KR20090022817A - 반투과형 액정 표시장치 및 그 제조 방법 - Google Patents

반투과형 액정 표시장치 및 그 제조 방법 Download PDF

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Abstract

반투과형 액정 표시장치 및 그 제조 방법이 개시된다. 반투과형 액정 표시장치는 제1 절연 기판; 제1 절연 기판 상에 형성되며, 단위 화소를 이루며 광투과 영역 및 광반사 영역 각각을 구비하는 적어도 4개 이상의 서브 화소를 포함하며, 적어도 4개 이상의 서브 화소 중에서 적어도 1개 이상의 서브 화소의 광반사 영역에, 광투과홀이 형성되어 있다.
반투과형, 반사, 투과, 컬러 필터, 광투과홀, 백색 서브 화소

Description

반투과형 액정 표시장치 및 그 제조 방법 {TRANSREFLECTIVE LIQUID CRYSTAL DISPLAY AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 평판 표시장치에 관한 것으로, 구체적으로 반투과형 액정 표시장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
정보화 기술이 발달함에 따라 텔레비젼, 컴퓨터용 모니터, 노트북 등과 같이 화상을 표시하는 표시장치의 사용이 증가하고 있다. 이러한 표시장치 중에서 기존에는 음극선관(Cathode Ray Tube: CRT)이 주로 사용되었으나, 이를 경박단소화하여 제조하기에는 많은 어려움이 있다.
이 때문에, 액정 표시장치(Liquid Crystal Display: LCD), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel: PDP), 유기전계 발광소자(Organic Light Emitting Diodes: OLED) 등과 같은 평판 표시장치(Flat Panel Display: FPD)가 음극선관을 대체하는 추세이다. 그 중에서, 고해상도를 구현할 수 있고 소형화 뿐만 아니라 대형화가 가능한 액정 표시장치가 널리 사용되고 있다.
배경기술에 따른 액정 표시장치는 화상을 표시하기 위해 컬러 필터 기판, 박막 트랜지스터 기판 및 상기 두 기판 사이에 개재되는 액정층을 포함한다. 여기서, 상기 컬러 필터 기판은 제1 절연 기판, 상기 제1 절연 기판 상에 형성된 블랙 매트릭스 및 적색/녹색/청색 컬러 필터를 포함할 수 있다. 또한, 상기 박막 트랜지스터 기판은 제2 절연 기판, 상기 제2 절연 기판 상에 형성된 박막 트랜지스터, 및 화소 전극, 즉, 광투과 전극을 포함할 수 있다.
전술한 구성을 갖는 배경기술에 따른 액정 표시장치는 상기 액정층을 구동하는 방식에 따라 트위스티드 네마틱(Twisted Nematic: TN) 모드, 수직 배향(Vertically Aligned: VA) 모드, 횡전계(In Plane Switching: IPS) 모드 등으로 분류될 수 있으며, 각 모드에서 상기 액정층을 구동하기 위한 전극의 배치 및 구조는 서로 다르다.
예를 들어, 트위스티드 네마틱 모드 및 수직 배향 모드 각각에서 상기 액정층을 구동하기 위한 공통 전극은 컬러 필터 기판에 형성되지만, 횡전계 모드에서 공통 전극은 박막 트랜지스터 기판에 형성된다. 또한, 트위스티드 네마틱 모드에서 공통 전극은 1개의 판형상으로 형성되지만, 횡전계 모드에서 공통 전극은 다수개로 형성되며 각각이 소정 형상을 가짐과 아울러 소정 간격으로 이격되어 형성된다.
한편, 상기 각 모드의 액정 표시장치는 반투과(Transreflective) 모드의 액정 표시장치, 즉, 반투과형 액정 표시장치로써 제조될 수 있다. 여기서, 반투과형 액정 표시장치란 단위 화소를 이루는 복수의 서브 화소, 예를 들어, 적색/녹색/청색 컬러 필터 각각에 광투과 영역 및 광반사 영역 각각이 구비됨으로써, 투과 모드시 상기 광투과 영역을 통해 광이 투과되며, 반사 모드시 상기 광반사 영역을 통해 광이 반사 및 투과되는 액정 표시장치를 말한다.
이때, 상기 반투과형 액정 표시장치를 구현하기 위해서는 광반사 영역에 대응하는 위치에 광반사 전극이 구비되어야 하는데, 상기 광반사 전극은, 일반적으로, 박막 트랜지스터 기판에 구비된다.
한편, 상기 반투과형 액정 표시장치를 통해 디스플레이되는 화상의 색이 표현되는 원리를 개략적으로 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 투과 모드시, 상기 반투과형 액정 표시장치의 광투과 영역에서는, 액정 표시장치의 배면에 구비되는 백라이트 유닛으로부터 입사되는 광, 즉, 백라이트광이 액정층을 통과한 후, 컬러 필터 기판의 적색/녹색/청색 컬러 필터를 투과한다. 이때, 상기 적색/녹색/청색 컬러 필터를 투과한 백라이트광의 가법 혼색을 통해 디스플레이되는 화상의 색이 표현될 수 있다.
반면, 반사 모드시, 상기 반투과형 액정 표시장치의 광반사 영역에서는, 태양광 등과 같은 외부광이 적색/녹색/청색 컬러 필터를 투과한 후 액정층을 통과한 다음, 광반사 전극에 의해 반사된다. 이어, 광반사 전극에 의해 반사된 외부광은 다시 액정층을 통과한 다음, 적색/녹색/청색 컬러 필터를 다시 투과한다. 이때, 상기 적색/녹색/청색 컬러 필터를 다시 투과한 외부광의 가법 혼색을 통해 디스플레이되는 화상의 색이 표현될 수 있다.
이와 같이, 광투과 영역에서는 백라이트광이 적색/녹색/청색 컬러 필터를 한번만 투과하게 되지만, 광반사 영역에서는 외부광이 적색/녹색/청색 컬러 필터를 두번 투과하게 되므로, 광반사 영역의 광투과율이 상대적으로 저하되는 문제점이 있다.
그리고, 이로 인하여 광반사 영역의 휘도가 광투과 영역의 휘도보다 상대적으로 떨어질 수 있다라는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 광반사 영역의 휘도를 향상시킬 수 있는 반투과형 액정 표시장치 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 광반사 영역의 광투과율을 향상시킬 수 있는 반투과형 액정 표시장치 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 반투과형 액정 표시장치는 제1 절연 기판; 상기 제1 절연 기판 상에 형성되며, 단위 화소를 이루며 광투과 영역 및 광반사 영역 각각을 구비하는 적어도 4개 이상의 서브 화소를 포함하며, 상기 적어도 4개 이상의 서브 화소 중에서 적어도 1개 이상의 서브 화소의 광반사 영역에, 광투과홀이 형성되어 있다.
한편, 상기 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 반투과형 액정 표시장치는 제1 절연 기판 상에 형성되며 단위 화소를 이루는 적어도 4개 이상의 컬러 필터를 포함하며, 외부로부터 입사되는 광을 이용하여 색을 표현하는 컬러 필터 기판; 제2 절연 기판 상에 형성된 박막 트랜지스터, 광투과 전극 및 광반사 전극을 포함하며, 상기 컬러 필터 기판과 대향하는 박막 트랜지스 터 기판; 및 상기 컬러 필터 기판 및 상기 박막 트랜지스터 기판 사이에 개재되는 액정층을 포함하며, 상기 광반사 전극에 대응하는 위치에서, 상기 적어도 4개 이상의 컬러 필터 중에서 적어도 1개 이상의 컬러 필터에, 광투과홀이 형성되어 있다.
한편, 상기 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 반투과형 액정 표시장치의 제조 방법은 제1 절연 기판 상에 단위 화소를 이루는 적어도 4개 이상의 컬러 필터가 형성된 컬러 필터 기판을 마련하는 단계; 및 제2 절연 기판 상에 박막 트랜지스터, 광투과 전극 및 광반사 전극이 형성된 박막 트랜지스터 기판을 마련하는 단계를 포함하며, 상기 광반사 전극에 대응하는 위치에, 상기 적어도 4개 이상의 컬러 필터 중에서 적어도 1개 이상의 컬러 필터에, 광투과홀을 형성한다.
한편, 상기 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 반투과형 액정 표시장치의 제조 방법은 제1 절연 기판 상에 블랙 매트릭스, 단위 화소를 이루는 적어도 4개 이상의 컬러 필터 및 컬럼 스페이서가 형성된 컬러 필터 기판을 마련하는 단계; 제2 절연 기판 상에 박막 트랜지스터, 광투과 전극 및 광반사 전극이 형성된 박막 트랜지스터 기판을 마련하는 단계; 및 상기 컬러 필터 기판 및 박막 트랜지스터 기판 사이에 액정층을 개재시키는 단계를 포함하며, 상기 광반사 전극에 대응하는 위치에, 상기 적어도 4개 이상의 컬러 필터 중에서 적어도 1개 이상의 컬러 필터에, 광투과홀을 형성한다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.
본 발명에 따르면, 광반사 영역의 광투과율 및 휘도를 향상시킬 수 있다. 아울러, 적색/녹색/청색 컬러 필터 이외에 백색 컬러 필터를 추가하여 단위 화소를 구성함으로써 광반사 영역의 광투과율 및 휘도를 더욱 향상시킬 수 있다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 반투과형 액정 표시장치 및 그 제조 방법에 대하여 상세히 설명한다. 한편, 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 반투과형 액정 표시장치 및 그 제조 방법에서는 트위스티드 네마틱 모드의 반투과형 액정 표시장치를 예로 들어 설명하나, 본 발명은 이에 국한되지 않는다. 일 예로, 본 발명의 반투과형 액정 표시장치 및 그 제조 방법은 수직 배향 모드, 횡전계 모드 등의 반투과형 액정 표시장치 및 그 제조 방법에도 적용될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 반투과형 액정 표시장치 및 그 제조 방법에서는 단위 화소를 이루는 복수의 서브 화소, 예를 들어, 복수의 컬러 필터가 적색/녹색/청색/백색 컬러 필터인 경우를 예로 들어 설명하나, 본 발명은 이에 국한되지 않는다. 일 예로, 본 발명의 반투과형 액정 표시장치 및 그 제조 방법에서 단위 화소를 이루는 복수의 서브 화소는 상기한 컬러 필터 이외에 다른 컬러 필터가 추가적으로 구성될 수 있으며, 상기한 컬러 필터 대신에 다른 컬러 필터로 구성될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반투과형 액정 표시장치의 단위 화소를 개략적으로 설명하기 위한 배치도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 반투과형 액정 표시장치(LCD)는 유리나 플라스틱 등의 재질을 가짐으로써 투명한 제1 절연 기판(SUB1), 상기 제1 절연 기판(SUB1) 상에 형성되어 단위 화소를 이루는 적색/녹색/청색/백색 컬러 필터, 즉, 적색/녹색/청색/백색 서브 화소(R/G/B/W)를 포함한다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 반투과형 액정 표시장치(LCD)는 상기 제1 절연 기판(SUB1)과 대향하도록 배치됨과 아울러 유리나 플라스틱 등의 재질을 가짐으로써 투명한 제2 절연 기판(SUB2), 및 제1 및 제2 절연 기판(SUB1, SUB2) 사이에 개재되는 액정층(미도시)을 더 포함할 수 있다. 여기서, 제2 절연 기판(SUB2) 상에 광반사 전극(미도시)이 형성될 수 있으나, 이에 대해서는 도 2 및 도 3을 참조하여 후술하기로 한다.
상기 적색/녹색/청색/백색 서브 화소(R/G/B/W) 각각은 광투과 영역(TAr, TAg, TAb, TAw) 및 광반사 영역(RAr, RAg, RAb, RAw) 각각을 구비할 수 있다.
이때, 적색/녹색/청색/백색 서브 화소(R/G/B/W) 중에서 적어도 1개 이상의 서브 화소(R/G/B/W)의 광반사 영역(RAr, RAg, RAb, RAw)에 광투과홀(HAr, HAg, HAb)이 형성될 수 있다. 일 예로, 적색/녹색/청색 서브 화소(R/G/B) 각각에 광투과홀(HAr, HAg, HAb)이 형성될 수 있다. 여기서, 상기 적색/녹색/청색 서브 화소(R/G/B) 각각에 형성된 광투과홀(HAr, HAg, HAb)의 크기가 서로 동일할 수 있으 나, 이에 국한되지 않는다. 즉, 상기 적색/녹색/청색 서브 화소(R/G/B) 각각에 형성된 광투과홀(HAr, HAg, HAb)의 크기가 서로 다를 수 있으며, 이는 본 발명의 일 실시예에 따른 반투과형 액정 표시장치(LCD)의 사양에 따라 결정될 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 반투과형 액정 표시장치(LCD)에서는 광반사 영역(RAr, RAg, RAb, RAw)에 형성된 적어도 1개 이상의 광투과홀(HAr, HAg, HAb)을 통해 태양광 등과 같은 외부광의 광투과율 및 휘도를 향상시킬 수 있다. 아울러, 적색/녹색/청색 서브 화소(R/G/B) 이외에 백색 서브 화소(W)가 추가적으로 구비되므로, 광반사 영역(RAr, RAg, RAb, RAw)의 광투과율 및 휘도가 더욱 향상될 수 있다.
이하에서는, 도 2 및 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 반투과형 액정 표시장치(LCD)에 대하여 보다 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 반투과형 액정 표시장치의 단위 화소를 구체적으로 설명하기 위한 평면도이다. 도 3은 도 2의 Ⅰ-Ⅰ´선, Ⅱ-Ⅱ´선, Ⅲ-Ⅲ´선, Ⅳ-Ⅳ´선 각각을 따라 절취하여 나타낸 단면도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 반투과형 액정 표시장치(100)는, 구체적으로, 컬러 필터 기판(200), 박막 트랜지스터 기판(300) 및 액정층(400)을 포함한다.
컬러 필터 기판(200)은 컬러 필터 기판(200) 상부로부터 입사되는 외부광 또는 박막 트랜지스터 기판(300) 하부로부터 입사되는 백라이트광을 이용하여 반투과형 액정 표시장치(100)를 통해 디스플레이되는 화상의 색을 표현할 수 있다.
상기 컬러 필터 기판(200)은 제1 절연 기판(210) 및 상기 제1 절연 기판(210) 상에 형성되어 단위 화소를 이루는 적색/녹색/청색/백색 컬러 필터(R/G/B/W)를 포함한다. 또한, 상기 컬러 필터 기판(200)은 블랙 매트릭스(230) 및 컬럼 스페이서(240)를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 컬러 필터 기판(200)은 공통 전극(250)을 더 포함할 수 있다.
적색/녹색/청색/백색 컬러 필터(R/G/B/W) 각각은 외부광 또는 백라이트광을 이용하여 색을 표현할 수 있는데, 구체적으로, 적색/녹색/청색 컬러 필터(R/G/B) 각각을 투과한 적색/녹색/청색광의 가법혼색을 통해 다양한 색이 구현될 수 있다. 여기서, 백색 컬러 필터(W)는 반투과형 액정 표시장치(100)의 광투과율 및 휘도를 더욱 높이기 위해 투명한 재질의 물질로 이루어질 수 있으므로, 실질적으로, 투명색을 띄게 된다.
상기 적색/녹색/청색 컬러 필터(R/G/B) 각각에는 광반사 영역(RAr, RAg, RAb, RAw)에 대응하는 위치에 광투과홀(220r, 220g, 220b)이 형성되어 있으나, 상기 광투과홀(220r, 220g, 220b)은 적색/녹색/청색 컬러 필터(R/G/B) 중에서 어느 하나 이상에만 형성되어도 무방하다.
상기 적색/녹색/청색 컬러 필터(R/G/B) 각각에 형성된 광투과홀(220r, 220g, 220b)은 그 크기가 동일하도록 형성되어 있으나, 그 크기가 서로 다르도록 형성되어도 무방하다. 일 예로, ´녹색 컬러 필터(G)에 형성된 광투과홀(220g)의 크기 > 적색 컬러 필터(R)에 형성된 광투과홀(220r)의 크기 > 청색 컬러 필터(B)에 형성된 광투과홀(220b)의 크기´의 관계식을 만족하도록 각각의 광투과홀(220r, 220g, 220b)이 형성될 수 있다. 한편, 상기 광투과홀(220r, 220g, 220b)에는, 적색/녹색/청색/백색 컬러 필터(R/G/B/W) 상에 형성되는 공통 전극(250)의 평탄성 확보를 위해, 백색 컬러 필터(W)를 이루는 물질이 개재될 수 있다.
블랙 매트릭스(230)는 외부광 및 백라이트광이 액정층(400)을 제어할 수 없는 영역을 투과하지 못하도록 함으로써 반투과형 액정 표시장치(100)의 콘트라스트를 높일 수 있다.
컬럼 스페이서(240)는 컬러 필터 기판(200) 및 박막 트랜지스터 기판(300)을 소정 간격, 예를 들어, 1㎛ 내지 5㎛만큼 이격시킴으로써 액정층(400)이 개재될 수 있는 공간을 마련할 수 있다. 상기 컬럼 스페이서(240)는 단위 화소마다 1개씩 형성될 수 있으나, 이는 본 발명의 일 실시예에 따른 반투과형 액정 표시장치(100)의 사양에 따라 달라질 수 있다.
공통 전극(250)은 외부로부터 제공되는 공통 전압을 액정층(400)에 제공할 수 있다. 상기 공통 전극(250)은 외부광 및 백라이트광이 투과할 수 있어야 하므로, 인듐산화주석(Induim Tin Oxide: ITO) 및 인듐산화아연(Induim Zinc Oxide: IZO) 등과 같은 투명한 물질 중에서 어느 하나로 형성될 수 있다. 한편, 상기 공통 전극(250)은 본 발명의 일 실시예에 따른 반투과형 액정 표시장치(100)의 모드에 따라 컬러 필터 기판(200)에 구비되는 것이 아니라 박막 트랜지스터 기판(300)에 구비될 수 있다.
박막 트랜지스터 기판(300)은 제2 절연 기판(310), 상기 제2 절연 기판(310) 상에 형성된 박막 트랜지스터(TFT), 광투과 전극(340) 및 광반사 전극(370)을 포함 할 수 있다.
박막 트랜지스터(TFT)는 능동 행렬(Active Matrix: AM) 구동을 위해 스위칭 소자로 사용될 수 있다. 상기 박막 트랜지스터(TFT)는, 구체적으로, 게이트 전극(320), 소스 전극(322), 드레인 전극(324), 게이트 절연막(326), 액티브층(328) 및 오믹 접촉층(330)을 포함할 수 있으며, 게이트선(332) 및 데이터선(334)의 교차 부위에 형성되어 데이터선(334)으로부터 제공된 데이터 전압을 화소 전극인 광투과 전극(340)에 제공할 수 있다. 한편, 상기 박막 트랜지스터(TFT)는 역스태거드(inverted staggered) 구조로 형성되어 있으나, 이에 국한되지 않는다. 일 예로, 상기 박막 트랜지스터(TFT)는 코플라나(coplanar), 스태거드(staggered) 및 역코플라나(inverted coplanar) 구조 중에서 어느 하나의 구조로 형성되어도 무방하다. 한편, 미설명 부호 336, 338 각각은 스토리지 전극 및 스토리지선 각각을 나타낸다.
광투과 전극(340)은 유기 보호막(350) 및 무기 보호막(360) 각각을 관통하는 콘택홀(350h, 360h)을 통해 드레인 전극(324)과 전기적으로 접속되어 있다. 광투과 전극(340)은 광투과 영역(TAr, TAg, TAb, TAw)에 대응하는 위치에 형성되어 있으나, 광반사 영역(RAr, RAg, RAb, RAw)에 대응하는 위치의 일부 또는 전부에 형성될 수 있다. 상기 광투과 전극(340)은 백라이트광이 투과할 수 있어야 하므로, 인듐산화주석 및 인듐산화아연 등과 같은 투명한 물질 중에서 어느 하나로 형성될 수 있다.
광반사 전극(370)은 광투과 전극(340) 상에 형성되어 광투과 전극(340)과 전 기적으로 접속되어 있다. 상기 광반사 전극(370)은 광반사 영역(RAr, RAg, RAb, RAw)에 대응하는 위치에 형성될 수 있다. 상기 광반사 전극(370)은 외부광이 반사될 수 있어야 하므로, 광반사율이 좋은 금속, 예를 들어, 알루미늄(Al), 몰리브덴(Mo), 티타늄(Ti), 금(Au), 은(Ag), 팔라듐(Pd), 또는 이들의 합금의 재질로 형성될 수 있다. 한편, 상기 광반사 전극(370)에 의해 반사되는 외부광의 확산 반사를 위해 유기 보호막(350) 중에서 광반사 전극(370)에 대응하는 위치에 형성된 유기 보호막(350)의 표면이 엠보싱 형태로 형성될 수 있다. 이에 따라, 상기 광반사 전극(370) 역시 엠보싱 형태로 형성될 수 있다.
액정층(400)은 컬러 필터 기판(200) 및 박막 트랜지스터 기판(300) 사이에 개재되며, 액정 분자(402)로 이루어질 수 있다. 여기서, 컬러 필터 기판(200) 및 박막 트랜지스터 기판(300)의 합착을 위해 사용되는 실런트(미도시)로 인해 상기 액정층(400)은 밀봉될 수 있다.
전술한 구성을 갖는 본 발명의 일 실시예에 따른 반투과형 액정 표시장치(100)의 광투과 영역(TAr, TAg, TAb, TAw) 및 광반사 영역(RAr, RAg, RAb, RAw) 각각에서 백라이트광 및 외부광의 진행 경로를 살펴보면 다음과 같다.
우선, 투과 모드시, 광투과 영역(TAr, TAg, TAb, TAw)에서는 백라이트광이 박막 트랜지스터 기판(300)을 통과한 후, 액정층(400)을 통과할 수 있다. 이어, 액정층(400)을 통과한 백라이트광은 공통 전극(250), 적색/녹색/청색 컬러 필터(R/G/B) 및 제1 절연 기판(210)을 순차적으로 투과할 수 있다. 이때, 상기 제1 절연 기판(210)을 투과한 백라이트광의 가법 혼색을 통해 디스플레이되는 화상의 색이 표현될 수 있다. 여기서, 상기 백라이트광은 백색 컬러 필터(W)를 투과할 수 있다라는 것은 자명하다.
반면, 반사 모드시, 광반사 영역(RAr, RAg, RAb, RAw)에서는 외부광이 제1 절연 기판(210), 광투과홀(220r, 220g, 220b), 공통 전극(250)을 순차적으로 투과하며, 액정층(400)을 통과할 수 있다. 이어, 액정층(400)을 통과한 상기 외부광은 광반사 전극(370)에 의해 반사된 후, 다시 액정층(400)을 통과한 다음, 공통 전극(250), 적색/녹색/청색 컬러 필터(R/G/B), 제1 절연 기판(210)을 순차적으로 다시 투과할 수 있다. 이때, 상기 제1 절연 기판(210)을 다시 투과한 외부광의 가법 혼색을 통해 디스플레이되는 화상의 색이 표현될 수 있다. 여기서, 상기 외부광은 백색 컬러 필터(W)를 투과할 수 있다라는 것은 자명하다.
이와 같이, 상기 광반사 영역(RAr, RAg, RAb, RAw)에 대응하는 위치에서, 적색/녹색/청색 컬러 필터(R/G/B) 각각에 광투과홀(220r, 220g, 220b)이 형성되어 있으므로, 반사 모드시 외부광이 적색/녹색/청색 컬러 필터(R/G/B)를 한번만 투과할 수 있다.
이 때문에, 적색/녹색/청색 컬러 필터(R/G/B)의 투과 회수 감소에 따른 광손실이 줄어들므로, 광반사 영역(RAr, RAg, RAb, RAw)의 광투과율 및 휘도가 향상될 수 있다. 아울러, 적색/녹색/청색 컬러 필터(R/G/B) 이외에 백색 컬러 필터(W)가 추가적으로 구비되므로, 광반사 영역(RAr, RAg, RAb, RAw)의 광투과율 및 휘도가 더욱 향상될 수 있다.
한편, 전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 반투과형 액정 표시장치(100)는 컬러 필터 기판(200) 및 박막 트랜지스터 기판(300)을 각각 마련한 후, 상기 컬러 필터 기판(200) 및 박막 트랜지스터 기판(300) 사이에 액정층(400)을 개재시키는 일련의 공정을 통해 제조될 수 있으며, 이에 대해서는 도 4a 내지 도 4h를 참조하여 보다 구체적으로 설명한다.
도 4a 내지 도 4h는 본 발명의 일 실시예에 따른 반투과형 액정 표시장치의 제조 방법을 설명하기 위한 공정별 단면도이다. 여기서, 도 4a 내지 도 4e는 컬러 필터 기판의 제조 방법을 설명하기 위한 공정별 단면도이다. 도 4a 내지 도 4h를 참조한 상세한 설명에서는 도 2 및 도 3의 도면 번호와 동일한 도면 번호를 사용하여 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 반투과형 액정 표시장치(100)를 제조하기 위해, 먼저, 도 4a에 도시된 바와 같이, 제1 절연 기판(210)을 마련한 후, 상기 제1 절연 기판(210) 상에 블랙 매트릭스(230)를 형성한다.
상기 블랙 매트릭스(230)가 금속 재질일 경우, 상기 블랙 매트릭스(230)는 금속 물질의 증착 공정 및 이에 후속되는 사진 식각 공정을 통해 형성될 수 있다. 반면, 상기 블랙 매트릭스(230)가 유기 재질일 경우, 상기 블랙 매트릭스(230)는 블랙 매트릭스용 유기 물질의 도포 공정 및 이에 후속되는 사진 공정을 통해 형성될 수 있다.
다음으로, 도 4b에 도시된 바와 같이, 블랙 매트릭스(230)가 형성된 제1 절연 기판(210) 상에 광투과홀(220r, 220g, 220b)이 각각 형성된 적색/녹색/청색 컬러 필터(R/G/B)를 형성한다.
상기 적색/녹색/청색 컬러 필터(R/G/B)는 적색/녹색/청색 안료의 도포 공정 및 이에 후속되는 사진 공정을 통해 형성될 수 있다. 여기서, 적색/녹색/청색 컬러 필터(R/G/B)의 형성 순서는 특별히 한정되지 않는다.
다음으로, 도 4c에 도시된 바와 같이, 적색/녹색/청색 컬러 필터(R/G/B) 각각이 형성된 제1 절연 기판(210) 상에 백색 컬러 필터(W)를 형성한다.
상기 백색 컬러 필터(W)는 사진 공정이 가능한 투명한 유기 물질로 형성될 수 있다. 즉, 상기 백색 컬러 필터(W)는 투명한 유기 물질의 도포 공정 및 이에 후속되는 사진 공정을 통해 형성될 수 있다. 이때, 상기 적색/녹색/청색 컬러 필터(R/G/B) 각각의 광투과홀(220r, 220g, 220b) 각각에 상기 백색 컬러 필터(W)와 동일한 유기 물질이 형성될 수 있다.
다음으로, 도 4d에 도시된 바와 같이, 백색 컬러 필터(W)가 형성된 제1 절연 기판(210) 상에 공통 전극(250)을 형성한다.
상기 공통 전극(250)은 인듐산화주석 및 인듐산화아연 등과 같은 투명한 물질 중에서 선택된 어느 하나의 증착 공정 및 이에 후속되는 사진 식각 공정을 통해 형성될 수 있다. 한편, 상기 공통 전극(250)은 본 발명의 일 실시예에 따른 반투과형 액정 표시장치(100)의 모드에 따라 컬러 필터 기판(200)에 형성하지 않을 수 있다.
다음으로, 도 4e에 도시된 바와 같이, 공통 전극(250)이 형성된 제1 절연 기판(210) 상에 컬럼 스페이서(240)를 형성한다.
상기 컬럼 스페이서(240)는 컬럼 스페이서용 유기 물질의 도포 공정 및 이에 후속되는 사진 공정을 통해 형성될 수 있다. 한편, 상기 컬럼 스페이서(240)는 본 발명의 일 실시예에 따른 반투과형 액정 표시장치(100)의 모드에 따라 컬러 필터 기판(200)에 형성하지 않을 수 있다.
다음으로, 도 4f에 도시된 바와 같이, 기마련된 박막 트랜지스터 기판(300) 상에 액정층(400)을 형성한다. 여기서, 추가적으로 도시되지 않은 실런트가 박막 트랜지스터 기판(300) 또는 컬러 필터 기판(200)에 도포될 수 있다.
상기 박막 트랜지스터 기판(300) 상에 액정층(400)을 형성하기 위해 액정 적하 공정이 이용될 수 있다. 한편, 박막 트랜지스터 기판(300) 상에 액정층(400)을 형성하는 대신 컬러 필터 기판(200)에 액정층(400)을 형성하여도 무방하다.
다음으로, 도 4g에 도시된 바와 같이, 컬러 필터 기판(200) 및 박막 트랜지스터 기판(300)을 서로 대향시킨다.
다음으로, 도 4h에 도시된 바와 같이, 컬러 필터 기판(200) 및 박막 트랜지스터 기판(300)의 진공 합착 공정, 실런트 경화 공정 등을 통해 본 발명의 일 실시예에 따른 반투과형 액정 표시장치(100)를 제조할 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 반투과형 액정 표시장치(100)의 제조 방법을 통해 적색/녹색/청색 컬러 필터(R/G/B) 각각에 광투과홀(220r, 220g, 220b)을 형성할 수 있으므로 광반사 영역(RAr, RAg, RAb, RAw)의 광투과율 및 휘도를 향상시킬 수 있다. 아울러, 적색/녹색/청색 컬러 필터(R/G/B) 이외에 백색 컬러 필터(W)를 추가적으로 형성할 수 있으므로, 광반사 영역(RAr, RAg, RAb, RAw)의 광투과율 및 휘도를 더욱 향상시킬 수 있다.
이상 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 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.
따라서, 이상에서 기술한 실시예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이므로, 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 하며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반투과형 액정 표시장치의 단위 화소를 개략적으로 설명하기 위한 배치도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 반투과형 액정 표시장치의 단위 화소를 구체적으로 설명하기 위한 평면도이다.
도 3은 도 2의 Ⅰ-Ⅰ´선, Ⅱ-Ⅱ´선, Ⅲ-Ⅲ´선, Ⅳ-Ⅳ´선 각각을 따라 절취하여 나타낸 단면도이다.
도 4a 내지 도 4h는 본 발명의 일 실시예에 따른 반투과형 액정 표시장치의 제조 방법을 설명하기 위한 공정별 단면도이다.
{도면의 주요부분에 대한 부호의 설명}
LCD(100): 반투과형 액정 표시장치
200: 컬러 필터 기판
SUB1(210): 제1 절연 기판
HAr, HAg, HAb(220r, 220g, 220b): 광투과홀
300: 박막 트랜지스터 기판
SUB2(310): 제2 절연 기판
TFT: 박막 트랜지스터
340: 광투과 전극
370: 광반사 전극
400: 액정층
R/G/B/W: 적색/녹색/청색/백색 서브 화소(적색/녹색/청색/백색 컬러 필터)
TAr, TAg, TAb, TAw: 광투과 영역
RAr, RAg, RAb, RAw: 광반사 영역

Claims (23)

  1. 제1 절연 기판;
    상기 제1 절연 기판 상에 형성되며, 단위 화소를 이루며 광투과 영역 및 광반사 영역 각각을 구비하는 적어도 4개 이상의 서브 화소
    를 포함하며,
    상기 적어도 4개 이상의 서브 화소 중에서 적어도 1개 이상의 서브 화소의 광반사 영역에, 광투과홀이 형성된 반투과형 액정 표시장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 절연 기판과 대향하는 제2 절연 기판; 및
    상기 제1 및 제2 절연 기판 사이에 개재되는 액정층
    을 더 포함하는 반투과형 액정 표시장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제2 절연 기판 상에 형성되며, 상기 적어도 4개 이상의 서브 화소 각각의 광반사 영역 각각에 대응하는 위치에 형성된 광반사 전극
    을 더 포함하는 반투과형 액정 표시장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 4개 이상의 서브 화소는 적색/녹색/청색/백색 서브 화소를 포함하는 반투과형 액정 표시장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 광투과홀은 상기 적색/녹색/청색/백색 서브 화소 중에서 상기 적색/녹색/청색 서브 화소 각각에 형성된 것을 특징으로 하는 반투과형 액정 표시장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 적색/녹색/청색 서브 화소 각각에 형성된 광투과홀의 크기가 서로 동일한 것을 특징으로 하는 반투과형 액정 표시장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 적색/녹색/청색 서브 화소 각각에 형성된 광투과홀의 크기가 서로 다른 것을 특징으로 하는 반투과형 액정 표시장치.
  8. 제1 절연 기판 상에 형성되며 단위 화소를 이루는 적어도 4개 이상의 컬러 필터를 포함하며, 외부로부터 입사되는 광을 이용하여 색을 표현하는 컬러 필터 기판;
    제2 절연 기판 상에 형성된 박막 트랜지스터, 광투과 전극 및 광반사 전극을 포함하며, 상기 컬러 필터 기판과 대향하는 박막 트랜지스터 기판; 및
    상기 컬러 필터 기판 및 상기 박막 트랜지스터 기판 사이에 개재되는 액정층
    을 포함하며,
    상기 광반사 전극에 대응하는 위치에서, 상기 적어도 4개 이상의 컬러 필터 중에서 적어도 1개 이상의 컬러 필터에, 광투과홀이 형성된 반투과형 액정 표시장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 컬러 필터 기판의 적어도 4개 이상의 컬러 필터는 적색/녹색/청색/백색 컬러 필터를 포함하는 반투과형 액정 표시장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 광투과홀은 상기 적색/녹색/청색/백색 컬러 필터 중에서 상기 적색/녹색/청색 컬러 필터 각각에 형성된 것을 특징으로 하는 반투과형 액정 표시장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 적색/녹색/청색 컬러 필터 각각에 형성된 광투과홀의 크기가 서로 동일한 것을 특징으로 하는 반투과형 액정 표시장치.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 적색/녹색/청색 컬러 필터 각각에 형성된 광투과홀의 크기가 서로 다른 것을 특징으로 하는 반투과형 액정 표시장치.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 적색/녹색/청색 컬러 필터 각각에 형성된 광투과홀 각각에는 상기 백색 컬러 필터를 이루는 물질이 개재되는 것을 특징으로 하는 반투과형 액정 표시장치.
  14. 제1 절연 기판 상에 단위 화소를 이루는 적어도 4개 이상의 컬러 필터가 형성된 컬러 필터 기판을 마련하는 단계; 및
    제2 절연 기판 상에 박막 트랜지스터, 광투과 전극 및 광반사 전극이 형성된 박막 트랜지스터 기판을 마련하는 단계
    를 포함하며,
    상기 광반사 전극에 대응하는 위치에, 상기 적어도 4개 이상의 컬러 필터 중에서 적어도 1개 이상의 컬러 필터에, 광투과홀을 형성하는 것을 특징으로 하는 반투과형 액정 표시장치의 제조 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 컬러 필터 기판의 적어도 4개 이상의 컬러 필터는 적색/녹색/청색/백색 컬러 필터를 포함하는 반투과형 액정 표시장치의 제조 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 광투과홀은 상기 적색/녹색/청색/백색 컬러 필터 중에서 상기 적색/녹색/청색 컬러 필터 각각에 형성된 것을 특징으로 하는 반투과형 액정 표시장치의 제조 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 적색/녹색/청색 컬러 필터 각각에 형성된 광투과홀의 크기가 서로 동일한 것을 특징으로 하는 반투과형 액정 표시장치의 제조 방법.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 적색/녹색/청색 컬러 필터 각각에 형성된 광투과홀의 크기가 서로 다른 것을 특징으로 하는 반투과형 액정 표시장치의 제조 방법.
  19. 제16항에 있어서,
    상기 적색/녹색/청색 컬러 필터 각각에 형성된 광투과홀 각각에는 상기 백색 컬러 필터를 이루는 물질이 개재되는 것을 특징으로 하는 반투과형 액정 표시장치의 제조 방법.
  20. 제1 절연 기판 상에 블랙 매트릭스, 단위 화소를 이루는 적어도 4개 이상의 컬러 필터 및 컬럼 스페이서가 형성된 컬러 필터 기판을 마련하는 단계;
    제2 절연 기판 상에 박막 트랜지스터, 광투과 전극 및 광반사 전극이 형성된 박막 트랜지스터 기판을 마련하는 단계; 및
    상기 컬러 필터 기판 및 박막 트랜지스터 기판 사이에 액정층을 개재시키는 단계
    를 포함하며,
    상기 광반사 전극에 대응하는 위치에, 상기 적어도 4개 이상의 컬러 필터 중에서 적어도 1개 이상의 컬러 필터에, 광투과홀을 형성하는 것을 특징으로 하는 반투과형 액정 표시장치의 제조 방법.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 컬러 필터 기판의 적어도 4개 이상의 컬러 필터는 적색/녹색/청색/백색 컬러 필터를 포함하는 반투과형 액정 표시장치의 제조 방법.
  22. 제21항에 있어서, 상기 컬러 필터 기판을 마련하는 단계는,
    상기 제1 절연 기판을 마련하는 단계;
    상기 제1 절연 기판 상에 블랙 매트릭스를 형성하는 단계;
    상기 제1 절연 기판 상에 상기 광투과홀이 각각 형성된 적색/녹색/청색 컬러 필터 각각을 형성하는 단계;
    상기 제1 절연 기판 상에 백색 컬러 필터를 형성하는 단계; 및
    상기 제1 절연 기판 상에 컬럼 스페이서를 형성하는 단계
    를 포함하는 반투과형 액정 표시장치의 제조 방법.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 백색 컬러 필터를 형성하는 단계 시, 상기 적색/녹색/청색 컬러 필터 각각의 광투과홀 각각에 상기 백색 컬러 필터와 동일 물질이 형성되는 것을 특징으로 하는 반투과형 액정 표시장치의 제조 방법.
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