JP4749678B2 - 液晶表示装置及びこの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、上部基板、これを有する液晶表示装置及びこの製造方法に関し、より詳細には、表示特性を向上させることができる上部基板、これを有する液晶表示装置及びこの製造方法に関するものである。

半透過型液晶表示装置は、外部光量が豊かな所では、外部光を用いる反射モードで映像をディスプレイし、外部光量が足りない所では、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用いる透過モードで映像をディスプレイする。

半透過型液晶表示装置は、下部基板、下部基板と向かい合う上部基板及び下部基板と上部基板との間に介在された液晶層で構成された液晶表示パネルを含む。

下部基板は、薄膜トランジスタ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ；以下、ＴＦＴ）、ＴＦＴのドレーン電極に連結された透明電極及び反射電極を具備する。透明電極上において、反射電極が形成された領域は、外部光を反射するための反射領域であり、透明電極上において、反射電極が形成されない領域は、内部光を透過するための透過領域である。

ＴＦＴと透明電極との間には、ドレーン電極を露出させるコンタクトホールが形成された有機絶縁膜が介在される。従って、透明電極は、コンタクトホールを通じてドレーン電極と電気的に連結される。

一般に、半透過型液晶表示装置は、反射モード及び透過モードでの光効率及び表示品質を向上させるために、反射領域でのセルギャップと前記透過領域でのセルギャップを互いに異ならせて形成する。即ち、反射領域のセルギャップは、透過領域のセルギャップより半分だけ小さい。

即ち、下部基板に具備される有機絶縁膜が、前記反射領域より透過領域で更に小さい厚さを有することにより、二重セルギャップを有する半透過型液晶表示装置が具現される。しかし、二重セルギャップを有する半透過型液晶表示装置を形成するために、有機絶縁膜の厚さを調節するのには工程上の困難性がある。

従って、半透過型液晶表示装置のセルギャップを均一に維持しながら、反射モードと透過モードでの光効率を向上させることができる構造が要求されている。
韓国特許出願公開第２００１−００８４７３６号明細書 米国特許出願公開第２００２−０１４９７２８号明細書 米国特許第６，７２４，４５２号明細書

本発明は、表示特性を向上させるための上部基板を提供する。

本発明は、前記した上部基板を有する液晶表示装置を提供する。

本発明は、前記した上部基板を製造するのに適切な方法を提供する。

本発明は、前記した上部基板を有する液晶表示装置を製造するのに適切な方法を提供する。

本発明の液晶表示装置は、下部基板と、上部基板と、液晶層と、を有する。前記下部基板は第１基板上に透過電極と当該透過電極に接する反射電極とを具備して、これにより透過領域と反射領域とを形成する。前記上部基板は、第２基板、前記第２基板の透過領域に具備される第１絶縁膜、前記第１絶縁膜及び前記第２基板の反射領域に具備された共通電極、及び前記反射領域に対応して前記共通電極上に具備された第２絶縁膜を含む。前記液晶層は、前記下部基板と前記上部基板との間に介在される。本発明の液晶表示装置は、前記第２絶縁膜の第１厚さが第１絶縁膜の第２厚さと同一であり、前記反射領域における前記反射電極と前記共通電極との第１距離が前記透過領域における前記透過電極と前記共通電極との第２距離より大きいことを特徴とする。

本発明の液晶表示装置は、下部基板と、上部基板と、液晶層と、絶縁性薄膜と、を有する。前記下部基板は、透過電極と、当該透過電極に接し、前記透過電極の一部分を露出させる透過窓を有する反射電極と、を具備し、これにより反射領域と透過領域を形成する。前記上部基板は、前記反射領域に対応して第１厚さを有し、前記透過領域に対応して前記第１厚さより厚い第２厚さを有するカラーフィルター層と、前記カラーフィルター層上に均一な厚さに具備された共通電極とを具備し、前記下部基板と対向して結合する。前記液晶層は、前記下部基板と前記上部基板との間に介在される。前記絶縁性薄膜は、前記反射領域内で前記共通電極と前記反射電極との間に介在される。本発明の液晶表示装置は、前記反射領域における前記反射電極と前記共通電極との第１距離が前記透過領域における前記透過電極と前記共通電極との第２距離より大きく、前記絶縁性薄膜の厚さは、前記反射領域と前記透過領域との間に形成された前記カラーフィルター層の段差と同一であることを特徴とする。

本発明の液晶表示装置の製造方法は、第１領域及び該第１領域と隣接する第２領域を有する第１基板の前記第１領域に第１絶縁膜を形成し、前記第１絶縁膜及び前記第１基板の前記第２領域に透明電極を形成し、前記第２領域に対応して前記透明電極上に第２絶縁膜を形成することにより上部電極を形成する。次に、第２基板上に透過電極を形成し、前記透過電極上に前記第２領域に対応して前記透過電極と接するように反射電極を形成することにより下部基板を形成する。そして、前記上部基板と下部基板との間に液晶層を介在させる。本発明の液晶表示装置の製造方法は、前記第２絶縁膜の第１厚さが第１絶縁膜の第２厚さと同一であり、前記第２領域における前記反射電極と前記共通電極との第１距離が前記第１領域における前記透過電極と前記共通電極との第２距離より大きいことを特徴とする。

本発明の液晶表示装置の製造方法は、第１領域及び該第１領域と隣接する第２領域を有する第１基板上に前記第１領域で第１厚さを有し、前記第２領域で前記第１厚さより厚い第２厚さを有するカラーフィルター層を形成し、前記カラーフィルター層上に共通電極を形成することにより上部基板を形成する。次に、第２基板上に透過電極を形成し、前記透過電極上に前記第１領域に対応して前記透過電極と接するように反射電極を形成することにより下部基板を形成する。そして、前記第１領域に対応して前記共通電極と前記反射電極との間に絶縁性薄膜を形成し、前記上部基板と下部基板との間に液晶層を介在させる。本発明の液晶表示装置の製造方法は、前記第１領域における前記反射電極と前記共通電極との第１距離が前記第２領域における前記透過電極と前記共通電極との第２距離より大きく、前記絶縁性薄膜の厚さは、前記第１領域と前記第２領域との間に形成された前記カラーフィルター層の段差と同一であることを特徴とする。

このような上部基板を有する液晶表示装置は、均一なセルギャップを有しながら、反射電極と共通電極との距離を前記透過電極と共通電極との距離より大きく維持することができる。その結果、反射領域の反射率及び透過領域の透過率を共に向上させるのに最適な電圧を液晶にかけることができ、これにより液晶表示装置の表示特性を向上させることができる。

図１は、本発明の一実施例による上部基板を具体的に示した断面図であり、図２は、図１に図示された上部基板の平面図である。

図１及び図２を参照すると、本発明の一実施例による上部基板１００は、基板１１０上にカラーフィルター層１２０、平坦化膜１３０、第１絶縁膜１４０、共通電極１５０及び第２絶縁膜１６０を順次具備する。前記上部基板１００は、第１領域Ａ１と前記第１領域Ａ１と隣接した第２領域Ａ２とに分けられ、前記第１及び第２領域Ａ１，Ａ２は交互に形成される。

前記カラーフィルター層１２０は、Ｒ（Ｒｅｄ）、Ｇ（Ｇｒｅｅｎ）、Ｂ（Ｂｌｕｅ）色画素からなり、前記Ｒ、Ｇ、Ｂ色画素のそれぞれには、前記第２領域Ａ２内で前記基板１１０を部分的に露出させるためのホール１２１が形成される。前記ホール１２１は、前記第２領域Ａ２より狭い幅を有する。図１では、前記ホール１２１が前記Ｒ、Ｇ、Ｂ色画素のそれぞれに一つずつ形成される構造を図示した。しかし、前記Ｒ、Ｇ、Ｂ色画素のそれぞれには多数のホールが形成されることもできる。

前記カラーフィルター層１２０及び前記ホール１２１により露出された前記基板１１０上には、平坦化膜１３０が形成される。従って、前記平坦化膜１３０は、前記カラーフィルター層１２０と前記ホール１２１により露出された前記基板１１０との段差を除去する。

その後、前記第１領域Ａ１に対応して前記平坦化膜１３０上には、前記第１絶縁膜１４０が形成される。その後、前記第１絶縁膜１４０及び前記第２領域Ａ２に対応する前記平坦化膜１３０上には、前記共通電極１５０が均一な厚さに形成される。

前記第２領域Ａ２に対応する前記共通電極１５０上には、前記第２絶縁膜１６０が形成される。この際、前記第２絶縁膜１６０の第１厚さｔ１は、前記第１絶縁膜１４０の第２厚さｔ２と同一である。従って、前記上部基板１００は、全体的に均一な厚さを有する。

図３は、本発明の他の実施例による上部基板を示した断面図である。但し、図３では、図１に図示された構成要素と同じ構成要素には、同じ参照符号を付与し、その重複説明は省略する。

図３を参照すると、本発明の他の実施例による上部基板１８０は、基板１１０、前記基板１１０上に順次形成されたカラーフィルター層１７０、第１絶縁膜１４０、共通電極１５０及び第２絶縁膜１６０を具備する。前記上部基板１８０は、第１領域Ａ１と前記第１領域Ａ１と隣接する第２領域Ａ２とに分けられ、前記第１及び第２領域Ａ１，Ａ２は交互に形成される。

前記カラーフィルター層１７０は、Ｒ（Ｒｅｄ）、Ｇ（Ｇｒｅｅｎ）、Ｂ（Ｂｌｕｅ）色画素からなる。前記第１領域Ａ１に対応して前記カラーフィルター層１７０上には、前記第１絶縁膜１４０が形成される。その後、前記第１絶縁膜１４０及び前記第２領域Ａ２に対応して前記カラーフィルター層１７０上には前記共通電極１５０が均一な厚さに形成される。

その後、前記第２領域Ａ２に対応して前記共通電極１５０上には、前記第２絶縁膜１６０が形成される。この際、前記第２絶縁膜１６０の第１厚さｔ１は、前記第１絶縁膜１４０の第２厚さｔ２と同一である。従って、前記上部基板１８０は、全体的に均一な厚さを有する。

図４は、本発明の他の実施例による半透過型液晶表示装置を具体的に示した断面図である。

図４を参照すると、本発明の他の実施例による半透過型液晶表示装置４００は、下部基板２００、下部基板２００と対向して具備される上部基板１００及び前記下部基板２００と前記上部基板１００との間に介在された液晶層３００で構成される。

前記下部基板２００は、第１基板２１０、ゲート絶縁膜２２０、有機絶縁膜２３０、透過電極２４０及び反射電極２５０を具備する。前記第１基板２１０上には、多数のＴＦＴ（図示せず）が具備され、前記ゲート絶縁膜２２０は、前記ＴＦＴを形成する構成要素の一つとして前記第１基板２１０上に形成される。又、前記有機絶縁膜２３０は、前記ＴＦＴ及びゲート絶縁膜２２０上に具備され、感光性絶縁物質であるアクリル系樹脂で構成される。

前記有機絶縁膜２３０の表面には、多数の凸凹２３３が具備される。即ち、前記有機絶縁膜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からなる前記多数の凸凹２３３を有する。

前記有機絶縁膜２３０上には、透明性導電物質であるインジウムティンオキサイド（以下ＩＴＯ）又は、インジウムジンクオキサイド（以下ＩＺＯ）からなる前記透過電極２４０が均一な厚さに形成される。

その後、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が均一な厚さに形成される。この際、前記反射電極２５０は、アルミニウム−ネオジム（ＡｌＮｄ）からなる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。

図示していないが、前記有機絶縁膜２３０には、前記ＴＦＴのドレー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。前記有機絶縁膜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のドレーン電極と電気的に連結される。

従って、前記半透過型液晶表示装置４００は、前記反射電極２５０が具備された反射領域ＲＡと前記透過窓２５１が形成された透過領域ＴＡからなる。図４に示したように、前記反射領域ＲＡ及び透過領域ＴＡは交互に形成されることができる。

前記上部基板１００を通じて前記反射領域ＲＡに入射された外部光Ｌ１は、前記反射電極２５０により反射され、前記反射された外部光Ｌ１が更に前記上部基板１００を通じて外部に出射され画像を表示する。前記下部基板２００の後面に配置された光源部（図示せず）から前記透過領域ＴＡに入射された内部光Ｌ２は、前記透過窓２５１を通じて出射され画像を表示する。

一方、前記上部基板１００は、第２基板１１０、カラーフィルター層１２０、平坦化膜１３０、第１絶縁膜１４０、共通電極１５０及び第２絶縁膜１６０を順次具備する。

前記カラーフィルター層１２０は、Ｒ、Ｇ、Ｂ色画素からなり、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を露出させるホール１２１を有する。前述したように、前記反射領域ＲＡで用いる前記外部光Ｌ１は、前記カラーフィルター層１２０を二度通過するが、前記透過領域ＴＡで用いる前記内部光Ｌ２は、前記カラーフィルター層１２０を一度通過する。

この際、前記ホール１２１は、前記反射領域ＲＡにおいて前記カラーフィルター層１２０を部分的に除去して形成される。従って、前記外部光Ｌ１はこのホールを介し反射領域ＲＡに達する率が高く従って該外部光Ｌ１が前記カラーフィルター層１２０を通過することができる確率、例えば、回数又は量を減少させることができ、これにより、前記反射領域ＲＡと前記透過領域ＴＡの色再現性の差異を補償することができる。

前記カラーフィルター層１２０及び前記ホール１２１により露出された前記第２基板１１０上には、前記平坦化膜１３０が形成される。従って、前記平坦化膜１３０は、前記カラーフィルター層１２０と前記ホール１２１により露出された前記第２基板１１０との間に形成される段差を除去する。

その後、前記透過領域ＴＡに対応して前記平坦化膜１３０上には、前記第１絶縁膜１４０が形成される。その後、前記第１絶縁膜１４０及び前記反射領域ＲＡに対応する前記平坦化膜１３０上には前記共通電極１５０が均一な厚さに形成される。

前記反射領域ＲＡに対応して前記共通電極１５０上には、前記第２絶縁膜１６０が形成される。この際、前記第２絶縁膜１６０の第１厚さｔ１は、前記第１絶縁膜１４０の第２厚さｔ２と同一である。従って、前記上部基板１００の厚さは、全体的に均一である（図１参照）。

従って、前記反射領域ＲＡでの第１セルギャップｄ１と、前記透過領域ＴＡでの第２セルギャップｄ２がほぼ同じになる。これにより、前記半透過型液晶表示装置４００は、均一なセルギャップを有する。

一方、前記反射領域ＲＡにおける前記反射電極２５０と前記共通電極１５０との第１距離Ｄ１は、前記透過領域ＴＡにおける前記透過電極２４０と前記共通電極１５０との第２距離Ｄ２より大きい。

図５は、反射電圧と透過電圧による透過率及び反射率の変化を示したグラフである。ここで、「反射電圧」及び「透過電圧」とは、電極間の電圧ではなく、反射領域ＲＡ及び透過領域ＴＡにおいて液晶に実際にかかる電圧を意味する。図５において、第１曲線ＴＧは透過率の変化を示し、第２曲線ＲＧは反射率の変化を示す。

図４及び図５を参照し、前記共通電極１５０に印加される電圧が前記透過領域ＴＡと前記反射領域ＲＡで同一な場合を考えてみる。まず、図５から判るように半透過型液晶表示装置４００は、透過領域ＴＡに具備された液晶層３００に約４.２Ｖが印加される時、最大の透過率（約４０％）を有する。

一方、前記半透過型液晶表示装置４００は、前記反射領域ＲＡに具備された液晶層３００に約２.６Ｖが印加される時、最大の反射率（約３８％）を示す。

このように、最大透過率を示す透過電圧と、最大反射率を示す反射電圧とが互いに異なるので、前記反射領域ＲＡに具備された液晶層３００と前記透過領域ＴＡに具備された液晶層に互いに異なる電圧がかかるようにすることが好ましい。即ち、最大の透過率を示す約４.２Ｖを前記透過領域ＴＡに具備された液晶層に印加し、前記４.２Ｖより小さい２.６Ｖを前記反射領域ＲＡに具備された液晶層に印加する。これによって半透過型液晶表示装置４００の透過率及び反射率を最大に確保することができる。

一般に、キャパシタンス（Ｃ）は、次の数式（１）を満足する。

Ｃ＝εＡ／ｄ ……… （１）

数式（１）において、εは誘電率であり、ｄは電極間距離であり、Ａは各電極の面積である。

数式（１）で示されるように、キャパシタンス（Ｃ）は、距離（ｄ）に反比例する。即ち、距離（ｄ）が増加すると、前記キャパシタンス（Ｃ）は減少し、距離（ｄ）が減少すると、キャパシタンス（Ｃ）が増加する。

又、キャパシタンス（Ｃ）は、次の数式（２）を満足する。

Ｃ＝Ｑ／Ｖ ………・ （２）

数式（２）において、Ｑは電荷量であり、Ｖは電圧である。

数式（２）で示されるように、前記キャパシタンス（Ｃ）は、前記電圧（Ｖ）と反比例する。即ち、前記キャパシタンス（Ｃ）が増加すると、前記電圧（Ｖ）は減少し、前記キャパシタンス（Ｃ）が減少すると、前記電圧（Ｖ）は増加する。

図４を更に参照すると、前記反射領域ＲＡでの、前記反射電極２５０と前記共通電極１５０との第１距離Ｄ１は、前記透過領域ＴＡでの、前記透過電極２４０と前記共通電極１５０との第２距離Ｄ２より大きい。

数式（１）及び数式（２）によると、前記反射領域ＲＡでの第１距離Ｄ１が、前記透過領域ＴＡでの第２距離Ｄ２より大きいことにより同じ距離ｄ１に対応して前記反射領域ＲＡで前記液晶層３００にかかる反射電圧は、前記透過領域ＴＡで前記液晶層３００にかかる透過電圧より減少することになる。

数式（１）で示されるように、誘電率（ε）も前記キャパシタンス（Ｃ）を決定する要因として作用する。従って、前記反射電極２５０と前記共通電極１５０との間に介在される前記第２絶縁膜１６０の誘電率を調整することにより、前記反射電圧を前記透過電圧より減少させることもできる。即ち、前記第２絶縁膜１６０は、前記液晶層３００と互いに異なる誘電率を有することにより、前記反射電圧の大きさを変更させることができる。

即ち、前記反射領域ＲＡと透過領域ＴＡとの間のセルギャップが均一な半透過型液晶表示装置４００において、前記反射領域ＲＡ及び透過領域ＴＡに互いに異なるレベルを有する電圧、例えば、約２.６Ｖと４.２Ｖを印加することができる。従って、前記半透過型液晶表示装置４００は、前記外部光Ｌ１に対する最大の反射率及び前記内部光Ｌ２に対する最大の透過率を達成することができる。

図６乃至図１０は、図１に図示された上部基板の製造過程の一実施例を示した断面図である。

図６を参照すると、基板１１０上にＲ、Ｇ、Ｂ色画素からなるカラーフィルター層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ホール１２１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色画素の一部分が除去される。

図７に示したように、前記カラーフィルター層１２０及び前記ホール１２１により露出された前記基板１１０上に前記平坦化膜１３０を形成する。従って、前記平坦化膜１３０は、前記カラーフィルター層１２０と前記ホール１２１により露出された前記基板１１０との間で発生される段差を除去する。

図８を参照すると、前記平坦化膜１３０上にポジティブフォトレジスト（図示せず）を全体的に形成した後、前記ポジティブフォトレジストをパターニングするための第１マスク１０１を前記ポジティブフォトレジスト上に配置する。ここで、前記第１マスク１０１は、前記第２領域Ａ２に対応する開口部１０１ａを有するようにパターニングされたマスクである。

その後、前記第１マスク１０１が配置された状態で、前記ポジティブフォトレジストを露光し、前記第１マスク１０１を除去した後、前記ポジティブフォトレジストの露光された部分を、現像工程を通じて部分的に除去する。これにより、前記平坦化膜１３０上に前記第１領域Ａ１に対応する前記第１絶縁膜１４０を形成する。

図９に図示されたように、前記第１絶縁膜１４０及び前記第２領域で露出された前記平坦化膜１３０上には、前記共通電極１５０が均一な厚さに形成される。前記共通電極１５０は、ＩＴＯ又はＩＺＯからなる。

図１０を参照すると、前記共通電極１５０上にネガティブフォトレジスト（図示せず）を全体的に形成した後、前記ネガティブフォトレジストをパターニングするための前記第１マスク１０１を前記ネガティブフォトレジスト上に形成する。

その後、前記第１マスク１０１が配置されている状態で、前記ネガティブフォトレジストを露光し、前記第１マスク１０１を除去した後、前記ネガティブフォトレジストの露光されなかった部分を、現像工程を通じて除去する。これにより、前記共通電極１５０上に前記第２領域Ａ２に対応して前記第２絶縁膜１６０を形成する。

このように、前記第１絶縁膜１４０は、ポジティブフォトレジストからなる反面、前記第２絶縁膜１６０は、ネガティブフォトレジストからなるので、前記第１絶縁膜１４０及び第２絶縁膜１６０を一つのマスクを用いてパターニングすることができる。従って、前記上部基板１００を製造するための製造費用を低減することができ、製造工程の数を減少させることができる。

図１１乃至図１３は、図１に図示された上部基板の製造過程の他の実施例を示した断面図である。

図１１を参照すると、基板１１０上にカラーフィルター層１２０及び平坦化膜１３０が形成された状態で、前記平坦化膜１３０上にネガティブフォトレジスト（図示せず）を全体的に形成する。その後、前記ネガティブフォトレジストをパターニングするための第２マスク１０３を前記ネガティブフォトレジスト上に配置する。ここで、前記第２マスク１０３は、前記第１領域Ａ１に対応する開口部１０３ａを有するようにパターニングされたマスクである。

その後、前記第２マスク１０３が配置された状態で、前記ネガティブフォトレジストを露光し、前記第２マスク１０３を除去した後、前記ネガティブフォトレジストの露光されなかった部分を、現像工程を通じて除去する。これにより、前記平坦化膜１３０上に前記第１領域Ａ１に対応する前記第１絶縁膜１４０を形成する。

図１２に図示されたように、前記第１絶縁膜１４０及び前記第２領域に対応して前記平坦化膜１３０上には、前記共通電極１５０が均一な厚さに形成される。

図１３を参照すると、前記共通電極１５０上にポジティブフォトレジスト（図示せず）を全体的に形成した後、前記ポジティブフォトレジストをパターニングするための前記第２マスク１０３を、前記ポジティブフォトレジスト上に配置する。

その後、前記第２マスク１０３が配置されている状態で、前記ポジティブフォトレジストを露光し、前記第２マスク１０３を除去した後、前記ポジティブフォトレジストの露光された部分を、現像工程を通じて除去する。これにより、前記共通電極１５０上に前記第２領域Ａ２に対応する前記第２絶縁膜１６０を形成する。

このように、前記第１絶縁膜１４０は、ネガティブフォトレジストからなる反面に、前記第２絶縁膜１６０は、ポジティブフォトレジストからなるので、前記第１絶縁膜１４０及び第２絶縁膜１６０を一つのマスクを用いてパターニングすることができる。従って、前記上部基板１００を製造するための製造費用を低減することができ、製造工程の数を減少させることができる。

図示していないが、前記第１及び第２絶縁膜１４０，１６０のそれぞれは、ポジティブフォトレジストで構成されることができる。又、前記第１及び第２絶縁膜１４０，１６０のそれぞれは、ネガティブフォトレジストで構成されることができる。この場合、前記第１絶縁膜１４０をパターニングするためのマスク以外に前記第２絶縁膜１６０をパターニングするためのマスクがさらに必要となる。

図１４は、本発明の他の実施例による半透過型液晶表示装置を示した断面図である。

図１４を参照すると、本発明の他の実施例による半透過型液晶表示装置８００は、下部基板５００、前記下部基板５００と対向する上部基板６００及び前記下部基板５００と前記上部基板６００との間に介在された液晶層７００で構成される。

前記下部基板５００は、第１基板５１０、前記第１基板５１０に形成される多数のＴＦＴ５２０、透過電極５４０及び反射電極５５０を具備する。前記第１基板５１０上には、ゲート電極５２１、ソース電極５２５及びドレーン電極５２６で構成される前記ＴＦＴ５２０が形成される。前記ＴＦＴ５２０上には、前記ドレーン電極５２６を露出させるためのコンタクトホール５３１を有する有機絶縁膜５３０が全面的に形成される。

ここで、前記有機絶縁膜５３０の表面には、凸部５３３ａと凹部５３３ｂが交互する多数の凸凹５３３が具備される。

その後、前記有機絶縁膜５３０上には、前記コンタクトホール５３１を通じて前記ドレーン電極５２６と電気的に接触される前記透過電極５４０が均一な厚さに積層される。この後、前記透過電極５４０上には、前記透過電極５４０の一部分を露出させるための透過窓５５１を有する前記反射電極５５０が均一な厚さに積層される。

このように、前記半透過型液晶表示装置８００は、前記反射電極５５０が具備された反射領域ＲＡと前記透過窓５５１が具備された透過領域ＴＡで構成される。

前記上部基板６００は、第２基板６１０、前記第２基板６１０上に形成されるカラーフィルター層６２０、共通電極６３０及び絶縁性薄膜６４０を具備する。

Ｒ、Ｇ、Ｂ色画素からなる前記カラーフィルター層６２０は、前記反射領域ＲＡでは第４厚さｔ４を有し、前記透過領域ＴＡでは前記第４厚さｔ４より厚い 第５厚さｔ５、 例えば、約０.６μｍ程大きい厚さ、を有する。即ち、前記反射領域ＲＡでの前記カラーフィルター層６２０と前記透過領域ＴＡでの前記カラーフィルター層６２０は、約０.６μｍの段差を有する。

前記カラーフィルター層６２０上には、均一な厚さを有する前記共通電極６３０と前記絶縁性薄膜６４０が順次形成される。特に、前記絶縁性薄膜６４０は、前記反射領域ＲＡにのみ具備される。この際、前記絶縁性薄膜６４０の厚さｔ６は、前記反射領域ＲＡと前記透過領域ＴＡとの間で発生される前記カラーフィルター層６２０の段差、例えば、約０.６μと同一である。

従って、前記反射領域ＲＡでの第１セルギャップｄ１と、前記透過領域ＴＡでの第２セルギャップｄ２とは、ほぼ同一であり、これにより、前記半透過型液晶表示装置８００は、均一なセルギャップを有する。

一方、前記反射領域ＲＡにおける前記反射電極５５０と前記共通電極６３０との第１距離Ｄ１は、前記透過領域ＴＡにおける前記透過電極５４０と前記共通電極６３０との第２距離Ｄ２より大きい。前記第１距離Ｄ１が、前記第２距離Ｄ２より大きいことに応じて距離に反比例して、前記反射領域ＲＡで、前記液晶層７００に実際にかかる反射電圧は、前記透過領域ＴＡで前記液晶層７００にかかる透過電圧より減少することになる。

又、前記反射電極５５０と前記共通電極６３０との間に介在される前記絶縁性薄膜６４０の誘電率を調整することによっても、前記反射電圧を前記透過電圧より減少させることもできる。即ち、前記絶縁性薄膜６４０は、前記液晶層７００と互いに異なる誘電率を有することにより、前記反射電圧の大きさを変更させることができる。

図１５乃至図１７は、図１４に図示された上部基板の製造工程を具体的に示した図である。

図１５を参照すると、第２基板６１０上に、Ｒ、Ｇ、Ｂからなる前記カラーフィルター層６２０が形成される。前記カラーフィルター層６２０は、前記反射領域ＲＡでは、第４厚さｔ４を有し、前記透過領域ＴＡでは、前記第４厚さｔ４より厚い第５厚さｔ５を有する。

図１６に示したように、前記カラーフィルター層６２０上には、前記共通電極６３０が均一な厚さに積層される。

その後、図１７を参照すると、前記共通電極６３０上には、絶縁性薄膜６４０が形成される。特に、前記絶縁性薄膜６４０は、前記反射領域ＲＡに対応して形成される。この際、前記絶縁性薄膜６４０の厚さｔ６は、前記反射領域ＲＡと前記透過領域ＴＡとの間に形成された前記カラーフィルター層６２０の段差、例えば、約０.６μｍと同一である。従って、前記カラーフィルター基板６００は、フラットとなった表面構造を有することができる。

図１８は、本発明の他の実施例による半透過型液晶表示装置を示した断面図である。但し、図１４に図示された構成要素と同じ構成要素には、同じ参照符号を付与し、その重複説明は省略する。

図１８を参照すると、本発明の他の実施例による半透過型液晶表示装置９００は、下部基板５００、上部基板６００及び前記下部及び上部基板５００，６００の間に介在される液晶層７００を含む。

前記下部基板５００は、第１基板５１０、前記第１基板５１０上に形成されるＴＦＴ５２０、有機絶縁膜５３０、透過電極５４０、反射電極５５０及び絶縁性薄膜５６０を具備する。

先に、前記第１基板５１０上には、ゲート電極５２１、ソース電極５２５及びドレーン電極５２６で構成される前記ＴＦＴ５２０が形成される。その上に、前記ドレーン電極５２６を露出させるためのコンタクトホール５３１を有する前記有機絶縁膜５３０が積層される。

その後、前記有機絶縁膜５３０上には、前記コンタクトホール５３１を通じて前記ドレーン電極５２６と電気的に接触される前記透過電極５４０が均一な厚さに積層される。前記透過電極５４０上には、前記透過電極５４０の一部分を露出させるための透過窓５５１を有する前記反射電極５５０が均一な厚さに積層される。その後、前記反射電極５５０上には、前記反射領域ＲＡに対応して前記絶縁性薄膜５６０が積層される。

一方、前記上部基板６００は、第２基板６１０、前記第２基板６１０上に形成されるカラーフィルター層６２０及び共通電極６３０を具備する。前記第２基板６１０上にＲ、Ｇ、Ｂからなる前記カラーフィルター層６２０が具備される。前記カラーフィルター層６２０は、前記反射領域ＲＡでは、第４厚さｔ４を有し、前記透過領域ＴＡでは、前記第４厚さｔ４より厚い第５厚さｔ５を有する。この後、前記カラーフィルター層６２０上には、前記共通電極６３０が均一な厚さに積層される。

この際、前記下部基板５００に具備された前記絶縁性薄膜５６０の厚さｔ６は、前記第５厚さｔ５から第４厚さｔ４を減算した値と同一である。従って、前記反射領域ＲＡでの第１セルギャップｄ１と前記透過領域ＴＡでの第２セルギャップｄ２がほぼ同一になる。これにより、前記半透過型液晶表示装置９００は、均一なセルギャップを有する。

前記半透過型液晶表示装置９００のセルギャップが、全体的に均一な状態でも、前記反射領域ＲＡでの前記反射電極５５０と前記共通電極６３０との第１距離Ｄ１は、前記透過領域ＴＡでの前記透過電極５４０と前記共通電極６３０との第２距離Ｄ２より大きい。従って、前記反射領域ＲＡで前記液晶層７００にかかる反射電圧は、前記透過領域ＴＡで前記液晶層７００にかかる透過電圧より減少することになる。

又、前記反射電極５５０と前記共通電極６３０との間に介在される前記絶縁性薄膜５６０と前記液晶層７００が、互いに異なる誘電率を有すると、該絶縁性薄膜５６０の誘電率を適宜に選択することにより前記反射電圧の大きさを前記透過電圧より低くすることができる。

このように、本発明の液晶表示装置では、均一なセルギャップを有しながら、前記反射電極と共通電極との距離を前記透過電極と共通電極との距離より広く維持することができる。その結果、前記反射領域の反射率及び前記透過領域の透過率を向上させることができ、これにより前記液晶表示装置の表示特性を向上させることができる。

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、本発明を修正または変更できる。

本発明の一実施例による上部基板を具体的に示した断面図である。 図１に図示された上部基板の平面図である。 本発明の他の実施例による上部基板を示した断面図である。 本発明の他の実施例による半透過型液晶表示装置を具体的に示した断面図である。 透過電極及び反射電極に印加される電圧による透過率及び反射率の変化を示したグラフである。 図１に図示された上部基板の製造過程の一実施例を示した断面図である。 図１に図示された上部基板の製造過程の一実施例を示した断面図である。 図１に図示された上部基板の製造過程の一実施例を示した断面図である。 図１に図示された上部基板の製造過程の一実施例を示した断面図である。 図１に図示された上部基板の製造過程の一実施例を示した断面図である。 図１に図示された上部基板の製造過程の他の実施例を示した断面図である。 図１に図示された上部基板の製造過程の他の実施例を示した断面図である。 図１に図示された上部基板の製造過程の他の実施例を示した断面図である。 本発明の他の実施例による半透過型液晶表示装置を示した断面図である。 図１４に図示された上部基板の製造工程を具体的に示した図である。 図１４に図示された上部基板の製造工程を具体的に示した図である。 図１４に図示された上部基板の製造工程を具体的に示した図である。 本発明の他の実施例による半透過型液晶表示装置を示した断面図である。

符号の説明

１００、１８０、６００ 上部基板
１０１ 第１マスク
１０１ａ、１０３ａ 開口部
１０３ 第２マスク
１１０ 基板、第２基板
１２０、１７０、６２０ カラーフィルター層
１２１ ホール
１３０ 平坦化膜
１４０ 第１絶縁膜
１５０、６３０ 共通電極
１６０ 第２絶縁膜
２００、５００ 下部基板
２１０、５１０ 第１基板
２２０ ゲート絶縁膜
２３０、５３０ 有機絶縁膜
２３３、５３３ 凸凹
２３３ａ、５３３ａ 凸部
２３３ｂ、５３３ｂ 凹部
２４０、５４０ 透過電極
２５０、５５０ 反射電極
２５１、５５１ 透過窓
３００、７００ 液晶層
４００、８００、９００ 半透過型液晶表示装置
５２０ ＴＦＴ
５２１ ゲート電極
５２５ ソース電極
５２６ ドレーン電極
５３１ コンタクトホール
５６０、６４０ 絶縁性薄膜
６１０ 第２基板

Claims (19)

1. 第１基板上に透過電極と当該透過電極に接する反射電極とを具備して、これにより透過領域と反射領域とを形成する下部基板と、
   第２基板、前記第２基板の透過領域に具備される第１絶縁膜、前記第１絶縁膜及び前記第２基板の反射領域に具備された共通電極、及び前記反射領域に対応して前記共通電極上に具備された第２絶縁膜を含む上部基板と、
   前記下部基板と前記上部基板との間に介在された液晶層と、を含み、
   前記第２絶縁膜の第１厚さは、第１絶縁膜の第２厚さと同一であり、前記反射領域における前記反射電極と前記共通電極との第１距離は、前記透過領域における前記透過電極と前記共通電極との第２距離より大きいことを特徴とする液晶表示装置。
2. 前記透過領域で前記第２基板と前記第１絶縁膜との間に介在され、前記反射領域で前記第２基板と前記透明電極との間に介在されるカラーフィルター層を更に含むことを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
3. 前記カラーフィルター層には、前記反射領域内で前記第２基板を露出させるための一つ以上のホールが形成されることを特徴とする請求項２記載の液晶表示装置。
4. 前記カラーフィルター層上に具備され、前記カラーフィルター層と前記ホールにより露出された前記第２基板との段差を除去するための平坦化膜を更に含むことを特徴とする請求項３記載の液晶表示装置。
5. 前記反射電極は、前記透過電極上に具備され、前記透過電極の一部分を露出させるための透過窓が形成されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
6. 前記下部基板は、前記第１基板と前記透過電極との間に介在される有機絶縁膜を更に含み、
   前記有機絶縁膜の表面は、凸凹構造を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
7. 前記第２絶縁膜は、前記液晶層と互いに異なる誘電率を有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
8. 透過電極と、当該透過電極に接し、前記透過電極の一部分を露出させる透過窓を有する反射電極と、を具備し、これにより反射領域と透過領域を形成する下部基板と、
   前記反射領域に対応して第１厚さを有し、前記透過領域に対応して前記第１厚さより厚い第２厚さを有するカラーフィルター層と、前記カラーフィルター層上に均一な厚さに具備された共通電極とを具備し、前記下部基板と対向して結合する上部基板と、
   前記下部基板と前記上部基板との間に介在された液晶層と、
   前記反射領域内で前記共通電極と前記反射電極との間に介在された絶縁性薄膜と、を含み、前記反射領域における前記反射電極と前記共通電極との第１距離は、前記透過領域における前記透過電極と前記共通電極との第２距離より大きく、前記絶縁性薄膜の厚さは、前記反射領域と前記透過領域との間に形成された前記カラーフィルター層の段差と同一であることを特徴とする液晶表示装置。
9. 前記絶縁性薄膜は、無機絶縁膜又は有機絶縁膜であることを特徴とする請求項８記載の液晶表示装置。
10. 前記絶縁性薄膜は、前記液晶層と互いに異なる誘電率を有することを特徴とする請求項８または９に記載の液晶表示装置。
11. 前記絶縁性薄膜は、前記共通電極上に具備されることを特徴とする請求項８〜１０のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
12. 前記絶縁性薄膜は、前記反射電極上に具備されることを特徴とする請求項８〜１１のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
13. 前記絶縁性薄膜は、前記第２厚さから前記第１厚さを減算した厚さを有することを特徴とする請求項１１又は１２に記載の液晶表示装置。
14. 前記下部基板は、
    薄膜トランジスタと、
    前記薄膜トランジスタ上に具備され、前記薄膜トランジスタのドレーン電極を露出させるためのコンタクトホールが形成された有機絶縁膜と、を更に含み、
    前記透過電極及び前記反射電極は、前記コンタクトホールを通じて前記ドレーン電極と電気的に接続されることを特徴とする請求項８〜１３のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
15. 第１領域及び該第１領域と隣接する第２領域を有する第１基板の前記第１領域に第１絶縁膜を形成する段階と、前記第１絶縁膜及び前記第１基板の前記第２領域に透明電極を形成する段階と、前記第２領域に対応して前記透明電極上に第２絶縁膜を形成する段階とを含む上部電極を形成する段階と、
    第２基板上に透過電極を形成する段階、及び前記透過電極上に前記第２領域に対応して前記透過電極と接するように反射電極を形成する段階を含んで下部基板を形成する段階と、
    前記上部基板と下部基板との間に液晶層を介在させる段階と、を含み、
    前記第２絶縁膜の第１厚さは、第１絶縁膜の第２厚さと同一であり、前記第２領域における前記反射電極と前記共通電極との第１距離は、前記第１領域における前記透過電極と前記共通電極との第２距離より大きいことを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
16. 前記第１及び第２絶縁膜は、ポジティブフォトレジストとネガティブフォトレジストのうち、いずれか一つで構成されることを特徴とする請求項１５記載の液晶表示装置の製造方法。
17. 前記第１及び第２絶縁膜は、一方がポジティブフォトレジスト構成され、他方がネガティブフォトレジストで構成され、一つのマスクを用いてパターニングされることを特徴とする請求項１６記載の液晶表示装置の製造方法。
18. 前記第１絶縁膜を形成する段階以前に、
    前記基板上にカラーフィルター層を形成する段階と、
    前記第２領域内で前記基板が露出されるように前記カラーフィルター層を部分的に除去して一つ以上のホールを形成する段階と、
    前記カラーフィルター層と前記ホールを通じて露出された前記基板との間の段差を除去するための平坦化膜を形成する段階と、を更に含むことを特徴とする請求項１５記載の液晶表示装置の製造方法。
19. 第１領域及び該第１領域と隣接する第２領域を有する第１基板上に前記第１領域で第１厚さを有し、前記第２領域で前記第１厚さより厚い第２厚さを有するカラーフィルター層を形成する段階、及び前記カラーフィルター層上に共通電極を形成する段階を具備して上部基板を形成する段階と、
    第２基板上に透過電極を形成する段階、及び前記透過電極上に前記第１領域に対応して前記透過電極と接するように反射電極を形成する段階を含んで下部基板を形成する段階と、
    前記第１領域に対応して前記共通電極と前記反射電極との間に絶縁性薄膜を形成する段階と、
    前記上部基板と下部基板との間に液晶層を介在させる段階と、を含み、
    前記第１領域における前記反射電極と前記共通電極との第１距離は、前記第２領域における前記透過電極と前記共通電極との第２距離より大きく、前記絶縁性薄膜の厚さは、前記第１領域と前記第２領域との間に形成された前記カラーフィルター層の段差と同一であることを特徴とする液晶表示装置の製造方法。

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