KR100989350B1

KR100989350B1 - 디스플레이 장치 및 그 형성 방법

Info

Publication number: KR100989350B1
Application number: KR1020040000701A
Authority: KR
Inventors: 이재영; 박원상; 김재현; 김상우; 차성은; 임재익
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2004-01-06
Filing date: 2004-01-06
Publication date: 2010-10-25
Also published as: KR20050072310A; CN101196666B; CN101196666A

Abstract

반사영역과 투과영역을 갖는 디스플레이 장치에서 투과영역에 돌출부를 형성한 디스플레이 장치 및 그 형성방법이 개시된다. 상기 돌출부는 투과영역을 2분할 내지 4분할함으로써 액정 분자의 기울어진 방향을 지형적으로(topographically) 조정할 수 있다. 게다가, 상기 돌출부가 형성된 영역 이외의 투과영역에 대응하는 상부기판의 화소전극에 일정한 형태의 패턴을 형성시켜, 전압 인가시 액정분자가 이동(회전) 방향을 조정할 수도 있다. 상기와 같이 디스플레이 장치는 수직 배향 및 멀티 도메인을 형성하여 화질을 개선할 수 있을 뿐만 아니라, 러빙 공정을 생략할 수 있다는 장점을 갖는다.

디스플레이 장치, 투과영역, 돌출부, 화소전극 패턴

Description

디스플레이 장치 및 그 형성 방법{Display apparatus, and Method for forming the same}

도 1a, 도 1b는 본 발명에 따라 투과영역이 각각 2 분할, 4분할된 디스플레이 장치의 하부 기판 레이아웃(layout)을 나타낸 도면이다.

도 2a, 도 2b는 도 1a, 1b의 A-A'라인의 단면도이다.

도 3a, 3b, 3c는 도 2a의 형성방법을 공정을 순서에 따라 나타낸 도면이다.

도 4a, 4b, 4c는 본 발명에 따라 상부기판의 화소전극에 형성된 화소전극 패턴을 나타낸 도면이다.

도 5a는 도 4a의 B-B'라인의 단면도이다.

도 5b, 도 5c는 도 4b, 4c의 C-C'라인의 단면도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

Px : 화소전극 Ta :투과영역

Ra : 반사영역 201 : 기판

203 : 게이트 전극 205 : 제 1 절연막

207 : 반도체 패턴 211 : 드레인 전극

213 : 소스 전극 215 : 스위칭 소자

219 : 제 1 화소전극 221 : 제 2 절연막

223 : 돌출부 225 : 제 2 화소전극

300 : 레티클 301 : 투명부재

302 : 불투명부재 401 : 상부기판의 화소전극

402 : 화소전극 패턴 501, 502, 503 : 하부기판부

505 : 상부기판부 507 : 화소전극

본 발명은 디스플레이 장치 및 그 형성 방법에 관한 것으로, 구체적으로 반사영역과 투과영역을 갖는 반투과형 디스플레이 장치 및 그 형성 방법에 관한 것이다.

플랫 패널 디스플레이(FPD) 장치 중 대표적인 액정 디스플레이 장치는 액정분자의 유전율 이방성과 굴절율 이방성을 이용하여 전계의 세기에 따른 빛의 편광 특성 변화를 이용한 디스플레이 장치이다.

이러한 액정 디스플레이 장치는 액정 분자의 이방성에 의존하는데, 시야각에 따라 빛이 경유하는 액정 분자의 이방성 특성은 차이가 날 수 밖에 없어, 보는 위치에 따라 화질의 변화가 생기게 된다. 상기와 같은 화질 변화 문제를 해결하기 위해 빛이 경유하는 액정 분자의 이방성 특성 변화를 최소로하는 액정분자 모드 및 멀티 도메인에 관한 개발이나 보상 필름의 개발이 진행되고 있다. 예컨대, 액정분자 모드로 최근까지 개발된 것 중 대표적인 것은 VA, IPS 등이 있으며, 멀티 도메 인은 전압 인가시 한 픽셀의 액정들이 영역에 따라 서로 다른 방향으로 이동(회전)하게 하여 전체적으로 빛이 경유하는 액정 분자의 이방성 특성 변화를 시야각 변화에 관계없이 최소로 하려는 기술이다.

한편, 모바일 디스플레이 제품은 실내는 물론 실외에서도 양질의 화질을 제공하기 위해 반사영역과 투과영역으로 이루어진 디스플레이 장치(이하 '반투과 디스플레이 장치'라 한다.)를 사용한다. 통상 반사영역과 투과영역은 빛의 경로 차이에 따라 서로 다른 액정층 두께를 갖으며, 반사영역에는 반사특성 향상을 위한 엠보싱을 형성한다. 이러한 모바일 디스플레이 제품도 최근에는 광시야각 특성이 요구되고 있어, 수직배향이나 멀티 도메인 기술의 적용이 시도되고 있다.

반투과 디스플레이 장치는 편광판과 액정 사이에 각각 위상차 판을 사용하므로, 편광판을 통과한 빛은 위상차 판에 의해 원형 편광된다. 따라서, 반투과 디스플레이 장치는 액정의 방향성 보다 액정의 기울기가 중요한 요소로 작용하여 무러빙 과정으로 형성될 수 있을 것이라 예상되었으나, 러빙 공정을 생략할 경우 넓은 투과영역에서 방향성을 상실한 액정 분자에 의해 화질 불량 등이 관찰되었다.

그러나, 상기와 같은 별도의 러빙 공정은 별도의 공정으로 생산 원가를 상승시키고 세로줄 얼룩 등의 불량을 일으킬 수 있다. 구체적으로 반사영역의 엠보싱과 반사영역과 투과영역의 단차는 지형적으로(topographically) 액정의 기울기를 형성시킬 수 있지만, 넓은 투과영역은 전체적으로 액정이 방향성을 갖도록 러빙 공정을 수행하지 않으면, 방향성을 상실한 액정 분자들에 의해 화질 불량이 발생하는 문제점을 갖는다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 수직배향이나 멀티 도메인 기술을 반투과 디스플레이 장치에 적용하여 개선된 디스플레이 장치 및 그 형성방법을 제공하는 것이다.

본 발명은 반사영역과 투과영역을 갖는 디스플레이 장치로, 액정의 방향성을 제어한 디스플레이 장치 및 그 형성방법에 관한 것이다.

본 발명의 일 실시예로, 반사영역과 투과영역을 갖는 디스플레이 장치에서 상기 투과영역은 상기 반사영역에 비해 후퇴(recession)된 영역이며, 상기 후퇴된 투과영역을 분할하는 돌출부가 형성된 구조이다. 상기 돌출부에 의해 투과영역은 균등 또는 비균등적으로 분할될 수 있다. 경우에 따라, 상기 돌출부에 의해 상기 투과영역이 완전히 분할되지 않을 수도 있다. 상기 돌출부는 투과영역의 일부분에서 투과영역의 표면을 따라 뻗어나간 구조이며, 일정한 경사를 갖는 형태이다. 상기 돌출부, 투과영역과 반사영역의 경계에 의해 지형적으로 전압이 인가되지 않은 상태에서 액정은 기울기와 방향성을 갖으며 배향될 수 있다.

상기 투과영역은 원형, 다각형, 타원의 형태일 수 있다. 다각형은 사각형, 육각형, 팔각형의 형태들을 포함한다.

상기와 같은 구조를 갖는 디스플레이 장치는 크게 화소전극의 형성 위치에 따라 크게 둘로 나눌 수 있다. 하나는 화소전극이 상기 돌출부의 상부에 형성된 구조이고 다른 하나는 상기 돌출부의 하부에 형성된 구조이다.

한편, 상기 반사영역은 엠보싱이 형성된 구조일 수 있다. 엠보싱은 균일한 형태 또는 비균일한 형태로서 각도(degree)가 있거나 각도가 없는 요철의 구조이다. 상기 엠보싱에 의해 지형적으로 전압이 인가되지 않은 상태에서도 액정은 기울기를 갖고 배향될 수 있다.

본 발명의 다른 실시예로, 반사영역과 투과영역을 갖는 디스플레이 장치에서 상기 투과영역에 대응하는 상부기판의 화소전극은 일정한 패턴을 갖는 구조이다. 상기 패턴은 상기 투과영역의 축소된 형태이거나 원형, 타원형, 다각형의 형태일 수 있다. 상기 패턴은 상기 투과영역에 대응하는 상부기판의 화소전극에 하나 이상 형성될 수 있으며, 경우에 따라 투과영역 또는 분할된 투과영역의 중앙에 대응하는 위치에 형성될 수 있다. 상기 패턴은 상부기판의 화소전극이 전부 또는 일부가 제거된 구조이다.

또는 상기 화소전극의 패턴 대신 상기 패턴의 위치에 절연막 돌기가 형성된 구조를 갖을 수도 있다.

상기 패턴이나 돌기에 의해 전압이 인가된 상태에서 액정은 일정한 방향으로 이동(회전)될 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예로, 반사영역과 투과영역을 갖는 디스플레이 장치에서, 하부기판은 상기 본 발명의 일 실시예와 같이 돌출부를 갖는 구조이며, 상부기판은 상기 본 발명의 다른 실시예와 같이 패턴된 화소전극을 갖거나 절연막 돌기를 갖는 구조이다. 구체적으로, 상기 화소전극의 패턴 또는 돌기는 상기 돌출부가 형성된 투과영역 이외의 투과영역에 대응하는 상부기판에 형성되거나 상기 돌출부 에 의해 분할된 투과영역에 대응하는 상부기판에 형성된다. 상기 화소전극의 패턴 또는 돌기는 분할된 투과영역의 중앙에 대응하는 위치에 형성될 수 있다. 게다가, 상기 패턴 또는 돌기는 상기 분할된 영역의 축소된 형태를 갖거나 상기 분할된 영역에 따라 원형, 타원형, 다각형의 임의의 형태를 갖을 수 있다. 상기 돌출부에 의해 지형적으로 전압이 인가되지 않은 상태에서도 액정은 기울기를 갖고 배향될 수 있으며, 패턴이나 돌기에 의해 전압이 인가된 상태에서 액정은 일정한 방향으로 이동(회전)될 수 있다. 또한, 상기 돌출부와 패턴(또는 돌기)의 위치관계로부터 전압이 미인가된 상태와 인가된 상태에 따른 액정의 배향 특성 및 이동(회전)에 따른 방향성을 상보적으로 제어할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따른 디스플레이 장치는 러빙 공정이 생략될 수 있다.

이하 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되어지는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되어지는 것이다. 도면들에 있어서, 층(또는 막) 및 영역들의 두께는 명확성을 기하기 위하여 과장되어진 것이다. 또한, 층(또는 막)이 다른 층(또는 막) 또는 기판 "상(위에)"에 있다(또는 형성된다)고 언급되어지는 경우에 그것은 다른 층(또는 막) 또는 기판 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제3의 층이 개재될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

도 1a, 도 1b는 본 발명에 따라 투과영역이 각각 2 분할, 4 분할된 디스플레이 장치의 하부 기판 레이아웃(layout)을 나타낸 도면이다.

도 1a, 도 1b는 디스플레이 장치에서 스위칭 소자(215) 및 상기 스위칭 소자(215)에 전기적으로 연결된 게이트 라인(203), 데이터 라인(211), 그리고 화소전극(Px)이 형성된 하부기판 레이아웃을 나타낸 도면이다. 상기 스위칭 소자(215)는 게이트 전극(203), 드레인/소스전극(211, 213)으로 이루어져 있으며, 상기 화소전극(Px)은 반사영역(Ra)과 투과영역(Ta)으로 이루어져 있다. 도 1a, 도 1b는 상기 투과영역(Ta)을 각각 2분할(Ta'), 4분할(Ta")된 형태로 상기 도면상 분할된 투과영역은 균등 분할되었으나 비균등 분할될 수도 있다. 반사영역(Ra)에는 엠보싱이 형성되어 있다. 상기 게이트 라인(203), 데이터 라인(211), 스위칭 소자(215) 및 화소전극(Pz)의 동작 및 기능은 일반적인 디스플레이 장치에서와 같다.

한편, 상기 하부 기판 레이아웃 상부에 컬러 필터, 공통 화소전극 등이 형성된 상부기판 그리고 상기 하부기판과 상부기판 사이에 액정층을 구비함으로써 디스플레이 장치를 제작할 수 있다. 상기 상부기판의 화소전극은 패턴이 없는 공통 전극을 사용할 수 있다. 상기 액정층의 액정 분자는 VA 또는 RTN(reverse TN)으로 배향될 수 있다.

도 2a, 도 2b는 도 1a, 도 1b의 A-A'라인의 단면도이다.

도 2a를 참고하면, 도 2a는 도 1a, 도 1b의 A-A'라인의 단면도로 화소전극인 제 1 화소전극(219)이 돌출부(223)의 하부에 형성된 구조이다.

기판(201) 상에 스위칭 소자(215) 및 제 1 화소전극(219)이 존재하고 그 상 부에 돌출부(223), 투과영역을 갖는 절연막(221), 및 제 2 화소전극(225)이 존재한다.

구체적으로, 기판(201), 상기 기판(201) 상에 형성된 스위칭 소자(215), 상기 기판(201) 상에 형성되며 상기 스위칭 소자(215)가 형성된 영역 이외의 영역에 형성된 제 1 화소전극(219), 상기 기판(201) 및 스위칭 소자(215) 그리고 제 1 화소전극(219) 상에 형성되며, 상기 스위칭 소자(215)의 제 1 전극(213) 일부를 노출시키고 상기 제 1 화소전극(219) 일부를 노출시키되 상기 제 1 화소전극(219) 상에 돌출부(223)가 존재하도록 형성된 절연막(221), 상기 절연막(221) 상에 상기 스위칭 소자(215)의 제 1 전극(213) 및 제 1 화소전극(219)과 전기적으로 연결된 제 2 화소전극(225)을 포함한 구조이다.

상기 투과영역은 원형, 다각형, 타원의 형태일 수 있다. 다각형은 사각형이나 육각형, 팔각형의 형태들을 포함한다.

상기 제 1 화소전극(219) 및 제 2 화소전극(225)은 단일막이거나 복합막이다. 경우에 따라, 상기 스위칭 소자 상에 패시베이션막(passivation layer; 217)이 스위칭 소자(215)와 절연막(221) 사이에 개재될 수 있다. 한편, 상기 제 1 화소전극(219)은 투명전극으로 ITO, IZO 등일 수 있고 상기 제 2 화소전극(225)은 불투명 전극으로 알루미늄, 알루미늄 합금막 또는 알루미늄과 금속의 복합막으로 이루어 질 수 있다. 또한, 제 1 화소전극(219)과 제 2 화소전극(225)이 전기적으로 연결되는 영역에서는 양 전극 사이에 몰리브덴 텅스텐 등의 합금막이 게재될 수 있다.

상기 돌출부(223)는 절연막(221)과 같은 물질일 수 있다.

도 2b를 참고하면, 도 2b는 도 1a, 도 1b의 A-A'라인의 단면도로 화소전극인 제 1 화소전극(219)이 돌출부(223)의 상부에 형성된 구조이다.

도 2b의 구조는 전체적으로 도 2a의 구조와 비교해 제 1 화소전극(219)이 절연막(221) 상에 존재하고 상기 제 2 화소전극(225)이 반사영역에서 제 1 화소전극(219) 상에 존재한다는 점을 제외하고는 동일하다. 다만, 제 1 화소전극(219)이 절연막(221) 상에 존재하게 되므로 투과영역의 돌출부(223) 상부에는 제 1 화소전극(219)이 존재하게 된다.

도 2a 및 도 2b와 같은 구조를 갖는 디스플레이 장치는 상기 돌출부(223) 및 반사영역과 투과영역의 경계 단차, 그리고 반사영역의 엠보싱에 의해 지형적으로(topographically) 전압이 인가되지 않은 상태에서도 액정은 기울기를 갖고 배향될 수 있어 양질의 화질을 얻을 수 있으며, 경우에 따라 러빙 공정이 생략될 수 있어 러빙 공정으로 인한 불량이 개선될 수 있고 원가절감을 가져올 수 있다.

도 3a 내지 도 3c는 도 2a의 형성방법을 공정을 순서에 따라 나타낸 도면이다.

도 3a를 참조하면, 기판(201) 상에 스위칭 소자(215)를 형성한 후, 상기 기판(201) 상에 형성되며 상기 스위칭 소자(215)가 형성된 영역 이외의 영역에 제 1 화소전극(219)을 형성한다. 그 후 상기 기판(201), 스위칭 소자(215) 및 제 1 화소전극(219) 상에 절연막(221)을 형성한다.

상기 기판(201)은 글래스나, 쿼츠 등 투과성 있는 기판으로 전기적으로 스위칭 소자(215)나 화소전극(219, 225)에 영향을 주지 않는 기판이다. 한편, 스위칭 소자(215)는 박막트랜지스터로 상기 기판(201) 상에 게이트 전극(203), 게이트 절연막(205), 채널층(207), 소스/드레인 전극(211, 213))으로 이루어져 있다. 게이트 전극(203)이나 소스/드레인 전극(211, 213)은 알루미늄이나 알루미늄 합금막, 또는 알루미늄과 금속의 복합막으로 이루어져 있으며, 통상 스퍼터링 방법 등으로 형성된다. 상기 게이트 절연막(205)은 실리콘 질화막이나 산화막 등의 유전막으로, 채널층(207))은 실리콘막 등의 반도체막으로 이루어져 있으며 각각 화학적 기상증착법(CVD) 등으로 형성될 수 있다.

구체적으로, 기판(201) 상에 게이트 전극(203)을 형성한 후 게이트 절연막(205)을 상기 게이트 전극(203) 및 기판(201) 상에 형성한다. 다음 상기 게이트 절연막(205) 상에 반도체막(207) 및 오믹컨택층(209)을 형성한 후 상기 게이트 전극(203)이 형성된 영역 및 그 주변 영역에 상기 반도체막(207) 및 오믹컨택층(209)이 존재하도록 패터닝한다. 상기 오믹컨택층(209) 상에 금속막(211, 213)을 형성한 후 상기 게이트 전극(203)이 형성된 영역 및 그 주변 영역에 존재하되, 상기 게이트 전극(203)의 상부에서는 단락이 되도록 패터닝한다.

상기 패턴된 소스/드레인 전극(211, 213)을 마스크로 상기 오믹컨택층(209)을 식각하여 단락시켜 채널층(207)을 형성시킴으로써 스위칭 소자(215)를 형성한다.(한편, 반도체막(207) 및 오믹컨택층(209) 그리고 금속막(211, 213)을 순차적으로 형성한 후 동시에 패터닝해서 소스/드레인 전극(211, 213)을 형성하고 오 믹컨택층(209)의 단락을 형성시킴으로써 스위칭 소자(215)를 형성하는 경우도 있다.) 경우에 따라, 상기 스위칭 소자(215) 상에 패시베이션막(217)을 형성한다. 상기 패시베이션막(217)은 실리콘 질화막 등의 절연막이다.

상기 절연막(221)은 예컨대, 유기절연막으로 유전율이 낮으면서도 두껍고 평탄하게 형성할 수 있는 절연막이다.

도 3b를 참조하면, 상기 도 3a의 절연막(221)에 패턴을 형성하기 위한 노광장치의 레티클(300)을 준비한 후, 사진 식각 공정을 거쳐 상기 스위칭 소자(215)의 제 1 전극(213) 일부를 노출시키고 상기 제 1 화소전극(219) 일부를 노출시키되 상기 제 1 화소전극(219) 상에 돌출부(223)가 존재하도록 절연막(221)을 형성한다.

특정영역의 절연막(221)을 제거하는 방법은 노광 공정을 통해 형성될 수 있다. 일반적으로 노광 공정은 빛에 감광하는 포토레지스트를 기판 상에 도포한 후, 패턴이 형성된 레티클(300)을 통해 광을 조사한다.

광이 조사된 포토레지스트의 화학 성분은 광이 조사되지 않은 포토레지스트의 화학성분과 다르게 변화되어 선택적 식각이 가능해진다. 그후 상기 패턴된 포토레지스트를 마스크로 기판을 식각한다. 통상 상기 절연막(221)은 감광성을 갖는 유기절연막(221)으로 포토레지스트를 추가적으로 상기 절연막(221) 상에 형성할 필요는 없다. 상기 레티클(300)은 투명부재(301)상에 불투명부재(302) 예컨데, 크롬 등을 패턴의 형상에 따라 형성함으로써 제작될 수 있다. 도면상에서는

상기 레티클(300)에 불투명 부재(302)가 존재하는 영역과 그렇지 않은 영역을 형성하여 상기 불투명 부재가 존재하는 영역을 통해 절연막(221)의 일부를 제거 하는 것을 도시하였으나, 포토레지스트의 특정에 따라 상기한 불투명 부재(302)가 존재하는 영역과 그렇지 않은 영역은 바뀔 수 있다.

한편, 상기 절연막(221)을 형성한 후 투과영역의 절연막(221)을 제거하는 과정에서 돌출부(223)를 형성할 절연막(221)을 잔존시키는 방법은 노광 공정에서 사용되는 레티클(300)에 상기 돌출부(223)를 형성할 패턴을 더 형성함으로써 후퇴된 투과영역 형성과 함께 돌출부(223)를 형성할 수 있다. 상기 돌출부(223) 형성을 위한 패턴은 단일 패턴이거나 슬릿 패턴일 수 있다. 상기 단일 또는 슬릿 패턴을 이용해 돌출부(223)를 형성하는 경우 돌출부(223)의 높이는 반사영역과 같거나 그 이하로 형성될 수 있다. 특히, 슬릿 패턴이 추가된 레티클(300)을 사용하는 경우 빛의 회절 현상에 의해 상기 반사 영역 보다 낮은 형태의 경사진 돌출부(223)를 형성할 수 있다.

게다가, 반사영역이 형성될 절연막(221) 상에는 엠보싱 형성을 위한 패턴을 형성시킨다. 상기 패턴 역시 사진식각 공정을 통해 형성될 수 있다. 식각 후 열처리 과정을 거쳐 엠보싱 형상을 형성한다.

도 3c를 참조하면, 상기 절연막(221) 상의 반사영역에 불투명 전극인 제 2 화소전극(225)을 형성하고 제 1 화소전극(219) 및 소스전극(213)과 전기적으로 연결시킨다.

상기와 같이 투과영역의 절연막(221)을 일부 또는 전부를 제거하여 반사영역과 투과영역의 액정층 두께 차이를 형성시킴으로써, 반사영역의 반사특성과 투과영역의 투과특성에 따른 디스플레이를 제작할 수 있다. 예컨대, 상기 투과영역의 액 정층 두께는 상기 반사영역의 액정층 두께의 대략 2배가 되도록 형성한다면, 반사영역에서 빛이 진행하는 액정층 거리와 투과영역에서 빛이 진행하는 액정층 거리를 같게 할 수 있어 반사영역과 투과영역의 화질 특성을 유사하게 할 수 있다. 경우에 따라, 상기 반사영역이 최적의 조건이 되도록 상기 반사영역의 액정층 두께를 조정하고 상기 조정된 반사영역의 액정층 두께 및 절연막(221)의 두께에 따라 투과영역의 액정층 두께를 조정할 수 있다.

또한, 도 2b의 구조를 갖는 디스플레이 장치의 형성 방법(도면 미도시)은 상기 도 3a 내지 3c의 형성방법과 비교해 제 1 화소전극(219)이 절연막(221) 형성 및 패터닝 후 형성된다는 점을 제외하고는 같다. 다만, 절연막(221) 형성 후, 제 1 화소전극(219) 및 제 2 화소전극(225)을 형성한 후 불투명 전극인 제 2 화소전극(225)을 투과영역에서 제거함으로써 반사영역의 화소전극과 투과영역의 화소전극이 정의된다. 또한, 상기 제 1 화소전극과 제 2 화소전극 사이에 몰리브덴 텅스텐 등 합금막이 개재되어 있을 수 있다.

기타 스위칭 소자(215)의 구조 및 형성 방법, 돌출부(223)의 형성 방법 등은 도 3a 내지 3c에서 상술한 바와 같다.

도 4a 내지 도 4c는 상부기판의 화소전극에 형성된 화소전극 패턴을 나타낸 도면이다.

상부기판의 화소전극(401) 패턴은 원형, 타원형 또는 다각형의 임의의 형태로, 하나 이상이 존재할 수 있다. 또한, 투과영역(117a, 117b)이 돌출부 등으로 분할된 경우 각각의 분할된 영역에 대응하는 상부기판의 화소전극(401)에 패턴(402) 이 형성될 수 있다. 도 4a는 타원형 패턴(402)을, 도 4b는 다각형 패턴(402)을, 도 4c는 원형 패턴(402)을 나타낸 것이지만, 투과영역(Ta', Ta")의 분할 여부 및 분할수와 관계없이 상기 패턴(402) 모양들은 모두 상부기판의 화소전극(401)에 적용될 수 있다. 상기 패턴들(402)은 투과영역 또는 분할된 투과영역(Ta', Ta") 각각에 대응되는 상부기판의 화소전극(401) 영역의 중심에 위치할 수 있다. 상기 패턴은 화소전극(401)의 일부 또는 전부가 제거된 구조이다.

하부 기판 상에 형성된 투과영역 및 반사영역, 그리고 스위칭 소자 등은 상기 도 1a, 도 1b의 형태를 모두 갖을 수 있다. 한편, 상기 하부 기판과 상부 기판 사이에 액정층이 개재되어 있으며, 상기 액정층의 액정 모드는 VA(수직 배향) 또는 RTN(Reverse TN)일 수 있다.

일반적으로, 반투과 디스플레이 장치는 광원, 상기 광원으로부터 사출된 빛을 패널 전면에 조사할 수 있도록 하는 도광판 및 각종 시트(필름), 편광판과 위상차 판을 하부기판의 하부에 구비한다. 상기 위상차 판은 광파의 일축방향을 λ/4 위상변화시켜 선형 편광된 빛을 원형 편광시킨다. 또한, 상부기판의 상부에 위상차판(λ/4 위상판), 편광판을 구비한다. 상기 위상차판들에 의해 반사영역에서 블랙을 형성할 수 있으며, 반사영역과 투과영역에서의 블랙과 화이트 모드가 일치될 수 있다.

또는 상기 화소전극(401)의 패턴 대신 상기 패턴의 위치에 절연막 돌기가 형성된 구조를 갖을 수도 있다.

도 5a는 도 4a의 B-B'라인의 단면도이다.

도 5a를 참조하면, 하부기판부(501)는 도 2a의 도면과 같은 디스플레이 구조에서 돌출부가 없는 구조이다. 즉, 투과영역을 형성하면서 돌출부를 잔존시키지 않고 제거한 구조이다. 한편, 상기 하부기판부(501)의 구조는 도 2b의 도면과 같은 디스플레이 구조에서 돌출부가 없는 구조로 대체될 수 있다. 상기 하부기판부(501)에 대응한 상부기판부(505)는 하부 기판과 같은 기판에 컬러필터 등 소정의 구조가 형성된 구조이다. 상기 상부기판부(505)에는 화소전극(507)이 전체적으로 형성되어 있다. 상기 화소전극(507)은 상기 하부기판부(501)의 투과영역에 대응하는 위치에서 패턴(402)을 갖으며 상기 도 4a, 내지 도 4c에서 상술한 패턴 형태를 가질 수 있다.

또는 상기 화소전극(507)의 패턴(402) 대신 상기 패턴의 위치에 절연막 돌기가 형성된 구조를 갖을 수도 있다.

도 5a와 같은 구조를 갖는 디스플레이 장치는 상기 패턴에 의해 전압이 인가된 상태에서 액정을 일정한 방향으로 이동(회전)시킬 수 있어 액정의 방향성을 향상시키므로 멀티 도메인을 보다 잘 형성시킴으로써 디스플레이의 화질을 개선시킬 수 있다.

도 5b, 도 5c는 도 4b, 4c의 C-C'라인의 단면도이다.

도 5b와 도 5c는 도 2a와 도 2b와 동일한 구조를 갖는 하부기판부(502, 503)을 갖는다.

도 5b, 5c를 참조하면, 상기 하부기판부(502, 503)에 대응한 상부기판부(505) 및 화소전극(507)은 상기 5a에서 설명한 것과 같은 구조를 갖는다. 상기 화소전극(507)은 상기 하부기판부(502, 503)의 투과영역에 대응하는 위치에서 패턴을 갖는다. 구체적으로 상기 화소전극(507)의 패턴(402)은 상기 돌출부가 형성된 영역 이외의 영역 또는 분할된 투과영역에 대응하는 상부기판의 화소전극(507) 영역에 형성된다. 상기 돌출부가 형성되지 않은 투과영역의 중심에 화소전극(507) 패턴(402)이 형성될 수 있으며, 상기 패턴은 상기 도 4a, 4b, 4c에서 상술한 패턴(402) 형태를 갖을 수 있다. 상기 패턴(402)은 상기 투과영역에 하나 이상 존재할 수 있으며, 돌출부에 의해 분할된 영역 또는 돌출부가 형성되지 않은 영역에 대응하는 상부기판의 화소전극(507) 영역에 각각 하나 이상 존재할 수 있다.

또는 상기 화소전극(507)의 패턴 대신 상기 패턴(402)의 위치에 절연막 돌기가 형성된 구조를 갖을 수도 있다.

도 5b 및 도 5c와 같은 구조를 갖는 디스플레이 장치는 상기 돌출부 및 반사영역과 투과영역의 경계 단차, 그리고 반사영역의 엠보싱에 의해 지형적으로 전압이 인가되지 않은 상태에서도 액정은 기울기를 갖고 배향될 수 있으며, 패턴에 의해 전압이 인가된 상태에서 액정을 일정한 방향으로 이동(회전)시킬 수 있다. 또한, 상기 돌출부와 패턴의 위치관계로부터, 전압이 미인가된 상태와 인가된 상태에 따른 액정의 배향특성 및 이동(회전)에 따른 방향성을 상보적으로 제어할 수 있어 디스플레이의 화질을 개선시킬 수 있을 뿐만 아니라, 경우에 따라 러빙 공정을 생략할 수 있어 러빙 공정으로 인한 불량이 개선될 수 있고 그 결과 원가절감 또한 가져올 수 있다.

본 발명과 같은 디스플레이 장치는 수직 배향(기판에 평행하지 않고 기판과 일정한 각도로 기울어진 배향도 포함한다.) 및 멀티 도메인을 형성하여 화질을 개선할 수 있을 뿐만 아니라, 경우에 따라 러빙 공정을 생략할 수 있다는 장점을 갖는다.

Claims

반사영역에 형성된 제1 화소전극, 상기 반사영역에 대해 후퇴된 투과영역 상에 형성된 제2 화소전극 및 상기 투과영역 상에 형성되어 상기 투과영역을 분할하는 돌출부를 포함하는 제1 기판; 및

상기 제1 기판과 대향하며, 상기 돌출부에 의해 분할된 영역들 각각의 중심영역과 대응하는 영역에 개구패턴이 형성된 제3 화소전극을 포함하는 제2 기판을 포함하는 디스플레이 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 투과영역은 2 내지 4의 분할된 영역들을 갖는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 분할된 영역들 각각의 중심영역에 대응하는 상부기판의 화소전극은 분할된 투과영역의 축소된 형태이거나 원형, 타원형 또는 다각형 형태로 화소전극의 일부 또는 전부가 제거된 영역을 갖는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
삭제
기판;

상기 기판 상에 형성된 스위칭 소자;

상기 스위칭 소자가 형성된 상기 기판 상에 형성되며, 상기 스위칭 소자의 제 1 전극 일부를 노출시키고 후퇴(recession)된 투과영역 및 상기 투과영역 내에 돌출부가 존재하도록 형성된 절연막;

상기 절연막 상에 형성되며, 상기 스위칭 소자의 제 1 전극과 전기적으로 연결된 제1 화소 전극; 및

상기 투과영역과 인접한 반사영역 상의 제 1 화소 전극 위에 형성된 제 2 화소전극을 포함하며,

상기 후퇴된 투과영역이 상기 돌출부에 의해 분할되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
제 5 항에 있어서, 상기 스위칭 소자, 제 1 화소전극, 절연막, 제 2 화소전극이 형성된 기판과 마주보는 상부기판 및 상부기판에 형성된 화소전극을 더 포함하되,

상기 돌출부가 형성된 영역 이외의 노출된 제 1 화소전극의 분할된 영역 각각에 대응하는 상기 상부기판의 화소전극은 분할된 제 1 화소전극 영역의 축소된 형태이거나 원형, 타원형 또는 다각형 형태로 화소전극의 일부 또는 전부가 제거된 영역을 갖는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
기판 상에 스위칭 소자를 형성하는 단계;

상기 스위칭 소자가 형성된 상기 기판 상에 형성되며, 상기 스위칭 소자의 제 1 전극 일부를 노출시키고 후퇴(recession)된 투과영역 및 상기 투과영역 내에 돌출부가 존재하도록 절연막을 형성하는 단계;

상기 절연막 상에 형성되며, 상기 스위칭 소자의 제 1 전극과 전기적으로 형성된 제1 화소 전극을 형성하는 단계; 및

상기 투과 영역과 인접한 반사영역 상의 제 1 화소 전극 위에 형성된 상기 제 2 화소전극을 형성하는 단계를 포함하는 디스플레이 장치 형성방법.
제 7 항에 있어서, 상기 절연막을 형성하는 단계는,

상기 스위칭 소자가 형성된 상기 기판 상에 상기 절연막을 형성하는 단계;

상기 스위칭 소자의 제 1 전극 일부가 노출될 수 있도록 패턴이 형성된 레티클을 준비하되, 상기 투과 영역 내에 상기 돌출부를 형성하기 위한 슬릿 패턴이 더 형성된 레티클을 준비하는 단계; 및

상기 레티클을 이용하여 사진시각 공정을 수행하는 단계를 포함하는 디스플레이 장치 형성방법.
기판;

상기 기판 상에 형성된 스위칭 소자;

상기 기판, 스위칭 소자 상에 형성되며, 상기 스위칭 소자의 제 1 전극 일부를 노출시키고 후퇴(recession)된 투과영역 및 상기 투과영역 내에 돌출부가 존재하도록 형성된 절연막; 및

상기 스위칭 소자의 제 1 전극과 전기적으로 연결되며 상기 절연막 상에 형성된 화소 전극을 포함하되,

상기 후퇴된 투과영역이 상기 돌출부에 의해 분할되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
제 9 항에 있어서, 상기 스위칭 소자, 절연막, 화소전극이 형성된 기판과 마주보는 상부기판 및 상부기판에 형성된 화소전극을 더 포함하되,

상기 돌출부가 형성된 영역 이외의 후퇴(recession)된 투과영역의 분할된 영역 각각에 대응하는 상기 상부기판의 화소전극은 분할된 투과영역의 축소된 형태이거나 원형, 타원형 또는 다각형 형태로 화소전극의 일부 또는 전부가 제거된 영역을 갖는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
기판 상에 스위칭 소자를 형성하는 단계;

상기 기판, 스위칭 소자 상에 형성되며, 상기 스위칭 소자의 제 1 전극 일부를 노출시키고 후퇴(recession)된 투과영역 및 상기 투과영역 내에 돌출부가 존재하도록 절연막을 형성하는 단계; 및

상기 스위칭 소자의 제 1 전극과 전기적으로 연결되며 상기 절연막 상에 화 소 전극을 형성하는 단계를 포함하는 디스플레이 장치 형성방법.
제 11 항에 있어서, 상기 절연막을 형성하는 단계는,

상기 기판, 스위칭 소자 상에 절연막을 형성하는 단계;

상기 스위칭 소자의 제 1 전극 일부를 노출시키며, 후퇴(recession)된 투과영역을 형성시킬 수 있도록 패턴이 형성된 레티클을 준비하되, 상기 투과영역이 후퇴(recession)될 수 있도록 하는 패턴 영역 내에 돌출부를 형성하기 위한 슬릿 패턴이 더 형성된 레티클을 준비하는 단계; 및

상기 레티클을 이용하여 사진시각 공정을 수행하는 단계를 포함하는 디스플레이 장치 형성방법.