JP2004102243A - 反射透過型液晶表示装置及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】反射表示部と透過表示部の間の光学効率及び色特性の差を解消し、均一な表示ができる反射透過型液晶表示装置を提供する。
【解決手段】第一に、反射部Ｒのカラーフィルター１３６と透過部Ｔのカラーフィルター１３６の所望する厚み差を容易に設計できて、反射部と透過部間の色再現率を均一に維持できて、第二に、アレイ基板に別途のセルギャップ調整用段差パターンを形成しないために、高段差による電極間の短絡を防止でき、反射効率向上のためのＭＲＳ構造を容易に適用でき、第三に、反射部カラーフィルターと透過部カラーフィルター間の傾斜部を対向する基板の反射層１２０と対応する領域に配置することによって、開口率の減少なしに光漏れ現象を防止できて、透過部のコントラスト比を向上させることができる長所を有する。
【選択図】図３
【解決手段】第一に、反射部Ｒのカラーフィルター１３６と透過部Ｔのカラーフィルター１３６の所望する厚み差を容易に設計できて、反射部と透過部間の色再現率を均一に維持できて、第二に、アレイ基板に別途のセルギャップ調整用段差パターンを形成しないために、高段差による電極間の短絡を防止でき、反射効率向上のためのＭＲＳ構造を容易に適用でき、第三に、反射部カラーフィルターと透過部カラーフィルター間の傾斜部を対向する基板の反射層１２０と対応する領域に配置することによって、開口率の減少なしに光漏れ現象を防止できて、透過部のコントラスト比を向上させることができる長所を有する。
【選択図】図３
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は反射透過型液晶表示装置に係り、さらに詳細には反射部と透過部間のカラーフィルターの厚みが相互に異なる、ＤＣＦ（Ｄｕａｌ ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ Ｃｏｌｏｒ Ｆｉｌｔｅｒ）方式の反射透過型液晶表示装置に関する。
【０００２】
【関連技術】
最近、液晶表示装置は消費電力が低く、携帯性も優れた技術集約的デバイスであることから、付加価値が高い次世代先端ディスプレー（ｄｉｓｐｌａｙ）素子として脚光を浴びている。
一般的に液晶表示装置は、薄膜トランジスタを含むアレイ基板とカラーフィルター（ｃｏｌｏｒ ｆｉｌｔｅｒ）基板との間に液晶を注入して、前記液晶の異方性による光の屈折率の差を利用して映像効果を得る非発光素子である。
【０００３】
このような液晶表示装置においては、前記アレイ基板の下部に配置したバックライト光源の光により映像を表現する方式を利用してきた。
しかし、バックライトにより入射された光は、液晶表示装置の各セルを通過する過程で損失されて、実際に画面上には約７％程度だけ透過されるので、高輝度が要求される液晶表示装置においてはバックライトの明るさが明るくなければならないので、前記バックライトによる電力消耗が大きい。
【０００４】
したがって、充分なバックライトの電源供給のためには電源供給装置の容量を大きくして、重さが重いバッテリー（ｂａｔｔｅｒｙ）を用いてきた。しかし、これも使用時間に制限があった。
このような問題点を解決するために、最近バックライト光を用いない反射型液晶表示装置が研究された。
【０００５】
この反射型液晶表示装置は、外部光を利用して作動するので、バックライトが消耗する電力量を大幅に減少する効果があるために長時間携帯状態において使用が可能であって、電子手帳やＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）などの携帯用表示素子として利用されている。
このような反射型液晶表示装置においては、画素電極が反射特性を有する不透明な物質で構成されていて、別途のバックライトの代りに外部光の反射を通して画面を具現する。
【０００６】
しかし、この反射型液晶表示装置は、光源を別に置かないので消費電力が低い長所を有するが、外部光が弱かったりない所では用いることができない短所があるので、この反射型液晶表示装置とバックライト光を用いる透過型液晶表示装置の長所を利用した反射透過型液晶表示装置が研究開発された。
前記反射透過型液晶表示装置は、使用者の意志によって反射モード（ｍｏｄｅ）ないしは透過モードへの転換を自由に行うことができる。
以下、このような反射透過型液晶表示装置について図面を参照しながらさらに詳細に説明する。
【０００７】
図１は、関連技術における反射透過型液晶表示装置の一画素領域に該当する断面を示した断面図である。
図示したように、相互に一定間隔離隔されるように配置された上部基板１０及び下部基板３０と、上部基板１０及び下部基板３０間に介在された液晶層２０を含む液晶パネル４０が構成されていて、液晶パネル４０及びこの液晶パネル４０の背面に配置して液晶パネル４０に光を供給するバックライト５０を含んで液晶表示装置６０が構成されている。
【０００８】
前記上部基板１０を構成する透明基板の内面には、特定波長帯の光だけを透過させるカラーフィルター１２と、液晶層２０に電圧を印加する片方の電極である共通電極１４が順序通り形成されており、前記下部基板３０の内面には絶縁層３２が形成されている。また、絶縁層３２の上部には、液晶層２０に電圧を印加する他方の電極である透過電極３４が形成されており、その透過電極３４の上部には透過電極３４を一部露出させる透過ホール３５を共通的に有する保護層３６、反射層３８が順序通り形成されている。
前記反射層３８に対応する液晶パネル４０領域は、反射部ｒとして定義されており、前記透過ホール３５により露出された透過電極３４に対応する液晶パネル４０領域は透過部ｔとして定義されている。
【０００９】
前記反射透過型液晶表示装置では、反射部ｒと透過部ｔ間の光効率を均一に維持するために、液晶層２０の厚さとして定義されるセルギャップが、前記保護層３６が形成する段差により反射部ｒと透過部ｔと間で相互に異なるように構成され、望ましくは透過部セルギャップｄ１が反射部セルギャップｄ２より約２倍大きい値を有する。
さらに詳細に説明すれば、液晶層の位相差値δは、
δ∝Δｎ・ｄ
（δ：液晶の位相差値、Δｎ：液晶の屈折率、ｄ：セルギャップ）
の関係式を有するので、光の反射を利用する反射モードと光の透過を利用する透過モード間の光効率の差を減らすためには、透過部のセルギャップを反射部のセルギャップより大きくして液晶層の位相差値を一定に維持しなければならない。
【００１０】
図２は、既存のＭＲＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）構造を有する反射透過型液晶表示装置の一つの画素領域についての平面図であり、前記図１と重複する部分についての説明は省略する。
図示したように、相互に対向するように上部基板７０及び下部基板９０が配置されていて、上部基板７０及び下部基板９０間に液晶層６５が介在された構造において、下部基板９０の内面には透過電極９２が形成されていて、透過電極９２の上部にはその透過電極９２を一部露出させる透過ホール９４を有し、上面が凹凸なパターンＡで構成された保護層９６が形成されている。さらに、前記透過ホール９４を共通的に有し、前記保護層９６の凹凸パターンＡと同一の上部面構造を有する反射層９８が形成されている。そして、前記上部基板７０の内面にはカラーフィルター７２、共通電極７４が平坦な面で形成されている。
【００１１】
前記反射層９８に対応する領域は、反射部ｒｒを形成しており、透過ホール９４により露出された透過電極９２に対応する領域は透過部ｔｔを形成している。
前記反射透過型液晶表示装置による反射層９８の上部面は、凹凸なパターンＡを有していて、外部から入射された光を様々な方向に乱反射させて反射光の効率を向上させるＭＲＳ構造を構成している。
【００１２】
前記保護層９６は、半球形態を有して凸部分が上部側に配置された多数個のシード（ｓｅｅｄ）９６ａと、シード９６ａを覆うコーティング膜９６ｂで構成されるが、このような保護層９６の構成により反射光効率は既存製品より高めることができるものの、反射部ｒｒと透過部ｔｔ領域間の段差を制御するのが実際工程上難しい問題点があった。
さらに詳細に説明すれば、前記凹凸パターンＡ及び段差構造を有する保護層９６を製造するためには、透過部ｔｔの面積比率によってシード９６ａを覆うコーティング膜９６ｂの工程条件が著しく変化するためである。
【００１３】
また、既存のデュアルセルギャップ構造の反射透過型液晶表示装置においては、反射部と透過部間の光効率を均一に調節することはできるが、カラーフィルターを反射部及び透過部に一定の厚みで形成することによって、反射部カラーフィルターと透過部カラーフィルター間の光の通過回数差により、反射部カラーフィルターが透過部カラーフィルターより色再現率は高まるが色の明るさは落ちることとなって反射部と透過部間に色差が発生する問題点があった。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
上述した問題点を改善するために、本発明では反射部と透過部間の光学効率及び色特性を均一に維持させることができる反射透過型液晶表示装置を提供することを特徴とする。
このために、本発明では反射部と透過部間のセルギャップを調整して、反射部カラーフィルターと透過部カラーフィルター間の厚み差を与えることができるＤＣＦ構造の反射透過型液晶表示装置を提供する。
【００１５】
すなわち、本発明では反射透過型液晶表示装置用カラーフィルター基板に、反射部カラーフィルターと透過部カラーフィルター間の厚み差及び反射部と透過部間にセルギャップ差を与えることができるバッファー層を形成する。
そして、前記カラーフィルター基板の反射部と透過部間の段差部は、透過部のコントラスト比（ｃｏｎｔｒａｓｔ ｒａｔｉｏ）低下を防止するために、アレイ基板の反射部に遮られるように構成することが望ましい。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明の第１特徴では、相互に向い合っていて、反射部と透過部を有する第１基板及び第２基板と；前記第１基板の内面に形成されていて、前記透過部に対応する第１透過ホールを有するバッファー層と；前記第１基板とバッファー層の下部に形成されるカラーフィルター層と；前記カラーフィルター層の下部に形成される共通電極と；前記反射部と透過部に形成される画素電極と；前記反射部に形成され、前記透過部に対応する第２透過ホールを有する反射層と；前記共通電極と画素電極間に形成される液晶層とを含む反射透過型液晶表示装置において、前記反射部のカラーフィルター層の厚みとバッファー層の厚みの和は、前記透過部のカラーフィルター層の厚みより大きい反射透過型液晶表示装置を提供する。
【００１７】
前記反射部のバッファー層の厚みは、前記透過部の液晶層と反射部の液晶層の厚みの差より大きくて、前記カラーフィルター層は、前記バッファー層上部の第１平坦部である第１領域と、前記第１基板上部の第２平坦部である第２領域と、前記第１領域及び第２領域間の第１傾斜部である第３領域を含む。
前記第１領域及び第３領域は、反射部に配置してあり、前記第２領域は透過部に配置してあり、前記第１領域及び第２領域におけるカラーフィルター層の段差は約２．０μｍ〜３．０μｍである。
【００１８】
前記バッファー層は、前記第１透過ホールの境界で傾斜部を有し、前記透過部の液晶層の厚みは前記反射部の液晶層の厚みより大きい。
前記透過部の液晶層の厚みは、前記反射部の液晶層の厚みの約２倍であり、前記バッファー層は透明な無機絶縁物質と透明な有機絶縁物質のうちの一つで形成される。
【００１９】
前記バッファー層の厚みは、約２．０μｍ〜５．０μｍであって、前記第２基板と反射層間に形成される第１絶縁膜と、前記画素電極と反射層間に形成される第２絶縁膜をさらに含む。
前記第１絶縁膜は、前記反射部で凹凸表面を有し、前記第１絶縁膜は前記透過部で平坦な表面を有する。
【００２０】
前記反射層は、前記反射部で凹凸表面を有し、前記共通電極と画素電極は透明な導電性物質で構成される。
前記反射部のカラーフィルター層と前記透過部のカラーフィルター層の厚み比は、約１：１．５から１：２．５の間であり、前記反射層は前記画素電極上部に形成される。
【００２１】
前記液晶層は、ＥＣＢモードとＶＡモードのうちの一つで作動される。
本発明の第２特徴では、反射部と透過部を有する第１基板の内面に、前記透過部に対応する第１透過ホールを有するバッファー層を形成する段階と；前記第１基板とバッファー層の下部にカラーフィルター層を形成する段階と；前記カラーフィルター層の下部に共通電極を形成する段階と；前記反射部と透過部に画素電極を形成する段階と；前記反射部に、前記透過部に対応する第２透過ホールを有する反射層を形成する段階と；前記共通電極と画素電極間に液晶層を形成する段階とを含む反射透過型液晶表示装置の製造方法において、前記反射部のカラーフィルター層の厚みとバッファー層の厚みの和は、前記透過部のカラーフィルター層の厚みより大きい反射透過型液晶表示装置の製造方法を提供する。
【００２２】
前記反射部のバッファー層の厚みは、前記透過部の液晶層の厚みと反射部の液晶層の厚みの差より大きくて、前記カラーフィルター層は、前記バッファー層上部の第１平坦部である第１領域と、前記第１基板上部の第２平坦部である第２領域と、前記第１領域及び第２領域間の第１傾斜部である第３領域を含む。
前記バッファー層の厚みは、約２．０μｍ〜５．０μｍであり、前記第２基板と反射層間に第１絶縁膜を形成する段階と、前記画素電極と反射層間に第２絶縁膜を形成する段階をさらに含む。
【００２３】
前記第１絶縁膜は、前記反射部で凹凸表面を有しており、前記第１絶縁膜は前記透過部で平坦な表面を有する。
前記反射層は、前記反射部で凹凸表面を有しており、前記反射部のカラーフィルター層と前記透過部のカラーフィルター層の厚み比は約１：１．５から１：２．５の間である。
前記反射層は、前記画素電極上部に形成され、前記液晶層はＥＣＢモードとＶＡモードのうちの一つで作動される。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による望ましい実施例を図面を参照して詳細に説明する。
−−−実施例１−−−
実施例１では、反射部と透過部間のセルギャップ差及び反射部カラーフィルターと透過部カラーフィルター間の厚み差を同時に与えるために、カラーフィルター基板に段差構造を有するバッファー層を形成する実施例である。
図３は、本発明の第１実施例によるＤＣＦ方式の反射透過型液晶表示装置についての断面図である。
【００２５】
図示したように、相互に対向するように第１基板１１０、第２基板１３０が配置されていて、第１基板、第２基板１３０間に液晶層１５０が介在されて液晶パネル１７０を構成し、液晶パネル１７０及び液晶パネル１７０の下部に配置して光を供給するバックライト１８０を含んで液晶表示装置１９０が構成されている。
前記第１基板１１０、第２基板１３０は、反射部Ｒと透過部Ｔを有する。
【００２６】
前記第１基板１１０の内面には前述した透過部Ｔと対応する位置に第１透過ホール１３２を有し、セルギャップより厚いバッファー層１３４が形成されていて、バッファー層１３４の下部には反射部Ｒにおける厚みより透過部Ｔにおける厚みがさらに厚くて、反射部Ｒと透過部Ｒ間に表面段差を有するカラーフィルター１３６が形成されており、カラーフィルター１３６を覆う下部にはカラーフィルター１３６により表面段差を有する共通電極１３８が形成されている。
前記第２基板１３０の内面には絶縁層１１２が形成されていて、絶縁層１１２上部には絶縁層１１２を一部露出させる第２透過ホール１１８を有する反射層１２０が形成されており、反射層１２０を覆う基板全面には透光性を有する絶縁物質で構成された保護層１１６が形成されていて、保護層１１６上部には透過電極１１４が形成されている。
【００２７】
前記第２透過ホール１１８は、透過部Ｔに対応しており、前記反射層１２０は反射部Ｒに対応している。
本発明による保護層１１６は、別途の段差パターンなしに反射部Ｒ及び透過部Ｔにかけて平坦な面を有することを特徴とする。
【００２８】
本発明では、カラーフィルター１３６は、第１領域乃至第３領域Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩに分けられる。第１領域Ｉはバッファー層１３４上部の第１平坦領域であって、第２領域ＩＩは第１基板１１０内面上部の第２平坦領域であって、第３領域ＩＩＩは第１領域Ｉ及び第２領域ＩＩ間の第１傾斜面である。
前記第１領域Ｉ及び第３領域ＩＩＩは、反射層１２０に対応しており、第２領域ＩＩは第２透過ホール１１８に対応している。
【００２９】
図面に提示しなかったが、前記カラーフィルター１３６のカラー別境界部にはブラックマトリックスを配置する。
さらに詳細に説明すれば、前記第３領域ＩＩＩでは図示しなかった配向膜のラビング（ｒｕｂｂｉｎｇ）不良によりブラック画面からの光漏れが起こるために、反射部Ｒのコントラスト比より透過部Ｔのコントラスト比の減少が非常に大きくなり、これを防止するための方法として前述したブラックマトリックスで第３領域ＩＩＩを遮れば、開口率の損失が大きくなるので、開口率の減少なしに光漏れ現象を防止するために、バッファー層１３４及びカラーフィルター１３６の製作時に、第３領域ＩＩＩが第２基板１３０の反射層１２０と対応するように配置して、前述したバックライト１８０から供給される光が第３領域ＩＩＩを通過できないようにすることが望ましい。
【００３０】
前述したバッファー層１３４を構成する物質は、透過性が優れた有機物質または物質から選択され、所望するセルギャップ差より厚く形成してバッファー層１３４の傾斜した段差構造により、カラーフィルターレジン（ｒｅｓｉｎ）コーティング時の透過部Ｔにおけるカラーフィルター１３６の厚みｄ７が、反射部Ｒにおけるカラーフィルター１３６の厚みｄ８より厚く形成され、透過部Ｔのカラーフィルター１３６及び反射部Ｒのカラーフィルター１３６間に表面段差が発生する。このような表面段差はバッファー層１３４が形成する段差がカラーフィルター１３６の厚みより大きいために反射部Ｒと透過部Ｔ間にセルギャップ差を形成する。
この時、所望する反射部Ｒと透過部Ｔ間のセルギャップ差、及び反射部Ｒ及び透過部Ｔ間の色再現率は、バッファー層１３４の厚み及びカラーフィルターレジンの種類、カラーフィルターのコーティング条件などで調整が可能である。
【００３１】
一例として、前記反射部Ｒにおけるカラーフィルター１３６と透過部Ｔにおけるカラーフィルター１３６間の表面段差の厚み範囲を２．０μｍ〜２．５μｍにするためには、バッファー層１３４の厚み範囲を２．０μｍ〜５．０μｍとすることが望ましい。
すなわち、本発明によるＤＣＦ方式の反射透過型液晶表示装置においては、第１基板１１０が有する傾斜した段差構造により、第一に透過部Ｔにおけるカラーフィルター１３６を反射部Ｒにおけるカラーフィルター１３６より厚く形成して、反射部Ｒと透過部Ｔ間の色差を減少させることができ、第二に透過部Ｔのセルギャップｄ５より反射部Ｒのセルギャップｄ６を薄くして反射部Ｒと透過部Ｔ間の光学効率を均一に維持できることを特徴としており、第三に第３領域ＩＩＩを下部の反射層１２０と対応する領域にくるようにして、透過部のコントラスト比を向上させることができる。
【００３２】
図面に提示しなかったが、前記透過電極１１４及び反射層１２０は画面を具現する最小単位であるサブピクセル（ｓｕｂ−ｐｉｘｅｌ）別に形成されており、前記透過電極１１４は電圧のオン／オフを調節するスイッチング素子によって電圧が印され、前記反射層１２０は電圧を印加する電極の役割をしたり、または別途の電圧印加なしに反射板として利用することができる。
【００３３】
図４は、本発明の第１実施例によるＤＣＦ方式の反射透過型液晶表示装置の一つの画素領域についての平面図である。
図示したように、透過部Ｔと、透過部Ｔの周辺部を囲む領域に反射部Ｒが構成されており、反射部Ｒは図示しなかった第２基板の第１領域Ｉ及び第３領域ＩＩＩで構成される。
このような反射部Ｒ及び透過部Ｔの構造により、第３領域ＩＩＩにおける光により、透過部コントラスト比が落ちることを防止できる。
【００３４】
−−−実施例２−−−
実施例２は、別途の段差構造なしにＭＲＳ構造を有する第１基板と、反射部と透過部間のセルギャップ差及び反射部カラーフィルターと透過部カラーフィルター間の厚み差を与えることができるバッファー層を有する第２基板を含むＤＣＦ方式の反射透過型液晶表示装置についての実施例である。
【００３５】
図５は、本発明の第２実施例によるＤＣＦ方式の反射透過型液晶表示装置の一つの画素領域についての断面図である。
図示したように、第１基板２１０、第２基板２３０が相互に対向するように配置されていて、第１基板２１０、第２基板２３０間には液晶層２５０が介在されて液晶パネル２７０を構成し、液晶パネル２７０の下部に配置して光を供給するバックライト２８０を含んで液晶表示装置２９０が構成されている。
前記第１基板２１０及び第２基板２３０は、反射部Ｒと透過部Ｔを有する。
【００３６】
前記第１基板２１０の内面には、透過部Ｔに対応する位置に第１透過ホール２３２が形成されたバッファー層２３４が形成されていて、バッファー層２３４を覆う下部には、第１透過ホール２３２により露出された領域における厚みがバッファー層２３４の最下部面に形成された厚みより厚く、前記バッファー層２３４が有する第３領域ＩＩＩに沿って表面段差を有するカラーフィルター２３６が形成されていて、カラーフィルター２３６の下部面には、カラーフィルター２３６の表面段差に沿って反射部Ｒと透過部Ｔ間にセルギャップ差をあたえる共通電極２３８がそれぞれ形成されている。
【００３７】
前記第２基板２３０の内面には絶縁層２１２が形成されていて、絶縁層２１２の上部には、表面が平坦な領域ＩＶ及び凹凸な領域Ｖで構成された保護層２１６が形成されていて、保護層２１６上部には保護層２１６の平坦な領域ＩＶを露出させる第２透過ホール２１８を有する反射層２２０が形成されている。反射層２２０上部には絶縁膜２１９が形成されており、絶縁膜２１９上部には透過電極２１４が形成されている。
【００３８】
前記第２透過ホール２１８は、透過部Ｔに対応しており、反射層２２０は反射部Ｒに対応している。
本実施例では、反射光効率を高めるために表面が凹凸な領域Ｖを上部面とする保護層２１６を形成する場合において、反射部Ｒの保護層２１６と透過部Ｔの保護層２１６間に別途の段差構造が省略されたことを特徴とする。
【００３９】
前記保護層２１６は、半球形態を有して凸部分を上部側に配置したシード２１６ａと、シード２１６ａを覆い基板全面に配置するコーティング膜２１６ｂとで構成されるにおいて、前記保護層２１６に別途の段差構造が省略されることによって、保護層２１６のシード２１６ａ及びコーティング膜２１６ｂの工程条件が単純化できて、保護層２１６の凹凸領域Ｖの特性を向上させることができる。
前記保護層２１６の凹凸領域Ｖを形成する他の方法としては、別途のシードの構成なしに、感光性物質を利用したフォトエッチング工程を通して選択的な領域にだけ露光量の調節を通して凹凸パターンに形成することができる。
【００４０】
以下、表１は一つの画素部すなわち、１サブピクセルを基準にした１０．４″ＳＶＧＡ（Ｓｕｐｅｒ Ｖｉｄｅｏ Ｇｒａｐｈｉｃ Ａｒｒａｙ）モデルを基準にして、反射部と透過部の面積比が６：４である場合、反射部と透過部の色再現率をＮＴＳＣ（Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ Ｃｏｍｍｉｔｔｅｅ）色座標を利用して１５％または２０％に均一に合せるために、反射部カラーフィルター及び透過部カラーフィルター、バッファー層そして、反射部カラーフィルターと透過部カラーフィルターの表面段差の厚み条件を示した実験データに関するものである。
【表１】
【００４１】
前記データの結果のように、本発明によるＤＣＦ方式の反射透過型液晶表示装置においては、反射部と透過部間の色再現率を均一に維持するために、バッファー層の厚みを３μｍにした時、反射部カラーフィルターと透過部カラーフィルターの厚み比を約１：２に合せることができ、この時、反射部と透過部のセルギャップ差に対応する反射部カラーフィルターと透過部カラーフィルター間の表面段差は２．２μｍに該当することによって、バッファー層の厚みをセルギャップ差より大きくするに伴い、反射部カラーフィルターと透過部カラーフィルター間の色特性及び反射部と透過部間の均一な光学効率特性を同時に満足することができる。
【００４２】
本発明による反射部カラーフィルターと透過部カラーフィルターは、反射部及び透過部の色再現率を各々１０ないし２５％に一定に具現できる範囲から選択されることが望ましい。
しかし、本発明は前記実施例に限定されないで、本発明の趣旨に外れない限度内で多様に変更して実施しても構わない。
【００４３】
【発明の効果】
上述したように、本発明による段差構造を有するバッファー層を含んだＤＣＦ方式の反射透過型液晶表示装置によれば次のような効果を有する。
第一に、反射部カラーフィルターと透過部カラーフィルターの所望する厚み差を容易に設計できて、反射部と透過部間の色再現率を均一に維持できる。
第二に、アレイ基板に別途のセルギャップ調整用段差パターンを形成しないために、高段差による電極間の短絡を防止でき、反射効率向上のためのＭＲＳ構造を容易に適用できる。
第三に、反射部カラーフィルターと透過部カラーフィルター間の傾斜部を、対向する基板の反射層と対応する領域に配置することによって、開口率の減少なしに光漏れ現象を防止できて、透過部のコントラスト比を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】関連技術における反射透過型液晶表示装置の一画素領域に該当する断面を示した断面図である。
【図２】既存のＭＲＳ構造を有する反射透過型液晶表示装置の一画素領域についての平面図である。
【図３】本発明の第１実施例によるＤＣＦ方式の反射透過型液晶表示装置についての断面図である。
【図４】本発明の第１実施例によるＤＣＦ方式の反射透過型液晶表示装置の一画素領域についての平面図である。
【図５】本発明の第２実施例によるＤＣＦ方式の反射透過型液晶表示装置の一画素領域についての断面図である。
【符号の説明】
１１０：第１基板
１１２：絶縁層
１１４：透過電極
１１６：保護層
１１８：第２透過ホール
１２０：反射層
１３０：第２基板
１３２：第１透過ホール
１３４：バッファー層
１３６：カラーフィルター
１３８：共通電極
１５０：液晶層
１７０：液晶パネル
１８０：バックライト
１９０：液晶表示装置
Ｒ：反射部
Ｔ：透過部
ＩＩＩ：傾斜部領域
【発明の属する技術分野】
本発明は反射透過型液晶表示装置に係り、さらに詳細には反射部と透過部間のカラーフィルターの厚みが相互に異なる、ＤＣＦ（Ｄｕａｌ ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ Ｃｏｌｏｒ Ｆｉｌｔｅｒ）方式の反射透過型液晶表示装置に関する。
【０００２】
【関連技術】
最近、液晶表示装置は消費電力が低く、携帯性も優れた技術集約的デバイスであることから、付加価値が高い次世代先端ディスプレー（ｄｉｓｐｌａｙ）素子として脚光を浴びている。
一般的に液晶表示装置は、薄膜トランジスタを含むアレイ基板とカラーフィルター（ｃｏｌｏｒ ｆｉｌｔｅｒ）基板との間に液晶を注入して、前記液晶の異方性による光の屈折率の差を利用して映像効果を得る非発光素子である。
【０００３】
このような液晶表示装置においては、前記アレイ基板の下部に配置したバックライト光源の光により映像を表現する方式を利用してきた。
しかし、バックライトにより入射された光は、液晶表示装置の各セルを通過する過程で損失されて、実際に画面上には約７％程度だけ透過されるので、高輝度が要求される液晶表示装置においてはバックライトの明るさが明るくなければならないので、前記バックライトによる電力消耗が大きい。
【０００４】
したがって、充分なバックライトの電源供給のためには電源供給装置の容量を大きくして、重さが重いバッテリー（ｂａｔｔｅｒｙ）を用いてきた。しかし、これも使用時間に制限があった。
このような問題点を解決するために、最近バックライト光を用いない反射型液晶表示装置が研究された。
【０００５】
この反射型液晶表示装置は、外部光を利用して作動するので、バックライトが消耗する電力量を大幅に減少する効果があるために長時間携帯状態において使用が可能であって、電子手帳やＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）などの携帯用表示素子として利用されている。
このような反射型液晶表示装置においては、画素電極が反射特性を有する不透明な物質で構成されていて、別途のバックライトの代りに外部光の反射を通して画面を具現する。
【０００６】
しかし、この反射型液晶表示装置は、光源を別に置かないので消費電力が低い長所を有するが、外部光が弱かったりない所では用いることができない短所があるので、この反射型液晶表示装置とバックライト光を用いる透過型液晶表示装置の長所を利用した反射透過型液晶表示装置が研究開発された。
前記反射透過型液晶表示装置は、使用者の意志によって反射モード（ｍｏｄｅ）ないしは透過モードへの転換を自由に行うことができる。
以下、このような反射透過型液晶表示装置について図面を参照しながらさらに詳細に説明する。
【０００７】
図１は、関連技術における反射透過型液晶表示装置の一画素領域に該当する断面を示した断面図である。
図示したように、相互に一定間隔離隔されるように配置された上部基板１０及び下部基板３０と、上部基板１０及び下部基板３０間に介在された液晶層２０を含む液晶パネル４０が構成されていて、液晶パネル４０及びこの液晶パネル４０の背面に配置して液晶パネル４０に光を供給するバックライト５０を含んで液晶表示装置６０が構成されている。
【０００８】
前記上部基板１０を構成する透明基板の内面には、特定波長帯の光だけを透過させるカラーフィルター１２と、液晶層２０に電圧を印加する片方の電極である共通電極１４が順序通り形成されており、前記下部基板３０の内面には絶縁層３２が形成されている。また、絶縁層３２の上部には、液晶層２０に電圧を印加する他方の電極である透過電極３４が形成されており、その透過電極３４の上部には透過電極３４を一部露出させる透過ホール３５を共通的に有する保護層３６、反射層３８が順序通り形成されている。
前記反射層３８に対応する液晶パネル４０領域は、反射部ｒとして定義されており、前記透過ホール３５により露出された透過電極３４に対応する液晶パネル４０領域は透過部ｔとして定義されている。
【０００９】
前記反射透過型液晶表示装置では、反射部ｒと透過部ｔ間の光効率を均一に維持するために、液晶層２０の厚さとして定義されるセルギャップが、前記保護層３６が形成する段差により反射部ｒと透過部ｔと間で相互に異なるように構成され、望ましくは透過部セルギャップｄ１が反射部セルギャップｄ２より約２倍大きい値を有する。
さらに詳細に説明すれば、液晶層の位相差値δは、
δ∝Δｎ・ｄ
（δ：液晶の位相差値、Δｎ：液晶の屈折率、ｄ：セルギャップ）
の関係式を有するので、光の反射を利用する反射モードと光の透過を利用する透過モード間の光効率の差を減らすためには、透過部のセルギャップを反射部のセルギャップより大きくして液晶層の位相差値を一定に維持しなければならない。
【００１０】
図２は、既存のＭＲＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）構造を有する反射透過型液晶表示装置の一つの画素領域についての平面図であり、前記図１と重複する部分についての説明は省略する。
図示したように、相互に対向するように上部基板７０及び下部基板９０が配置されていて、上部基板７０及び下部基板９０間に液晶層６５が介在された構造において、下部基板９０の内面には透過電極９２が形成されていて、透過電極９２の上部にはその透過電極９２を一部露出させる透過ホール９４を有し、上面が凹凸なパターンＡで構成された保護層９６が形成されている。さらに、前記透過ホール９４を共通的に有し、前記保護層９６の凹凸パターンＡと同一の上部面構造を有する反射層９８が形成されている。そして、前記上部基板７０の内面にはカラーフィルター７２、共通電極７４が平坦な面で形成されている。
【００１１】
前記反射層９８に対応する領域は、反射部ｒｒを形成しており、透過ホール９４により露出された透過電極９２に対応する領域は透過部ｔｔを形成している。
前記反射透過型液晶表示装置による反射層９８の上部面は、凹凸なパターンＡを有していて、外部から入射された光を様々な方向に乱反射させて反射光の効率を向上させるＭＲＳ構造を構成している。
【００１２】
前記保護層９６は、半球形態を有して凸部分が上部側に配置された多数個のシード（ｓｅｅｄ）９６ａと、シード９６ａを覆うコーティング膜９６ｂで構成されるが、このような保護層９６の構成により反射光効率は既存製品より高めることができるものの、反射部ｒｒと透過部ｔｔ領域間の段差を制御するのが実際工程上難しい問題点があった。
さらに詳細に説明すれば、前記凹凸パターンＡ及び段差構造を有する保護層９６を製造するためには、透過部ｔｔの面積比率によってシード９６ａを覆うコーティング膜９６ｂの工程条件が著しく変化するためである。
【００１３】
また、既存のデュアルセルギャップ構造の反射透過型液晶表示装置においては、反射部と透過部間の光効率を均一に調節することはできるが、カラーフィルターを反射部及び透過部に一定の厚みで形成することによって、反射部カラーフィルターと透過部カラーフィルター間の光の通過回数差により、反射部カラーフィルターが透過部カラーフィルターより色再現率は高まるが色の明るさは落ちることとなって反射部と透過部間に色差が発生する問題点があった。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
上述した問題点を改善するために、本発明では反射部と透過部間の光学効率及び色特性を均一に維持させることができる反射透過型液晶表示装置を提供することを特徴とする。
このために、本発明では反射部と透過部間のセルギャップを調整して、反射部カラーフィルターと透過部カラーフィルター間の厚み差を与えることができるＤＣＦ構造の反射透過型液晶表示装置を提供する。
【００１５】
すなわち、本発明では反射透過型液晶表示装置用カラーフィルター基板に、反射部カラーフィルターと透過部カラーフィルター間の厚み差及び反射部と透過部間にセルギャップ差を与えることができるバッファー層を形成する。
そして、前記カラーフィルター基板の反射部と透過部間の段差部は、透過部のコントラスト比（ｃｏｎｔｒａｓｔ ｒａｔｉｏ）低下を防止するために、アレイ基板の反射部に遮られるように構成することが望ましい。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明の第１特徴では、相互に向い合っていて、反射部と透過部を有する第１基板及び第２基板と；前記第１基板の内面に形成されていて、前記透過部に対応する第１透過ホールを有するバッファー層と；前記第１基板とバッファー層の下部に形成されるカラーフィルター層と；前記カラーフィルター層の下部に形成される共通電極と；前記反射部と透過部に形成される画素電極と；前記反射部に形成され、前記透過部に対応する第２透過ホールを有する反射層と；前記共通電極と画素電極間に形成される液晶層とを含む反射透過型液晶表示装置において、前記反射部のカラーフィルター層の厚みとバッファー層の厚みの和は、前記透過部のカラーフィルター層の厚みより大きい反射透過型液晶表示装置を提供する。
【００１７】
前記反射部のバッファー層の厚みは、前記透過部の液晶層と反射部の液晶層の厚みの差より大きくて、前記カラーフィルター層は、前記バッファー層上部の第１平坦部である第１領域と、前記第１基板上部の第２平坦部である第２領域と、前記第１領域及び第２領域間の第１傾斜部である第３領域を含む。
前記第１領域及び第３領域は、反射部に配置してあり、前記第２領域は透過部に配置してあり、前記第１領域及び第２領域におけるカラーフィルター層の段差は約２．０μｍ〜３．０μｍである。
【００１８】
前記バッファー層は、前記第１透過ホールの境界で傾斜部を有し、前記透過部の液晶層の厚みは前記反射部の液晶層の厚みより大きい。
前記透過部の液晶層の厚みは、前記反射部の液晶層の厚みの約２倍であり、前記バッファー層は透明な無機絶縁物質と透明な有機絶縁物質のうちの一つで形成される。
【００１９】
前記バッファー層の厚みは、約２．０μｍ〜５．０μｍであって、前記第２基板と反射層間に形成される第１絶縁膜と、前記画素電極と反射層間に形成される第２絶縁膜をさらに含む。
前記第１絶縁膜は、前記反射部で凹凸表面を有し、前記第１絶縁膜は前記透過部で平坦な表面を有する。
【００２０】
前記反射層は、前記反射部で凹凸表面を有し、前記共通電極と画素電極は透明な導電性物質で構成される。
前記反射部のカラーフィルター層と前記透過部のカラーフィルター層の厚み比は、約１：１．５から１：２．５の間であり、前記反射層は前記画素電極上部に形成される。
【００２１】
前記液晶層は、ＥＣＢモードとＶＡモードのうちの一つで作動される。
本発明の第２特徴では、反射部と透過部を有する第１基板の内面に、前記透過部に対応する第１透過ホールを有するバッファー層を形成する段階と；前記第１基板とバッファー層の下部にカラーフィルター層を形成する段階と；前記カラーフィルター層の下部に共通電極を形成する段階と；前記反射部と透過部に画素電極を形成する段階と；前記反射部に、前記透過部に対応する第２透過ホールを有する反射層を形成する段階と；前記共通電極と画素電極間に液晶層を形成する段階とを含む反射透過型液晶表示装置の製造方法において、前記反射部のカラーフィルター層の厚みとバッファー層の厚みの和は、前記透過部のカラーフィルター層の厚みより大きい反射透過型液晶表示装置の製造方法を提供する。
【００２２】
前記反射部のバッファー層の厚みは、前記透過部の液晶層の厚みと反射部の液晶層の厚みの差より大きくて、前記カラーフィルター層は、前記バッファー層上部の第１平坦部である第１領域と、前記第１基板上部の第２平坦部である第２領域と、前記第１領域及び第２領域間の第１傾斜部である第３領域を含む。
前記バッファー層の厚みは、約２．０μｍ〜５．０μｍであり、前記第２基板と反射層間に第１絶縁膜を形成する段階と、前記画素電極と反射層間に第２絶縁膜を形成する段階をさらに含む。
【００２３】
前記第１絶縁膜は、前記反射部で凹凸表面を有しており、前記第１絶縁膜は前記透過部で平坦な表面を有する。
前記反射層は、前記反射部で凹凸表面を有しており、前記反射部のカラーフィルター層と前記透過部のカラーフィルター層の厚み比は約１：１．５から１：２．５の間である。
前記反射層は、前記画素電極上部に形成され、前記液晶層はＥＣＢモードとＶＡモードのうちの一つで作動される。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による望ましい実施例を図面を参照して詳細に説明する。
−−−実施例１−−−
実施例１では、反射部と透過部間のセルギャップ差及び反射部カラーフィルターと透過部カラーフィルター間の厚み差を同時に与えるために、カラーフィルター基板に段差構造を有するバッファー層を形成する実施例である。
図３は、本発明の第１実施例によるＤＣＦ方式の反射透過型液晶表示装置についての断面図である。
【００２５】
図示したように、相互に対向するように第１基板１１０、第２基板１３０が配置されていて、第１基板、第２基板１３０間に液晶層１５０が介在されて液晶パネル１７０を構成し、液晶パネル１７０及び液晶パネル１７０の下部に配置して光を供給するバックライト１８０を含んで液晶表示装置１９０が構成されている。
前記第１基板１１０、第２基板１３０は、反射部Ｒと透過部Ｔを有する。
【００２６】
前記第１基板１１０の内面には前述した透過部Ｔと対応する位置に第１透過ホール１３２を有し、セルギャップより厚いバッファー層１３４が形成されていて、バッファー層１３４の下部には反射部Ｒにおける厚みより透過部Ｔにおける厚みがさらに厚くて、反射部Ｒと透過部Ｒ間に表面段差を有するカラーフィルター１３６が形成されており、カラーフィルター１３６を覆う下部にはカラーフィルター１３６により表面段差を有する共通電極１３８が形成されている。
前記第２基板１３０の内面には絶縁層１１２が形成されていて、絶縁層１１２上部には絶縁層１１２を一部露出させる第２透過ホール１１８を有する反射層１２０が形成されており、反射層１２０を覆う基板全面には透光性を有する絶縁物質で構成された保護層１１６が形成されていて、保護層１１６上部には透過電極１１４が形成されている。
【００２７】
前記第２透過ホール１１８は、透過部Ｔに対応しており、前記反射層１２０は反射部Ｒに対応している。
本発明による保護層１１６は、別途の段差パターンなしに反射部Ｒ及び透過部Ｔにかけて平坦な面を有することを特徴とする。
【００２８】
本発明では、カラーフィルター１３６は、第１領域乃至第３領域Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩに分けられる。第１領域Ｉはバッファー層１３４上部の第１平坦領域であって、第２領域ＩＩは第１基板１１０内面上部の第２平坦領域であって、第３領域ＩＩＩは第１領域Ｉ及び第２領域ＩＩ間の第１傾斜面である。
前記第１領域Ｉ及び第３領域ＩＩＩは、反射層１２０に対応しており、第２領域ＩＩは第２透過ホール１１８に対応している。
【００２９】
図面に提示しなかったが、前記カラーフィルター１３６のカラー別境界部にはブラックマトリックスを配置する。
さらに詳細に説明すれば、前記第３領域ＩＩＩでは図示しなかった配向膜のラビング（ｒｕｂｂｉｎｇ）不良によりブラック画面からの光漏れが起こるために、反射部Ｒのコントラスト比より透過部Ｔのコントラスト比の減少が非常に大きくなり、これを防止するための方法として前述したブラックマトリックスで第３領域ＩＩＩを遮れば、開口率の損失が大きくなるので、開口率の減少なしに光漏れ現象を防止するために、バッファー層１３４及びカラーフィルター１３６の製作時に、第３領域ＩＩＩが第２基板１３０の反射層１２０と対応するように配置して、前述したバックライト１８０から供給される光が第３領域ＩＩＩを通過できないようにすることが望ましい。
【００３０】
前述したバッファー層１３４を構成する物質は、透過性が優れた有機物質または物質から選択され、所望するセルギャップ差より厚く形成してバッファー層１３４の傾斜した段差構造により、カラーフィルターレジン（ｒｅｓｉｎ）コーティング時の透過部Ｔにおけるカラーフィルター１３６の厚みｄ７が、反射部Ｒにおけるカラーフィルター１３６の厚みｄ８より厚く形成され、透過部Ｔのカラーフィルター１３６及び反射部Ｒのカラーフィルター１３６間に表面段差が発生する。このような表面段差はバッファー層１３４が形成する段差がカラーフィルター１３６の厚みより大きいために反射部Ｒと透過部Ｔ間にセルギャップ差を形成する。
この時、所望する反射部Ｒと透過部Ｔ間のセルギャップ差、及び反射部Ｒ及び透過部Ｔ間の色再現率は、バッファー層１３４の厚み及びカラーフィルターレジンの種類、カラーフィルターのコーティング条件などで調整が可能である。
【００３１】
一例として、前記反射部Ｒにおけるカラーフィルター１３６と透過部Ｔにおけるカラーフィルター１３６間の表面段差の厚み範囲を２．０μｍ〜２．５μｍにするためには、バッファー層１３４の厚み範囲を２．０μｍ〜５．０μｍとすることが望ましい。
すなわち、本発明によるＤＣＦ方式の反射透過型液晶表示装置においては、第１基板１１０が有する傾斜した段差構造により、第一に透過部Ｔにおけるカラーフィルター１３６を反射部Ｒにおけるカラーフィルター１３６より厚く形成して、反射部Ｒと透過部Ｔ間の色差を減少させることができ、第二に透過部Ｔのセルギャップｄ５より反射部Ｒのセルギャップｄ６を薄くして反射部Ｒと透過部Ｔ間の光学効率を均一に維持できることを特徴としており、第三に第３領域ＩＩＩを下部の反射層１２０と対応する領域にくるようにして、透過部のコントラスト比を向上させることができる。
【００３２】
図面に提示しなかったが、前記透過電極１１４及び反射層１２０は画面を具現する最小単位であるサブピクセル（ｓｕｂ−ｐｉｘｅｌ）別に形成されており、前記透過電極１１４は電圧のオン／オフを調節するスイッチング素子によって電圧が印され、前記反射層１２０は電圧を印加する電極の役割をしたり、または別途の電圧印加なしに反射板として利用することができる。
【００３３】
図４は、本発明の第１実施例によるＤＣＦ方式の反射透過型液晶表示装置の一つの画素領域についての平面図である。
図示したように、透過部Ｔと、透過部Ｔの周辺部を囲む領域に反射部Ｒが構成されており、反射部Ｒは図示しなかった第２基板の第１領域Ｉ及び第３領域ＩＩＩで構成される。
このような反射部Ｒ及び透過部Ｔの構造により、第３領域ＩＩＩにおける光により、透過部コントラスト比が落ちることを防止できる。
【００３４】
−−−実施例２−−−
実施例２は、別途の段差構造なしにＭＲＳ構造を有する第１基板と、反射部と透過部間のセルギャップ差及び反射部カラーフィルターと透過部カラーフィルター間の厚み差を与えることができるバッファー層を有する第２基板を含むＤＣＦ方式の反射透過型液晶表示装置についての実施例である。
【００３５】
図５は、本発明の第２実施例によるＤＣＦ方式の反射透過型液晶表示装置の一つの画素領域についての断面図である。
図示したように、第１基板２１０、第２基板２３０が相互に対向するように配置されていて、第１基板２１０、第２基板２３０間には液晶層２５０が介在されて液晶パネル２７０を構成し、液晶パネル２７０の下部に配置して光を供給するバックライト２８０を含んで液晶表示装置２９０が構成されている。
前記第１基板２１０及び第２基板２３０は、反射部Ｒと透過部Ｔを有する。
【００３６】
前記第１基板２１０の内面には、透過部Ｔに対応する位置に第１透過ホール２３２が形成されたバッファー層２３４が形成されていて、バッファー層２３４を覆う下部には、第１透過ホール２３２により露出された領域における厚みがバッファー層２３４の最下部面に形成された厚みより厚く、前記バッファー層２３４が有する第３領域ＩＩＩに沿って表面段差を有するカラーフィルター２３６が形成されていて、カラーフィルター２３６の下部面には、カラーフィルター２３６の表面段差に沿って反射部Ｒと透過部Ｔ間にセルギャップ差をあたえる共通電極２３８がそれぞれ形成されている。
【００３７】
前記第２基板２３０の内面には絶縁層２１２が形成されていて、絶縁層２１２の上部には、表面が平坦な領域ＩＶ及び凹凸な領域Ｖで構成された保護層２１６が形成されていて、保護層２１６上部には保護層２１６の平坦な領域ＩＶを露出させる第２透過ホール２１８を有する反射層２２０が形成されている。反射層２２０上部には絶縁膜２１９が形成されており、絶縁膜２１９上部には透過電極２１４が形成されている。
【００３８】
前記第２透過ホール２１８は、透過部Ｔに対応しており、反射層２２０は反射部Ｒに対応している。
本実施例では、反射光効率を高めるために表面が凹凸な領域Ｖを上部面とする保護層２１６を形成する場合において、反射部Ｒの保護層２１６と透過部Ｔの保護層２１６間に別途の段差構造が省略されたことを特徴とする。
【００３９】
前記保護層２１６は、半球形態を有して凸部分を上部側に配置したシード２１６ａと、シード２１６ａを覆い基板全面に配置するコーティング膜２１６ｂとで構成されるにおいて、前記保護層２１６に別途の段差構造が省略されることによって、保護層２１６のシード２１６ａ及びコーティング膜２１６ｂの工程条件が単純化できて、保護層２１６の凹凸領域Ｖの特性を向上させることができる。
前記保護層２１６の凹凸領域Ｖを形成する他の方法としては、別途のシードの構成なしに、感光性物質を利用したフォトエッチング工程を通して選択的な領域にだけ露光量の調節を通して凹凸パターンに形成することができる。
【００４０】
以下、表１は一つの画素部すなわち、１サブピクセルを基準にした１０．４″ＳＶＧＡ（Ｓｕｐｅｒ Ｖｉｄｅｏ Ｇｒａｐｈｉｃ Ａｒｒａｙ）モデルを基準にして、反射部と透過部の面積比が６：４である場合、反射部と透過部の色再現率をＮＴＳＣ（Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ Ｃｏｍｍｉｔｔｅｅ）色座標を利用して１５％または２０％に均一に合せるために、反射部カラーフィルター及び透過部カラーフィルター、バッファー層そして、反射部カラーフィルターと透過部カラーフィルターの表面段差の厚み条件を示した実験データに関するものである。
【表１】
前記データの結果のように、本発明によるＤＣＦ方式の反射透過型液晶表示装置においては、反射部と透過部間の色再現率を均一に維持するために、バッファー層の厚みを３μｍにした時、反射部カラーフィルターと透過部カラーフィルターの厚み比を約１：２に合せることができ、この時、反射部と透過部のセルギャップ差に対応する反射部カラーフィルターと透過部カラーフィルター間の表面段差は２．２μｍに該当することによって、バッファー層の厚みをセルギャップ差より大きくするに伴い、反射部カラーフィルターと透過部カラーフィルター間の色特性及び反射部と透過部間の均一な光学効率特性を同時に満足することができる。
【００４２】
本発明による反射部カラーフィルターと透過部カラーフィルターは、反射部及び透過部の色再現率を各々１０ないし２５％に一定に具現できる範囲から選択されることが望ましい。
しかし、本発明は前記実施例に限定されないで、本発明の趣旨に外れない限度内で多様に変更して実施しても構わない。
【００４３】
【発明の効果】
上述したように、本発明による段差構造を有するバッファー層を含んだＤＣＦ方式の反射透過型液晶表示装置によれば次のような効果を有する。
第一に、反射部カラーフィルターと透過部カラーフィルターの所望する厚み差を容易に設計できて、反射部と透過部間の色再現率を均一に維持できる。
第二に、アレイ基板に別途のセルギャップ調整用段差パターンを形成しないために、高段差による電極間の短絡を防止でき、反射効率向上のためのＭＲＳ構造を容易に適用できる。
第三に、反射部カラーフィルターと透過部カラーフィルター間の傾斜部を、対向する基板の反射層と対応する領域に配置することによって、開口率の減少なしに光漏れ現象を防止できて、透過部のコントラスト比を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】関連技術における反射透過型液晶表示装置の一画素領域に該当する断面を示した断面図である。
【図２】既存のＭＲＳ構造を有する反射透過型液晶表示装置の一画素領域についての平面図である。
【図３】本発明の第１実施例によるＤＣＦ方式の反射透過型液晶表示装置についての断面図である。
【図４】本発明の第１実施例によるＤＣＦ方式の反射透過型液晶表示装置の一画素領域についての平面図である。
【図５】本発明の第２実施例によるＤＣＦ方式の反射透過型液晶表示装置の一画素領域についての断面図である。
【符号の説明】
１１０：第１基板
１１２：絶縁層
１１４：透過電極
１１６：保護層
１１８：第２透過ホール
１２０：反射層
１３０：第２基板
１３２：第１透過ホール
１３４：バッファー層
１３６：カラーフィルター
１３８：共通電極
１５０：液晶層
１７０：液晶パネル
１８０：バックライト
１９０：液晶表示装置
Ｒ：反射部
Ｔ：透過部
ＩＩＩ：傾斜部領域
Claims (29)
- 相互に向い合っていて、反射部と透過部を有する第１基板及び第２基板と；
前記第１基板の内面に形成されていて、前記透過部に対応する第１透過ホールを有するバッファー層と；
前記第１基板とバッファー層の下部に形成されるカラーフィルター層と；
前記カラーフィルター層の下部に形成される共通電極と；
前記反射部と透過部に形成される画素電極と；
前記反射部に形成され、前記透過部に対応する第２透過ホールを有する反射層と；
前記共通電極と画素電極間に形成される液晶層とを含む反射透過型液晶表示装置において、
前記反射部のカラーフィルター層の厚みとバッファー層の厚みの和は、前記透過部のカラーフィルター層の厚みより大きいことを特徴とする反射透過型液晶表示装置。 - 前記反射部のバッファー層の厚みは、前記透過部の液晶層厚みと反射部の液晶層の厚みの差より大きいことを特徴とする請求項１に記載の反射透過型液晶表示装置。
- 前記カラーフィルター層は、前記バッファー層上部の第１平坦部である第１領域と、前記第１基板上部の第２平坦部である第２領域と、前記第１領域及び第２領域間の第１傾斜部である第３領域を含むことを特徴とする請求項１に記載の反射透過型液晶表示装置。
- 前記第１領域及び第３領域は、反射部に配置してあり、前記第２領域は透過部に配置してあることを特徴とする請求項３に記載の反射透過型液晶表示装置。
- 前記第１領域及び第２領域におけるカラーフィルター層の段差は、約２．０μｍ〜３．０μｍであることを特徴とする請求項３に記載の反射透過型液晶表示装置。
- 前記バッファー層は、前記第１透過ホールの境界で傾斜部を有することを特徴とする請求項１に記載の反射透過型液晶表示装置。
- 前記透過部の液晶層の厚みは、前記反射部の液晶層の厚みより大きいことを特徴とする請求項１に記載の反射透過型液晶表示装置。
- 前記透過部の液晶層の厚みは、前記反射部の液晶層の厚みの約２倍であることを特徴とする請求項７に記載の反射透過型液晶表示装置。
- 前記バッファー層は、透明な無機絶縁物質と透明な有機絶縁物質のうちの一つで構成されることを特徴とする請求項１に記載の反射透過型液晶表示装置。
- 前記バッファー層の厚みは、約２．０μｍ〜５．０μｍであることを特徴とする請求項１に記載の反射透過型液晶表示装置。
- 前記第２基板と反射層間に形成される第１絶縁膜と、前記画素電極と反射層間に形成される第２絶縁膜をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の反射透過型液晶表示装置。
- 前記第１絶縁膜は、前記反射部で凹凸表面を有することを特徴とする請求項１１に記載の反射透過型液晶表示装置。
- 前記第１絶縁膜は、前記透過部で平坦な表面を有することを特徴とする請求項１２に記載の反射透過型液晶表示装置。
- 前記反射層は、前記反射部で凹凸表面を有することを特徴とする請求項１３に記載の反射透過型液晶表示装置。
-
- 前記反射部のカラーフィルター層と前記透過部のカラーフィルター層の厚み比は、約１：１．５から１：２．５の間であることを特徴とする請求項１に記載の反射透過型液晶表示装置。
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