KR100439649B1 - 반사투과형 액정표시장치 및 그의 제조방법 - Google Patents

반사투과형 액정표시장치 및 그의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 반사투과형 액정표시장치에 의하면, 첫째, 반사부 컬러필터와 투과부 컬러필터의 원하는 두께차를 용이하게 설계할 수 있어, 반사부와 투과부 간의 색재현율을 균일하게 유지할 수 있고, 둘째, 어레이 기판에 별도의 셀갭조정용 단차패턴을 형성하지 않기 때문에, 고단차로 인한 전극간의 단락을 방지할 수 있으며, 반사효율 향상을 위한 MRS 구조를 용이하게 적용할 수 있으며, 셋째, 반사부 컬러필터와 투과부 컬러필터 간의 경사부를 대향 기판의 반사층과 대응되는 영역에 위치하도록 함으로써, 개구율 감소없이 빛샘 현상을 방지할 수 있고, 투과부의 콘트라스비를 향상시킬 수 있는 장점을 가진다.

Description

반사투과형 액정표시장치 및 그의 제조방법{Transflective Liquid Crystal Display Device and Method for fabricating the same}
본 발명은 반사투과형 액정표시장치에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 반사부와 투과부 간의 컬러필터 두께가 서로 다른 DCF(Dual thickness Color Filter)방식 반사투과형 액정표시장치에 관한 것이다.
최근에, 액정표시장치는 소비전력이 낮고, 휴대성이 양호한 기술집약적이며, 부가가치가 높은 차세대 첨단 디스플레이(display)소자로 각광받고 있다.
일반적으로 액정표시장치는 박막트랜지스터를 포함하는 어레이 기판과 컬러 필터(color filter) 기판 사이에 액정을 주입하여, 상기 액정의 이방성에 따른 빛의 굴절률의 차이를 이용해 영상효과를 얻는 비발광 소자를 뜻한다.
이러한 액정표시장치에서는 상기 어레이 기판의 하부에 위치한 백라이트라는광원의 빛에 의해 영상을 표현하는 방식을 이용해 왔다.
그러나, 백라이트에 의해 입사된 빛은 액정표시장치의 각 셀을 통과하는 과정에서 손실되어, 실제로 화면상으로는 약 7%정도만 투과되므로, 고휘도가 요구되는 액정표시장치에서는 백라이트의 밝기가 밝아야 하므로, 상기 백라이트에 의한 전력 소모가 크다.
따라서, 충분한 백라이트의 전원 공급을 위해서는 전원 공급 장치의 용량을 크게 하여, 무게가 많이 나가는 배터리(battery)를 사용해 왔다. 그러나, 이 또한 사용시간에 제한이 있어 왔다.
이러한 문제점을 해결하기 위해 최근에 백라이트광을 사용하지 않는 반사형 액정표시장치가 연구되었다.
이 반사형 액정표시장치는 외부광을 이용하여 동작하므로, 백라이트가 소모하는 전력량을 대폭 감소하는 효과가 있기 때문에 장시간 휴대상태에서 사용이 가능하여 전자수첩이나 PDA(Personal Digital Assistant) 등의 휴대용 표시소자로 이용되고 있다.
이러한 반사형 액정표시장치에서는, 화소 전극이 반사특성을 가지는 불투명한 물질로 이루어져, 별도의 백라이트 대신에 외부광의 반사를 통해 화면을 구현하게 된다.
그러나, 이 반사형 액정표시장치는 광원을 따로 두지 않으므로 소비전력이 낮은 장점을 가지나, 외부광이 약하거나 없는 곳에서는 사용할 수 없는 단점이 있으므로, 이 반사형 액정표시장치와 백라이트광을 사용하는 투과형 액정표시장치의장점을 이용한 반사투과형(transflective) 액정표시장치가 연구/개발되었다.
상기 반사투과형 액정표시장치는 사용자의 의지에 따라 반사모드(mode) 내지는 투과모드로의 전환이 자유롭다.
이하, 이러한 반사투과형 액정표시장치에 대해서 도면을 참조하여 좀 더 상세히 설명한다.
도 1은 종래의 반사투과형 액정표시장치의 한 화소영역에 해당하는 단면을 도시한 단면도이다.
도시한 바와 같이, 서로 일정간격 이격되게 배치된 상부 및 하부 기판(10, 30)과, 상부 및 하부 기판(10, 30) 사이에 개재된 액정층(20)을 포함하는 액정패널(40)이 구성되어 있고, 액정패널(40) 및 액정패널(40)의 배면에 위치하여 액정패널(40)에 빛을 공급하는 백라이트(50)를 포함하여 액정표시장치(60)가 구성되어 있다.
상기 상부 기판(10)의 투명 기판(1) 내부면에는 특정 파장대의 빛만을 투과시키는 컬러필터(12) 및 액정층(20)에 전압을 인가하는 한쪽 전극인 공통 전극(14)이 차례대로 형성되어 있고, 상기 하부 기판(30)의 투명 기판(1) 내부면에는 절연층(32)이 형성되어 있고, 절연층(32) 상부에는 액정층(20)에 전압을 인가하는 또 다른 전극인 투과 전극(34)이 형성되어 있으며, 투과 전극(34) 상부에는 투과 전극(34)을 일부 노출시키는 투과홀(35)을 공통적으로 가지는 보호층(36), 반사층(38)이 차례대로 형성되어 있다.
상기 반사층(36)과 대응되는 액정패널(40) 영역은 반사부(r)로 정의되고, 상기 투과홀(35)에 의해 노출된 투과 전극(34)과 대응되는 액정패널(40) 영역은 투과부(t)로 정의된다.
상기 반사투과형 액정표시장치에서는, 반사부(r)와 투과부(t)간의 광효율을 균일하게 유지하기 위하여 액정층(20)의 두께로 정의되는 셀갭이 상기 보호층(36)이 이루는 단차에 의해 반사부(r)와 투과부(t) 간에 서로 다르게 구성되며, 바람직하게는 투과부 셀갭(d1)이 반사부 셀갭(d2)보다 대략 2배 큰 값을 가지는 것이다.
좀 더 상세히 설명하면, 액정층의 위상차값(δ)은,
δ ∝ Δn ·d
(δ: 액정의 위상차값, Δn : 액정의 굴절율, d : 셀갭)
의 관계식을 가지므로, 빛의 반사를 이용하는 반사모드와 빛의 투과를 이용하는 투과모드간 광 효율의 차를 줄이기 위해서는 투과부의 셀갭을 반사부의 셀갭보다 크게하여 액정층의 위상차값을 일정하게 유지해야 하기 때문이다.
도 2는 기존의 MRS(Micro Reflector Structure) 구조를 가지는 반사투과형 액정표시장치의 하나의 화소 영역에 대한 평면도로서, 상기 도 1과 중복되는 부분에 대한 설명은 생략한다.
도시한 바와 같이, 서로 대향되게 상부 및 하부 기판(70, 90)에 배치되어 있고, 상부 및 하부 기판(70, 90) 사이에 액정층(65)이 개재된 구조에 있어서, 하부 기판(90)의 내부면에는 투과 전극(92)이 형성되어 있고, 투과 전극(92) 상부에는 투과 전극(92)을 일부 노출시키는 투과홀(94)을 가지며, 상부면이 오목볼록한패턴(I)으로 이루어진 보호층(96)이 형성되어 있고, 상기 투과홀(94)을 공통적으로 가지며, 상기 보호층(96)의 오목볼록한 패턴(I)과 동일한 상부면 구조를 가지는 반사층(98)이 형성되어 있다. 그리고, 상기 상부 기판(70)의 내부면에는 컬러필터(72), 공통 전극(74)이 평탄한 면으로 형성되어 있다.
상기 반사층(98)과 대응되는 영역은 반사부(rr)를 이루고, 투과홀(94)에 의해 노출된 투과 전극(92)과 대응되는 영역은 투과부(tt)를 이룬다.
상기 반사투과형 액정표시장치에 따른 반사층(98) 상부면은 오목볼록한 패턴(I)을 가지고 있어, 외부로부터 입사된 빛을 여러방향으로 난반사시켜 반사광의 효율을 향상시키는 MRS((Micro Reflector Structure) 구조를 가지는 것을 특징으로 한다.
상기 보호층(96)에는, 반구(半球)모양을 가지며 볼록한 부분이 상부쪽으로 배치된 다수 개의 씨드(96a ; seed)와, 씨드(96a)를 덮는 코팅막(96b)으로 이루어지는데, 이러한 보호층(96) 구성에 의하면 반사광 효율은 기존 제품보다 높일 수 있지만, 반사부(rr)와 투과부(tt) 영역 간에 단차를 제어하기가 실제 공정상 어려운 문제점이 있었다.
좀 더 상세하게 설명하면, 상기 오목볼록한 패턴(I) 및 단차구조를 가지는 보호층(96)을 제조하기 위해서는 투과부(tt)의 면적비율에 따라 씨드(96a)를 덮는 코팅막(96b)의 공정 조건 변화가 심하기 때문이다.
또한, 기존의 듀얼셀갭 구조 반사투과형 액정표시장치에서는 반사부와 투과부간의 광효율을 균일하게 조절할 수는 있지만, 컬러필터를 반사부 및 투과부에 일정한 두께로 형성함에 따라, 반사부 컬러필터와 투과부 컬러필터 간의 빛의 통과횟수차이에 의해, 반사부 컬러필터가 투과부 컬러필터보다 색재현율은 높아지고 색밝기는 떨어짐에 따라 반사부와 투과부 간에 색차가 발생하는 문제점이 있었다.
상술한 문제점을 개선하기 위하여, 본 발명에서는 반사부와 투과부 간의 광학 효율 및 색특성을 균일하게 유지시킬 수 있는 반사투과형 액정표시장치를 제공하는 것을 특징으로 한다.
이를 위하여, 본 발명에서는 반사부와 투과부 간의 셀갭을 조정하고, 반사부 컬러필터와 투과부 컬러필터 간의 두께차를 줄 수 있는 DCF(Dual thickness Color Filter) 구조 반사투과형 액정표시장치를 제공하고자 한다.
즉, 본 발명에서는 반사투과형 액정표시장치용 컬러필터 기판에 반사부 컬러필터와 투과부 컬러필터 간에 두께차 및 반사부와 투과부 간에 셀갭차를 줄 수 있는 버퍼층을 형성하고자 한다.
그리고, 상기 컬러필터 기판의 반사부와 투과부 간의 단차부는 투과부의 콘트라스트비(contrast ratio) 저하를 방지하기 위해 어레이 기판의 반사부에 가려지도록 구성하는 것이 바람직하다.
도 1은 종래의 반투과형 액정표시장치의 한 화소영역에 해당하는 단면을 도시한 단면도.
도 2는 기존의 MRS(Micro Reflector Structure) 구조를 가지는 반사투과형 액정표시장치의 하나의 화소 영역에 대한 평면도.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 DCF 방식 반사투과형 액정표시장치에 대한 단면도.
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 DCF 방식 반사투과형 액정표시장치의 하나의 화소 영역에 대한 평면도.
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 DCF방식 반사투과형 액정표시장치의 하나의 화소 영역에 대한 단면도.
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >
110 : 제 1 기판 112 : 절연층
114 : 투과 전극 116 : 보호층
118 : 제 1 투과홀 120 : 반사층
130 : 제 2 기판 132 : 제 2 투과홀
134 : 버퍼층 136 : 컬러필터
138 : 공통 전극 150 : 액정층
170 : 액정패널 180 : 백라이트
190 : 액정표시장치 R : 반사부
T : 투과부 III : 경사부 영역
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 제 1 특징에서는 서로 일정간격 이격되게 대향된 제 1, 2 기판과, 상기 제 1, 2 기판 사이에 개재된 액정층과, 상기 제 1 기판의 배면에 위치하는 백라이트를 포함하며, 상기 백라이트 빛을 투과광원으로 이용하는 영역인 투과부와, 외부로부터 입사된 빛을 반사광원으로 이용하는 영역인 반사부를 가지는 반사투과형 액정표시장치에 있어서, 상기 제 2 기판 하부의 투과부와 대응된 위치에서 투과홀을 가지며, 상기 반사부 액정층의 두께와 상기 투과부 액정층간의 두께차보다 두껍게 형성된 버퍼층과; 상기 버퍼층 하부에 위치하며, 상기 투과부에서의 두께가 반사부에서의 두께보다 두꺼우며, 상기 반사부와 투과부 간 액정층의 두께차에 대응되는 표면단차를 가지는 컬러필터와; 상기 컬러필터 하부에 위치하며, 상기 컬러필터의 표면단차에 대응되는 표면단차를 가지는 공통 전극을 포함하며, 상기 제 1 기판의 반사부에는 반사층이 형성되어 있고, 상기 제 1 기판의 투과부에는 투과 전극이 형성되어 있으며, 상기 컬러필터는, 상기 버퍼층 하부에 위치하는 제 1 영역과, 상기 제 2 기판과 연접되게 위치하는 제 2 영역과, 상기 제 1 영역과 제 2 영역의 경계단차부에 형성된 제 3 영역으로 이루어지고, 상기 컬러필터의 제 1 영역과 제 3 영역이 상기 제 1 기판의 반사층과 대응되어 반사부 컬러필터를 이루고, 상기 제 2 영역이 투과부 컬러필터를 이루는 것을 특징으로 하는 DCF방식 반사투과형 액정표시장치를 제공한다.
상기 제 1 기판 내부면에 투과 전극이 형성되어 있고, 상기 투과 전극 상에 절연층이 형성되어 있으며, 상기 절연층 상부의 투과부와 대응된 위치에서, 상기 투과홀을 노출시키는 투과홀을 가지는 반사층이 형성되어 있고, 상기 버퍼층은, 상기 투과홀 간에 경사부 영역을 가지고, 상기 경사부 영역은 제 1 기판의 반사층과대응되게 위치하며, 상기 반사층과 대응된 영역은 반사부를 이루고, 상기 공통 전극이 가지는 표면 단차에 의해 투과부 액정층의 두께가 반사부의 액정층의 두께보다 두꺼운 것을 특징으로 한다.
상기 버퍼층은 투광성이 높은 무기절연물질, 유기절연물질 중 어느 하나에서 선택되고, 상기 반사부와 투과부는 각각 10 내지 25 %의 색재현율을 구현하도록 상기 반사부 컬러필터와 투과부 컬러필터가 선택되어짐을 특징으로 한다.
그리고, 상기 버퍼층의 높이는 2.5 ㎛ ~ 4. 0 ㎛임을 특징으로 하고, 상기 컬러필터의 제 1 영역과 제 3 영역이 이루는 단차는 2.0 ㎛ ~ 2.5 ㎛임을 특징으로 한다.
상기 절연층은 반사부와 대응되는 위치에서 오목볼록한 면을 가지고, 상기 투과부와 대응되는 위치에서 평탄한 면을 가지며, 상기 절연층의 오목볼록한 면을 따라 반사층의 표면도 오목볼록한 면을 가지고, 상기 공통 전극 및 투과 전극은 투명 도전성 물질에서 선택되며, 상기 투과부 액정층의 두께는 반사부 액정층 두께의 2배 수준인 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
--- 실시예 1 ---
실시예 1에서는, 반사부와 투과부 간의 셀갭차 및 반사부 컬러필터와 투과부 컬러필터 간의 두께차를 동시에 주기 위하여, 컬러필터 기판에 단차구조를 가지는 버퍼층을 형성하는 실시예이다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 DCF 방식 반사투과형 액정표시장치에 대한 단면도이다.
도시한 바와 같이, 서로 대향되게 제 1, 2 기판(110, 130)이 배치되어 있고, 제 1, 2 기판(110, 130) 사이에 액정층(150)이 개재되어 액정패널(170)을 이루며, 액정패널(170) 및 액정패널(170)의 하부에 위치하여 빛을 공급하는 백라이트(180)를 포함하여 액정표시장치(190)가 구성되어 있다.
상기 제 1 기판(110)의 투명 기판(100) 상부에는 절연층(112)이 형성되어 있고, 절연층(112) 상부에는 투과 전극(114)이 형성되어 있으며, 투과 전극(114)을 덮는 기판 전면에는 투광성을 가지는 절연물질로 이루어진 보호층(116)이 형성되어 있고, 보호층(116) 상부에는 보호층(116)을 일부 노출시키는 제 1 투과홀(118)을 가지는 반사층(120)이 형성되어 있다.
상기 제 1 투과홀(118)과 대응되는 액정패널(170) 영역은 투과부(T)로 정의되고, 상기 반사층(120)과 대응되는 액정패널(170) 영역은 반사부(R)로 정의된다.
본 발명에 따른 보호층(116)은 별도의 단차 패턴없이 반사부(R) 및 투과부(T)에 걸쳐 평탄한 면을 가지는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 제 2 기판(130)의 투명 기판(100) 하부에는 전술한 투과부(T)와 대응되는 위치에서 제 2 투과홀(132)을 가지며, 셀갭보다 두꺼운 버퍼층(134)이 형성되어 있고, 버퍼층(134) 하부에는 반사부(R)에서의 두께보다 투과부(T)에서의 두께가 더 두꺼우며, 반사부(R)와 투과부(R) 간에 표면단차를 가지는 컬러필터(136)가 형성되어 있으며, 컬러필터(136)를 덮는 하부에는 컬러필터(136)에 의해 표면 단차를 가지는 공통 전극(138)이 형성되어 있다.
본 발명에서는, 상기 제 2 기판(130)의 버퍼층(134)이 가지는 경사부 영역(III)와 대응된 위치의 반사부(R) 컬러필터(136)와 투과부(T)의 컬러필터(136)간 경계부는, 제 1 기판(110)의 반사층(120)과 대응되는 영역에 위치하는 것을 특징으로 한다.
도면으로 제시하지는 않았지만, 상기 컬러필터(136)의 컬러별 경계부에는 블랙매트릭스가 위치한다.
좀 더 상세하게 설명하면, 상기 경사부 영역(III)에서는 미도시한 배향막의 러빙(rubbing) 불량에 의해 전경선(disclination)이 발생하게 되어, 전경선에 의해 블랙화면에서 빛샘이 일어나기 때문에, 반사부(R) 콘트라스트비(contrast ratio)보다 투과부(T) 콘트라스트비의 감소가 매우 크기 때문에, 이를 방지하기 위한 방법으로 전술한 블랙매트릭스로 경계부 영역(III)를 가리게 되면, 개구율 손실이 커지게 되므로, 개구율 감소없이 빛샘 현상을 방지하기 위하여 버퍼층(134) 및 컬러필터(136)의 제작시 경계부 영역(III)이 제 1 기판(110)의 반사층(120)과 대응되게 배치하여, 전술한 백라이트(180)로부터 공급되는 빛이 경사부 영역(III)을 통과하지 못하도록 하는 것이 바람직하다.
전술한 버퍼층(134)을 이루는 물질은 투과성이 뛰어난 유기물질 또는 무기물질에서 선택되며, 원하는 셀갭차보다 두껍게 형성하여 버퍼층(134)의 경사진 단차구조에 의해 컬러필터 레진(resin) 코팅시 투과부(T) 컬러필터(136)의 두께(d7)가반사부(R) 컬러필터(136)의 두께(d8)보다 더 두껍게 형성되며, 투과부(T) 컬러필터(136) 및 반사부(R) 컬러필터(136) 간에 표면단차가 발생하여, 이러한 표면단차는 버퍼층(134)이 이루는 단차가 컬러필터(136) 두께보다 크기 때문에 반사부(R)와 투과부(T) 간에 셀갭차를 형성하는 것을 특징으로 한다.
이때, 원하는 반사부(R)와 투과부(T) 간의 셀갭차 및 반사부(R) 및 투과부(T) 간의 색재현율은 버퍼층(134)의 두께 및 컬러필터 레진의 종류, 컬러필터의 코팅 조건 등으로 조정이 가능하다.
한 예로, 상기 반사부(R) 컬러필터(136)와 투과부(T) 컬러필터(136) 간의 표면단차 두께범위를 2.0 ㎛ ~ 2.5 ㎛로 하기 위해서는, 버퍼층(134)의 두께범위를 2.5 ㎛ ~ 4.0 ㎛으로 하는 것이 바람직하다.
즉, 본 발명에 따른 DCF 방식 반사투과형 액정표시장치에서는 제 2 기판(130)이 가지는 경사진 단차구조에 의해, 첫째 투과부(T) 컬러필터(136)를 반사부(R) 컬러필터(136)보다 두껍게 형성하여, 반사부(R)와 투과부(T) 간의 색차를 감소시킬 수 있고, 둘째 투과부(T)의 셀갭(d5)보다 반사부(R)의 셀갭(d6)을 얇게하여 반사부(R)와 투과부(T)간의 광학효율을 균일하게 유지할 수 있는 것을 특징으로 하며, 셋째 경사부 영역(III)을 하부의 반사층(120)과 대응되는 영역에 오도록 하여, 투과부의 콘트라스트비를 향상시킬 수 있다.
도면으로 제시하지는 않았지만, 상기 투과 전극(114) 및 반사층(120)은 화면을 구현하는 최소 단위인 서브픽셀(sub-pixel)별로 형성되어 있으며, 상기 투과 전극(114)은 전압의 온/오프를 조절하는 스위칭 소자에 의하여 전압을 인가받으며, 상기 반사층(120)은 전압을 인가받는 전극 역할을 하거나, 또는 별도의 전압인가없이 반사판으로 이용될 수 있다.
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 DCF 방식 반사투과형 액정표시장치의 하나의 화소 영역에 대한 평면도이다.
도시한 바와 같이, 투과부(T)와, 투과부(T)의 주변부를 두르는 영역에 반사부(R)가 구성되어 있으며, 반사부(R)는 미도시한 제 2 기판의 경사부 영역(III) 및 경사부 영역(III)을 제외한 제 2 기판의 반사부 영역(R1)으로 구성된다.
이러한 반사부(R) 및 투과부(T) 구조에 의해, 경사부 영역(III)에서의 빛에 의해, 투과부 콘트라스트비가 떨어지는 것을 방지할 수 있다.
--- 실시예 2 ---
실시예 2는, 별도의 단차구조없이 MRS구조를 가지는 제 1 기판과, 반사부와 투과부 간의 셀갭차 및 반사부 컬러필터와 투과부 컬러필터 간 두께차를 줄 수 있는 버퍼층을 가지는 제 2 기판을 포함하는 DCF방식 반사투과형 액정표시장치에 대한 실시예이다.
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 DCF방식 반사투과형 액정표시장치의 하나의 화소 영역에 대한 단면도이다.
도시한 바와 같이, 제 1, 2 기판(210, 230)이 서로 대향되게 배치되어 있고, 제 1, 2 기판(210, 230) 사이에는 액정층(250)이 개재되어 액정패널(270)을 이루며, 액정패널(270)의 하부에 위치하여 빛을 공급하는 백라이트(280)를 포함하여 액정표시장치(290)가 구성되어 있다.
상기 제 1 기판(210) 상부에는 절연층(212)이 형성되어 있고, 절연층(212) 상부에는 투과 전극(214)이 형성되어 있으며, 투과 전극(214) 상부에는 표면이 평탄한 패턴(IV) 및 오목볼록한 패턴(V)으로 이루어진 보호층(216)이 형성되어 있고, 보호층(216) 상부에는 보호층(216)의 평탄한 패턴(IV)을 노출시키는 제 1 투과홀(218)을 가지는 반사층(220)이 형성되어 있다.
상기 제 1 투과홀(218)과 대응되는 액정패널(270) 영역은 투과부(T)를 이루고, 반사층(220)과 대응되는 액정패널(270) 영역은 반사부(R)를 이룬다.
본 실시예에서는, 반사광 효율을 높이기 위하여 오목볼록한 패턴(V)을 상부면으로 하는 보호층(216)을 형성함에 있어서, 반사부(R) 보호층(216)과 투과부(T) 보호층(216) 간에 별도의 단차구조가 생략된 것을 특징으로 한다.
상기 보호층(216)은, 반구모양을 가지며 반구의 볼록한 부분이 상부쪽으로 위치하는 씨드(216a) 및 씨드(216a)를 덮으며, 기판 전면에 위치하는 코팅막(216b)으로 구성됨에 있어서, 상기 보호층(216)에 별도의 단차구조가 생략됨에 따라 보호층(216)의 씨드(216a) 및 코팅막(216b)의 공정조건이 단순화될 수 있어, 보호층(216)의 오목볼록한 패턴(V) 특성을 향상시킬 수 있다.
상기 보호층(216)의 오목볼록한 패턴(V)을 형성하는 또 다른 방법으로는, 별도의 씨드의 구성없이 감광성 물질을 이용한 사진식각 공정을 통해 선택적인 영역에만 노광량의 조절을 통해 오목볼록한 패턴으로 형성하는 것이다.
상기 제 2 기판(230)의 투명 기판(200) 하부에는 제 1 투과홀(218)과 대응되는 위치에서 제 2 투과홀(232)이 형성된 버퍼층(234)이 형성되어 있고, 버퍼층(234)을 덮는 하부에는 제 2 투과홀(232)에 의해 노출된 영역에서의 두께가 버퍼층(234)의 최하부면에 형성된 두께보다 두꺼우며, 상기 버퍼층(234)이 가지는 경사부 영역(III)을 따라 표면 단차를 가지는 컬러필터(236)가 형성되어 있고, 컬러필터(236)의 하부면에는 컬러필터(236)의 표면 단차를 따라 반사부(R)와 투과부(T) 간에 셀갭차를 주는 공통 전극(238)이 형성되어 있다.
이하, 표 1은 하나의 화소부 즉, 1 서브픽셀을 기준으로 10.4 ″SVGA(super video graphic array) 모델을 기준으로 반사부와 투과부의 콘트라스트비가 6 : 4 인 경우, 반사부와 투과부의 색재현율을 NTSC(National Television System Committee) 색좌표를 이용하여 15 % 또는 20 %로 균일하게 맞추기 위해, 반사부 컬러필터 및 투과부 컬러필터, 버퍼층 그리고, 반사부 컬러필터와 투과부 컬러필터의 표면 단차 두께 조건을 나타낸 실험데이터에 관한 것이다.
<표 1>
상기 데이터 결과와 같이, 본 발명에 따른 DCF방식 반사투과형 액정표시장치에서는 반사부와 투과부 간의 색재현율을 균일하게 유지하기 위하여, 버퍼층의 두께를 3 ㎛로 했을 때, 반사부 컬러필터와 투과부 컬러필터의 두께비를 대략 1 : 2로 맞출 수 있으며, 이때 반사부와 투과부 셀갭차에 대응되는 반사부 컬러필터와 투과부 컬러필터 간의 표면 단차는 2.2 ㎛에 해당됨에 따라, 버퍼층의 두께를 셀갭차보다 크게함에 따라 반사부 컬러필터와 투과부 컬러필터간의 색특성 및 반사부와 투과부 간의 균일한 광학효율 특성을 동시에 만족할 수 있게 된다.
본 발명에 따른 반사부 컬러필터와 투과부 컬러필터는 반사부 및 투과부의 색재현율을 각각 10 내지 25 %로 일정하게 구현할 수 있는 범위에서 선택되는 것이 바람직하다.
그러나, 본 발명은 상기 실시예 들로 한정되지 않고, 본 발명의 취지에 어긋나지 않는 한도 내에서 다양하게 변경하여 실시해도 무방하다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 단차구조를 가지는 버퍼층을 포함한 DCF방식 반사투과형 액정표시장치에 의하면 다음과 같은 효과를 가진다.
첫째, 반사부 컬러필터와 투과부 컬러필터의 원하는 두께차를 용이하게 설계할 수 있어, 반사부와 투과부 간의 색재현율을 균일하게 유지할 수 있다.
둘째, 어레이 기판에 별도의 셀갭조정용 단차패턴을 형성하지 않기 때문에, 고단차로 인한 전극간의 단락을 방지할 수 있으며, 반사효율 향상을 위한 MRS 구조를 용이하게 적용할 수 있다.
셋째, 반사부 컬러필터와 투과부 컬러필터 간의 경사부를 대향 기판의 반사층과 대응되는 영역에 위치하도록 함으로써, 개구율 감소없이 빛샘 현상을 방지할 수 있고, 투과부의 콘트라스비를 향상시킬 수 있다.

Claims (10)

  1. 서로 일정간격 이격되게 대향된 제 1, 2 기판과, 상기 제 1, 2 기판 사이에 개재된 액정층과, 상기 제 1 기판의 배면에 위치하는 백라이트를 포함하며, 상기 백라이트 빛을 투과광원으로 이용하는 영역인 투과부와, 외부로부터 입사된 빛을 반사광원으로 이용하는 영역인 반사부를 가지는 반사투과형 액정표시장치에 있어서,
    상기 제 2 기판 하부의 투과부와 대응된 위치에서 투과홀을 가지며, 상기 반사부 액정층의 두께와 상기 투과부 액정층간의 두께차보다 두껍게 형성된 버퍼층과;
    상기 버퍼층 하부에 위치하며, 상기 투과부에서의 두께가 반사부에서의 두께보다 두꺼우며, 상기 반사부와 투과부 간 액정층의 두께차에 대응되는 표면단차를 가지는 컬러필터와;
    상기 컬러필터 하부에 위치하며, 상기 컬러필터의 표면단차에 대응되는 표면단차를 가지는 공통 전극
    을 포함하며, 상기 제 1 기판의 반사부에는 반사층이 형성되어 있고, 상기 제 1 기판의 투과부에는 투과 전극이 형성되어 있으며, 상기 컬러필터는, 상기 버퍼층 하부에 위치하는 제 1 영역과, 상기 제 2 기판과 연접되게 위치하는 제 2 영역과, 상기 제 1 영역과 제 2 영역의 경계단차부에 형성된 제 3 영역으로 이루어지고, 상기 컬러필터의 제 1 영역과 제 3 영역이 상기 제 1 기판의 반사층과 대응되어 반사부 컬러필터를 이루고, 상기 제 2 영역이 투과부 컬러필터를 이루는 것을 특징으로 하는 DCF방식 반사투과형 액정표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 기판 내부면에 투과 전극이 형성되어 있고, 상기 투과 전극 상에 절연층이 형성되어 있으며, 상기 절연층 상부의 투과부와 대응된 위치에서, 상기 투과홀을 노출시키는 투과홀을 가지는 반사층이 형성되어 있는 DCF방식 반사투과형 액정표시장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 버퍼층은, 상기 투과홀 간에 경사부 영역을 가지고, 상기 경사부 영역은 제 1 기판의 반사층과 대응되게 위치하며, 상기 반사층과 대응된 영역은 반사부를 이루고, 상기 공통 전극이 가지는 표면 단차에 의해 투과부 액정층의 두께가 반사부의 액정층의 두께보다 두꺼운 DCF방식 반사투과형 액정표시장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 버퍼층은 투광성이 높은 무기절연물질, 유기절연물질 중 어느 하나에서선택되는 DCF방식 반사투과형 액정표시장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 반사부와 투과부는 각각 10 내지 25 %의 색재현율을 구현하도록 상기 반사부 컬러필터와 투과부 컬러필터가 선택되어짐을 특징으로 하는 반사투과형 액정표시장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 버퍼층의 높이는 2.5 ㎛ ~ 4. 0 ㎛임을 특징으로 하는 반사투과형 액정표시장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 컬러필터의 제 1 영역과 제 3 영역이 이루는 단차는 2.0 ㎛ ~ 2.5 ㎛임을 특징으로 하는 반사투과형 액정표시장치.
  8. 제 2 항에 있어서,
    상기 절연층은 반사부와 대응되는 위치에서 오목볼록한 면을 가지고, 상기 투과부와 대응되는 위치에서 평탄한 면을 가지며, 상기 절연층의 오목볼록한 면을 따라 반사층의 표면도 오목볼록한 면을 가지는 DCF방식 반사투과형 액정표시장치.
  9. 제 1 항 또는 제 2 항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 공통 전극 및 투과 전극은 투명 도전성 물질에서 선택되는 DCF방식 반사투과형 액정표시장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 투과부 액정층의 두께는 반사부 액정층 두께의 2배 수준인 반사투과형 액정표시장치.
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