KR20110077267A

KR20110077267A - 반사형 액정표시소자

Info

Publication number: KR20110077267A
Application number: KR1020090133782A
Authority: KR
Inventors: 김진필; 노소영
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2009-12-30
Filing date: 2009-12-30
Publication date: 2011-07-07

Abstract

본 발명의 반사형 액정표시소자는 컬러의 전이를 방지함과 동시에 휘도를 최대화하기 위한 것으로, 제1기판 및 제2기판; 상기 제1기판에 형성된 박막트랜지스터; 상기 제1기판에 형성되며, 입사되는 광을 반사시키는 반사층; 상기 제2기판에 형성되어 컬러를 구현하는 컬러필터층; 상기 컬러필터층에 형성되어 광을 흡수없이 투과시키는 홀; 및 상기 제1기판 및 제2기판 사이에 형성된 액정층으로 구성되며, 상기 홀에 대응하는 영역의 액정층의 셀갭이 다른 영역의 셀갭보다 작은 것을 특징으로 한다.

반사, 액정표시소자, 셀갭, 반사, 오버코트층, 컬러

Description

반사형 액정표시소자{REFLECTIVE LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}

본 발명은 반사형 액정표시소자에 관한 것으로, 화질이 저하되는 것을 방지하고 휘도를 최대화할 수 있는 반사형 액정표시소자에 관한 것이다.

액정표시소자는 노트형 워드프로세스, 노트형 퍼스널컴퓨터등 외에, 전자수첩, 휴대정보단말기, 게임기기, 휴대전화, E-북(book) 등의 다방면에서 이용되고 있다. 특히, 휴대용 통신기기의 경우 장시간 휴대를 하기 위해서는 저소비 전력형 표시장치가 필요하다.

백라이트(back light)를 포함하는 광원부를 따로 구비해야하는 투과형 액정표시소자의 경우, 소비전력의 80% 이상을 백라이트가 차지하므로, 저소비 전력형 액정표시소자를 만들기 위해서는 백라이트를 사용하지 않는 반사형 액정표시소자가 요구된다. 반사형 액정표시소자의 경우, 외부광만을 사용하여 화상을 표현해야하기 때문에 광효율을 극대화시키는 것이 반사형 액정표시소자의 최대 연구 관점이다. 따라서, 광효율의 향상을 위하여 많은 연구들이 진행되고 있다.

도 1에 이러한 반사형 액정표시소자가 개시되어 있다.

도 1에 도시한 바와 같이, 반사형 액정표시소자(1)는 박막트랜지스터가 형성 되는 제1기판(20)과 컬러필터(34)가 형성되는 제2기판, 상기 제1기판(20) 및 제2기판(30) 사이에 형성된 액정층(40)으로 구성되어 있다.

박막트랜지스터는 제1기판(20) 위에 형성된 게이트전극(11)과, 상기 게이트전극(11) 위에 형성된 제1절연층(22)과, 상기 제1절연층(22) 위에 형성된 반도체층(12)과, 상기 반도체층(12) 위에 형성된 소스전극(13) 및 드레인전극(14)과, 상기 소스전극(13) 및 드레인전극(14) 위에 형성된 제2절연층(24)으로 이루어진다.

제2절연층(24)의 상면에는 제3절연층(26)이 형성되며, 그 상부에 반사층(16)이 형성된다. 제3절연층(26)의 상면에는 엠보싱(embossing)이 형성된다. 제3절연층(26)의 상면에 엠보싱을 형성하는 이유는 그 상부의 반사층(28)에 요철구조를 형성하여 상기 반사층(16)에 의해 반사되는 광을 산란시켜 균일한 광이 액정층(40)에 공급되도록 하기 위한 것이다.

상기 반사층(16) 위에는 제4절연층(28)이 형성되고 그 위에 화소전극(18)이 형성된다. 이때, 상기 화소전극(18)은 제2-4절연층(24,26,28)에 형성된 컨택홀(contact hole;29)을 통해 박막트랜지스터의 드레인전극(14)과 전기적으로 접속된다.

제2기판(30)에는 블랙매트릭스(32)와 컬러필터층(34)이 형성되어 있다. 상기 블랙매트릭스(32)는 액정분자가 동작하지 않는 영역으로 광이 누설되는 것을 방지하기 위한 것으로, 도면에 도시한 바와 같이 박막트랜지스터(10) 영역 및 화소와 화소 사이(즉, 게이트라인 및 데이터라인 영역)에 주로 형성된다. 컬러필터층(34)은 R(Red), B(Blue), G(Green)로 구성되어 실제 컬러를 구현하기 위한 것이다. 상 기 컬러필터층(34) 위에는 오버코트층(overcoat layer;36)이 형성되고 그 위에 공통전극(38)이 형성된다. 상기 공통전극(38)은 제1기판(20)의 화소전극(18)과 함께 전계를 형성한다.

상기 컬러필터층(34)에는 홀(35)이 형성된다. 도면에는 자세히 도시하지 않았지만, 상기 홀(35)은 R(Red), B(Blue), G(Green) 컬러필터층에 상기 컬러필터층의 일부가 제거되어 형성되는 것으로, 제1기판(20)의 반사층(16)에서 반사되는 광을 그대로 투과시켜 반사형 액정표시소자(1)의 휘도를 향상시키기 위한 것이다.

상기 제1기판(20) 및 제2기판(30) 사이에는 액정층(40)이 형성되어 액정패널(1)이 완성된다.

상기와 같이 구성된 반사형 액정표시소자(1)에서는 외부로부터 광이 입사되면, 이 광이 반사층(16))에 의해 반사되어 다시 액정층(40)을 투과하여 외부로 출력되며, 이 광이 액정층(40)을 투과할 때 투과도가 조절됨으로써 화상이 구현되는 것이다. 이러한 반사형 액정표시소자(1)에서는 광을 공급하는 별도의 백라이트를 구비하지 않고 외부의 광을 사용하므로 백라이트에 의한 전력소모를 방지할 수 있게 된다.

컬러필터층(34)에 형성된 홀(35)은 반사층(16)에서 반사된 광을 그대로 투과하여 반사형 액정표시소자(1)의 휘도를 향상시킨다. 즉, 통상적으로 반사형 액정표시소자(1)에서는 외부로부터 입사되는 광이 컬러필터층(34)을 투과하고 반사층(16)에서 반사된 후, 다시 컬러필터층(34)을 투과함으로써 화상을 구현하게 된다. 그런데, 외부로부터 입사되는 광은 컬러필터층(34)을 투과할 때 대부분 흡수되어 화상 을 구현할 때 그 휘도가 저하된다.

반사형 액정표시소자(1)에서는 외부로부터 입사되는 광의 세기를 인의적으로 증가시킬 수 없기 때문에, 광의 세기를 증가시켜 휘도향상을 구현할 수가 없었다. 따라서, 반사형 액정표시소자(1)에서는 화소내에 컬러필터층(34)을 제거한 홀(35)을 형성함으로써 이 홀(35)에서의 광흡수를 방지함으로써 컬러필터층(34)의 과흡수에 의한 휘도저하를 최소화하여 휘도를 향상시켜야만 한다.

그러나, 이러한 구조의 반사형 액정표시소자(1)는 휘도가 낮기 때문에, 휘도를 최대한 강하게 하기 위해, 광의 투과율이 최대로 되도록 액정층(40)의 셀갭을 설정하였지만, 이 경우 표시되는 화상의 컬러가 노란색(yellow)측으로 전이(shift)되어 화질이 저하되는 문제가 있었다.

본 발명은 상기한 문제를 해결하기 위한 것으로, 컬러필터층에 홀을 형성하고 홀에 대응하는 영역의 셀갭을 감소시켜 컬러의 전이를 방지함과 동시에 휘도를 최대화할 수 있는 반사형 액정표시소자를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 액정표시소자에서는 제1기판 및 제2기판; 상기 제1기판에 형성된 박막트랜지스터; 상기 제1기판에 형성되며, 입사되는 광을 반사시키는 반사층; 상기 제2기판에 형성되어 컬러를 구현하는 컬러필터층; 상기 컬러필터층에 형성되어 광을 흡수없이 투과시키는 홀; 및 상기 제1기판 및 제2기판 사이에 형성된 액정층으로 구성되며, 상기 홀에 대응하는 영역의 액정층의 셀갭이 다른 영역의 셀갭보다 작은 것을 특징으로 한다.

상기 박막트랜지스터 위에는 제1절연층이 형성되고 상기 반사층 위에는 제2절연층이 형성되며, 상기 제2절연층 위에는 화소전극이 형성된다. 컬러필터층에 형성되는 홀에 대응하는 영역의 제1절연층의 두께는 다른 영역의 두께보다 크거나 컬러필터층에 형성되는 홀에 대응하는 영역의 제2절연층의 두께는 다른 영역의 두께보다 크게 설정된다. 또한, 컬러필터층에 형성되는 홀에 대응하는 영역의 오버코트층의 두께는 다른 영역의 두께보다 크게 설정된다.

본 발명에서는 컬러필터층에 홀을 형성하고 홀에 대응하는 영역의 셀갭을 감 소시켜 컬러의 전이를 방지함과 동시에 휘도를 최대화할 수 있게 된다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.

반사형 액정표시소자에서 노란색으로의 색전이를 방지하는 가장 좋은 방법은 액정층의 셀갭을 감소시켜 인위적으로 색전이를 시키는 것이다. 즉, 노란색을 띄고 있는 컬러를 청색측으로 인위적으로 색변이시켜 노란색의 색변이를 제거하는 것이다. 그러나, 이 경우 셀갭의 감소에 따라 액정표시소자의 투과도가 저하되므로, 휘도가 저하되는 문제가 있었다.

본 발명에서는 이러한 문제, 즉 노란색으로의 색전이 및 휘도저하를 방지하기 위한 것으로, 액정층 전체의 셀갭을 조절하여 색변이를 시키는 것이 아니라 일부 영역의 셀갭을 조절함으로써 색전이를 방지하고 휘도저하를 방지한다. 특히, 본 발명에서는 컬러필터층에 형성되는 홀 영역의 셀갭을 감소시켜 홀에서 투과되는 광만을 청색측으로 전이시킴으로써 액정표시소자의 시감을 향상시킴과 동시에 휘도가 저하되는 것을 방지할 수 있게 된다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 반사형 액정표시소(101)자의 구조를 나타내는 평면도이다. 도면에 도시된 바와 같이, 종횡으로 N×M개의 화소가 배치된 반사형 액정표시소자(101)의 각 화소에는 외부의 구동회로로부터 주사신호가 인가되는 게이트라인(103)과 화상신호가 인가되는 데이터라인(105)의 교차영역에 형성된 박막트랜지스터(110)를 포함하고 있다.

상기 박막트랜지스터(110)는 상기 게이트라인(103)과 연결된 게이트전 극(111)과, 상기 게이트전극(111) 위에 형성되어 게이트전극(111)에 주사신호가 인가됨에 따라 활성화되는 반도체층(112)과, 상기 반도체층(112) 위에 형성된 소스전극(113) 및 드레인전극(114)으로 구성된다. 상기 화소의 표시영역에는 상기 소스전극(113) 및 드레인전극(114)과 연결되어 반도체층(112)이 활성화됨에 따라 상기 소스전극(113) 및 드레인전극(14)을 통해 화상신호가 인가되어 액정(도면표시하지 않음)을 동작시키는 화소전극(118)이 형성되어 있다.

상기 화소전극(118)의 하부에는 반사층(116)이 형성된다. 상기 반사층(116)은 액정표시소자(101) 전체에 걸쳐 형성되어 외부로부터 입사되는 광을 반사함으로써 화상을 구현한다. 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 반사층(116)의 하부에는 엠보싱이 형성된다. 상기 엠보싱은 외부로부터 입사되는 광을 반사할 때, 광을 산란시킴으로써 광이 상부방향으로 균일하게 반사되도록 하여 광의 효율을 향상시키기 위한 것이다.

상기 화소에는 컬러필터층(134)이 형성된다. 상기 컬러필터층(134)은 실제 화상을 구현한다. 실질적으로, 상기 컬러필터층(134)은 R,G,B컬러필터층으로 구성되어 이들 컬러필터층을 투과하는 R,G,B컬러에 의해 화상을 구현할 수 있게 된다. 상기 컬러필터층(134)에는 홀(135)이 형성된다. 상기 홀(134)은 화소의 일측에서 타측으로 길게 형성된 슬릿형상으로 형성된다.

상기 홀(135)은 컬러필터층(134)이 제거되어 형성된 것으로, 이 홀(135)을 통해 투과되는 광은 상기 컬러필터층(134)에 의해 흡수되지 않고 그대로 투과되므로, 이 홀(135)에 의해 전체 화소에서의 투과도가 향상되는 것이다.

도 3은 도 2의 I-I'선 단면도로서, 상기 도면을 참조하여 본 발명에 따른 반사형 액정표시소자(101)의 구조를 더욱 상세히 설명한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 유리와 같은 투명한 물질로 이루어진 제1기판(120) 위에는 게이트전극(111)이 형성되며, 상기 게이트전극(111)이 형성된 제1기판(120) 전체에 걸쳐 제1절연층(122)이 형성된다. 상기 제1절연층(122) 위에는 반도체층(112)이 형성되고 그 위에 소스전극(113) 및 드레인전극(114)이 형성된다. 상기 제1절연층(122)은 SiOx나 SiNx와 같은 무기절연물질로 형성되며, 반도체층(112)은 비정질실리콘(a-Si)으로 형성된다.

상기 소스전극(113) 및 드레인전극(114)이 형성된 제1기판(120) 전체에 걸쳐 제2절연층(124)이 형성되고 그 위에 제3절연층(124)이 형성된다. 상기 제2절연층(124)은 SiOx나 SiNx와 같은 무기절연물질로 형성되며, 제3절연층(126)은 포토아크릴(photo acryl)과 같은 유기절연물질로 형성된다.

상기 제3절연층(126)의 상면에는 엠보싱(126a)이 형성된다. 상기 엠보싱(126a)은 상부에 형성되는 반사층에 요철을 형성하기 위한 것으로, 엠보싱의 크기나 위치 및 갯수는 필요에 따라 다양하게 설정할 수 있다.

상기 제3절연층(126) 위에는 반사층(116)이 형성된다. 상기 반사층(116)은 Al이나 AlNd와 같이 반사율이 좋은 금속으로 이루어지며, 엠보싱(126a)에 의해 요철이 형성된다. 이와 같이, 반사층(116)에 요철이 형성되므로, 외부로부터 입사되는 광이 상기 반사층(116)의 요철에 의해 산란되므로, 광의 반사효율이 향상된다.

상기 반사층(116) 위에는 제4절연층(128)이 형성되며, 그 위에 화소전 극(118)이 형성된다. 상기 화소전극(118)은 제2-4절연층(124,126,128)에 형성된 컨택홀(129)을 통해 박막트랜지스터의 드레인전극(114)과 전기적으로 접속된다.

제2기판(130)에는 블랙매트릭스(132)와 컬러필터층(134)이 형성되어 있다. 상기 블랙매트릭스(132)는 액정분자가 동작하지 않는 영역으로 광이 누설되는 것을 방지하기 위한 것으로, 도면에 도시한 바와 같이 박막트랜지스터(110) 영역 및 화소와 화소 사이(즉, 게이트라인 및 데이터라인 영역)에 주로 형성된다. 컬러필터층(134)은 R(Red), B(Blue), G(Green)로 구성되어 실제 컬러를 구현하기 위한 것이다. 상기 컬러필터층(134)에는 그 일부가 제거되어 홀(135)이 형성되어 반사층(116)에서 반사되는 광을 흡수없이 그대로 투과시키는 투과영역을 형성한다.

상기 컬러필터층(134) 위에는 오버코트층(136) 및 공통전극(138)이 형성된다. 상기 오버코트층(136)은 제2기판(130)의 표면을 평탄하게 하기 위한 것으로, SiOx나 SiNx와 같은 무기절연물질이나 포토아크릴과 같은 무기절연물질로 형성된다. 상기 공통전극(138)은 제1기판(120)의 화소전극(118)에 화상신호가 인가됨에 따라 화소전극(118)과 함께 전계를 형성하기 위한 것으로, ITO나 IZO와 같은 투명도전물질로 형성된다.

상기 제1기판(120) 및 제2기판(130) 사이에는 액정층(140)이 형성되어 반사형 액정패널(101)이 완성된다.

상기와 같이 구성된 반사형 액정표시소자(101)에서는 외부로부터 광이 입사되면, 이 광이 반사층(116))에 의해 반사되어 다시 액정층(140)을 투과하여 외부로 출력되며, 이 광이 액정층(140)을 투과할 때 투과도가 조절됨으로써 화상이 구현되 는 것이다

상기 컬러필터층(134)의 홀(135) 상부에 형성되는 오버코트층(136)은 컬러필터층(134) 위의 오버코트층 보다 두껍게 적층되어 단차가 형성된다. 이와 같이, 홀(135)이 형성된 영역과 그 이외 영역의 오버코트층(136)의 두께를 다르게 하는 것은 액정층(140)의 셀갭의 크기를 다르게 하기 위해서이다. 다시 말해서, 홀(135)이 형성된 영역의 셀갭은 다른 영역의 셀갭 보다 작게 하여 이 영역을 투과하는 광을 청색측으로 전이시켜 반사형 액정표시소자에서 발생하는 노란색 컬러의 전이를 감소시키기 위한 것이다.

상기 단차는 홀(135)이 형성된 영역이 아닌 다른 영역에 형성될 수도 있다. 그러나, 홀(135)이 형성된 영역에는 컬러필터가 제거되므로, 상기 홀(135)이 형성된 영역의 투과율이 다른 영역의 투과율이 다른 영역의 투과율 보다 높게 된다. 따라서, 상기 홀(135)이 형성된 영역에서의 광의 청색측으로의 전이효과가 다른 영역에서의 전이효과보다 크기 때문에, 상기 홀(135)이 형성된 영역에 단차를 형성하는 것이 다른 영역에 형성하는 것이 바람직할 것이다. 물론, 이것이 다른 영역에 단차가 형성되면 안된다는 의미가 아니라, 오버코트층(136)의 모든 영역에 단차를 형성할 수 있지만, 홀(135)이 형성된 영역에 단차를 형성하는 것이 좀더 바람직하다는 것이다.

도 4a에 도시된 노란색으로 전이된 컬러를 구현하는 액정표시소자에서 액정층(140)의 셀갭을 감소시키면, 도 4b에 도시된 바와 같이 청색측으로 컬러가 전이되며, 셀갭을 더욱 감소시키면 컬러가 더욱 청색측으로 전이되어 도 4c에 도시된 바와 같이 특정 색으로 컬러가 전이되지 않는 컬러를 구현할 수 있게 된다.

이와 같이, 액정표시소자에서 셀갭을 감소시킴에 따라 청색측으로의 컬러전이가 발생하기 때문에, 홀(135)이 형성된 영역의 셀갭은 다른 영역의 셀갭 보다 작게 하여 이 영역을 투과하는 광을 청색측으로 전이시켜 반사형 액정표시소자에서 발생하는 노란색 컬러의 전이를 감소시키기 위한 것이다.

특히, 본 발명에서는 컬러필터층(134)이 형성되지 않는 투과영역에의 셀갭만을 감소시키고 컬러필터층(134)이 형성된 영역의 셀갭은 감소시키지 않기 때문에, 액정표시소자의 투과도를 최대로 유지할 수 있게 되어, 휘도의 저하가 감소되는 것을 방지할 수 있게 된다.

도 5a-도 5f는 본 발명에 따른 반사형 액정표시소자(101)의 제조방법을 나타내는 도면으로, 이를 참조하여 본 발명에 따른 반사형 액정표시소자(101)의 제조방법을 상세히 설명한다.

우선, 도 5a에 도시된 바와 같이, 유리와 같이 투명한 물질로 이루어진 제1기판(120) 위에 Cr, Ta, Cu, Ti, Al 또는 Al합금과 같이 도전성이 좋은 불투명 금속을 스퍼터링법(sputtering process)에 의해 적층한 후 사진식각방법(photolithography process)에 의해 식각하여 게이트전극(111)을 형성한 후, 상기 게이트전극(111)이 형성된 제1기판(120) 전체에 걸쳐 SiOx나 SiNx와 같은 무기절연물질을 PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition)법에 의해 적층하여 게이트절연층인 제1절연층(122)을 형성한다. 이때, 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 제1기판(120)에는 게이트전극(111)과 동시에 금속이 적층되고 식각되어 게이 트라인(103)이 형성된다.

그 후, 상기 제1절연층(122) 위에 비정질실리콘(a-Si) 등과 같은 반도체물질을 PECVD법에 의해 적층한 후 식각하여 반도체층(112)을 형성한 후, Cr, Mo, Ta, Cu, Ti, Al 또는 Al합금과 같이 도전성이 좋은 불투명 금속을 스퍼터링법에 의해 적층한 후 식각하여 상기 반도체층(112) 위에 소스전극(113) 및 드레인전극(114)을 형성한다. 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 제1절연층(122) 위에는 상기 소스전극(113)과 드레인전극(114)의 형성과 동시에 데이터라인(105)이 형성된다.

또한, 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 반도체층(112)과 소스전극(113) 및 드레인전극(114) 사이에는 불순물이 첨가된 반도체물질이 형성되어 반도체층(112)과 소스전극(113) 및 드레인전극(114)을 오믹접합시키는 오믹컨택층(ohmic contact layer)이 형성된다.

상기 소스전극(113) 및 드레인전극(113)이 형성된 제1기판(120) 전체에 걸쳐 SiOx나 SiNx와 무기절연물질을 PECVD법에 의해 적층하여 제2절연층(124)을 형성한다.

그 후, 도 5b에 도시된 바와 같이, 포토아크릴과 같은 유기절연물질을 적층하여 제3절연층(126)을 형성한다. 상기 제3절연층(126)의 상면에는 엠보싱(126a)이 형성된다. 상기 엠보싱(126a)은 제3절연층(126)을 적층한 후, 포토레지스트(photoresist)와 포토마스크(photo mask)에 의해 제3절연층(126)의 일부를 식각하여 사각형상의 패턴을 형성한 후, 약 300℃ 정도의 온도로 가열하여 제3절연층(126)의 패터닝과 패턴닝 사이를 녹여서 자연스럽게 곡선형상의 엠보싱을 형성한 다.

그 후, 도 5c에 도시된 바와 같이, 상기 제3절연층(126) 위에 Al이나 AlNd 등의 알루미늄 합금과 같은 금속을 스퍼터링법에 의해 적층한 후, 식각하여 반사층(116)을 형성하고 그 위에 SiOx나 SiNx와 무기절연물질을 PECVD법에 의해 적층하여 제4절연층(128)을 형성한다. 상기 제3절연층(126)의 엠보싱에 의해 반사층(116)에는 요철이 형성된다. 이때, 상기 제4절연층(128)으로는 포토아크릴과 같은 유기절연물질을 사용할 수도 있다.

그 후, 도 5d에 도시된 바와 같이, 상기 제2-제4절연층(124,126,128)을 식각하여 박막트랜지스터(110)의 드레인전극(114)을 노출시키는 컨택홀(129)을 형성하고, 상기 제4절연층(128) 위에 ITO나 IZO를 적층하고 식각하여 상기 컨택홀(129)을 통해 박막트랜지스터(110)의 드레인전극(114)과 접속되는 화소전극(118)을 형성한다.

이어서, 도 5e에 도시된 바와 같이, 유리와 같은 투명한 절연물질로 이루어진 제2기판(130)상에 Cr이나 CrOx 등을 적층하고 식각하여 화소영역의 화상이 구현되지 않는 영역, 즉 박막트랜지스터 형성영역과 게이트라인 및 데이터라인 형성영역에 블랙매트릭스(132)를 형성한 후, 컬러잉크 또는 컬러수지를 적층하여 화소영역에 R(Red), G(Green), B(Blue)의 서브컬러필터층으로 이루어진 컬러필터층(134)을 형성한다. 이어서, 상기 컬러필터층(134)의 일부를 제거하여 화소의 일측에서 타측으로 연장되는 슬릿형상의 홀(135)을 형성한다. 또한, 상기 컬러필터층(134) 위에는 ITO나 IZO와 같은 투명도전물질로 이루어진 공통전극(136)을 형성한다.

그 후, 액정층(140)을 제1기판(120) 및 제2기판(130) 사이에 배치시킨 상태에서 제1기판(120) 및 제2기판(130)을 합착하여 액정표시소자를 완성한다. 액정층(140)의 형성은 제1기판(120) 또는 제2기판(130)에 실런트(Sealant;도면표시하지 않음))를 도포하여 상기 실런트에 의해 제1기판(120) 및 제2기판(130)을 합착한 후, 액정주입구를 통해 액정을 주입함으로써 이루어질 수도 있고, 제1기판(120) 또는 제2기판(130) 상에 액정을 적하한 후 실런트에 의해 제1기판(120) 및 제2기판(130)을 합착할 때 액정을 기판상에 퍼지게 함으로써 이루어질 수도 있다.

상술한 바와 같이 구성된 반사형 액정표시소자에서는 외부로부터 광이 입사되면, 이 광이 액정층(140)을 투과한 후 반사층(116)에서 반사된 후 다시 액정층(140)으로 공급된다. 이때, 컬러필터층(134)에 컬러필터가 제거된 홀(135)이 형성되고 상기 홀(135)이 형성된 영역의 오버코트층(136)에 돌출부를 형성하여 홀(135)이 형성된 영역의 오버코트층(136)의 두께를 다른 영역의 오버코트층(136)의 두께보다 크게 하여 상기 홀(135)이 형성된 영역의 셀갭을 다른 영역의 셀갭 보다 작게 하여 노란색으로 컬러전이된 액정표시소자의 컬러를 청색측으로 전이시켜 컬러전이를 최소화할 수 있게 된다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 반사형 액정표시소자의 구조를 나타내는 도면이다.

도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 반사형 액정표시소자(201)는 박막트랜지스터가 형성되는 제1기판(220)과 컬러필터(234)가 형성되는 제2기판(230), 상기 제1기판(220) 및 제2기판(230) 사이에 형성된 액정층(240)으로 구성되어 있 다.

박막트랜지스터는 제1기판(220) 위에 형성된 게이트전극(211)과, 상기 게이트전극(211) 위에 형성된 제1절연층(222)과, 상기 제1절연층(222) 위에 형성된 반도체층(212)과, 상기 반도체층(212) 위에 형성된 소스전극(213) 및 드레인전극(214)과, 상기 소스전극(213) 및 드레인전극(214) 위에 형성된 제2절연층(224)으로 이루어진다.

제2절연층(224)의 상면에는 제3절연층(226)이 형성되며, 그 상부에 반사층(228)이 형성된다. 제3절연층(226)의 상면에는 엠보싱이 형성된다. 또한, 상기 제3절연층(226)에는 돌출부가 형성된다. 상기 돌출부는 해당 영역의 액정층(240)의 셀갭을 다른 영역의 셀갭보다 감소시키기 위한 것이다.

상기 반사층(228) 위에는 제4절연층(228)이 형성되고 그 위에 화소전극(218)이 형성된다. 이때, 상기 화소전극(218)은 제2-4절연층(224,226,228)에 형성된 컨택홀(229)을 통해 박막트랜지스터의 드레인전극(214)과 전기적으로 접속된다.

제2기판(230)에는 블랙매트릭스(232)와 컬러필터층(234)이 형성되어 있다. 상기 블랙매트릭스(232)는 액정분자가 동작하지 않는 영역으로 광이 누설되는 것을 방지하기 위한 것으로, 도면에 도시한 바와 같이 박막트랜지스터(210) 영역 및 화소와 화소 사이(즉, 게이트라인 및 데이터라인 영역)에 주로 형성된다. 컬러필터층(234)은 R(Red), B(Blue), G(Green)로 구성되어 실제 컬러를 구현하기 위한 것이다. 상기 컬러필터층(234) 위에는 오버코트층(36)이 형성되고 그 위에 공통전 극(238)이 형성된다. 제1기판(220)의 제3절연층(226)의 엠보싱에 대응하는 상기 컬러필터층(234)의 영역에는 홀(235)이 형성된다. 상기 홀(235)은 R(Red), B(Blue), G(Green) 컬러필터층에 형성되어 제1기판(220)의 반사층(216)에서 반사되는 광을 그대로 투과시켜 반사형 액정표시소자(201)의 휘도를 향상시키기 위한 것이다.

상기 제3절연층(226)의 단차(즉, 다른 영역보다 제3절연층(226)의 두께를 크게 한)에 의해 그 상부의 제4절연층(228)에도 단차가 형성되며, 이 영역의 셀갭, 즉 컬러필터층(234)의 홀(235)에 대응하는 영역의 액정층(240)의 셀갭이 상기 단차에 의해 다른 영역의 셀갭보다 작게 되어, 노란색으로 컬러전이된 컬러가 청색측으로 전이되어 노란색의 컬러전이를 최소화할 수 있게 되는 것이다.

이와 같이, 본 발명에서는 컬러필터층에 홀이 형성된 영역의 셀갭을 다른 영역의 셀갭보다 작게함으로서 반사형 액정표시소자의 컬러전이를 최소화함과 동시에 휘도를 최대화할 수 있게 된다.

상술한 설명에서는 컬러필터층의 홀에 대응하는 제1기판의 제3절연층의 영역을 다른 영역보다 두껍게 형성하거나 컬러필터층의 홀에 대응하는 제2기판의 오버코트층의 두께를 다른 영역보다 두껍게 함으로써 해당 영역의 셀갭을 다른 영역보다 작게 할 수 있지만, 컬러필터층의 홀에 대응하는 제1기판의 제3절연층의 영역을 다른 영역 보다 두껍게 형성함과 동시에 컬러필터층의 홀에 대응하는 제2기판의 오버코트층의 두께를 다른 영역 보다 두껍게 형성함으로써 해당 영역의 셀갭을 다른 영역보다 작게 할 수 있을 것이다.

또한, 제1기판에서 제3절연층 대신에 제2절연층이나 제4절연층의 두께를 조절하여 셀갭을 조절할 수 있을 것이다.

그리고, 상술한 설명에서는 특정 구조의 반사형 액정표시소자, 즉 TN모드(Twisted Nematic mode)의 액정표시소자가 개시되어 있지만 본 발명이 이러한 모드의 액정표시소자에만 한정되는 것이 아니다. 본 발명은 컬러필터층에 형성되는 홀에 대응하는 영역의 셀갭을 다른 영역의 셀갭보다 작게만 한다면 어떠한 모드의 액정표시소자에도 적용될 수 있을 것이다. 즉, IPS모드(In Plane Switching mode)나 FFS모드(Fringe Field Switching mode)에도 적용될 수 있고, VA모드(Vertical Alignment mode)에도 적용될 수 있을 것이다.

다시 말해서, 본 발명의 다른 예나 변형예는 본 발명의 기본적인 개념을 이용한 액정표시소자는 본 발명이 속하는 기술분야에 종사하는 사람이라면 누구나 용이하게 창안할 수 있을 것이다.

도 1은 종래 반사형 액정표시소자의 구조를 나타내는 단면도.

도 2는 본 발명의 일시예에 따른 반사형 액정표시소자의 구조를 나타내는 평면도.

도 3은 도 2의 I-I'선 단면도.

도 4a-도 4c는 셀갭에 따른 컬러전이를 나타내는 도면.

도 5a-도 5e는 본 발명에 따른 반사형 액정표시소자의 제조방법을 나타내는 도면.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 반사형 액정표시소자의 구조를 나타내는 단면도.

Claims

복수의 화소를 포함하는 제1기판 및 제2기판;

상기 제1기판에 형성된 박막트랜지스터;

상기 제1기판에 형성되어 입사되는 광을 반사시키는 반사층;

상기 제2기판에 형성되어 컬러를 구현하는 컬러필터층;

상기 컬러필터층에 형성되어 광을 흡수없이 투과시키는 홀; 및

상기 제1기판 및 제2기판 사이에 형성된 액정층으로 구성되며,

상기 홀에 대응하는 영역의 액정층의 셀갭이 다른 영역의 셀갭보다 작은 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시소자.
제1항에 있어서, 상기 반사층에는 요철이 형성된 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시소자.
제1항에 있어서,

상기 박막트랜지스터 위에 형성된 제1절연층;

상기 반사층 위에 형성된 제2절연층; 및

상기 제2절연층 위에 형성된 화소전극을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시소자.
제3항에 있어서, 상기 제1절연층은 유기절연물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시소자.
제3항에 있어서, 상기 제2절연층은 유기절연물질 또는 무기절연물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시소자.
제3항에 있어서, 상기 제1절연층의 표면에는 엠보싱이 형성된 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시소자.
제3항에 있어서, 컬러필터층에 형성되는 홀에 대응하는 영역의 제1절연층의 두께는 다른 영역의 두께보다 큰 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시소자.
제3항에 있어서, 컬러필터층에 형성되는 홀에 대응하는 영역의 제2절연층의 두께는 다른 영역의 두께보다 큰 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시소자.
제1항에 있어서,

상기 제2기판에 형성된 블랙매트릭스;

상기 컬러필터층 위에 형성된 오버코트층; 및

상기 오버코트층 위에 형성된 공통전극을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시소자.
제9항에 있어서, 컬러필터층에 형성되는 홀에 대응하는 영역의 오버코트층의 두께는 다른 영역의 두께보다 큰 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시소자.
제1항에 있어서, 상기 홀은 화소의 일측에서 타측으로 연장되어 형성되는 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시소자.
제1항에 있어서, 상기 박막트랜지스터는,

제1기판위에 형성된 게이트전극;

상기 게이트전극 위에 형성된 게이트절연층;

상기 게이트절연층 위에 형성된 반도체층; 및

상기 반도체층 위에 형성된 소스전극 및 드레인전극으로 이루어진 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시소자.