KR100806182B1

KR100806182B1 - 반사형 액정표시장치용 콜레스테릭 액정 컬러필터 및 그의제조방법

Info

Publication number: KR100806182B1
Application number: KR1020010060616A
Authority: KR
Inventors: 이종훈
Original assignee: 엘지.필립스 엘시디 주식회사
Priority date: 2001-09-28
Filing date: 2001-09-28
Publication date: 2008-02-21
Also published as: KR20030026734A

Abstract

기존의 CLC 컬러필터를 포함하는 반사형 액정표시장치에서는, 광차단용 블랙매트릭스를 박막트랜지스터에 직접적으로 덮는 구조로 형성하여, 상기 블랙매트릭스 물질에 의해 박막트랜지스터의 소자특성이 저하되는 문제점이 있었다. 이러한 문제점을 해결하기 위해서, 본 발명에서는 박막트랜지스터와 대향하는 CLC 컬러필터의 컬러별 경계부에 투명 영역을 형성하여, 상기 투명 영역에서 광흡수층까지 서로 대응되는 영역을 박막트랜지스터용 블랙매트릭스부로 이용하므로써, 공정수 감소 및 소자의 안정성을 꾀할 수 있는 생산 수율이 향상된 반사형 액정표시장치를 제공할 수 있는 장점을 가진다.

Description

반사형 액정표시장치용 콜레스테릭 액정 컬러필터 및 그의 제조방법{Cholesteric Liquid Crystal Color Filter used for a Reflective Liquid Crystal Display Device and Method of Fabricating the same}

도 1은 기존의 CLC 컬러필터를 포함하는 반사형 액정표시장치의 일부 영역에 대한 개략적인 단면도.

도 2는 상기 도 1의 "I" 영역에 대한 확대 단면도.

도 3a 내지 3f는 상기 도 1의 반사형 액정표시장치용 CLC 컬러필터 기판의 제조공정을 단계별로 각각 나타낸 단면도.

도 4는 본 발명에 따른 반사형 액정표시장치의 일부 영역에 대한 단면도.

도 5a 내지 5g는 상기 도 4의 반사형 액정표시장치용 CLC 컬러필터 기판의 제조공정을 단계별로 각각 나타낸 단면도.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

100 : 투명 기판 110 : 상부 기판

112 : 화소 전극 114 : 상부 배향막

116 : 위상차판 118 : 편광판

120 : 액정층 130 : 하부 기판

132 : 광흡수층 134 : CLC용 배향막

136a, 136b, 136c : 적, 녹, 청 CLC 컬러필터

138 : 투명 영역 140 : 공통 전극

142 : 하부 배향막 T : 박막트랜지스터

Ⅲ : CLC 컬러필터층

본 발명은 반사형 액정표시장치에 관한 것으로, 특히 반사형 액정표시장치용 콜레스테릭 액정 컬러필터(Cholesteric Liquid Crystal Color Filter 이하, CLC 컬러필터로 약칭함) 및 그의 제조방법에 관한 것이다.

최근에 액정표시장치는 소비전력이 낮고, 휴대성이 양호한 기술집약적이며 부가가치가 높은 차세대 첨단 디스플레이(display) 소자로 각광받고 있다.

상기 액정표시장치는 박막트랜지스터(Thin Film Transistor ; TFT)를 포함하는 어레이 기판과 컬러 필터 기판 사이에 액정을 주입하여, 이 액정의 이방성에 따른 빛의 굴절률 차이를 이용해 영상효과를 얻는 비발광 소자로서, 별도의 광원으로백라이트를 포함한다.

그러나, 이 백라이트에서 생성된 빛은 액정표시장치의 각 셀을 통과하면서 실제로 화면상으로는 7% 정도만 투과된다.

즉, 고휘도의 액정표시장치를 제공하기 위해서는 백라이트를 더욱 밝게 해야 하므로, 전력 소모량이 커지게 된다.

따라서, 충분한 백라이트의 전원 공급을 위해서는 전원 공급 장치의 용량을 크게 하여, 무게가 많이 나가는 배터리(battery)를 사용해왔다. 그러나, 이 또한 사용시간에 제한이 있어 왔다.

상술한 문제점을 해결하기 위해 최근에 백라이트광을 사용하지 않는 반사형 액정표시장치가 연구/개발되고 있다.

이 반사형 액정표시장치는 외부광을 이용하여 동작하므로, 백라이트가 소모하는 전력량을 대폭 감소시키는 효과가 있기 때문에, 장시간 휴대사용이 가능하여 전자수첩이나 PDA(Personal Digital Assistant) 등의 휴대용 표시소자로 이용되고 있다.

이러한 반사형 액정표시장치에서는, 기존 투과형 액정표시장치에서 투명전극으로 형성된 화소부가 불투명의 반사특성을 띠는 반사판 또는 반사전극(이하, 반사층으로 통칭함)으로 되어 있다.

그러나, 이러한 반사형 액정표시장치는 외부광을 이용하므로, 휘도가 상당히 떨어지는 문제점이 발생한다.

상기와 같이 휘도가 떨어지는 문제는 이 반사형 액정표시장치의 특성상, 외부광이 상기 컬러필터 기판을 통과하고 이어 상기 하부기판에 위치하는 반사층에 의해 반사된 후, 다시 컬러필터 기판을 투과해서 화상으로 표현되는 방식으로, 이 컬러필터를 2번 통과하면서 빛의 투과율이 떨어져 휘도가 낮아지게 된다.

일반적으로 컬러필터의 두께는 투과율과는 반비례하고, 색순도와는 비례관계를 가지므로, 상기와 같이 휘도가 떨어지는 문제점을 해결하기 위해서는 이 컬러필터의 두께를 얇게 하여 투과율을 높이고 색순도를 낮추는 방법이 있으나, 컬러필터로 이용되는 레진의 특성상 컬러필터를 일정두께 이하로 제조하는데는 한계가 있다.

상술한 문제점을 해결하기 위하여, 빛을 선택적으로 반사/투과하는 특성을 가지는 CLC를 컬러필터로 이용하는 액정표시장치가 연구/개발되었다.

이 CLC 컬러필터를 반사형 액정표시장치에 적용하면, 기존의 반사형 액정표시장치에서의 반사층을 생략할 수 있어 공정을 단순화시킬 수 있고, 색순도 및 콘트라스트비(contrast ratio)를 높일 수 있는 장점을 가진다.

왜냐하면, 상기 CLC는 나선형 구조를 이루고, 이 CLC의 선택반사 파장대는 나선형 피치(pitch) 조정에 의해 결정되므로, 한 화소에서 피치의 분포에 따라서 반사되는 파장대를 조절할 수 있기 때문이다.

좀 더 상세히 설명하면, 인간이 눈으로 볼 수 있는 가시광의 파장영역은 400∼700㎚ 사이의 작은 파장대에 한정된다. 이때, 상기 가시광선 중 적색(Red)은 650nm의 파장대에 해당하며, 녹색(Green)은 550nm부근에 해당하며, 청색(Blue)은 450nm부근의 파장대에 해당한다.

즉, 상기 CLC의 특성을 이용하여, 기판 상에 CLC층을 형성한 후, 적, 녹, 청 각각의 컬러에 해당하는 파장영역을 선택하고, 각각의 중심파장에 대해 좌, 우 피 치 편차가 생기도록 조건을 조절하여 피치편차에 해당하는 파장영역에서 좌원편광 또는 우원편광된 빛을 선택적으로 반사/투과시키는 특성을 갖도록 형성할 수 있다.

즉, 가시광선 중 각 화소에 해당하는 상기 컬러의 고유한 파장만을 선택적으로 반사시키도록 CLC의 피치를 인위적으로 조절할 수 있다.

그러므로, 기존의 안료 또는 염료로 이루어진 컬러필터를 포함하는 반사형 액정표시장치는 어레이 기판을 하부 기판으로 하고, 컬러필터 기판을 상부 기판으로 하는 구조였지만, 상기 CLC 컬러필터를 포함하는 반사형 액정표시장치는, 이 CLC 컬러필터가 반사층 겸용 컬러필터 역할을 하므로, 이 CLC 컬러필터 기판을 하부 기판으로 하고, 어레이 기판을 상부 기판으로 하는 구조를 가지게 된다.

더욱이, 기존의 안료 또는 염료로 이루어진 컬러필터에서는, 특정 파장대에 해당하는 빛만을 흡수하여 컬러를 구현하므로, 컬러별 색구분을 위해서 별도의 블랙매트릭스를 포함했으나, 상기 CLC 컬러필터에서는 CLC의 피치 조절에 의해 컬러별 파장대에 해당하는 빛만을 선택적으로 반사 또는 투과하는 방식이므로, 컬러필터 기판에서 별도의 블랙매트릭스를 생략할 수 있다.

이하, 도 1은 일반적인 CLC 컬러필터를 포함하는 반사형 액정표시장치의 일부 영역에 대한 개략적인 단면도이다.

도시한 바와 같이, 어레이 기판인 상부 기판(10)과, 컬러필터 기판인 하부 기판(22)이 서로 대향되어 있고, 이 상부 및 하부 기판(10, 22) 사이에는 액정층(20)이 개재되어 있다.

상기 상부 기판(10)의 투명 기판(1) 하부에는 박막트랜지스터(T)가 형성되어 있고, 도면으로 제시하지는 않았지만, 이 박막트랜지스터(T)와 연결되어 게이트 및 데이터 배선이 형성되어 있고, 이 두 배선은 서로 교차되어 화소 영역(pixel area)을 정의한다.

상기 박막트랜지스터(T)와 연결되어 액정에 전압을 인가하는 한쪽 전극인 화소 전극(12)이 형성되어 있고, 상기 박막트랜지스터(T)를 덮는 하부에는 박막트랜지스터(T)로의 광유입을 차단하는 블랙매트릭스(14)가 형성되어 있고, 상기 화소 전극(12) 및 블랙매트릭스(14)를 덮는 하부에는 상부 배향막(16)이 형성되어 있다.

그밖에, 상기 상부 기판(10)의 투명 기판(1)의 상부에는 빛의 위상차를 조정하는 위상차판(18)과 해당 편광축과 일치하는 빛만을 투과시키는 편광판(19)이 차례대로 적층되어 있다.

그리고, 상기 하부 기판(22)의 투명 기판(1) 상에는 화소 단위로 적, 녹, 청 CLC 컬러필터(28)가 형성되어 있고, 이 CLC 컬러필터(28)와 연접하는 하부에는 CLC용 배열을 유도하기 위한 CLC용 배향막(26)이 형성되어 있고, 이 CLC용 배향막(26) 하부에는 상기 CLC 컬러필터(28)에서 선택 투과된 빛을 흡수하는 광흡수층(24)이 형성되어 있고, 상기 CLC 컬러필터(28)의 상부에는 액정에 전압을 인가하는 다른 한쪽 전극 역할을 하는 공통전극(30)이 형성되어 있으며, 이 공통전극(30) 상부에는 하부 배향막(32)이 형성되어 있다.

이하, 도 2는 상기 도 1의 한 박막트랜지스터부에 대한 확대 단면도로서, 설명의 편의상 상기 도 1의 상부 기판의 투명 기판을 최하부층으로 하여 설명한다.

도시한 바와 같이, 상기 반사형 액정표시장치용 박막트랜지스터(T)는 게이트 전극(34)과, 이 게이트 전극(34) 상부에 형성된 게이트 절연막(36)과, 이 게이트 절연막(36) 상의 상기 게이트 전극(34)을 덮는 위치에 형성된 반도체층(38)과, 이 반도체층(38) 상부에 서로 일정간격 이격되어 형성된 소스 및 드레인 전극(40, 42)과, 이 소스 및 드레인 전극(40, 42) 사이 구간에 노출된 반도체층(38) 영역으로서, 전원의 온/오프(on/off)에 따라 전하의 이동을 제어하는 채널(ch)로 구성되어 있다.

그리고, 상기 박막트랜지스터(T)를 덮는 상부에는 드레인 콘택홀(17)을 가지는 블랙매트릭스(14)가 형성되어 있고, 이 드레인 콘택홀(17)을 통하여 상기 드레인 전극(42)과 연결되어 화소 전극(12)이 형성되어 있다.

상기 반도체층(38)을 이루는 물질로는, 저온 공정이 가능한 비정질 실리콘(a-Si)이 주로 이용되는데, 이 비정질 실리콘은 빛에 의해 광누설 전류를 발생시키므로 상기 채널(ch)부에 광조사가 되는 것을 방지하는 블랙매트릭스(14)가 요구되는 것이다.

상기 블랙매트릭스(14)를 이루는 재질로는 크롬(Cr) 또는 크롬 옥사이드(CrOx)/크롬과 같은 금속계 물질을 들 수 있으나, 이 금속계 물질은 박막트랜지스터(T)와 접촉 특성이 떨어지므로, 레진계 물질이 주로 이용된다.

그러나, 이 레진계 물질은 해당 공정후 잔재가 남기 쉬워, 이러한 잔재로 인해, 박막트랜지스터(T)에 누설전류가 발생되거나, 상기 드레인 콘택홀(17)에서 콘택불량이 유발되어, 상기 박막트랜지스터(T)와 화소 전극(12)간에 접촉불량이 발생할 수 있다.

그리고, 종래의 안료 또는 염료를 이용한 컬러필터를 포함한 액정표시장치에서는, 컬러필터 기판 상에 블랙매트릭스를 형성하여, 이 블랙매트릭스를 통해 컬러별 색구분과 빛샘방지 및 광누설 전류를 방지하도록 하였다.

그러나, 상기 CLC 컬러필터를 포함하는 반사형 액정표시장치에서는 전술한 CLC 컬러필터의 공정특성상, CLC 컬러필터 사이에 별도의 블랙매트릭스는 생략되고, 대신에 상기 박막트랜지스터를 직접적으로 덮는 위치에 블랙매트릭스를 형성하는 구조에 의해, 상술한 문제점을 가지게 된다.

이하, 상기 반사형 액정표시장치용 CLC 컬러필터 기판의 제조공정을 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 3a 내지 3f는 상기 도 1의 반사형 액정표시장치용 CLC 컬러필터 기판의 제조공정을 단계별로 각각 나타낸 단면도이다.

우선, 투명 기판(1)에 광흡수층(24)을 형성하고(도 3a), 이 광흡수층(24) 상에 CLC용 배향막(26)을 형성한다(도 3b).

이 CLC용 배향막(26)은 추후 형성될 CLC 컬러필터의 CLC의 배향을 유도하기 위한 목적으로 형성하는 것이다.

다음으로, 상기 CLC용 배향막(26) 상부에 CLC층(27)을 코팅한 후(도 3c), 상기 CLC층(27)이 형성된 기판 상에 적, 녹, 청 파장대별로 피치를 조절하는컬러링(coloring)을 위한 노광처리가 이어지게 된다(도 3d).

이 노광처리 단계에서는, 컬러링을 하고자 하는 영역과 대응되는 위치에 오픈 영역(II)을 가지는 마스크(25)를 배치한 후, 이 마스크(25)를 거쳐 컬러별 파장 대에 해당하는 피치를 조절하기 위한 노광처리를 하여, 일단 적색 CLC 컬러필터(28a)를 형성하고, 그 다음 도면으로 제시하지는 않았지만, 순서대로 녹, 청 CLC 컬러필터를 형성하여 CLC 컬러필터(28)를 완성하는 단계이다.

도 3e에서는, 상기 CLC 컬러필터(28)가 형성된 기판 상에, 자외선 경화처리를 하는 단계이다.

상기 자외선 경화처리 단계는 상기 CLC 컬러필터(28)가 외부광에 의해 변성되는 것을 방지하기 위한 단계이다.

도 3f에서는, 상기 자외선 경화처리 단계를 거친 기판상에, 투명 도전성 물질을 이용하여 공통전극(30)을 형성하고, 이 공통전극(30) 상부에 액정층(도 1의 20)용 하부 배향막(32)을 형성하는 단계이다.

일반적으로, 이 하부 배향막(32)은 상기 CLC용 배향막(도 3b의 26)과 동일물질로 이루어진다.

그리고, 상기 하부 배향막(32)을 형성한 후에는, 상기 액정층(도 1의 20)의 배향을 용이하기 제어하기 위해 일정한 방향으로 홈을 형성하는 러빙처리 공정이 이어진다.

이와 같이, 기존의 반사형 액정표시장치용 CLC 컬러필터 기판에는 별도의 블랙매트릭스 형성공정을 포함하지 않는 대신, 광차단용 블랙매트릭스를 박막트랜지스터에 직접적으로 덮는 구조로 형성하므로써, 박막트랜지스터의 소자특성이 저하되는 문제점이 있었다.

상기 문제점을 해결하기 위해서, 본 발명에서는 CLC 컬러필터 기판의 광흡수층의 일부영역을 박막트랜지스터용 블랙매트릭스로 이용하므로써, 공정수 감소 및 소자의 안정성을 꾀할 수 있는 생산 수율이 향상된 반사형 액정표시장치를 제공하는데 목적이 있다.

이를 위해서, 본 발명에서는 박막트랜지스터와 대향하는 CLC 컬러필터의 컬러별 경계부에 투명 영역을 형성하여, 상기 투명 영역에서 광흡수층까지 서로 대응되는 영역을 기존의 박막트랜지스터용 블랙매트릭스부로 이용하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 하나의 특징에서는 제 1 기판과; 상기 제 1 기판 하부에, 화소 단위로 형성된 박막트랜지스터 및 상기 박막트랜지스터와 연결 형성된 화소 전극과; 상기 박막트랜지스터 및 화소 전극 하부에 형성된 상부 배향막과; 상기 제 1 기판과 일정간격 이격되어 배치된 제 2 기판과; 상기 제 2 기판 상부에 형성된 광흡수층과; 상기 광흡수층 상부에 형성된 CLC용 배향막과; 상기 CLC용 배향막 상부에 화소 단위로 형성된 적(R), 녹(G), 청(B) CLC 컬러필터와, 상기 박막트랜지스터와 대응하는 위치의 상기 컬러별 경계부에 형성된 투명 영역으로 이루어진 CLC 컬러필터층과; 상기 CLC 컬러필터층 상부에 형성된 공통 전극과; 상기 공통 전극 상부에 형성된 하부 배향막과; 상기 상부 및 하부 배향막 사이에 개재된 액정층을 포함하는 반사형 액정표시장치를 제공한다.

그리고, 상기 광흡수층을 이루는 물질은 블랙레진(black resin)이며, 상기 투명 영역은, 상기 CLC 컬러필터의 별도의 노광처리를 통하여 이루어진 것이다.

삭제

상기 제 1 기판의 상부에 차례대로 형성된 위상차판, 편광판을 차례대로 더욱 포함한다.

본 발명의 또 하나의 특징에서는, 제 1, 2 기판을 구비하는 단계와; 상기 제 1 기판 상에 박막트랜지스터 및 상기 박막트랜지스터와 연결된 화소 전극을 형성하는 단계와; 상기 박막트랜지스터 및 화소 전극 상부에 상부 배향막을 형성하는 단계와; 상기 제 2 기판 상에 광흡수층을 형성하는 단계와; 상기 광흡수층 상부에 CLC용 배향막을 형성하는 단계와; 상기 CLC용 배향막 상부에 적(R), 녹(G), 청(B) CLC 컬러필터를 차례대로 형성하는 단계와; 상기 박막트랜지스터와 대응되는 위치의 상기 CLC 컬러필터의 컬러별 경계부를 투명 영역으로 형성하여, 상기 CLC 컬러필터 및 투명 영역으로 구성되는 CLC 컬러필터층을 완성하는 단계와; 상기 CLC 컬러필터층 상부에 공통 전극 및 하부 배향막을 차례대로 형성하는 단계를 포함하는 반사형 액정표시장치의 제조방법을 제공한다.

상기 적(R), 녹(G), 청(B) CLC 컬러필터를 형성하는 단계는, CLC를 코팅하는 단계와, 상기 CLC층 상부에 컬러별 해당 화소와 대응하는 영역이 오픈된 마스크를 배치하는 단계와, 상기 마스크를 통해 컬러별로 노광처리하여, 컬러별 피치를 조절하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 투명 영역을 형성하는 단계는, 상기 CLC 컬러필터와 일정간격 이격된 상부에 상기 박막트랜지스터와 대응하는 영역을 오픈시키는 마스크를 배치한 후, 또 다른 노광처리를 통해, 상기 오픈된 영역을 투명 영역으로 형성하는 단계인 것을 특징으로 한다.

상기 상부 배향막, CLC용 배향막 및 하부 배향막을 이루는 재질은 폴리이미드(polyimide)인 것을 특징으로 하고, 상기 광흡수층을 형성하는 단계는, 상기 기판 상에 블랙레진을 코팅하는 단계인 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 CLC 컬러필터층 상에 공통 전극을 형성하는 단계 전에는, 상기 CLC 컬러필터층 상부를 자외선 경화처리하는 단계를 더욱 포함한다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 4는 본 발명에 따른 반사형 액정표시장치의 일부 영역에 대한 개략적인 단면도로서, 다수 개의 주사선(scan line)과 신호선(signal line)이 서로 교차되어, 화소 영역을 정의하고, 이 교차되는 영역마다 각 화소를 개폐하는 박막트랜지스터가 형성된 액티브 매트릭스형 액정표시장치 구조를 일예로 하여 설명한다.

도시한 바와 같이, 서로 일정간격 이격되어 상부 기판(110)과 하부 기판(130)이 대향되어 있고, 이 상부 기판(110)과 하부 기판(130) 사이에 액정층(120)이 개재되어 있다.

상기 상부 기판(110)의 투명 기판(100) 하부에는 화소 단위로 박막트랜지스터(T)와, 이 박막트랜지스터(T)와 연결되어 화소 전극(112)이 형성되어 있다.

그리고, 이 박막트랜지스터(T) 및 화소 전극(112)의 하부에는 상부 배향막(114)이 형성되어 있고, 상기 상부 기판(110)의 투명 기판(100) 상부에는 위상차판(116), 편광판(118)이 차례대로 형성되어 있다.

상기 위상차판(116)은 경우에 따라 생략가능하다.

그리고, 상기 하부 기판(130)의 투명 기판(100) 상부에는 광흡수층(132), CLC용 배향막(134)이 차례대로 형성되어 있고, 이 CLC용 배향막(134)과 연접하는 상부에는 화소 단위로 적, 녹, 청 CLC 컬러필터(136a, 136b, 136c)가 형성되어 있는데, 이 CLC 컬러필터층(III)은 상기 박막트랜지스터(T)와 대응하는 컬러별 경계부에 투명 영역(138)을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 투명 영역(138)은 적, 녹, 청 CLC 컬러필터(136a, 136b, 136c)에 별도의 노광처리를 하여, 상기 CLC의 특성을 제거하여 투명성을 띠도록 형성한 것이다.

상기 CLC 컬러필터(136) 상부에는 공통 전극(140), 하부 배향막(142)이 차례대로 형성되어 있다.

상기 화소 전극(112) 및 공통 전극(140)은 투명 도전성 물질로 이루어지며, 바람직하기로는 ITO(Indium Tin Oxide)로 형성하는 것이다.

그리고, 상기 상부 배향막(114), CLC용 배향막(134) 및 하부 배향막(142)을 이루는 물질은 고분자 물질이며, 바람직하기로는 폴리이미드(polyimide)막이다.

그리고, 이 투명 영역(138)에서 광흡수층(132)까지 서로 대응되는 영역은 상기 박막트랜지스터(T)로의 광유입을 차단하는 블랙매트릭스부(VI)를 이루는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 반사형 액정표시장치에서는, 외부광원 유입시 상기 CLC 컬러 필터(136)와 투명 영역(138)에서의 빛의 진행방향이 서로 다른 것을 특징으로 한다.

즉, 상기 CLC 컬러필터(136)에서의 제 1 빛의 진행방향(L1)은 컬러별 해당 파장대의 빛에 대해서만 선택적으로 반사된다.

그러나, 상기 투명 영역(138)에서의 제 2 빛의 진행방향(L2)은 이 투명 영역(138)과 대응되는 하부의 광흡수층(132)으로 흡수되므로, 이와 대응되는 위치의 상부 기판(110) 박막트랜지스터(T)로의 외부광 반사를 효과적으로 차단할 수 있게 된다.

이하, 도 5a 내지 5g는 상기 도 4의 CLC 컬러필터 기판의 제조공정을 단계별로 나타낸 단면도이다.

도 5a에서는, 투명 기판(100)상에 광흡수층(132)을 형성하는 단계이다.

이 투명 기판(100)은 투광성 절연 기판을 의미하며, 저가의 유리 기판이나 투명성을 띠는 플라스틱 기판을 이용할 수 있다.

이 광흡수층(132)을 이루는 물질은 광흡수력이 우수한 고분자 물질로 이루어지며, 바람직하기로는 블랙 레진(black resin)으로 형성하는 것이다.

이 블랙 레진은 아크릴계(acrylic) 레진에 카본(carbon) 또는 블랙 안료를 섞은 것을 이용할 수 있다.

도 5b에서는, 상기 도 5a를 거친 기판 상에, CLC용 배향막(134)을 형성하는 단계이다.

이 CLC용 배향막(134)은 추후 형성될 CLC 액정의 배향을 유도하기 위한 배향막으로써, CLC 액정은 셀프 얼라인(self-align)특성이 있으므로, 이 CLC용 배향막(134)에 대해서는 별도의 러빙 처리 단계를 생략할 수 있다.

도 5c에서는, 상기 CLC용 배향막(134)이 형성된 기판 상에, CLC를 코팅한 후, 일정한 온도에서 베이킹(baking), 경화하는 단계를 거쳐 CLC층(135)을 형성한다.

이때, 이 CLC층(135)은 적, 녹, 청 중 어느 한 컬러를 띠는 CLC를 이용할 수 있다.

예를 들어, 상기 CLC층(135)을 청색 CLC로 형성한다면, 추후 공정에서는, 청 CLC 컬러필터에 해당하는 공정은 생략할 수 있다.

도 5d에서는, 상기 도 5c 단계를 거친 기판 상에, 형성하고자 하는 컬러 화소를 노출시키는 오픈 영역(IV)을 가지는 제 1 마스크(137)를 배치한 후, 이 제 1 마스크(137)을 통하여 컬러링을 위한 노광처리를 하는 단계이다.

이 단계에서는, 순서대로 우선 적색 CLC 컬러필터(136a)를 형성한 후, 도면으로 제시하지는 않았지만, 이 적색 CLC 컬러필터(136a)와 동일한 방식으로 연속하여 녹색 CLC 컬러필터를 형성하여, CLC 컬러필터(136)를 완성하는 단계이다.

도 5e에서는, 상기 도 5d 단계를 거친 기판 상에, 상기 박막트랜지스터(도 4의 T)와 대응되는 CLC 컬러필터(136)의 컬러별 경계부에 오픈영역(V)을 가지는 제 2 마스크(139)을 배치한 후, 상기 오픈영역(V)과 대응되는 CLC 컬러필터(136)부를 노광처리하여, 이 영역의 CLC를 등방성을 띠도록 하여 투명 영역(도 5f의 138)으로 형성하는 단계이다.

이 단계에서, 상기 적, 녹, 청 CLC 컬러필터(136a, 136b, 136c)와 투명 영역(138)로 구성되는 CLC 컬러필터층(III)이 완성된다.

그리고, 상기 투명 영역(도 5f의 138)에서 광흡수층(132)까지 서로 대응되는 영역은 상부 기판의 박막트랜지스터(도 4의 T)로의 광조사를 차단하는 블랙매트릭스부(VI)를 이루는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서는 별도의 블랙매트릭스 공정을 거치지 않고, 박막트랜지스터용 블랙매트릭스를 CLC 컬러필터 기판인 하부 기판(도 4의 130)에 형성하므로써, 광누설 전류를 방지하여 소자특성을 향상시키면서 제조 공정수는 줄일 수 있게 된다.

다음, 도 5f에서는 상기 도 5e 단계를 거친 기판 상에, 자외선 경화처리를 하는 단계이다.

이 자외선 경화처리는 CLC 컬러필터층(III)의 피치를 안정화시키는 단계이다.

마지막으로, 도 5g 단계에서는 상기 자외선 경화처리된 기판 상에 공통전극(140), 하부 배향막(142)을 차례대로 형성하는 단계이다.

이 공통 전극(140)은 상기 화소 전극(도 4의 112)과 동일물질로 형성하는 것이 바람직하며, 상기 하부 배향막(142)은 상부 배향막(도 4의 114) 및 CLC용 배향막(134)과 동일물질로 형성하는 것이 바람직하다.

이 하부 배향막(142)을 형성한 다음에는, 액정층(도 4의 120)의 배향을 용이하게 유도하기 위한 러빙공정이 이어지게 된다.

도면으로 제시하지는 않았지만, 상기 러빙공정을 마친 CLC 컬러필터 기판은 어레이 기판인 상부 기판과 합착되고, 이 합착된 기판 사이에 액정을 개재하는 것으로 반사형 액정표시장치가 구성된다.

그러나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 취지에 어긋나지 않는 한도내에서 다양하게 변경하여 실시하여도 무방하다.

이와 같이 본 발명에 따른 반사형 액정표시장치에 의하면, 다음과 같은 장점을 가진다.

첫째, 상부 기판에서의 별도의 블랙매트릭스 공정(이를테면, 블랙매트릭스의 코팅 또는 증착 및 패터닝 공정)을 생략할 수 있어, 제조 공정수의 감소로 생산수율을 향상시킬 수 있다.

둘째, 기존의 박막트랜지스터와 연접되어 블랙매트릭스를 형성하는 구조에서의 박막트랜지스터 소자특성의 저하 문제를 해결할 수 있다.

셋째, CLC 컬러필터층 내에 CLC 컬러필터 및 블랙매트릭스 용도의 투명 영역을 형성하므로써, 하부 기판의 평탄화도를 저하시키지 않을 수 있다.

Claims

제 1 기판과;

상기 제 1 기판 하부에, 화소 단위로 형성된 박막트랜지스터 및 상기 박막트랜지스터와 연결 형성된 화소 전극과;

상기 박막트랜지스터 및 화소 전극 하부에 형성된 상부 배향막과;

상기 제 1 기판과 일정간격 이격되어 배치된 제 2 기판과;

상기 제 2 기판 상부에 형성된 광흡수층과;

상기 광흡수층 상부에 형성된 CLC용 배향막과;

상기 CLC용 배향막 상부에 화소 단위로 형성된 적(R), 녹(G), 청(B) CLC 컬러필터와, 상기 박막트랜지스터와 대응하는 위치의 상기 컬러별 경계부에 형성된 투명 영역으로 이루어진 CLC 컬러필터층과;

상기 CLC 컬러필터층 상부에 형성된 공통 전극과;

상기 공통 전극 상부에 형성된 하부 배향막과;

상기 상부 및 하부 배향막 사이에 개재된 액정층

을 포함하는 반사형 액정표시장치.
삭제
제 1 항에 있어서,

상기 광흡수층을 이루는 물질은 블랙레진(black resin)인 반사형 액정표시장치.
제 1 항에 있어서,

상기 투명 영역은, 상기 CLC 컬러필터의 별도의 노광처리를 통하여 이루어진 것인 반사형 액정표시장치.
제 1 항에 있어서,

상기 제 1 기판의 상부에 차례대로 형성된 위상차판, 편광판을 차례대로 더욱 포함하는 반사형 액정표시장치.
제 1, 2 기판을 구비하는 단계와;

상기 제 1 기판 상에 박막트랜지스터 및 상기 박막트랜지스터와 연결된 화소 전극을 형성하는 단계와;

상기 박막트랜지스터 및 화소 전극 상부에 상부 배향막을 형성하는 단계와;

상기 제 2 기판 상에 광흡수층을 형성하는 단계와;

상기 광흡수층 상부에 CLC용 배향막을 형성하는 단계와;

상기 CLC용 배향막 상부에 적(R), 녹(G), 청(B) CLC 컬러필터를 차례대로 형성하는 단계와;

상기 박막트랜지스터와 대응되는 위치의 상기 CLC 컬러필터의 컬러별 경계부를 투명 영역으로 형성하여, 상기 CLC 컬러필터 및 투명 영역으로 구성되는 CLC 컬러필터층을 완성하는 단계와;

상기 CLC 컬러필터층 상부에 공통 전극 및 하부 배향막을 차례대로 형성하는 단계를 포함하는 반사형 액정표시장치의 제조방법.
제 6 항에 있어서,

상기 적(R), 녹(G), 청(B) CLC 컬러필터를 형성하는 단계는, CLC를 코팅하는 단계와, 상기 CLC층 상부에 컬러별 해당 화소와 대응하는 영역이 오픈된 마스크를 배치하는 단계와, 상기 마스크를 통해 컬러별로 노광처리하여, 컬러별 피치를 조절하는 단계를 포함하는 반사형 액정표시장치의 제조방법.
제 6 항에 있어서,

상기 투명 영역을 형성하는 단계는, 상기 CLC 컬러필터와 일정간격 이격된 상부에 상기 박막트랜지스터와 대응하는 영역을 오픈시키는 마스크를 배치한 후, 또 다른 노광처리를 통해, 상기 오픈된 영역을 투명 영역으로 형성하는 단계인 반사형 액정표시장치의 제조방법.
제 6 항에 있어서,

상기 상부 배향막, CLC용 배향막 및 하부 배향막을 이루는 재질은 폴리이미드(polyimide)인 반사형 액정표시장치의 제조방법.
제 6 항에 있어서,

상기 광흡수층을 형성하는 단계는, 상기 기판 상에 블랙레진을 코팅하는 단계인 반사형 액정표시장치의 제조방법.
제 6 항에 있어서,

상기 CLC 컬러필터층 상에 공통 전극을 형성하는 단계 전에는, 상기 CLC 컬러필터층 상부를 자외선 경화처리하는 단계를 더욱 포함하는 반사형 액정표시장치의 제조방법.