101)상에 형성된다.
산란층(106)이 제 2 유리 기판(105)상에 형성되는 경우가 다음에 설명될 것이다. 먼저, 산란층(106)을 구성하는 박막이 제 2 유리 기판(105)상에 증착된다. 예를 들면, 산란 효과를 갖는 물질(박막의 매트릭스와는 다른 굴절률을 갖는 투명한 수지 입자)을 포함하는 재료로 구성된 투명한 박막이 이 박막으로 이용될 수 있 을 것이다. 예컨대 일반적인 스크린-프린팅(screen-printing)이 박막 형성 방법으로 이용될 수 있을 것이다.
다음, 레지스트가 투명 박막상에 피복 및 열처리되어, 투명 박막상에 레지스트층이 형성된다. 그 뒤, 이 레지스트층은 반사 영역(103)에 해당하는 개구를 갖는 마스크를 이용해 노광 및 현상됨으로써, 산란층(106)의 반사 영역(103)의 레지스트층을 제거한다. 계속해서, 노출된 산란층(106)은 에칭되고, 산란층(106)상에 잔류하는 레지스트층도 제거된다. 이런 식으로, 산란층(106)이 제 2 유리 기판(105)상의 투과 영역(102)에 형성된다.
따라서, 본 실시예에 따르면, 반사 모드에서, 반사 영역의 반사 부재에 의해 반사된 광과, 투과 영역의 산란 부재에 의해 산란되어 반사 영역으로 입사된 광을 이용할 수 있는 반투과성 LCD 장치를 얻을 수 있다.
실시예 2
본 실시예는 비교적 높은 산란 효과를 갖는 산란 부재를 픽셀의 투과 영역에 형성하고, 또한 비교적 낮은 산란 효과를 갖는 산란 부재는 반사 영역에 형성하여, 광의 일부가 반사 영역으로 들어오도록 투과 영역을 통해 전달된 외부광을 산란함으로써, 따라서 반사광의 양을 증가시키는 경우를 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예 2에 따른 반투과성 LCD 장치의 픽셀의 일부를 도시하는 단면도이다. 다시 말해서, 도 2는 도 4에 도시된 픽셀(1)의 R 영역(1R), G 영역(1G), B 영역(1B)중 어떤 하나를 도시하며, 여기에서는 R 영역(1R)을 도시하는 것으로 가정된다. 이 실시예는 액티브-매트릭스(active-matrix) LCD 장치를 설명한다. 또한, 도 2에서, 실제로 액정층, 전극, 컬러 필터, 편광판(polarizers) 같은 광학 소자가 존재하더라도 이 소자들은 설명을 단순화하기 위해 언급되지 않는다. 더 나아가, 도 2에서 도 1과 동일한 부분은 도 1의 도면 부호와 같은 부호를 배정하고 그에 대한 설명은 생략한다.
도 2에 도시된 액정 패널(20)의 제 1 유리 기판(101)은 실시예 1의 것과 동일하다. 액정 패널(20)의 제 2 유리 기판(105)상의 투과 영역(102)에는 비교적 높은 산란 효과를 갖는 산란 부재인 제 1 산란층(201)이 마련된다. 제 2 유리 기판(105)상의 반사 영역(103)에는 비교적 낮은 산란 효과를 갖는 산란 부재인 제 2 산란층(202)이 마련된다. 광 산란 기능을 갖는 박막이 제 1 및 제 2 산란층(201, 202)으로 이용될 수 있을 것이다. 예를 들면, 박막의 매트릭스의 굴절률과는 다른 굴절률을 갖는 투명한 수지 입자들을 포함하는 투명 박막이 이용될 수 있을 것이다. 매트릭스와 투명 수지 입자의 재료는 실시예 1과 동일하다. 산란 효과는 산란 효과를 갖는 재료(예컨대 투명 수지 입자)의 함유량을 변화시킴으로써 조정될 수 있다. 예를 들어, 산란 효과가 있는 재료의 함유량을 증가시키면 산란 효과도 증가하고, 반대로 산란 효과를 갖는 재료의 함유량을 감소시키면 산란 효과도 감소한다.
TFT같은 사전 정의된 배선과 능동 소자가 전술한 구성을 갖는 제 1 유리 기판(101)상에 제공되는 반면, 컬러 필터와 공통 전극인 ITO 전극은 제 2 유리 기판(105)상에 제공된다.
전술한 구성을 갖는 반투과성 LCD 장치의 기능이 이제 설명될 것이다.
먼저, 투과 모드에서, 백라이트(11)의 광은 투과 영역(102)을 통과해서 밖으로 나온다. 구체적으로는, 도 2에 도시된 바와 같이, 백라이트(11)에서 방출된 광은 제 1 유리 기판(101)을 통과하되, 투과 영역(102)을 통과한 광선(화살표 g와 h)만이 제 1 산란층(201)과 제 2 유리 기판(105)을 통해 밖으로 나온다. 한편, 반사 영역(103)의 백라이트(11)의 광선은 반사층(104)에 의해 반사되어 외부로 나오지 않는다.
반사 모드에서는, 외부광이 제 2 유리 기판(105)상의 제 2 산란층(202)을 통해 반사 영역(103)에서 반사되어 외부로 출력된다. 보다 구체적으로, 도 2에 도시된 바와 같이, 외부광(화살표 a-d)은 제 2 유리 기판(105)을 통과한다. 반사 영역(103)의 광선(화살표 a 및 b)은 제 1 유리 기판(101)상의 반사층(104)에 의해 제 2 유리 기판(105)상의 제 2 산란층(202)을 통해 반사되고, 이 제 2 유리 기판(105)상의 제 2 산란층(202)을 통과한 다음, 외부로 출력된다. 투과 영역(102)의 광선(화살표 c와 d)은 제 2 유리 기판(105) 상의 제 1 산란층(201)에 의해 산란되고. 이 광선의 일부가 반사 영역(103)으로 입사된다. 그러므로, 제 1 산란층(201)에 의해 산란된 광의 일부(화살표 e와 f)는 제 1 유리 기판(101)상의 반사층(104)에 의해 반사된다. 또한, 투과 영역(102)의 광선은 반사층(104)에 도달하지 않으므로, 반사 모드에서 이용되지 않는다.
이런 식으로, 반사 모드에서, 투과 영역(102)의 광선은 제 1 산란층(201)에 의해 산란되어 반사 영역(103)으로 입사된 뒤, 반사층(104)에 의해 반사되므로, 제 1 산란층(201)에 의해 산란되어 반사층(104)에 의해 반사된 광선이 반사 영역(103)의 반사층(104)에 의해 반사된 광선에 사전 정의된 비율로 더해진다. 그 결과, 외부로 출력되는 반사광의 양이 증가된다.
본 실시예에 따른 반투과성 LCD 장치를 제조하는 방법이 이후에 기술될 것이다.
반사층(104)은 실시예 1과 동일한 방식으로 제 1 유리 기판(101)상에 형성된다. 또한, 제 2 유리 기판(105)의 투과 영역(102) 내의 제 1 산란층(201)을 형성할 때까지의 프로세스는 실시예 1과 동일하다.
제 2 산란층(202)이 제 2 유리 기판(105)상의 반사 영역(103)내에 형성될 때, 제 2 산란층(202)을 구성하는 박막이 제 2 유리 기판(105)상에 피복된다. 예를 들면, 산란 효과를 갖는 물질(박막의 매트릭스와는 다른 굴절률을 갖는 투명한 수지 입자)을 포함하는 재료(제 1 산란층(201)의 산란 효과보다 더 낮은 산란 효과를 가짐)로 이루어진 투명한 박막이 이 박막으로 이용될 수 있을 것이다. 일반적인 스크린-프린팅(screen-printing)이 박막 형성 방법으로 이용될 수 있을 것이다.
다음, 레지스트가 투명 박막상에 피복 및 열처리되어, 투명 박막상에 레지스트층이 형성된다. 그 뒤, 이 레지스트층은 투과 영역(102)에 해당하는 개구를 갖는 마스크를 이용해 노광 및 현상됨으로써, 제 2 산란층(202)의 투과 영역(102)의 레지스트층을 제거한다. 계속해서, 노출된 투명 박막은 에칭되고, 제 2 산란층(202)상에 잔류하는 레지스트층도 제거된다. 이런 식으로, 제 2 산란층(202)이 제 2 유리 기판(105)상의 반사 영역(103)에 형성된다.
따라서, 본 실시예에 따르면, 반사 모드에서, 반사 영역의 반사 부재에 의해 반사된 광과, 투과 영역의 제 1 산란 부재에 의해 산란되어 반사 영역으로 입사된 광을 이용할 수 있는 반투과성 LCD 장치를 얻을 수 있다. 또한, 이 실시예에서는, 반사 영역이 산란 기능도 갖기 때문에, 예컨대 셀외 산란막이나 요철(out-of-cell scattering film or asperities)로 인한 산란 반사경(scattering reflector)을 제공함이 없이 실제 디스플레이를 수행하는 것이 가능하다.
실시예 3
본 실시예는 픽셀의 투과 영역내에 산란 효과를 갖는 컬러 필터를 형성하고, 반사 영역내에는 산란 효과를 갖지 않는 컬러 필터를 형성하여, 투과 영역을 통해 전달된 외부광을 산란시켜서 광의 일부가 반사 영역으로 진행하도록 함으로써, 반사광의 양을 증가시키는 경우를 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시예 3에 따른 반투과성 LCD 장치의 픽셀의 일부를 도시하는 단면도이다. 다시 말해서, 도 3은 도 4에 도시된 픽셀(1)의 R 영역(1R), G 영역(1G), B 영역(1B)중 어떤 하나를 도시하며, 여기에서는 R 영역(1R)을 도시하는 것으로 가정된다. 이 실시예는 액티브-매트릭스(active-matrix) LCD 장치를 설명한다. 또한, 도 3에서, 실제로 액정층, 전극, 컬러 필터, 편광판(polarizers) 같은 광학 소자가 존재하더라도 이 소자들은 설명을 단순화하기 위해 언급되지 않는다. 더 나아가, 도 3에서 도 1과 동일한 부분은 도 1의 도면 부호와 같은 부호를 배정하고 그에 대한 설명은 생략한다.
도 3에 도시된 액정 패널(20)의 제 1 유리 기판(101)은 실시예 1의 것과 동일하다. 액정 패널(20)의 제 2 유리 기판(105)상의 투과 영역(102)에는 산란 효과를 갖는 제 1 컬러 필터(301)가 마련된다. 액정 패널(20)의 제 2 유리 기판(105)상의 반사 영역(103)에는 산란 효과를 갖지 않는 컬러 필터(302)가 마련된다. 제 1 컬러 필터(301)는, 예컨대 매트릭스의 굴절률과는 다른 굴절률을 갖는 투명 수지 입자처럼, 산란 효과를 갖는 물질을 포함하는 채색 수지(colored resin)로 구성됨으로써, 결국 산란 효과를 나타낸다. 매트릭스와 투명 수지 입자로 이용하는 재료는 실시예 1과 동일한 것이다.
TFT같은 사전 정의된 배선과 능동 소자가 전술한 구성을 갖는 제 1 유리 기판(101)상에 제공되는 반면, 컬러 필터와 공통 전극인 ITO 전극은 제 2 유리 기판(105)상에 제공된다.
전술한 구성을 갖는 반투과성 LCD 장치의 기능이 이제 설명될 것이다. 먼저, 투과 모드에서, 백라이트(11)의 광은 투과 영역(102)을 통과해서 밖으로 나온다. 구체적으로는, 도 3에 도시된 바와 같이, 백라이트(11)에서 방출된 광은 제 1 유리 기판(101)을 통과하되, 투과 영역(102)을 통과한 광선(화살표 g와 h)만이 제 1 컬러 필터(301)와 제 2 유리 기판(105)을 통해 밖으로 나온다. 한편, 반사 영역(103)의 백라이트(11)의 광선은 반사층(104)에 의해 반사되어 외부로 나오지 않는다.
반사 모드에서는, 외부광이 제 2 유리 기판(105)상의 제 2 컬러 필터(302)를 통해 반사 영역(103)에서 반사되어 외부로 출력된다. 보다 구체적으로, 도 3에 도 시된 바와 같이, 외부광(화살표 a-d)은 제 2 유리 기판(105)을 통과한다. 반사 영역(103)의 광선(화살표 a 및 b)은 제 1 유리 기판(101)상의 반사층(104)에 의해 제 2 유리 기판(105)상의 제 2 컬러 필터(302)를 통해 반사되고, 이 제 2 컬러 필터(302)와 제 2 유리 기판(105)을 통과한 다음, 외부로 출력된다. 투과 영역(102)의 광선(화살표 c와 d)은 제 2 유리 기판(105) 상의 제 1 컬러 필터(301)에 의해 산란되고, 이 광선의 일부가 반사 영역(103)으로 입사된다. 그러므로, 제 1 컬러 필터(301)에 의해 산란된 광선의 일부(화살표 e와 f)는 제 1 유리 기판(101)상의 반사층(104)에 의해 반사된다. 또한, 투과 영역(102)의 광선은 반사층(104)에 도달하지 않으므로, 반사 모드에서 이용되지 않는다.
이런 식으로, 반사 모드에서, 투과 영역(102)의 광선은 제 1 컬러 필터(301)에 의해 산란되어 반사 영역(103)으로 입사된 뒤, 반사층(104)에 의해 반사되므로, 제 1 컬러 필터(301)에 의해 산란되어 반사층(104)에 의해 반사된 광선이 반사 영역(103)의 반사층(104)에 의해 반사된 광선에 사전 정의된 비율로 더해진다. 그 결과, 외부로 출력되는 반사광의 양이 증가된다.
본 실시예에 따른 반투과성 LCD 장치를 제조하는 방법이 이후에 기술될 것이다. 반사층(104)은 실시예 1과 동일한 방식으로 제 1 유리 기판(101)상에 형성된다.
제 1 컬러 필터(301)를 구성하는 채색 수지의 박막이 제 2 유리 기판(105)상에 증착된다. 채색 수지는 산란 효과를 갖는 재료로서 예컨대 채색 수지의 굴절률과는 다른 굴절률을 갖는 투명 수지 입자를 포함한다. 예를 들어, 일반적인 스크 린-프린팅(screen-printing)이 채색 수지의 박막을 피복하는 방법으로 이용될 수 있을 것이다. 안료 또는 색소로 채색된 수지와 컬러 레지스트가 채색 수지로 사용될 수 있을 것이다.
다음, 레지스트가 채색 수지의 박막상에 피복 및 열처리되어, 이 채색 수지 박막상에 레지스트층이 형성된다. 그 뒤, 이 레지스트층은 반사 영역(103)에 해당하는 개구를 갖는 마스크를 이용해 노광 및 현상됨으로써, 제 1 컬러 필터(301)상의 반사 영역(103)의 레지스트층을 제거한다. 계속해서, 노출된 박막은 에칭되고, 제 1 컬러 필터(301)상에 잔류하는 레지스트층도 제거된다. 이런 식으로, 제 1 컬러 필터(301)가 제 2 유리 기판(105)상의 투과 영역(102)상에 형성된다.
그 뒤, 제 2 컬러 필터(302)를 구성하는 채색 수지의 박막이 제 2 유리 기판(105)상에 증착된다. 예를 들면, 일반적인 스크린-프린팅(screen-printing)이 채색 수지의 박막을 피복하는 방법으로 이용될 수 있을 것이다.
구체적으로, 레지스트가 채색 수지의 박막상에 피복 및 열처리되어, 레지스트층이 채색 수지의 박막상에 형성된다. 그 뒤, 이 레지스트층은 투과 영역(102)에 해당하는 개구를 갖는 마스크를 이용해 노광 및 현상됨으로써, 제 2 컬러 필터(302)의 투과 영역(102)의 레지스트층을 제거한다. 계속해서, 노출된 박막은 에칭되고, 제 2 컬러 필터(302)상에 잔류하는 레지스트층이 제거된다. 이런 식으로, 제 2 컬러 필터(302)가 제 2 유리 기판(105)상의 반사 영역(103)상에 형성된다. 제 1 및 제 2 컬러 필터는 전술한 것과 동일한 방식으로 G 영역과 B 영역에 형성된다.
따라서, 본 실시예에 따르면, 반사 모드에서, 반사 영역의 반사 부재에 의해 반사된 광과, 투과 영역의 제 1 컬러 필터에 의해 산란되어 반사 영역으로 입사된 광을 이용할 수 있는 반투과성 LCD 장치를 얻을 수 있다. 또한, 이 실시예에서는, 컬러 필터(301)가 산란 부재의 역할을 수행하므로, 실시예 1과 실시예 2에 비해 프로세스가 단순화될 수 있다. 투과 영역과 반사 영역이 서로 다른 색 혹은 서로 다른 색 농도(color concentrations)를 갖는 경우, 본 실시예는 프로세스를 증가시키지 않으므로, 제조의 효율성이 있다.
또한, 본 실시예는 컬러 필터를 형성하는 방법으로서 채색 수지를 활용한 포토리소그래피에 의한 패터닝 방법을 이용하는 경우를 설명한다. 그러나, 본 발명에서는, 사전 정의된 부분에 대한 전착(electrodeposition) 혹은 프린팅을 수행함으로써 컬러 필터를 형성할 수도 있을 것이다. 다시 말해서, 전착이나 프린팅을 이용하여 투과 영역(102)과 반사 영역(103)에 각기 제 1 컬러 필터(301)와 제 2 컬러 필터(302)를 직접 형성하는 것도 가능할 것이다. 게다가, 본 실시예가 비록 제 2 컬러 필터가 제 1 컬러 필터의 형성 이후에 형성되는 경우를 설명했더라도, 본 발명에서는 제 2 컬러 필터가 형성된 이후에 제 1 컬러 필터가 형성되는 것도 가능하다.
본 발명은 전술한 실시예들에만 한정되지 않으며, 이 실시예들의 다양한 변형도 실현될 수 있다. 예를 들면, 실시예 1 내지 3에서는 LCD 장치가 액티브-매트릭스형인 경우를 설명했더라도, 본 발명은 제 1 및 제 2 기판이 행 전극이나 열 전극을 구비하는 수동형(passive type) LCD 장치의 경우에도 적용될 수 있다.
더 나아가, 본 발명에서 각 구조 성분의 크기와 재료는 본 발명의 범주내에서 적절히 변경될 수 있다. 전술한 실시예 1 내지 3이 반사층을 구성하는 박막을 형성하는 방법으로서 CVD와 스퍼터링을 설명하고 산란층을 형성하는 방법으로서 스크린 프린팅을 설명했지만, 본 발명은 이런 방법들에 제한되지 않는다. 전술한 실시예 1 내지 3이 산란 효과를 제공하는 재료로서 투명 수지 입자를 이용하는 경우를 설명했더라도, 그 재료가 산란 효과를 제공할 수만 있다면 재료가 투명 수지 입자로 제한되지는 않는다.
전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 반투과성 LCD 장치에 따르면, 액정 패널이 제공되는데, 이 패널은 각 픽셀내에 투과 영역과 반사 영역을 구비하고, 서로 대면하는 제 1 기판과 제 2 기판을 구비하되, 제 1 기판은 각 픽셀내의 투과 영역 이외의 영역에 배열된 반사 부재를 구비하는 반면, 제 2 기판은 투과 영역의 적어도 일부에 배열된 산란 부재를 구비함으로써, 반사 모드에서, 반사 영역의 반사 부재에 의해 반사된 광과, 투과 영역의 산란 부재에 의해 산란되어 반사 영역으로 입사된 광을 이용하는 것이 가능하다.

Claims (7)

  1. 각각의 픽셀내에 투과 영역과 반사 영역을 갖고, 서로 대면하는 제 1 기판과 제 2 기판으로 구성된 액정 패널(liquid crystal panel)을 구비하는 반투과성 액정 디스플레이 장치(transflective liquid crystal display device)에 있어서,
    상기 제 1 기판은 상기 투과 영역 이외의 제 1 영역에 배열된 반사 부재(reflecting member)를 포함하고,
    상기 제 2 기판은 상기 투과 영역의 적어도 일부에 배열된 산란 부재(scattering member)를 포함하는 것을 특징으로 하는
    반투과성 액정 디스플레이 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 기판이 상기 제 1 영역에 대응하는 제 2 영역에 배열된 다른 산란 부재(other scattering member)―상기 다른 산란 부재는 상기 산란 부재보다 더 낮은 산란 효과를 가짐―를 포함하는 것을 특징으로 하는 반투과성 액정 디스플레이 장치.
  3. 각각의 픽셀내에 투과 영역과 반사 영역을 갖고, 서로 대면하는 제 1 기판과 제 2 기판으로 구성된 액정 패널(liquid crystal panel)을 구비하는 반투과성 액정 디스플레이 장치(transflective liquid crystal display device)에 있어서,
    상기 제 1 기판은 상기 투과 영역 이외의 제 1 영역에 배열된 반사 부재(reflecting member)를 포함하고,
    상기 제 2 기판은 상기 투과 영역의 적어도 일부에 배열된 산란 효과를 갖는 제 1 컬러 필터(a first color filter)와, 상기 제 1 영역에 대응하는 제 2 영역에 배열된 제 2 컬러 필터를 포함하는 것을 특징으로 하는
    반투과성 액정 디스플레이 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 컬러 필터는 상기 제 2 컬러 필터와 다른 색(color)을 갖는 것을 특징으로 하는 반투과성 액정 디스플레이 장치.
  5. 각각의 픽셀내에 투과 영역과 반사 영역을 갖고, 서로 대면하는 제 1 기판과 제 2 기판으로 구성된 액정 패널을 구비하는 반투과성 액정 디스플레이 장치를 제조하는 방법에 있어서,
    상기 제 1 기판의 투과 영역 이외의 제 1 영역에 반사 부재(reflecting member)를 배열하는 단계와,
    상기 제 2 기판의 투과 영역의 적어도 일부에 산란 부재(scattering member)를 배열하는 단계를 포함하는
    반투과성 액정 디스플레이 장치 제조 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 1 영역에 대응하는 상기 제 2 기판의 제 2 영역에 다른 산란 부재(other scattering member)―상기 다른 산란 부재는 상기 산란 부재보다 더 낮은 산란 효과를 가짐―를 배열하는 단계를 더 포함하는 반투과성 액정 디스플레이 장치 제조 방법.
  7. 각각의 픽셀내에 투과 영역과 반사 영역을 갖고, 서로 대면하는 제 1 기판과 제 2 기판으로 구성된 액정 패널(liquid crystal panel)을 구비하는 반투과성 액정 디스플레이 장치를 제조하는 방법에 있어서,
    상기 제 1 기판의 투과 영역 이외의 제 1 영역에 반사 부재(reflecting member)를 배열하는 단계와,
    상기 제 2 기판의 투과 영역의 적어도 일부에 산란 효과를 갖는 제 1 컬러 필터(a first color filter)를 배열하는 단계와,
    상기 제 1 영역에 대응하는 상기 제 2 기판의 제 2 영역에 제 2 컬러 필터를 배열하는 단계를 포함하는
    반투과성 액정 디스플레이 장치 제조 방법.
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