KR100789148B1 - 반사-투과형 액정표시장치 - Google Patents

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Abstract

반사모드와 투과모드 사이의 색재현성의 차이를 최소화시키면서 제조 공정 수를 절감시킬 수 있는 반사-투과형 액정표시장치가 개시된다. 액정표시장치는 박막 트랜지스터가 형성된 하부기판 상에 제1 투과창이 형성된 유기 절연막을 형성하고, 그위로 상기 박막 트랜지스터와 연결된 투명전극을 형성한다. 다음 상기 제1 투과창과 대응하는 제2 투과창이 형성된 반사전극을 형성한 후, 컬러필터층을 형성한다. 이때, 상기 반사전극 상에 적층된 컬러필터층의 제1 높이는 상기 투명전극상에 적층된 컬러필터층의 제2 높이보다 낮다. 따라서, 반사모드와 투과모드 사이의 색재현성의 차이를 보상할 뿐만 아니라, 상기 액정표시장치의 제조 공정수를 절감시킬 수 있다. 또한, 상기 반사전극과 컬러필터층이 오정렬되는 현상을 방지할 수 있다.

Description

반사-투과형 액정표시장치{TRANSREFLECTIVE TYPE LIQUID CRYSTAL DISPLAY APPARATUS}
도 1은 일반적인 반사-투과형 액정표시장치를 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 반사-투과형 액정표시장치를 구체적으로 나타낸 단면도이다.
도 3a 내지 도 3f는 도 2에 도시된 하부기판을 제조하는 공정을 구체적으로 나타낸 도면들이다.
도 4는 도 3f에 도시된 하부기판의 화소 영역을 나타낸 평면도이다.
도 5는 도 2에 도시된 반사-투과형 액정표시장치의 하부기판의 다른 실시예를 구체적으로 나타낸 평면도이다.
도 6은 도 5에 도시된 하부기판을 절단선 Ⅰ-Ⅰ로 절단한 도면이다.
도 7은 도 2에 도시된 반사-투과형 액정표시장치의 하부기판의 또 다른 실시예를 구체적으로 나타낸 평면도이다.
도 8은 도 7에 도시된 하부기판을 절단선 Ⅱ-Ⅱ로 절단한 도면이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 반사-투과형 액정표시장치를 구체적으로 나타낸 단면도이다.
본 발명은 반사-투과형 액정표시장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 반사모드와 투과모드 사이의 색재현성을 향상시키면서 제조 공정 수를 절감시킬 수 있는 반사-투과형 액정표시장치에 관한 것이다.
오늘날과 같은 정보화 사회에 있어서 디스플레이 장치의 역할은 갈수록 중요해지며, 각종 디스플레이장치가 다양한 산업 분야에 광범위하게 사용되고 있다. 반도체 기술의 급속한 진보에 의해 각종 정보처리장치의 소형 및 경량화에 따라 디스플레이장치도 얇고 가벼우면서 또한, 저소비 전력의 특징을 갖춘 액정표시장치가 광범위하게 사용되고 있다.
이러한, 액정표시장치는 외부로부터 발생된 제1 광을 제공받아 영상을 표시하는 투과형 액정표시장치와 자체적으로 생성된 제2 광을 제공받아 영상을 표시하는 반사형 액정표시장치로 구분된다.
최근에는, 전력의 소모를 줄이면서 고화질의 영상을 구현하기 위해 반사형 액정표시장치와 투과형 액정표시장치의 장점을 모두 살려서 주변 광도에 적절한 시인성을 확보할 수 있는 반사-투과형 액정표시장치가 개발되고 있다.
이와 같은, 반사-투과형 액정표시장치는 외부 광량이 풍부한 곳에서는 제1 광을 이용하는 반사모드에서 영상을 디스플레이하고, 외부 광량이 부족한 곳에서는 자체에 충전된 전기 에너지를 소모하여 생성된 제2 광을 이용하는 투과모드에서 영상을 디스플레이한다.
도 1은 종래의 반사-투과형 액정표시장치를 나타낸 단면도이다.
도 1을 참조하면, 반사-투과형 액정표시장치(90)는 하부기판(60), 상기 하부기판(60)과 대향하여 구비되는 상부기판(70) 및 상기 하부기판(60)과 상기 상부기판(70)과의 사이에 주입된 액정층(80)으로 이루어진다.
상기 하부기판(60)은 제1 절연기판(10) 상에 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor; 이하, TFT; 20) 및 상기 TFT(20)와 연결된 화소전극(40, 50)이 형성된 기판이다. 상기 화소전극(40, 50)은 상기 TFT(20)의 드레인 전극(24)과 연결된 투명전극(40) 및 상기 투명전극(40) 상에 형성되고, 상기 투명전극(40)을 부분적으로 노출시키는 투과창(51)을 갖는 반사전극(50)으로 이루어진다.
여기서, 상기 화소전극(40, 50)이 상기 TFT(20)의 게이트 및 소오스 전극(21, 23)과 절연된 상태를 유지시키기 위하여 상기 TFT(20)와 상기 화소전극(40, 50)과의 사이에는 상기 드레인 전극(24)을 노출시키기 위한 콘택홀(31)이 형성된 유기 절연막(30)이 개재된다.
한편, 상기 상부기판(70)은 상기 하부기판(60)과 대향하여 구비되고, 제2 절연기판(71) 상에 RGB 색화소로 이루어진 컬러필터층(72) 및 상기 컬러필터층(72)의 전면적에 걸쳐서 균일하게 도포된 공통전극(73)이 형성된 기판이다.
이와 같은 구조를 갖는 상기 반사-투과형 액정표시장치(90)는, 상기 상부기판(70)을 통해 입사되는 상기 제1 광(L1)을 상기 반사전극(50)에서 반사하여 다시 상기 상부기판(70)을 통해 외부로 출사시킴으로써 영상을 표시하는 반사모드와 상기 하부기판(60)의 후면에서 입사되는 상기 제2 광(L2)을 그대로 투과시킴으로써 영상을 표시하는 투과모드에서 구동된다.
그러나, 종래의 반사-투과형 액정표시장치(90)는 상기 반사모드와 투과모드 사이에서 색재현성의 차이가 발생한다. 상기 반사모드에서 상기 제1 광(L1)은 상기 상부기판(70)을 통해 입사된 후, 상기 반사 전극(50)에 의해 반사되어 다시 상기 상부기판(70)을 통해 출사된다. 따라서, 상기 제1 광(L1)은 상기 상부기판(70)에 형성된 상기 컬러필터층(72)을 두 번 통과한다. 반면, 상기 투과모드에서는 상기 제2 광(L2)이 상기 하부기판(60)으로 입사된 후, 상기 상부기판(70)을 통해 출사됨으로써 상기 상부기판(70)의 상기 컬러필터층(72)을 한번만 통과한다.
따라서, 상기 반사 모드에서와 상기 투과 모드와의 사이에서 색재현성의 차이가 발생한다.
따라서, 본 발명의 목적은 반사모드와 투과모드 사이의 색재현성의 차이를 최소화할 수 있으면서 제조 공정 수를 절감시킬 수 있는 반사-투과형 액정표시장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 반사전극과 컬러필터층 사이의 미스 얼라인을 방지할 수 있는 반사-투과형 액정표시장치를 제공하는 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 반사-투과형 액정표시장치는, ⅰ) 제1 절연기판, ⅱ) 상기 제1 절연기판 상에 형성된 박막 트랜지스터, ⅲ) 상기 박막 트랜지스터를 포함하는 상기 제1 절연기판 상에 형성되고, 제1 투과창이 형성 된 절연층, ⅳ) 상기 절연층 및 상기 제1 투과창에 의해 노출된 상기 제1 절연기판 상에 균일한 두께로 형성되고, 상기 박막 트랜지스터와 연결된 투명전극, ⅴ) 상기 투명전극 상에 형성되고, 상기 제1 투과창과 대응하여 제2 투과창이 형성된 반사전극, ⅵ) 상기 반사전극 및 상기 제2 투과창에 의해 노출된 상기 화소전극 상에 적층된 컬러필터층을 포함하는 제1 기판, 제2 절연기판 상에 상기 투명전극과 대향하여 공통 전극이 형성된 제2 기판 및 상기 제1 기판과 상기 제2 기판과의 사이에주입된 액정을 포함한다.
상술한 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 반사-투과형 액정표시장치는, ⅰ) 제1 절연기판, ⅱ) 상기 제1 절연기판 상에 형성되고 제1 투과창이 형성된 절연층, ⅲ) 상기 제1 투과창과 대응하여 형성된 제2 투과창을 갖고 상기 절연층 상에 균일한 두께로 형성된 반사판, ⅳ) 상기 반사판 및 상기 제1 투과창에 의해 노출된 상기 제1 절연기판 상에 형성된 컬러필터층, ⅴ) 상기 컬러필터층 상에 형성된 공통전극을 포함하는 제1 기판, 제2 절연기판, 상기 제2 절연기판 상에 형성된 박막 트랜지스터 및 상기 박막 트랜지스터와 연결된 투명전극을 포함하는 제2 기판 및 상기 제1 기판과 상기 제2 기판과의 사이에 주입된 액정을 포함한다.
이와 같은 액정표시장치에 따르면, 박막 트랜지스터가 형성된 제1 기판 상에는 제1 투과창을 갖는 유기 절연막이 형성되고, 그 위로 투명전극이 형성된다. 다음, 상기 제1 투과창과 대응하는 제2 투과창이 형성된 반사전극을 형성한 후, 컬러필터층을 형성한다. 따라서, 상기 반사전극 상에 적층된 컬러필터층과 상기 투명전극상에 적층된 컬러필터층과의 사이에 단차를 형성한다.
그러므로, 반사모드와 투과모드 사이의 색재현성의 차이를 보상할 수 있고, 상기 반사전극과 컬러필터층이 오정렬되는 현상을 방지할 수 있다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 반사-투과형 액정표시장치를 보다 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 반사-투과형 액정표시장치를 구체적으로 나타낸 단면도이다.
도 2를 참조하면, 반사-투과형 액정표시장치(400)는 하부기판(100), 상기 하부기판(100)과 대향하여 구비되는 상부기판(200) 및 상기 하부기판(100)과 상기 상부기판(200)과의 사이에 주입된 액정층(300)으로 이루어진다.
상기 하부기판(100)은 유리, 석영 또는 사파이어와 같은 절연 물질로 이루어진 투명한 제1 절연기판(110) 상에 다수의 TFT(120)가 형성된 기판이다. 즉, 상기 제1 절연기판(110) 상에는 게이트 전극(121), 드레인 전극(126) 및 소오스 전극(125)을 포함하는 상기 TFT(120)가 형성되고, 그 위로 유기 절연막(130)이 형성된다.
상기 유기 절연막(130)은 상기 드레인 전극(126)을 부분적으로 노출시키기 위한 콘택홀(131)을 포함하고 있으며, 상기 유기 절연막(130)의 표면은 돌출 영역(133)과 함몰 영역(134)이 반복적으로 나타나는 요철구조를 갖는다. 상기 돌출 영역(133)은 상기 제1 절연기판(110)으로부터의 높이가 상대적으로 높은 영역이고, 상기 함몰 영역(134)은 상기 제1 절연기판(110)으로부터의 높이가 상대적으로 낮은 영역이다.
또한, 상기 유기 절연막(130)에는 상기 콘택홀(131) 이외에 게이트 절연막(122)을 부분적으로 노출시키는 제1 투과창(132)이 형성된다.
상기 유기 절연막(130) 상에는 인듐 틴 옥사이드(Indum Thin Oxide; 이하, ITO) 또는 인듐 징크 옥사이드(Indum Zinc Oxide; IZO)로 이루어진 투명전극(140)이 균일한 두께로 제공된다. 따라서, 상기 투명전극(140)은 상기 유기 절연막(130)의 표면 구조와 동일한 표면 구조를 갖는다. 또한, 상기 투명전극(140)은 상기 유기 절연막(130)의 상기 제1 투과창(132)에 의해 노출된 상기 게이트 절연막(122) 상에 균일한 두께로 제공된다.
상기 투명전극(140) 상에는 상기 제1 투과창(132)과 대응하여 상기 투명전극(140)을 노출시키기 위한 제2 투과창(151)이 형성된 반사전극(150)이 균일한 두께로 제공된다. 여기서, 상기 반사전극(150)은 상기 유기 절연막(130)의 표면 구조와 동일한 표면 구조를 갖는다.
상기 반사전극(150) 및 상기 제1 투과창(132)에 의해 노출된 투명전극(140) 상에는 컬러필터층(160)이 적층된다. 여기서, 상기 컬러필터층(160)의 상면은 전체적으로 플랫하게 형성된다. 따라서, 상기 반사전극(150) 상에 적층된 상기 컬러필터층(160)의 제1 높이(h1)는 상기 투명전극(140) 상에 적층된 상기 컬러필터층(160)의 제2 높이(h2)보다 낮다.
한편, 상기 상부기판(200)은 상기 하부기판(100)과 대향하여 구비되고, 제2 절연기판(210) 상에 공통전극(220)이 형성된 기판이다.
이와 같이 상기 하부기판(100)과 상기 상부기판(200)이 서로 결합되면, 그 사이로 액정(300)이 주입된다. 이로써, 상기 반사-투과형 액정표시장치(400)가 완성된다.
상기 반사-투과형 액정표시장치(400)는 외부로부터 발생되는 제1 광(L1)의 양이 풍부할 때에는 상기 제1 광(L1)을 이용하는 반사모드에서 영상을 표시하고, 상기 제1 광(L1)의 양이 부족할 때에는 자체적으로 생성된 제2 광(L2)을 이용하는 투과모드에서 영상을 표시한다.
구체적으로, 상기 반사모드에서는 상기 상부기판(200) 측으로부터 입사된 상기 제1 광(L1)을 상기 하부기판(100)에 형성된 상기 반사전극(150)에 의해 반사시킴으로써 영상을 표시한다. 또한, 상기 투과모드에서는 상기 하부기판(100)의 후면으로부터 입사된 제2 광(L2)을 상기 제1 및 제2 투과창(132, 151)을 통해 그대로 투과시킴으로써 영상을 표시한다.
이때, 상기 제1 광(L1)이 상기 컬러필터층(160)을 두 번 통과하더라도, 상기 제1 높이(h1)가 상기 제2 높이(h2)보다 작기 때문에, 반사모드와 투과모드 사이의 색재현성의 차이를 보상할 수 있다.
또한, 상기 하부기판(100) 상에 반사전극(150) 및 컬러필터층(160)을 동시에 형성함으로써, 상기 컬러필터층(160)을 상기 상부기판(200) 상에 형성할 경우에 발생되었던 상기 반사전극(150)과 컬러필터층(160)의 미스 얼라인 현상을 방지할 수 있다.
이하, 상기 하부기판(100)을 제조하는 과정을 도 3a 내지 도 3g를 참조하여 구체적으로 설명한다.
도 3a 내지 도 3f는 도 2에 도시된 하부기판을 제조하는 공정을 구체적으로 나타낸 도면들이다. 도 4는 도 3f에 도시된 하부기판을 나타낸 평면도이다.
도 3a를 참조하면, 상기 제1 절연기판(110) 상에는 게이트 전극(121), 소오스 전극(125) 및 드레인 전극(126)을 포함하는 TFT(120)가 형성된다.
먼저, 상기 제1 절연기판(110) 상에는 알루미늄(Al), 크롬(Cr) 또는 몰리브덴 텅스텐(MoW)으로 이루어진 제1 금속막(미도시)을 증착한 후 패터닝하여 게이트 전극(121)을 형성한다. 이후, 상기 게이트 전극(121) 및 상기 게이트 전극(121)을 제외한 상기 제1 절연기판(110) 상에 실리콘 산화물로 이루어진 게이트 절연막(122)을 제공한다.
그후, 상기 게이트 절연막(122) 상에 아몰퍼스 실리콘막과 인 시튜(in-situ)로 도핑된 n+ 아몰퍼스 실리콘막을 플라즈마 화학 기상 증착 방법으로 차례로 적층한다. 다음, 적층된 아몰퍼스 실리콘막과 n+ 아몰퍼스 실리콘막을 패터닝하여 상기 게이트 전극과 대응하는 영역에 반도체층(123) 및 오믹 콘택층(124)을 형성한다. 여기서, 아몰퍼스 실리콘막에 소정의 강도를 갖는 레이저를 조사하여 상기 반도체층(123)을 폴리 실리콘 층으로 전환시킬 수도 있다.
이후, 상기 오믹 콘택층(124)과 일부 중첩되도록 상기 게이트 절연막(122) 상에 소오스 및 드레인 전극(125, 126)이 형성된다. 이로써, 상기 제1 절연기판(110) 상에 상기 TFT(120)가 형성된다.
도 3b를 참조하면, 상기 TFT(120)가 형성된 상기 제1 절연기판(110)의 상면 에는 전면에 걸쳐서 감광막(135)이 스핀 코팅 방법으로 도포된다. 상기 감광막(135)은 BCB(bisbenzocyclobutene) 또는 PFCB(perfluorocyclobutene) 등으로 이루어진 유기 절연 물질로 이루어지거나, 산화 규소막(SiO2) 또는 질화 규소막(SiNx) 따위의 무기 절연 물질로 이루어질 수 있다.
다음, 적층된 상기 감광막(135) 상에 소정의 패턴을 갖는 패턴 마스크(136)를 배치시킨 후 상기 감광막(135)을 노광한다.
상기 노광된 감광막(135)을 현상하면, 도 3c에 도시된 바와 같이, 소정의 형태로 패터닝된 유기 절연막(130)이 형성된다. 구체적으로, 상기 유기 절연막(130)에는 상기 TFT(120)의 드레인 전극(126)을 노출시키기 위한 콘택홀(131) 및 상기 게이트 절연막(122)을 부분적으로 노출시키는 제1 투과창(132)이 형성된다. 또한, 상기 유기 절연막(130)의 표면은 상대적으로 높은 높이를 갖는 돌출 영역(133) 및 상대적으로 낮은 높이를 갖는 함몰 영역(134)이 반복적으로 나타나는 요철구조로 형성된다.
다음, 도 3d를 참조하면, 상기 유기 절연막(130) 및 상기 콘택홀(131)과 제1 투과창(132)에 의해 각각 노출된 상기 드레인 전극(126)과 게이트 절연막(122) 상에는 투명전극(140)이 형성된다. 상기 투명전극(140)은 상기 콘택홀(131)에 의해 상기 드레인 전극(126)와 연결되어 상기 TFT(120)로부터 전원을 공급받는다. 여기서, 상기 투명전극(140)은 ITO 또는 IZO와 같은 투명한 도전 물질로 이루어진다. 또한, 상기 투명전극(140)은 균일한 두께로 적층되기 때문에 상기 유기 절연막(130)과 동일한 표면 구조를 갖는다.
이후, 도 3e를 참조하면, 상기 투명전극(140) 상에는 상기 투명전극(140)을 부분적으로 노출시키고, 상기 제1 투과창(132)과 대응하여 형성된 제2 투과창(151)을 갖는 반사전극(150)이 적층된다. 상기 반사전극(150)은 반사율이 뛰어난 알루미늄(Al), 은(Ag), 알루미늄-구리(Al-Cu)의 합금 또는 알루미늄-실리콘-구리(Al-Si-Cu)의 합금과 같이 반사율이 뛰어난 금속으로 이루어진다. 이때, 상기 반사전극(150)은 상기 투명전극(1400 상에 균일한 두께로 적층되기 때문에 상기 투명전극(140)과 동일한 표면구조를 갖는다.
다음, 도 3f 및 도 4를 참조하면, 상기 반사전극(150) 및 상기 제2 투과창(151)에 의해 노출된 상기 투명전극(140) 상에는 컬러필터층(160)이 적층된다. 상기 컬러필터층(160)은 RGB 색화소로 이루어진다. 여기서, 상기 컬러필터층(160)의 상면은 전체적으로 플랫하게 형성된다.
따라서, 상기 반사전극(150) 상에 적층된 상기 컬러필터층(160)의 제1 높이(h1)와 상기 투명전극(140) 상에 적층된 상기 컬러필터층(160)의 제2 높이(h2)가 서로 다르다. 즉, 상기 반사전극(150) 상에 적층된 상기 컬러필터층(160)의 제1 높이(h1)와 상기 투명전극(140) 상에 적층된 상기 컬러필터층(160)의 제2 높이(h2)보다 낮다.
상기 반사모드에서 이용되는 상기 제1 광(L1)은 상기 컬러필터층(160)을 통해 상기 반사전극(150)으로 입사된 후 반사되어 상기 컬러필터층(160)을 통과하여 다시 출사된다. 따라서, 상기 제1 광(L1)은 상기 컬러필터층(160)을 두 번 통과한 다. 한편, 투과모드에서 이용되는 상기 제2 광(L2)은 상기 제1 절연기판(110)의 후면을 통해 입사된 후 상기 제2 투과창(151)을 통해 상기 컬러필터층(160)을 통과하여 출사된다.
이때, 상기 제1 광(L1)이 상기 컬러필터층(160)을 두 번 통과하더라도, 상기 제1 높이(h1)가 상기 제2 높이(h2)보다 작기 때문에, 반사모드와 투과모드 사이의 색재현성의 차이를 보상할 수 있다.
또한, 상기 하부기판(100) 상에 반사전극(150) 및 컬러필터층(160)을 동시에 형성함으로써, 상기 컬러필터층(160)을 상기 상부기판(200) 상에 형성할 경우에 발생되었던 상기 반사전극(150)과 컬러필터층(160)과의 미스 얼라인 현상을 방지할 수 있다.
이하, 본 발명의 일실시예에 적용되는 하부기판(100)의 다른 실시예를 도 5 내지 도 7을 참조하여 설명한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 하부기판의 다른 실시예를 구체적으로 나타낸 평면도이고, 도 6은 도 5에 도시된 하부기판을 절단선 Ⅰ-Ⅰ로 절단한 도면이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 상기 제1 절연기판(110) 상에 TFT(120)를 형성한 후 상기 TFT(120)가 형성된 상기 제1 절연기판(110) 상에 감광막(미도시)을 형성한다. 그 후, 상기 감광막을 패터닝하여 유기 절연막(130)을 형성한다. 이때, 상기 유기 절연막(130)에는 상기 TFT(120)의 드레인 전극(126)을 노출시키기 위한 콘택홀(131) 및 제1 투과창(132)이 형성된다.
이때, 상기 제1 투과창(132)이 형성된 영역에는 다수의 기둥(137)이 형성된다. 즉, 상기 다수의 기둥(137)은 상기 유기 절연막(130)에 상기 제1 투과창(132)을 형성하는 공정에서 상기 다수의 기둥(137)과 대응하는 패턴이 형성된 마스크(미도시)를 이용하여 상기 다수의 기둥(137)을 형성한다. 이때, 상기 다수의 기둥(137)은 상기 제1 절연기판(110) 측에서 볼 때 원형의 형태를 갖는다.
이후, 상기 유기 절연막(130), 상기 콘택홀(131)에 의해 노출된 드레인 전극(126), 상기 제1 투과창(131)에 의해 노출된 게이트 절연막(122) 및 다수의 기둥(137) 상에는 균일한 두께로 투명전극(140)이 적층된다.
이후, 상기 제1 투과창(132)과 대응하여 상기 투명전극(140)을 부분적으로 노출시키기 위한 제2 투과창(151)을 갖는 반사전극(150)이 상기 투명전극(140) 상에 형성된다.
다음, 상기 반사전극(150) 및 상기 제2 투과창(151)에 의해 노출된 상기 투명전극(140) 상에는 플랫한 표면 구조를 갖는 컬러필터층(160)이 적층된다. 즉, 상기 컬러필터층(160)은 상기 반사전극(150)과 대응하여 적층된 제1 높이(h1)가 상기 투과전극(140)과 대응하여 적층된 제2 높이(h2)보다 낮다.
이와 같이, 상기 제1 투과창(132)이 형성된 영역에 다수의 기둥(137)이 형성된 구조를 채용함으로써 상기 제1 투과창(132) 영역에 적층된 컬러필터층(160)이 내려앉는 현상을 방지할 수 있다.
즉, 상기 유기 절연막(130)은 상기 제1 투과창(132)이 형성된 영역과 위에 상기 반사전극(150)이 형성된 영역 사이에 단차를 갖고 있기 때문에, 그 위로 적층 되는 컬러필터층(160)이 플랫한 표면 구조를 갖도록 적층된다 할지라도 상기 제1 투과창(132) 영역에서는 상기 컬러필터층(160)이 함몰되는 현상이 발생할 수 있다. 따라서, 상기 제1 투과창(132) 영역에 다수의 기둥(137)을 불연속적으로 형성함으로써 상기 제1 투과창(132) 영역에 형성된 상기 컬러필터층(160)이 내려앉는 현상을 방지한다.
이러한 취지하에 형성된 본 발명의 다른 실시예에 따른 하부기판을 도 7 및 도 8에서 제시하고자 한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 하부기판의 또 다른 실시예를 구체적으로 나타낸 평면도이고, 도 8은 도 7에 도시된 하부기판을 절단선 Ⅱ-Ⅱ로 절단한 도면이다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 상기 제1 절연기판(110) 상에 TFT(120)를 형성한 후 상기 TFT(120)가 형성된 상기 제1 절연기판(110) 상에 감광막(미도시)을 형성한다. 그 후, 상기 감광막을 패터닝하여 유기 절연막(130)을 형성한다. 이때, 상기 유기 절연막(130)에는 상기 TFT(120)의 드레인 전극(126)을 노출시키기 위한 콘택홀(131) 및 다수의 제3 투과창(138)이 형성된다. 이때, 상기 다수의 제3 투과창(138)은 상기 제1 절연기판(110) 측에서 볼 때 사각형의 형태를 갖는다.
이후, 상기 유기 절연막(130), 상기 콘택홀(131)에 의해 노출된 드레인 전극(126) 및 상기 다수의 제3 투과창(138)에 의해 노출된 게이트 절연막(122) 상에는 균일한 두께로 투명전극(140)이 적층된다.
이후, 상기 다수의 제3 투과창(138)과 대응하여 상기 투명전극(140)을 부분 적으로 노출시키기 위한 다수의 제4 투과창(152)을 갖는 반사전극(150)이 상기 투명전극(140) 상에 형성된다.
다음, 상기 반사전극(150) 및 상기 다수의 제4 투과창(152)에 의해 노출된 상기 투명전극(140) 상에는 플랫한 표면 구조를 갖는 컬러필터층(160)이 적층된다. 즉, 상기 컬러필터층(160)은 상기 반사전극(150)과 대응하여 적층된 제1 높이(h1)가 상기 투과전극(140)과 대응하여 적층된 제2 높이(h2)보다 낮다.
이와 같이, 상기 다수의 제3 투과창(138)을 불연속적으로 다수로 형성함으로써 상기 다수의 제3 투과창(138) 영역에 적층된 상기 컬러필터층(160)이 내려앉는 현상을 방지한다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 반사-투과형 액정표시장치를 구체적으로 나타낸 단면도이다.
도 9를 참조하면, 반사-투과형 액정표시장치(800)는 상부기판(500), 상기 상부기판(500)과 대향하여 구비되는 하부기판(600) 및 상기 상부기판(500)과 상기 하부기판(600)과의 사이에 주입된 액정층(700)으로 이루어진다.
상기 상부기판(500)은 유리, 석영 또는 사파이어와 같은 절연 물질로 이루어진 투명한 제1 절연기판(510) 상에 다수의 TFT(520)가 형성된 기판이다. 즉, 상기 제1 절연기판(510) 상에는 게이트 전극(521), 드레인 전극(526) 및 소오스 전극(525)을 포함하는 상기 TFT(520)가 형성되고, 그 위로 제1 유기 절연막(530)이 형성된다. 상기 제1 유기 절연막(530)은 상기 드레인 전극(526)을 부분적으로 노출시키기 위한 콘택홀(531)을 포함하고 있다.
상기 제1 유기 절연막(530) 상에는 상기 콘택홀(531)에 의해 노출된 상기 드레인 전극(526)과 연결되는 투명전극(540)이 형성된다.
한편, 상기 하부기판(600)은 유리, 석영 또는 사파이어와 같은 절연 물질로 이루어진 제2 절연기판(610) 상에 제2 유기 절연막(620), 반사전극(630), 컬러필터층(640) 및 공통전극(650)이 순차적으로 적층된 기판이다.
구체적으로, 상기 제2 절연기판(610) 상에는 감광막(미도시)이 소정의 두께로 도포된다. 이후, 상기 감광막 상에 형성하고자 하는 제1 투과창(621)에 대응하는 패턴이 형성되어 있는 패턴 마스크(미도시)를 배치시킨다음 상기 감광막을 노광한다. 이후, 노광된 상기 감광막을 현상하면, 상기 제1 투과창(621)이 형성된 제2 유기 절연막(620)을 형성된다. 이때, 상기 제2 유기 절연막(620)의 표면은 상대적으로 높은 높이를 갖는 돌출영역(622)과 상대적으로 낮은 높이를 갖는 함몰영역(623)이 반복적으로 나타나는 요철구조로 형성된다.
이후, 상기 제2 유기 절연막(620) 상에는 상기 제1 투과창(621)에 대응하는 제2 투과창(631)이 형성된 반사전극(630)이 적층된다. 이때, 상기 반사전극(630)은 균일한 두께로 적층되기 때문에 상기 반사전극(630)의 표면은 상기 제2 유기 절연막(620)과 동일한 요철구조로 형성된다.
이후, 상기 반사전극(630) 및 상기 제1 투과창(621)에 의해 노출된 제2 절연기판(610) 상에는 컬러필터층(640)이 형성된다. 이때, 상기 컬러필터층(640)은 플랫한 표면구조를 갖는다. 따라서, 상기 컬러필터층(640)은 상기 반사전극(630) 상에 적층된 제1 높이(h1)는 상기 제2 절연기판(610) 상에 적층된 제2 높이(h2)보다 낮다.
다음, 상기 컬러필터층(610) 상에 균일한 두께로 공통전극(650)을 형성함으로써 상기 하부기판(600)이 완성된다. 이후, 상기 상부기판(500)과 상기 하부기판(600)이 서로 결합되면, 그 사이로 액정(700)이 주입된다. 이로써, 상기 반사-투과형 액정표시장치(800)가 완성된다.
이와 같이 구성된 상기 반사-투과형 액정표시장치(800)는, 외부로부터 발생되는 제1 광(L1)의 양이 풍부할 때에는 상기 제1 광(L1)을 이용하는 반사모드에서 영상을 표시하고, 상기 제1 광(L1)의 양이 부족할 때에는 자체적으로 생성된 제2 광(L2)을 이용하는 투과모드에서 영상을 표시한다.
구체적으로, 상기 반사모드에서는 상기 상부기판(500) 측으로부터 입사된 상기 제1 광(L1)을 상기 하부기판(600)에 형성된 상기 반사전극(630)에 의해 반사시킴으로써 영상을 표시한다. 또한, 상기 투과모드에서는 상기 하부기판(500)의 후면으로부터 입사된 제2 광(L2)을 상기 제1 투과창(621)을 통해 그대로 투과시킴으로써 영상을 표시한다.
이때, 상기 제1 광(L1)이 상기 컬러필터층(640)을 두 번 통과하더라도, 상기 제1 높이(h1)가 상기 제2 높이(h2)보다 작기 때문에, 반사모드와 투과모드 사이의 색재현성의 차이를 보상한다. 또한, 상기 반사전극(630)과 컬러필터층(640)과의 미스 얼라인 현상을 방지한다.
상술한 반사-투과형 액정표시장치에 따르면, 박막 트랜지스터가 형성된 하부 기판 상에는 제1 투과창이 형성된 유기 절연막이 형성되고, 그위로 상기 박막 트랜지스터와 연결된 투명전극이 형성된다. 다음 상기 제1 투과창과 대응하는 제2 투과창을 갖는 반사전극이 형성되고, 이후, 컬러필터층이 형성된다. 이때, 상기 반사전극 상에 적층된 컬러필터층의 제1 높이는 상기 투명전극상에 적층된 컬러필터층의 제2 높이보다 낮다.
따라서, 상기 제1 광이 상기 컬러필터층을 두 번 통과하더라도, 상기 제1 높이가 상기 제2 높이보다 작기 때문에, 반사모드와 투과모드 사이의 색재현성의 차이를 보상할 수 있다.
또한, 상기 하부기판에 상기 반사전극 및 컬러필터층을 함께 형성함으로써, 상기 컬러필터층을 상부기판에 형성하고, 상기 반사전극을 상기 하부기판에 분리해서 형성하는 경우에 발생되었던 상기 반사전극과 컬러필터층이 오정렬되는 현상을 방지할 수 있다.
실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (8)

  1. ⅰ) 제1 절연기판, ⅱ) 상기 제1 절연기판 상에 형성된 박막 트랜지스터, ⅲ) 상기 박막 트랜지스터를 포함하는 상기 제1 절연기판 상에 형성되고, 제1 투과창이 형성된 절연층, ⅳ) 상기 절연층 및 상기 제1 투과창에 의해 노출된 상기 제1 절연기판 상에 균일한 두께로 형성되고, 상기 박막 트랜지스터와 연결된 투명전극, ⅴ) 상기 투명전극 상에 형성되고, 상기 제1 투과창과 대응하여 제2 투과창이 형성된 반사전극, ⅵ) 상기 반사전극 및 상기 제2 투과창에 의해 노출된 상기 화소전극 상에 적층된 컬러필터층을 포함하는 제1 기판;
    제2 절연기판 상에 상기 투명전극과 대향하여 공통 전극이 형성된 제2 기판; 및
    상기 제1 기판과 상기 제2 기판과의 사이에 주입된 액정을 포함하는 반사-투과형 액정표시장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 컬러필터층은 플랫한 표면 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 반사-투과형 액정표시장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 반사전극 상에 적층된 상기 컬러필터층의 제1 높이가 상기 제2 투과창에 대응하는 부분에서 상기 화소전극 상에 적층된 상기 컬러필터층의 제2 높이보다 낮은 것을 특징으로 하는 반사-투과형 액정표시장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제1 투과창은 소정의 높이로 돌출된 다수의 절연 기둥을 포함하는 것을 특징으로 하는 반사-투과형 액정표시장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제1 투과창은 복수로 형성되는 것을 특징으로 하는 반사-투과형 액정표시장치.
  6. ⅰ) 제1 절연기판, ⅱ) 상기 제1 절연기판 상에 형성되고 제1 투과창이 형성된 절연층, ⅲ) 상기 제1 투과창과 대응하여 형성된 제2 투과창을 갖고 상기 절연층 상에 균일한 두께로 형성된 반사판, ⅳ) 상기 반사판 및 상기 제1 투과창에 의해 노출된 상기 제1 절연기판 상에 형성된 컬러필터층, ⅴ) 상기 컬러필터층 상에 형성된 공통전극을 포함하는 제1 기판;
    제2 절연기판, 상기 제2 절연기판 상에 형성된 박막 트랜지스터 및 상기 박막 트랜지스터와 연결된 투명전극을 포함하는 제2 기판; 및
    상기 제1 기판과 상기 제2 기판과의 사이에 주입된 액정을 포함하는 반사-투과형 액정표시장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 컬러필터층은 플랫한 표면구조를 갖는 것을 특징으로 하는 반사-투과형 액정표시장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 반사판 상에 적층된 상기 컬러필터층의 제1 높이가 상기 제2 투과창에 대응하는 부분에서 상기 제2 절연기판 상에 적층된 상기 컬러필터층의 제2 높이보다 낮은 것을 특징으로 하는 반사-투과형 액정표시장치.
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