KR19990079891A - Reflective Liquid Crystal Display and Manufacturing Method Thereof - Google Patents
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Abstract
반사형 액정 표시 장치에 있어서, 제1 기판 위에 형성되어 있는 박막 트랜지스터 위에 보호막이 적층되어 있고, 보호막 위에 화소 전극이 형성되어 있다. 화소 전극 둘레의 보호막 위에 제1 컬러 필터가 형성되어 있고, 제1 컬러 필터 위에 같은 색상이 중복되지 않도록 제2 컬러 필터가 형성되어 있다. 제2 컬러 필터는 제2 기판의 아래면에 형성되어 있는 상부 컬러 필터 아래의 공통 전극과 접하고 있고, 상부 컬러 필터는 바로 아래에 놓이는 제1 및 제2 컬러 필터의 색상과는 다른 색을 가진다. 화소 전극 상부의 공간에는 액정 물질이 주입되어 있다. 이 때, 제2 컬러 필터 위에 제1 및 제2 컬러 필터와는 색상이 다른 제3 컬러 필터가 더 형성될 수도 있다. 이렇게 하면, 차광 효과를 높일 수 있고, 제1 기판과 제2 기판 사이의 간격을 쉽게 조절할 수 있다.In the reflective liquid crystal display device, a protective film is laminated on the thin film transistor formed on the first substrate, and a pixel electrode is formed on the protective film. A first color filter is formed on the passivation film around the pixel electrode, and a second color filter is formed on the first color filter so that the same color does not overlap. The second color filter is in contact with the common electrode under the upper color filter formed on the lower surface of the second substrate, and the upper color filter has a color different from that of the first and second color filters directly below. The liquid crystal material is injected into the space above the pixel electrode. In this case, a third color filter different in color from the first and second color filters may be further formed on the second color filter. In this way, the light shielding effect can be enhanced, and the distance between the first substrate and the second substrate can be easily adjusted.
Description
이 발명은 반사형 액정 표시 장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a reflective liquid crystal display device and a manufacturing method thereof.
이제, 도면을 참고로 하여 종래의 반사형 액정 표시 장치에 대하여 설명한다.Referring now to the drawings, a conventional reflective liquid crystal display device will be described.
도 1은 종래의 기술에 따른 반사형 액정 표시 장치의 단면도이다.1 is a cross-sectional view of a reflective liquid crystal display device according to the related art.
게이트 전극(11), 게이트 절연막(12), 비정질 규소층(14), 소스 전극(15) 및 드레인 전극(16)으로 이루어진 박막 트랜지스터와 이 박막 트랜지스터에 의하여 구동되고 반사판의 역할도 하는 화소 전극(18)이 하부 기판(10) 위에 형성되어 있고, 빨강, 초록, 파랑색의 컬러 필터(color filter)(22)와 이웃하는 화소 영역의 경계 부근에서 빛이 새는 현상을 방지하기 위한 블랙 매트릭스(black matrix)(21) 및 공통 전극(23)이 상부 기판(20)에 형성되어 있다. 하부 기판(10)과 상부 기판(20)은 사이에 일정한 간격을 두고 마주 붙여져 있는데, 하부 기판(10)과 상부 기판(20) 사이의 간격을 일정하게 유지하기 위하여 간격제(30)가 두 기판(10, 20) 사이에 뿌려져 있고, 두 기판(10, 20) 사이의 빈 공간에는 액정 물질(40)이 주입되어 밀봉되어 있다. 액정 물질(40)로는 PDLC(polymer dispersed liquid crystal), G-H(guest-host) polymer 이외에 TN(twisted nematic) 액정 물질 등이 사용된다.A thin film transistor comprising a gate electrode 11, a gate insulating film 12, an amorphous silicon layer 14, a source electrode 15, and a drain electrode 16, and a pixel electrode driven by the thin film transistor and also serving as a reflector ( 18 is formed on the lower substrate 10, and a black matrix to prevent light leakage from occurring near the boundary between neighboring pixel regions with the red, green, and blue color filters 22. FIG. A matrix 21 and a common electrode 23 are formed on the upper substrate 20. The lower substrate 10 and the upper substrate 20 are opposed to each other with a predetermined gap therebetween, and the spacer 30 is disposed between the two substrates in order to maintain a constant gap between the lower substrate 10 and the upper substrate 20. Sprayed between the (10, 20), the liquid crystal material 40 is injected and sealed in the empty space between the two substrates (10, 20). As the liquid crystal material 40, a twisted nematic (TN) liquid crystal material may be used in addition to a polymer dispersed liquid crystal (PDLC) and a guest-host (G-H) polymer.
이처럼 종래의 액정 표시 장치에서는 상하부 기판(10, 20) 사이의 간격을 일정하게 유지하기 위하여 간격제(30)를 사용하여야 하므로 상하 기판(10, 20) 사이의 간격을 조절하기가 어렵고, 이웃하는 화소 영역 사이에서 빛이 새는 것을 방지하기 위하여 상부 기판(20)에 블랙 매트릭스(21)를 형성하여야 하는데, 크롬과 산화 크롬 이중층으로 블랙 매트릭스(21)를 형성하더라도 블랙 매트릭스(21)로부터 반사되는 빛이 존재하여 화면의 대비비(contrast ratio)를 저하시킨다.As described above, in the conventional liquid crystal display device, since the spacer 30 is used to maintain a constant gap between the upper and lower substrates 10 and 20, it is difficult to control the interval between the upper and lower substrates 10 and 20. In order to prevent light leakage between the pixel areas, a black matrix 21 must be formed on the upper substrate 20. Even when the black matrix 21 is formed of a chromium and chromium oxide double layer, the light reflected from the black matrix 21 is reflected. This presence reduces the contrast ratio of the screen.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 반사형 액정 표시 장치의 대비비를 향상시키는 것이다.An object of the present invention is to improve the contrast ratio of a reflective liquid crystal display device.
본 발명이 이루고자 하는 다른 과제는 반사형 액정 표시 장치의 상하부 기판 사이의 간격을 자유롭게 조절할 수 있도록 하는 것이다.Another object of the present invention is to freely adjust the gap between the upper and lower substrates of the reflective liquid crystal display.
도 1은 종래의 기술에 따른 반사형 액정 표시 장치의 단면도이고,1 is a cross-sectional view of a reflective liquid crystal display device according to the prior art,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 반사형 액정 표시 장치의 단면도이다.2 is a cross-sectional view of a reflective liquid crystal display device according to an exemplary embodiment of the present invention.
위와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명에서는 다음과 같은 구조의 반사형 액정 표시 장치를 제안한다.In order to solve the above problems, the present invention proposes a reflective liquid crystal display device having the following structure.
제1 기판 위에 형성되어 있는 박막 트랜지스터 위에 보호막이 적층되어 있고, 보호막 위에 화소 전극이 형성되어 있다. 화소 전극 둘레의 보호막 위에 제1 컬러 필터가 형성되어 있고, 제1 컬러 필터 위에 같은 색상이 중복되지 않도록 제2 컬러 필터가 형성되어 있다. 제2 컬러 필터는 제2 기판의 아래면에 형성되어 있는 상부 컬러 필터 아래의 공통 전극과 접하고 있고, 상부 컬러 필터는 바로 아래에 놓이는 제1 및 제2 컬러 필터의 색상과는 다른 색을 가진다. 화소 전극 상부의 공간에는 액정 물질이 주입되어 있다.A protective film is stacked on the thin film transistor formed on the first substrate, and a pixel electrode is formed on the protective film. A first color filter is formed on the passivation film around the pixel electrode, and a second color filter is formed on the first color filter so that the same color does not overlap. The second color filter is in contact with the common electrode under the upper color filter formed on the lower surface of the second substrate, and the upper color filter has a color different from that of the first and second color filters directly below. The liquid crystal material is injected into the space above the pixel electrode.
이 때, 제2 컬러 필터 위에 제1 및 제2 컬러 필터와는 색상이 다른 제3 컬러 필터가 더 형성될 수도 있다.In this case, a third color filter different in color from the first and second color filters may be further formed on the second color filter.
이러한 구조의 반사형 액정 표시 장치를 제조하는 방법은 다음과 같다.A method of manufacturing a reflective liquid crystal display device having such a structure is as follows.
제1 기판 위에 박막 트랜지스터, 보호막, 화소 전극을 형성하고, 화소 전극 둘레의 보호막 위에 제1 내지 제3 색상의 제1 컬러 필터를 형성하고, 제1 컬러 필터 위에 제1 내지 제3 색상의 제2 컬러 필터를 형성한 다음, 제1 및 제2 컬러 필터에 의하여 형성된 화소 전극 위의 오목한 부분에 액정 물질을 채운다. 제2 기판에 컬러 필터와 공통 전극을 형성하고, 제1 기판과 제2 기판을 접착한다.A thin film transistor, a passivation layer, and a pixel electrode are formed on the first substrate, and a first color filter of the first to third colors is formed on the passivation layer around the pixel electrode, and a second of the first to third colors is formed on the first color filter. After forming the color filter, the liquid crystal material is filled in the concave portion on the pixel electrode formed by the first and second color filters. The color filter and the common electrode are formed on the second substrate, and the first substrate and the second substrate are adhered to each other.
또, 제1 기판 위의 화소 전극 둘레의 보호막 위에 제1 색상의 제1 컬러 필터, 제2 색상의 제2 컬러 필터, 제3 색상의 제3 컬러 필터를 차례로 형성하고, 액정 물질을 채우고, 제2 기판을 접착할 수도 있다.Further, a first color filter of a first color, a second color filter of a second color, and a third color filter of a third color are sequentially formed on the protective film around the pixel electrode on the first substrate, and the liquid crystal material is filled. 2 board | substrates can also be bonded.
이제 첨부한 도면을 참고로 하여, 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 반사형 액정 표시 장치의 단면도이다.2 is a cross-sectional view of a reflective liquid crystal display device according to an exemplary embodiment of the present invention.
액정 표시 장치는 하부 기판(100), 상부 기판(200) 및 액정 물질(400) 등으로 이루어져 있다.The liquid crystal display device includes a lower substrate 100, an upper substrate 200, a liquid crystal material 400, and the like.
이 때, 하부 기판(100)은 다음과 같은 구조를 가진다.At this time, the lower substrate 100 has the following structure.
절연 기판(100) 위에 게이트선(도시하지 않음)의 분지(分枝)인 게이트 전극(110)이 형성되어 있고, 게이트 전극(110) 위에 게이트 절연막(120)이 기판(110) 전면에 걸쳐 적층되어 있으며, 게이트 전극(110) 상부의 게이트 절연막(120) 위에는 비정질 규소 등으로 이루어진 반도체층(140)이 형성되어 있다. 반도체층(140)의 위에는 게이트 전극(110)을 중심으로 하여 양쪽으로 드레인 전극(160)과 데이터선(도시하지 않음)의 분지인 소스 전극(150)이 형성되어 있고, 반도체층(140)과 소스 및 드레인 전극(150, 160)의 사이에는 접촉 저항을 줄이기 위하여 n+ 로 고농도로 도핑된 비정질 규소층(도시하지 않음)을 더 형성하는 것이 보통이다. 소스 전극(150) 및 드레인 전극(160)의 위에는 드레인 전극(160)을 노출시키는 접촉구를 가지는 보호막(170)이 적층되어 있고, 보호막(170)의 위에는 알루미늄 등으로 이루어진 화소 전극(180)이 형성되어 있는데, 화소 전극(180)은 보호막(170)에 형성되어 있는 접촉구를 통하여 드레인 전극(160)과 연결되어 있으며, 빛 반사판의 역할도 한다. 박막 트랜지스터와 게이트선, 데이터선 등 상부의 보호막(170) 위에는 제1 및 제2 컬러 필터(310, 320)가 연속하여 적층되어 있는데, 제1 컬러 필터(310)와 제2 컬러 필터(320)는 빨강, 초록, 파랑색 중에서 서로 다른 색을 가진다.A gate electrode 110, which is a branch of a gate line (not shown), is formed on the insulating substrate 100, and a gate insulating layer 120 is stacked on the entire surface of the substrate 110 on the gate electrode 110. The semiconductor layer 140 made of amorphous silicon or the like is formed on the gate insulating layer 120 on the gate electrode 110. On the semiconductor layer 140, a source electrode 150, which is a branch of the drain electrode 160 and a data line (not shown), is formed on both sides of the gate electrode 110. It is common to further form a highly doped amorphous silicon layer (not shown) between the source and drain electrodes 150 and 160 to reduce contact resistance. A passivation layer 170 having a contact hole exposing the drain electrode 160 is stacked on the source electrode 150 and the drain electrode 160, and a pixel electrode 180 made of aluminum or the like is formed on the passivation layer 170. The pixel electrode 180 is connected to the drain electrode 160 through a contact hole formed in the passivation layer 170 and also serves as a light reflector. The first and second color filters 310 and 320 are sequentially stacked on the passivation layer 170 on the thin film transistor, the gate line, and the data line, and the first color filter 310 and the second color filter 320 are stacked. Has different colors among red, green and blue.
상부 기판(200)에는 빨강, 초록, 파랑색의 컬러 필터(220)와 공통 전극(230)이 형성되어 있는데, 상부 기판(200)이 하부 기판(200) 위에 놓이면 하부 기판(100)의 제2 컬러 필터(320)가 상부 기판(200)의 공통 전극(230)에 접촉하게 되고, 화소 전극(180) 상부에는 빈 공간(400)이 생기는데 이 공간(400)에는 PDLC가 채워진다. PDLC를 사용하는 것은 PDLC는 배향막을 사용할 필요가 없어서 기판(100)상의 단차가 문제되지 않기 때문이다.The upper substrate 200 includes red, green, and blue color filters 220 and a common electrode 230. When the upper substrate 200 is placed on the lower substrate 200, the second substrate 100 is disposed on the second substrate 100. The color filter 320 contacts the common electrode 230 of the upper substrate 200, and an empty space 400 is formed on the pixel electrode 180, and the PDLC is filled in the space 400. The use of the PDLC is because the PDLC does not need to use the alignment layer, so that the step on the substrate 100 is not a problem.
상부 기판(200)의 컬러 필터(220)와 그 아래에 놓이는 하부 기판(100)의 제1 및 제2 컬러 필터(310, 320)는 각각 다른 색을 가지도록 정렬되어야 한다. 여기서, 하부 기판(100)의 제2 컬러 필터(320) 위에 제3 컬러 필터(도시하지 않음)를 더 적층할 수도 있는데, 제3 컬러 필터가 적층되는 경우에는 제1 , 제2 , 제3 컬러 필터는 각각 빨강, 초록, 파랑색 중의 서로 다른 1색을 가지도록 한다.The color filter 220 of the upper substrate 200 and the first and second color filters 310 and 320 of the lower substrate 100 underlying the upper substrate 200 should be aligned to have different colors. Here, a third color filter (not shown) may be further stacked on the second color filter 320 of the lower substrate 100. When the third color filters are stacked, the first, second, and third colors may be stacked. The filters have different colors of red, green, and blue, respectively.
이렇게 하면, 하부 기판(100)의 제1 및 제2 컬러 필터(310, 320)가 간격제 역할을 함과 동시에 빨강, 초록, 파랑색 컬러 필터가 연속으로 쌓이게 되어 입사되는 모든 빛을 흡수하므로 완전한 차광 효과를 얻을 수 있다.In this case, the first and second color filters 310 and 320 of the lower substrate 100 serve as spacers, and the red, green, and blue color filters are continuously stacked to absorb all the incident light. A light shielding effect can be obtained.
이러한 구조의 액정 표시 장치를 제조하는 방법을 설명한다.A method of manufacturing a liquid crystal display device having such a structure will be described.
하부 기판(100)에 게이트 전극(110), 게이트 절연막(120), 반도체층(140), 소스 전극(150) 및 드레인 전극(160),보호막(170), 보호막(170)의 접촉구, 화소 전극(180)을 차례로 형성한 다음, 빨간색 색소를 함유한 감광제를 도포하고, 노광, 현상하여 빨간색 제1 컬러 필터(310)를 형성하고, 계속해서 초록색 색소를 함유한 감광제와 파란색 색소를 함유한 감광제를 각각 도포, 노광, 현상하는 과정을 반복하여 초록색 및 파란색 제1 컬러 필터(310)를 차례로 형성한다. 이 때, 빨강, 파랑, 초록색의 컬러 필터를 형성하는 순서는 달리할 수 있다. 다음, 빨강, 파랑, 초록색의 색소를 함유한 감광제를 각각 도포, 노광, 현상하는 과정을 반복하여 제2 컬러 필터(320)를 형성한다. 이 때, 겹쳐지는 제1 컬러 필터(310)와 제2 컬러 필터(320) 및 상부 기판(200)이 위에 놓일 때 겹쳐지게 되는 상부 기판(200)의 컬러 필터(220)의 색은 서로 달라야 한다. 만약, 제3 컬러 필터를 제2 컬러 필터(320) 위에 형성하는 경우에는 상부 기판(200)의 컬러 필터(220)는 고려할 필요 없이 제1, 제2, 제3 컬러 필터의 색만 빨강, 파랑, 초록색중의 서로 다른 1색을 가지도록 하면 된다. 상부 기판(200)은 빨강, 파랑, 초록색의 색소를 함유한 감광제를 도포, 노광, 현상하는 과정을 반복하여 컬러 필터(220)를 형성하고, 공통 전극(230)을 형성한다. 다음, PDLC를 하부 기판(100)의 제1 및 제2 컬러 필터(310, 320)에 의하여 형성된 공간에 채우고 상부 기판(200)과 하부 기판(100)을 접착한다.The gate electrode 110, the gate insulating layer 120, the semiconductor layer 140, the source electrode 150 and the drain electrode 160, the passivation layer 170, the contact hole of the passivation layer 170, and the pixel on the lower substrate 100. The electrode 180 is formed in turn, and then a photoresist containing a red pigment is applied, exposed and developed to form a red first color filter 310, and subsequently a photoresist containing a green pigment and a blue pigment are contained. The process of coating, exposing and developing the photoresist is repeated to form green and blue first color filters 310 in order. In this case, the order of forming the red, blue, and green color filters may be different. Next, the second color filter 320 is formed by repeating the application, exposure, and development of the photosensitive agent containing the red, blue, and green dyes, respectively. In this case, when the overlapping first color filter 310, the second color filter 320, and the upper substrate 200 are placed thereon, the colors of the color filters 220 of the upper substrate 200 overlapping with each other should be different from each other. . If the third color filter is formed on the second color filter 320, only the colors of the first, second, and third color filters may be red, blue, without considering the color filter 220 of the upper substrate 200. This is done by having one color in green. The upper substrate 200 is formed by repeatedly applying, exposing and developing a photoresist containing red, blue, and green pigments to form the color filter 220 and forming the common electrode 230. Next, the PDLC is filled in the space formed by the first and second color filters 310 and 320 of the lower substrate 100, and the upper substrate 200 and the lower substrate 100 are adhered to each other.
본 발명에 따라 반사형 액정 표시 장치를 제조하면 빨강, 파랑, 초록의 3색 컬러 필터의 중첩을 통해 차광 효과를 높일 수 있어서 액정 표시 장치의 화면의 대비비를 향상할 수 있고, 하부 기판에 형성되는 제1 및 제2 또는 제3 컬러 필터의 두께를 조절하여 용이하게 상하부 기판 사이의 간격을 조절할 수 있음은 물론 따로 간격제를 사용하지 않아도 되는 이점이 있다.According to the present invention, when the reflective liquid crystal display device is manufactured, the light blocking effect can be enhanced by overlapping the three color filters of red, blue, and green, thereby improving the contrast ratio of the screen of the liquid crystal display, and forming the lower substrate. By adjusting the thicknesses of the first and second or third color filters, the distance between the upper and lower substrates can be easily adjusted, and there is an advantage of not using a spacer.
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