KR20080002421A - Transflective liquid crystal display device and fabricating thereof - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 종래기술에 따른 반투과 액정표시장치의 단면도1 is a cross-sectional view of a transflective liquid crystal display device according to the prior art.
도 2는 본 발명에 따른 반투과 액정표시장치의 제1 및 제2기판의 평면도2 is a plan view of the first and second substrates of the transflective liquid crystal display according to the present invention.
도 3은 도 2에 나타낸 백색(White) 단위 화소의 단면도FIG. 3 is a cross-sectional view of the white unit pixel illustrated in FIG. 2.
도 4a∼도 4e는 도 2의 절단면(I-I')을 따라 이루어진 제2기판의 공정단계를 나타내는 도면4A to 4E are views showing the process steps of the second substrate along the cut plane I-I 'of FIG.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예로서 R, G, B의 컬러안료를 하프톤 마스크로 배면 노광하여 최종적으로 형성한 제2기판을 나타내는 도면5 is a view showing a second substrate finally formed by back exposing the color pigments of R, G, and B with a halftone mask as another embodiment of the present invention.
★★도면의 주요부분에 대한 부호의 설명★★Explanation of symbols on the main parts of the drawings
130: 제2기판 132: 블랙매트릭스(BM)130: second substrate 132: black matrix (BM)
133a: 청색(B) 컬러필터 133b: 백색(W) 컬러필터 일체형 오버코트층133a: blue (B)
135: 공통전극 136: 제2배향막135: common electrode 136: second alignment layer
본 발명은 반투과 액정표시장치 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 더 자세하 게는 적색(Red), 녹색(Green), 청색(Blue), 백색(White)을 갖는 컬러필터기판의 제조시 백색 컬러필터 및 오버코트층을 일체로 형성함으로써 공정 수와 그에 따르는 제조비용을 줄이고, 아울러 반투과 화질 개선에 기여하려는 화이트 플러스(W+) 반투과 액정표시장치 및 그 제조방법에 관련되는 것이다.The present invention relates to a transflective liquid crystal display device and a method for manufacturing the same, and more particularly, a white color filter in manufacturing a color filter substrate having red, green, blue, and white. And a white plus (W +) transflective liquid crystal display device and a method of manufacturing the same, which are intended to reduce the number of processes and the resulting manufacturing cost and contribute to the improvement of transflective image quality by integrally forming an overcoat layer.
일반적으로 액정표시장치는 전계 생성 전극이 각각 형성되어 있는 두 기판을 서로 대면하도록 합착하고, 그 두 기판 사이에 액정 물질을 주입한 다음, 두 전극에 전압을 인가하여 생성되는 전기장에 의해 액정분자를 움직이게 함으로써, 이에 따라 달라지는 빛의 투과율을 조절하여 화상을 표현하는 장치이다. 그러나 액정표시장치는 앞서서도 언급한 바 있듯이 스스로 빛을 낼 수 없는 수광형 장치인 이유로 별도의 광원이 필요하게 된다. 따라서, 액정패널의 뒷면에 백라이트장치를 구비하여 그 백라이트로부터 나오는 빛을 액정패널에 입사시킴으로써 그 액정의 배열에 따라 빛의 양을 조절하여 화상을 표시한다. 이때, 액정표시장치의 전계 생성 전극은 투명도전 물질로 형성되고, 두 기판 또한 투명기판으로 이루어져야 한다. In general, a liquid crystal display device bonds two substrates on which electric field generating electrodes are formed to face each other, injects a liquid crystal material between the two substrates, and then applies liquid crystals to the liquid crystal molecules by applying a voltage to the two electrodes. By moving, it is a device for expressing the image by adjusting the transmittance of light that varies accordingly. However, as mentioned above, the liquid crystal display device requires a separate light source because it is a light receiving device that cannot emit light by itself. Therefore, a backlight device is provided on the rear surface of the liquid crystal panel and the light emitted from the backlight is incident on the liquid crystal panel to adjust the amount of light according to the arrangement of the liquid crystals to display an image. In this case, the field generating electrode of the liquid crystal display device is formed of a transparent conductive material, the two substrates should also be made of a transparent substrate.
이와 같은 액정표시장치가 바로 투과형(transmission type) 액정표시장치에 해당되는데, 이것은 백라이트와 같은 인위적인 배면 광원을 사용하게 되므로 어두운 외부 환경에서도 밝은 화상을 구현할 수 있지만, 백라이트로 인한 전력소비가 크게 된다.Such a liquid crystal display device corresponds to a transmission type liquid crystal display device. Since an artificial back light source such as a backlight is used, a bright image may be realized even in a dark external environment, but power consumption due to the backlight is increased.
이러한 단점을 보완하기 위해 고안된 것이 다름 아닌 반사형(reflection type) 액정표시장치이다. 이것은 외부의 자연광이나 인조광을 반사시킴으로써 액정의 배열에 따라 빛의 투과율을 조절하는 형태로서 투과형 액정표시장치에 비하여 전력소비가 적다. 그러나, 반사형 액정표시장치는 빛의 대부분을 외부의 자연광이나 인조광원에 의존하는 구조를 하고 있으므로, 투과형 액정표시장치에 비해 전력소비는 적지만 어두운 장소에서는 사용할 수 없게 된다.It is nonetheless a reflection type liquid crystal display device designed to compensate for this disadvantage. This is a form in which light transmittance is adjusted according to the arrangement of liquid crystals by reflecting external natural or artificial light, which consumes less power than a transmissive liquid crystal display. However, since the reflection type liquid crystal display device has a structure in which most of the light depends on external natural light or artificial light source, it is less power-consuming than the transmission type liquid crystal display device but cannot be used in a dark place.
따라서, 반사 및 투과형의 두 모드(mode)를 필요에 따라 적절하게 선택하여 사용할 수 있는 장치로서 반사 및 투과 겸용 액정표시장치가 제안된 것이다.Accordingly, a liquid crystal display device having both a reflection and a transmission has been proposed as a device capable of appropriately selecting and using two modes of reflection and transmission.
그러면, 일반적인 반투과형 액정표시장치에 대하여 구체적으로 도면을 참조하여 설명하고자 한다. 도 1은 일반적인 반투과형 액정표시장치의 일부 단면을 나타낸다. 도면에 나타낸 바와 같이, 제1기판(11)과 제2기판(31)이 소정 간격을 유지하며 배치되는데, 먼저 그 하부의 제1기판(11)상에는 게이트 전극(12)이 형성되고, 이어 게이트 절연막(13)이 형성된다. 물론 여기에서 게이트 절연막(13)이 형성되기에 앞서서는 그 하부에 게이트 전극(12)과 연결된 게이트 배선이 추가적으로 형성된다.Next, a general transflective liquid crystal display device will be described in detail with reference to the accompanying drawings. 1 is a partial cross-sectional view of a general transflective liquid crystal display device. As shown in the figure, the
그 다음, 게이트 절연막(13) 위로는 액티브층(14)과 오믹 콘택층(15a, 15b)이 차례로 형성되고, 그 오믹 콘택층(15a, 15b) 위로는 다시 소스 및 드레인 전극(16a, 16b)이 형성되는데, 여기에서 그 소스 및 드레인 전극(16a, 16b)은 게이트 전극(12)과 함께 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor)를 이루게 된다. 물론 여기에서도 앞서와 마찬가지로 소스 및 드레인 전극(16a, 16b)과 같은 물질의 데이터 배선(미도시)이 게이트 절연막(13) 위에 추가적으로 형성되는데, 그 데이터 배선은 소스 전극(16a)과 연결되고, 게이트 배선과 교차하여 화소 영역을 정의하게 된다.Next, the
이에 이어서, 소스 및 드레인 전극(16a, 16b) 위로는 유기 물질로 이루어진 제1보호층(17)이 형성되어 박막 트랜지스터를 덮게 된다. 그리고 제1보호층(17) 위의 화소 영역에는 불투명한 도전물질로 이루어진 반사판(18)이 형성되고, 그 위로 또다시 제2보호층(19)이 형성된다. 여기에서 제2보호층(19)은 제1 보호층(17)과 함께 드레인 전극(16b)을 드러내는 콘택홀(19a)을 갖게 된다.Subsequently, a
그리고 그 제2보호층(19) 위의 화소 영역에는 투명도전물질로 이루어진 화소 전극(20)이 형성되는데, 그 화소 전극(20)은 콘택홀(19a)을 통해 드레인 전극(16b)과 연결된다. 여기에서의 화소 전극(20)은 물론 투과 전극의 역할을 한다. 이와 같은 과정이 끝나게 되면, 이어서는 제1배향막(21)을 형성하게 된다. A
한편, 제2기판(31)상에는 먼저 블랙매트릭스(black matrix; 32)를 형성하고, 이어서는 그 블랙매트릭스 사이에 적(R), 녹(G), 청(B), 백(W)의 컬러필터(33a, 33b)를 순차적으로 반복하여 형성하게 된다. 여기에서의 컬러필터(33a, 33b)는 물론 하나의 컬러필터가 하나의 화소 전극(20)과 대응하게 되며, 블랙매트릭스(32)는 박막 트랜지스터 및 화소 전극(20)의 가장자리를 덮게 된다. On the other hand, a
그리고 그 컬러필터(33a, 33b)상에는 컬러필터(33a, 33b)의 보호와 평탄화를 위하여 오버코트층(overcoat layer; 34)을 형성하게 되는데, 여기에는 보통 아크릴계와 폴리이미드계 수지를 사용하게 된다. An
그 다음으로는 오버코트층(34)상에 투명도전물질로 이루어진 공통 전극(35)을 형성하게 되고, 또 그 공통전극(35) 위로는 제2배향막(36)을 형성하게 된다.Next, a
그리고 그 제1 및 제2배향막(21, 36) 사이에는 액정층(40)이 위치하게 되는데, 여기에서 사용되는 액정은 보통 트위스트 네마틱(twisted nematic) 액정으로 서, 액정층(40)의 액정분자(41)는 기판에 대해 선경사각(pretilt angle)을 가지면서 일정하게 배열하게 된다.The liquid crystal layer 40 is positioned between the first and
그러나 종래의 이와 같은 구성에 있어서 R, G, B, W의 각각의 1색당 컬러필터의 형성은 반복되는 포토리소그래피(photolithography) 공정에 의하여 이루어짐으로써 그 제조공정이 복잡하게 되고, 또 그에 따르는 제조 비용도 증가하게 되는 문제가 발생하게 된다.However, in such a conventional configuration, the color filter for each color of R, G, B, and W is formed by a repeated photolithography process, which complicates the manufacturing process and the corresponding manufacturing cost. There is also a problem that increases.
따라서, 본 발명은 컬러필터기판 제조 공정시 동시에 백색 안료(White resin) 및 오버코트층을 일체로 형성함으로써 제조공정수 및 그에 따르는 제조비용을 줄이고자 하는데 그 목적이 있다. Accordingly, an object of the present invention is to reduce the number of manufacturing steps and the manufacturing cost thereof by forming white pigments and overcoat layers integrally at the same time during the color filter substrate manufacturing process.
그리고 이와 같은 목적 달성은 본 발명을 통하여 더욱더 구체화될 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 반투과 액정표시장치는 제1기판과; 제2기판과; 제2기판상에 일정간격 이격되어 형성되는 블랙매트릭스와; 상기 제2기판상에 형성되는 단위 필터의 두께가 서로 다른 적색(Red), 녹색(Green), 청색(Blue)의 컬러필터와; 상기 제2기판상에 백색(White) 컬러필터와 일체로 형성되는 오버코트층; 상기 제2기판상에 형성되는 공통전극을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.And the achievement of this object can be further embodied through the present invention. That is, the transflective liquid crystal display according to the present invention comprises: a first substrate; A second substrate; A black matrix formed on the second substrate at predetermined intervals; Red, green, and blue color filters having different thicknesses of unit filters formed on the second substrate; An overcoat layer integrally formed with a white color filter on the second substrate; It characterized in that it comprises a common electrode formed on the second substrate.
또한, 본 발명에 따른 반투과 액정표시장치의 제조방법은 제1기판을 제공하는 단계와; 제2기판을 제공하는 단계와; 상기 제2기판상에 블랙매트릭스를 형성하는 단계와; 상기 제2기판상에 단위 필터의 두께가 서로 다른 R, G의 컬러필터를 형 성하는 단계와; 상기 제2기판상에 B의 컬러 안료를 증착하는 단계; 상기 제2기판상에 하프톤 마스크를 사용하여 노광 및 현상하는 단계와; 상기 제2기판상의 B의 일부를 식각하는 단계와; 상기 제2기판상에 W(White) 컬러필터의 영역을 포함하여 전면에 W 컬러 안료를 증착하는 단계; 및 상기 제2기판상에 공통전극을 형성하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.In addition, the manufacturing method of the transflective liquid crystal display device according to the present invention comprises the steps of providing a first substrate; Providing a second substrate; Forming a black matrix on the second substrate; Forming color filters of R and G having different thicknesses of unit filters on the second substrate; Depositing a color pigment of B on said second substrate; Exposing and developing on said second substrate using a halftone mask; Etching a portion of B on the second substrate; Depositing a W color pigment on an entire surface including a region of a W color filter on the second substrate; And forming a common electrode on the second substrate.
그러면, 위의 구성 및 제조방법과 관련해 도면을 참조하여 구체적으로 설명하고자 한다. 먼저, 도 2는 R, G, B, W를 하나의 도트(dot)로 하는 본 발명에 따른 반투과 액정표시장치의 제1 및 제2기판의 사시도이다. 도면에 나타낸 바와 같이, 제1기판(110)기판상에는 화소 영역(P)에 대응하는 위치에 하측으로 반사판(118)이 형성된 반사부(F)와 그 가운데 영역으로 반사판(118)의 도전물질이 제거된 투과부(T)가 형성되어, 전체적으로 볼 때 제2기판(130)상의 화소 영역(P)에 대응하는 반사판(118)은 사각테 형상을 띠게 된다. 또한, 제2기판(130)상에는 블랙매트릭스(132)와 그 블랙매트릭스(132) 사이에 형성된 R, G, B 컬러필터(133a), 그리고 그 위에 형성되는 W 컬러필터와 일체로 형성된 오버코트층(133b) 및 공통전극(135) 등이 형성된다.Then, with reference to the drawings with respect to the above configuration and manufacturing method will be described in detail. 2 is a perspective view of first and second substrates of a transflective liquid crystal display device according to the present invention, in which R, G, B, and W are one dot. As shown in the drawing, on the
도 3은 본 발명에 따른 도 2의 제1기판(110) 및 제2기판(130)을 합착한 후, W의 단위 화소를 단면으로 본 도면이다. 도면에 나타낸 바와 같이, 하부의 제1기판(110)상에 형성된 박막 트랜지스터는 주사신호가 인가되는 게이트 전극(112)과, 주사 신호에 대응하여 데이터 신호를 전송해 주는 액티브층(114), 그리고 그 액티브층(114)과 게이트 전극(112)을 전기적으로 격리시켜주는 게이트 절연막(113)과, 액티브층(114)의 양쪽 측면 상부에 형성되어 데이터 신호를 인가하는 소스 전극(116a)과, 데이터 신호를 반사 전극에 인가하는 드레인 전극(116b)으로 구성된다. 또한, 그 소스/드레인 전극(116a, 116b)을 포함하는 박막 트랜지스터를 보호하기 위한 제1보호막(117) 및 제2보호막(119)을 추가적으로 포함하여 구성되는데, 물론 여기에서는 그 제1보호막(117)과 제2보호막(119)사이에 형성된 반사판(118)과 드레인 전극(116b)를 드러내는 콘택홀(119a) 및 제1배향막(121)을 포함하게 된다.3 is a cross-sectional view of a unit pixel of W after bonding the
반면, 제2기판(130)상에는 위의 박막 트랜지스터에 대응하여 형성된 블랙매트릭스(132)와, 그리고 제1기판(110)상의 화소 영역에 대응하여 제1기판(110)상에 형성되는 반사부(F) 및 투과부(T)에 또다시 대응하여 서로 다른 두께를 가지는 제2기판(130)상의 R, G, B 컬러필터(133a), 그리고 W 컬러필터와 일체로 형성되는 오버코트층(133b)이 형성되고, 그 오버코트층(136b)의 전면에는 액정을 구동시키기 위한 공통전극(135), 그리고 그 위로는 제2배향막(136)을 형성하게 된다.On the other hand, the
이제, 도 4a∼도 4e를 참조하여 본 발명에 따른 컬러필터기판의 제조방법에 대하여 구체적으로 살펴보고자 한다. 도 4a는 블랙매트릭스의 형성과정을 나타낸다. 먼저 유리기판과 같은 제2기판(130)을 세정한 후, 그 제2기판(130)상에는 블랙매트릭스 재료로 사용하는 크롬/크롬옥사이드(Cr/CrOx)를 스퍼터링에 의해 증착하고, 그 다음 포토리소그래피 공정기술을 이용한 노광 및 현상공정을 통해 위의 Cr/CrOx층을 선택적으로 패터닝하여 일정 공간을 갖는 복수의 블랙매트릭스(132)를 형성한다. Now, a method of manufacturing a color filter substrate according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 4A to 4E. 4A shows a process of forming a black matrix. First, the
위와 같은 블랙매트릭스(132)의 형성과정이 끝나게 되면 이어, 도 4b에서와 같이 컬러필터를 각각 형성하게 되는데, 도면에서는 편의상 R, G, B 중에서도 R 및 G의 형성단계까지를 나타낸다. 이를 다시 구체적으로 설명하면, 그 블랙매트릭스(132)상에 최초 R의 컬러 안료를 증착한 후, 포토리소그래피 공정기술을 이용한 하프톤 노광 및 현상공정을 반복하여 R의 컬러필터(133a)를 형성하고, 이어 동일한 방법으로 G의 컬러필터(133b)를 형성하게 된다. 물론 여기에서 각각의 단위 컬러필터는 제1기판(110)상에 형성되는 반사부(F)와 투과부(T)에 대응하여 서로 두께를 달리하여 형성되는 것이다.When the process of forming the
도 4c는 앞서서의 R 및 G의 형성과정을 보다 세부적으로 설명한 B의 컬러필터 형성과정을 나타낸다. 이것은 바꾸어 말해 앞서서의 R 및 G의 컬러필터도 본 부문에서의 B의 컬러필터 형성방법과 동일하게 이루어진다고 볼 수 있다. 다시 말해, B 컬러필터는 제1기판(110)상에 형성되는 반사부(F)와 투과부(T)에 대응하여 두께를 달리하는 R, G의 컬러필터(133a, 133b)를 형성하고 난 후에, 제2기판(130)의 전면에 또다시 B의 컬러안료(133)를 증착한 후, 포토리소그래피 공정기술을 이용한 하프톤 노광 및 현상공정을 통하여 제1기판(110)상의 화소 영역에 대응하는 반사부(F)는 마스크를 사용하여 빛을 반투과시키고, 또한 그 화소 영역에 대응하는 투과부(T)는 빛을 차단시킬뿐 아니라, 이외의 나머지 영역은 전면 오픈시킴으로써 B 컬러필터까지 완성하게 된다. 4C illustrates the process of forming the color filter of B, which has been described in more detail in the foregoing process of forming R and G. In other words, it can be said that the color filters of R and G described above are made in the same way as the color filter forming method of B in this section. In other words, the B color filter forms R and
그리고, 이어서는 도 4d에서와 같이 W 컬러필터의 형성영역을 포함하여 제2기판(130)상의 전면에 W 컬러안료를 증착하여 일체로 형성하게 된다. 그리고 본 발명에서는 이와 같은 공정단계를 일컬어 백색(White) 컬러필터와 일체로 형성되는 오버코트층(133d)이라 명명하는 것이다.Subsequently, as shown in FIG. 4D, the W color pigment is deposited on the entire surface of the
그런 다음, 도 4e에서와 같이 공통전극을 형성하게 된다. 다시 말해, 위의 W 컬러필터와 일체로 형성되는 오버코트층(133d)의 형성과정이 끝나게 되면, 제1기판(110)상의 화소 전극과 함께 액정 셀을 동작시키기 위한 공통전극(136)을 형성하게 되는데, 여기에서 공통전극(136)은 ITO(Indium Tin Oxide)와 같은 투명한 금속 물질로 이루어진다. 물론, 그 다음에는 별도의 도면으로 나타내지는 않았지만, 그 공통전극(135) 위로는 제2배향막(136)을 형성하게 된다.Then, a common electrode is formed as shown in FIG. 4E. In other words, when the process of forming the
그러나, 이와 같은 제조방법은 다른 방식으로도 얼마든지 이루질 수 있다. 예를 들어, 제1기판(110)상의 반사부(F) 및 투과부(T)에 대응하여 형성되는 제2기판(130)상의 서로 다른 두께를 가지는 R, G, B의 컬러필터는 하프톤 마스크를 사용하여 제2기판(130)의 아래쪽, 즉 배면에서 노광함으로써 형성될 수 있다. 즉 도 5를 도 4d의 도면과 비교하게 되면, 그 차이점은 제1기판(110)의 투과부(T)에 대응하여 형성되는 제2기판(130)의 R, G, B 컬러필터의 식각 부위가 그 반대에 위치하는 되는 것을 확인할 수 있다. However, this manufacturing method can be accomplished in any other way. For example, the color filters of R, G, and B having different thicknesses on the
한편, 지금까지의 컬러필터 형성방법은 제1기판(110)상에 반사부(F) 및 투과부(T)를 어떻게 구성하느냐에 따라 이에 대응하여 제2기판(130)상의 컬러필터의 두께를 다르게 형성해야 하고, 또한 제2기판(130)상에 R, G, B, W를 기본으로 하나의 도트(dot)를 형성하기 위하여 그 서브 컬러필터를 어떻게 배치하느냐에 따라 그 구성 또한 조금은 다르게 보일 수 있으나, 그 구성 및 형성방법은 동일하므로 본 발명의 권리범위는 이러한 영역까지 포함하는 W+ 반투과 액정표시장치 및 그 제조방 법에까지 미치게 될 것이다. Meanwhile, the color filter forming method up to now has different thicknesses of the color filter on the
지금까지의 구성 및 제조방법에 의해 본 발명에 따른 반투과 액정표시장치는 공정수의 감소에 따른 제조비용을 절감하게 되고, 아울러 반사부와 투과부의 컬러필터의 투과율을 보상하여 반투과 화질을 개선할 수 있을 것이다. The transflective liquid crystal display device according to the present invention by the configuration and manufacturing method up to now to reduce the manufacturing cost according to the reduction of the number of processes, and also to improve the transflective image quality by compensating the transmittance of the color filter of the reflecting portion and the transmitting portion You can do it.
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020060061260A KR20080002421A (en) | 2006-06-30 | 2006-06-30 | Transflective liquid crystal display device and fabricating thereof |
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KR1020060061260A KR20080002421A (en) | 2006-06-30 | 2006-06-30 | Transflective liquid crystal display device and fabricating thereof |
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KR20080002421A true KR20080002421A (en) | 2008-01-04 |
Family
ID=39214207
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8084939B2 (en) | 2009-02-02 | 2011-12-27 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Organic light emitting display and fabricating method thereof |
-
2006
- 2006-06-30 KR KR1020060061260A patent/KR20080002421A/en active Search and Examination
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