KR20010003870A - 반사형 액정 디스플레이 - Google Patents

Abstract

엘코스 타입의 반사형 액정 디스플레이로서, 화소 전극 상에 일어나는 프린지 효과로 인해 제품의 컨트라스트 특성 등이 저하됨을 미연에 방지하기 위하여, 반도체 집적 회로가 형성되는 반도체 기판과; 이 반도체 기판과 소정의 간격을 두고 배치되고 일면에 공통 전극이 형성되는 투명한 기판과; 상기 반도체 기판과 상기 투명 기판 사이에 배치되는 액정 물질과; 상기 반도체 기판 위에 소정의 패턴을 갖고 형성되는 복수의 화소 전극을 포함하고; 상기 화소 전극을 각진 부위 없이 형성한다.

Description

반사형 액정 디스플레이{A REFLECTIVE LIQUID CRYSTAL DISPLAY}

본 발명은 반사형 액정 디스플레이에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 반도체 기판과 투명 기판 사이에 액정 물질을 배치하여 이루어진 이른바 엘코스(LCOS; Liquid Crystal On Silicon, 이하, LCOS 라 칭한다.)라 불리우는 액정 디스플레이에 관한 것이다.

평판 디스플레이에 있어, 액정 디스플레이(LCD; Liquid Crystal Display)는 무게가 가벼울 뿐만 아니라, 소비 전력이 적은 이점이 있어 점차적으로 음극선관을 대신하여 널리 사용되고 있다. 이러한 액정 디스플레이에 있어, 근래에 마이크로 디스플레이를 실현할 수 있도록 구성된 LCOS가 주목 받고 있는 실정이다.

이 LCOS는 전술한 바와 같이, 반도체 후면 기판과 전면 글라스 기판 사이에 액정 물질을 배치하여 이루어진 액정 디스플레이로서, 반사형으로 그 동작을 이루게 된다.

이러한 LCOS는, 통상의 액정 표시장치와 달리 반도체 기판 위에 셀을 형성하게 되므로, 이에 매트릭스 방식에 따른 구동 회로 및 각 픽셀의 구성 요소들을 용이하게 배치할 수 있어, 다른 장치와는 달리 소형화가 가능한 장점을 갖는다.

이를 도면을 통해 더욱 알아 보면, 종래의 LCOS는 도 5에 도시된 바와 같이, 반도체 기판(1) 위에 반도체 집적 회로(3)를 형성하고, 상기 반도체 기판(1)과 투명한 글라스 기판(5) 사이에 액정 물질(7)을 배치한 패널로 이루어진다.

상기에서 글라스 기판(5)의 내면에는 ITO와 같은 투명 전극(9)이 형성되고(도 6 참조), 또한, 상기 반도체 기판(1) 내면에는 소정의 패턴(도 7 참조)을 유지한 대략 사각 형상의 반사 전극(11)이 복수로 형성되는 바, 이 반사 전극(11)은 상기 반도체 집적 회로(3)와 전기적으로 연결된다.

상기 반도체 집적 회로(3)에는, 상기 반도체 기판(1) 내에 형성되는 소스(3a), 드레인(3b) 및 이들을 사이에 두고 상기 반도체 기판(1) 위로 형성되는 게이트 전극(3c)이 포함된다. 이 때, 상기 드레인(3b)은 상기 반사 전극(11)과 연결되는 연결 전극(13)과 전기적으로 연결되며, 상기 게이트 전극(3c)과 이웃해서는 캐패시터(15)가 배치된다. 물론, 상기 게이트 전극(3c) 및 연결 전극(13) 그리고 상기 캐패시터(13)는 절연층(15)에 의해 상호 접촉되지 않도록 분리되며, 상기 절연층(15) 위로는 페이베이션층(17)이 더욱 형성될 수 있다.

이에 상기와 같이 이루어지는 LCOS는 상기 투명 전극(9)을 공통 전극으로 하고 상기 반사 전극(11)을 화소 전극으로 하면서, 상기 투명 기판(5)을 통해 입사되는 광을 상기 반사 전극(11)에서 반사시켜 반사형 액정 디스플레이로서 작용하게 된다.

그런데, 이러한 반사형 액정 디스플레이가, 마이크로 디스플레이로서 적용될 때에는 아무래도 상기 반사 전극 간의 간격이, 다시 말해, 디스플레이의 픽셀 간의 간격이 수 마이크로 미터(대략, 1.5∼2㎛)로 미세하게 이루어짐에 따라 디스플레이의 작동시 일어나는 프린지 효과(fringe effect)를 더욱 크게 할 확률이 높다.

즉, 프린지 효과는 화소 전극 상에 걸리는 전계 분포가 공통 전극을 향해 수직 방향으로 양호하게 형성되지 못하고, 화소 전극의 주변부에서는 상기 수직 방향에 대해 기울어져 전계 분포가 형성되는 현상을 말하는 것으로서, 이러한 현상은 타 전극 간에 악영향을 주게 된다. 다시 말해, ON 상태의 화소 전극은 주변부의 전계 분포 이상으로 해당 픽셀의 휘도를 떨어 뜨리게 되며, 상기 ON 상태의 화소 전극에 이웃한 OFF 상태의 화소 전극은 작동하지 말아야 함에도 불구하고, 상기 ON 상태의 화소 전극에서 인가되는 전계 분포로 인해 오작동을 일으키게 된다.

또한, 상기 프린지 효과는 상기 화소 전극의 형상에 따라서도 그 정도가 달라질 수 있는데, 종래와 같이 상기 화소 전극이 사각 형상을 갖게 되면, 상기 화소 전극에 형성되는 전하가 상기 화소 전극에 각진 부분인 사각 코너부위로 몰리면서 이로부터 상기 프린지 효과를 더욱 크게 할 수 있다.

이처럼 상기한 반사형 액정 디스플레이는, 반도체 기판 위에 셀을 형성하여 컴팩트한 구성과 픽셀 구동을 편리하게 할 수 있는 장점을 지니는 반면, 상기한 프린지 효과로 인해 구현 영상의 컨트라스트 등를 저하시키는 문제점을 해소하지 못하고 있는 실정이다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 화소 전극의 형상으로 인해 일어나는 프린지 효과를 감소시키도록 개선된 반사형 액정 디스플레이를 제공함에 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 반사형 액정 디스플레이를 도시한 부분 단면도이고,

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 화소 전극 패턴을 설명하기 위해 도시한 부분 평면도이고,

도 3 및 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 더미 패턴을 설명하기 위해 도시한 사시도이고,

도 5는 종래 기술에 의한 반사형 액정 디스플레이를 도시한 부분 단면도이고,

도 6 및 도 7은 종래 기술에 의한 반사형 액정 디스플레이를 도시한 평면도이다.

이에, 본 발명은 상기한 목적을 실현하기 위하여,

반도체 집적 회로가 형성되는 반도체 기판과; 이 반도체 기판과 소정의 간격을 두고 배치되고 일면에 공통 전극이 형성되는 투명한 기판과; 상기 반도체 기판과 상기 투명 기판 사이에 배치되는 액정 물질과; 상기 반도체 기판 위에 소정의 패턴을 갖고 형성되는 복수의 화소 전극을 포함하고; 상기 화소 전극이 각진 부위 없이 형성되는 반사형 액정 디스플레이를 제공한다.

본 발명에서 상기 화소 전극은 전체적인 형상을 사각형으로 이루면서 사각 코너부를 라운드져 형성되며, 또한, 상기 반사형 액정 디스플레이는, 상기 화소 전극 사이에 형성되어 이 화소 전극에서 형성되는 부정 전계에 의한 영향을 방지하도록 하는 더미 패턴을 더욱 포함하여 형성될 수 있는 바, 이 더미 패턴은 원뿔형이나 사각뿔형으로 이루어짐이 바람직하다.

이하, 본 발명을 명확히 하기 위한 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참고하여 보다 상세히 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 반사형 액정 디스플레이를 도시한 부분 단면도이다. 도시된 액정 디스플레이는, LCOS 타입으로 이루어지는 액정 디스플레이로서, 이의 구조는 다음과 같다.

먼저, 상기 액정 디스플레이(40)는, 반도체 기판(40a) 위에 반도체 집적 회로(40b)를 형성하고, 상기 반도체 기판(40a)과 투명한 글라스 기판(40c) 사이에 액정 물질(40d)을 배치하여 이루어진 LCOS 패널로 이루어진다.

상기에서 글라스 기판(40c)의 내면에는 ITO와 같은 투명한 공통 전극(40e)이 형성되고, 상기 반도체 기판(40a)의 내면에는 소정의 패턴(도 2 참조)을 유지한 화소 전극(40f)이 복수로 형성되는 바, 이 화소 전극(40f)은 알루미늄과 같이 반사 특성이 좋은 금속으로 이루어지면서 상기 반도체 집적 회로(40b)와 전기적으로 연결된다.

또한, 이 때, 상기 화소 전극(40f)은 도 2를 통해 알 수 있듯이, 각진 부분이 없는 꼴로 그 형상을 이루고 있는데, 이는 도면에서와 같이 대략 전체적으로 사각형상을 취하면서 그 사각 코너부위가 라운드진 꼴로 이루어질 수 있으나, 이는 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

그리고, 상기 반도체 집적 회로(40b)에는, 상기 반도체 기판(40a) 내에 형성되는 소스(400b), 드레인(402b) 및 이들을 사이에 두고 상기 반도체 백 플레이트(40a) 위로 형성되는 게이트 전극(404b)이 포함되며, 이 때, 상기 드레인(402b)은 상기 화소 전극(40f)과 연결되는 연결 전극(406b)과 전기적으로 연결된다.

아울러, 상기 게이트 전극(404b)과 이웃해서는 캐패시터(408b)가 배치되며, 상기 게이트 전극(404a) 및 연결 전극(406b) 그리고 상기 캐패시터(408b)는 절연층(40g)에 의해 상호 접촉되지 않도록 분리되어 있다. 또한, 상기 절연층(40g) 위로는 페시베이션층(40h)이 더욱 형성된다.

또한, 상기 액정 디스플레이에 있어서는, 상기 공통 전극(40e)과 화소 전극(40f)의 상호 작용시, 상기 화소 전극(40f)로부터 상기 공통 전극(40e) 방향으로 걸리는 전계가 양호한 상태로 수직하게 분포되지 못하고, 상기 화소 전극(40f)의 사방 언저리(특히, 대각부위)로부터 부정(不整)하게 분포되는 전계에 의해 일어나는 화소 전극간의 악영향으로 방지하도록 하는 수단으로, 상기 화소 전극(40f) 사이에 더미 패턴(40i)을 더욱 형성하고 있다.

본 실시예에서 이 더미 패턴(40i)은 상기 화소 전극(40f) 사이의 교차 부위에 위치하여 도 3,4 에 도시된 바와 같이 원뿔형이나 사각뿔 모양으로 형성되며, 상기 액정 디스플레이의 작용시에는 공통 전압을 인가받게 된다.

이에 상기와 같이 이루어지는 상기 반사형 액정 디스플레이는, 그 작동시, 상기 반도체 집적 회로(40b)가 작동되면서 상기 공통 전극(40e) 및 상기 화소 전극(40f)에 전압이 인가되면, 이에 해당 픽셀에 배치된 액정 물질(40d)이 작용을 일으키게 되고, 이 때 상기 투명 기판(40c)을 통해 입사되는 광은 상기 반사 금속인 화소 전극(40f)에서 반사되어 다시 상기 투명 기판(40c)을 통해 나가게 됨으로써 이에 소정의 영상을 구현할 수 있게 된다.

그런데, 이와 같은 작용시, 상기 화소 전극(40c) 상에 있어서도, 이의 언저리 부분에 있어서는 전계 분포가 원하는 대로 형성되지 못하고 타 화소 전극에 영향을 주는 부정 전계로 인해 프린지 효과가 발생될 수 있으나, 상기한 구조에서는 이러한 현상을 미연에 방지할 수 있게 된다.

이는 즉, 상기 화소 전극(40f)에 각진 부분이 없는 관계로, 주로 각진 부분에 몰리는 전하에 의해 발생되는 부정 전계 분포가 예방될뿐더러, 혹여나 상기 화소 전극(40f)의 코너부위로부터 부정 전계가 발생되더라도 상기한 더미 패턴(40i)측으로 상기 부정 전계가 분포하게 되어 화소 전극 상호간에는 상기 부정 전계의 영향을 효과적으로 막을 수 있기 때문이다.

이처럼 상기 반사형 액정 디스플레이는, 상기 화소 전극(40f)의 자체 형상뿐만 아니라 이 화소 전극(40f) 사이에 배치되는 더미 패턴(40i)으로 인해, 프린지 효과로 인한 영향을 받지 않으면서 양호한 작용을 할 수 있게 된다.

이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.

상기 설명을 통해 알 수 있듯이, 본 발명에 의한 반사형 액정 디스플레이는, 새롭게 개선된 구조에 따라, 프린지 효과로 인한 악영향을 줄여 제품의 컨트라스트 특성이 저하됨을 방지하여 마이크로 디스플레이로서 유용하게 적용될 수 있는 효과를 갖는다.

Claims (6)

1. 반도체 집적 회로가 형성되는 반도체 기판과;

   이 반도체 기판과 소정의 간격을 두고 배치되고 일면에 공통 전극이 형성되는 투명한 기판과;

   상기 반도체 기판과 상기 투명 기판 사이에 배치되는 액정 물질과;

   상기 반도체 기판 위에 소정의 패턴을 갖고 형성되는 복수의 화소 전극을 포함하고;

   상기 화소 전극이 각진 부위 없이 형성되는 반사형 액정 디스플레이.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 화소 전극이, 전체적인 형상을 사각형으로 이루고 사각 코너부를 라운드져 형성되는 반사형 액정 디스플레이.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 반사형 액정 디스플레이는, 상기 화소 전극 사이에 형성되어 이 화소 전극에서 형성되는 부정 전계에 의한 영향을 방지하도록 하는 더미 패턴을 더욱 포함하는 반사형 액정 디스플레이.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 더미 패턴이 원뿔형으로 형성되는 반사형 액정 디스플레이.
5. 제 3 항에 있어서,

   상기 더미 패턴이 사각뿔형으로 형성되는 반사형 액정 디스플레이.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 반도체 집적 회로가,

   상기 반도체 기판 내에 형성되는 소스, 드레인과;

   상기 반도체 기판 위에 형성되는 게이트 전극을 포함하고,

   상기 드레인이 상기 화소 전극과 전기적으로 연결되는 반사형 액정 디스플레이.