KR101174286B1 - Semi-transparent type liquid crystal display and method for fabricating the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 어레이 기판을 형성하는 공정을 단순화하고, 투과부의 홀(Hole)을 형성하는 과정에서 생기는 개구부 감소분을 줄여서 반사 및 투과 효율을 향상시키기 위한 것으로, 제 1 투명 절연 기판, 블랙 매트릭스, 화이트 버퍼 및 화이트 홀, 컬러 필터, 공통 전극이 구비된 컬러 필터 기판과, 제 2 투명 절연 기판, 박막 트랜지스터 소자, 반사판, 투과부가 구비된 어레이 기판과, 컬러 필터 기판과 어레이 기판 사이에 충진된 액정층을 포함하는 반투과형 액정 표시 장치 및 그의 제조 방법을 제공한다.The present invention simplifies the process of forming an array substrate and improves reflection and transmission efficiency by reducing opening decreases generated during the formation of holes in a transmissive portion, and includes a first transparent insulating substrate, a black matrix, and a white buffer. And a color filter substrate including a white hole, a color filter, and a common electrode, an array substrate including a second transparent insulating substrate, a thin film transistor element, a reflector, and a transmission unit, and a liquid crystal layer filled between the color filter substrate and the array substrate. Provided are a semi-transmissive liquid crystal display device and a method of manufacturing the same.
액정 표시 장치, 반투과형, 화이트 버퍼 LCD, transflective, white buffer
Description
도 1은 종래 기술에 따른 반투과형 액정 표시 장치의 평면도이다.1 is a plan view of a transflective liquid crystal display according to the related art.
도 2는 도 1의 Ι-Ι’면을 나타낸 단면도이다.FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a plane of FIG. 1.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 반투과형 액정 표시 장치의 평면도이다.3 is a plan view of a transflective liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 4는 도 3의 Π-Π’면을 나타낸 단면도이다.4 is a cross-sectional view illustrating a Π-Π ′ plane of FIG. 3.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 반투과형 액정 표시 장치의 제조 방법을 나타낸 흐름도이다. 5 is a flowchart illustrating a manufacturing method of a transflective liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.
(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)DESCRIPTION OF THE REFERENCE NUMERALS (S)
A: 컬러 필터 기판 B: 액정층A: color filter substrate B: liquid crystal layer
C: 어레이 기판 R: 반사부C: array substrate R: reflector
T: 투과부 100: 제 1 투명 절연 기판T: transmission part 100: first transparent insulating substrate
110: 블랙 매트릭스 120: 화이트 홀(White hole)110: black matrix 120: white hole
130: 컬러 필터 140: 공통 전극130: color filter 140: common electrode
150: 화이트 버퍼(Whiter buffer) 200: 제 1 투명 절연 기판150: white buffer 200: first transparent insulating substrate
210: 게이트 전극 220: 게이트 절연막210: gate electrode 220: gate insulating film
230: 반도체층 240: 드레인 전극230: semiconductor layer 240: drain electrode
250: 소스 전극 260: 제 1 무기 보호막250: source electrode 260: first inorganic protective film
270: 유기 보호막 280: 반사판270: organic protective film 280: reflector
290: 제 2 무기 보호막 300: 화소 전극290: second inorganic protective film 300: pixel electrode
310: 콘택홀310: contact hole
본 발명은 반투과형 액정 표시 장치 및 그의 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 제조 공정을 단순화하고, 반사 효율 및 투과 효율을 향상시킬 수 있는 반투과형 액정 표시 장치 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a transflective liquid crystal display device and a manufacturing method thereof, and more particularly, to a transflective liquid crystal display device and a method of manufacturing the same that can simplify the manufacturing process and improve reflection efficiency and transmission efficiency.
액정 표시 장치는 스위칭 소자를 사용하여 액정 물질의 분자 배열을 변경시키고, 이를 통하여 투명 절연 기판에 투과되는 빛의 양을 조절함으로써 원하는 화상을 표현하는 표시 장치로서, 그 중 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor; TFT) 소자를 스위칭 소자로 이용하는 박막 트랜지스터 액정 표시 장치(TFT LCD)가 주로 사용되고 있다.A liquid crystal display device uses a switching element to change a molecular arrangement of a liquid crystal material, and thereby displays a desired image by controlling an amount of light transmitted through a transparent insulating substrate, including a thin film transistor (Thin Film Transistor); Thin film transistor liquid crystal displays (TFT LCDs) using TFT (TFT) elements as switching elements are mainly used.
이러한 액정 표시 장치는 스스로 빛을 내는 발광 소자가 아니기 때문에 별도의 외부 광원을 필요로 하며, 사용되는 광원에 따라 후면에 백라이트 유닛을 설치하여 백라이트 유닛으로부터 입사되는 광을 투과시키는 투과형과, 컬러 필터 기판을 경유하여 어레이 기판으로 입사되는 외부 자연광이나 외부 보조광 등의 외부광을 표시면 쪽인 컬러 필터 기판 쪽으로 반사시키는 반사형으로 구분된다.Since the liquid crystal display is not a light emitting device that emits light by itself, a separate external light source is required, and a transmissive type that transmits light incident from the backlight unit by installing a backlight unit on the rear side according to the light source used, and a color filter substrate. It is divided into a reflection type that reflects external light such as external natural light or external auxiliary light incident on the array substrate via the color filter substrate toward the display surface.
최근에는, 하나의 픽셀에 반사부와 투과부를 함께 구성하여 반사형과 투과형을 접목시킴으로써, 백라이트 유닛을 사용함으로 인한 불필요한 소비 전력을 감소시키고, 외부광이 어두울 때에도 사용이 가능하도록 하는 등의 장점을 두루 갖는 반투과형 액정 표시 장치에 대한 연구가 활성화되고 있다.In recent years, by combining the reflection type and the transmission type together in one pixel to combine the reflection type and the transmission type, it is possible to reduce unnecessary power consumption by using the backlight unit and to use the device even when the external light is dark. Research into a transflective liquid crystal display device having a wide range is being activated.
도 1은 종래 기술에 따른 반투과형 액정 표시 장치의 평면도이고, 도 2는 도 1의 Ι-Ι’면을 나타낸 단면도이다.1 is a plan view of a transflective liquid crystal display device according to the related art, and FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a plane of FIG.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 반투과형 액정 표시 장치는 서로 합착되는 컬러 필터 기판(A) 및 어레이 기판(C)과, 그 내부에 액정이 주입되어 형성된 액정층(B)으로 구성된다.1 and 2, a transflective liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention includes a color filter substrate A and an array substrate C bonded to each other, and a liquid crystal layer formed by injecting liquid crystal into the liquid crystal layer. (B).
제 1 투명 절연 기판(10)에는 반사부(R)로 사용되는 화이트 홀(12)이, 제 2 투명 절연 기판(20)에는 반사판(28)과 투과부(T)가 각각 구비되어, 표시면인 제 1 투명 절연 기판(10)을 경유하여 제 2 투명 절연 기판(20)으로 입사되는 외부광을 표시면 쪽으로 반사시키는 반사 모드와 백라이트 유닛(도시되지 않음)으로부터 입사되는 광을 투과시키는 투과 모드를 동시에 사용할 수 있도록 구성된다.The first
구체적으로, 컬러 필터 기판(A)에는 제 1 투명 절연 기판(10), 블랙 매트릭스(11), 화이트 홀(12), 적색(13_R), 녹색(13_G), 청색(13_B)의 RGB 컬러 필터(13), 공통 전극(14)이 구성되고, 어레이 기판(C)에는 제 2 투명 절연 기판(20) 상의 각 화소를 정의하는 게이트 라인 및 데이터 라인(도시되지 않음)과 함께, 각 화소에 형성되며, 게이트 전극(21), 게이트 절연막(22), 반도체층(23), 소스 전극(25), 드레인 전극(24)으로 구성되는 박막 트랜지스터 소자(TFT)와, 제 1 무기 보 호막(26)과 제 2 무기 보호막(29), 유기 보호막(27), 반사판(28), 화소 전극(30), 콘택홀(31), 투과부(T) 등이 구성된다.Specifically, the color filter substrate A includes an RGB color filter having a first
이러한 종래의 반투과형 액정 표시 장치는 투과부(T)와 반사부(R)의 셀 갭(Cell gap)을 d2와 d1으로 각각 달리하기 위해서 어레이 기판(C)에 단차를 형성한다. 그런데, 어레이 기판(C)에 단차를 형성하기 위한 공정이 복잡하고, 단차를 형성할 때 데이터 라인 부분에는 기생 커패시터 문제로 유기막을 제거할 수 없으므로, 결국 투과부(T)는 도 1에 도시된 것처럼, 중앙부에 사각형의 홀(Hole)로 배치될 수 밖에 없다. 이러한 경우, 데이터 라인의 옆 쪽은 요철 패턴을 형성할 수 없어 정면 반사율에 거의 기여하지 못하게 되므로, 개구율이 감소하게 된다.In the conventional transflective liquid crystal display, a step is formed in the array substrate C to change the cell gaps of the transmissive part T and the reflecting part R into d 2 and d 1 , respectively. However, a process for forming a step in the array substrate C is complicated, and when the step is formed, the organic film cannot be removed in the data line part due to a parasitic capacitor problem. It must be arranged in a rectangular hole (Hole) in the center. In this case, since the side of the data line cannot form an uneven pattern and contributes little to the frontal reflectance, the aperture ratio is reduced.
또한, 이러한 사각형 홀의 측면에는 테이퍼(Taper)가 존재하게 되며, 이로 인하여 반사 및 투과 효율을 감소시키는 원인으로 작용하게 된다는 문제점이 있었다.In addition, there is a problem that the taper (Taper) is present on the side of the rectangular hole, thereby acting as a cause of reducing the reflection and transmission efficiency.
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 화이트 버퍼를 적용하여 반사부와 투과부의 셀 갭(Cell gap)을 달리하기 위한 단차를 컬러 필터 기판에 형성함으로써, 어레이 기판을 형성하는 공정을 단순화하고, 투과부의 홀(Hole)을 형성하는 과정에서 생기는 개구부 감소분을 줄여서 반사 및 투과 효율을 향상시킬 수 있는 반투과형 액정 표시 장치를 제공하는 것이다.Therefore, the technical problem to be achieved by the present invention is to simplify the process of forming the array substrate by forming a step in the color filter substrate to different the cell gap of the reflecting portion and the transmitting portion by applying a white buffer, The present invention provides a transflective liquid crystal display device which can improve reflection and transmission efficiency by reducing an opening decrease caused in forming a hole.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 상기된 반투과형 액정 표시 장 치의 제조 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a method of manufacturing the above-mentioned transflective liquid crystal display device.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.Technical problems to be achieved by the present invention are not limited to the above-mentioned technical problems, and other technical problems not mentioned above will be clearly understood by those skilled in the art from the following description. Could be.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 반투과형 액정 표시 장치는 제 1 투명 절연 기판, 상기 제 1 투명 절연 기판 상에 형성된 블랙 매트릭스, 상기 블랙 매트릭스를 덮는 화이트 버퍼, 상기 화이트 버퍼 상부에 상기 블랙 매트릭스와 오버랩 되지 않도록 형성된 화이트 홀, 상기 화이트 버퍼 상부에 상기 화이트 홀을 둘러싸면서 상기 화이트 버퍼를 덮도록 형성된 컬러 필터, 상기 컬러 필터 상부에 형성된 공통 전극이 구비된 컬러 필터 기판과, 상기 제 1 투명 절연 기판으로부터 소정 간격으로 이격하여 대향되는 제 2 투명 절연 기판, 상기 제 2 투명 절연 기판 상의 각 화소에 형성된 박막 트랜지스터 소자, 상기 박막 트랜지스터 소자의 상부 영역에 형성된 반사판, 상기 박막 트랜지스터 소자와 오버랩 되지 않는 영역에 형성된 투과부가 구비된 어레이 기판과, 상기 컬러 필터 기판과 어레이 기판 사이에 충진된 액정층을 포함하며, 상기 화이트 홀은 상기 액정층 방향으로 노출되며, 상기 화이트 버퍼는 상기 반사판과 대응되는 영역에 형성되고, 상기 컬러 필터는 상기 투과부에 대응되는 위치에 단차가 형성된 것을 특징으로 한다.A semi-transmissive liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention for achieving the technical problem is a first transparent insulating substrate, a black matrix formed on the first transparent insulating substrate, a white buffer covering the black matrix, the white buffer A color filter substrate having a white hole formed on the top of the black matrix so as not to overlap the black matrix, a color filter formed to cover the white buffer while surrounding the white hole, and a common electrode formed on the color filter; A second transparent insulating substrate facing away from the first transparent insulating substrate at a predetermined interval, a thin film transistor element formed in each pixel on the second transparent insulating substrate, a reflector formed in an upper region of the thin film transistor element, and the thin film transistor element Formed in areas that do not overlap with An array substrate including a transmissive portion, and a liquid crystal layer filled between the color filter substrate and the array substrate, wherein the white hole is exposed in the liquid crystal layer direction, and the white buffer is formed in an area corresponding to the reflecting plate. The color filter may have a step formed at a position corresponding to the transmission part.
본 발명의 일 실시예에 따른 반투과형 액정 표시 장치에서, 상기 투과부는 높이가 일정하게 형성되어 있는 것이 바람직하다.In the transflective liquid crystal display according to the exemplary embodiment of the present invention, the transmissive portion is preferably formed to have a constant height.
본 발명의 일 실시예에 따른 반투과형 액정 표시 장치에서, 상기 화이트 버퍼 및 화이트 홀은 화이트 레진으로 이루어진 것이 바람직하다.In the transflective liquid crystal display according to the exemplary embodiment of the present invention, the white buffer and the white hole are preferably made of white resin.
본 발명의 일 실시예에 따른 반투과형 액정 표시 장치에서, 상기 화이트 버퍼의 두께는 1.5㎛ 이상 2.5㎛ 이하인 것이 바람직하다.In the transflective liquid crystal display according to the exemplary embodiment of the present invention, the thickness of the white buffer is preferably 1.5 μm or more and 2.5 μm or less.
본 발명의 일 실시예에 따른 반투과형 액정 표시 장치의 화이트 버퍼에서, 단차가 형성된 일 측면은 내각이 90°이상 135°이하인 것이 바람직하다.In the white buffer of the transflective liquid crystal display according to the exemplary embodiment of the present invention, it is preferable that an inner side of each side having a step is 90 ° or more and 135 ° or less.
또한, 상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법은 제 1 투명 절연 기판 상에 블랙 매트릭스를 형성하는 단계와, 상기 블랙 매트릭스를 덮는 화이트 버퍼를 형성하고, 상기 화이트 버퍼 상부에 상기 블랙 매트릭스와 오버랩 되지 않도록 화이트 홀을 형성하는 단계와, 상기 화이트 버퍼 상부에 상기 화이트 홀을 둘러싸면서 상기 화이트 버퍼를 덮도록 컬러 필터를 형성하여 컬러 필터 기판을 완성하는 단계와, 제 2 투명 절연 기판 상의 각 화소에 박막 트랜지스터 소자를 형성하는 단계와, 상기 박막 트랜지스터 소자의 상부 영역에 반사판을 형성하고, 상기 박막 트랜지스터 소자와 오버랩 되지 않는 영역에 투과부를 형성하여 어레이 기판을 완성하는 단계와, 상기 컬러 필터 기판 및 어레이 기판을 합착하고, 상기 컬러 필터 기판과 어레이 기판 사이에 액정을 주입하여 액정층을 충진하는 단계를 포함하며, 상기 화이트 홀은 상기 액정층 방향으로 노출되며, 상기 화이트 버퍼는 상기 반사판과 대응되는 영역에 형성되고, 상기 컬러 필터는 상기 투과부에 대응되는 위치에 단차가 형성된 것을 특징으로 한다.In addition, according to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a liquid crystal display device, the method including forming a black matrix on a first transparent insulating substrate, and forming a white buffer covering the black matrix. And forming a white hole on the white buffer so as not to overlap the black matrix, and forming a color filter on the white buffer to cover the white buffer while surrounding the white hole. Forming a thin film transistor element in each pixel on the second transparent insulating substrate, forming a reflector in an upper region of the thin film transistor element, and forming a transmissive portion in an area not overlapping with the thin film transistor element. Completing the color filter substrate and the array substrate. And filling the liquid crystal layer by injecting a liquid crystal between the color filter substrate and the array substrate, wherein the white hole is exposed in the liquid crystal layer direction, and the white buffer is formed in an area corresponding to the reflecting plate. The color filter may have a step formed at a position corresponding to the transmission part.
본 발명의 일 실시예에 따른 반투과형 액정 표시 장치의 제조 방법에 있어, 상기 박막 트랜지스터 소자의 상부 영역에 반사판을 형성하고, 상기 박막 트랜지스터 소자와 오버랩 되지 않는 영역에 투과부를 형성하여 어레이 기판을 완성하는 단계에서, 상기 투과부는 높이가 일정하게 형성하는 것이 바람직하다.In the method of manufacturing a transflective liquid crystal display device according to an exemplary embodiment of the present invention, a reflection plate is formed in an upper region of the thin film transistor element, and a transmissive portion is formed in an area not overlapping with the thin film transistor element to complete an array substrate. In the step, it is preferable that the transmission portion has a constant height.
본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법에 있어, 상기 블랙 매트릭스를 덮는 화이트 버퍼를 형성하고, 상기 화이트 버퍼 상부에 상기 블랙 매트릭스와 오버랩 되지 않도록 화이트 홀을 형성하는 단계는, 상기 블랙 매트릭스를 덮도록 화이트 레진을 도포하는 단계와, 상기 도포된 화이트 레진을 노광 및 현상하여 단차를 갖는 상기 화이트 버퍼를 형성하는 단계와, 상기 화이트 버퍼의 상부에 화이트 레진을 도포하는 단계와, 상기 도포된 화이트 레진을 노광 및 현상하여 상기 블랙 매트릭스와 오버랩 되지 않는 영역에 화이트 홀을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.In the method of manufacturing a liquid crystal display according to an embodiment of the present invention, the forming of a white buffer covering the black matrix, and forming a white hole on the white buffer so as not to overlap the black matrix, the black Applying a white resin to cover the matrix, exposing and developing the applied white resin to form the white buffer having a step, applying a white resin on top of the white buffer, and applying the And exposing and developing the white resin to form a white hole in an area that does not overlap with the black matrix.
본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법에 있어, 상기 블랙 매트릭스를 덮는 화이트 버퍼를 형성하고, 상기 화이트 버퍼 상부에 상기 블랙 매트릭스와 오버랩 되지 않도록 화이트 홀을 형성하는 단계는, 상기 블랙 매트릭스를 덮도록 화이트 레진을 도포하는 단계와, 하프톤 마스크를 이용하여 상기 도포된 화이트 레진을 노광 및 현상하여, 상기 화이트 버퍼 및 화이트 홀을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.In the method of manufacturing a liquid crystal display according to an embodiment of the present invention, the forming of a white buffer covering the black matrix, and forming a white hole on the white buffer so as not to overlap the black matrix, the black The method may include applying a white resin to cover a matrix, and exposing and developing the coated white resin using a halftone mask to form the white buffer and the white hole.
본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법에 있어, 상기 블랙 매트릭스를 덮는 화이트 버퍼를 형성하고, 상기 화이트 버퍼 상부에 상기 블랙 매트릭스와 오버랩 되지 않도록 화이트 홀을 형성하는 단계는, 상기 블랙 매트릭스를 덮도록 화이트 레진을 도포하는 단계와, 회절 패턴이 형성된 마스크를 이용하여 상기 도포된 화이트 레진을 노광 및 현상하여 상기 화이트 버퍼 및 화이트 홀을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.In the method of manufacturing a liquid crystal display according to an embodiment of the present invention, the forming of a white buffer covering the black matrix, and forming a white hole on the white buffer so as not to overlap the black matrix, the black The method may include applying a white resin to cover the matrix, and exposing and developing the coated white resin using a mask having a diffraction pattern to form the white buffer and the white hole.
본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법에 있어, 상기 화이트 버퍼는 두께가 1.5㎛ 이상 2.5㎛ 이하가 되도록 형성하는 것이 바람직하다.In the method of manufacturing the liquid crystal display according to the exemplary embodiment of the present invention, the white buffer may be formed to have a thickness of 1.5 μm or more and 2.5 μm or less.
본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법에 있어, 상기 화이트 버퍼는 단차가 형성된 일 측면의 내각이 90°이상 135°이하가 되도록 형성하는 것이 바람직하다.In the manufacturing method of the liquid crystal display according to the exemplary embodiment of the present invention, the white buffer may be formed such that an inner angle of one side surface on which a step is formed is 90 ° or more and 135 ° or less.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.Specific details of other embodiments are included in the detailed description and the drawings. Advantages and features of the present invention and methods for achieving them will be apparent with reference to the embodiments described below in detail with the accompanying drawings. Like reference numerals refer to like elements throughout.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치에 대하여 도 3 및 도 4를 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 3 and 4.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 반투과형 액정 표시 장치의 평면도이고, 도 4는 도 3의 Π-Π’면을 나타낸 단면도이다.3 is a plan view of a transflective liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a Π-Π ′ plane of FIG. 3.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 반투과형 액정 표시 장치는 서로 평행하게 배치된 컬러 필터 기판(A) 및 어레이 기판(C)과 두 장의 기판 사이에 액정을 주입하여 형성하는 액정층(B)으로 구성된다.3 and 4, a transflective liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention injects liquid crystal between a color filter substrate A and an array substrate C and two substrates arranged in parallel to each other. It consists of the liquid crystal layer (B) to form.
컬러 필터 기판(A)에는 반사부(R)로 사용되는 화이트 홀(120)이, 어레이 기판(C)에는 반사판(280)과 투과부(T)가 각각 형성되어 반사 모드와 투과 모드를 모두 사용할 수 있도록 구성된다.A
외부광이 충분히 존재하는 경우, 컬러 필터 기판(A)으로 입사된 외부광은 반사판(280)에 의하여 다시 컬러 필터 기판(A) 쪽으로 진행됨으로써 화상을 구현한다. 이와 대비하여, 외부광이 불충분한 경우에는 백라이트 유닛(도시되지 않음)으로부터 발생된 광은 투과부(T) 영역의 액정층(B) 배열에 따라 조절되어 화상을 구현한다. 이와 같은 방식으로, 반투과형 액정 표시 장치는 외부광과 백라이트 유닛(도시되지 않음)을 적절히 사용하여 화상을 구현할 수 있으므로, 주/야간에 관계 없이 사용할 수 있다.If there is sufficient external light, the external light incident on the color filter substrate A is advanced toward the color filter substrate A by the reflecting
구체적으로, 컬러 필터 기판(A)은 제 1 투명 절연 기판(100), 블랙 매트릭스(110), 화이트 버퍼(150), 반사부(R)로 사용되는 화이트 홀(120), RGB 컬러 필터(130), 공통 전극(140) 등을 포함한다.In detail, the color filter substrate A may include the first transparent insulating
블랙 매트릭스(110)는 어레이 기판(C) 상에 구성되는 데이터 배선(도시되지 않음)에 대응하도록 제 1 투명 절연 기판(100) 상에 형성되어 빛샘을 방지한다.The
화이트 버퍼(150)는 블랙 매트릭스(110)를 덮도록 형성되고, 화이트 홀(120)은 화이트 버퍼(150) 상부에 블랙 매트릭스(110)와 오버랩 되지 않도록 형성된다.The
여기서, 화이트 버퍼(150) 및 화이트 홀(120)은 무색 투명한 유기 물질인 화 이트 레진(White Resin)으로 이루어진 것이 바람직하다. 또한, 화이트 버퍼(150)의 두께(d)는 1.5㎛ 이상 2.5㎛ 이하이고, 단차가 형성된 일 측면은 90°이상 135°이하인 내각(θ)을 갖도록 형성하는 것이 바람직하다.Here, the
화이트 버퍼(150)는 어레이 기판(C)의 반사판(280)에 대응되는 위치에 형성하여, 화이트 버퍼(150)가 형성된 컬러 필터 기판(A) 상에 컬러 필터(130)를 구성할 때, 액정층(B)의 두께가 되는 투과부(T)의 셀 갭(d4)이 반사부(R)의 셀 갭(d3)의 2배 정도가 되도록 한다.The
컬러 필터(130)는 화이트 홀(120)을 둘러싸면서 화이트 버퍼(150)를 덮도록 형성되며, 어레이 기판(C)의 각 화소에 대응하는 적색(130_R), 녹색(130_G), 청색(130_B)의 컬러 필터로 각각 구성된다.The
공통 전극(140)은 컬러 필터(130)의 상부에 ITO(indium tin oxide) 또는 IZO(indium zinc oxide) 등의 투명 도전 물질로 형성하여 제 1 투명 절연 기판(100) 전면을 덮도록 한다.The
한편, 어레이 기판(C)은 제 2 투명 절연 기판(200), 제 2 투명 절연 기판(200) 상의 박막 트랜지스터 소자(TFT), 실리콘 질화막(SiNx) 등의 무기 절연 물질로 이루어진 제 1 무기 보호막(260)과 제 2 무기 보호막(290), 저유전율을 갖는 유기 절연 물질로 이루어진 유기 보호막(270), 반사율이 좋은 금속 물질로 이루어진 반사판(280), 화소 전극(300), 콘택홀(310) 등을 포함하여 구성된다.The array substrate C may include a first inorganic protective film made of an inorganic insulating material such as a second transparent insulating
박막 트랜지스터 소자(TFT)는 게이트 전극(210), 게이트 절연막(220), 반도 체층(230), 소스 전극(250), 드레인 전극(240) 등으로 이루어진다. 게이트 절연막(220)의 상, 하부에는 소스 전극(250)과 연결되는 데이터 라인(도시되지 않음)과, 게이트 전극(210)과 연결된 게이트 라인(도시되지 않음)이 각각 배열되며, 두 라인은 서로 교차하여 각 화소를 정의하고, 정의된 각 화소의 교차 부위에 박막 트랜지스터 소자(TFT)가 위치하게 된다.The thin film transistor element TFT includes a
박막 트랜지스터 소자(TFT)의 상부로는 제 1 무기 보호막(260)과 제 2 무기 보호막(290), 그 사이에 개재되는 유기 보호막(270)이 형성되고, 유기 보호막(270)의 상부로는 반사판(280)이 형성된다.The first
제 2 무기 보호막(290) 위로는 박막 트랜지스터 소자(TFT)의 드레인 전극(240)과 콘택홀(310)을 통해 접촉하는 투명한 화소 전극(300)이 각 화소별로 형성된다.On the second
화소 전극(300)은 콘택홀(310)을 통해서 드레인 전극(240)에 연결되며, ITO(indium tin oxide) 또는 IZO(indium zinc oxide) 등의 투명 도전 물질로 이루어진다.The
반사부(R)에 입사된 외부광은 액정층(B)을 경유하여 반사판(280)에서 반사되며, 반사된 후 액정층(B)을 다시 경유하여 외부로 방출된다. 한편, 액정 표시 장치 내부의 백라이트 유닛(도시되지 않음)에서 발생된 가시광은 투과부(T)를 거쳐 액정층(B)을 투과하면서 표시면인 컬러 필터 기판(A) 쪽으로 진행하게 된다. 이때, 반사부(R)와 투과부(T)에서의 광 위상차 값을 동일하게 하기 위하여 각 셀 갭(Cell gap)을 d3와 d4로 다르게 한다. 즉, 화이트 버퍼(150)를 통해 단차를 두어 투과부(T)의 셀 갭(d4)이 반사부(R)에서의 셀 갭(d3)의 두 배가 되게 하여 광의 위상차를 동일하게 함으로써, 반사 모드와 투과 모드에서의 광효율을 일정하게 유지하는 것이다.The external light incident on the reflector R is reflected by the
이와 같이, 컬러 필터 기판(A) 상에 구성되는 화이트 버퍼(150)를 통하여 반사부(R)와 투과부(T)의 셀 갭을 달리 형성하고, 어레이 기판(C)에 있어 반사판(280)과 투과부(T)의 경계를 단차지게 형성하지 않고 편평하게 형성함으로써, 부가 공정을 최소화하고, 구조를 단순화할 수 있다.In this way, the cell gaps between the reflecting portion R and the transmitting portion T are formed differently through the
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치에 대하여 도 5를 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. 5.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 반투과형 액정 표시 장치의 제조 방법을 나타낸 흐름도이다.5 is a flowchart illustrating a manufacturing method of a transflective liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.
우선, S100 단계에서, 제 1 투명 절연 기판(100) 상에 블랙 매트릭스(110)를 형성한다.First, in step S100, the
다음으로, S110 단계에서, 블랙 매트릭스(110)를 덮는 화이트 버퍼(150)를 형성하고, 화이트 버퍼(150)의 상부에 블랙 매트릭스(110)와 오버랩 되지 않도록 화이트 홀(120)을 형성한다.Next, in step S110, the
다음으로, S120 단계에서, 화이트 버퍼(150)의 상부에 화이트 홀(120)을 둘러싸면서 화이트 버퍼(150)를 덮도록 컬러 필터(130)를 형성하여 컬러 필터 기판 (A)을 완성한다. 이때, 컬러 필터(130)는 화이트 홀(120)을 제외한 영역을 덮도록 하여 컬러 필터 기판(A)과 어레이 기판(C)이 합착될 때 액정층(B) 방향으로 노출되도록 하며, 화이트 버퍼(150)는 어레이 기판(C)의 반사판(280)과 대응되는 영역에 형성한다.Next, in step S120, the
다음으로, S130 단계에서, 제 2 투명 절연 기판(200) 상의 각 화소에 박막 트랜지스터 소자(TFT)를 형성한다.Next, in step S130, a thin film transistor element TFT is formed in each pixel on the second transparent insulating
다음으로, S140 단계에서, 박막 트랜지스터 소자(TFT)의 상부 영역에 반사판(280)을 형성하고, 박막 트랜지스터 소자(TFT)와 오버랩 되지 않는 영역에 투과부(T)를 형성하여 어레이 기판(C)을 완성한다.Next, in step S140, the
다음으로, S150 단계에서, 컬러 필터 기판(A)과 어레이 기판(C)을 서로 합착하고, 그 사이에 액정을 주입하여 액정층(B)을 충진한다.Next, in step S150, the color filter substrate A and the array substrate C are bonded to each other, and the liquid crystal is injected therebetween to fill the liquid crystal layer B.
본 발명에서, 화이트 버퍼(150)와 컬러 필터(130)는 어레이 기판(C)의 투과부(T)의 경계에 대응되는 위치의 측면에서 단차를 가지며, 어레이 기판(C)의 투과부(T)는 단차 없이 편평하게 구성하여, 높이가 일정하게 형성되도록 한다.In the present invention, the
화이트 버퍼(150) 및 화이트 홀(120)을 형성하는 S110 단계는 두 번의 포토 마스크 공정을 통하여 각각을 독립적으로 형성하는 방식, 하프톤 마스크(Halftone mask)나 회절 노광을 이용하여 각각을 동시에 형성함으로써 마스크 공정을 줄이는 방식으로 수행될 수 있다.In the step S110 of forming the
각각을 독립적으로 형성하는 경우에는, 우선, 블랙 매트릭스(110)를 덮도록 화이트 레진을 도포하고, 도포된 화이트 레진을 노광 및 현상하여 단차를 갖는 화 이트 버퍼(150)를 형성한다. 그리고, 화이트 버퍼(150)의 상부에 화이트 레진을 다시 도포한 후, 다시 도포된 화이트 레진을 노광 및 현상하여 블랙 매트릭스(110)와 오버랩 되지 않는 영역에 위치하는 화이트 홀(120)을 형성한다.In the case of forming each of them independently, first, a white resin is applied to cover the
하프톤 마스크를 이용하는 경우에는, 블랙 매트릭스(110)를 덮도록 화이트 레진을 도포한 후, 하프톤 마스크를 이용하여 화이트 버퍼(150) 및 화이트 버퍼(150) 상부의 화이트 홀(120)을 동시에 형성한다. 하프톤 마스크를 이용하면, 통과되는 자외선 광량을 조절하면서 도포된 화이트 레진을 노광한 후, 현상하는 공정을 통하여 화이트 버퍼(150) 및 화이트 버퍼(150) 상부의 화이트 홀(120)을 동시에 형성할 수 있다.In the case of using the halftone mask, the white resin is coated to cover the
회절 노광을 이용하는 경우에는, 블랙 매트릭스(110)를 덮도록 화이트 레진을 도포한 후, 회절 패턴이 형성된 마스크를 이용한 회절 노광 공정을 통하여 화이트 버퍼(150) 및 화이트 버퍼(150) 상부의 화이트 홀(120)을 동시에 형성한다.In the case of using the diffraction exposure, the white resin is coated to cover the
이때, 사용되는 마스크에는 빛의 완전 투과영역, 완전 차단영역 그리고 반투과 영역의 회절 패턴이 형성되며, 이러한 마스크를 도포된 화이트 레진의 상부에 간격을 두고 위치시킨 후, 자외선에 회절 노광하여 마스크를 통과한 자외선 노광량의 차이로 인하여 두께 차이를 가지는 화이트 버퍼(150) 및 그 상부의 화이트 홀(120)을 한 번에 형성할 수 있다.At this time, the mask is used to form a diffraction pattern of a completely transmitted region, a completely blocked region, and a semi-transmissive region, and the mask is placed at an interval on the coated white resin and then diffracted to ultraviolet light to expose the mask. Due to the difference in the amount of ultraviolet light passing through, the
여기서, 화이트 버퍼(150)는 두께(d)가 1.5㎛ 이상 2.5㎛ 이하이고, 단차가 형성된 일측의 내각이 90°이상 135°이하가 되도록 형성하는 것이 바람직하다.Here, the
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 이상에서 기술한 실시예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이므로, 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 하며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.Although embodiments of the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, those skilled in the art to which the present invention pertains may implement the present invention in other specific forms without changing the technical spirit or essential features thereof. I can understand that. Therefore, since the embodiments described above are provided to fully inform the scope of the invention to those skilled in the art, it should be understood that they are exemplary in all respects and not limited. The invention is only defined by the scope of the claims.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일 실시예에 따른 반투과형 액정 표시 장치는 화이트 버퍼를 적용하여 반사부와 투과부의 셀 갭(Cell gap)을 달리하기 위한 단차를 컬러 필터 기판에 형성함으로써, 어레이 기판을 형성하는 공정을 단순화하고, 투과부의 홀(Hole)을 형성하는 과정에서 생기는 개구부 감소분을 줄여서 반사 및 투과 효율을 향상시킬 수 있다.In the transflective liquid crystal display according to the exemplary embodiment of the present invention configured as described above, an array substrate is formed by applying a white buffer to a color filter substrate to form a step for changing a cell gap of a reflecting portion and a transmitting portion. It is possible to simplify the process of forming a, and to reduce the reduction of the opening caused in the process of forming a hole (Hole) of the transmission portion to improve the reflection and transmission efficiency.
또한, 본 발명의 일 실시에에 따른 반투과형 액정 표시 장치의 제조 방법은 이와 같은 반투과형 액정 표시 장치를 효과적으로 제조할 수 있다.In addition, the manufacturing method of the transflective liquid crystal display according to the exemplary embodiment of the present invention can effectively manufacture such a transflective liquid crystal display.
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