KR101332155B1 - 반투과 수평전계인가형 액정표시장치 및 그 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 대각 시야각을 향상시킬 수 있는 반투과 수평전계인가형 액정표시장치 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 반투과 수평전계인가형 액정표시장치는 투과영역 및 반사영역을 포함하는 액정셀들이 매트릭스 형태로 배열된 액정표시패널과; 상기 액정표시패널의 앞면에 위치하는 상부 편광판과; 상기 액정표시패널의 뒷면에 위치하는 하부 편광판과; 상기 액정표시패널 뒤에 위치하여 상기 액정표시패널에 광을 공급하는 백라이트를 구비하고, 상기 각각의 액정셀들은 상기 반사영역에 위치하여 상기 투과영역을 경유하는 광과 상기 반사영역을 경유하는 광들 간의 위상을 일치시키기 위한 제1 보상필름과; 상기 투과영역에 위치하며 외부환경과 무관하게 고정된 배향특성을 가지는 액정층을 포함하는 제2 보상필름을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

반투과 수평전계인가형 액정표시장치 및 그 제조 방법{Liquid Crystal Device of Transflective In Plane Switch Type And Method for Fabricating thereof}

도 1은 종래의 반투과 수평전계인가형 액정표시장치를 나타내는 단면도.

도 2a 및 도 2b는 도 1의 액정표시장치의 투과영역 및 반사영역에서의 광의 편광 과정을 도시한 도면.

도 3은 종래 싱글 셀 갭을 가지는 반투과 수평전계인가형 액정표시장치를 나타내는 단면도.

도 4는 도 1 및 도 3의 반투과 수평전계인가형 액정표시장치에서의 빛샘현상을 나타내는 시뮬레이션.

도 5는 본 발명에 따른 반투과 수평전계인가형 액정표시장치를 나타내는 단면도.

도 6은 관찰자가 종래 반투과 수평전계인가형 액정표시장치를 정면 및 대각방향에서 바라보는 경우 관찰자가 느끼게 되는 상부 및 하부 편광판의 편광축을 나타내는 도면.

도 7은 종래 대각 시야각에서 관찰자에게 인식되는 편광상태를 나타내는 도 면.

도 8은 관찰자가 본 발명에 따른 반투과 수평전계인가형 액정표시장치를 대각방향에서 바라보는 경우 관찰자가 느끼게 되는 상부 및 하부 편광판의 편광축을 나타내는 도면.

도 9는 본 발명에 따른 반투과 수평전계인가형 액정표시장치를 대각 시야각에서 관찰하는 경우 관찰자가 느끼게 되는 편광상태를 나타내는 도면.

도 10은 본 발명에 따른 반투과 수평전계인가형 액정표시장치에서의 빛샘현상을 나타내는 시뮬레이션.

도 11은 본 발명에 따른 반투과 수평전계인가형 액정표시장치에서의 V-R 특성 및 V-T 특성을 나타내는 시뮬레이션.

도 12a 내지 도 12f는 도 5에 도시된 반투과 수평전계인가형 액정표시장치의 제조방법을 단계적으로 나타내는 단면도.

도 13a 및 도 13b는 도 12c에서의 유기막 제조공정을 구체적으로 나타내는 단면도.

도 14는 도 12f에서의 위상차 보상필름 및 시야각 보상필름의 제조공정을 구체적으로 설명하기 위한 도면.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

2, 102 : 하부 기판 27,127 : 공통전극

6, 106 : 게이트 전극 8, 108 : 게이트 절연막

10, 110 : 활성층 12, 112 : 오믹 접촉층

16, 116 : 소스 전극 18, 118 : 드레인 전극

22, 122 : 보호막 24, 124 : 유기막

28, 128 : 반사전극 26, 126 : 화소전극

34, 134 : 접촉홀 188 : 시야각 보상필름

189 : 위상차 보상필름 188a : 제2 액정코팅층

189a : 제1 액정코팅층 72 : 액정

64 : 제1 QWP 62 : 제2 QWP

상부 편광판

본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로서, 특히, 대각 시야각을 향상시킬 수 있는 반투과 수평전계인가형 액정표시장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

액정표시장치는 전계를 이용하여 액정의 광투과율을 조절함으로써 화상을 표시하게 된다. 이러한 액정표시장치는 액정을 구동시키는 전계의 방향에 따라 수직전계인가형과 수평전계인가형으로 대별된다.

수직전계인가형 액정표시장치는 상부기판 상에 형성된 공통전극과 하부기판 상에 형성된 화소전극이 서로 대향되게 배치되어 이들 사이에 형성되는 수직 전계 에 의해 TN(Twisted Nemastic) 모드의 액정을 구동하게 된다. 이러한 수직 전계형 액정 표시 장치는 개구율이 큰 장점을 가지는 반면 시야각이 90도 정도로 좁은 단점을 가진다.

수평전계인가형 액정 표시 장치는 하부 기판에 나란하게 배치된 화소 전극과 공통 전극 간의 수평전계에 의해 인 플레인 스위치(In Plane Switch; 이하, IPS라 함) 모드의 액정을 구동하게 된다. 이러한 수평전계인가형 액정 표시 장치는 시야각이 160도 정도로 넓은 장점을 가진다.

또한, 액정표시장치는 백라이트 유닛(Back light unit)으로부터 입사된 광을 이용하여 화상을 표시하는 투과형과, 자연광과 같은 외부광을 반사시켜 화상을 표시하는 반사형으로 대별된다. 투과형은 백라이트 유닛의 전력 소모가 크고, 반사형은 외부광에 의존함에 따라 어두운 환경에서는 화상을 표시할 수 없는 문제점이 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여, 백라이트 유닛을 이용하는 투과 모드와 외부광을 이용하는 반사 모드가 선택 가능한 반투과형 액정표시장치가 대두되고 있다. 반투과형 액정표시장치는 외부광이 충분하면 반사 모드로, 불충분하면 백라이트 유닛을 이용한 투과 모드로 동작하게 되므로 투과형 보다 소비 전력을 줄일 수 있으면서 반사형과 달리 외부광 제약을 받지 않게 된다.

도 1은 종래의 반투과 기능을 가지면서 수평전계에 의해 액정을 구동시키는 반투과 수평전계인가형 액정표시장치를 나타내는 단면도이다.

도 1에 도시된 반투과 수평전계인가형 액정표시장치는 액정표시패널(70)과, 액정표시패널(70)의 앞면에 위치하는 제1 위상차판(retardation film)(64)과, 액정표시패널(70)의 뒷면에 위치하는 제2 위상차판(62)과, 제1 위상차판(64) 위에 위치하는 제1 편광판(68)과, 제2 위상차판(62) 위에 위치하는 제2 편광판(66)과, 제2 편광판(66) 뒤에 위치하여 액정표시패널(70)에 광을 공급하는 백라이트(80)을 포함한다.

제1 위상차판(64) 및 제2 위상차판(62)은 λ/4의 위상지연특성을 가지는 위상지연 수단이다. 여기서, 제1 위상차판(64) 및 제2 위상차판(62)을 각각 제1 QWP(Quarter Wave Plate)(64) 및 제2 QWP(62) 라고도 한다.

액정표시패널(70)은 액정(72)을 사이에 두고 합착된 컬러필터 어레이 기판(50)과 박막 트랜지스터 어레이 기판(60)으로 구성된다.

액정표시패널(70)을 이루는 각각의 화소들은 반사전극(28)이 형성된 반사영역(P1)과, 반사전극(28)이 형성되지 않은 투과영역(P2)으로 구분된다.

컬라필터 어레이 기판(50)은 상부기판(52) 위에 형성되는 컬러필터 어레이(56)를 포함한다. 컬러필터 어레이에는 화소들을 구획하는 블랙 매트릭스, 블랙 매트릭스에 의해 구획되는 화소에 위치하는 컬러필터, 컬러필터 및 블랙 매트릭스 위에 형성되어 컬러필터 어레이 기판(50)을 평탄화시키는 오버코트층이 형성되고, 오버코트층 위에는 액정 배향을 위한 상부 배향막 등으로 구성된다.

박막 트랜지스터 어레이 기판(60)은 하부기판(2) 위에 형성되어 각 화소영역을 정의하는 게이트 라인(미도시) 및 데이터 라인(11), 게이트 라인 및 데이터 라인(11)의 교차영역에 위치함과 아울러 데이터 라인(11)에 접속된 박막 트랜지스 터(5), 박막 트랜지스터(5)에 접속된 화소전극(26), 화소전극(26)과 수평전계를 이루는 공통전극(27), 각 화소의 반사영역(P1)에 형성되고 화소전극(26)과 중첩된 반사전극(28)을 구비한다.

박막 트랜지스터(5)는 게이트 라인과 접속된 게이트 전극(6), 데이터 라인(11)과 접속된 소스 전극(16), 소스 전극(16)과 마주하는 드레인 전극(18), 게이트 전극(6)과 게이트 절연막(8)을 사이에 두고 중첩되어 소스 및 드레인 전극(16, 18) 사이의 채널을 형성하는 활성층(10), 활성층(10)과 소스 및 드레인 전극(16, 18)과의 오믹 접촉을 위한 오믹 접촉층(12)을 구비한다. 여기서, 활성층(10)과 오믹 접촉층(12)을 반도체 패턴(13)이라 명명한다.

이러한 박막 트랜지스터(5)는 게이트 라인으로부터의 스캔 신호에 응답하여 데이터 라인(11) 상의 비디오 신호가 화소전극(26)에 충전되어 유지되게 한다.

공통전극(27)은 화소전극(26)과 나란하게 형성되고 액정구동을 위한 기준전압(Vcom)을 공급받아 화소전극(26)과 수평전계를 형성시킨다.

반사전극(28)은 컬러필터 어레이 기판(50)을 통해 입사된 외부광을 컬러필터 어레이 기판(50) 쪽으로 반사시킨다. 이때, 반사전극(28) 아래에 형성된 유기막(24)의 표면이 엠보싱(Embossing) 형상을 갖게 됨으로써 그 위의 반사전극(28)도 엠보싱(Embossing) 형상을 갖게 된다. 이에 따라, 산란 효과로 인하여 반사 효율이 증대될 수 있게 된다.

화소전극(26)은 유기막(24) 및 보호막(22)을 관통하는 제1 접촉홀(34)을 통해 박막 트랜지스터(5)의 드레인 전극(10)과 접속되며 박막 트랜지스터(5)를 통해 공급된 화소 신호에 의해 공통전극(27)과 수평전계를 발생시킨다. 이 수평전계에 의해 유전 이방성을 갖는 액정이 회전하여 반사영역(P1)과 투과영역(P2) 각각의 액정(72)층을 경유하는 광의 투과율을 조절함으로써 상기 비디오 신호에 따라 휘도가 달라지게 된다.

이 경우, 반사영역(P1)과 투과영역(P2)에서 액정(72)층을 경유하는 광 경로의 길이가 동일하도록 투과영역(P2)에서는 유기막(24)이 형성되지 않는다. 다시 말하면, 유기막(24)을 형성하는 경우 투과영역(P2)에는 유기막이 제거됨으로써 각각의 화소에서는 유기막(24)을 관통하며 투과영역과 대응되는 투과홀(36)이 형성된다. 이에 따라, 투과영역(P2)에서의 셀갭의 두께(d2)가 반사영역(P1)에서의 셀갭(cell gab) 두께(d1)의 두배가 되는 듀얼(dual) 셀갭 구조가 형성될 수 있게 된다.

그 결과, 반사영역(P1)으로 입사된 주변광, 즉 반사광이 제1 QWP(64), 액정(72)층, 반사 전극(28), 액정(72)층 및 제1 QWP(64)를 경유하는 반사모드에서의 반사광(RL)의 광경로와, 투과 영역(P2)으로 입사된 백라이트 유닛(80)의 광이 제2 QWP(62), 액정(72)층 및 제1 QWP(64)을 경유하는 투과광(TL)의 광경로의 최종 편광상태를 동일함으로써 반사 모드와 투과 모드의 투과 효율이 같아지게 된다.

도 2a 및 도 2b는 노멀리 화이트(normally White) 모드에서 투과영역(P2) 및 반사영역(P1)에서의 광의 편광 과정을 도시한 도면이다.

먼저, 도 2a를 참조하여 투과영역(P2)에서의 광의 편광과정을 설명한다.

백라이트(80)에서 출사된 광은 하부 편광판(66)을 통과하면서 하부 편광 판(66)의 편광축과 나란한 선편광으로 편광되고, λ/4 위상지연특성을 가지는 제2 QWP(62)을 투과하면서 좌원편광으로 편광되고, λ/2 위상지연특성을 가지는 액정(72)층을 투과하면서 우원편광으로 편광되고, λ/4 위상지연특성을 가지는 제1 QWP(64)을 투과하면서 상부 편광판(68)의 편광축과 나란한 선편광으로 편광된다. 이와 같이, 백라이트(80)에서 출사된 광은 다수번의 편광에 의해 상부 편광판(68)의 편광축과 나란한 선편광으로 편광됨으로써 상부 편광판(68)을 투과할 수 있게 되어 화상을 구현할 수 있게 된다.

다음으로, 도 2b를 참조하면, 반사영역(P1)에서의 광의 편광과정을 설명한다.

외부광은 상부 편광판(68)을 통과하면서 상부 편광판(68)의 편광축과 나란한 선편광으로 편광되고, λ/4 위상지연특성을 가지는 제1 QWP(64)를 투과하면서 좌원편광으로 편광되고, λ/4 위상지연특성을 가지는 액정(72)층을 투과하면서 상부 편광판(68)의 편광축과 직교하는 선편광으로 편광되고, 반사판에서 반사된 후 다시 λ/4 위상지연특성을 가지는 액정층을 투과하면서 우원편광으로 편광되고, 다시 λ/4 위상지연특성을 가지는 제1 QWP(64)를 투과하면서 상부 편광판(68)의 편광축과 나란한 선편광으로 편광된다. 이와 같이, 상부 편광판(68)을 경우하여 액정표시패널(70)로 입사된 외부광은 액정표시패널(70) 내에서 다수번 편광된 후 상부 편광판(68)을 투과할 수 있는 선편광으로 편광됨으로써 화상을 구현할 수 있게 된다.

그러나, 이러한 듀얼(dual) 셀갭 구조는 반사영역(P1)과 투과영역(P2) 사이의 높은 단차로 인하여 반사영역(P1)과 투과영역(P2)의 경계영역에 위치하는 액 정(72)들이 정상적으로 배향되지 않게 된다. 그 결과, 경계영역에 위치하는 액정들은 전계에 의해 정상적으로 제어되지 않게 되는 문제가 발생된다.

이러한, 문제를 해결하기 위해 도 3에 도시된 바와 같이 싱글(single) 셀갭을 가지는 반투과 수평전계인가형 액정표시장치가 제안되었다.

도 3에 도시된 액정표시장치는 유기막(24)이 반사영역(P1) 뿐만 아니라 투과영역(P2)에도 위치하고, 반사판(28) 및 화소전극(26) 등이 형성된 하부기판(2) 상에 전면 보상필름(88)이 형성되고, 도 1에서 액정표시패널(70)의 전면에 위치하는 제1 QWP(64)은 제거되고 액정표시패널(70)의 뒤면에 위치하는 제2 QWP(62)는 λ/2의 위상지연특성을 가지는 제3 위상차판(82)으로 대체된다.

이러한 싱글 셀갭 구조의 액정표시장치는 유기막(24)이 반사영역(P1) 뿐만 아니라 투과영역(P2)에도 위치하게 됨에 따라 반사영역(P1)과 투과영역(P2)에서의 셀캡(d2)이 동일하게 된다. 이에 따라, 반사영역(P1)과 투과영역(P2)의 경계영역에 위치하는 액정(72)들이 정상적으로 배향될 수 있게 된다.

한편, 도 3에서의 액정표시장치는 반사영역(P1)과 투과영역(P2)에서의 셀갭은 도 1에서의 투과영역(P2)의 셀갭(d2)과 동일한다. 이에 따라, 도 3에서의 액정(72)층은 λ/2의 위상지연특성을 가지게 된다. 여기서, 액정(72)층이 λ/2의 위상지연특성을 가지게 됨에 따라 반사영역(P1)에서의 광투과 효율과 투과영역에서의 광투과 효율이 달라질 수 있게 된다. 이를 방지하기 위하여 반사영역(P1)과 투과영역(P2)에 λ/4의 위상지연특성을 가지는 보상필름(88)을 구비하고 도 1에서의 액정표시패널(70)의 전면에 위치하였던 제1 QWP(64)는 제거되고 동시에 제2 QWP(62)는 투과영역(P2)의 위상지연을 보상하기 위하여 λ/2의 위상지연특성을 가지는 제3 위상차판(82)으로 대체된다. 여기서, 제3 위상차판(82)은 λ/2의 위상지연특성을 가지는 위상지연 수단으로써 이하, HWP(Half Wave Plate)(82) 라고 한다. 보상필름(88)은 배향막(86)과, 배향막(86) 위에 형성되며 λ/4의 위상지연특성을 가지는 액정코팅층(84)으로 이루어진다.

한편, 종래 1에서의 듀얼 셀갭을 가지는 반투과 수평전계인가형 액정표시장치 및 도 3에서의 싱글 셀갭을 가지는 반투과 수평전계인가형 액정표시장치는 각각 투과영역(P2)에서의 시야각이 취약한 문제가 있다.

도 4는 블랙을 구현하는 경우 투과영역(P2)에서 시야각에 따른 빛샘 발생 정도를 나타내는 시뮬레이션 결과이다. 도 4를 참조하면, IPS 모드에서의 상부 및 하부 편광판들의 편광축 즉 십자가 형태의 편광축에 대응되는 시야각에서는 빛샘이 거의 발생되지 않지만 화면의 중심에서 대각 시야각으로 갈수록 빛샘이 발생되어 표시품질이 저하되는 문제가 나타난다. 이에 따라, IPS 모드에서의 대각 시야각을 개선하여 표시품질을 향상시키기 위한 방안이 요구되고 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 대각 시야각을 향상시킬 수 있는 반투과 수평전계인가형 액정표시장치 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 반투과 수평전계인가형 액정표시장치는 투과영역 및 반사영역을 포함하는 액정셀들이 매트릭스 형태로 배열된 액정표시패널과; 상기 액정표시패널의 앞면에 위치하는 상부 편광판과; 상기 액정표시패널의 뒷면에 위치하는 하부 편광판과; 상기 액정표시패널 뒤에 위치하여 상기 액정표시패널에 광을 공급하는 백라이트를 구비하고, 상기 각각의 액정셀들은 상기 반사영역에 위치하여 상기 투과영역을 경유하는 광과 상기 반사영역을 경유하는 광들 간의 위상을 일치시키기 위한 제1 보상필름과; 상기 투과영역에 위치하며 외부환경과 무관하게 고정된 배향특성을 가지는 액정층을 포함하는 제2 보상필름을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 제1 보상필름은 λ/4 정도의 위상지연특성을 가지는 제1 액정코팅층과; 상기 제1 액정코팅층의 액정들의 장축을 상기 상부 및 하부 편광판 중 어느 하나의 편광축과 45도 정도의 각을 이루도록 배향시키는 제1 배향막을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 제2 보상필름은 상기 고정된 배향특성을 가지는 액정층을 포함하는 제2 액정코팅층과; 상기 제2 액정코팅층의 액정들의 장축을 상기 상부 및 하부 편광판 중 어느 하나의 편광축과 나란하게 배향시키는 제2 배향막을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 각각의 액정셀들은 컬러필터 어레이가 형성된 컬러필터 어레이 기판과; 액정을 사이에 두고 상기 컬러필터 어레이 기판과 합착된 박막 트랜지스터 어레이 기판을 포함하고, 상기 제1 및 제2 보상필름은 상기 박막 트랜지스터 어레이 기판 상에 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 박막 트랜지스터 어레이 기판은 하부 기판 위에 서로 교차되는 게이트 라인 및 데이터 라인과; 상기 게이트 라인 및 데이터 라인의 교차영역에 위치하는 박막 트랜지스터와; 상기 박막 트랜지스터의 드레인 전극을 노출시키는 접촉홀을 가지는 보호막과; 상기 보호막과 중첩되며 상기 반사영역보다 상기 투과영역에서 상대적으로 낮은 두께를 가지는 유기막과; 상기 접촉홀을 통해 상기 드레인 전극과 접속되는 화소전극과; 상기 화소전극과 나란하게 형성되는 공통전극과; 상기 반사영역에 형성됨과 아울러 상기 제1 보상필름 하부에 위치하는 반사전극을 구비하고, 상기 제2 보상필름은 투과영역과 반사영역에서 서로 다른 두께로 형성된 상기 유기막에서의 단차를 평탄화하는 것을 특징으로 한다.

상기 투과영역 및 반사영역에서의 상기 컬러필터 어레이 기판과 상기 박막 트랜지스터 사이의 간격들은 서로 동일한 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 반투과 수평전계인가형 액정표시장치의 제조방법은 투과영역 및 반사영역을 포함하는 액정셀들이 매트릭스 형태로 배열된 액정표시패널을 형성하는 단계와; 상기 액정표시패널의 앞면에 상부 편광판을 형성하고 상기 액정표시패널의 뒷면에 하부 편광판을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 액정표시패널을 마련하는 단계는 컬러필터 어레이 기판을 형성하는 단계와; 상기 컬러필터 어레이 기판과 대향되며 상기 반사영역에 위치하는 제1 보상필름 및 상기 투과영역에 위치하는 제2 보상필름을 포함하는 박막 트랜지스터 어레이 기판을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 박막 트랜지스터 어레이 기판을 형성하는 단계는 하부 기판 위에 서로 교차되는 게이트 라인 및 데이터 라인, 박막 트랜지스터를 형성하는 단계와; 상기 박막 트랜지스터의 드레인 전극을 노출시키는 접촉홀을 가지는 보호막 및 상기 보호막과 중첩되며 상기 반사영역보다 상기 투과영역에서 상대적으로 낮은 두께를 가지는 유기막을 형성하는 단계와; 상기 접촉홀을 통해 상기 드레인 전극과 접속되는 화소전극 및 상기 화소전극과 나란한 공통전극을 형성하는 단계와; 상기 반사영역에 반사전극을 형성하는 단계와; 상기 반사영역에 위치하는 상기 제1 보상필름 및 상기 투과영역에 위치하는 제2 보상필름을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

제1 및 제2 보상필름을 형성하는 단계는 상기 반사영역에 위치하는 제1 배향막 및 상기 투과영역에 위치하는 제2 배향막을 형성하는 단계와; 상기 제1 배향막 위에 상기 상부 및 하부 편광판 중 어느 하나의 편광축과 45 정도 기울어진 방향으로 배향된 액정들을 포함하는 제1 액정코팅층을 형성함과 아울러 상기 제2 배향막 위에 상기 상부 및 하부 편광판 중 어느 하나의 편광축과 나란하게 배향된 액정들을 포함하는 제2 액정코팅층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 제1 및 제2 배향막을 형성하는 단계는 상기 반사전극이 형성된 하부 기판 위에 배향물질을 전면 인쇄하는 단계와; 상기 배향물질을 경화시키는 단계와; 상기 반사영역에서의 배향물질의 표면을 상기 상부 및 하부 편광판의 편광축과 45 정도 기울어진 방향으로 배향시키는 단계와; 상기 투과영역에서의 배향물질의 표면을 상기 상부 및 하부 편광판의 편광축과 나란한 방향으로 배향시키는 것을 특징으로 한다.

상기 제1 및 제2 액정코팅층을 형성하는 단계는 상기 제1 및 제2 배향막 위에 광 경화성 액정을 코팅하는 단계와; 상기 광 경화성 액정을 경화시켜 상기 제2 배향막 위에 위치하는 액정들의 장축 방향을 상기 상부 및 하부 편광판 중 어느 하나의 편광축 방향으로 고정시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 제1 및 제2 배향막 위에 광 경화성 액정을 코팅하는 단계는 투과영역과 반사영역에서 서로 다른 두께로 형성된 상기 유기막에서의 단차가 평탄화되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 이점들은 첨부 도면을 참조한 본 발명의 바람직한 실시 예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 반투과 수평전계인가형 액정표시장치를 나타내는 단면도이다.

도 5에 도시된 반투과 수평전계인가형 액정표시장치는 액정표시패널(170)과, 액정표시패널(170)의 앞면에 위치하는 제1 편광판(168)과, 액정표시패널(170)의 뒷면에 위치하는 제2 편광판(166)과, 제2 편광판(166) 뒤에 위치하여 액정표시패널(170)에 광을 공급하는 백라이트(180)를 포함한다.

액정표시패널(170)은 액정(172)을 사이에 두고 합착된 컬러필터 어레이 기판(150)과 박막 트랜지스터 어레이 기판(160)으로 구성된다.

액정표시패널(170)을 이루는 각각의 화소들은 반사전극(128)이 형성된 반사영역(P1)과, 반사전극(28)이 형성되지 않은 투과영역(P2)으로 구분된다.

컬라필터 어레이 기판(150)은 상부기판(152) 위에 형성되는 컬러필터 어레 이(156)를 포함한다. 컬러필터 어레이에는 화소들을 구획하는 블랙 매트릭스, 블랙 매트릭스에 의해 구획되는 화소에 위치하는 컬러필터, 컬러필터 및 블랙 매트릭스 위에 형성되어 컬러필터 어레이 기판(150)을 평탄화시키는 오버코트층이 형성되고, 오버코트층 위에는 액정 배향을 위한 상부 배향막 등으로 구성된다.

박막 트랜지스터 어레이 기판(160)은 하부기판(102) 위에 형성되어 각 화소영역을 정의하는 게이트 라인(미도시) 및 데이터 라인(111), 게이트 라인 및 데이터 라인(111)의 교차영역에 위치함과 아울러 데이터 라인(111)에 접속된 박막 트랜지스터(105), 박막 트랜지스터(105)의 드레인 전극(118)을 노출시키는 제1 접촉홀(134)을 가지는 보호막(122)과, 보호막(122)과 중첩됨과 아울러 반사영역(P1)보다 상대적으로 투과영역(P2)에서 낮은 두께를 갖는 유기막(124)과, 제1 접촉홀(134)을 통해 박막 트랜지스터(105)의 드레인 전극(118)과 접속된 화소전극(126), 화소전극(126)과 수평전계를 이루는 공통전극(127), 각 화소의 반사영역(P1)에 형성되는 반사전극(128)과, 반사전극(128)이 형성된 반사영역(P1)에 형성되어 λ/4의 위상지연특성을 가지는 위상차 보상필름(189)과, 화소전극(126) 및 공통전극(127) 등이 형성된 투과영역(P2)에 형성되는 시야각 보상필름(188)을 구비한다.

박막 트랜지스터(105)는 게이트 라인과 접속된 게이트 전극(106), 데이터 라인(111)과 접속된 소스 전극(116), 소스 전극(116)과 마주하는 드레인 전극(118), 게이트 전극(106)과 게이트 절연막(108)을 사이에 두고 중첩되어 소스 및 드레인 전극(116, 118) 사이의 채널을 형성하는 활성층(110), 활성층(110)과 소스 및 드레 인 전극(116, 118)과의 오믹 접촉을 위한 오믹 접촉층(112)을 구비한다. 여기서, 활성층(110)과 오믹 접촉층(112)을 반도체 패턴(113)이라 명명한다.

이러한 박막 트랜지스터(105)는 게이트 라인으로부터의 스캔 신호에 응답하여 데이터 라인(111) 상의 비디오 신호가 화소전극(126)에 충전되어 유지되게 한다.

보호막(122)은 박막 트랜지스터(105) 및 기타 데이터 라인(111) 등을 보호하는 역할을 한다.

유기막(124)은 반사영역(P1) 뿐만 아니라 투과영역(P2)에도 형성된다. 이에 따라, 반사영역(P1)과 투과영역(P2) 간의 단차가 나타나지 않게 됨으로써 반사영역(P1)과 투과영역(P2)에서의 셀캡(d2)이 동일하게 된다. 이에 따라, 반사영역(P1)과 투과영역(P2)의 경계영역에 위치하는 액정들이 정상적으로 배향될 수 있게 된다.

또한, 유기막(124)은 반사전극(128) 아래에서 표면이 엠보싱(Embossing) 형상을 갖도록 형성된다.

공통전극(127)은 화소전극(126)과 나란하게 형성되고 액정구동을 위한 기준전압(Vcom)을 공급받아 화소전극(126)과 수평전계를 형성시킨다.

반사전극(128)은 컬러필터 어레이 기판(150)을 통해 입사된 외부광을 컬러필터 어레이 기판(150) 쪽으로 반사시킨다. 이때, 반사전극(128) 아래에 형성된 유기막(124)의 표면이 엠보싱(Embossing) 형상을 갖게 됨으로써 반사전극(128)도 엠보싱(Embossing) 형상을 갖게 된다. 이에 따라, 산란 효과로 인하여 반사 효율이 증 대되게 된다.

화소전극(126)은 유기막(124) 및 보호막(122)을 관통하는 제1 접촉홀(134)을 통해 박막 트랜지스터(105)의 드레인 전극(110)과 접속되며 박막 트랜지스터(105)를 통해 공급된 화소 신호에 의해 공통전극(127)과 수평전계를 발생시킨다. 이 수평전계에 의해 유전 이방성을 갖는 액정이 회전하여 반사영역(P1)과 투과영역(P2) 각각의 액정(172)층을 경유하는 광의 투과율을 조절함으로써 상기 비디오 신호에 따라 휘도가 달라 지게 된다.

위상차 보상필름(189) 및 시야각 보상필름(188)은 배향막 및 배향막 위에 형성되는 액정코팅층으로 이루어진다.

좀더 구체적으로, 위상차 보상필름(189)은 반사영역(P1)과 대응되는 영역에 형성되며 제1 배향막(189b) 및 제1 배향막(189b) 위에 위치하는 제1 액정코팅층(189a)으로 이루어진다. 여기서, 제1 배향막(188b)은 폴리이미드 등의 유기 고분자물질이 인쇄되고 경화된 후, 러빙법, 이온빔 및 광배향 중 어느 하나에 의해 배향처리됨으로써 완성된다. 이러한, 제1 배향막(188b)은 제1 액정코팅층(189a)의 액정들의 장축은 상부 편광판(168)의 편광축에 45도 정도 기울어지도록 배향시킴으로써 제1 액정코팅층(189a)에서의 액정들은 상부 편광판(168)의 편광축에 45도 정도 기울어지도록 배향된다. 이에 따라, 위상차 보상필름(189)은 종래 도 3에서의 보상필름(88)과 동일하게 광의 위상을 λ/4 정도 지연시킬 수 있게 된다.

시야각 보상필름(189)은 투과영역(P1)과 대응되는 영역에 형성되며 제2 배향막(188b) 및 제2 배향막(188b) 위에 위치하는 제2 액정코팅층(188a)으로 이루어진 다. 여기서, 제2 배향막(188b)은 제1 배향막(189b)과 동일한 물질로 이루어지며 동시에 인쇄된 후 경화된다. 그리고, 러빙법, 이온빔 및 광배향 중 어느 하나에 의해 제1 배향막(189b)과 달리 제2 액정코팅층(188a)의 액정(77)들의 장축은 상부 편광판(168)의 편광축과 나란하게 배향시킴에 따라 제2 액정코팅층(188a)의 액정층은 상부 편광판(168)의 편광축과 나란하게 배향되게 된다. 이러한, 구조를 가지는 시야각 보상필름(189)에서의 액정층들은 위상차 보상필름(189)과 달리 상부 편광판(168)의 편광축과 나란하게 배열되게 됨으로써 위상을 지연시키기 않게 된다. 따라서, 백라이트(180)로부터 출사된 광이 시야각 보상필름(188)을 투과하는 경우에는 위상의 변화가 나타내지 않는다. 이에 따라, 투과영역(P2)은 일반적인 수평전계인가형 액정표시장치에서의 구동특성과 동일한 특성을 가지게 된다.

또한, 제2 액정코팅층(188a)은 제1 액정코팅층(189a)의 두께의 2배정도로 형성된다. 즉, 유기막(124)의 두께가 상대적으로 낮은 두께를 가지는 투과영역(P2)에 제2 액정코팅층(188a)이 형성됨으로써 제2 액정코팅층(188a)의 두께가 제1 액정코팅층(189a)의 두께의 2배 정도를 갖도록 형성될 수 있게 된다. 이에 따라, 액정표시패널(170)의 셀갭의 두께(d2)는 일정해질 수 있게 된다. 이에 따라, 종래 도 1에서의 반사영역(P1)과 투과영역(P2)에서의 단차로 인하여 발생되는 액정(72)들이 비정상적 배향 문제는 발생되지 않게 된다.

이와 동시에, 시야각 보상필름(188) 내의 액정(77)층이 액정표시패널(170) 내에 위치함과 동시에 시야각 보상필름(188) 내의 액정(77)층이 상부 편광판(168)의 편광축에 나란하게 고정적으로 배향된다. 이에 따라, 시야각 보상필름(188)에서 의 액정(77)층들은 구동전압에 무관하게 항상 고정될 수 있게 된다. 그 결과, 시야각 보상필름(188)에서의 액정(77)층은 투과영역(P2)에서의 대각시야각을 보상할 수 있을 역할을 한다.

시야각 보상필름(188)에서의 액정(77)층이 대각 시야각을 보상할 수 있는 원리는 다음과 같다.

일반적으로 수평전계인가형(IPS 모드)의 경우에는 상부 및 하부 편광판 (168,166)들의 편광축이 십자가 형태로 형성된다. 이에 따라, 도 6에 도시된 바와 같이 정면 방향에서 액정표시패널을 바라보게 되면 상하 및 하부 편광판(168,166)의 편광축(x,y)이 서로 직각을 이루게 되지만 대각 방향에서 액정표시패널을 바라보게 되면 상하 및 하부 편광판(168,166)의 편광축(x,y)이 이루는 각이 둔각이 된다.

이에 따라, 대각 시야각에서 인식되는 액정들의 배향방향과 편광축과 대응되는 영역에서 인식되는 액정들의 배향이 달라지게 된다. 도 7에서의 편광상태를 나타내는 도면을 참조하면, 정 시야각(S1)에서 벗어나 대각 시야각(P2)으로 갈수록(S1->S2) 관찰자가 느끼게 되는 상부 편광축(x)와 하부 편광축(y)이 이루는 각은 90°보다 커지게 된다. 이에 따라, 관찰자는 정 시야각(S1)에서는 액정표시패널을 투과한 광이 선편광으로 인식되지만, 정 시야각(S1)에서 벗어나 대각 시야각(S2)으로 갈수록(S1->S2) 액정표시패널을 투과하는 광이 선편광으로 인식되지 않게 된다. 그 결과, 대각 시야각에서 액정표시패널을 바라보는 경우 도 4에 도시된 바와 같이 빛샘 문제가 발생된다.

그러나, 본원발명에서는 셀갭에 위치하는 액정(172)들이 구동전압에 의해 구동되는 것과는 달리 시야각 보상필름(188)에서의 액정(77)들은 편광축 방향에 고정적으로 배향된다. 이에 따라, 도 8에 도시된 바와 같이 대각 시야각에서 액정표시패널을 바라보더라도 관찰자가 느끼게 되는 상부 편광축(x)과 하부 편광축(y)이 이루는 각이 90°정도로 인식되게 된다.

도 9는 시야각 보상필름(188)을 채용한 후의 편광상태를 나타내는 도면이다. 도 9를 참조하면, 관찰자가 대각 시야각(P2)에서 액정표시패널을 바라보더라도 상부 편광축(x) 및 하부 편광축(y) 중 어느 하나가(도면에서는 상부 편광축이 정시야각을 중심으로 대칭됨) 정시야각(S1)을 중심으로 대칭되는 영역(E)에 위치하는 것으로 인식된다. 결과적으로, 관찰자는 정면(S1)에서 상부 편광축(x) 및 하부 편광축(y) 간의 편광축이 이루는 각의 크기와 대각 시야각(S2)에서 상부 편광축(x) 및 하부 편광축(y) 간의 편광축이 이루는 각의 크기를 거의 동일하게 인식하게 된다. 이에 따라, 관찰자는 대각 시야각에서 인식되는 셀갭에서의 액정들의 배향방향과 편광축과 대응되는 영역에서 인식되는 액정들의 배향을 동일하게 인식할 수 있게 된다.

그 결과, 외부환경의 변화에 무관하게 관찰자가 인식되는 시야각이 확대될 수 있게 되어 셀갭에서의 액정이 대각 시야각에서 왜곡되어 보이는 현상이 현저히 완화됨으로써 도 10에 도시된 바와 같이 대각 시야각에서의 빛샘 현상이 최소화될 수 있게 되어 표시품질이 향상된다.

도 11은 본 발명에 따른 반투과 수평전계인가형 액정표시장치의 반사영역에 서의 V-R(voltage-Reflection) 특성(A) 투과영역에서의 V-T(voltage-Transmission) 특성(B)을 나타내는 시뮬레이션 결과이다.

도 11에서의 투과 V-R(A) 및 V-T(voltage-Transmission) 특성(B)이 유사함을 알 수 있다. 따라서, 본원발명에서의 반투과 수평전계인가형 액정표시장치는 반투과모드와 투과모드를 동시에 구현하더라도 정상적인 화상구현이 가능하게 된다.

이와 같이, 본 발명에 따른 반투과 수평전계인가형 액정표시장치는 유기막을 투과영역에도 형성시킴에 따라 종래 도 1에서의 투과영역(P2)과 반사영역(P1)에서의 단차를 제거할 수 있게 된다. 그 결과, 투과영역(P2)과 반사영역(P1)의 경계영역에서의 비정상적 액정배향 문제를 해결할 수 있게 된다.

이와 동시에, 반사영역(P1)에서는 λ/4 정도의 위상지연특성을 가지는 위상차 보상필름(189)을 형성하고 투과영역(P2)에서는 대각 시야각 보상을 위한 시야각 보상필름(188)을 형성한다. 이에 따라, 투과영역(P2) 및 반사영역(P1)을 가지는 액정표시장치의 정상적인 구동을 유지함과 아울러 종래 도 1 및 도 3에서의 반투과 수평전계인가형 액정표시장치에서의 대각 시야각에서의 빛샘 현상을 최소화할 수 있게 된다. 그 결과, 표시품질을 향상시킬 수 있게 된다.

도 12a 내지 도 14를 참조하여 반투과형 액정표시장치의 제조방법에 대해 설명한다.

먼저, 도 12a를 참조하면, 하부기판(102) 상에 스퍼터링 방법 등의 증착 방법을 통해 게이트 금속층이 형성된다. 이어서, 마스크를 이용한 포토리소그래피 공정과 식각 공정으로 게이트 금속층이 패터닝됨으로써 게이트 라인(미도시), 게이트 전극(106)을 포함하는 게이트 패턴이 형성된다. 게이트 금속층으로는 Al, Mo, Cr계 등 금속의 단일층 또는 이중층 구조가 이용된다.

도 12b를 참조하면, 게이트 패턴이 형성된 하부기판(102) 상에 PECVD 등의 증착 방법을 통해 게이트 절연막(8), 비정질 실리콘층, 불순물이 도핑된 비정질 실리콘층, 그리고 소스/드레인 금속층이 순차적으로 형성된다. 게이트 절연막(108)으로는 산화 실리콘(SiOx) 또는 질화 실리콘(SiNx) 등과 같은 무기 절연 물질이, 소스/드레인 금속층으로는 Al, Mo, Cr계 등 금속의 단일층 또는 이중층 구조가 이용된다.

그리고, 소스/드레인 금속층 위에 마스크를 이용한 포토리소그래피 공정으로 포토레지스트 패턴을 형성하게 된다. 이 경우 마스크로는 박막 트랜지스터의 채널부에 회절 노광부를 갖는 회절 노광 마스크를 이용함으로써 채널부의 포토레지스트 패턴이 다른 소스/드레인 패턴부 보다 낮은 높이를 갖게 한다.

이어서, 포토레지스트 패턴을 이용한 습식 식각 공정으로 소스/드레인 금속층이 패터닝됨으로써 데이터 라인(111), 소스전극(116), 그 소스전극(116)과 일체화된 드레인 전극(118)을 포함하는 소스/드레인 패턴이 형성된다.

그 다음, 동일한 포토레지스트 패턴을 이용한 건식 식각공정으로 불순물이 도핑된 비정질 실리콘층과 비정질 실리콘층이 동시에 패터닝됨으로써 오믹 접촉층(112)과 활성층(110)으로 이루어지는 반도체 패턴(113)이 형성된다.

그리고, 애싱(Ashing) 공정으로 채널부에서 상대적으로 낮은 높이를 갖는 포토레지스트 패턴이 제거된 후 건식 식각 공정으로 채널부의 소스/드레인 패턴 및 오믹 접촉층(112)이 식각된다. 이에 따라, 채널부의 활성층(110)이 노출되고 소스 전극(116)과 드레인 전극(118)은 분리된다.

이어서, 스트립 공정으로 소스/드레인 패턴 위에 남아 있는 포토레지스트 패턴이 제거된다.

도 12c를 참조하면, 소스/드레인 패턴이 형성된 게이트 절연막(108) 상에 드레인 전극을 노출시키는 접촉홀(134)을 가지는 보호막(122) 및 유기막(124)이 형성된다. 여기서, 유기막(124)은 반사영역(P1)에서는 엠보싱 형상을 갖도록 형성되며 투과영역(P2)에서는 반사영역(P1) 보다 상대적으로 작은 두께를 갖도록 형성된다.

이하, 도 13a 및 도 13b를 참조하여 유기막(124) 형성공정을 좀더 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 13a를 참조하면, 소스/드레인 패턴이 형성된 게이트 절연막(108) 위에 절연물질(122a) 및 유기물질(124a)가 순차적으로 형성된다. 여기서, 절연물질(122a)로는 게이트 절연막(108)과 같은 무기 절연 물질이, 유기물질(124a)로는 포토 아크릴 등과 같은 감광성 유기 물질이 이용된다.

이후, 회절노광 마스크 또는 반투과 마스크 등이 유기물질(124a)이 형성된 하부기판(102) 상에 정렬된다. 예를 들어, 회절노광 마스크가 이용되는 경우, 회절노광 마스크(190)는 투과영역(P2)과 대응되는 회절 노광부(M3)와, 반사영역(P1)과 대응되는 영역에는 차단부(192)와 회절 노광부(M3)가 반복되는 영역(M1)과, 접촉홀(134)과 대응되는 투과부(M2)를 포함한다. 이러한, 구조를 가지는 마스크(190)를 이용하여 유기막(124)을 노광시킨 후 현상한다. 이에 따라, 도 13b에 도시된 바와 같이 드레인 전극(118)과 중첩되는 절연물질(122a)을 일부노출시키는 접촉홀(134)이 형성되고 반사영역(P1)에서는 돌출부 및 홈부가 반복되는 구조로 이루어짐과 동시에 투과영역(P2)에는 반사영역(P1)보다 상대적으로 낮은 두께를 가지는 유기막(124)이 형성된다. 이어서, 유기막(24)을 소성함으로써 돌출부 및 홈부가 반복된 반사영역(P1)에서의 유기막(24) 표면이 엠보싱 형상을 갖게 된다.

이후, 유기막(124)을 마스크로 이용하여 접촉홀(134)에 의해 노출되는 절연물질(122a)을 제거함으로써 박막 트랜지스터(105)의 드레인 전극(118)을 노출시키며 박막 트랜지스터(105) 등을 보호하는 보호막(122)이 형성된다.

도 12d를 참조하면, 유기막(124) 상에 스퍼터링 등의 증착 방법을 통해 투명 도전층이 형성되고, 마스크를 이용한 포토리소그래피 공정과 식각 공정으로 투명 도전층이 패터닝됨으로써 서로 나란하게 위치하는 화소전극(126)과 공통전극(127)이 형성된다. 화소전극(126)은 접촉홀(134)을 통해 드레인 전극(18)과 접속된다. 여기서, 투명 도전층으로는 인듐 주석 산화물(Indium Tin Oxide : ITO) 등이 이용된다.

도 12e를 참조하면, 엠보싱 표면을 갖는 유기막(124), 화소전극(126) 및 공통전극(127) 상에 반사 금속층이 엠보싱 형상을 유지하며 적층된다. 반사 금속층으로는 AlNd 등과 같이 반사율이 높은 금속이 이용된다. 이어서, 마스크를 이용한 포토리소그래피 공정 및 식각 공정으로 반사 금속층이 패터닝됨으로써 각 화소마다 독립되고 반사영역(P1)에서의 유기막(124) 위에 반사전극(128)이 형성된다.

도 12f를 참조하면, 반사전극(128)이 형성된 반사영역(P1)에 위치하는 위상 차 보상필름(189)과 투과영역(P2)에는 시야각 보상필름(188)이 형성된다.

이하, 도 14를 참조하면 위상차 보상필름(189)과 시야각 보상필름(188)의 제조공정을 좀더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

먼저, 반사전극(128) 등이 형성된 하부기판(102) 상에 폴리이미드 등의 배향물질(187)이 인쇄된 경화된다. 이후, 러빙포 등을 이용한 러빙법, 편광 자외선(UV) 또는 이온빔(ion beam) 배향기술을 적용하여 배향물질(187)을 배향처리하게 된다. 여기서, 반사영역(P1)에 대응되는 배향물질은 상부 편광판(168) 또는 하부 편광판(166)의 편광축과 45도의 각을 이루도록 배향처리되고, 투과영역(P2)에 대응되는 배향물질은 상부 편광판(168) 또는 하부 편광판(166)의 편광축과 일치하도록 배향처리된다. 이에 따라, 서로 다른 배향특성을 가지는 제1 배향막(189a) 및 제2 배향막(188a)이 형성된다.

이후, 제1 배향막(189a) 및 제2 배향막(188a) 위에 광 경화성 액정을 코팅한다. 이에 따라, 제1 배향막(189a) 위에 코팅된 액정(75)들의 장축은 상부 편광판 또는 하부 편광판의 편광축과 45도의 각을 이루도록 정렬되고, 제2 배향막(188a) 위에 코팅된 액정(77)들의 장축은 상부 편광판(168) 또는 하부 편광판(166)의 편광축과 나란하도록 정렬된다. 이후, 광 경화성 액정(75,77)들은 자외선(UV) 등에 의해 경화되게 된다. 한편, 광 경화성 액정(75,77)들은 반사영역(P1) 및 투과영역(P2) 전면에 코팅됨으로써 반사영역(P1)과 투과영역(P2) 간의 단차를 평탄화해주는 역할을 하게 된다.

상술한 바와 같은 순서에 따라, 위상차 보상필름(189) 및 시야각 보상필 름(188)이 형성된 박막 트랜지스터 어레이 기판(160)이 형성된다.

이후, 별도의 공정에 의해 블랙 매트릭스, 컬러필터 등을 포함하는 컬러필터 어레이(156)가 형성된 컬러필터 어레이 기판(150)을 형성한다.

이어서, 박막 트랜지스터 어레이 기판(160) 및 컬러필터 어레이 기판(150) 위에 각각 배향막을 형성한 후 액정(172)을 사이에 두고 박막 트랜지스터 어레이 기판(160)과 컬러필터 어레이 기판(150)을 합착함으로써 액정표시패널(170)이 형성된다.

이후, 액정표시패널(170)의 앞면에는 상부 편광판(168)을 부착하고, 액정표시패널(170)의 뒷면에는 하부 편광판(166)을 부착함에 따라 반투과 수평전계인가형 액정표시장치가 형성된다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 반투과 수평전계인가형 액정표시장치 및 그 제조방법은 유기막을 투과영역에도 형성시킴에 따라 투과영역과 반사영역 간의 단차를 제거할 수 있게 된다. 그 결과, 투과영역과 반사영역의 경계영역에서도 액정들이 정상적으로 배향될 수 있게 되고 정상적으로 제어될 수 있게 된다.

이와 동시에, 반사영역에서는 λ/4 정도의 위상지연특성을 가지는 위상차 보상필름을 형성하고 투과영역에서는 대각 시야각 보상을 위한 시야각 보상필름을 형성한다. 이에 따라, 투과영역 및 반사영역을 가지는 액정표시장치의 정상적인 구동을 유지함과 대각 시야각에서의 빛샘 현상을 최소화할 수 있게 된다. 그 결과, 표 시품질을 향상시킬 수 있게 된다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.

Claims (13)

1. 투과영역 및 반사영역을 포함하는 화소들이 매트릭스 형태로 배열된 액정표시패널과;

   상기 액정표시패널의 앞면에 위치하는 상부 편광판과;

   상기 액정표시패널의 뒷면에 위치하는 하부 편광판을 구비하고,

   상기 각각의 화소들은

   액정 및 상기 액정을 사이에 두고 합착된 컬러필터 어레이 기판과 박막 트랜지스터 어레이 기판을 포함하며,

   상기 박막트랜지스터 어레이 기판은 박막 트랜지스터가 형성된 하부 기판 상에 형성된 보호막과;

   상기 보호막과 중첩되며 상기 반사영역보다 상기 투과영역에서 상대적으로 낮은 두께를 가지는 유기막과;

   상기 유기막 상에 형성된 화소전극 및 상기 화소전극과 나란하게 형성된 공통전극과;

   상기 유기막 상의 반사영역에 형성되는 반사전극과;

   상기 반사전극이 형성된 상기 반사영역에 위치하여 상기 투과영역을 경유하는 광과 상기 반사영역을 경유하는 광들 간의 위상을 일치시키는 제1 보상필름과;

   상기 화소전극 및 공통전극이 형성된 상기 투과영역에 위치하며 외부환경과 무관하게 고정된 배향특성을 가지는 액정층을 포함하는 제2 보상필름을 포함하고,

   상기 제1 및 제2 보상필름은 상기 투과영역과 반사영역에서 상기 유기막으로 인한 단차를 평탄화시키는 것을 특징으로 하는 반투과 수평전계인가형 액정표시장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 제1 보상필름은 λ/4 위상지연 특성을 갖는 것을 특징으로 하는 반투과 수평전계인가형 액정표시장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 제2 보상필름은

   제2 배향막 및 상기 제2 배향막 상에 위치하며 상기 고정된 배향특성을 가지는 액정층을 포함하는 제2 액정코팅층을 포함하며, 상기 제2 배향막은 상기 제2 액정코팅층의 액정들의 장축을 상기 상부 및 하부 편광판 중 어느 하나의 편광축과 나란하게 배향시키는 것을 특징으로 하는 반투과 수평전계인가형 액정표시장치.
4. 삭제
5. 삭제
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 투과영역 및 반사영역에서의 상기 컬러필터 어레이 기판과 상기 박막 트랜지스터 사이의 간격들은 서로 동일한 것을 특징으로 하는 반투과 수평전계인가형 액정표시장치.
7. 투과영역 및 반사영역을 포함하는 화소들이 매트릭스 형태로 배열된 액정표시패널을 형성하는 단계와;

   상기 액정표시패널의 앞면에 상부 편광판을 형성하고 상기 액정표시패널의 뒷면에 하부 편광판을 형성하는 단계를 포함하고,

   상기 액정표시패널을 형성하는 단계는

   컬러필터 어레이 기판을 형성하는 단계와;

   상기 컬러필터 어레이 기판과 대향되는 박막 트랜지스터 어레이 기판을 형성하는 단계를 포함하며,

   상기 박막 트랜지스터 어레이 기판을 형성하는 단계는

   하부 기판 위에 형성된 박막 트랜지스터 상에 보호막을 형성하는 단계와;

   상기 보호막과 중첩되며 상기 반사영역보다 상기 투과영역에서 상대적으로 낮은 두께를 가지는 유기막을 형성하는 단계와;

   상기 유기막 상에 화소전극 및 상기 화소전극과 나란한 공통전극을 형성하는 단계와;

   상기 반사영역에 반사전극을 형성하는 단계와;

   상기 반사영역에 위치하며 상기 투과영역을 경유하는 광과 상기 반사영역을 경유하는 광들 간의 위상을 일치시키는 제1 보상필름과 상기 투과영역에 위치하며 외부환경과 무관하게 고정된 배향특성을 가지는 액정층을 포함하는 제2 보상필름을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반투과 수평전계인가형 액정표시장치의 제조방법.
8. 삭제
9. 제 7 항에 있어서,

   제1 및 제2 보상필름을 형성하는 단계는

   상기 반사영역에 위치하는 제1 배향막 및 상기 투과영역에 위치하는 제2 배향막을 형성하는 단계와;

   상기 제1 배향막 위에 상기 상부 및 하부 편광판 중 어느 하나의 편광축과 45 정도 기울어진 방향으로 배향된 액정들을 포함하는 제1 액정코팅층을 형성함과 아울러 상기 제2 배향막 위에 상기 상부 및 하부 편광판 중 어느 하나의 편광축과 나란하게 배향된 액정들을 포함하는 제2 액정코팅층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반투과 수평전계인가형 액정표시장치의 제조방법.
10. 제 9 항에 있어서,

    상기 제1 및 제2 배향막을 형성하는 단계는

    상기 반사전극이 형성된 하부 기판 위에 배향물질을 전면 인쇄하는 단계와;

    상기 배향물질을 경화시키는 단계와;

    상기 반사영역에서의 배향물질의 표면을 상기 상부 및 하부 편광판의 편광축과 45 정도 기울어진 방향으로 배향시키는 단계와;

    상기 투과영역에서의 배향물질의 표면을 상기 상부 및 하부 편광판의 편광축과 나란한 방향으로 배향시키는 것을 특징으로 하는 반투과 수평전계인가형 액정표시장치의 제조방법.
11. 제 9 항에 있어서,

    상기 제1 및 제2 액정코팅층을 형성하는 단계는

    상기 제1 및 제2 배향막 위에 광 경화성 액정을 코팅하는 단계와;

    상기 광 경화성 액정을 경화시켜 상기 제2 배향막 위에 위치하는 액정들의 장축 방향을 상기 상부 및 하부 편광판 중 어느 하나의 편광축 방향으로 고정시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반투과 수평전계인가형 액정표시장치의 제조방법.
12. 제 11 항에 있어서,

    상기 제1 및 제2 배향막 위에 광 경화성 액정을 코팅하는 단계는

    투과영역과 반사영역에서 서로 다른 두께로 형성된 상기 유기막에서의 단차가 평탄화되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반투과 수평전계인가형 액정표시장치의 제조방법.
13. 제 2 항에 있어서,

    상기 제1 보상필름은 제1 배향막 및 상기 제1 배향막 상에 위치하는 제1 액정코팅층을 포함하며, 상기 제1 배향막은 상기 제1 액정코팅층의 액정들의 장축을 상기 상부 및 하부 편광판 중 어느 하나의 편광축과 45도 각을 이루도록 배향시키는 것을 특징으로 하는 반투과 수평전계인가형 액정표시장치.

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