JP4458965B2 - カラーフィルター基板及びこれを有する液晶表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、カラーフィルター基板及びこれを有する液晶表示装置に関し、詳細には表示特性を向上させることができるカラーフィルター基板及びこれを有する液晶表示装置に関するものである。

半透過型液晶表示装置は、外部光量が豊かな位置では外部光を利用する反射モードで映像を表示し、外部光量が足りない位置では自体に充電された電気エネルギーを消耗して生成された内部光を利用する透過モードで映像を表示する。

半透過型液晶表示装置は、アレー基板、アレー基板と向い合うカラーフィルター基板及びアレー基板とカラーフィルター基板との間に介在された液晶で構成された液晶表示パネルを含む。

アレー基板は、透明電極及び反射電極を具備する。ここで、透明電極上に反射電極が形成された領域は反射領域であり、透明電極上に反射電極が形成されない領域は透過領域である。カラーフィルター基板は、Ｒ、Ｇ、Ｂ色画素で構成されたカラーフィルター及び共通電極を具備し、アレー基板と向い合って結合する。

このような半透過型液晶表示装置の反射モードで外部光は、第１経路、例えば、カラーフィルター−共通電極−液晶−反射電極−液晶−共通電極−カラーフィルターを順次通過する経路を経る。反面、透過モードで内部光は、第２経路、例えば、画素電極−液晶−共通電極−カラーフィルターを順次通過する経路を経る。

前述したように、反射モードでは外部光はカラーフィルターを２回通過し、透過モードで内部光はカラーフィルターを一回通過するので、反射モードと透過モードで色再現性の差が発生する。また、カラーフィルターは互いに異なる色で着色される色画素で構成されるので、各色画素別色視認性及び輝度の差が発生する。

このような透過モードと反射モードとの間に発生する色再現性の差及び各色画素の間に発生する色視認性の差は液晶表示装置の表示特性を低下させる要因になる。

従って、本発明の目的は、表示特性を向上させるためのカラーフィルター基板を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、前記カラーフィルター基板を有する液晶表示装置を提供することにある。

本発明の一特徴によるカラーフィルター基板は、第１領域と前記第１領域に隣接した第２領域で構成された基板、互いに異なる色で着色され、前記第２領域内に前記基板を露出させるホールが形成された複数の色画素を含むカラーフィルター、及び前記カラーフィルターと前記ホールによって露出された前記基板上に具備された透明電極を含む。ここで、前記複数の色画素は、少なくとも一つの互いに異なる面積を有する色画素を具備する。

本発明の他の特徴によるカラーフィルター基板は、互いに異なる色で着色された複数の色画素を含むカラーフィルター、及び前記カラーフィルター上に具備された透明電極を含み、前記複数の色画素は少なくとも一つの互いに異なる面積を有する色画素を含む。

本発明の他の特徴によるカラーフィルター基板は、第１領域と前記第１領域に隣接した第２領域で構成された基板、互いに異なる色で着色され、前記第２領域内に前記基板を露出させるホールが形成された複数の色画素を含むカラーフィルター、多層膜で個性されて前記ホールによって露出された前記基板と前記ホールと隣接する前記カラーフィルターとの段差を減少させる平坦化膜、及び前記平坦化膜上に具備された透明電極を含む。

本発明の他の特徴による液晶表示装置は、アレー基板、カラーフィルター基板、及びアレー基板とカラーフィルター基板との間に介在された液晶を含む。
前記アレー基板は、第１基板上に透過電極及び反射電極を具備して、反射領域と透過領域を定義する。

前記カラーフィルター基板は、第２基板、互いに異なる色で着色され、前記反射領域内に前記第２基板を露出させるホールが形成された複数の色画素を具備するカラーフィルター、及び前記ホールによって露出された前記第２基板と前記カラーフィルター上に具備された共通電極を含む。ここで、前記複数の色画素は少なくとも一つの互いに異なる面積を有する色画素を具備する。

本発明の他の特徴による液晶表示装置は、アレー基板、カラーフィルター基板、及びアレー基板とカラーフィルター基板との間に介在された液晶を含む。
前記アレー基板は、第１基板上に透過電極及び反射電極を具備して反射領域と透過領域を定義する。

前記カラーフィルター基板は、第２基板、互いに異なる色で着色され、前記反射領域内に前記第２基板を露出させるホールが形成された複数の色画素を含むカラーフィルター、二重膜で構成されて前記ホールによって露出された前記基板と前記ホールに隣接する前記カラーフィルターとの段差を減少させる平坦化膜、及び前記平坦化膜上に具備された共通電極を含む。

このようなカラーフィルター基板及びこれを有する液晶表示装置によると、複数の色画素は少なくとも一つの互いに異なる面積を有する色画素を有するために、前記色画素に形成されるホールのサイズは前記色画素の面積に逆比例して変化する。従って、液晶表示装置の表示特性を向上することができる。

以下、添付した図面を参照して、本発明の望ましい実施例をより詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施例によるカラーフィルター基板を具体的に示した断面図である。図２は、図１に図示したカラーフィルターの平面図である。

図１を参照すると、本発明の一実施例によるカラーフィルター基板１００は、基板１１０上にカラーフィルター１２０、平坦化膜１３０及び共通電極１４０を順次具備する。前記カラーフィルター基板１００は第１領域（Ａ１）及び前記第１領域（Ａ１）と隣接した第２領域（Ａ２）に区分される。

前記第１領域（Ａ１）には、前記共通電極１４０、カラーフィルター１２０及び基板１１０を順次通過する第１光が供給され、前記第２領域（Ａ２）には前記基板１１０、カラーフィルター１２０、共通電極１４０、カラーフィルター１２０及び基板１１０を順次通過する第２光が供給される。従って、前記第１領域（Ａ１）には前記カラーフィルター１２０を一回通過する第１光が提供され、前記第２領域（Ａ２）には前記カラーフィルター１２０を二回通過する第２光が提供される。

前記カラーフィルター１２０は赤色で着色されたＲ（Ｒｅｄ）色画素、緑色で着色されたＧ（Ｇｒｅｅｎ）色画素及び青色で着色されたＢ（Ｂｌｕｅ）色画素で構成される。

前記Ｒ色画素の前記第２領域（Ａ２）には、前記基板１１０を露出させる第１ホール（Ｈ１）が形成される。前記Ｇ色画素の第２領域（Ａ２）には、前記第１ホール（Ｈ１）より大きく、前記基板１１０を露出させる第２ホール（Ｈ２）が形成される。従って、前記Ｇ色画素は前記Ｒ色画素より小さい面積を有する。また、前記Ｂ色画素の第２領域（Ａ２）には、前記第１ホール（Ｈ１）より小さいかつ前記基板１１０を露出させる第３ホール（Ｈ３）が形成される。従って、前記Ｂ色画素は前記Ｇ及びＲ色画素より大きい面積を有する。

このように、前記第１領域（Ａ１）の前記Ｒ、Ｇ、Ｂ色画素はそのまま存在し、前記第２領域（Ａ２）の前記Ｒ、Ｇ、Ｂ色画素は前記第１乃至第３ホール（Ｈ１〜Ｈ３）によって部分的に除去される。このようにして、前記第１領域（Ａ１）と第２領域（Ａ２）との間に発生される前記Ｒ、Ｇ、Ｂ色画素の色再現性の差を減少させることができる。

一般的に、前記Ｒ、Ｇ、Ｂ色画素は、互いに異なる色視認性及び輝度を有する。前記Ｒ、Ｇ、Ｂ色画素のうち、可視光線波長帯に近い前記Ｂ色画素の色視認性及び輝度が一番悪いし、この次に赤外線に近い前記Ｒ色画素の色視認性及び輝度がよく表れる。反面、紫外線に近い前記Ｇ色画素の色視認性及び輝度がその中で一番よく表れる。

表１に図示したように、前記第２領域（Ａ２）に対応して前記Ｒ、Ｇ、Ｂ色画素にホールを形成して、色画素別前記第２領域（Ａ２）と前記第１領域（Ａ１）との間に互いに異なるｘ−ｙ色座標を有するようにした。

一方、前記第２領域（Ａ２）に対応して前記Ｒ、Ｇ、Ｂ色画素にそれぞれのホールを形成するが、ホールのサイズは互いに異なる。即ち、前記第１ホール（Ｈ１）と前記Ｒ色画素が形成された領域の全体面積が‘１００’であれば、前記第１ホール（Ｈ１）は前記全体面積の約１３％を占める。前記２ホール（Ｈ２）前記Ｇ色画素が形成された領域の全体面積が‘１００’であれば、前記第２ホール（Ｈ２）は前記全体面積は約２１％を占める。また、前記第３ホール（Ｈ３）と前記Ｂ色画素が形成された領域の全体面積が‘１００’であれば、前記第３ホール（Ｈ３）は前記全体面積の約６％を占める。

このように、各色画素別色視認性及び輝度の差を克服するために、 前記Ｒ、Ｇ、Ｂ色画素のそれぞれに形成される前記第１乃至第３ホール（Ｈ１〜Ｈ３）は互いに異なるサイズを有する。特に、前記Ｇ色画素は、Ｒ及びＢ色画素に比べて、面積の変化に比べて色座標の変化が小さい。従って、Ｇ色画素の面積を前記Ｒ及びＢ色画素の面積より大きく減少させることが望ましい。そうするために前記第１乃至第３ホール（Ｈ１〜Ｈ３）のうち、前記第２ホール（Ｈ２）のサイズが一番大きい。

前記第１乃至第３ホール（Ｈ１〜Ｈ３）のサイズが第２ホール（Ｈ２）、第１ホール（Ｈ１）及び第３ホール（Ｈ３）の順番に小さくなることで、前記Ｒ、Ｇ、Ｂ色画素の面積はＧ色画素、Ｒ色画素及びＢ色画素の順番に増加する。これによって、前記Ｒ、Ｇ、Ｂ色画素の間に発生する色視認性及び輝度の差を減少させることができる。更に、前記第１領域（Ａ１）での白色座標（０．３０４，０．３３５）と、前記第２領域（Ａ２）の白色座標（０．３１０，０．３５０）をほぼ一致させることができることによって、前記第１領域（Ａ１）と第２領域（Ａ２）の色再現性を実質的に同じく維持することができる。

図２に図示したように、前記Ｒ色画素には二つの前記第１ホール（Ｈ１）が形成され、前記Ｇ色画素には前記第１ホール（Ｈ１）よりはサイズが大きい二つの前記第２ホール（Ｈ２）が形成される。前記Ｂ色画素には前記第１ホール（Ｈ１）よりサイズが小さい一つの前記第３ホール（Ｈ３）が形成される。従って、前記第２領域（Ａ２）内で前記Ｒ、Ｇ、Ｂ色画素のそれぞれの面積が互いに異なるようになる。

前記第１及び第２ホール（Ｈ１，Ｈ２）の個数が互いに同じであっても、前記第１ホール（Ｈ１）のサイズより前記第２ホール（Ｈ２）のサイズが更に大きいことで、前記Ｇ色画素の面積より前記Ｒ色画素の面積が大きくなる。

図１及び図２では、前記Ｒ、Ｇ、Ｂ色画素のそれぞれの面積が互いに異なる構造を図示した。しかし、前記Ｒ、Ｇ、Ｂ色画素それぞれの面積は余りの色画素のうち、いずれかの一つとのみ異なることができる。即ち、前記Ｂ色画素の面積は、前記Ｒ及びＧ色画素の面積より小さいが、前記Ｒ及びＧ色画素の面積は実質的に同じ面積とすることができる。また、前記Ｇ色画素の面積は、前記Ｒ及びＢ色画素の面積より大きいが、前記Ｒ及びＢ色画素の面積は実質的に同じ面積とすることができる。

前記カラーフィルター基板１００は、前記第１乃至第３ホール（Ｈ１〜Ｈ３）によって露出された前記基板１１０と前記第１乃至第３ホール（Ｈ１〜Ｈ３）に隣接する前記カラーフィルター１２０との段差を除去するための前記平坦化膜１３０を更に具備する。

前記平坦化膜１３０は、第１及び第２絶縁膜（１３１，１３２）で構成される。前記第１絶縁膜は前記第１乃至第３ホール（Ｈ１〜Ｈ３）によって露出された前記基板１１０と前記カラーフィルター１２０上に積層される。以後、前記第２絶縁膜１３２は、前記第１絶縁膜１３１上に積層される。

前記カラーフィルター１２０と前記基板１１０との段差は一次的に前記第１絶縁膜１３１によって緩和され、以後に二次的に前記第１絶縁膜１３１上に積層される前記第２絶縁膜１３２によって除去される。ここで、前記第１及び第２絶縁膜（１３１，１３２）はアクリル系樹脂（ａｃｒｙｌｉｃ ｒｅｓｉｎ）のような感光性有機絶縁膜からなる。

しかし、前記第１絶縁膜１３１は、シリコン窒化膜（ＳｉＮｘ）又はシリコン酸化膜（ＳｉＯｘ）のような無機絶縁膜からなり、前記第２絶縁膜１３２は有機絶縁膜からなることができる。

前記平坦化膜１３０上には前記共通電極１４０が形成される。前記共通電極１４０は透明性導電物質であるインジウムティンオキサイド（ＩＴＯ）又はインジウムジンクオキサイド（ＩＺＯ）からなる。

図３は、本発明の他の実施例によるカラーフィルターの平面図である。
図３を参照すると、Ｒ色画素には二つの第１ホール（Ｈ４）が形成され、Ｇ色画素には前記第１ホール（Ｈ４）と実質的に同じサイズを有する三つの第２ホール（Ｈ５）が形成される。また、Ｂ色画素には前記第１ホール（Ｈ４）と実質的に同じサイズを有する一つの第３ホール（Ｈ６）が形成される。

従って、前記第１乃至第３ホール（Ｈ４〜Ｈ６）それぞれのサイズが互いに実質的に同じであっても、個数が互いに異なることで、前記第２領域（Ａ２）内で前記Ｒ、Ｇ、Ｂ色画素のそれぞれの面積が互いに異なるようになる。ここで、ホールの個数が一番多い前記Ｇ色画素の面積が一番小さく、ホールの個数が一番少ない前記Ｂ色画素の面積が一番大きい。

図１乃至図３では、前記Ｒ、Ｇ、Ｂ色画素に一つ以上のホールを形成して第１乃至第２領域（Ａ１，Ａ２）の間の色再現性の差及び各画素別色視認性の差を調節する構造を図示した。図示してないが、前記色再現性及び色視認性の差は前記Ｒ、Ｇ、Ｂ色画素の厚さを調節する方法としても克服されることができる。

まず、前記各色画素の厚さを前記第２領域（Ａ２）より前記第１領域（Ａ１）で増加させることで、前記第１及び第２領域（Ａ１，Ａ２）との間の色画素再現性の差を克服することができる。

一方、色視認性が一番悪い前記Ｂ色画素の厚さを一番厚く形成し、その次に色視認性がよい前記Ｒ色画素は前記Ｂ色画素より薄い厚さを有する。また、色視認性が一番よい前記Ｇ色画素の厚さを一番薄く形成する。これによって、前記各色画素別色視認性の差を克服することができる。

図４は、本発明の他の実施例によるカラーフィルター基板を具体的に示した断面図である。但し、図４では図１に図示された構成要素に対しては同じ参照部号を併記し、それに対した具体的な説明は省略する。

図４を参照すると、本発明の他の実施例によるカラーフィルター基板１００は基板１１０上にカラーフィルター１２０、平坦化膜１５０及び共通電極１４０を順次具備する。カラーフィルター基板１００は、第１領域（Ａ１）及び前記第１領域（Ａ１）と隣接した第２領域（Ａ２）に区分される。

前記カラーフィルター１２０はＲ、Ｇ、Ｂ色画素で構成される。前記Ｒ色画素の前記第２領域（Ａ２）には前記基板１１０を露出させる第１ホール（Ｈ１）が形成される。前記Ｇ色画素の第２領域（Ａ２）には前記第１ホール（Ｈ１）より大きく、前記基板１１０を露出させる第２ホール（Ｈ２）が形成される。従って、前記Ｇ色画素は前記Ｒ色画素より小さい面積を有する。また、前記Ｂ色画素の第２領域（Ａ２）には前記第１ホール（Ｈ１）より小さいかつ前記基板１１０を露出させる第３ホール（Ｈ３）が形成される。従って、前記Ｂ色画素は前記Ｇ及びＲ色画素より大きい面積を有する。

前記カラーフィルター基板１００は前記第１乃至第２ホール（Ｈ１〜Ｈ３）によって露出された前記基板１１０と前記第１乃至第３ホール（Ｈ１〜Ｈ３）に隣接する前記カラーフィルター１２０との段差を除去するための前記平坦化膜１５０を更に具備する。

前記平坦化膜１５０は、第１及び第２絶縁膜（１５１，１５２）で構成される。前記第１絶縁膜１５１は前記第１乃至第３ホール（Ｈ１〜Ｈ３）によって露出された前記基板１１０上に積層される。以後、前記第２絶縁膜１５２は前記第１絶縁膜１５１及び前記カラーフィルター１２０上に積層される。

前記カラーフィルター１２０と前記基板１１０との段差は一次的に前記第１絶縁膜１５１によって緩和され、以後、二次的に前記第１絶縁膜１５１及びカラーフィルター基板１２０上に積層される前記第２絶縁膜１５２によって除去される。ここで、前記第１及び第２絶縁膜（１５１，１５２）は有機絶縁膜からなる。

前記平坦化膜１５０上にはＩＴＯ又はＩＺＯからなった前記共通電極１４０が形成される。
図５乃至図７は、図４に図示したカラーフィルター基板の製造工程を示した図面である。

図５を参照すると、基板１１０上にＲ（Ｒｅｄ）、Ｇ（Ｇｒｅｅｎ）、Ｂ（Ｂｌｕｅ）色画素で構成されたカラーフィルター１２０を形成する。前記Ｒ、Ｇ、Ｂ色画素のそれぞれには前記基板１１０を露出させるための第１乃至第３ホール（Ｈ１〜Ｈ３）が形成される。従って、前記第２領域（Ａ２）内に形成された前記Ｒ、Ｇ、Ｂ色画素の一部分は前記第１乃至３ホール（Ｈ１〜Ｈ３）によって除去される。

図６に図示されたように、前記カラーフィルター１２０と前記第１乃至第３ホール（Ｈ１〜Ｈ３）によって露出された前記基板１１０上には所定の厚さで有機絶縁膜１６１が形成される。前記有機絶縁膜１６１の表面は前記カラーフィルター１２０と前記基板１１０との段差によって不均一な表面構造を有する。

以後、図７を参照すると、前記有機絶縁膜１６１上には前記第１絶縁膜１５１に対応するパターンが形成されたマスク１６２が配置される。前記マスク１６２が配置された状態で前記有機絶縁膜１６１を露光する露光工程を遂行した後、露光された前記有機絶縁膜１６１を現象すると、前記基板１１０上には前記第１乃至第３ホール（Ｈ１〜Ｈ３）に対応して前記第１絶縁膜１５１が形成される。

ここで、前記第１絶縁膜１５１の厚さは前記カラーフィルター１２０の厚さより厚いし、前記第１絶縁膜１５１と前記カラーフィルター１２０との段差（ｔ１）は前記カラーフィルター１２０と基板との間に発生された段差（ｔ２）より小さい。

再び図４を参照すると、前記第１絶縁膜１５１及び前記カラーフィルター１２０上に前記第２絶縁膜１５２が積層され、前記カラーフィルター１２０と前記基板１１０との間に発生する段差が除去される。
図８は、本発明の他の実施例によるカラーフィルター基板を具体的に示した断面図である。

図８を参照すると、本発明の他の実施例によるカラーフィルター基板１００は、基板１１０上にカラーフィルター１２０、平坦化膜１７０及び共通電極１４０を順次具備する。前記カラーフィルター基板１００は第１領域（Ａ１）及び前記第１領域（Ａ１）と隣接した第２領域（Ａ２）に区分される。

前記カラーフィルター１２０はＲ、Ｇ、Ｂ色画素で構成される。前記Ｒ色画素の前記第２領域（Ａ２）には前記基板１１０を露出させる第１ホール（Ｈ１）が形成され、前記Ｇ色画素の第２領域（Ａ２）には前記第１ホール（Ｈ１）より大きく、前記基板１１０を露出させる第２ホール（Ｈ２）が形成される。また、前記Ｂ色画素の第２領域（Ａ２）には前記第１ホール（Ｈ１）より小さいかつ前記基板１１０を露出させる第３ホール（Ｈ３）が形成される。

前記平坦化膜１７０は、第１及び第２絶縁膜（１７１，１７２）で構成される。前記第１絶縁膜１７１は、第１乃至第３ホール（Ｈ１〜Ｈ３）によって露出された前記基板１１０上に積層される。以後、前記第２絶縁膜１７２は、前記第１絶縁膜１７１及び前記カラーフィルター１２０上に積層される。

前記カラーフィルター１２０と前記基板１１０との段差は一次的に前記第１絶縁膜１７１によって緩和され、以後、二次的に前記第１絶縁膜１７１及び前記カラーフィルター１２０上に積層される第２絶縁膜１７２によって除去される。

前記第１絶縁膜１７１は、シリコン窒化膜（ＳｉＮｘ）又はシリコン酸化膜（ＳｉＯｘ）のような無機絶縁膜からなり、前記第２絶縁膜１７２は有機絶縁膜からなる。前記第１絶縁膜１７１が無機絶縁膜からなるので、前記第１絶縁膜１７１の厚さは前記カラーフィルター１２０の厚さより薄い。ここで、前記第１絶縁膜１７１と前記カラーフィルター１２０との間に発生する段差（ｔ３）は前記基板１１０とカラーフィルター１２０との間に発生する段差（ｔ１）より小さい。

以後、前記第１絶縁膜１７１と前記カラーフィルター１２０上に前記第２絶縁膜１７２が形成されることで、前記第１絶縁膜１７１と前記カラーフィルター１２０との間に発生する段差（ｔ３）が除去される。

次に、前記平坦化膜１７０上にはＩＴＯ又はＩＺＯからなる前記共通電極１４０が形成される。
図９は、本発明の他の実施例によるカラーフィルター基板を示した断面図である。

図９を参照すると、カラーフィルター基板は基板１１０上にカラーフィルター１２０、平坦化膜１８０及び共通電極１４０を順次具備する。前記カラーフィルター基板１００は、第１領域（Ａ１）及び前記第１領域（Ａ１）と隣接した第２領域（Ａ２）に区分される。

前記カラーフィルター１２０はＲ、Ｇ、Ｂ色画素で構成される。前記Ｒ色画素の前記第２領域には前記基板１１０を露出させる第１ホール（Ｈ１）が形成され、前記Ｇ色画素の第２領域（Ａ２）には前記第１ホール（Ｈ１）より大きく、前記基板１１０を露出させる第２ホール（Ｈ２）が形成される。また、前記Ｂ色画素の第２領域（Ａ２）には前記第１ホール（Ｈ１）より小さいかつ前記基板１１０を露出させる第３ホール（Ｈ３）が形成される。

前記平坦化膜１８０は前記第１乃至第３ホール（Ｈ１〜Ｈ３）によって露出された前記基板１１０上に積層される。前記平坦化膜１８０は、前記カラーフィルター１２０より厚い有機絶縁膜からなる。図示してないが、前記平坦化膜１８０は前記カラーフィルターより薄い無機絶縁膜からなることができる。

従って、前記カラーフィルター基板１００は前記カラーフィルターと前記基板との段差より小さい前記第１乃至第３ホール（Ｈ１〜Ｈ３）が形成された領域に隣接する前記カラーフィルター１２０と前記平坦化膜１８０との段差を有する。

図９では、前記平坦化膜１８０が前記カラーフィルター１２０より厚い構造を図示したが、前記平坦化膜１８０と前記カラーフィルター１２０は実質的に同じ厚さとすることができる。

図１乃至図９では単一又は二重膜構造を有する平坦化膜を提示したが、前記平坦化膜は三重膜又はその以上の膜の構造を有することができる。
また、図１及び図９では、前記Ｒ、Ｇ、Ｂ色画素のそれぞれにホールが形成された構造を図示したが、前記ホールは前記Ｒ、Ｇ、Ｂ色画素のうち、少なくとも一つにのみ形成することもできる。

図１０は、図１図示されたカラーフィルター基板を採用する半透過型液晶表示装置を示した断面図である。
図１０を参照すると、半透過型液晶表示装置４００は、アレー基板２００、前記アレー基板２００と対向して具備されるカラーフィルター基板１００及び前記アレー基板２００と前記カラーフィルター基板１００との間に介在された液晶３００で構成される。

前記アレー基板２００は、第１基板２１０上に第３絶縁膜２３０、透過電極２４０及び反射電極２５０を具備し、反射領域（ＲＡ）と透過領域（ＴＡ）に区分される。前記第１基板（２１０）上には複数のＴＦＴ（図示せず）が具備される。前記第３絶縁膜２３０はアクリル系樹脂のような感光性有機絶縁膜からなる。

前記第３絶縁膜２３０は前記複数のＴＦＴをカバーし、前記透過領域（ＴＡ）に対応して前記第１基板２１０を露出させるためにオープンされる。また、前記反射領域（ＲＡ）に対応して前記第３絶縁膜２３０の表面には複数の凹凸２３３が具備される。即ち、前記第３絶縁膜２３０は、厚さが相対的に厚い凸部２３３ａと厚さが相対的に薄い凹部２３３ｂで構成される前記複数の凹凸２３３を有する。

前記第３絶縁膜２３０及びオープンされた前記第１基板２１０上にはＩＴＯ又はＩＺＯからなった前記透過電極２４０が均一な厚さで形成される。以後、前記透過電極２４０上に前記透過電極２４０の一部分を露出させるための透過窓２５１を有する前記反射電極２５０が均一な厚さで形成される。前記透過窓２５１は前記透過領域（ＴＡ）に対応して形成される。

従って、前記半透過型液晶表示装置４００は、前記反射領域（ＲＡ）透過領域（ＴＡ）で互いに異なるセルギャップを有する。即ち、前記透過領域（ＴＡ）でのセルギャップは前記反射領域（ＲＡ）でのセルギャップより約二倍ぐらい大きい。

ここで、反射領域（ＲＡ）でのセルギャップは前記カラーフィルター基板１００の共通電極１４０とアレー基板２００の反射電極２５０との離隔距離であり、前記透過領域（ＴＡ）でのセルギャップは前記共通電極１４０と透明電極２４０との離隔距離である。

この時、前記反射電極２５０はアルミニウムネオジム（ＡｌＮｄ）からなった単一膜又はアルミニウムネオジム（ＡｌＮｄ）とモリブデンタングステン（ＭｏＷ）が順次積層された二重膜構造を有することができる。

図示してないが、前記第３絶縁膜２３０には前記ＴＦＴのドレイン電極を露出させるためのコンタクトホール（図示せず）が形成されることもできる。前記第３絶縁膜２３０に前記コンタクトホールが形成された場合、前記透過電極２４０及び前記反射電極２５０は前記コンタクトホールを通じて前記ＴＦＴのドレイン電極と電気的に連結される。

前記反射領域（ＲＡ）では、前記カラーフィルター基板１００を通じて入射された外部光（Ｌ１）を前記反射電極２５０によって反射して再び前記カラーフィルター基板１００を通じて外部に出射させることで映像を表示する。一方、前記透過領域（ＴＡ）では前記アレー基板２００の後面に配置された光源部（図示せず）から入射された内部光（Ｌ２）を前記透過窓２５１を通じて出射させることで映像を表示する。

前記カラーフィルター基板１００は、第２基板１１０上にカラーフィルター１２０、平坦化膜１３０及び共通電極１４０を順次具備する。前記カラーフィルター１２０はＲ、Ｇ、Ｂ色画素で構成され、前記Ｒ、Ｇ、Ｂ色画素のそれぞれは前記反射領域（ＲＡ）内で前記第２基板１１０を露出させる第１乃至第３ホール（Ｈ１〜Ｈ３）を有する。

この時、前記第１乃至第３ホール（Ｈ１〜Ｈ３）は前記反射領域（ＲＡ）に形成される前記カラーフィルター１２０を部分的に除去する。従って、前記外部光（Ｌ１）が前記カラーフィルター１２０を通過することができる確率を減少させることができ、それによって前記反射領域（ＲＡ）と前記透過領域（ＴＡ）との間の色再現性の差を補償することができる。

また、前記第１乃至第３ホール（Ｈ１〜Ｈ３）のサイズは第２ホール（Ｈ２）、第１ホール（Ｈ１）及び第３ホール（Ｈ３）の順番に小さくなる。従って、前記Ｒ、Ｇ、Ｂ色画素の面積はＧ色画素、Ｒ色画素及びＢ色画素の順番に増加する。従って、前記Ｒ、Ｇ、Ｂ色画素の間に発生する色視認性の差を減少させることができる。
表２はセルギャップによる色座標での白色座標を示す。

表１で提示されたように、反射モードでセルギャップが１．６から１．９に変化されると、白色のｘ座標は０．０２２分だけ増加し、ｙ座標は０．０３２分だけ増加された。一方、透過モードでセルギャプが３．３から３．６に変化されると、白色のｘ座標は０．０１２分だけ増加され、ｙ座標は０．０１５分だけ増加された。即ち、反射モードと透過モードでセルギャップの差が０．３■として同じであっても、白色表示の座標は反射モードでのセルギャップ変化に更に敏感であることがわかる。

従って、前記平坦化膜１３０は反射領域（ＲＡ）で発生されるカラーフィルター１２０と第２基板１１０との段差を除去するために、二重膜の構造を有する。

前記平坦化膜１３０は、前記第１乃至第３ホール（Ｈ１〜Ｈ３）によって露出された前記基板１１０及び前記カラーフィルター１２０上に積層された第１絶縁膜１３１と、前記第１絶縁膜１３１上に積層された第２絶縁膜１３２とで構成される。前記平坦化膜１３０は、前記第１乃至第３ホール（Ｈ１〜Ｈ３）によって露出される前記第２基板１１０と前記第１乃至第３ホールに隣接する前記カラーフィルター１２０との段差を除去することができる。これによって、前記液晶表示装置４００は均一なセルギャップを有することができる。

このようなカラーフィルター基板及びこれを有する液晶表示装置によると、カラーフィルターは互いに異なる色で着色され、反射領域内に基板を露出させるホールが形成された複数の色画素のそれぞれは少なくとも他の色画素と互いに異なる面積を有する。

従って、透過領域と反射領域との間に発生する色再現性の差を減少させることができかつ、各色画素別色視認性の差を減少させることができる。これによって、液晶表示装置の表示特性を向上させることができる。

また、平坦化膜は、二重膜で構成されるかホールが形成された基板上にのみ形成されることで、ホールによって露出された基板とカラーフィルターとの間に発生する段差を除去することができる。従って、液晶表示装置は均一なセルギャップを有することができる。

以上、本発明の実施例によって詳細に説明したが、本発明はこれに限定されず、本発明が属する技術分野において通常の知識を有するものであれば本発明の思想と精神を離れることなく、本発明を修正又は変更できる。

本発明の一実施例によるカラーフィルター基板を具体的に示した断面図である。 図１に図示されたカラーフィルターの平面図である。 本発明の他の実施例によるカラーフィルターの平面図である。 本発明の他の実施例によるカラーフィルター基板を具体的に示した断面図である。 図４に図示されたカラーフィルター基板の製造工程を示した図面である。 図４に図示されたカラーフィルター基板の製造工程を示した図面である。 図４に図示されたカラーフィルター基板の製造工程を示した図面である。 本発明の他の実施例によるカラーフィルター基板を具体的に示した断面図である。 本発明のまた他の実施例によるカラーフィルター基板を示した断面図である。 図１に図示されたカラーフィルター基板を採用する液晶表示装置を示した断面図である。

符号の説明

１００ カラーフィルター基板
１１０ 基板、第２基板
１２０ カラーフィルター
１３０、１５０、１７０、１８０ 平坦化膜
１３１、１５１、１７１ 第１絶縁膜
１３２、１５２、１７２ 第２絶縁膜
１４０ 共通電極
１６０、１６１ 有機絶縁膜
１６２ マスク
２００ アレー基板
２１０ 第１基板
２３０ 第３絶縁膜
２３３ 凹凸
２４０ 透過電極
２５０ 反射電極
２５１ 透過窓
３００ 液晶
４００ 液晶表示装置

Claims (31)

1. 第１領域及び前記第１領域に隣接した第２領域で構成された基板と、
   互いに異なる色で着色され、前記第２領域内に前記基板を露出させるホールが形成された複数の色画素を含むカラーフィルターと、
   前記カラーフィルター及び前記ホールによって露出された前記基板上に具備された透明電極とを含み、
   前記複数の色画素は、少なくとも一つの互いに異なる面積を有する色画素を含むことを特徴とするカラーフィルター基板
2. 前記複数の色画素において色の視認性及び輝度が相対的に高い色画素は、色の視認性及び輝度が相対的に低い色画素より小さい面積を有することを特徴とする請求項１記載のカラーフィルター基板。
3. 前記色画素の前記ホールのサイズは、前記色画素の面積に逆比例することを特徴とする請求項１記載のカラーフィルター基板。
4. 前記色画素に形成された前記ホールのサイズは全部同じであり、
   前記複数の色画素に形成された前記ホールの個数は、前記色画素の面積に逆比例することを特徴とする請求項１記載のカラーフィルター基板。
5. 前記複数の色画素は、Ｒ、Ｇ、Ｂ色画素を含み、
   前記Ｇ色画素は一番小さい面積を有することを特徴とする請求項１記載のカラーフィルター基板。
6. 前記Ｒ、Ｇ、Ｂ色画素の面積が互いに異なることを特徴とする請求項５記載のカラーフィルター基板。
7. 前記Ｂ色画素は、一番大きい面積を有することを特徴とする請求項５記載のカラーフィルター基板。
8. 前記第１領域には、前記共通電極、カラーフィルター及び基板を順次通過する光が供給され、
   前記第２領域には、前記基板、カラーフィルター、共通電極、カラーフィルター及び基板を順次通過する光が供給されることを特徴とする請求項１記載のカラーフィルター基板。
9. 前記ホールによって露出された前記基板と前記ホールに隣接する前記カラーフィルターとの段差を減少させる平坦化膜を更に含むことを特徴とする請求項１記載のカラーフィルター基板。
10. 前記平坦化膜は、
    前記ホールによって露出された前記基板及び前記カラーフィルター上に積層された第１絶縁膜と、
    前記第１絶縁膜上に積層された第２絶縁膜と、を含むことを特徴とする請求項９記載のカラーフィルター基板。
11. 前記第１及び第２絶縁膜は、有機絶縁膜であることを特徴とする請求項１０記載のカラーフィルター基板。
12. 前記平坦化膜は、
    前記ホールによって露出された前記基板上に積層された第１絶縁膜と、
    前記カラーフィルターと前記第１絶縁膜上に積層された第２絶縁膜と、を含むことを特徴とする請求項９記載のカラーフィルター基板。
13. 前記第１及び第２絶縁膜は、有機絶縁膜であることを特徴とする請求項１２記載のカラーフィルター基板。
14. 前記第１絶縁膜は無機絶縁膜であり、前記第２絶縁膜は有機絶縁膜であることを特徴とする請求項１２記載のカラーフィルター基板。
15. 前記平坦化膜は、前記ホールによって露出された前記基板上に積層されていることを特徴とする請求項９記載のカラーフィルター基板。
16. 互いに異なる色で着色された複数の色画素を含むカラーフィルターと、
    前記カラーフィルター上に具備された透明電極とを含み、
    前記複数の色画素は少なくとも一つの互いに異なる面積を有する色画素を含むことを特徴とするカラーフィルター基板。
17. 第１領域及び第２領域で構成された基板を更に含み、
    前記複数の色画素のうち、少なくとも一つには前記第２領域に対応して前記基板を露出させるホールが形成されることを特徴とする請求項１６記載のカラーフィルター基板。
18. 第１領域及び前記第１領域に隣接した第２領域で構成された基板と、
    互いに異なる色で着色され、前記第２領域内に前記基板を露出させるホールが形成された複数の色画素を含むカラーフィルターと、
    多層膜で構成されて前記ホールによって露出された前記基板と前記ホールと隣接する前記カラーフィルターとの段差を減少させる平坦化膜と、
    前記平坦化膜上に具備された透明電極と、を含むことを特徴とするカラーフィルター基板。
19. 前記平坦化膜は、
    前記ホールによって露出された前記基板と前記カラーフィルター上に積層された第１絶縁膜と、
    前記第１絶縁膜上に積層された第２絶縁膜と、を含むことを特徴とする請求項１８記載のカラーフィルター基板。
20. 前記第１及び第２絶縁膜は有機絶縁膜であることを特徴とする請求項１９記載のカラーフィルター基板。
21. 前記平坦化膜は、
    前記ホールによって露出された前記基板上に積層された第１絶縁膜と、
    前記カラーフィルターと前記第１絶縁膜上に積層された第２絶縁膜と、を含むことを特徴とする請求項１８記載のカラーフィルター基板。
22. 前記第１及び第２絶縁膜は有機絶縁膜であることを特徴とする請求項２１記載のカラーフィルター基板。
23. 前記第１絶縁膜は無機絶縁膜であり、前記第２絶縁膜は有機絶縁膜であることを特徴とする請求項２１記載のカラーフィルター基板。
24. 第１基板上に透過電極及び反射電極を具備して、反射領域及び透過領域を定義するアレー基板と、
    第２基板と、互いに異なる色で着色され、前記反射領域内に前記第２基板を露出させるホールが形成された複数の色画素を具備するカラーフィルターと、前記ホールによって露出された前記第２基板及び前記カラーフィルター上に具備された共通電極とを含み、前記複数の色画素は少なくとも一つの互いに異なる面積を有する色画素を具備するカラーフィルター基板と、
    前記アレー基板と前記カラーフィルター基板との間に介在された液晶と、を含むことを特徴とする液晶表示装置。
25. 前記色画素に形成された前記ホールのサイズは前記色画素の面積に逆比例することを特徴とする請求項２４記載の液晶表示装置。
26. 前記ホールによって露出された前記基板及び前記カラーフィルター上に積層された第１絶縁膜と、前記第１絶縁膜上に積層された第２絶縁膜と、で構成された平坦化膜を更に含むことを特徴とする請求項２４記載の液晶表示装置。
27. 前記ホールによって露出された前記基板上に積層された第１絶縁膜と、前記カラーフィルター及び前記第１絶縁膜上に積層された第２絶縁膜で構成された平坦化膜と、を更に含むことを特徴とする請求項２４記載の液晶表示装置。
28. 前記ホールによって露出された前記基板上に積層された平坦化膜を更に含むことを特徴とする請求項２４記載の液晶表示装置。
29. 第１基板上に透過電極及び反射電極を具備して、反射領域及び透過領域を定義するアレー基板と、
    第２基板と、互いに異なる色で着色され、前記反射領域内に前記第２基板を露出させるホールが形成された複数の色画素を含むカラーフィルターと、多層膜で構成されて前記ホールによって露出された前記基板と前記ホールに隣接する前記カラーフィルターとの段差を減少させる平坦化膜と、前記平坦化膜上に具備された共通電極とを含むカラーフィルター基板と、
    前記アレー基板と前記カラーフィルター基板との間に介在された液晶と、を含むことを特徴とする液晶表示装置。
30. 前記平坦化膜は、
    前記ホールによって露出された前記基板及び前記カラーフィルター上に積層された第１絶縁膜と、
    前記第１絶縁膜上に積層された第２絶縁膜と、を含むことを特徴とする請求項２９記載の液晶表示装置。
31. 前記平坦化膜は、
    前記ホールによって露出された前記基板上に積層された第１絶縁膜と、
    前記カラーフィルターと前記第１絶縁膜上に積層された第２絶縁膜と、を含むことを特徴とする請求項２９記載の液晶表示装置。

Images