KR19990047266A

KR19990047266A - 반사각이 개선된 반사형 액정 표시 장치 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR19990047266A
Application number: KR1019970065602A
Authority: KR
Inventors: 노봉규
Original assignee: 김영환; 현대전자산업 주식회사
Priority date: 1997-12-03
Filing date: 1997-12-03
Publication date: 1999-07-05

Abstract

본 발명은 반사각이 개선된 반사형 액정 표시 장치 및 그 제조방법에 관한 것이다.

본 발명에서는 화소 전극의 하부에 있는 절연막을 볼 스페이서를 포함하는 유기 절연막으로 한다. 이에따라, 유기 절연막의 도포시 볼 스페이서들이 유기 절연막 표면에 배치되어, 토폴로지를 제공하게 된다. 또한, 볼 스페이서가 표면으로노출되도록 아크릴 수지를 일부 제거하므로써, 유기 절연막은 더욱 큰 토폴로지를 갖는다. 따라서, 유기 절연막 상부에 피복되는 화소 전극이 소정의 토폴로지를 가지므로, 입사되는 빛이 더 큰각으로 반사하게 된다.

Description

반사각이 개선된 반사형 액정 표시 장치 및 그 제조방법

본 발명은 액정 표시 장치(liquid crystal display device: 이하 LCD) 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 반사각이 개선된 반사형 액정 표시 장치에 관한 것이다.

일반적으로 반사형 LCD는 별도의 광원이 요구되지 않고, 자연광을 이용한다.

이러한 반사형 LCD는 상부 기판으로부터 자연광이 입사되면, 화소 전극을 통하여, 다시 빛이 반사되어지는데, 이때, 액정 분자들의 배열 상태에 따라서, 빛이 흡수되거나, 통과된다.

종래의 반사형 LCD는 도 1a에 도시된 바와 같이, 하부 및 상부 기판(1,5)이 서로 대향되도록 배치되어 있다. 하부 기판(1) 상부의 적소에는 공지의 기술로 형성된 박막 트랜지스터(TFT)가 구비되고, 박막 트랜지스터(TFT)가 구비된 하부 기판(1)상에 유기 절연막(2)이 형성되어 있다. 유기 절연막(2)은 박막 트랜지스터(TFT)의 소정 부분을 노출시키는 콘택홀을 구비하고 있고, 노출된 박막 트랜지스터(TFT)와 콘택되도록 유기 절연막(2) 상부에 화소 전극(3)이 형성되어 있다. 이때, 반사형 LCD에서 화소 전극(3)은 계면 반사 특성이 우수한 알루미늄 금속막(3)을 이용한다. 여기서, 불투명 금속인 알루미늄막을 화소 전극(3)으로 이용하여도, 반사형 LCD에서는 화소 전극은 입사되는 빛을 다시 빛을 반사시키는 역할만 하므로, 관계없다.

상부 기판(5)의 대향면에는 박막 트랜지스터(TFT)와 대응하는 부분에 설치되는 블랙 매트릭스(6)와, 블랙 매트릭스(6)의 측부에는 색화소(7)로 된 컬러 필터가 형성되어 있다. 컬러 필터 상에는 공통 전극(8)이 구비되어 있다.

그리고, 도면에는 도시되지 않았지만, 상, 하 기판(1,5)의 대향면 표면에는 수평 배향막이 설치되어 있으며, 상하 수평 배향막은 서로 크로스되는 방향으로 러빙되어 있다.

여기서, 종래의 반사형 LCD에서는 빛의 반사각을 개선하고자, 유기 절연막(2)표면에 인위적으로 토폴로지를 형성하였다. 예를들어, 유기 절연막(3) 표면에 포토레지스트막을 형성한다음, 홀로그래피 방식등으로 식각처리 하여, 토폴로지를 형성하도록 하였다. 이와같이, 유기 절연막(2) 표면에 토폴로지를 형성하게 되면, 이후에 형성되는 화소 전극(3)도 비평탄하게 형성되고, 화소 전극(3)의 표면이 비평탄해짐에 따라 입사되는 빛이 더 큰 각으로 반사된다.

또한, 상하 기판 사이에는 액정층(9)이 주입되어 있는데, 이 액정층(9)내에는 액정 분자(9a) 뿐만아니라, 염색제(9b)가 포함되어 있다. 이때, 염색제(9b)는 공지된 바와 같이, 빛이 염색제(9b)의 장축을 지날때는 빛이 흡수된다. 하지만, 단축을 지날때는 빛이 투과되는 성질을 지닌다.

이에 따라, 화소 전극(3)과 공통 전극(8) 사이에 전계가 형성되기 이전에는 액정 분자(9a)와 염색제(9b)는 수평 배향막(도시되지 않음)의 영향으로 수평으로 배열되되, 러빙된 각도를 고려하여 서로 90도 트위스트되어 배열된다. 이때, 상부 기판으로부터 입사된 빛은 상부 기판(5)을 통과하여 하부 기판의 화소 전극(3)까지 도달되는 과정에서 빛의 일부가 염색제(9b)에 흡수되고, 나머지 빛이 화소 전극(3)에 도달되었더라도, 반사되는 과정에서 염색제(9b)에 흡수되어, 화면은 다크를 띤다.

한편, 도 1b에 도시된 것과 같이, 화소 전극(3)과 공통 전극(8) 사이에 수직인 전계가 형성되면, 액정 분자(9a)와 염색제(9b)는 전계와 평행으로 배열된다. 그러면, 상부 기판으로부터 입사되는 빛은 액정 분자(9a)와 염색제(9b)의 단축으로 통과하게 되어 빛이 화소 전극(3)까지 도달되었다가, 화소 전극(3)으로부터 반사되어 상부 기판으로 나가게 되므로, 화면은 화이트를 띤다.

그러나, 상기와 같은 반사형 LCD는 다음과 같은 문제점을 지닌다.

상기한 반사형 LCD의 시야각은 화소 전극(3)의 반사각에 의하여 결정되며, 이러한 화소 전극(3)의 반사각은 유기 절연막(2)의 표면 토폴로지에 의하여 결정된다. 즉, 유기 절연막(2)의 토폴로지가 심할수록 반사각이 커지는 것이다.

그러나, 종래의 반사형 LCD에 있어서, 토폴로지를 주기 위하여는 포토레지스트막을 피복하고, 홀로그래피 방식으로 노광을 실시한다음, 패터닝을 하여야 하므로, 그 형성공정이 복잡하다.

따라서, 본 발명의 목적은, 유기 절연막내에 볼 스페이서를 삽입하여, 표면에 토폴로지를 갖도록 하여 반사각을 개선한 반사형 액정 표시 장치를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 상기한 반사각이 개선된 반사형 액정 표시 장치의 제조방법을 제공하는 것이다.

도 1a 및 도 1b는 종래의 반사형 액정 표시 장치

도 2a 및 도 2b는 본 발명에 따른 반사형 액정 표시 장치의 하부 기판 단면도.

도 2c는 본 발명의 다른 실시예를 설명하기 위한 단면도

(도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명)

11 : 하부 기판 12 : 유기 절연막

12a : 아크릴 수지 12b : 볼 스페이서

13 : 화소 전극

상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 견지에 따르면, 반사형 액정 표시 장치는, 하부 기판; 하부 기판상에 형성된 박막 트랜지스터; 박막 트랜지스터 및 하부 기판상에 도포되며, 박막 트랜지스터의 소정 부분을 노출시키는 콘택홀을 갖는 유기 절연막; 상기 노출된 박막 트랜지스터와 콘택되면서, 상기 유기 절연막 상에 형성되는 화소 전극을 포함하며, 상기 유기 절연막은 다수개의 볼스페이서를 갖는 아크릴 수지막으로, 표면에 볼 스페이서가 돌출되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 다른 견지에 따르면, 반사형 액정 표시 장치의 제조방법은, 하부 기판상에 박막 트랜지스터를 형성하는 단계; 상기 하부 기판 구조물 상에, 다수개의 볼 스페이서가 분포된 아크릴 수지를 도포하는 단계; 상기 박막 트랜지스터의 소정 부분이 노출되도록 아크릴 수지를 식각하는 단계; 및 상기 노출된 박막 트랜지스터와 콘택되도록 아크릴 수지막 상부에 화소 전극을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 화소 전극 하부에 있는 절연막을 볼스페이서를 포함하는 유기 절연막으로 한다. 이에따라, 유기 절연막의 도포시 볼스페이서들이 표면에 배치되어, 토폴로지를 제공하게 되며, 상기 볼스페이서가 일부 노출되도록 유기 절연막을 식각하므로써, 더욱 큰 토폴로지를 제공하게 된다.

이하 첨부한 도면에 의거하여 본 발명의 바람직한 실시예를 자세히 설명하도록 한다.

첨부한 도면 도 2a 및 도 2b는 본 발명에 따른 반사형 액정 표시 장치의 하부 기판 단면도이고, 도 2c는 본 발명의 다른 실시예를 설명하기 위한 단면도이다.

본 실시예에서는 하부 기판 구조에 대하여만 설명하고, 상부 기판은 종래와 동일하다.

먼저, 도 2a에 도시된 바와 같이, 하부 기판(11) 상에 공지의 방식으로 박막 트랜지스터(TFT1)가 형성된다. 이어, 박막 트랜지스터(TFT1)이 형성된 하부 기판(11) 상부에 유기 절연막(12)이 형성된다. 본 실시예에서의 유기 절연막(12)은 아크릴 수지막(12a)에 소정 크기의 다수개의 볼 스페이서(12b)가 포함된 막으로, 볼 스페이서(12b)의 직경은 0.05 내지 0.3㎛이다. 이때, 볼 스페이서(12b)는 수지 물질로 이루어지며, 그것들의 배열은 랜덤하다. 따라서, 상기 유기 절연막(12)을 도포하게 되면, 볼 스페이서(12b)가 유기 절연막(12) 표면에 분포되어, 소정의 토폴로지를 제공한다. 이때, 유기 절연막(12) 표면이 더 큰 토폴로지를 갖게하려면, 도2c에서와 같이, 상기 아크릴 수지(12a)만을 소정 두께만큼 식각하여, 볼 스페이서(12b)가 노출되도록 한다. 그러면, 유기 절연막(12)의 표면에 볼스페이서(12b)가 돌출되므로, 표면이 엠보싱 형태가 된다. 따라서, 더 큰 반사각을 제공할 수 있다.

그후, 박막 트랜지스터(TFT1)의 소정 부분이 노출되도록 유기 절연막(12)이 식각되어, 콘택홀이 형성된다. 그리고, 노출된 박막 트랜지스터(TFT1)와 콘택되도록 유기 절연막(12) 상에 알루미늄 금속으로 된 화소 전극(13)이 형성된다. 이때, 화소 전극(13)은 비평탄한 유기 절연막(12) 상에 형성되므로, 그 자체또한 비평탄하다. 그러므로, 이후 빛이 입사되었을 때, 더 큰 각으로 반사시킬 수 있다.

이상에서 자세히 설명된 바와 같이, 본 발명에 의하면, 화소 전극의 하부에 있는 절연막을 볼 스페이서를 포함하는 유기 절연막으로 한다. 이에따라, 유기 절연막의 도포시 볼 스페이서들이 유기 절연막 표면에 배치되어, 토폴로지를 제공하게 된다. 또한, 볼 스페이서가 표면으로 노출되도록 아크릴 수지를 일부 제거하므로써, 유기 절연막은 더욱 큰 토폴로지를 갖는다. 따라서, 유기 절연막 상부에 피복되는 화소 전극이 소정의 토폴로지를 가지므로, 입사되는 빛이 더 큰각으로 반사하게 된다.

이로써, 별도의 홀로그래피 식각 공정이 배제되고, 시야각이 개선된다.

기타, 본 발명은 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있다.

Claims

하부 기판;

하부 기판상에 형성된 박막 트랜지스터;

박막 트랜지스터 및 하부 기판상에 도포되며, 박막 트랜지스터의 소정 부분을 노출시키는 콘택홀이 형성되어 있고, 다수개의 볼 스페이서를 포함하는 유기 절연막;

상기 노출된 박막 트랜지스터와 콘택되면서, 상기 유기 절연막 상에 형성되는 화소 전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 반사각이 개선된 반사형 액정 표시 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 유기 절연막은 아크릴 수지막이고, 상기 아크릴 수지막의 표면에 볼 스페이서가 돌출되어 있는 것을 특징으로 하는 반사각이 개선된 액정 표시 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 화소 전극은 알루미늄막인 것을 특징으로 하는 반사각이 개선된 반사형 액정 표시 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 볼 스페이서의 직경은 0.05 내지 0.3㎛인 것을 특징으로 하는 반사각이 개선된 반사형 액정 표시 장치.
제 4 항에 있어서, 상기 볼 스페이서는 수지 물질인 것을 특징으로 하는 반사각이 개선된 반사형 액정 표시 장치.
하부 기판상에 박막 트랜지스터를 형성하는 단계;

상기 하부 기판 구조물 상에, 다수개의 볼 스페이서가 분포된 아크릴 수지를 도포하는 단계;

상기 박막 트랜지스터의 소정 부분이 노출되도록 아크릴 수지를 식각하는 단계; 및

상기 노출된 박막 트랜지스터와 콘택되도록 아크릴 수지막 상부에 화소 전극을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반사각이 개선된 반사형 액정 표시 장치의 제조방법.
제 1 항에 있어서, 상기 아크릴 수지를 도포하는 단계와, 상기 아크릴 수지를 식각하는 단계 사이에 상기 볼 스페이서가 표면에 돌출되도록 아크릴 수지만을 소정치만큼 제거하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 반사각이 개선된 반사형 액정 표시 장치의 제조방법.