JP4473238B2 - 液晶表示装置とその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は液晶表示装置およびその製造方法に係わり、より詳しくは、半透過ＣＯＡ（Ｃｏｌｏｒ ｆｉｌｔｅｒ Ｏｎ Ａｒｒａｙ）構造を有する液晶表示装置およびその製造方法に関するものである。

液晶表示装置は大きく液晶表示パネル、バックライトユニット、駆動部、シャーシなどからなる。このうちの液晶表示パネルは、一般的に、薄膜トランジスターが形成されている薄膜トランジスター基板と、これに接合されるカラーフィルター層が形成されているカラーフィルター基板とを含み、これらの間に液晶層を含む構造からなる。
液晶表示パネルの製造では、薄膜トランジスター基板とカラーフィルター基板とを相互接合する工程を経る。この時、両基板は微細な整列誤差が発生することがある。微細な整列誤差によって、液晶表示パネルでは接合不良率が増加し開口率が減少するという問題点が発生している。このような問題点を解決するために、薄膜トランジスター基板素材上に薄膜トランジスターを形成した後、その上にカラーフィルター層を形成して第１基板を製作し、対向基板である第２基板は第２基板素材上に単純に共通電極のみを形成させたＣＯＡ（Ｃｏｌｏｒ ｆｉｌｔｅｒ Ｏｎ Ａｒｒａｙ）構造が開発された。ＣＯＡ構造は、一方の基板に薄膜トランジスタとカラーフィルタ層とを整列させて形成するため、第１基板と第２基板とを接合する際に、両基板間において整列が要求される領域がない。よって、接合時に整列誤差が発生する問題点を減少させることができる長所がある。

一方、液晶表示パネルは非発光素子であるため、薄膜トランジスター基板の後面には光を供給するためのバックライトユニットが配置されている。バックライトユニットから照射された光は液晶層の配列状態によって透過量が調節される。
液晶表示装置は、バックライトユニットから発生した光のみを使用する透過型液晶表示装置と、バックライトユニットから発生した光だけでなく外部光も使用する半透過型液晶表示装置とがある。

半透過型液晶表示装置は、透過領域を通過したバックライトユニットの光を使用するとともに、外部光である太陽光や周辺光を利用できる室外や昼間の場合には、液晶表示パネルに入射された外部光も薄膜トランジスター基板上に形成させた反射領域に反射膜を用いて反射させて使用する。よって、透過型液晶表示装置に比べて消費電力を約３分の１に減らすことができる。そのため、光源およびバッテリの寿命を増やし、携帯用情報通信機器の使用性能を向上させることができるという長所がある。

従って、最近は前記２つの長所を合わせ持つ半透過ＣＯＡ構造を有する液晶表示装置の使用が増大している。しかし、現在使用される半透過ＣＯＡ構造は透過領域と反射領域との間のカラーフィルター層を通過する光の進行経路が異なるため、透過領域と反射領域とでは光経路差が発生する。そのため、透過領域と反射領域とでは、再現される色相の不均等が発生して色再現性が落ちるという問題点がある。従って、色相の均等性を合わせて色再現性を増加させるために、反射領域のカラーフィルター層にライトホール（ｌｉｇｈｔ
ｈｏｌｅ）を形成する。これにより、反射領域のカラーフィルター層とライトホールを通過して出る光とを相互混合して反射色を形成する。よって、透過色と反射色との色相の均等性を合わせて色再現性を増加させている。

しかし、ライトホールを形成する場合、ライトホールが形成されるホール領域にパターンによる段差が発生してしまう。このため、反射領域の液晶の配向不良が発生し、ホール領域、反射領域および透過領域間のセルギャップ（ｃｅｌｌ ｇａｐ）の差によって液晶が所望の通り駆動されない駆動不良が発生するという問題点があった。
韓国公開特許第2000-052103号公報

従って、本発明の目的は、色再現性が優れており、液晶の配向不良および駆動不良を減少させることができる液晶表示装置を提供することにある。
本発明の他の目的は、色再現性が優れており、液晶の配向不良および駆動不良を減少させることができる液晶表示装置の製造方法を提供することにある。

前記目的は、本発明１によって、 第１基板素材と、前記第１基板素材上に互いに交差して、透過領域及び反射領域を有する画素領域を定義するゲート線およびデータ線と、前記ゲート線およびデータ線の交差領域に設けられておりドレイン電極を有する薄膜トランジスターと、前記薄膜トランジスター上に形成されており、前記ドレイン電極の一部を露出させるドレイン接触孔及び前記透過領域に陥没部を有する有機膜と、前記反射領域の前記有機膜上に形成されるとともに、前記有機膜の前記ドレイン接触孔上に形成され前記ドレイン電極と連結されている反射膜と、前記画素領域を囲み、前記有機膜及び前記反射膜上に形成されているブラックマトリックスと、前記ブラックマトリックスを境界にして前記画素領域内において前記陥没部及び前記反射膜を覆うように形成されており、前記陥没部領域で増加された厚さを有するカラーフィルター層と、前記ブラックマトリックス及び前記透過領域の前記カラーフィルター層上に形成されており、前記ドレイン接触孔において前記反射膜及び前記ドレイン電極と電気的に連結されている画素電極とを含む第１基板と；前記第１基板に対向配置されている第２基板素材と、前記第２基板素材上に形成されている共通電極とを含む第２基板と、前記第１基板及び前記第２基板との間に位置する液晶層を含み、前記反射領域での前記反射膜及び前記共通電極間の距離と、前記透過領域での前記画素電極及び共通電極間の距離と、の違いにより、前記反射膜及び前記共通電極間の電場と、前記画素電極及び共通電極間の電場と、を異ならせる液晶表示装置によって達成される。

カラーフィルター層が陥没部で厚く形成されることで、透過領域のカラーフィルタ層の厚みと反射領域のカラーフィルター層の厚みとが異なる。このとき、透過領域と反射領域とで、カラーフィルター層の表面の高さを同程度にすることができる。透過領域のカラーフィルタ層の厚みと反射領域のカラーフィルター層の厚みとが異なることにより、透過領域と反射領域との光の通過距離の違いを補償し、透過領域と反射領域との色再現性を向上させることができる。また、透過領域と反射領域とで、カラーフィルター層の表面の高さを同程度にすることができることで、液晶層に存在する液晶分子の配向の均一性を増加させて液晶分子の配向不良を減少させることができる。さらに、画素電極もカラーフィルター層の上部に平坦に形成されるため、液晶分子の配向不良を減少させる。

発明２は、発明１において、前記反射領域では、前記反射膜が前記第２基板素材の外部から入射される光を反射させ、前記透過領域では、前記第１基板素材の背面から入射される光を透過させるのが好ましい。

発明３は、発明２において、前記反射領域の反射膜と前記液晶層との間には前記カラーフィルター層が位置しているのが好ましい。

発明４は、発明２において、前記陥没部のカラーフィルター層の厚さは、前記反射領域のカラーフィルター層の厚さの１．５倍〜２．５倍の範囲内であるのが、色再現性を向上させるために好ましい。

カラーフィルター層の厚さの１．５倍〜２．５倍に設定することで、透過領域と反射領域との光の通過距離の違いを補償し、透過領域と反射領域との色再現性を向上させることができる。

発明５は、発明２において、前記反射領域は、前記透過領域を囲んでいるのが好ましい。

発明６は、発明１において、前記カラーフィルター層の表面は実質的に平坦なのが好ましい。
発明７は、発明１において、前記カラーフィルター層は、インクジェット方式で形成されるのが好ましい。インクジェット方式でカラーフィルタを滴下することで、透過領域及び反射領域の液面が揃うようにカラーフィルタが充填される。よって、カラーフィルタ層上部に形成される液晶層の厚みを、透過領域及び反射領域とで同程度にすることができる。

発明８は、発明１において、前記有機膜は、前記陥没部で除去されているのが好ましい。
発明９は、発明１において、前記薄膜トランジスターと前記有機膜との間に形成されている無機膜をさらに含むのが好ましい。
発明１０は、発明１において、前記有機膜および前記反射膜はそれぞれ上部にレンズ部が形成されているのが、反射効率を高めるために好ましい。

発明１１は、発明１において、前記液晶層は垂直配向（ｖｅｒｔｉｃａｌｌｙ ａｌｉｇｎｅｄ、ＶＡ）モードであるのが好ましい。
発明１２は、発明１において、前記第２基板素材と前記共通電極は直接的に接触しているのが好ましい。
本発明１３の目的は、基板素材上に透過領域及び反射領域を有する画素領域を定義するゲート線およびデータ線、ドレイン電極を有する薄膜トランジスターを形成する段階と、前記薄膜トランジスター上に、前記ドレイン電極の一部を露出させるドレイン接触孔及び前記透過領域に陥没部を有する有機膜を形成する段階と、前記反射領域の前記有機膜上に、前記有機膜の前記ドレイン接触孔において前記ドレイン電極と連結される反射膜を形成する段階と、前記画素領域の周緑に沿って前記有機膜及び前記反射膜上にブラックマトリックスを形成する段階と、インクジェット方法によって、前記ブラックマトリックスを境界に前記画素領域内において前記陥没部及び前記反射膜を覆うように位置し、前記陥没部で厚さが増加されたカラーフィルター層を形成する段階と、前記ブラックマトリックス及び前記透過領域の前記カラーフィルター層の上部に、前記ドレイン接触孔において前記反射膜及び前記ドレイン電極と電気的に連結される画素電極を形成する段階と、を含み、前記反射領域での前記反射膜及び前記共通電極間の距離と、前記透過領域での前記画素電極及び共通電極間の距離と、が異なるように形成し、前記距離の違いにより、前記反射膜及び前記共通電極間の電場と、前記画素電極及び共通電極間の電場と、を異ならせることを特徴とする液晶表示装置の製造方法によって達成される。

発明１４は、発明１３において、前記有機膜を形成する段階では、前記有機膜の上部にレンズ部が形成されるのが好ましい。

発明１５は、発明１３において、前記薄膜トランジスターを形成する段階と前記有機膜を形成する段階との間には前記薄膜トランジスターの上部に無機膜を形成する段階をさらに含むのが好ましい。
発明１６は、発明１３において、前記薄膜トランジスターを形成する段階は、ゲート配線を形成する段階と、前記ゲート配線上にゲート絶縁膜、半導体層、抵抗接触層を連続に蒸着する段階とを含むのが好ましい。

本発明によれば、色再現性が優れており、液晶の配向不良および駆動不良を減少させることができる液晶表示装置およびその製造方法が提供される。

以下、添付図面を参照して本発明をさらに詳しく説明する。
いろいろな実施形態において同一な構成要素に対しては同一な参照番号を付与し、同一な構成要素については第１実施形態で代表的に説明し他の実施形態では省略できる。
本発明の第１実施形態による液晶表示装置を図１および図２を参照して説明する。本発明の第１実施形態で説明する液晶表示装置の液晶表示パネルは半透過型ＣＯＡ構造である。図１は本発明の第１実施形態による液晶表示装置の第１基板の配置図であり、図２は図１のＩＩ−ＩＩ線による液晶表示パネルの断面図である。

本発明の第１実施形態による液晶表示装置は、液晶表示パネル１０と、液晶表示パネルの背面に位置するバックライトユニット（図示せず）とを含む。バックライトユニット（図示せず）は公知の構成であるので詳しい説明は省略し、液晶表示パネル１０を中心に説明する。
液晶表示パネル１０は、第１基板１００、第１基板１００に対向配置されている第２基板２００、および両基板１００、２００の間に位置する液晶層３００を含んでいる。

第１基板１００は、第１基板素材１１０上にゲート配線１２１、１２２が形成されている。第１基板１１０の素材はガラス素材であるが、最近は厚さを薄く構成でき、柔軟性を有するプラスチック素材が多く使用されている。プラスチック素材を使用する場合、その種類はポリカーボン（ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎ）、ポリイミド（ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリアリレート（ＰＡＲ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等が使用可能である。

ゲート配線１２１、１２２は、図１中、横方向に互いに平行にのびているゲート線１２１、ゲート線１２１に接続されているゲート電極１２２を含む。ゲート配線１２１、１２２は金属単一層または金属多重層であることができる。ゲート線１２１は後述するデータ線１４１と相互に交差して画素領域を定義する。画素領域は、バックライトユニット（図示せず）から入射される光を透過させる透過領域と、透過領域を囲んでおり第２基板素材２１０の外部から入射される光を反射させる反射膜１７１が形成されている反射領域とを含んでいる。

第１基板素材１１０とゲート配線１２１、１２２の上には窒化ケイ素（ＳｉＮｘ）等からなるゲート絶縁膜１３１が形成されている。
ゲート電極１２２のゲート絶縁膜１３１上部には非晶質シリコンなどの半導体からなる半導体層１３２が形成されている。半導体層１３２の上部には、シリサイドまたはｎ型不純物が高濃度にドーピングされているｎ⁺水素化非晶質シリコンなどの物質で作られた抵抗接触層１３３が形成されている。半導体層１３２はゲート電極１２２上部に島状に形成されており、抵抗接触層１３３はゲート電極１２２を中心に２つの部分に分けられている。

抵抗接触層１３３およびゲート絶縁膜１３１の上にはデータ配線１４１、１４２、１４３が形成されている。データ配線１４１、１４２、１４３は、図１中の縦方向に一定の間隔で形成されゲート線１２１と交差して画素領域を定義するデータ線１４１と、データ線１４１の分枝であり抵抗接触層１３３の上部まで延長されているソース電極１４２と、ソース電極１４２と分離されておりゲート電極１２２を中心にソース電極１４２の反対側に形成されているドレイン電極１４３とを含む。データ配線１４１、１４２、１４３も、ゲート配線１２１、１２２と同様に、金属単一層または金属多重層であることができる。

データ配線１４１、１４２、１４３およびこれらが覆っていない半導体層１３２の上部には保護膜である無機膜１５１が形成されている。無機膜１５１は主に窒化ケイ素からなっている。無機膜１５１はドレイン電極１４３を露出させるドレイン接触孔１６３と陥没部１６４で除去されている。
無機膜１５１の上部には有機膜１６１が形成されている。信号線であるゲート線１２１及びデータ線１４１と電極の役割を果たす反射膜１７１との間や、画素電極１９１が近くなれば信号線１２１、１４１と反射膜１７１との間、または信号線１２１、１４１と画素電極１９１との間に、無機膜１５１及び有機膜１６１等を介することで誘電体として作用し容量（ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ）になる。これによって、クロストーク（ｃｒｏｓｓ ｔａｌｋ）が発生する可能性がある。そのため、クロストーク（ｃｒｏｓｓ ｔａｌｋ）を減少させるために、信号線１２１、１４１の直上部から平面方向に一定の距離をおいて反射膜１７１および画素電極１９１を形成させなければならない。そのため、反射膜及び画素電極の面積が小さくなり、開口率が低下する。有機膜１６１は、信号線１２１、１４１と反射膜１７１との間または信号線１２１、１４１と画素電極１９１との間の垂直方向の距離を増加させて容量を減少させることによって、クロストークが発生する可能性を減らす。このような有機膜１６１を設けることによって、信号線１２１、１４１の直上部にまで反射膜１７１および画素電極１９１を近く配置させることができる。よって、反射膜１７１および画素電極１９１の面積を大きくして開口率を向上させる役割を果たす。

有機膜１６１は通常感光性物質であるベンゾシクロブテンとアクリル系樹脂のうちのいずれか一つであることができ、上部表面には波状のレンズ部１６２が形成されている。有機膜１６１も、無機膜１５１と同様に、ドレイン接触孔１６３に対応する分が除去されている。また、バックライトユニット（図示せず）の光が透過する透過領域の透過窓である陥没部１６４においても、有機膜１６１が除去されている。

レンズ部１６２の上部には反射膜１７１が形成されている。反射膜１７１は主にアルミニウムや銀を使用し、場合によってはアルミニウム／モリブデンの二重層を使用することもできる。反射膜１７１はドレイン接触孔１６３を通じてドレイン電極１４３と直接的に接触している。反射膜１７１は陥没部１６４と薄膜トランジスター（‘Ｔ’）の上にある有機膜１６１の上部、ゲート線１２１の上部および非表示領域では除去されている。反射膜１７１の上部にも第２基板素材２１０の外部から入射される光の反射効率を高めるために波状のレンズ部１７２が形成されている。

有機膜１６１および反射膜１７１の上部には画素領域を囲んでいるブラックマトリックス１８１が形成されている。ブラックマトリックス１８１は各画素領域間を区分し、黒色系統の顔料が添加された感光性有機物質で形成されている。ブラックマトリックス１８１は第１基板１００のゲート線１２１とデータ線１４１に沿って格子形状をしており、半導体層１３２に光が入射されることを防止するために半導体層１３２の上部にも形成されている。

ブラックマトリックス１８１を境界に画素領域内に位置し、陥没部１６４で増加された厚さを有するカラーフィルター層１８５が形成されている。カラーフィルター層１８５は赤色、緑色および青色または青緑色、紅色および黄色の三原色を有する着色感光性有機組成物のうちのいずれか一つからなり、第１基板１００の各画素領域にはそれぞれの色を有するカラーフィルター層１８５が交互に形成されている。カラーフィルター層１８５は、透過領域を通過する光と反射領域に入射されて再び反射される光とに色を付与する。カラーフィルター層１８５はインクジェット方式によって液状で塗布され、液面が揃うように形成されるため透過領域と反射領域とで表面の高さが同一に形成される。従って、陥没部１６４に形成されているカラーフィルター層１８５の厚さｄ２は、反射領域に形成されているカラーフィルター層１８５の厚さｄ１よりさらに厚い。陥没部１６４に形成されているカラーフィルター層１８５の厚さｄ２は、反射領域に形成されているカラーフィルター層１８５の厚さｄ１の１．５倍〜２．５倍であり、好ましくは約２倍にならなければならない。

半透過型液晶表示装置では、物体の実際の色相を再現する性能指標である色再現率が、画素領域の透過領域と反射領域との間で同一でありながらも優れている場合に色相の差が発生しない。ここで、色再現率は光が通過するカラーフィルター層１８５の厚さによって決定される。反射領域のカラーフィルター層１８５を進行する光は、第２基板２００の外部からカラーフィルター層１８５に入射された後、反射膜１７１によって再び第２基板２００に反射されて出る。従って、この場合、実際の光は、カラーフィルター層１８５の厚さｄ１の２倍程度の厚さ（距離）を進行するようになる。従って、第１基板１００の下部のバックライトユニット（図示せず）から透過領域に向かって入射される光が、反射領域のカラーフィルター層１８５の厚さｄ１の約２倍の厚さを有するカラーフィルター層１８５を通過するように、カラーフィルター層１８５の厚さｄ２を形成しなければならない。インクジェット法によれば、反射領域と透過領域とにそれぞれ位置するカラーフィルター層１８５の厚さを異なるように形成することができて、全体的な色再現性を向上させることができる。また、インクジェット方法によって形成されるカラーフィルター層１８５は、屈曲があるレンズ部１７２の上部に表面が平坦に形成されることによって、液晶層３００に存在する液晶分子の配向の均一性を増加させて液晶分子の配向不良を減少させる。

ブラックマトリックス１８１およびカラーフィルター層１８５の上部には画素電極１９１が形成されている。画素電極１９１は、ＩＴＯ（ｉｎｄｉｕｍ ｔｉｎ ｏｘｉｄｅ）またはＩＺＯ（ｉｎｄｉｕｍ ｚｉｎｃ ｏｘｉｄｅ）などの透明な導電物質からなっている。画素電極１９１はドレイン接触孔１６３に形成されている反射膜１７１の上部に重なっており、反射膜１７１を通じてドレイン電極１４３と電気的に接続されている。画素電極１９１は陥没部１６４のカラーフィルター層１８５上に局部的に形成されている。画素電極１９１もカラーフィルター層１８５の上部に平坦に形成されることによって液晶分子の配向不良を減少させる。

第１基板１００の上部には第２基板２００が位置している。第２基板２００は第２基板素材２１０と、第２基板素材２１０上に形成されている共通電極２２０とを含む。
第２基板素材２１０も、第１基板素材１１０と同様に、ガラスやプラスチック素材で設けられることができる。
第２基板素材２１０上に形成されている共通電極２２０は第２基板素材２００の 全面にわたって形成されており、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）またはＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）等の透明な導電物質をスパッタリング法によって蒸着させて設けることができる。共通電極２２０は第１基板１００の反射膜１７１または画素電極１９１と共に液晶層３００の液晶分子に直接的に信号電圧を印加する。

本発明の第１実施形態による液晶表示装置では、ドレイン電極１４３の信号電圧を受ける画素電極１９１と反射膜１７１とが、それぞれ透過領域と反射領域とに別に形成されている。電場はE（電場）＝V（電圧）/ｄ（距離）のような公式で示すことができる。反射膜１７１と共通電極２２０との間の距離は、画素電極１９１と共通電極２２０との間の距離と異なる。画素電極１９１及び反射膜１７１は、ドレイン電極１４３に接続されているため、共通電極２２０と画素電極１９１との間の電圧差V1と共通電極２２０と反射膜１７１との間の電圧差V２は同一である。従って、共通電極２２０と反射膜１７１との間の電場と、共通電極２２０と画素電極１９１との間の電場と、を異なるように形成させることができ、液晶分子を駆動する電場を二元化させることができる。本発明を用いれば、透過領域と反射領域との構造の違いに応じて、それぞれの領域に異なる電場を形成するため、両領域の液晶分子の駆動を同程度とし、駆動不良を防止することができる。これによって、液晶分子の光学的特性を十分に発揮できるようになる。

両基板１００、２００は第２基板２００の周縁に沿って形成されているシーラント（図示せず）によって付着されて支持される。シーラント（図示せず）はアクリル樹脂のような紫外線硬化樹脂を含んでいる。また、熱硬化性樹脂であるエポキシ樹脂、アミン系の硬化剤、アルミナパウダーのような充填剤（ｆｉｌｌｅｒ）、スペーサをさらに含むことができる。シーラントを所望のラインに形成させる方法には、スクリーンマスク（ｓｃｒｅｅｎ ｍａｓｋ）法とディスペンス（ｄｉｓｐｅｎｓｅ）法がある。シーラントには液晶注入のための注入口（図示せず）が形成されている。

シーラント（図示せず）で境界された内部表示領域には液晶分子が形成されている液晶層３００が位置している。液晶層３００は、両基板１００、２００およびシーラント（図示せず）によって形成される空間内に位置し、液晶層３００の液晶分子は反射膜１７１および画素電極１９１と共通電極２２０と間の電圧差によって配列が変化される。本発明の第１実施形態で液晶層３００はＶＡ（ｖｅｒｔｉｃａｌｌｙ ａｌｉｇｎｅｄ）モードであるが、これに限定されず、ＴＮ（ｔｗｉｓｔｅｄ ｎｅｍａｔｉｃ）モードなども可能である。液晶層３００は前記のように設けられた両基板１００、２００をシーラント（図示せず）によって接合させた後、両基板１００、２００の間に液晶分子を注入口（図示せず）を通じて注入して形成される。このような液晶分子注入方式をフィリング（ｆｉｌｌｉｎｇ）方式という。液晶分子注入は真空と窒素圧力を利用して行われる。液晶分子の注入方式には滴下（ｄｒｏｐｐｉｎｇ）方式も可能であり、この場合には注入口（図示せず）が必要でない。

従って、本発明の第１実施形態による液晶表示装置によれば、色再現性を向上させ液晶の配向不良および駆動不良を減少させることができる。
以下、本発明の第１実施形態による液晶表示装置の製造方法を図３ａ乃至図３ｅを参照して詳しく説明する。図３ａ乃至図３ｅは本発明の第１実施形態による液晶表示装置の第１基板１００の製造方法を説明するための断面図である。

まず、図３ａのように、第１基板素材１１０上に薄膜トランジスター（‘Ｔ’）を形成する段階を経る。このために、まず、ゲート金属層を蒸着した後にパターニングしてゲート線１２１、ゲート電極１２２を形成する。
その後、ゲート電極１２２の上部にゲート絶縁膜１３１、半導体層１３２、抵抗接触層１３３を順次に形成する。この過程を詳しく見てみると、まず、窒化ケイ素などの無機物からなるゲート絶縁膜１３１が蒸着される。ゲート絶縁膜１３１の蒸着後、通常非晶質シリコンからなる半導体層１３２と通常ｎ⁺ケイ素である抵抗接触層１３３が蒸着される。つまり、ゲート絶縁膜１３１、半導体層１３２、抵抗接触層１３３からなる３重層が連続的に蒸着される。半導体層１３２と抵抗接触層１３３はパターニングされてゲート電極１２２の上部にのみ存在するようになる。場合によって、半導体層１３２と抵抗接触層１３３はゲート線１２１とデータ線１４１が重なる部分にも形成されることができる。

その後、データ金属層を蒸着した後にパターニングしてデータ線１４１、ソース電極１４２、ドレイン電極１４３を形成すると薄膜トランジスター（‘Ｔ’）が完成される。
その次、図３ｂのように、薄膜トランジスター（‘Ｔ’）の上部に保護膜である無機膜１５１と有機膜１６１を連続的に形成する段階を経る。
有機膜１６１の形成過程では、ドレイン電極１４３が露出されるドレイン接触孔１６３、透過窓である陥没部１６４およびレンズ部１６２が形成される。

有機膜１６１は、有機物質を無機膜１５１上に蒸着した後にパターニングによって形成される。パターニングは有機膜１６１の露光を含む。露光のためには露光強度を調節するために間隔を異にするスリットが形成されている有機膜用マスクが使用される。有機膜１６１を全面に形成した後、前述の有機膜用マスクを用いて露光を行う。ここで、陥没部１６４が形成される部分の有機膜１６１の露光強度を最も大きくし、その次にドレイン接触孔１６３を形成する部分の有機膜１６１の露光強度を大きくし、レンズ部１６２が形成される部分には有機膜１６１の露光強度を最も小さくして露光し、その他の部分は露光しない。その後、現像した後、無機膜１５１をエッチングによって除去してドレイン接触孔１６３および陥没部１６４を形成させる。陥没部１６４では露光強度を調節することによって有機膜１６１だけ除去され、無機膜１５１は残っていても関係ない。露光の強度を小さくした有機膜１５２の上部は凹凸形状になり、現像後に熱を加えてリフロー（Ｒｅｆｌｏｗ）させると波状のレンズ部１６２が形成される。

レンズ部１６２の形状は、後述する反射膜１７１の形状になって、反射膜１７０が外部からの光を効率的に反射させることができるようにする。
その次、図３ｃのように、有機膜１６１の上部に反射膜１７１を形成する段階を経る。反射膜１７１は、図２及び図３ｃに示すように、画素領域のうち、透過領域の陥没部１６４を除いた有機膜１６１の上部に形成される。反射膜１７１は有機膜１６１のレンズ部１６２の上部に形成されるため、同様に波状のレンズ部１７２を有するようになって、外部から入射される光の反射効率を高めるようになる。反射膜１７１はドレイン接触孔１６３を通じてドレイン電極１４３と電気的に接続されてドレイン電極１４３から電気的信号を受け、これを反射膜１７１の上部に位置する液晶分子に印加する。

その後、図３ｄのように、有機膜１６１と反射膜１７１の上部に画素領域の周りに沿ってブラックマトリックス１８１を形成する段階を経る。ブラックマトリックス１８１の製造過程を見てみると、まず、感光性有機物質に黒色顔料を添加してブラックマトリックス感光液を作る。黒色顔料としてはカーボンブラックやチタニウムオキシドを使用することができる。ブラックマトリックス感光液を有機膜１６１および反射膜１７１の上部に塗布し、露光、現像、ベークの過程を経ると、画素領域の周りに沿って形成されたブラックマトリックス１８１が完成される。

その後、図３ｅのように、ブラックマトリックス１８１を境界に画素領域内に位置するカラーフィルター層１８５を形成する段階を経る。
カラーフィルター層１８５は赤色、緑色および青色または青緑色、紅色および黄色の三原色のうちのいずれか一つの色相を有する着色感光性有機組成物からなるカラーフィルター液を利用して形成される。つまり、カラーフィルター層１８５は、カラーフィルター液をインクジェット法によって画素領域内の陥没部１６４および反射膜１７１の上部に塗布した後、ベーク過程を経て形成されるので、上部表面の高さが同一に形成される。従って、陥没部１６４のカラーフィルター層１８５の厚さｄ２が反射領域のカラーフィルター層１８５の厚さｄ１に比べて厚く形成させられて、前記で説明した色再現性を増加させることができる。このような方法で各画素領域にはそれぞれの色を有するカラーフィルター層１８５が交互に形成される。

その後、カラーフィルター層１８５の上部に画素電極１９１を形成する段階を経ると第１基板１００が完成される。画素電極１９１はパターニングによって陥没部１６４に形成されているカラーフィルター層１８５の上部に局部的に形成される。
その後、完成された第１基板１００の周りに沿ってシーラント（図示せず）を形成した後、第１基板１００と第２基板２００を接着させ、内部に液晶分子を注入すると、図２の液晶表示パネル１０が完成される。ここで、シーラント（図示せず）を第２基板２００の周りに沿って形成した後、第１基板２００と接着しても関係ない。

最後に、液晶表示パネル１０の背面にバックライトユニット（図示せず）を付着すると、本発明の第１実施形態による液晶表示装置が完成される。
上記本発明の実施形態によれば、透過領域のカラーフィルタ層の厚みと反射領域のカラーフィルター層の厚みとが異なるように形成される。このとき、透過領域と反射領域とで、カラーフィルター層の表面の高さを同程度に形成される。透過領域のカラーフィルタ層の厚みと反射領域のカラーフィルター層の厚みとが異なることにより、透過領域と反射領域との光の通過距離の違いを補償し、透過領域と反射領域との色再現性を向上させることができる。また、透過領域と反射領域とで、カラーフィルター層の表面の高さを同程度にすることができることで、液晶層に存在する液晶分子の配向の均一性を増加させて液晶分子の配向不良を減少させることができる。さらに、画素電極もカラーフィルター層の上部に平坦に形成されるため、液晶分子の配向不良を減少させる。

また、画素電極は陥没部の上部に形成され、反射膜は陥没部以外の画素領域に形成される。よって、反射膜及び共通電極間の距離と、画素電極及び共通電極間の距離が異なる。よって、反射膜及び共通電極間に印加する電圧差Ｖ１と、画素電極及び共通電極間に印加する電圧差Ｖ２と、を異ならせることで、構成の異なる両領域の液晶分子の駆動を同程度とし、駆動不良を防止することができる。

以下、本発明の第２実施形態による液晶表示装置を図４を参照して説明する。図４は本発明の第２実施形態による液晶表示装置の断面図である。
本発明の第２実施形態による液晶表示装置は本発明の第１実施形態による液晶表示装置とは異なり、第１基板１００の陥没部１６４に有機膜１６１の一部が形成されている。無機膜１５１のエッチング過程で無機膜１５１のみを除去することは容易でない。従って、エッチング時間および強度を誤って選択すると、無機膜１５１と同様な材質であるゲート絶縁膜１３１も一緒に除去されることがある。これによってプラスチック基板素材１１０と液晶層３００とが直接的に接するようになる場合がある。こうなると、プラスチック基板素材１１０の不純物が液晶分子に影響を与えて液晶分子の駆動不良を引き起こすことがある。従って、有機膜１６１のパターニング過程で露光強度を第１実施形態より弱くすることによって陥没部１６１に有機膜１６１の一部が残っているようにすれば前記の問題点を減少させることができる。また、第１実施例と同様の作用効果を得ることもできる。

その他、本発明の第２実施形態による液晶表示装置の製造方法は第１実施形態の製造方法と同一なので詳細な説明は省略する。
たとえ本発明のいくつかの実施形態が図示されて説明されたが、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する当業者であれば、本発明の原則や精神から外れずに、本実施形態を変形できることが分かる。本発明の範囲は添付された請求項とその均等物によって決められる。

本発明の第１実施形態による液晶表示装置の第１基板の配置図である。 図１のＩＩ−ＩＩ線による液晶表示パネルの断面図である。 本発明の第１実施形態による液晶表示装置の第１基板の製造方法を説明するための断面図である。 本発明の第１実施形態による液晶表示装置の第１基板の製造方法を説明するための断面図である。 本発明の第１実施形態による液晶表示装置の第１基板の製造方法を説明するための断面図である。 本発明の第１実施形態による液晶表示装置の第１基板の製造方法を説明するための断面図である。 本発明の第１実施形態による液晶表示装置の第１基板の製造方法を説明するための断面図である。 本発明の第２実施形態による液晶表示パネルの断面図である。

１０ 液晶表示パネル
１００ 第１基板
１１０ 第１基板素材
１２１ ゲート線
１２２ ゲート電極
１３１ ゲート絶縁膜
１３２ 半導体層
１３３ 抵抗接触層
１４１ データ線
１４２ ソース電極
１４３ ドレイン電極
１５１ 無機膜
１６１ 有機膜
１６２、１７２ レンズ部
１６３ ドレイン接触孔
１６４ 陥没部
１７１ 反射膜
１９１ 画素電極
１８１ ブラックマトリックス
１８５ カラーフィルター層
２００ 第２基板
２１０ 第２基板素材
２２０ 共通電極
３００ 液晶層

Claims (16)

1. 第１基板素材と、
   前記第１基板素材上に互いに交差して、透過領域及び反射領域を有する画素領域を定義するゲート線およびデータ線と、
   前記ゲート線およびデータ線の交差領域に設けられておりドレイン電極を有する薄膜トランジスターと、
   前記薄膜トランジスター上に形成されており、前記ドレイン電極の一部を露出させるドレイン接触孔及び前記透過領域に陥没部を有する有機膜と、
   前記反射領域の前記有機膜上に形成されるとともに、前記有機膜の前記ドレイン接触孔上に形成され前記ドレイン電極と連結されている反射膜と、
   前記画素領域を囲み、前記有機膜及び前記反射膜上に形成されているブラックマトリックスと、
   前記ブラックマトリックスを境界にして前記画素領域内において前記陥没部及び前記反射膜を覆うように形成されており、前記陥没部領域で増加された厚さを有するカラーフィルター層と、
   前記ブラックマトリックス及び前記透過領域の前記カラーフィルター層上に形成されており、前記ドレイン接触孔において前記反射膜及び前記ドレイン電極と電気的に連結されている画素電極とを含む第１基板と；
   前記第１基板に対向配置されている第２基板素材と、
   前記第２基板素材上に形成されている共通電極とを含む第２基板と、
   前記第１基板及び前記第２基板との間に位置する液晶層を含み、
   前記反射領域での前記反射膜及び前記共通電極間の距離と、前記透過領域での前記画素電極及び共通電極間の距離と、の違いにより、前記反射膜及び前記共通電極間の電場と、前記画素電極及び共通電極間の電場と、を異ならせることを特徴とする液晶表示装置。
2. 前記反射領域では、前記反射膜が、前記第２基板素材の外部から入射される光を反射させ、前記透過領域では、前記第１基板素材の背面から入射される光を透過させることを特徴とする、請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 前記反射領域の反射膜と前記液晶層との間には前記カラーフィルター層が位置していることを特徴とする、請求項２に記載の液晶表示装置。
4. 前記陥没部のカラーフィルター層の厚さは、前記反射領域のカラーフィルター層の厚さの１．５倍〜２．５倍の範囲内であることを特徴とする、請求項２に記載の液晶表示装置。
5. 前記反射領域は、前記透過領域を囲んでいることを特徴とする、請求項２に記載の液晶表示装置。
6. 前記カラーフィルター層の表面は実質的に平坦なことを特徴とする、請求項１に記載の液晶表示装置。
7. 前記カラーフィルター層は、インクジェット方式で形成されることを特徴とする、請求項１に記載の液晶表示装置。
8. 前記有機膜は、前記陥没部で除去されていることを特徴とする、請求項１に記載の液晶表示装置。
9. 前記薄膜トランジスターと前記有機膜との間に形成されている無機膜をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の液晶表示装置。
10. 前記有機膜および前記反射膜は、それぞれ上部にレンズ部が形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の液晶表示装置。
11. 前記液晶層は、垂直配向（ｖｅｒｔｉｃａｌｌｙ ａｌｉｇｎｅｄ、ＶＡ）モードであることを特徴とする、請求項１に記載の液晶表示装置。
12. 前記第２基板素材と前記共通電極は直接的に接触していることを特徴とする、請求項１に記載の液晶表示装置。
13. 基板素材上に透過領域及び反射領域を有する画素領域を定義するゲート線およびデータ線、ドレイン電極を有する薄膜トランジスターを形成する段階と、
    前記薄膜トランジスター上に、前記ドレイン電極の一部を露出させるドレイン接触孔及び前記透過領域に陥没部を有する有機膜を形成する段階と、
    前記反射領域の前記有機膜上に、前記有機膜の前記ドレイン接触孔において前記ドレイン電極と連結される反射膜を形成する段階と、
    前記画素領域の周緑に沿って前記有機膜及び前記反射膜上にブラックマトリックスを形成する段階と、
    インクジェット方法によって、前記ブラックマトリックスを境界に前記画素領域内において前記陥没部及び前記反射膜を覆うように位置し、前記陥没部で厚さが増加されたカラーフィルター層を形成する段階と、
    前記ブラックマトリックス及び前記透過領域の前記カラーフィルター層の上部に、前記ドレイン接触孔において前記反射膜及び前記ドレイン電極と電気的に連結される画素電極を形成する段階と、を含み、
    前記反射領域での前記反射膜及び前記共通電極間の距離と、前記透過領域での前記画素電極及び共通電極間の距離と、が異なるように形成し、前記距離の違いにより、前記反射膜及び前記共通電極間の電場と、前記画素電極及び共通電極間の電場と、を異ならせることを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
14. 前記有機膜を形成する段階では、前記有機膜の上部にレンズ部が形成されることを特徴とする、請求項１３に記載の液晶表示装置の製造方法。
15. 前記薄膜トランジスターを形成する段階と前記有機膜を形成する段階との間には前記薄膜トランジスターの上部に無機膜を形成する段階をさらに含むことを特徴とする、請求項１３に記載の液晶表示装置の製造方法。
16. 前記薄膜トランジスターを形成する段階は、
    ゲート配線を形成する段階と、前記ゲート配線上にゲート絶縁膜、半導体層、抵抗接触層を連続に蒸着する段階とを含むことを特徴とする、請求項１３に記載の液晶表示装置の製造方法。

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