KR20050003271A - 투과형 액정표시소자 및 그 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 액정표시소자에 관한 것으로써, 특히, 투과형 액정표시소자의 구조에 관한 것이다. 본 발명의 액정표시소자는 서로 대향하는 컬러필터 기판 및 TFT에레이 기판과 상기 두 기판 사이에 충진되는 액정과 상기 TFT어레이 기판의 외측에 형성되는 백라이트를 구비하며, 특히 상기 컬러필터 기판은 유리기판과 상기 유리기판 상에 형성되며 외부로부터 주입되는 광 중 불필요한 광을 편광시켜 반사를 막는 위상지연막, 상기 위상지연막 상에 형성되는 블랙매트릭스, 상기 기판과 블랙매트릭스 상에 형성되는 컬러필터를 구비함으로써, 외부로 부터 유입되는 광의 반사를 차단하여 액정표시소자의 화질을 향상하는 효과를 얻는다.

Description

투과형 액정표시소자 및 그 제조 방법{STRUCTURE OF THE TRANSMISIVE LIQUID CRUSTAL DISPLAY DEVICE AND FABRICATION METHOD OF THE SAME}

본 발명은 투과형 액정표시소자에 관한 것으로써, 특히 반사광을 줄이는 투과형 액정표시소자의 구조 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

액정표시소자는 입력되는 전압에 의해 구동되어 빛을 통과 또는 차단하는 액정의 특성을 이용하는 영상표시장치로서, 오늘날 가장 널리 사용되고 있다.

액정표시소자는 저 소비 전력(수십μW/cm2)으로 장시간의 전지구동이 가능한 에너지 절약형이며, 저 전압에서 동작(수10V)하므로 직접 IC 구동이 가능하고 구동 전자회로의 소형화, 간략화가 가능하다. 또한, 소자가 얇고(수mm), 대형표시(수십 cm대각)에서 부터 소형표시(수 mm대각)까지 가능하다. 특히 휴대형(portable)기기에 적합하며, 수광형 표시이므로 밝은 장소에서도 표시가 선명한 장점 등으로 많이 활용되고 있다.

이러한 장점 등으로 해서 널리 사용되는 액정표시소자는 그 디스플레이 방법에 따라 액정표시소자에서 나오는 빛을 직접 보는 투과형 액정표시소자(Liquid Crystal Display, 이하 LCD)와 반사광을 보는 반사형 액정표시소자로 분류될 수 있다.

투과형 액정표시소자는 두개의 유리기판 사이에 액정이 충진되어 있어며 상기 두 기판 상에 형성된 전극에 전압을 인가하면 상기의 전극에 의해 형성되는 전계에 의해 액정이 재배열되고 주사되는 빛이 액정에 의해 통과 또는 차단됨으로써 명암을 표시하게 된다.

도 1을 통하여 투과형 LCD의 구조를 상세히 설명하면, 투과형 LCD는 두 개의 유리기판(102a,102b)과 그 사이에 액정이 충진되어 있는 액정 층(106)이 형성되어 있다. 상기 두 개의 유리기판은 각각 컬러필터 기판과 TFT 어레이 기판을 형성하는 기초가 된다. 또한 상기 두 유리기판의 외곽으로 자연광을 편광시키는 편광판이 각각 형성되어 있다.

상기 TFT어레이 기판의 외곽으로는 액정표시장치의 광원으로써 백라이트라 부착되어 있다.

상기 TFT어레이 기판(150)은 도면 1에서는 도시되지 않았지만 다수의 게이트 전극을 포함하는 게이트 라인이 상기 유리기판 상에 형성되고 상기 게이트 라인 상에 게이트 라인을 상부 층과 절연하는 게이트 절연막, 데이터 신호를 스위칭 소자인 박막트랜지스터(TFT)에 공급하며 소오스 전극을 포함하는 데이터 라인과 데이터 라인으로부터 TFT를 경유하여 인출되는 데이터 신호를 화소전극으로 전달하는 드레인 전극, 상기 소오스/드레인 전극을 보호하는 보호막 그리고 상기 보호막 상에 형성되는 화소전극을 포함하여 형성된다.

또한, 상기의 컬러필터 기판(160)은 유리기판(102b)과 상기 유리기판 상에 형성되면서 TFT 어레이 기판(150)으로 부터 진행하여오는 빛 중 불필요한 빛을 차단하는 블랙매트릭스(109), 상기 블랙매트릭스(109)에 의해 정의되는 화소영역에 채워지고 색상을 컬러로 표현하는 컬러필터 층(108) 및 상기 컬러필터 층 상에 형성되며 액정에 전계를 인가하는 공통전극(107)을 포함하여 구성된다.

상기 컬러필터 기판은 컬러필터 층의 단차를 보상하기 위한 평탄화 막을 더구비할 수 있으며 상기 공통전극(107) 위에는 상기 컬러필터 기판(160)과 TFT어레이 기판(150) 간의 간격을 일정하게 유지하는 스페이서와 액정의 초기 배향을 결정하는 배향막이 더 형성된다.

컬러필터 기판(160)과 TFT어레이 기판(150)의 외곽으로는 각각 편광판(101a,101b)이 부착되어 있는데, 상기 편광판은 그 편광 방향이 서로 수직하도록 배열되어 있다.

상기의 구성요소를 구비하는 액정표시소자의 동작을 간략히 살펴보면, 백라이트(110)로부터 생성된 빛은 TFT어레이 기판(150)의 외곽에 부착된 제 1편광판(101a)을 통과한다.

편광판은 자연광의 파장 중 일정한 방향으로만 진동하는 빛을 통과시키는 것으로 상기 제 1편광판(101a)을 통과한 빛은 한 방향으로만 진동하는 빛으로 편광 되어 TFT어레이 기판(150)으로 진입한다.

TFT어레이 기판(150) 중 게이트 라인, 데이터 라인 또는 스위칭 소자가 형성된 영역에서는 제 1 편광판(101a)을 통과한 빛이 차단 또는 산란되고 그 외 화소영역을 통과하는 빛은 상기 TFT어레이 기판(150)을 통과하여 액정 층(106)에 이른다.

상기 화소영역에 존재하는 박막들은 투명한 무기질의 박막과 투명전극 등이어서 빛의 통과에 제한이 없다.

상기 TFT어레이 기판(150)을 통과한 편광된 빛은 액정 층(106)을 통과하면서 그 위상이 변할 수 있다.

액정은 굴절률 이방성과 유전률 이방성을 가진 물질로서 빛이 액정을 통과하는 방향에 따라 위상의 변화가 발생한다.

즉, 편광된 빛이 액정의 장축을 통과할 때(즉, 편광된 빛의 진동방향이 액정의 단축을 통과할 때)은 위상의 변화가 없으나, 편광된 빛이 액정의 단축을 통과할 때(즉, 편광된 빛의 진동방향이 액정의 장축을 통과할 때)은 180도의 위상 차가 발생하여 빛의 진동방향이 90도 회전하게 된다.

진행하는 빛이 액정을 통과하는 각도에 따라 편광된 빛은 그 위상 차가 0~180도로 변하며 진동방향 또한 0~90도 변한다.

이와 같은 액정의 특성을 이용하여 빛의 차단과 통과를 조절하므로써 화소의 명암을 표현한다.

예를 들어, 노말리 블랙을 나타내는 TN(Twist Nematic)모드를 가정해 보면, 액정은 전계가 인가되기 전에는 액정이 기판과 수직하게 배열되어 있는데, 제 1편광판을 지난 빛이 상기 기판과 수직하게 배열된 액정을 통과하면 액정의 장축을 통과하게 됨으로 편광된 빛은 위상의 변화 없이 액정 층을 통과하게 된다. 상기 액정 층을 통과한 빛은 컬러필터 기판의 외곽에 형성되며 제 1 편광판과 편광 방향이 서로 수직하게 배열된 제 2 편광판에 이르게 된다. 이 때, 제 1편광판을 통과한 빛은 액정 층을 통과하면서 위상 차의 변화를 보이지 않았으므로 제 2편광판은 통과하지 못하고 차단된다. 즉, 블랙모드를 나타낸다.

그러나, 액정에 전계가 인가되어 액정의 배열방향이 변함에 따라 위상 차가 발생한 빛이 제 2 편광판을 통과하게 되고 영상을 표현하게 된다.

노말리 화이트 모드는 상기 노말리 블랙 모드와 반대로, 액정의 초기 배향이기판과 수평하게 배열되므로 전계가 인가되지 않았을 때 제1 편광판을 통과한 빛이 액정에 의해 그 진동 방향이 90도 변하게 되고 제 2 편광판을 통과할 수 있게되어 화이트 모드가 된다.

액정에 전계가 인가됨에 따라, 상기 제 1편광판을 통과한 빛은 0~180도 사이에서 임의의 위상 차를 보이게 되고 제 2 편광판을 통과하거나 제 2편광판에 의해 차단된다.

액정 층을 통과한 빛은 컬러필터 기판(160)에 이르게 되는데, 컬러필터 기판은 개략, 유리기판, 블랙매트릭스, 컬러수지, 공통전극, 배향막 등을 포함하여 구성되는데, 액정 층을 통과한 빛은 컬러필터 층을 통과하면서 컬러로 색상을 표현할 수 있게 된다.

상기 컬러필터 기판(160)은 유리기판 상에 TFT 어레이 기판(150)의 화소영역에 대응하는 영역에 컬러수지가 도포되어 있고 TFT어레이 기판의 게이트 라인, 데이터 라인, 스위칭 소자 영역에 대응하는 영역은 매트릭스 타입으로 배열되는 블랙매트릭스가 배열되어 있다.

블랙매트릭스는 상기 TFT어레이 기판(150)을 통과한 빛 중 불필요한 빛을 차단하는 역할과 TFT어레이 기판(150)으로부터 생성된 빛 중 새는 빛을 차단하기도 한다.

상기 컬러수지는 보통, 적, 녹, 청색의 컬러수지로 구성되며 빛을 투과시키면서 컬러로 표현하기 위한 역할을 수행한다.

컬러필터 기판의 동작을 살펴보면, 백라이트(110)로부터 생성되어 제 1 편광판(101a), TFT어레이 기판(150), 액정 층(106) 및 컬러필터 기판(160)을 통과한 빛은 제 2 편광판(101b)에 이르게 되고 액정 층(106)에 의한 위상변화 정도에 따라 제 2편광판(101b)을 통과하거나 또는 차단되게 된다.

투과형 액정표시소자는 상기의 구성과 동작 특성을 나타내는데, 투과형 액정표시소자는 화면을 표시하기 위하여 광원으로써 백라이트를 구비하여 실내에서 사용하는데 편리한 장점을 나타낸다. 그러나, 광원을 동작시키기 위하여 전력을 소비해야 하므로 전력소비가 크고 배터리의 수명이 짧은 단점이 있다.

더우기, 더 큰 문제는 야외에서 투과형 액정표시장치를 사용할 경우, 도 2에서 도시된 바와 같이, 외부로부터 주입되는 광(201)이 액정표시소자에 의해 심하게 반사되어 화질을 악화시키는 문제를 발생시킨다.

투과형 액정표시소자는 기본적으로 빛의 반사가 잘 일어나는 유리를 기판으로 사용하며 블랙매트릭스의 재질로 크롬 등이 금속 박막을 사용할 경우 더욱 반사의 문제는 심각해진다.

도 2에서 도시된 바와 같이, 외부로 부터 광(201)이 액정표시소자로 진입해 들어오면, 광은 제 2 편광판(101b)과 유리기판(102b)를 통과하여 크롬(Cr)또는 카본 재질의 블랙매트릭스에 도달하여 블랙미트릭스에 의해 반사된다. 상기의 반사광은 백라이트로 부터 진행하는 영상과 혼합 또는 간섭을 일어켜 화질을 떨어뜨린다.

본 발명은 투과형 액정표시장치에 있어서 특히 문제가 되는 반사에 의한 화질을 개선하고자 함으로 목적으로 한다.

특히, 외부로부터 주입되는 광이 블랙매트릭스에 의해 반사가 심하게 일어나는 문제를 해결하기 위해 블랙매트릭스를 형성하는 공정에서 위상지연막을 더 형성하여 반사되는 빛을 흡수시켜 반사율을 낮춤으로써 화질을 개선하는 것을 목적으로 한다.

도 1은 종래의 튜과형 액정표시소자의 구조를 나타내는 단면도.

도 2는 종래의 액정표시소자에서 외부광을 반사하는 모습을 나타내는 단면도.

도 3은 본 발명의 투과형 액정표시소자의 구조를 나타내는 단면도.

도 4는 본 발명의 액정표시소자가 외부광의 반사를 줄이는 모습을 나타내는 단면도.

도 5a~5d는 본 발명의 투과형 액정표시소자의 제조공정을 나타내는 수순도.

******** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*********

301a,301b:편광판 302a,302b:기판

303:TFT 304:절연막

306:액정층 307:공통전극

308:컬러필터 층 309:블랙매트릭스

310: 백라이트 311:위상지연막

350:TFT어레이 기판 360:컬러필터 기판

본 발명의 액정표시소자는 박막트랜지스터 어레이 기판, 위상지연막을 포함하여 구성되는 블랙매트릭스를 포함하는 컬러필터 기판, 상기 박막트랜지스터 어레이 기판과 컬러필터 기판 사이에 충진되는 액정 층, 상기 박막트랜지스터 어레이 기판과 컬러필터 기판의 외곽에 각각 형성되는 편광판, 상기 박막트랜지스터 외곽에 형성되는 백라이트를 구비하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 유입되는 외부광의 반사를 줄이기 위한 투과형 액정표시소자를 형성하기 위해 기판을 준비하는 단계, 상기 기판 상에 위상지연막을 매트릭스 형으로 형성하는 단계, 상기 위상지연막 상에 블랙매트릭스를 형성하는 단계, 상기 블랙매트릭스 상에 컬러필터 층을 형성하는 단계, 상기 컬러필터 층 상에 공통전극막을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 투과형 액정표시소자의 구조를 도 3을 통하여 상세히 설명한다.

도 3에서 도시된 바와 같이, 본 발명의 투과형 액정표시소자는 스위칭소자로서 박막트랜지스터(TFT)를 구비하는 TFT어레이 기판(350)과 화면을 컬러로 표현하기 위한 컬러수지를 포함하는 컬러필터 기판(360)과 TFT어레이 기판(350)과 컬러필터 기판(360) 사이에 충진되는 액정 층(306)을 구비한다.

또한 상기 TFT어레이 기판(350)의 외곽으로는 TFT어레이 기판으로 주입되는 빛을 편광시키기 위한 제 1편광판(301a)이 부착되어 있고, 상기 제 1 편광판(301a)의 외곽으로는 본 발명의 투과형 액정표시소자의 광원으로써 백라이트(310)가 구비되어 있다.

더욱 상세하게는 TFT어레이 기판(350)은 알루미늄(Al) 또는 몰리브덴(Mo)등으로 구성되는 게이트 라인과 데이터 라인이 서로 수직하게 교차하면서 매트릭스 형태로 TFT어레이 기판 상에 배열되어 있고 상기 게이트 라인과 데이터 라인의 교차 영역에는 화소를 구동시키는 스위칭 소자로서 TFT(303)가 각각 배열되어 있다.

상기 게이트 라인과 데이터 라인(미도시)의 교차에 의해 정의되는 영역은 화소영역으로써 투명한 무기질의 절연막 및 화소전극을 이루는 ITO(Indium Tin Oxide)등의 투명전극으로 덮혀있으며 빛의 투과성이 양호하다.

게이트 라인, 데이터 라인 및 스위칭 소자 영역은 불투명 영역으로서 백라이트로 부터 생성된 빛이 통과할 수 없는 영역이다. 그러나 일부의 빛은 산란 또는 회절등에 의해 빛샘이 일어날 수 있는데, 이러한 빛은 화질을 저하시키는 요인으로 작용한다. 그러므로 게이트 라인 및 데이터 라인과 대응되는 컬러필터 영역에 불랙매트릭스(309)를 형성하여 상기의 불필요한 빛을 차단한다.

상기 화소영역은 빛이 잘 투과할 수 있는 영역으로써 컬러필터 기판(360)의 컬러수지가 형성된 영역과 대응되며 백라이트(310)로 부터 생성된 빛은 상기의 TFT어레이 기판 상의 화소영역과 컬러필터 기판 상의 컬러수지를 통과하여 디스플레이 된다.

컬러필터 기판(360)은 액정표시소자의 화소를 컬러로 표현하기 위하여 형성되는 것으로써 컬러로 화상을 표현하는 외에 상기 TFT어레이 기판(350)으로 부터 발생하는 불필요한 빛을 차단하는 역할도 수행한다.

즉, 컬리필터 기판 중 빛을 차단하는 역할을 수행하는 것이 블랙매트릭스인데, 상기 블랙매트릭스를 포함하는 컬러필터 기판(350)은 유리기판 상에 크롬(Cr)등이 금속막이나 카본(carbon)등의 유기막으로 구성되며 매트릭스 형태로 배열된 불투명의 블랙매트릭스(309), 상기 블랙매트릭스에 의해 정의되는 화소영역과 블랙매트릭스 상에 형성되는 적,녹, 청색의 컬러수지(308), 상기 컬러수지의 단차를 보상하기 위하여 형성되며 투명의 고분자로 구성되는 평탄화막(미도시), 상기 평탄화막 상에 형성되며 액정에 전계를 인가하는 투명한 전극인 공통전극(306)이 각각 형성되어 있다.

그런데, 본 발명에서는 상기의 블랙매트릭스가 외부광원에 대한 반사판으로 작용하여 외부광을 반사시켜 화질을 저하시키는 문제를 발생시키는데 상기 문제점을 개선하기 위하여 상기 블랙매트릭스를 유리기판 상에 형성하기 전에 위상지연막(311)을 먼저 블랙매트릭스와 동일한 형태로 형성한 다음, 상기 위상지연막(311) 상에 블랙매트릭스(309)를 형성한다.

도 4를 통하여 위상지연막을 포함하는 본 발명의 투과형 액정표시장치가 외부 광의 반사를 줄이는 원리를 살펴 본다.

컬러필터 기판(360)의 외곽으로는 제 2 편광판(301b)이 부착되어 있는데, 상기 제 2 편광판(301b)을 통하여 외부광이 액정 패널 내로 주입되면 외부 광원은 편광되고, 편광된 상기 외부 광은 유리기판(302b)을 지나 위상지연막(311)에 이른다.

상기 위상지연막(311)은 1/4 λ필름으로 주입되는 광원의 위상차를 90도 발생시키는 역할을 한다. 즉, 선편광이 주입되면 주입되는 선편광을 원편광으로 바꾸고 원편광이 주입되면 주입되는 원편광을 선편광으로 바꾸는 역할을 수행한다.

그러므로 상기 제 2 편광판(301b)을 통과하여 선편광된 빛은 위상지연막(311)을 통과하면서 원편광으로 바뀌고 다시 블랙매트릭스(309)에 의해 반사되어 다시 한번 위상지연막(311)을 통과하면서 선편광으로 바뀐다.

한 번 위상지연막을 통과하면 90도 위상지연이 발생하는데 상기 과정에서 광은 블랙매트릭스(309)에 의해 반사됨으로 두 번 위상지연막을 통과하였으므로 위상지연은 180도가 생긴다. 위상지연 180도가 발생하면 선편광의 진동방향은 90도 변하여 원래 광과 수직으로 진동하는 편광된 빛이 된다.

즉, 제 2편광판을 통과한 선편광은 두 번의 위상지연막을 통과하면서 처음의 선편광과는 서로 수직한 진동방향을 가진 선편광이 된다.

그러므로 제 2 편광판을 통과한 광은 블랙매트릭스(309)에 의해 반사되어 제 2 편광판(301b)과 그 진동 방향이 수직한 빛이 되므로 반사 후에는 제 2 편광판(301b)을 통과하지 못하게 된다. 즉, 반사가 차단된다.

상기의 원리를 이용하여 본 발명의 투과형 액정표시소자는 위상지연막을 포함하는 블랙매트릭스를 구비하여 블랙매트릭스로 말미암아 발생할 수 있는 반사광을 줄일 수 있다.

도 5a~5d를 통하여 위상지연막을 포함하는 본 발명의 액정표시소자의 제조공정을 설명한다. 액정표시장치는 TFT어레이 기판과 컬러필터 기판과 그 사이에 충진되는 액정층을 포함하는 LCD 패널 제조 공정과 액정 패널 구동회로부와 편광판 및 백라이트를 상기 TFT 패널과 결합하는 모듈 공정을 포함하여 완성된다. 그러나 본 발명은 위상지연막을 포함하는 컬러필터 기판에 특징을 두고 있으므로 컬러필터 기판의 제조 공정을 중심으로 본 발명의 투과형 액정표시소자의 제조 공정을 설명한다.

도 5a에서 도시한 바와 같이, 컬러필터 기판을 형성하기 위한 유리 재질등으로 구성되는 투명한 기판(302b)을 준비하고 상기 기판 상에 위상지연막(311)을 배트릭스 형태로 배열한다.

상기 위상지연막은 편광된 자외선이 조사될 때 결정화 되어 배열 방향이 결정되는 반응성 액정층을 스핀 코팅 방법으로 형성할 수 있다.

즉, 상기 위상지연막은 반응성 액정 층으로써 편광된 자외선에 노출되면 굴절률 이방성을 가지는 반응성 액정층은 경화되는데 노광되지 않아 경화되지 않는 반응성 액정 층은 세정 공정에서 제거 됨으로써 매트릭스 형의 패턴을 형성할 수 있다. 그러므로 상기 패턴은 블랙매트릭스를 형성하기 위한 마스크를 적용하여 형성할 수 있다.

상기 위상지연막의 위상지연 정도는 위상지연차(△n * d)값에 의해 결정되는데, 상기 위상지연값(△n)은 반응성 액정의 고유 값이고 d값은 코팅되는 반응성 액정의 두께임으로 상기 두께와 사용되는 반응성 액정의 종류를 달리함으로써 원하는 위상지연값을 가지는 위상지연막을 형성할 수 있다.

상기 위상지연막(311)이 매트릭스 형태로 형성된 기판 상에 블랙매트릭스를 형성하는 공정을 진행한다. 상기의 블랙매트릭스(309)는 위상지연막(311) 위에만 형성되어야 한다.

일반적으로 블랙 매트릭스(309)는 적,녹,청의 컬러수지 사이에 형성되며 하부 TFT어레이 기판의 화소전극의 주변부에 형성되는 반전 도메인(reverse tilt domain)을 통과하는 빛을 차단하는 것을 목적으로 한다.

블랙매트릭스의 재료로는 크롬(Cr)등의 금속박막을 사용하거나 카본(carbon)유기재료를 사용할 수 있는데 크롬을 재료로 한 블랙매트릭스는 보통 공통전극이 상부 컬러필터 기판에 위치하고 화소전극이 하부 TFT어레이 기판에 형성되는 TN(twisted nematic)모드의 액정표시장치에 주로 사용되며 공통전극과 화소전극이 동일기판, 즉 TFT어레이 기판에 형성되는 IPS모드 액정표시장치에서는 금속성 블랙매트릭스가 TFT어레이 기판의 전계 형성에 영향을 주므로 금속성 블랙매트릭스 대신 카본수지의 블랙매트릭스를 사용한다.

다음으로 도 5c에서와 같이 적,녹,청색의 컬러수지(308)를 이용한 컬러필터 층을 형성한다. 컬러수지는 보통 모노머,바인더등의 감광성 컬러수지를 사용한다.

도 5c는 컬러필터 제조공정으로 보통 사용되는 적,녹,청색의 컬러 수지를 이용한 안료분사법에 의한 컬러필터 제조공정을 도시한 것이다.

먼저,적,녹,청색을 띠는 컬러수지 중 어느 하나를 상기의 블랙매트릭스(309)가 형성된 기판(302b)위의 전면에 도포하고 선택적으로 노광하여 원하는 영역에 적색의 컬러필터를 형성한다. 다음으로 상기의 적색의 서브 컬러필터가 형성된 기판위에 녹색의 컬러수지를 도포하고 선택적 노광을 통한 녹색의 서브 컬러필터를 해당 영역에 패턴한다. 청색에 대해서도 상기의 과정을 반복함으로서 청색의 서브컬러필터를 형성한다.

상기 적,녹,청색의 컬러수지의 제조공정 순서는 정해진 것이 아니며 임의의 순서에 의할 수도 있다.

컬러필터 층이 완성된 다음에, 상기 컬러필터 층으로 말미암아 단차가 발생할 수 있는데, 상기 단차를 보상하기 위하여 투명한 폴리머 재질의 평탄화막을 더 형성할 수도 있다. 평탄화 막은 필수적 공정은 아니며 상기 컬러필터 층 상에 곧바로 액정에 전계를 인가하는 공통전극을 형성할 수도 있다. 공통전극은 하부 TFT어레이 기판 상에 형성될 수 있는 화소전극과 더불어 액정에 전계를 인가하여 액정의 배열방향을 조절한다.

도 5d에서는 평탄화막 및 공통전극이 형성된 모습만 도시하였으나, 상기 공통전극 위에 LCD패널의 셀 겝을 유지하기 위하여 스페이서를 분포시킬 수 있으며 도한 스페이서가 분포한 상기 컬러필터 기판 상에 액정의 초기 배열을 위한 폴리이미드 등의 배향막을 형성함으로써 컬러필터 기판을 완성한다.

상기 공정을 통해 형성된 컬러필터 기판은 별도의 공정을 통해 형성되는 TFT어레이 기판과 실링 공정을 통해 결합되고 다음으로 액정 주입 공정을 마침으로써 LCD패널 공정을 완성한다.

완성된 액정 패널은 액정패널 구동회로부, 편광판, 백라이트 등을 결합하는 모듈공정을 통해 액정표시장치를 완성한다.

상기에서 살펴 본 바와 같이, 투과형 액정표시소자는 야외등 외부광이 강한 환경에서 심하게 반사가 일으남으로 화질이 저하되는 문제를 안고 있다. 특히, 금속성의 블랙매트릭스를 사용하는 경우 더욱 심한데, 본 발명은 위상을 90도 변화시키는 1/4 λ필름을 위상지연막으로 적용하고 블랙매트릭스를 구성함으로써 외부로 부터 주입되는 광이 블랙매트릭스에 의해 반사되지 않고 차단될 수 있게 함으로써 외부 광의 반사에 의한 화질 저하를 방지 할 수 있다.

Claims (10)

1. 박막트랜지스터 어레이 기판;

   위상지연막과 블랙매트릭스를 포함하는 컬러필터 기판;

   상기 박막트랜지스터 어레이 기판과 컬러필터 기판 사이에 충진되는 액정 층;

   상기 박막트랜지스터 어레이 기판과 컬러필터 기판의 외곽에 각각 형성되는 한 쌍의 편광판;

   상기 박막트랜지스터 어레이 기판 외곽에 형성되는 백라이트를 구비하는 것을 특징으로 하는 투과형 액정표시소자.
2. 제 1항에 있어서, 상기 위상지연막은 위상을 90도 지연시키는 것을 특징으로 하는 투과형 액정표시소자.
3. 제 1항에 있어서, 상기 블랙매트릭스는 상기 위상지연막 상에 형성되는 것을 특징으로 하는 투과형 액정표시소자.
4. 제 1항에 있어서, 상기 한 쌍의 편광판은 그 편광 방향이 서로 수직한 것을 특징으로 하는 투과형 액정표시소자.
5. 제 1항에 있어서, 상기 위상지연막은 기판 위에 형성되는 것을 특징으로 하는 투과형 액정표시소자.
6. 제 1항에 있어서, 상기 위상지연막과 블랙매트릭스는 동일한 패턴인 것을 특징으로 하는 투과형 액정표시소자.
7. 기판을 준비하는 단계;

   상기 기판 상에 위상지연막을 매트릭스 형으로 형성하는 단계;

   상기 위상지연막 상에 블랙매트릭스를 형성하는 단계;

   상기 블랙매트릭스 상에 컬러필터 층을 형성하는 단계;

   상기 컬러필터 층 상에 공통전극막을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 컬러필터 기판 제조 방법.
8. 제 7항에 있어서, 상기 위상지연막은 위상을 90도 변화시키는 위상지연막인 것을 특징으로 하는 컬러필터 제조 방법.
9. 제 7항에 있어서, 상기 블랙매트릭스는 상기 위상지연막과 겹쳐지게 형성되는 것을 특징으로 하는 컬러필터 제조 방법.
10. 제 7항에 있어서, 상기 위상지연막을 형성하는 단계는 반응성 액정층을 형성하는 단계;

    상기 반응성 액정층에 노광하는 단계;

    상기 노광된 반응성 액정 층을 세정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 컬러필터 기판 제조 방법.