KR20060078136A - Transmissive and reflective type liquid crystal display - Google Patents
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Abstract
빛샘 현상을 억제하고 잔상을 제거하고, 투과 콘트라스트 비율을 향상시킬 수 있는 반사-투과형 액정 표시 장치가 제공된다. 반사 투과형 액정 표시 장치는, 투과 영역에 대응해서 제1 두께를 갖고 반사 영역에 대응해서 제1 두께보다 두꺼운 제2 두께를 갖는 보호막과, 보호막 상에 형성된 공통전극과, 공통 전극 상에 형성되고 제1 방향으로 러빙된 제1 배향막을 구비하는 컬러필터 기판과, 제1 배향막과 실질적으로 접촉하는 액정층과, 박막 트랜지스터와, 박막 트랜지스터의 드레인 전극과 연결되어 화소 영역을 정의하는 투명 전극과, 투명 전극 위에 형성되고 액정층의 회위(disclination)가 발생하는 단차부에 대응하는 위치에 형성되고 투과 영역과 반사 영역을 정의하는 반사 전극과, 투명 전극과 반사 전극 상에 형성되고 제1 방향과 다른 제2 방향으로 러빙된 제2 배향막을 구비하는 TFT 기판을 포함한다.A reflection-transmissive liquid crystal display device capable of suppressing light leakage, removing afterimages, and improving transmission contrast ratio is provided. A reflective transmissive liquid crystal display device includes a protective film having a first thickness corresponding to a transmissive region and having a second thickness thicker than the first thickness corresponding to a reflective region, a common electrode formed on the protective film, and formed on the common electrode. A color filter substrate having a first alignment layer rubbed in one direction, a liquid crystal layer substantially in contact with the first alignment layer, a thin film transistor, a transparent electrode connected to a drain electrode of the thin film transistor, and defining a pixel region, and transparent A reflective electrode formed on the electrode and formed at a position corresponding to the stepped portion where displacement of the liquid crystal layer occurs and defining a transmissive region and a reflective region, and formed on the transparent electrode and the reflective electrode and different from the first direction. And a TFT substrate having a second alignment film rubbed in two directions.
반사, 투과, 액정, 빛샘Reflection, transmission, liquid crystal, light leakage
Description
도 1은 기판 상에 배향막을 형성하는 과정을 나타낸 도면이다. 1 is a view illustrating a process of forming an alignment layer on a substrate.
도 2는 도 1의 배향막에 의존하여 액정이 배향되는 모양을 나타낸 도면이다.FIG. 2 is a view illustrating a state in which liquid crystals are aligned depending on the alignment layer of FIG. 1.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 반사 투과형 액정 표시 장치에서의 TFT 기판의 구조를 도시한 배치도이다.3 is a layout view illustrating a structure of a TFT substrate in a reflective transmissive liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 4는 도 3에 도시한 TFT 기판과 컬러필터 기판을 포함하는 액정 표시 장치를 Ⅳ-Ⅳ' 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.4 is a cross-sectional view of the liquid crystal display including the TFT substrate and the color filter substrate illustrated in FIG. 3 taken along the line IV-IV ′.
도 6a, 7a, 8a, 9a, 및 10a는 본 발명의 일 실시예에 따른 반사 투과형 액정 표시 장치용 TFT 기판을 제조하는 중간 과정에서의 TFT 기판의 배치도이다.6A, 7A, 8A, 9A, and 10A are layout views of a TFT substrate in an intermediate process of manufacturing a TFT substrate for a reflective transmissive liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention.
도 6b는 도 6a에서 VIb-VIb' 선을 따라 절단한 단면도이다.FIG. 6B is a cross-sectional view taken along the line VIb-VIb ′ in FIG. 6A.
도 7b는 도 7a에서 VIIb-VIIb' 선을 따라 잘라 도시한 도면으로서 도 6b의 다음 단계를 도시한 단면도이다.FIG. 7B is a cross-sectional view taken along the line VIIb-VIIb ′ in FIG. 7A and illustrates the next step of FIG. 6B.
도 8b는 도 8a에서 VIIIb-VIIIb' 선을 따라 잘라 도시한 도면으로서 도 7b의 다음 단계를 도시한 단면도이다.FIG. 8B is a cross-sectional view taken along the line VIIIb-VIIIb 'of FIG. 8A and illustrates the next step of FIG. 7B.
도 9b는 도 9에서 IXb-IXb' 선을 따라 잘라 도시한 도면으로서 도 8b의 다음 단계를 도시한 단면도이다. FIG. 9B is a cross-sectional view taken along the line IXb-IXb 'of FIG. 9 and illustrates the next step of FIG. 8B.
도 10b는 도 10a에서 Xb-Xb' 선을 따라 잘라 도시한 도면으로서 도 9b의 다음 단계를 도시한 단면도이다.FIG. 10B is a cross-sectional view taken along the line Xb-Xb ′ in FIG. 10A and illustrates the next step of FIG. 9B.
(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)(Explanation of symbols for the main parts of the drawing)
100: TFT 기판 110: 절연 기판100: TFT substrate 110: insulating substrate
121: 게이트선 123: 게이트 전극121: gate line 123: gate electrode
140: 게이트 절연막 150: 반도체층140: gate insulating film 150: semiconductor layer
163, 165: 저항성 접촉층 171: 데이터선163 and 165: ohmic contact layer 171: data line
173: 소스 전극 175: 드레인 전극173: source electrode 175: drain electrode
180: 하부 보호막 196: 투과창180: lower protective film 196: transmission window
200: 컬러필터 기판 220: 블랙 매트릭스200: color filter substrate 220: black matrix
231: 컬러필터 240: 상부 보호막231: color filter 240: upper protective film
250: 공통 전극 300: 액정층250: common electrode 300: liquid crystal layer
310: 스페이서 901: 투명 전극310: spacer 901: transparent electrode
902: 반사 전극 902: reflective electrode
본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 보다 상세하게는 빛 샘(light leak) 현상을 억제하여 화면의 블랙특성과 투과 콘트라스트 비율을 향상시키기 위한 반사 투과형 액정 표시 장치에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE
액정 표시 장치(Liquid Crystal Display, LCD)는 현재 가장 널리 사용되고 있는 평판 표시 장치 중 하나로서, 전극이 구비되어 있는 TFT 기판 및 컬러필터 기판과 그 사이에 삽입되어 있는 액정층으로 이루어져, 전극에 인가되는 전압을 조절하여 액정층의 액정 분자들을 재배열시킴으로써 액정층을 통과하는 빛의 투과율(transmittance)을 조절하는 표시 장치이다. 이때, 빛의 투과율은 액정층을 통과할 때 액정 물질의 광학적 특성에 의해 발생하는 위상 지연(phase retardation)에 의해 결정되며, 이러한 위상 지연은 액정 물질의 굴절률 이방성과 두 기판 사이의 간격을 조절하여 결정한다.Liquid crystal display (LCD) is one of the most widely used flat panel display devices. The liquid crystal display (LCD) is composed of a TFT substrate including an electrode, a color filter substrate, and a liquid crystal layer interposed therebetween. A display device adjusts a transmittance of light passing through a liquid crystal layer by rearranging liquid crystal molecules of the liquid crystal layer by adjusting a voltage. In this case, the light transmittance is determined by phase retardation caused by the optical properties of the liquid crystal material when passing through the liquid crystal layer, and the phase retardation is controlled by adjusting the refractive index anisotropy of the liquid crystal material and the distance between the two substrates. Decide
액정 표시 장치 중에서도 현재 주로 사용되는 것은 두 기판에 전극이 각각 구비되어 있고 전극에 인가되는 전압을 스위칭하는 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor, TFT)를 가지고 있는 액정 표시 장치이며, 박막 트랜지스터는 두 기판 중 하나에 형성되어 있는 것이 일반적이다.Among the liquid crystal display devices, a liquid crystal display device having a thin film transistor (TFT) that has electrodes on each of two substrates and switches a voltage applied to the electrode is a liquid crystal display device. It is generally formed in.
이러한 액정 표시 장치는 특정 광원인 백라이트(backlight)에 의해 발광된 빛을 액정층에 투과시켜 화상을 표시하는 투과형과 자연광 따위의 외부광을 액정 표시 장치의 반사 전극으로 액정층으로 반사시켜 화상을 표시하는 반사형으로 나눌 수 있으며, 최근에는 반사 모드와 투과 모드로 모두 동작하는 반사 투과 모드가 개발되고 있다.Such a liquid crystal display displays an image by transmitting light emitted by a backlight, which is a specific light source, to the liquid crystal layer to display an image, and external light such as natural light reflected by the reflective electrode of the liquid crystal display to the liquid crystal layer. It can be divided into a reflection type, and recently, a reflection transmission mode that operates in both a reflection mode and a transmission mode has been developed.
그러나 반사 투과형 액정 표시 장치에서는 각각의 모드에서 액정층을 통과하는 빛에 대한 위상 지연(phase retardation)이 다르기 때문에 표시 특성이 저하하는 문제점이 발생한다. 즉, 투과 모드에서는 빛이 액정층을 한번만 통과하여 사용 자의 눈에 도달하지만, 반사 모드에서는 빛이 액정층을 두 번 통과한다. 그러므로 두 모드에서 빛의 경로가 서로 달라진다.However, in the reflection-transmissive liquid crystal display device, since the phase retardation with respect to the light passing through the liquid crystal layer is different in each mode, there is a problem in that display characteristics are deteriorated. That is, in the transmissive mode, light passes through the liquid crystal layer only once and reaches the eyes of the user. In the reflective mode, the light passes through the liquid crystal layer twice. Therefore, the light paths are different in both modes.
이를 극복하기 위하여 투과 영역 보다 반사 영역의 셀갭(cell gap)을 줄임으로써 두 모드 간의 빛의 경로 차이를 줄일 수 있다. 즉, 기판 상의 반사 영역에 해당하는 유기절연막을 투과 영역에 비해 두껍게 형성하여 서로 다른 두께를 갖도록 할 수 있다. 하지만, 상기 반사 영역과 투과 영역의 경계면에서는 액정 배향의 왜곡으로 인해 프레임 초기에 발생되는 회위(disclination, 이하 디스클리네이션) 현상과 프레임 내내 발생되는 빛샘 현상에 의해 화면상에 잔상이 남아있거나, 투과 콘트라스트 비율이 저하하는 문제점이 있다.In order to overcome this, it is possible to reduce the light path difference between the two modes by reducing the cell gap of the reflection region rather than the transmission region. That is, the organic insulating film corresponding to the reflective region on the substrate may be formed thicker than the transmissive region to have different thicknesses. However, at the interface between the reflection area and the transmission area, an afterimage remains on the screen due to a disclination phenomenon occurring early in the frame due to the distortion of liquid crystal alignment, and a light leakage phenomenon occurring throughout the frame. There is a problem that the contrast ratio is lowered.
이하, 도 1 및 도 2를 참조하여 액정 배향의 왜곡과 이로 인한 표시 특성의 문제를 설명한다.Hereinafter, with reference to FIGS. 1 and 2, the problem of the distortion of the liquid crystal alignment and the resulting display characteristics will be described.
도 1은 기판 상에 배향막을 형성하는 과정을 나타낸 도면이고, 도 2는 도 1의 배향막에 의존하여 액정이 배향되는 모양을 나타낸 도면이다. 도 1을 참조하면, 구조물(20)이 형성된 기판(10) 상에 회전하는 롤러(40)에 의해 배향막(30)을 도포하면서 왼쪽 방향(45)으로 배향막(30)을 러빙(rubbing)한다. 도 2를 참조하면, 구조물(20)에 의해 형성된 단차부(A)를 롤러(40)가 타고 올라가는 부분에서는 액정(50)이 대체로 양호하게 프리틸팅(pretilting)되어 있다. 하지만, 구조물(20)에 의해 형성된 단차부(B)를 롤러(40)가 타고 내려가는 부분에서는 액정(50)이 다른 부분에 비하여 역으로 프리틸팅되어 있어서 전계 인가시 어떤 방향으로 액정(50) 배향이 형성될지 알 수 없는 상황이기 때문에 심각한 빛샘 현상의 원인이 될 수 있 다.FIG. 1 is a view illustrating a process of forming an alignment layer on a substrate, and FIG. 2 is a view illustrating a shape in which liquid crystals are aligned depending on the alignment layer of FIG. 1. Referring to FIG. 1, the
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 다중 셀갭 구조를 갖는 반사-투과형 액정 표시 장치에 채용되어 빛샘 현상을 억제하고 잔상을 제거하고, 투과 콘트라스트 비율을 향상시키기 위한 반사-투과형 액정 표시 장치를 제공하고자 하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a reflection-transmissive liquid crystal display device which is employed in a reflection-transmission liquid crystal display device having a multi-cell gap structure to suppress light leakage, eliminate afterimages, and improve transmission contrast ratio. will be.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다. Technical problems of the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 반사 투과형 액정 표시 장치는, 투과 영역에 대응해서 제1 두께를 갖고 반사 영역에 대응해서 상기 제1 두께보다 두꺼운 제2 두께를 갖는 보호막과, 상기 보호막 상에 형성된 공통전극과, 상기 공통 전극 상에 형성되고 제1 방향으로 러빙된 제1 배향막을 구비하는 컬러필터 기판과, 상기 제1 배향막과 실질적으로 접촉하는 액정층과, 박막 트랜지스터와, 상기 박막 트랜지스터의 드레인 전극과 연결되어 화소 영역을 정의하는 투명 전극과, 상기 투명 전극 위에 형성되고 상기 액정층의 회위(disclination)가 발생하는 단차부에 대응하는 위치에 형성되고 투과 영역과 반사 영역을 정의하는 반사 전극과, 상기 투명 전극과 상기 반사 전극 상에 형성되고 상기 제1 방향과 다른 제2 방향으로 러빙된 제2 배향막을 구비하는 TFT 기판을 포함한다. According to an aspect of the present invention, there is provided a reflective transmissive liquid crystal display device comprising: a protective film having a first thickness corresponding to a transmissive region and a second thickness thicker than the first thickness corresponding to a reflective region; A color filter substrate comprising a common electrode formed on the passivation layer, a first alignment layer formed on the common electrode and rubbed in a first direction, a liquid crystal layer substantially contacting the first alignment layer, a thin film transistor; And a transparent electrode connected to the drain electrode of the thin film transistor to define a pixel region, and formed at a position corresponding to the stepped portion formed on the transparent electrode and generating disclination of the liquid crystal layer. A reflective electrode defined on the transparent electrode and the transparent electrode and rubbed in a second direction different from the first direction; It includes a TFT substrate having a second alignment layer.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.Specific details of other embodiments are included in the detailed description and the drawings.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.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. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but may be implemented in various forms. It is provided to fully convey the scope of the invention to those skilled in the art, and the present invention is defined only by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout.
이하, 도 3 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 반사 투과형 액정 표시 장치의 구조를 상세하게 설명한다.Hereinafter, the structure of a reflective transmissive liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 3 to 5.
먼저, 도 3 및 도 4를 참조 하여 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 구조에 대하여 상세히 설명한다. First, the structure of the liquid crystal display according to the exemplary embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 3 and 4.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 반사 투과형 액정 표시 장치용 TFT 기판의 배치도이고, 도 4는 도 3에 도시한 TFT 기판과 컬러필터 기판을 포함하는 액정 표시 장치를 Ⅳ-Ⅳ' 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.3 is a layout view of a TFT substrate for a reflective transmissive liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a line along the line IV-IV 'of the liquid crystal display including the TFT substrate and the color filter substrate shown in FIG. It is sectional drawing cut out.
도 3 및 도 4에서 보는 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치는, 서로 마주하는 두 기판(100, 200), 두 기판(100, 200)의 간격을 균일하게 지지하는 스페이서(310) 및 두 기판(100, 200) 사이에 주입되어 있는 액정층(300)을 포함한다. 스페이서(310)는 유기 절연 물질로 이루어져 있으며, 사진 식각 공정을 통 하여 형성된다.As shown in FIG. 3 and FIG. 4, the liquid crystal display according to the exemplary embodiment of the present invention includes a
TFT 기판(100)에는 서로 교차하여 행렬 배열의 단위 화소 영역(P)을 정의하는 게이트선(121) 및 데이터선(171)이 형성되어 있다. 각각의 화소 영역(P)에는 게이트선(121) 및 데이터선(171)과 연결되어 있는 박막 트랜지스터(TFT)와 박막 트랜지스터(TFT)와 전기적으로 연결되어 있는 화소 전극이 구비되어 있다. 화소 전극은 투명한 도전막으로 이루어진 투명 전극(901)과 반사율을 가지는 도전막으로 이루어지며 투과창(196)을 가지는 반사 전극(902)을 포함한다. 앞으로는 투과창(196)이 차지하는 영역을 "투과 영역"(T)이라 하고, 화소 영역(P) 중 나머지 영역을 "반사 영역"(R)이라 한다. 또한, 투과 영역(T)과 반사 영역(R)에 대응하는 TFT 기판(100)의 영역 또한 동일한 이름과 동일한 도면 부호를 사용하여 지칭한다.On the
TFT 기판(100)과 마주하는 본 발명의 일 실시예에 따른 컬러필터 기판(200)에는 화소 영역(P)에 대응하는 개구부를 가지는 블랙 매트릭스(220)가 형성되어 있고, 각각의 화소 영역(P)에는 적, 녹, 청의 컬러필터(231)가 각각 형성되어 있으며, 컬러필터(231)는 유기 절연 물질로 이루어진 상부 보호막(240)으로 덮여 있으며, 상부 보호막(240)의 상부에는 공통 전극(250)이 형성되어 있다. 이때, 상부 보호막(240)은 표시 영역(R, T)에 따라 두께가 다른데, 투과 영역(T)에 대응하는 유기 절연 물질이 제거되어 있다.In the
여기에서, 반사 영역(R)은 반사 전극(902)에서 반사된 빛을 이용하여 화상을 표시하는 데 주로 사용되고, 투과 영역(T)은 백라이트, 즉 자체 광원으로부터의 빛을 이용하여 화상을 표시하는 데 주로 사용된다.
Here, the reflecting region R is mainly used to display an image using the light reflected from the reflecting
이러한 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치에서, 투과 영역(T)에서는 백 라이트로부터 발광된 빛은 TFT 기판(100)을 통과한 다음 액정층(300)을 한번 통과하여 화상으로 표시되지만, 반사 영역(R)에서 화상을 표시하는 빛은 외부로부터 반사 전극에 도달할 때 액정층(300)을 경험하고 반사 전극(902)에 의해 반사된 다음 다시 액정층(300)을 한번 더 경험하게 되는데, 이러한 점을 고려하여 반사 영역(R)의 상부 보호막(240) 두께를 투과 영역(T)의 상부 보호막(240) 두께보다 크게 형성한다. 이렇게 하면, 화상을 표시하는 빛이 각각의 표시 모드 영역(T, R)에서 액정층(300)을 경험하는 경로를 균일하게 할 수 있으며, 이를 통하여 두 표시 모드 영역(T, R)에서 빛에 대한 위상 지연을 균일하게 할 수 있어 액정 표시 장치의 표시 특성을 향상시킬 수 있다. 특히, 다양한 셀 갭(cell gap)을 취하는 전기적 제어 복굴절 모드(Electrically Controled Birefringence: ECB)의 액정 표시 장치에서 Δnd=λ/2의 조건을 만족하도록 투과 영역(T)과 반사 영역(R)에서 액정층(300)을 통과하는 빛의 경로 d를 조절함으로써 화상으로 표시되는 빛의 경로를 균일하게 할 수 있다.In the liquid crystal display according to the exemplary embodiment of the present invention, in the transmission region T, light emitted from the backlight passes through the
다음은, 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치에서 하부 기판의 구조에 대하여 좀더 구체적으로 설명하기로 한다.Next, the structure of the lower substrate in the liquid crystal display according to the exemplary embodiment of the present invention will be described in more detail.
TFT 기판(100)은 절연 기판(110)을 포함한다. 절연 기판(110) 위에 주로 가로 방향으로 뻗어 있는 복수의 게이트선(121)이 형성되어 있다. 게이트선(121)은 낮은 비저항의 물질, 예를 들어 은 또는 은 합금 또는 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어진 단일막을 포함할 수 있다. 이와는 달리, 게이트선(121)은 전술한 물질을 포함하는 적어도 하나의 막과 다른 물질과 접촉 특성이 우수한 패드용 적어도 하나의 막을 포함하는 다층막으로 이루어질 수 있다. 게이트선(121)의 한 끝 부근에 위치한 부분(125)은 외부로부터의 게이트 신호를 게이트선으로 전달하며, 각 게이트선(121)의 복수의 가지(123)는 박막 트랜지스터의 게이트 전극(123)을 이룬다.The
질화 규소(SiNx) 따위로 이루어진 게이트 절연막(140)이 게이트선(121)을 덮고 있다.The
게이트 전극(123)의 게이트 절연막(140) 상부에는 수소화 비정질 규소 등으로 이루어진 섬 모양 반도체층(150)이 형성되어 있으며, 반도체층(150)의 상부에는 실리사이드 또는 n형 불순물이 고농도로 도핑되어 있는 n+ 수소화 비정질 규소 따위로 만들어진 복수 쌍의 저항성 접촉층(163, 165)가 형성되어 있다. 각 쌍의 저항성 접촉층(163, 165)는 해당 게이트선(121)을 중심으로 서로 분리되어 있다.An island-
저항성 접촉층(163, 165) 및 게이트 절연막(140) 위에는 복수의 데이터선(171) 및 복수의 드레인 전극(175)이 형성되어 있다. 데이터선(171)과 드레인 전극(175)은 알루미늄 또는 은과 같은 저저항의 도전 물질로 이루어진 도전막을 포함한다. 데이터선(171)은 주로 세로 방향으로 뻗어 게이트선(121)과 교차한다. 데이터선(171)의 복수의 가지(173)는 각 쌍의 저항성 접촉층(163, 165) 중 하나(163)의 상부까지 연장되어 박막 트랜지스터의 소스 전극(173)을 이룬다. 데이터선(171)의 한쪽 끝 부근에 위치한 부분(179)은 외부로부터의 화상 신호를 데이터선(171)에 전달한다. 박막 트랜지스터의 드레인 전극(175)은 데이터선(171)과 분리되어 있으며 게이트 전극(123)에 대하여 소스 전극(173)의 반대쪽 저항성 접촉층(165) 상부에 위치한다.A plurality of
데이터선(171) 및 드레인 전극(175)과 이들이 가리지 않는 반도체층(150) 상부에는 질화 규소 또는 평탄화 특성이 우수한 유기 물질로 이루어진 하부 보호막(180)이 형성되어 있다. A
하부 보호막(180)에는 드레인 전극(175) 및 데이터선(171)의 끝 부분(179)을 각각 드러내는 접촉 구멍(185, 189)이 형성되어 있으며, 게이트 절연막(140)과 함께 게이트선(121)의 끝 부분(125)을 드러내는 접촉 구멍(182)이 형성되어 있다.In the
하부 보호막(180) 상부에는 접촉 구멍(185)을 통하여 드레인 전극(175)과 전기적으로 연결되어 있으며 화소 영역(P)에 위치하는 투명 전극(901)이 형성되어 있다. 또한, 보호막(180) 위에는 접촉 구멍(182, 189)을 통하여 각각 게이트선(121)의 끝 부분(125) 및 데이터선(171)의 끝 부분(179)과 연결되어 있는 게이트 접촉 보조 부재(192) 및 데이터 접촉 보조 부재(199)가 형성되어 있다. 여기서, 투명 전극(901)과 접촉 보조 부재(192, 199)는 투명한 도전 물질인 ITO(indium tin oxide) 또는 IZO(indium zinc oxide) 등으로 이루어져 있다.A
투명 전극(901) 각각의 상부에는 투과창(196)을 가지는 복수의 반사 전극(902)이 형성되어 있다. 반사 전극(902)은 알루미늄 또는 알루미늄 합금, 은 또는 은 합금, 몰리브덴 또는 몰리브덴 합금 등과 같이 높은 반사율을 가지는 도전막으로 이루어진다. 여기서, 도시하지는 않았지만 하부 보호막(180)의 표면을 거칠게 하여 반사 전극(902)에 요철이 생기게 함으로써 반사 효율을 높일 수 있다. 반사 전극(902)과 투명 전극(901)은 쌍을 이루어 화소 전극이 된다. 여기에서, 반사 전극(902)의 투과창(196)은 다양한 모양으로 형성될 수 있으며, 하나의 화소 영역에 다수로 형성될 수 있다.A plurality of
여기서, 화소 전극(901, 902)은 이웃하는 화소 행의 박막 트랜지스터에 게이트 신호를 전달하는 전단의 게이트선(121)과 중첩되어 유지 축전기를 이루며, 유지 용량이 부족한 경우에는 게이트선(121)과 동일한 층으로 만들어진 도체를 추가하여 화소 전극(901, 902) 또는 이에 연결된 다른 도체와 중첩시킴으로써 형성되는 다른 유지 축전기를 추가할 수도 있다. 이와 같이 유지 축전기를 위해 별도로 추가된 도체층(미도시)은 백라이트로부터 투과 영역(T)을 통과하는 빛을 차단하지 않도록 반사 전극(902) 하부에 위치하는 것이 바람직하다.Here, the
이와 같은 본 발명의 일 실시예에 의한 반사 투과형 액정 표시 장치는 다양한 셀 갭(cell gap)을 취하는 전기적 제어 복굴절 모드(Electrically Controled Birefringence: ECB)에 적용가능하며, 도 3에 도시된 바와 같이 도면상에서 관찰자 관점에서 보았을 때 12시 방향으로 최적의 시야각 특성을 확보하기 위해 TFT 기판은 상방향으로 러빙 처리하고 컬러필터 기판은 하방향으로 러빙 처리한다. 즉, 도 4를 참조하면 액정층(300)에 구비되는 액정은 호모지니어스 배향 처리되는데, TFT 기판에 구비되는 배향막(미도시)을 제1 방향인 좌측 방향으로 러빙 처리하고, 컬러필터 기판에 구비되는 배향막(미도시)을 제1 방향과 반대 방향인 제2 방향, 즉 우측 방향으로 러빙 처리한다.The reflective transmissive liquid crystal display according to the exemplary embodiment of the present invention is applicable to an electrically controlled birefringence mode (ECB) having various cell gaps, and as shown in FIG. From the observer's point of view, the TFT substrate is rubbed upward and the color filter substrate is rubbed downward to ensure optimal viewing angle characteristics at 12 o'clock. That is, referring to FIG. 4, the liquid crystal provided in the
도 5는 도 4의 반사 영역(R)과 투과 영역(T)의 경계면을 발췌한 도면이다. FIG. 5 is a diagram illustrating an interface between the reflective region R and the transmissive region T of FIG. 4.
도 5를 참조하면, 반사 영역(R)과 투과 영역(T)의 경계 영역(C)에서 컬러필터 기판에 형성된 상부 보호막(240)은 일정 단차를 가지며, 앞서 언급한 컬러필터 기판에 대한 배향막의 러빙 방향을 고려하면, 이러한 경계 영역(C)에서의 액정은 다른 부분에 비하여 역으로 프리틸팅(pretilting)되어 있어서 잔상이나 빛샘 현상이 발생할 수 있다. 그러나, 본 발명의 일 실시예에 의한 TFT 기판에 구비되는 반사 전극(902)을 경계 영역(C)과 오버랩시키고, 투과 영역(T)까지 소정의 부분 확장시킴으로써, 프레임 초기에 발생하는 디스클리네이션 현상과 프레임 내내 발생되는 빛샘 현상을 방지할 수 있다. 이 때, 상부 보호막(240)의 단차 형성된 부분을 반사 영역과 투과 영역 사이의 경계 영역(C)이라고 정의할 때, 반사 전극(902)이 경계 영역(C)을 통과하여 투과 영역(T)과 약 4-5㎛ 이상이 오버랩되는 것이 바람직하다.Referring to FIG. 5, the
이와 같은 본 발명의 일 실시예에 의한 반사 투과형 액정 표시 장치는 도 3에 도시된 바와 같이, 픽셀 상부에 반사 전극(902)과 이에 대응하는 상부 보호막(240)을 형성함으로써 빛샘 현상을 방지할 수 있다. 또한, 도 4에 도시된 바와 같이, 컬러필터 기판에 대한 배향막의 러빙 방향을 고려하여 상부 보호막(240)이 시작되는 영역(D)에서도 액정이 일부 잘못 프리틸팅될 수도 있으나, 본 발명에서는 블랙 매트릭스(220)가 이 영역(D) 상부를 차폐함으로써 디스클리네이션 현상 또는 빛샘 현상을 방지할 수 있다.As shown in FIG. 3, the reflective transmissive liquid crystal display according to the exemplary embodiment of the present invention may prevent light leakage by forming a
이하, 도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치에서 컬러필터 기판의 제조 방법에 대하여 설명한다.Hereinafter, a method of manufacturing a color filter substrate in a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 4.
컬러필터(231) 및 블랙 매트릭스(220)가 형성되어 있는 기판(210)의 상부에 유기 절연 물질을 스핀 코팅(spin coating) 방법으로 도포하여 상부 보호막(240)을 마스크를 이용한 사진 식각 공정으로 투과 영역(T)에 대응하는 부분을 제거한다. 이때, 투과 영역(T)과 반사 영역(R)의 광 경로를 균일하게 조절하기 위해 부분적으로 빛의 투과율을 조절할 수 있는 마스크를 이용하여 투과 영역(T)에서 상부 보호막(240)을 완전히 제거하지 않고 일부 남길 수도 있다. An organic insulating material is coated on the
마지막으로 ITO 또는 IZO 따위의 투명 도전 물질 등을 적층하여 도 3 및 도 4에서 보는 바와 같이 공통 전극(250)을 컬러필터(231)와 상부 보호막(240) 상부에 형성하여 컬러필터 기판(200, 도 4 참조)을 완성한다.Finally, a transparent conductive material such as ITO or IZO is laminated and the
한편, 도 6a 내지 도 10b 및 도 3 및 도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 TFT 기판의 제조 방법에 대하여 구체적으로 설명하기로 한다. Meanwhile, a method of manufacturing a TFT substrate according to an exemplary embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 6A to 10B and FIGS. 3 and 4.
먼저, 도 6a 및 도 6b에 도시한 바와 같이, 하부 절연 기판(110) 상부에 낮은 비저항의 도전 물질을 적층하고 패터닝하여 게이트 전극(123)을 포함하는 가로 방향의 게이트선(121)을 형성한다. First, as illustrated in FIGS. 6A and 6B, a low-resistance conductive material is stacked and patterned on the lower insulating
다음, 도 7a 및 도 7b에 도시한 바와 같이, 질화 규소로 이루어진 게이트 절연막(140), 비정질 규소로 이루어진 반도체층, 도핑된 비정질 규소층의 삼층막을 연속하여 적층하고 마스크를 이용한 패터닝 공정으로 반도체층과 도핑된 비정질 규소층을 패터닝하여 게이트 전극(125)과 마주하는 게이트 절연막(140) 상부에 섬형 반도체층(150)과 섬형의 도핑된 비정질 규소층(160)을 형성한다.Next, as shown in FIGS. 7A and 7B, a three-layer film of a
다음, 도 8a 내지 도 8b에 도시한 바와 같이, 도전막을 적층한 후, 마스크를 이용한 사진 공정으로 패터닝하여 게이트선(121)과 교차하는 복수의 데이터선(171) 과 복수의 드레인 전극(175)을 형성한다. 각 데이터선(171)은 도핑된 비정질 규소층(160) 상부까지 연장되어 있는 소스 전극(173)을 포함한다. 드레인 전극(175)은 데이터선(171)과 분리되어 있으며 게이트 전극(123)을 중심으로 소스 전극(173)과 마주한다.Next, as shown in FIGS. 8A to 8B, after the conductive films are stacked, the plurality of
이어, 도핑된 비정질 규소층(160) 중에서 데이터선(171) 및 드레인 전극(175)으로 가려지지 않은 부분을 제거하여 섬형의 도핑된 비정질 규소층(160) 각각을 게이트 전극(123)을 중심으로 두 개의 저항성 접촉층(163, 165)로 분리시키는 한편, 그 아래의 섬형 반도체층(150) 부분을 노출시킨다. 이어, 반도체층(150)의 노출된 부분 표면을 안정화시키기 위하여 산소 플라스마를 실시하는 것이 바람직하다.Subsequently, portions of the doped
다음으로, 도 9a 및 9b에서 보는 바와 같이, 낮은 유전율을 가지며 평탄화 특성이 우수한 유기 물질 또는 질화 규소 등의 절연 물질을 적층하여 하부 보호막(180)을 형성한다. 이어, 감광막 패턴을 이용한 사진 식각 공정으로 게이트 절연막(140)과 함께 건식 식각으로 패터닝하여, 게이트선(121)의 끝 부분(125), 드레인 전극(175) 및 데이터선(171)의 끝 부분(179)을 드러내는 복수의 접촉 구멍(182, 185, 189)을 형성한다.Next, as shown in FIGS. 9A and 9B, the
다음, 도 10a 및 도 10b에서 보는 바와 같이, ITO 또는 IZO막을 적층하고 마스크를 이용한 패터닝을 실시하여 접촉 구멍(185)을 통하여 드레인 전극(175)과 연결되는 투명 전극(901)과 접촉 구멍(182, 189)을 통하여 게이트선(121)의 끝 부분(125) 및 데이터선(171)의 끝 부분(179)과 각각 연결되는 게이트 접촉 보조 부재 (192) 및 데이터 접촉 보조 부재(199)를 각각 형성한다.Next, as shown in FIGS. 10A and 10B, a
이어, 마지막으로 도 3 및 도 4에서 보는 바와 같이, 높은 반사율을 가지는 알루미늄 또는 은 또는 몰리브덴 등을 포함하는 도전막을 적층하고 패터닝하여 개구부의 투과창(196)을 가지는 반사 전극(902)을 형성한다.Next, as shown in FIGS. 3 and 4, a conductive film including aluminum, silver, molybdenum, or the like having a high reflectance is stacked and patterned to form a
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. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.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, it should be understood that the embodiments described above are exemplary in all respects and not restrictive.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 반사 투과형 액정 표시 장치에 의하면, 투과 영역의 보호막 두께를 반사 영역의 보호막 두께보다 작게 형성함으로써, 화상을 표시하는 빛이 각각의 영역에서 경험하는 위상 지연의 정도를 균일하게 할 수 있다. 특히, 투과 영역과 반사 영역의 휘도 개선을 위해서 다중의 셀 간격(cell gap)을 가지는 전기적 제어 복굴절 모드의 액정 표시 장치에서 픽셀 상부에 반사 전극과 이에 대응하는 상부 보호막을 형성함으로써 배향막 빛샘 현상 및 디스클리네이션 현상을 방지할 수 있다. 또한, 컬러필터 기판에 대한 배향막의 러빙 방향을 고려하여 상부 보호막의 상부를 블랙 매트릭스가 차폐함으로써 디스클리네이션 현상 또는 빛샘 현상을 방지할 수 있다.As described above, according to the reflection-transmitting liquid crystal display device according to the present invention, by forming the protective film thickness of the transmissive area smaller than the protective film thickness of the reflective area, the degree of phase retardation experienced by the light displaying the image in each area is uniform. It can be done. In particular, in the electrically controlled birefringent mode liquid crystal display having multiple cell gaps to improve the luminance of the transmission region and the reflection region, an alignment layer light leakage phenomenon and a display are formed by forming a reflective electrode and a corresponding upper protective layer on the pixel. Clearance can be prevented. In addition, the black matrix shields the upper portion of the upper passivation layer in consideration of the rubbing direction of the alignment layer with respect to the color filter substrate, thereby preventing the screening phenomenon or the light leakage phenomenon.
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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KR1020040116833A KR20060078136A (en) | 2004-12-30 | 2004-12-30 | Transmissive and reflective type liquid crystal display |
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Publications (1)
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Cited By (1)
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US7977679B2 (en) | 2007-01-16 | 2011-07-12 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Thin film transistor array panel |
-
2004
- 2004-12-30 KR KR1020040116833A patent/KR20060078136A/en not_active Application Discontinuation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US7977679B2 (en) | 2007-01-16 | 2011-07-12 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Thin film transistor array panel |
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Legal Events
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WITN | Withdrawal due to no request for examination |