KR20060134797A

KR20060134797A - 반투과형 액정표시장치

Info

Publication number: KR20060134797A
Application number: KR1020060050275A
Authority: KR
Inventors: 야스히로 모리; 요시미츠 이시카와; 히로시 테라모토
Original assignee: 미쓰비시덴키 가부시키가이샤
Priority date: 2005-06-23
Filing date: 2006-06-05
Publication date: 2006-12-28
Also published as: TW200700858A; JP3974141B2; US20060290872A1; CN1885120A; JP2007003779A; TWI329771B; KR100756305B1; CN100426088C; US7864284B2

Abstract

본 발명은, 기둥모양 스페이서를 설치한 반투과형 액정표시장치에 있어서, 투과 영역에 사용하는 색재와 반사 영역에 사용하는 색재가 동일해도, 반사 모드에 있어서의 백색톤의 변화를 억제할 수 있음과 동시에, 반사율의 저하를 최소한으로 억제할 수 있는 반투과형 액정표시장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 본 발명은, 컬러필터 기판(30)과, TFT기판과, 컬러필터 기판(30)과 TFT기판에 끼워진 액정과, 녹색의 색재를 가지는 화소에만 형성되어, 셀 갭을 규정하는 기둥모양 스페이서와, 기둥모양 스페이서를 형성한 위치 근방의 소정의 영역에만 설치된 차광부를 구비한다.

스페이서, 반사율, 컬러필터 기판, TFT기판, 액정

Description

반투과형 액정표시장치{TRANSFLECTIVE LIQUID CYRSTAL DISPLAY DEVICE}

도 1은 발명의 실시예에 따른 반투과형 액정표시장치의 TFT어레이 기판의 평면도.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 반투과형 액정표시장치의 TFT어레이 기판의 단면도.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 반투과형 액정표시장치의 컬러필터 기판의 평면도.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 반투과형 액정표시장치의 컬러필터 기판의 단면도.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 반투과형 액정표시장치의 컬러필터 기판의 단면도.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 반투과형 액정표시장치의 반사 영역의 색재의 막두께와 투명 수지층의 막두께와의 관계를 설명하는 도면.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 반투과형 액정표시장치의 반사 영역의 색재의 막두께와 투과 영역의 색재의 막두께와의 관계를 설명하는 도면.

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 반투과형 액정표시장치의 반사 영역에 있어 서의 백색의 색도를 도시한 도면.

도 9는 본 발명의 실시예에 따른 반투과형 액정표시장치의 기둥 점유율과 장치의 합격 여부 판정과의 관계를 설명하는 도면이다.

[도면의 주요부분에 대한 부호의 설명]

1, 2 : 투명 절연성 기판 3 : 제1의 절연막

4 : 반도체 능동막 5 : 오믹 콘택막

7 : 제2의 절연막 10 : TFT어레이 기판

21 : 게이트 전극 22 : 게이트 배선

23 : 제1의 보조용량 전극 24 : 보조용량 배선

25 : 제2의 보조용량 전극 30 : 컬러필터 기판

31 : 투명 수지층 32 : 색재

33 : 기둥모양 스페이서 34 : 차광막

36 : 차광부 37 : 차광 특성을 가지는 막

38 : 투명 전극 61 : 소스 전극

62 : 드레인 전극 63 : 소스 배선

64 : TFT 65 : 반사 화소전극

66 : 콘택 에어리어 81 : 콘택홀

91 : 투과 화소전극 95 : 콘트라스트 저하 방지 전극

[기술분야]

본 발명은, 반투과형 액정표시장치에 관한 발명으로, 특히 기둥모양 스페이서를 가지는 반투과형 액정표시장치에 관한 것이다.

[배경기술]

일반적인 반투과형 액정표시장치에서는, TFT(Thin Film Transistor)가 형성되는 기판(이하, TFT어레이 기판이라고도 한다)에, 백라이트 광을 투과시키는 투과 영역과, 액정층에 입사한 주위광을 반사시키는 반사 영역이 화소마다 설치되어 있다. 한편, TFT어레이 기판에 대향하는 위치에는, 빨강 및 초록, 파랑 색재를 사용한 컬러필터가 형성되는 기판(이하, 컬러필터 기판이라고도 한다)이 설치된다. 그리고, TFT어레이 기판과 컬러필터 기판이 액정층을 사이에 끼우고 있다.

이러한 반투과형 액정표시장치에서는, 각 화소에 있어서 투과광과 반사광과의 광로 길이를 가지런히 하기 위해, 액정층의 두께(TFT어레이 기판과 컬러필터 기판과의 간격 또는 셀 갭이라고도 한다)는, 투과 영역과 반사 영역은 서로 다르다. 구체적으로는, 투과 영역의 액정층의 두께를 dt로 했을 경우, 반사 영역의 액정층의 두께는 1/2dt로 하는 것이 일반적이다. 이와 같이 영역마다 액정층의 두께가 다른 경우, 특히 반사 영역에 있어서의 액정층의 두께에 대하여 엄격한 제어가 요구된다. 이 때문에, 액정층의 두께를 콘트롤하는 수단으로서, 컬러필터 기판측 혹은 TFT어레이 기판측에 감광성 유기막을 사용한 스페이서(이하, 기둥모양 스페이서 라고도 한다)를 형성할 경우가 있다. 이 기둥모양 스페이서를 사용한 반투과형 액정표시장치는, 특허문헌 1에 상세히 나타낸다.

다음에 액정을 배향시키는 일반적인 방법으로서, 컬러필터 기판 및 TFT어레이 기판에 폴리이미드막을 전사법으로 형성하고, 이 폴리이미드막을, 털을 짠 천으로 문지르는 러빙법이 이용된다. 상기에서 설명한 반투과형 액정표시장치의 경우, 러빙법을 행하기 전에, 컬러필터 기판측 혹은 TFT어레이 기판측에 기둥모양 스페이서를 형성하므로, 그 주변부에서 러빙을 균일하게 행할 수 없어, 액정의 배향상태에 불균일이 생긴다. 이 액정의 배향상태의 불균일은, 반투과형 액정표시장치의 콘트라스트 저하나 도메인 발생의 원인이 되어 문제가 된다.

일반적으로, 기둥모양 스페이서는, 표시에 영향을 끼치지 않는 화소영역내의 차광막 위에 배치된다. 그러나, 기둥모양 스페이서는 감광성 유기막으로 형성하므로, 그 크기에는 제약이 있으며, 패턴의 크기에 기인하는 강도나 박리의 문제를 감안하면 직경 10㎛이상 정도로 할 필요가 있었다. 그 때문에 기둥모양 스페이서는, 콘트라스트 저하나 도메인 발생의 영향도(눈으로 확인할 수 있을 정도)를 보다 완화시킬 수 있도록, 투과율이 낮은 청색의 화소(빨강 및 초록, 파랑 3원색의 색재를 사용한 컬러필터의 경우)에 배치하는 것이 일반적이었다.

[특허문헌 1] 일본국 공개특허공보 특개2003-344838호 공보

[발명의 개시]

빨강 및 초록, 파랑 3원색의 색재를 사용한 컬러필터는, 투과율을 높게 하기 위해서 시감도가 높은 초록의 색재에 대해서 특성을 좋게 하고 있다. 그 때문에 이 색재를 반투과형 액정표시장치에 사용했을 경우, 반사 모드에 있어서 백색 톤이 황색으로 이동하는 문제가 있었다.

이 문제를 개선하기 위해서, 반사 영역의 컬러필터와 투과 영역의 컬러필터와를 바꾸는 방법이, 특허문헌 1에 개시되고 있다. 그러나, 특허문헌 1의 경우, 컬러필터의 색재의 종류를 종래의 3색에서 6색으로 변경할 필요가 있으며, 상당한 제조원가가 드는 문제가 있었다.

또한 별도의 방법으로서, 반사 영역의 색재에 구멍을 뚫어 투명수지를 형성 함으로써 반사 모드에서의 백색의 톤을 조정하는 방법이 제안되고 있다. 그러나, 이 방법을 사용하면 백색에 관해서는 변조할 수 있어도, 투명수지의 부분으로부터 다른 파장의 빛이 새기 때문에, 적색, 녹색, 청색의 순도의 저하가 생기고, 표시상의 외관이 열화하는 문제가 있었다.

또한, 상기의 기둥모양 스페이서를 청색의 화소영역에 배치함으로써, 청색의 화소영역으로부터의 빛의 양이 줄어들어, 보다 더 백색 톤이 변화되어버리는 문제가 있었다. 이 백색 톤의 변화를 억제하기 위해, 청색의 화소 영역에 설치한 기둥모양 스페이서 근방에 형성되는 차광부를, 적색의 화소영역이나 녹색의 화소영역에도 형성한다. 그러나, 이 방법으로는, 화소에 차지하는 차광 영역의 비율이 증가하여, 반사율의 저하가 발생하는 문제가 있었다.

그래서, 본 발명은, 기둥모양 스페이서를 설치한 반투과형 액정표시장치에 있어서, 투과 영역에 사용하는 색재와 반사 영역에 사용하는 색재가 동일해도, 반사 모드에 있어서의 백색 톤의 변화를 억제할 수 있음과 동시에, 반사율의 저하를 최소한으로 억제하는 것이 가능한 반투과형 액정표시장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

[과제를 해결하기 위한 수단]

본 발명에 따른 해결 수단은, 빨강 및 녹색, 파랑 색재로 각 화소를 형성하는 컬러필터와, 차광막을 가지는 제1기판과, 상기 화소내에 투과 영역을 형성하는 투과 화소전극과, 반사 영역을 형성하는 반사 화소전극과, 상기 투과 화소전극 및 상기 반사 화소전극에 인가하는 신호나 제어신호를 공급하는 배선을 가지는 제2기판과, 상기 제1기판과 상기 제2기판에 끼워진 액정과, 녹색의 상기 색재를 가지는 상기 화소에만 형성되어, 상기 제1기판과 상기 제2기판과의 간격을 규정하는 기둥모양 스페이서와, 상기 기둥모양 스페이서를 형성한 위치 근방의 소정의 영역에만 설정된 차광부를 구비한다.

[발명을 실시하기 위한 최선의 형태]

(실시예)

도 1은, 본 실시예에 따른 반투과형 액정표시장치에 있어서의 TFT어레이 기판의 개략을 나타내는 평면도이다. 도 1에서는, TFT어레이 기판(10)에 설치되는 각 화소에, 빛을 투과시키는 투과 영역 T과, 액정층에 입사한 주위광을 반사시키는 반사 영역 S이 형성되어 있다. 도 2(a)∼도 2(d)는, 본 실시예에 따른 반투과형 액정표시장치에 있어서의 TFT어레이 기판의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도이다. 또한, 도 2(a)∼도 2(d)는, 소스 배선부 및 반사 영역 S(도 1의 화살 표시 A-A선), 투과 영역 T 및 반사 영역 S(도 1의 화살 표시 B-B선), TFT(도 1의 화살 표시 C-C선)의 단면의 각각을 가상적으로 하나의 단면도로서 도시하고 있다.

도 1 및 도 2(a)∼도 2(d)에 있어서, 유리 기판 등의 투명 절연성 기판(1) 위에는, 제1의 도전막으로 이루어지는 게이트 전극(21)을 구비한 게이트 배선(22), 반사 영역 S에 형성되는 제1의 보조용량 전극(23) 및 투과 영역 T에 형성되는 제2의 보조용량 전극(25)을 구비한 보조용량 배선(24)이 형성되어 있다. 여기에서, 제1의 보조용량 전극(23) 및 제2의 보조용량 전극(25), 보조용량 배선(24)은, 백라이트로부터의 빛누설을 방지하기 위해, 또한 일정 기간전압을 유지하기 위해서 설치된다.

그리고, 게이트 배선(22)등의 상층에 제1의 절연막(3)이 설치된다. 게이트 전극(21)위에는, 제1의 절연막(게이트 절연막)(3)을 통해 반도체층인 반도체 능동막(4) 및 오믹 콘택막(5)이 형성되어 있다. 이 오믹 콘택막(5)은, 중앙부가 제거되어서 2개의 영역으로 분할되며, 한쪽에 제2의 도전막으로 이루지는 소스 전극(61)이, 다른 쪽에 제2의 도전막으로 이루어지는 드레인 전극(62)이 적층되어 있다. 여기에서, 반도체 능동막(4) 및 오믹 콘택막(5), 게이트 전극(21), 소스 전극(61), 드레인 전극(62)에 의해 스위칭소자인 TFT(64)가 구성된다.

또한 소스 전극(61)으로부터 연장된 소스 배선(63)은, 제1의 절연막(3)을 통해 게이트 배선(22)과 교차하도록 설치된다. 또한 이 교차부 및 소스 배선(63)에는, 내전압을 향상시키기 위해서 반도체 능동막(4) 및 오믹 콘택막(5)을 잔존시킨다.

반사 영역 S에는, 드레인 전극(62)으로부터 연장된 반사 화소전극(65)이 형성되어 있다. 즉, 반사 화소전극(65)은, 제2의 도전막에 의해 형성되어 있다. 이 때문에, 제2의 도전막에는, 적어도 그 표면층에 반사율이 높은 금속막을 가지는 재료가 이용된다. 또한, 소스 전극(61)과 접속되는 소스 배선(63)도, 제2의 도전막에 의해 형성되어 있다. 또한 반사 화소전극(65)과 소스 배선(63)과의 단락에 의한 결함을 방지하기 위해서, 반사 화소전극(65)은 소스 배선(63)으로부터 소정의 간격 L(바람직하게는 5㎛∼10㎛정도)을 유지하여 배치한다.

반사 화소전극(65) 등을 덮도록 제2의 절연막(7)을 설치하고, 반사 화소전극(65)상의 제2의 절연막(7)의 일부를 제거하여 콘택홀(81)을 형성한다. 제2의 절연막(7)의 상층에 투과율이 높은 도전막(이하, 투명 도전막이라고도 한다)으로 이루어지는 투과 화소전극(91)이 형성되어, 투과 영역 T을 형성한다. 투과 화소전극(91)은, 콘택홀(81)을 통해 반사 화소전극(65)과 전기적으로 접속되고, 또한 반사 화소전극(65)을 통해 드레인 전극(62)과 전기적으로 접속되어 있다. 또한 반사 화소전극(65)과 소스 배선(63)과의 사이에는, 제2의 절연막(7)을 통해 콘트라스트 저하 방지 전극(95)이 설치된다. 이 콘트라스트 저하 방지 전극(95)은, 투명 도전막으로 투과 화소전극(91)과 동시에 형성된다. 본 실시예에서는, 콘트라스트 저하 방지 전극(95)이 소스 배선(63)을 따라, 거의 평행하게 형성되어 있다.

다음에 본 실시예에 따른 반투과형 액정표시장치의 TFT어레이 기판(10)의 제조 공정에 대해서, 도 2(a)∼도 2(d)를 사용하여 설명한다.

우선, 도 2(a)에 나타나 있는 바와 같이, 유리 기판 등의 투명 절연성 기판(1)을 세정하여 표면을 정화한 후, 이 투명 절연성 기판(1)위에 스퍼터링법 등을 사용하여 제1의 도전막을 성막한다. 제1의 도전막은, 예를 들면 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 탄탈(Ta), 티타늄(Ti) 또는 알루미늄(Al)등을 주성분으로 하는 합금 등으로 이루어지는 박막이다. 본 실시예에서는, 제1의 도전막으로서 막두께 400nm의 크롬막을 성막한다.

다음에 제1의 사진제판공정에 있어서 제1의 도전막을 패터닝 하고, 게이트 전극(21) 및 게이트 배선(22), 제1의 보조용량 전극(23), 보조용량 배선(24), 제2의 보조용량 전극(25)을 형성한다. 제1의 보조용량 전극(23)은, 반사 영역 S의 거의 전체 면에 형성하지만, 제2의 보조용량 전극(25)은, 소스 배선(63)과 평행하도록 투과 영역 T의 일부에 형성된다. 보조용량 배선(24)은, 제1의 보조용량 전극(23) 및 제2의 보조용량 전극(25)과 전기적으로 접속되어, 소스 배선(63)을 따르도록 형성한다. 제1의 사진제판공정에서는 우선, 기판을 세정후에 감광성 레지스트를 도포하고, 건조한 후에, 소정의 패턴의 마스크를 사용하여 노광한다. 그리고, 제1의 사진제판공정에서는, 노광한 기판을 현상함으로써, 기판 위에 전사된 마스터 패턴에 의거하여 레지스트를 형성하고, 이 레지스트를 가열 경화한 후에, 제1의 도전막을 에칭하여 제1의 도전막을 패터닝 한다. 제1의 사진제판공정에서는, 제1의 도전막의 패터닝 후, 감광성 레지스트를 박리한다.

또한, 제1의 도전막의 에칭은, 공지한 에천트를 사용하여 습식 엣칭법으로 행할 수 있다. 예를 들면 제1의 도전막이 크롬일 경우, 제2질산 세륨 암모늄 및 질산이 혼합된 수용액이 이용된다. 또한 제1의 도전막의 에칭에 있어서는, 패턴 엣지의 단차부에 있어서의 절연막의 커버리지를 향상시키고, 다른 배선과의 단락을 방지하기 위해, 패턴 엣지 단면을 사다리꼴의 테이퍼 형상으로 하는 테이퍼 에칭이 바람직하다.

다음에 도 2(b)에 나타나 있는 바와 같이, 플라즈마 CVD법 등을 이용하여, 제1의 절연막(3), 반도체 능동막(4), 오믹 콘택막(5)을 연속하여 성막한다. 게이트 절연막이 되는 제1의 절연막(3)에는, SiNx막, SiOy막, SiOzNw막 중 어느 한 단층막 혹은 이들을 적층한 다층막을 사용할 수 있다(또한, x, y, z, w는, 각각 화학량론 조성을 나타내는 정수이다). 제1의 절연막(3)의 막두께는, 얇을 경우에는 게이트 배선(22)과 소스 배선(63)과의 교차부에서 단락이 발생하기 쉬우며, 두꺼울 경우에는 TFT(64)의 ON전류가 작아져 표시 특성이 저하한다. 이것으로부터, 제1의 절연막(3)은, 제1의 도전막보다 두껍게 형성하지만, 될 수 있는 한 얇게 하는 것이 바람직하다. 또한 제1의 절연막(3)은 핀홀 등의 발생에 의한 층간 쇼트를 방지하기 위해서, 여러번에 나누어서 성막하는 것이 바람직하다. 본 실시예에서는, 막두께 300nm의 SiN막을 성막한 후, 다시 막두께 100nm의 SiN막을 성막함으로써, 막두께 400nm의 SiN막을 제1의 절연막(3)으로서 형성하고 있다.

반도체 능동막(4)으로서는, 아모퍼스 실리콘(a-Si)막, 폴리실리콘(p-Si)막 등이 사용된다. 반도체 능동막(4)의 막두께는, 얇을 경우, 후술하는 오믹 콘택막(5)의 드라이 에칭시에 막의 소실이 발생하고, 두꺼울 경우, TFT(64)의 ON전류가 작아진다. 이것으로, 반도체 능동막(4)의 막두께는, 오믹 콘택막(5)의 드라이 에칭시에 있어서의 에칭량의 제어성과, 필요로 하는 TFT(64)의 ON전류값을 고려하여 결정된다. 본 실시예에서는, 막두께가 150nm인 a-Si막의 반도체 능동막(4)을 성막하고 있다.

오믹 콘택막(5)으로서는, a-Si에 인(P)을 미량으로 도핑한 n형 a-Si막 또는 n형 p-Si막이 사용된다. 본 실시예에서는, 오믹 콘택막(5)으로서 막두께 30nm의 n형 a-Si막을 성막하고 있다.

다음에 제2의 사진제판공정을 행하여, 반도체 능동막(4) 및 오믹 콘택막(5)에 대해서 적어도 TFT(64)가 형성되는 부분을 패터닝한다. 또한, 반도체 능동막(4) 및 오믹 콘택막(5)은, TFT(64)가 형성되는 부분 이외에, 게이트 배선(22)과 소스 배선(63)과의 교차부(S/G크로스부)나 소스 배선(63)이 형성되는 부분에도 잔존시킴으로써, 내전압을 크게 할 수 있다. 또한, 반도체 능동막(4) 및 오믹 콘택막(5)의 에칭은, 공지한 가스 조성(예를 들면 SF₆과 0₂의 혼합 가스 또는 CF₄과 0₂의 혼합 가스)을 사용하여 드라이 에칭법으로 행할 수 있다.

다음에 도 2(c)에 나타나 있는 바와 같이, 스퍼터링법 등을 사용하여 제2의 도전막을 성막한다. 제2의 도전막에는, 예를 들면 크롬, 몰리브덴, 탄탈, 티타늄 또는 이들을 주성분으로 하는 합금의 제1층(6a)과, 알루미늄, 은(Ag) 또는 이들을 주성분으로 하는 합금의 제2층(6b)으로 구성되어 있다. 여기에서, 제1층(6a)은, 오믹 콘택층(5) 및 제1의 절연막(3) 위에, 이들에 직접 접촉하도록 성막된다. 한편, 제2층(6b)은, 제1층(6a)위에 직접 접촉하도록 겹쳐서 성막된다. 제2의 도전막은 소스 배선(63) 및 반사 화소전극(65)으로서 사용되므로, 배선 저항 및 표면층의 반사 특성을 고려하여 구성할 필요가 있다. 본 실시예에서는, 제2의 도전막의 제1층(6a)으로서 막두께 100nm의 크롬막, 그 제2층(6b)으로서 막두께 300nm의 AlCu막을 성막한다.

또한, 제2의 도전막 위에는, 후술의 공정으로 드라이에칭에 의해 콘택홀(81)이 형성되고, 콘택홀(81)안의 일부에, 전기적 접속을 얻기 위한 도전성 박막(투명 도전막)이 형성되므로, 표면산화가 일어나기 어려운 금속박막이나 산화되어도 도전성을 가지는 금속박막을 제2의 도전막으로서 사용하는 것이 바람직하다. 또한 제2의 도전막으로서 Al계의 재료를 사용하는 경우에는, 표면산화에 의한 도전성의 열화를 방지하기 위해, 표면에 질화 Al막을 형성하거나, Cr, Mo, Ta, Ti등의 막을 형성하면 좋다.

다음에 제3의 사진제판공정에서, 제2의 도전막을 패터닝하여, 소스 전극(61)을 구비한 소스 배선(63), 드레인 전극(62)을 구비한 반사 화소전극(65)을 형성한다. 또한 드레인 전극(62)과 반사 화소전극(65)은, 동일층으로 연속해서 형성되고, 동일 층내에서 전기적으로 접속되어 있다. 제2의 도전막의 에칭은, 공지한 에천트를 사용하여 습식 엣칭법으로 행할 수 있다.

계속해서, TFT(64)의 오믹 콘택막(5)의 중앙부를 에칭 제거하고, 반도체 능 동막(4)을 노출시킨다. 오믹 콘택막(5)의 에칭은, 공지한 가스 조성(예를 들면 SF₆과 0₂의 혼합 가스 또는 CF₄과 0₂의 혼합 가스)을 사용하여 드라이 에칭법으로 행할 수 있다.

또한 후술하는 콘택홀(81)을 형성하는 부분의 AlCu의 제2층(6b)을 제거하여, 콘택 에어리어(66)를 형성해도 좋다. 이 콘택 에어리어(66)는, 제3의 사진제판공정 시에, 제거 부분의 포토레지스트 두께가 얇게 완성되도록 하프톤 노광 등의 방법을 사용하여 노광하고, 오믹 콘택막(5)의 드라이에칭 후에 산소 플라즈마 등을 사용해서 레지스트의 감막(減膜)처리함으로써 제거 부분의 레지스트만 제거하고, AlCu을 습식 에칭함으로써 형성할 수 있다. 이에 따라 후술하는 투과 화소전극(91)과 콘택 하는 제2의 도전막의 표면이 제1층(6a)의 크롬막이 되고, 양호한 도전율을 가지는 콘택면을 얻을 수 있다.

여기에서, 하프톤 노광의 프로세스에 관하여 설명한다. 하프톤 노광에서는, 하프톤의 포토마스크(예를 들면 Cr으로 형성된 패턴에 농담을 갖게 한 포토마스크) 를 통해 노광함으로써, 노광 강도를 조정하여 포토레지스트의 잔존 막두께를 제어하고 있다. 그 후에 포토레지스트가 완전히 제거되고 있는 부분의 막에 대하여 우선 에칭을 행한다. 다음에 포토레지스트에 대하여 산소 플라즈마 등을 사용해서 감막 처리함으로써, 잔존 막두께가 적은 부분의 포토레지스트만이 제거된다. 그리고, 포토레지스트의 잔존 막두께가 적었던 부분(포토레지스트가 제거되고 있다)의 막에 대하여 에칭을 행한다. 이에 따라 1회의 사진제판공정에 의해 2공정 분의 패 터닝이 가능하게 된다.

제2의 도전막의 표면에, 질화 Al막(예를 들면 AlCuN)등을 형성할 경우에는, 반사율은 약간 저하하지만, 후술하는 투과 화소전극(91)과의 양호한 콘택을 얻을 수 있기 때문에, 굳이 콘택 에어리어(66)를 형성할 필요는 없으며, 하프톤 노광의 공정을 생략할 수 있다.

다음에 도 2(c)에 나타나 있는 바와 같이, 플라즈마 CVD법 등을 사용함으로써 제2의 절연막(7)을 성막한다. 제2의 절연막(7)으로서는, 제1의 절연막(3)과 같은 재질을 사용하여 형성할 수 있고, 막두께는 하층 패턴의 커버리지를 고려하여 결정하는 것이 바람직하다. 본 실시예에서는, 제2의 절연막(7)으로서 막두께 500nm의 SiN막을 성막한다.

그리고, 도 2(c)에 나타나 있는 바와 같이, 제4의 사진제판공정에서 제2의 절연막(7)을 패터닝하여, 반사 화소전극(65)상의 일부에 콘택홀(81)을 형성한다. 제2의 절연막(7)의 에칭은, 공지한 에천트를 사용하여 습식 엣칭법, 또는 공지한 가스 조성을 사용하여 드라이 에칭법으로 행할 수 있다.

다음에 도 2(d)에 나타나 있는 바와 같이, 스퍼터링법 등을 사용함으로써 후술하는 투과 화소전극(91)을 구성하는 투명 도전막을 성막한다. 투명 도전막으로서는, ITO(Indium-Tin-Oxide), SnO₂등을 사용할 수 있고, 특히 화학적 안정성의 관점으로부터 ITO를 사용하는 것이 바람직하다. 또한, ITO는, 결정화 ITO 또는 아모퍼스 ITO(a-ITO)의 어느 것이라도 좋지만, a-ITO를 사용한 경우에는, 패터닝후, 결 정화 온도 180℃이상으로 가열하여 결정화시킬 필요가 있다. 본 실시예에서는, 투명 도전막으로서 막두께 80nm의 a-ITO를 성막한다.

다음에 도 2(d)에 나타나 있는 바와 같이, 제5의 사진제판공정에서, 투명 도전막을 패터닝 하고, 투과 영역 T의 투과 화소전극(91)을 형성한다. 패터닝 시의 어긋남 등을 고려하여, 반사 영역 S과 투과 영역 T과 경계부에 있어서, 투과 화소전극(91)은, 제2의 절연막(7)을 통해 반사 화소전극(65)과 일부 겹치도록 형성한다. 또한, 경계부 이외의 반사 영역 S에는 투명 도전막을 형성하지 않도록 하는 것으로, 반사율이 저하하는 것을 방지하고 있다. 또한 투명 도전막과 제1의 절연막(3) 및 제2의 절연막(7)과의 사이의 전압의 감소를 방지할 수 있으므로, 투과 화소전극(91)과 반사 화소전극(65)의 전압을 거의 동전위로 할 수 있다. 또한 반사 화소전극(65)과 투과 화소전극(91)의 접속부에 대한 콘택홀(81)의 측벽부는 투명 도전막에 의해 피복된다. 이와 같이하여 본 실시예에 따른 TFT기판(10)이 형성된다.

다음에 본 실시예에 따른 반투과형 액정표시장치의 컬러필터 기판(30)의 구조에 관하여 설명한다. 도 3은 1화소분(적색 화소, 녹색화소, 청색 화소, 3화소의 집합체)의 컬러필터 기판(30)의 평면도를 나타낸다. 도 3에 나타내는 각 화소는, 투과 영역 T과 반사 영역 S으로 분할되어, 투과 영역 T과 반사 영역 S에서 액정층의 두께를 바꾸기 위해서, 반사 영역 S에 투명 수지층(31)을 배치하고 있다. 투명 수지층(31)의 배치는, 색재(32) 밑에 배치할 경우와, 색재(32) 위에 배치하는 경우가 있으며, 본 실시예에서는, 색재(32) 밑에 배치하는 구성으로 했다. 그리고, 도 3에서는, 적색 화소에는 빨간 색재(32R)가, 녹색화소에는 초록의 색재(32G)가, 청색 화소에는 파랑 색재(32B)가 각각 형성되고, 게이트 배선(22)이나 소스 배선(63)등으로부터의 빛누설을 방지하기 위해 설치되는 차광막(34)이 설치된다. 또한, 이들의 구성에 대해서는, 후술하는 컬러필터 기판(30)의 제조 방법으로 상세하게 설명한다.

투명 수지층(31)을 반사 영역 S에 설치하는 것으로, 투과 영역 T과의 경계에서 단차가 생기고, 그 근방에서 액정의 배향상태의 흐트러짐 생긴다. 반투과형 액정표시장치의 반사 모드와 투과 모드에서는 콘트라스트가 크게 다르고, 투과 모드의 콘트라스트는 100이상이 일반적인 데 반해, 반사 모드의 콘트라스트는 높아도 50정도이다. 이것은, 반사 모드가 외광을 이용하여 표시하도록 했기 때문에, 액정표시장치의 표면반사가 흑색 표시의 휘도에 가산됨으로써 발생하는 원리상의 차이이다. 그러므로, 액정의 배향상태가 흐트러지는 부분(단차부분)에서는, 차광막 (블랙 매트릭스)을 설치하여 차광할지, 반사 영역 S내에 배치할지 어느 하나를 선택할 필요가 있다. 본 실시예에서는, 반사 영역 S의 감소를 고려하여, 도 3에 나타나 있는 바와 같이, 단차부분을 반사 영역 S안에 배치하는 설계로 했다. 또 TFT어레이 기판(10)과 컬러필터 기판(30)과의 겹침 편차, 투명 수지층(31)의 형성 위치 정밀도와 그 편차, 반사 화소전극(65)의 형성 정밀도와 그 편차 등을 고려하여, 본 실시예에서는, 단차부분으로부터 투과 영역 T까지의 거리를 8㎛로 설정했다.

다음에 본 실시예에서는, 컬러필터 기판(30)의 녹색 화소에 기둥모양 스페이서(33)를 설치하는 구성으로 하고 있다. 도 3에서는, TFT어레이 기판(10)상의 게 이트 배선(22)에 대향하는 컬러필터 기판(30)상의 위치 근방에 기둥모양 스페이서(33)를 배치하고 있다. 또한, 본 발명에서는, 기둥모양 스페이서(33)의 배치는, 게이트 배선(22)에 대향하는 위치 근방에 한정되지 않고, 차광막(34)이 배치되어 있는 소스 배선(63)에 대향하는 위치 근방이나 TFT(64)에 대향하는 위치 근방이라도 된다. 또한 기둥모양 스페이서(33)를 배치할 경우, 기둥모양 스페이서(33)의 그림자가 되는 부분이 액정의 배향불량영역이 된다. 그 때문에 기둥모양 스페이서(33)의 크기에 더해 기둥모양 스페이서(33)근방의 배향불량영역을 포함하는 부분에, 차광부(36)를 설치할 필요가 있다. 즉, 본 실시예에서는, 기둥모양 스페이서(33)가 형성된 위치 근방의 소정의 영역에 차광부(36)를 설치하고 있다. 도 3에서는, 게이트 배선(22) 및 소스 배선(63)에 대향하는 위치를 파선으로 나타내고 있다.

배향처리 방법에도 의하지만 본 실시예에서는, 기둥모양 스페이서(33)의 직경을 20㎛로 하고, 또한 그 외측의 직경 25㎛의 범위를 배향불량영역으로 하여, 기둥모양 스페이서(33) 및 배향불량영역으로부터의 빛누설을 방지할 수 있도록 차광부(36)를 설계하고 있다. 도 3에서는, 녹색 화소에 기둥모양 스페이서(33)를 배치하고, 적색 화소, 청색 화소에는 기둥모양 스페이서(33)를 배치하고 있지 않다. 그 때문에 기둥모양 스페이서(33)를 배치한 녹색 화소에만 차광부(36)를 배치하고, 다른 화소에는 차광부(36)을 배치하지 않는다.

기둥 모양 스페이서(33)의 높이는, 반사 영역 S의 액정층의 두께에 의해 최적으로 설정된다. 대향하는 TFT어레이 기판(10)상의 재질이나 기둥모양 스페이 서(33)의 바탕막의 재질에 의해 그 설정값은 달라, 디바이스마다 최적화 할 필요가 있다. 단, 투과 영역 T에 있어서의 액정층의 두께는, 응답 속도의 특성상의 제한으로부터 그다지 두껍게 할 수 없다. 또한 반사 영역 S에 있어서의 액정층의 두께는, 너무 두껍게 하면 반사시의 백색 표시가 황색을 너무 띠게 된다. 또한, 전술한 바와 같이, 반사 영역 S에 있어서의 액정층의 두께는, 투과 영역 T에 있어서의 액정층의 두께의 약 1/2로 설정할 필요가 있다. 이상의 것으로, 반사 영역 S에 있어서의 액정층의 두께는, 1∼3㎛정도로 설정할 필요가 있다. 본 실시예에서는, 반사 영역 S에 있어서의 액정층의 두께를 2㎛로 하고, 기둥모양 스페이서(33)의 높이를 2.2㎛로 하고 있다. 또한 투과 영역 T에 있어서의 액정층의 두께는 3.8㎛로 설정했다.

본 발명에 따른 반투과형 액정표시장치에 있어서의 색재(32)는, 스트라이프 패턴이나 도트 패턴으로 배치한다. 인접하는 색재(32)의 배치에는 인접하는 색재(32)가 중합되는 배치나, 어느 정도의 간격을 두는 배치가 있다. 색재(32)의 막 두께는, 원하는 색특성에 의해서도 바뀌지만 0.5 ∼ 3.5㎛정도로 설정한다. 본 실시예에서는, 색재현 범위(Gamut)를 50％로 하므로 색재(32)의 막두께를 1.2㎛로 하고 있다. 또한 반사 영역 S에 있어서, 액정층 두께의 차이에 의해 생기는 색의 변화를 없애기 위해서, 빨강, 파랑, 녹색, 각각 동일한 두께로 조정했다. 또한, 인접하는 색재(32)를 겹치는 배치로 하면, 같은 막두께 설정으로는 대향하는 TFT어레이 기판(10)과 쇼트하는 것도 염려되므로, 본 실시예에서는, 색재(32)의 형상은 스트라이프 형상으로 하고, 인접하는 색재(32)의 간격은 색재(32)의 위치 정밀도와 형상 불균일을 고려하여 5㎛거리를 둔 배치로 했다.

다음에 본 실시예에 따른 반투과형 액정표시장치의 컬러필터 기판(30)의 제조 방법에 대해서, 도 4(a)∼도 4(h) 및 도 5(a)∼도 5(h)를 사용해서 설명한다. 또한, 도 4(a）∼도 4(h)까지가 반사 영역 S의 컬러필터 기판(30)의 단면도를 나타내고, 도 5(a)∼도 5(h)까지가 투과 영역 T의 컬러필터 기판(30)의 단면도를 나타낸다.

우선, 유리 기판 등의 투명 절연성 기판(2)을 세정하여 표면을 정화한다. 기판 세정후, 도 4(a) 및 도 5(a)에 나타나 있는 바와 같이, 투명 절연성 기판(2)위에 스퍼터링법이나 스핀 코트법 등에 의해 차광 특성을 가지는 막(37)을 성막한다. 그리고, 도 4(b) 및 도 5(b)에 나타나 있는 바와 같이, 차광 특성을 가지는 막(37)을 패터닝하여 차광막(34)이나 기둥모양 스페이서(33)의 배치 근방에 설치하는 차광부(36)를 형성한다. 구체적으로는, 차광 특성을 가지는 막(37)에 감광성 레지스트를 도포하고, 사진제판법에 의해 노광, 현상을 사용하여 차광막(34)등의 패턴을 형성한다. 또한, 차광 특성을 가지는 막(37)에는, 투명 절연성 기판(2)의 외측으로부터의 외관을 검게 하는, 산화 Cr막이나 산화 Ni막의 다층구조를 사용할 경우나 블랙 수지를 사용할 경우가 있다. 본 실시예에서는, 산화 Cr의 다층막을 사용하고, 그 막두께를 150mm로 하고 있다.

다음에 도 4(c) 및 도 5(c)에 나타나 있는 바와 같이, 반사 영역 S과 투과 영역 T의 액정층의 두께를 조정하기 위한 투명 수지층(31)을 반사 영역 S에만 형성한다. 투명 수지층(31)은, 스핀 코트법 등에 의해 원하는 막두께를 투명 절연성 기판(2)위에 도포하여 노광, 현상을 행함으로써 형성된다. 또한, 반사 영역 S과 투과 영역 T에서 액정층의 두께를 바꾸기 위해서는, 색재(32)나 투명 수지층(31)의 막두께설정을 행할 필요가 있다. 투과 영역 T의 색재(32)의 막두께를 1.2㎛로 했을 때, 투명 수지층(31)위에 도포되는 색재(32)의 막두께(반사 영역 S의 색재(32)의 막두께)는 70％정도가 된다. 즉, 투과 영역 T의 색재(32)의 두께와 투명 수지층(31)상의 색재32의 두께의 차이는, 1.2㎛ X (-30%) = -0.36㎛이 된다. 이 때문에, 투명 수지층(31)의 막 두께는 투과 영역 T의 액정층의 두께 3.8㎛에서 반사 영역 S의 액정층의 두께 2.0㎛를 뺀 1.8㎛에 대하여, 색재(32)의 차이 -0.36㎛와 TFT어레이 기판(10)상에서의 투과 영역 T과 반사 영역 S과의 막 두께 차 0.72㎛를 뺀 1.44㎛로 설정된다.

투명 수지층(31)위에 형성되는 색재(32)의 막두께는, 투명 수지층(31)의 막두께나 투과 영역 T의 색재(32)의 막두께에 의해 바뀐다. 투과 영역 T의 색재(32)의 막두께를 1.2㎛로 했을 때, 투명 수지층(31)의 막두께와 반사 영역 S에 있어서의 색재(32)의 막두께와의 상관 관계를 도 6에 나타낸다. 도 6에서는, 가로축이 투명 수지층(31)의 막두께(㎛), 세로축이 투과 영역 T의 색재(32)의 막두께에 대한 반사 영역 S의 색재(32)의 막두께의 비율을 나타내고 있다.

또한 투명 수지층(31)의 막두께를 1.7㎛로 했을 때, 투과 영역 T의 색재(32)의 막두께와 반사 영역 S의 색재(32)의 막두께와의 상관 관계를 도 7에 나타낸다. 도 7에서는, 가로축이 투과 영역 T의 색재(32)의 막두께(㎛), 세로축이 투과 영역 T의 색재(32)의 막두께에 대한 반사 영역 S의 색재(32)의 막두께의 비율을 나타내 고 있다. 필요로 하는 색 특성이나 액정층의 두께를 고려하면서, 도 6 및 도 7의 관계를 사용하여, 투명 수지층(31)의 막두께나 색재(32)의 막두께를 설정한다. 본 실시예에서는, 도 6 및 도 7에 있어서 둥글게 나타낸 포인트로 투명 수지층(31)의 막두께나 색재(32)의 막두께를 설정했다.

다음에 도 4(d)∼도 4(f) 및 도 5(d)∼도 5(f)와 같이, 색재(32)의 도포를 행한다. 또한 색재의 도포 순서는 임의라도 좋다. 본 실시예에서는, 도 4(d) 및 도 5(d)에서 적색의 색재(32R), 도 4(e) 및 도 5(e)에서 선색의 색재(32G), 도 4(f) 및 도 5(f)에서 청색의 색재(32B) 순으로 도포하고 있다. 동일한 도포 공정을 각색의 색재(32)로 반복하므로, 여기에서는 적색의 색재(32R)의 도포에 대해서 상세하게 서술한다. 우선, 적색의 색재(32R)를 스핀 코트법 등에 의해 기판 전체 면에 도포한다. 그리고, 전술한 바와 같이, 색재(32R)의 막두께가 1.2㎛가 되도록 제어한다. 계속해서, 사진제판법에 의해 노광, 현상을 행하여, 소정의 패턴의 색재(32R)를 형성한다.

다음에 도 4(g) 및 도 5(g)에 나타나 있는 바와 같이, 색재(32) 위에 투명 전극(38)을 형성한다. 구체적으로는, 색재(32) 위에, 마스크 스퍼터링법이나 증착법을 사용하여, ITO막인 투명 전극(38)을 성막한다. 본 실시예에서는, 마스크 스퍼터링법에 의해 형성하고, 그 막두께를 1450옹스트롬(0.145㎛)으로 하고 있다.

마지막에, 도 4(h)에 나타나 있는 바와 같이, 녹색의 색재(32G)가 형성된 화소의 투명 전극(38)위에 기둥모양 스페이서(33)가 형성된다. 일반적으로, 슬릿&스핀법 등을 사용하여 투명수지의 막을 도포후, 사진제판법에 의해 기둥 모양 스페이 서(33)의 패턴을 형성한다. 기둥모양 스페이서(33)는, 도포막의 균일성, 경도가 필요하므로, 본 실시예에서는, JSR회사제의 NN780을 사용하고, 막두께를 2.2㎛로 설정하고 있다. 또한, 도 5(h)에 나타나 있는 바와 같이, 투과 영역 T에는 기둥모양 스페이서(33)를 설치하지 않는다.

이하, 특별히 도시하지 않지만, 전술한 바와 같이, 형성된 TFT어레이 기판(10) 및 컬러필터 기판(30)은, 그 후의 셀화 공정에 있어서 배향막이 도포되어, 일정한 방향으로 러빙 처리가 실시된다. 그리고, 양쪽 기판을 서로 붙이기 위해서 씰재가 한 쪽의 기판에 도포된다. 씰재의 도포와 동시에, 양쪽 기판을 전기적으로 접속하기 위한 트랜스퍼 전극도 배치된다. TFT 어레이 기판(10) 및 컬러필터 기판(30)은, 서로의 배향막이 마주 향하도록 겹쳐지고, 위치맞춤 후에 씰재를 경화시켜서 양쪽 기판을 서로 붙이고 있다.

여기에서, 씰재로서는, 열경화형 에폭시계 수지나 광경화형 아크릴계 수지 등이 이용된다. 본 실시예에 있어서도, 열경화형 에폭시계 수지의 씰재인 일본화약사제품의 MP-3900을 사용하고 있다. 또한 트랜스퍼 전극의 재료로서는, 은 페이스트나 씰재 안에 혼입하는 도전성 입자 등이 있다. 본 실시예에서는, 씰재에 적수화학사제품의 Au코팅한 마이크로 펄(등록상표)(지름5.0㎛)을 사용했다. TFT 어레이 기판(10)과 컬러필터 기판(30)을 서로 붙인 후, 양쪽 기판 사이에 액정을 주입한다. 전술한 바와 같이, 형성된 액정 패널의 양면에 편광판을 붙인 후, 배면에 백라이트 유닛에 부착하는 등으로, 반투과형 액정표시장치가 완성된다.

이상과 같이, 본 실시예에 따른 반투과형 액정표시장치는, 기둥모양 스페이 서(33)를 녹색의 화소에 배치하고, 기둥모양 스페이서(33)를 배치한 근방에는 차광부(36)를 설치하지만, 적색이나 청색의 화소에는 차광부(36)를 설치하지 않으므로, 기둥모양 스페이서(33)의 근방에 있어서의 배향불량으로부터의 빛누설을 방지할 수 있다. 또한 본 실시예에 따른 반투과형 액정표시장치는, 녹색의 화소에 있어서의 반사 영역 S의 개구 면적이 적색이나 청색의 화소에 있어서의 반사 영역 S의 개구 면적에 비해 작기 때문에, 반사 모드에 있어서 백색 표시가 황색을 띠는 것을 억제 할 수 있다. 또한, 본 실시예에 따른 반투과형 액정표시장치는, 적색이나 청색의 화소의 개구 면적을 줄일 수 없기 때문에 반사율의 저감을 억제할 수도 있다.

비교예로서, 빨강, 초록, 파랑의 컬러필터에 배치되는 차광막(34)의 형상을 공통적으로 했을 경우의 화이트의 색도α와, 청색의 화소에 기둥모양 스페이서(33)를 배치하고, 그 근방에만 차광부(36)을 배치했을 경우의 화이트의 색도β와, 녹색의 화소에 기둥모양 스페이서(33)를 배치하고, 그 근방에만 차광부(36)를 배치했을 경우의 화이트의 색도γ를 도 8에 나타낸다. 도 8에 나타내는 화이트의 색도는, 일반적으로 태양광으로서 사용되는 D65의 광원을 사용하여 측정된, 반사 모드에서의 화이트의 색도이다. 또한, 사용한 광원 D65은 예시이며, 본 발명의 효과는, 광원종류에 의해 영향을 받지 않는다. 또한 도 8에서는, 화소의 크기를 100㎛ X 300㎛로 하고, 반사 영역 S의 개구율은, 차광부(36)를 배치했을 경우에는 32％, 배치하지 않을 경우에는 34％로서 측정하고 있다. 본 실시예에 따른 반투과형 액정표시장치의 화이트의 색도는, 녹색의 화소에 기둥모양 스페이서(33)를 배치하고, 그 근방에만 차광부(36)를 배치했을 경우의 화이트의 색도γ이며, 도 8의 결과에서, 화이트의 색도γ는, 차광막(34)의 형상을 공통으로 했을 경우의 화이트의 색도α와 비교하여 푸르스름한 특성임을 알 수 있다.

상기의 TFT어레이 기판(10)의 구조나 제조 방법으로 설명한 바와 같이, TFT어레이 기판(10)의 표면에는 다층막이 형성되고, 임의 두께의 요철부가 존재하고 있다. 그 때문에 기둥모양 스페이서(33)의 배치는, TFT어레이 기판(10)위의 평탄한 부분이며, 또한 컬러필터 기판(30)의 차광막(34)에 배치하는 것이 바람직하다. 이것들을 감안하여, 본 실시예에서는, TFT어레이 기판(10)의 게이트 배선(22)의 위치에 기둥모양 스페이서(33)를 배치했다. 또한, 기둥모양 스페이서(33)를, TFT어레이 기판(10)위의 평탄한 부분에 대응하는 위치에 배치하는 것으로, 액정층 두께의 편차를 최소한으로 억제할 수 있다.

또한, 기둥 모양 스페이서(33)의 배치를 반사 영역 S로 하는 것으로, 기둥모양 스페이서(33)의 높이는, 투명 수지층(31)의 막두께를 줄일 수 있으며, 투과 영역 T에 설치하는 경우에 비해 1/2로 할 수 있다. 이에 따라 기둥모양 스페이서(33)를 형성하기 위한 수지사용량이 1/2이 되어 원가 다운이 가능하게 된다.

이상과 같이, 기둥모양 스페이서(33)의 배치를 연구하는 것으로, 액정층 두께의 불균일을 최소한으로 억제하고, 덧붙여 기둥모양 스페이서(33)에 이용하는 수지의 사용량을 억제할 수 있다. 또한 기둥모양 스페이서(33)의 배치를 연구하는 것으로, 액정층 두께의 불균일에 의한 표시 얼룩이 생기지 않는 반투과형 액정표시장치를 형성할 수 있고, 사용하는 컬러필터를 보다 저렴하게 제조하는 것이 가능하게 된다.

기둥 모양 스페이서(33)는, 균일하게 도포된 유기막을 사진제판법에 의해 형성하므로, 높이와 크기, 배치되는 위치의 정밀도가 뛰어나다. 반면, 그 뛰어난 특성으로 인해 배치 밀도(기둥 점유율)를 고려하여 설계를 행할 필요가 있다. 도 9에, 표시 영역에 대한 기둥모양 스페이서(33)의 기둥 점유율과 장치의 합격 여부판정의 관계를 나타낸다. 도 9의 세로축은 기둥 점유율(％)을 나타내고, 가로축은 그 기둥 점유율을 가지는 장치의 합격 여부 판정을 나타내고 있다. 여기에서, 기둥 점유율은, 본 실시예에 따른 반투과형 액정표시장치의 표시 면적에 대한 기둥모양 스페이서(33)의 점유율이며, 기둥모양 스페이서(33)의 배치 밀도를 나타내는 값이다. 한편, 장치의 합격 여부판정은, 장치로서 문제가 있는 경우를 C, 허용 레벨의 경우를 B, 충분히 만족할 수 있는 레벨의 경우를 A로 하여 판정하고 있다.

기둥 모양 스페이서(33)의 기둥 점유율이 지나치게 높으면 액정층의 변형 자유도가 손상되어, 장치의 온도변화에 대한 마진이 줄어든다. 그 때문에 도 9에서는 기둥 점유율이 0.49％인 경우, 제조 마진의 저하 및 저온 환경하에서의 기포발생의 관점에서 장치의 합격 여부판정이 C가 된다.

구체적으로 설명하면 고온환경하에서는 액정이 팽창하므로, 설정한 액정층의 체적보다 커져 잉여분의 액정이 생기게 된다. 기둥모양 스페이서(33)의 높이가 균일하고, 잉여분의 액정이 있는 일정량을 넘으면, 기둥모양 스페이서(33)의 높이 이상의 액정량이 된다. 이 잉여분의 액정은 중력에 의해 표시면 하부에 고이고, 동일 부분에 있어서의 액정층의 두께가 다른 부분보다 두꺼워지므로, 같은 부분은 소정의 광학특성을 얻을 수 없게 되어 표시 얼룩이 된다. 한편, 저온환경하에서는 액정이 수축한다. 이 액정의 수축에 액정 패널내의 체적을 추종할 수 없으면, 액정 패널의 내부가 부압이 되어 액정층으로부터 기체가 나오거나, 구성하고 있는 유기물로부터 기체가 나오거나 해서 기포가 발생한다. 이 때문에, 기둥모양 스페이서(33)를 사용한 액정표시장치에서는, 어느 정도의 응력을 기둥모양 스페이서(33)에 가하여 줄인 상태에서 기판을 붙일 필요가 있다. 그러나, 기둥모양 스페이서(33)의 기둥 점유율이 지나치게 높으면 액정층의 변형 자유도가 손상되어, 장치의 온도변화에 대한 마진이 적어지고, 장치의 합격 여부판정이 C가 된다.

반대로, 기둥모양 스페이서(33)의 기둥 점유율이 지나치게 낮으면, 액정 패널에 가해지는 일반적인 외력(예를 들면 사람이 손으로 액정 패널 표면을 누를 경우나 액정 패널 표면에 물체가 부딪히는 경우)에 견디기 힘들어, 기둥모양 스페이서(33)가 변형한다. 그 때문에 기둥모양 스페이서(33)의 기둥 점유율은, 어느 정도의 값 이상인 것이 필요하게 된다. 도 9에 나타내는 결과에서는, 기둥모양 스페이서(33)의 기둥 점유율이 0.1％이하가 되면, 명백히 외력에 대하여 내력이 없어지고, 0.15％에서 허용 레벨 B의 하한임을 알 수 있다.

이상과 같이, 도 9에 나타내는 실험 사실로부터 기둥모양 스페이서(33)의 기둥 점유율은 0.15∼0.35％의 범위가 바람직하고, 화소 피치나 컬러필터에 형성되는 차광막의 폭 등으로부터 본 실시예에서는, 기둥모양 스페이서(33)의 기둥 점유율을 0.29％로 했다. 이에 따라 본 실시예에서는, 환경온도가 -55℃∼100℃까지 변화되는 경우라도, 표시 얼룩이나 기포가 발생하지 않으며, 일반적인 외력이 패널 표면에 가해져도 기둥모양 스페이서(33)가 변형되지 않아 표시 얼룩이 발생하지 않는 반투과형 액정표시장치를 얻을 수 있다.

본 발명에 기재된 반투과형 액정표시장치는, 기둥모양 스페이서가 녹색의 상기 색재를 가지는 상기 화소에만 형성되어, 차광부가 기둥모양 스페이서를 형성한 위치 근방의 소정의 영역에만 설치되므로, 투과 영역에 사용하는 색재와 반사 영역에 사용하는 색재가 동일해도, 반사 모드에 있어서의 백색 톤의 변화를 억제할 수 있음과 동시에, 반사율의 저하를 최소한으로 억제할 수 있는 효과가 있다.

Claims

빨강 및 초록, 파랑의 색재로 각 화소를 형성하는 컬러필터와, 차광막을 가지는 제1기판과,

상기 화소내에 투과 영역을 형성하는 투과 화소전극과, 반사 영역을 형성하는 반사 화소전극과, 상기 투과 화소전극 및 상기 반사 화소전극에 인가하는 신호나 제어신호를 공급하는 배선을 가지는 제2기판과,

상기 제1기판과 상기 제2기판에 끼워진 액정과,

초록의 상기 색재를 가지는 상기 화소에만 형성되어, 상기 제1기판과 상기 제2기판과의 간격을 규정하는 기둥모양 스페이서와,

상기 기둥모양 스페이서를 형성한 위치 근방의 소정의 영역에만 설치된 차광부를 구비하는 것을 특징으로 하는 반투과형 액정표시장치.
제 1항에 있어서,

상기 기둥 모양 스페이서는, 상기 배선에 대응하는 위치에 배치되는 것을 특징으로 하는 반투과형 액정표시장치.
제 1항에 있어서,

상기 기둥 모양 스페이서는, 상기 반사 영역에 배치되는 것을 특징으로 하는 반투과형 액정표시장치.
제 2항에 있어서,

상기 기둥모양 스페이서는, 상기 반사 영역에 배치되는 것을 특징으로 하는 반투과형 액정표시장치.
제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,

표시 면적에 대한 상기 기둥 모양 스페이서의 점유율은, 0.15％∼0.35％인 것을 특징으로 하는 반투과형 액정표시장치.