KR20040005186A - Reflective-transmitted type liquid crystal display and method for manufacturing thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 반사-투과형 액정 표시 장치 및 이의 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 투과 모드에서의 투과율 및 시인성을 향상시킬 수 있는 반사-투과형 액정 표시 장치 및 이의 제조 방법을 제공하는 것이다.The present invention relates to a reflection-transmissive liquid crystal display device and a method for manufacturing the same, and more particularly, to provide a reflection-transmissive liquid crystal display device and a method for manufacturing the same that can improve transmittance and visibility in a transmission mode.
오늘날과 같은 정보화 사회에 있어서 디스플레이 장치의 역할은 갈수록 중요해지며, 각종 디스플레이장치가 다양한 산업 분야에 광범위하게 사용되고 있다. 반도체 기술의 급속한 진보에 의해 각종 정보처리장치의 소형 및 경량화에 따라 디스플레이장치도 얇고 가벼우면서 또한, 저소비 전력의 특징을 갖춘 액정 표시 장치가 광범위하게 사용되고 있다.In today's information society, the role of display devices becomes more and more important, and various display devices are widely used in various industrial fields. BACKGROUND With the rapid advance of semiconductor technology, liquid crystal display devices having thin and light display devices and low power consumption are widely used in accordance with the miniaturization and light weight of various information processing devices.
이러한, 액정 표시 장치는 외부로부터 발생된 제1 광을 제공받아 영상을 표시하는 반사형 액정 표시 장치와 자체적으로 생성된 제2 광을 제공받아 영상을 표시하는 투과형 액정 표시 장치로 구분된다. 최근에는, 전력의 소모를 줄이면서 고화질의 영상을 구현하기 위해 반사형 액정 표시 장치와 투과형 액정 표시 장치의 장점을 모두 살린 반사-투과형 액정 표시 장치가 개발되고 있다.The liquid crystal display is classified into a reflective liquid crystal display device that receives an external first light and displays an image and a transmissive liquid crystal display device that receives an internally generated second light and displays an image. Recently, in order to realize high quality images while reducing power consumption, a reflection-transmissive liquid crystal display device utilizing both the advantages of the reflective liquid crystal display and the transmissive liquid crystal display has been developed.
이와 같은, 반사-투과형 액정표시장치는 외부 광량이 풍부한 곳에서는 제1 광을 이용하는 반사모드에서 영상을 디스플레이하고, 외부 광량이 부족한 곳에서는 자체에 충전된 전기 에너지를 소모하여 생성된 제2 광을 이용하는 투과모드에서 영상을 디스플레이한다.Such a reflection-transmissive liquid crystal display displays an image in a reflection mode using the first light in a place where the external light amount is abundant, and uses a second light generated by consuming electric energy charged in itself when the external light amount is insufficient. The image is displayed in the transmission mode used.
최근 상기 반사-투과형 액정 표시 장치는 반사모드에서의 화질을 향상시키기에 적합한 구조로 개발되고 있다. 이러한 추세에 부합하는 일반적인 반사-투과형 액정 표시 장치는 다음과 같다.Recently, the reflection-transmissive liquid crystal display has been developed to have a structure suitable for improving the image quality in the reflection mode. Typical reflection-transmissive liquid crystal display devices that meet this trend are as follows.
도 1은 일반적인 반사-투과형 액정 표시 장치의 단면도이다.1 is a cross-sectional view of a typical reflection-transmissive liquid crystal display device.
도 1을 참조하면, 일반적인 반사-투과형 액정 표시 장치(100)는 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor; 이하, TFT) 기판(60), 상기 TFT 기판(60)과 대향하여 구비되는 컬러필터기판(70)과, 상기 TFT 기판(60)과 상기 컬러필터기판(70)과의 사이에 주입된 액정층(80)으로 이루어진다.Referring to FIG. 1, a general reflection-transmissive liquid crystal display device 100 includes a thin film transistor (hereinafter, referred to as TFT) substrate 60 and a color filter substrate 70 that is provided to face the TFT substrate 60. And a liquid crystal layer 80 injected between the TFT substrate 60 and the color filter substrate 70.
상기 TFT 기판(60)은 제1 기판(10) 상에 다수의 TFT(20)와 화소전극(40, 50)이 형성된 기판이다. 상기 제1 기판(10) 상에는 상기 다수의 TFT(60)가 형성되고, 그 위로 유기 절연막(30)이 도포된다. 상기 유기 절연막(30) 상에는 상기 드레인 전극(26)과 접촉되는 화소전극(40, 50)이 형성된다.The TFT substrate 60 is a substrate on which a plurality of TFTs 20 and pixel electrodes 40 and 50 are formed on the first substrate 10. The plurality of TFTs 60 are formed on the first substrate 10, and the organic insulating layer 30 is coated thereon. The pixel electrodes 40 and 50 in contact with the drain electrode 26 are formed on the organic insulating layer 30.
상기 화소전극(40, 50)은 반사 전극(50)과, 투명 전극(40)을 동시에 포함하고 있다. 구체적으로, 상기 유기 절연막(30) 상에 상기 투명 전극(40)이 형성되면, 그 위로 상기 반사 전극이 적층된다. 이때, 상기 반사 전극(50)에는 상기 투명 전극(40)을 노출시키는 투과창(51)이 형성되어 있다. 따라서, 상기 반사 모드에서는 상기 컬러필터기판(70)을 통해 입사된 상기 제1 광(L1)을 반사하여 다시 상기 컬러필터기판(80)을 통해 외부로 출사시키기 위한 반사 전극(50)에 의해 영상을 표시한다. 또한, 상기 투과 모드에서는 상기 TFT 기판(10)의 후면에 배치된 광원부(미도시)로부터 입사된 제2 광(L2)을 상기 투과창(51)에 의해 노출된 상기 투명 전극(50)에 의해 영상을 표시한다.The pixel electrodes 40 and 50 simultaneously include the reflective electrode 50 and the transparent electrode 40. In detail, when the transparent electrode 40 is formed on the organic insulating layer 30, the reflective electrode is stacked thereon. In this case, the reflective electrode 50 is formed with a transmission window 51 exposing the transparent electrode 40. Therefore, in the reflection mode, the image is reflected by the reflective electrode 50 for reflecting the first light L1 incident through the color filter substrate 70 and outputting the light to the outside through the color filter substrate 80 again. Is displayed. In the transmission mode, the second electrode L2 incident from a light source unit (not shown) disposed on the rear surface of the TFT substrate 10 is exposed by the transparent electrode 50 exposed by the transmission window 51. Display the video.
이때, 상기 반사 전극(50)에 의해 반사되는 상기 제1 광(L1)의 반사량을 증가시키고, 상기 반사-투과형 액정표시장치(100)의 시야각을 향상시키기 위해서 상기 유기 절연막(30)의 표면에 다수의 요철(35)을 형성하기 위한 공정을 수행한다. 상기 다수의 요철(35)은 상기 제1 기판(10)으로부터 상대적인 높낮이를 갖는 볼록부(35a)와 오목부(35b)를 포함한다. 상기 유기 절연막(30)에 상기 요철(35)을 형성하는 공정을 "엠보싱 공정"이라 한다. 이러한, 엠보싱 공정은 상기 유기 절연막(30) 전체를 상대로 이루어지기 때문에 상기 유기 절연막(30) 전체에 다수의 요철(35)이 형성된다.In this case, in order to increase the amount of reflection of the first light L1 reflected by the reflective electrode 50 and to improve the viewing angle of the reflection-transmissive liquid crystal display 100, the surface of the organic insulating layer 30 may be increased. A process for forming a plurality of irregularities 35 is performed. The plurality of irregularities 35 includes a convex portion 35a and a concave portion 35b having a relative height from the first substrate 10. The process of forming the unevenness 35 in the organic insulating film 30 is called an "embossing process". Since the embossing process is performed with respect to the entire organic insulating layer 30, a plurality of irregularities 35 are formed on the entire organic insulating layer 30.
이후, 상기 유기 절연막(30) 상에 상기 투명 전극(40)과 반사 전극(50)이 순차적으로 적층된다. 이때, 상기 투명 전극과 반사 전극은 균일한 두께로 적층되기 때문에 상기 투명 전극(40)과 반사 전극(50)의 표면 구조도 상기 유기 절연막(30)과 동일하게 형성된다.Thereafter, the transparent electrode 40 and the reflective electrode 50 are sequentially stacked on the organic insulating layer 30. In this case, since the transparent electrode and the reflective electrode are stacked with a uniform thickness, the surface structures of the transparent electrode 40 and the reflective electrode 50 are also formed in the same manner as the organic insulating layer 30.
이러한 표면 구조를 갖는 상기 반사 전극(50)은 상기 제1 광(L1)의 반사량을 증가시키고 다양한 각도로 반사시킨다. 따라서, 상기 반사 모드에서의 시인성 및 시야각을 향상된다.The reflective electrode 50 having such a surface structure increases the amount of reflection of the first light L1 and reflects the light at various angles. Thus, visibility and viewing angle in the reflection mode are improved.
그러나, 상기 투명 전극에 형성된 요철은 상기 제2 광(L2)의 편광 상태를 어긋나게 한다. 구체적으로, 상기 엠보싱 공정에 의해 상기 투명 전극의 표면에까지 요철이 형성되기 때문에 상기 반사-투과형 액정 표시 장치의 셀갭의 편차가 크게발생된다. 즉, 상기 셀갭의 편차는 상기 엠보싱 공정에 의해 고의적으로 형성된 요철의 사이즈 정도로 발생된다. 그러나, 상기 반사-투과형 액정 표시 장치의 셀갭의 편차가 크게 발생되면, 상기 투과 모드에서의 투과율이 감소되고 더 나아가 시인성이 저하되는 문제가 발생된다.However, the unevenness formed in the transparent electrode shifts the polarization state of the second light L2. Specifically, since irregularities are formed on the surface of the transparent electrode by the embossing process, a large variation in cell gap of the reflection-transmissive liquid crystal display is generated. In other words, the cell gap is caused to be about the size of unevenness deliberately formed by the embossing process. However, when a large gap in the cell gap of the reflection-transmissive liquid crystal display occurs, there is a problem that the transmittance in the transmission mode is reduced and further, the visibility is lowered.
도면에 도시하지는 않았지만, 종래에는 이러한 문제점을 해결하기 위한 구조로 다음과 같은 반사-투과형 액정 표시 장치가 제시되었다.Although not shown in the drawings, the following reflection-transmissive liquid crystal display device has been proposed as a structure for solving such a problem.
상기 반사-투과형 액정 표시 장치는 투과 영역과 대응하여 상기 투명 전극의 표면이 플랫하게 형성된 구조를 갖는다. 구체적으로, 상기 TFT가 형성된 제1 기판 상에 유기 절연층이 형성된다. 이후, 상기 반사 영역에 대응하는 상기 유기 절연층을 노광하여 요철을 형성하고 그와 동시에 상기 투과 영역에 대응하는 상기 유기 절연층을 완전하게 제거한다. 이로써, 유기 절연막이 완성된다.The reflection-transmissive liquid crystal display device has a structure in which the surface of the transparent electrode is formed to be flat to correspond to the transmission region. Specifically, an organic insulating layer is formed on the first substrate on which the TFT is formed. Thereafter, the organic insulating layer corresponding to the reflective region is exposed to form irregularities, and at the same time, the organic insulating layer corresponding to the transmissive region is completely removed. This completes the organic insulating film.
이후, 상기 유기 절연막 상에는 상기 투명 전극이 균일한 두께로 적층된다. 여기서, 상기 투명 전극은 상기 반사 영역에서 요철 구조를 갖고, 상기 투과 영역에서 플랫한 표면 구조를 갖는다.Thereafter, the transparent electrode is laminated on the organic insulating layer with a uniform thickness. Here, the transparent electrode has a concave-convex structure in the reflection region, and a flat surface structure in the transmission region.
이러한 구조에서 상기 투과 영역에 대응하는 상기 유기 절연막이 완전하게 제거되기 때문에 상기 투과 영역에서의 셀갭이 크게 상승된다. 이때, 상기 반사-투과형 액정 표시 장치의 경우 Δnd(여기서, n은 굴절율 이방성이고, d는 셀갭임)가 투과형 액정 표시 장치의 절반 정도의 수치를 갖는 것이 바람직하다. 그러나, 상기 유기 절연막을 제거함으로써 상기 반사-투과형 액정 표시 장치의 셀갭을 증가시키게 되면, 상기 반사-투과형 액정 표시 장치의 투과율이 저하되는 문제가 발생된다.In this structure, the cell gap in the transmission region is greatly raised because the organic insulating film corresponding to the transmission region is completely removed. In this case, in the reflection-transmissive liquid crystal display device, it is preferable that Δnd (where n is refractive index anisotropy and d is a cell gap) has a value of about half that of the transmissive liquid crystal display device. However, when the cell gap of the reflection-transmissive liquid crystal display is increased by removing the organic insulating layer, a problem may occur in that the transmittance of the reflection-transmissive liquid crystal display is lowered.
상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 투과 모드에서의 투과율과 시인성을 향상시킬 수 있는 반사-투과형 액정 표시 장치를 제공하는 것이다.An object of the present invention for solving the above problems is to provide a reflection-transmissive liquid crystal display device that can improve the transmittance and visibility in the transmission mode.
또한, 본 발명의 다른 목적은 반사-투과형 액정 표시 장치를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a method of manufacturing a reflection-transmissive liquid crystal display device.
도 1은 일반적인 반사-투과형 액정 표시 장치를 나타낸 단면도이다.1 is a cross-sectional view illustrating a general reflection-transmissive liquid crystal display device.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 반사-투과형 액정 표시 장치를 구체적으로 나타낸 단면도이다.2 is a cross-sectional view illustrating in detail a reflective-transmissive liquid crystal display device according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 3a 내지 도 3i는 도 2에 도시된 반사-투과형 액정 표시 장치의 제조 공정의 구체적으로 나타낸 도면들이다.3A to 3I are diagrams specifically illustrating a manufacturing process of the reflection-transmissive liquid crystal display shown in FIG. 2.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 반사-투과형 액정 표시 장치를 구체적으로 나타낸 단면도이다.4 is a cross-sectional view illustrating in detail a reflective-transmissive liquid crystal display device according to another exemplary embodiment of the present invention.
도 5a 내지 도 5d는 도 4에 도시된 TFT 기판의 제조 공정을 나타낸 도면들이다.5A through 5D are diagrams illustrating a manufacturing process of the TFT substrate illustrated in FIG. 4.
도 6은 Δnd에 따른 투과율의 변화를 나타낸 그래프이다.6 is a graph showing a change in transmittance according to Δnd.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
200, 600 : TFT 기판 220, 620 : TFT200, 600: TFT substrate 220, 620: TFT
230, 630 : 유기 절연막 232 : 제1 요철230, 630: organic insulating film 232: first unevenness
233 : 제2 요철 240, 640 : 투명 전극233: second unevenness 240, 640: transparent electrode
250, 650 : 반사 전극 300, 700 : 컬러필터기판250, 650: reflective electrode 300, 700: color filter substrate
400, 800 : 액정층 500, 900 : 반사-투과형 액정 표시 장치400 and 800: liquid crystal layer 500 and 900: reflection-transmissive liquid crystal display device
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 반사-투과형 액정 표시 장치는, 제1 기판 상에 스위칭 소자와, 제1 요철 구조를 갖는 반사 영역과 상기 제1 요철 구조보다 작은 제2 요철 구조를 갖는 투과 영역을 포함하는 화소 전극이 형성된 어레이 기판; 제2 기판 상에 컬러필터와 공통 전극이 형성되고, 상기 공통 전극이 상기 화소 전극과 마주보도록 상기 어레이 기판과 결합하는 컬러필터기판; 및 상기 어레이 기판과 상기 컬러필터기판과의 사이에 주입된 액정층을 포함한다.The reflection-transmissive liquid crystal display device for achieving the above object of the present invention is a transmissive element having a switching element on the first substrate, a reflection region having a first uneven structure and a second uneven structure smaller than the first uneven structure. An array substrate on which pixel electrodes including regions are formed; A color filter substrate on the second substrate, the color filter substrate being formed on the second substrate and coupled to the array substrate such that the common electrode faces the pixel electrode; And a liquid crystal layer injected between the array substrate and the color filter substrate.
또한, 본 발명의 다른 목적을 달성하기 위한 반사-투과형 액정 표시 장치의 제조 방법은, (a) 제1 기판 상에 형성된 스위칭 소자와, 제1 요철 구조를 갖는 반사 영역과 상기 제1 요철 구조보다 작은 제2 요철 구조를 갖는 투과 영역을 포함하는 화소 전극을 형성하여 어레이 기판을 제조하는 단계, (b) 제2 기판 상에 컬러필터와 공통 전극을 순차적으로 적층하여 컬러필터기판을 제조하는 단계, (c) 상기 화소 전극과 상기 공통 전극이 마주보도록 상기 어레이 기판과 컬러필터기판을 얼라인먼트하는 단계, 및 (d) 상기 어레이 기판과 상기 컬러필터기판과의 사이에 액정층을 형성하는 단계를 포함한다.In addition, a method of manufacturing a reflection-transmissive liquid crystal display device for achieving another object of the present invention includes (a) a switching element formed on a first substrate, a reflective region having a first uneven structure, and a first uneven structure. Forming a pixel electrode including a transmissive region having a small second uneven structure to fabricate an array substrate, (b) sequentially manufacturing a color filter substrate and a common electrode on the second substrate to manufacture a color filter substrate; (c) aligning the array substrate and the color filter substrate so that the pixel electrode and the common electrode face each other, and (d) forming a liquid crystal layer between the array substrate and the color filter substrate. .
이러한 반사-투과형 액정 표시 장치 및 이의 제조 방법에 따르면, 상기 제1 기판 상에 제1 요철이 형성된 제1 영역과, 상기 제1 요철보다 작은 사이즈를 갖는 제2 요철이 형성된 제2 영역을 포함하는 유기 절연막을 형성한다. 이때, 상기 제1 영역은 반사 영역이고, 제2 영역은 투과 영역이다. 따라서, 상기 반사-투과형 액정 표시 장치는 투과 영역에서의 셀갭 편차를 최소화함으로써 투과 모드에서의 투과율 및 시인성을 향상시킬 수 있다.According to the reflection-transmissive liquid crystal display device and a method of manufacturing the same, a first region having first unevenness formed on the first substrate and a second region having second unevenness having a size smaller than the first unevenness are formed. An organic insulating film is formed. In this case, the first region is a reflection region, and the second region is a transmission region. Accordingly, the reflection-transmissive liquid crystal display device may improve transmittance and visibility in the transmission mode by minimizing cell gap variation in the transmission region.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, it will be described in detail an embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 반사-투과형 액정 표시 장치를 구체적으로 나타낸 단면도이다.2 is a cross-sectional view illustrating in detail a reflective-transmissive liquid crystal display device according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 반사-투과형 액정 표시 장치(500)는 TFT 기판(200)과, 상기 TFT 기판(200)과 대향하여 구비되는 컬러필터기판(300)과, 상기 TFT 기판(200)과 상기 컬러필터기판(300)과의 사이에 주입된 액정층(400)으로 이루어진다.Referring to FIG. 2, the reflection-transmissive liquid crystal display device 500 according to an embodiment of the present invention includes a TFT substrate 200, a color filter substrate 300 provided to face the TFT substrate 200, The liquid crystal layer 400 is injected between the TFT substrate 200 and the color filter substrate 300.
상기 TFT 기판(200)은 제1 기판(210)과, 상기 제1 기판(210) 상에 형성된 TFT(220)와, 상기 TFT(220)를 포함하는 상기 제1 기판(210) 상에 형성된 유기 절연막(230)과, 상기 유기 절연막(230) 상에는 투명 전극(240)과 반사 전극(250)으로 이루어진 화소전극을 포함한다.The TFT substrate 200 includes a first substrate 210, a TFT 220 formed on the first substrate 210, and an organic layer formed on the first substrate 210 including the TFT 220. The insulating layer 230 and the pixel electrode including the transparent electrode 240 and the reflective electrode 250 are included on the organic insulating layer 230.
상기 TFT(220)는 게이트 전극(221)과, 소오스 전극(225)과, 드레인 전극(226)을 갖는다. 이때, 상기 게이트 전극(221)은 게이트 절연막(222)을 통하여상기 소오스 전극(225) 및 드레인 전극(226)과 절연 상태를 유지한다. 상기 게이트 절연막(222) 상에는 상기 게이트 전극(221)에 전원이 인가됨에 따라 상기 소오스 전극(225)으로부터 상기 드레인 전극(226)으로 전원을 인가하기 위한 액티브 패턴(223) 및 오믹 콘택 패턴(224)이 형성된다. 그 위로 소오스 및 드레인 전극(225, 226)이 형성된다.The TFT 220 has a gate electrode 221, a source electrode 225, and a drain electrode 226. In this case, the gate electrode 221 is insulated from the source electrode 225 and the drain electrode 226 through the gate insulating layer 222. As power is applied to the gate electrode 221 on the gate insulating layer 222, an active pattern 223 and an ohmic contact pattern 224 for applying power to the drain electrode 226 from the source electrode 225. Is formed. Source and drain electrodes 225 and 226 are formed thereon.
이때, 상기 TFT(220)와 상기 투명 전극(240)과의 사이에 상기 유기 절연막(230)이 개재된다. 따라서, 상기 유기 절연막(230)에는 상기 드레인 전극(226)을 노출시키기 위한 콘택홀(231)이 형성되어 있다. 또한, 상기 유기 절연막(230)은 표면에 다수의 제1 요철(232)과, 상기 제1 요철(232)보다 작은 사이즈를 갖는 다수의 제2 요철(233)이 형성된다. 여기서, 상기 제1 요철(232)이 형성된 영역은 상기 반사 전극(350)에 의해 영상을 표시하는 반사 영역(R)이고, 상기 제2 요철(233)이 형성된 영역은 상기 투명 전극(340)에 의해 영상을 표시하는 투과 영역(T)이다.In this case, the organic insulating layer 230 is interposed between the TFT 220 and the transparent electrode 240. Therefore, a contact hole 231 for exposing the drain electrode 226 is formed in the organic insulating layer 230. In addition, a plurality of first unevennesses 232 and a plurality of second unevennesses 233 having a smaller size than the first unevennesses 232 are formed on the surface of the organic insulating layer 230. Here, the region in which the first unevenness 232 is formed is a reflection region R displaying an image by the reflective electrode 350, and the region in which the second unevenness 233 is formed is formed in the transparent electrode 340. Is a transmission region T for displaying an image.
한편, 상기 제1 요철(232)은 상기 제1 기판(210)으로부터 상대적인 고저를 갖는 제1 볼록부(232a)와 제1 오목부(232b)를 형성한다. 또한, 상기 제2 요철(233)은 상기 제1 기판(210)으로부터 상대적인 고저를 갖는 제2 볼록부(233a)와 제2 오목부(233b)를 형성한다. 이때, 상기 제2 요철(233)의 사이즈가 상기 제1 요철(232)의 사이즈보다 훨씬 작기 때문에 상기 제2 볼록부(233a)와 제2 오목부(233b) 사이의 높이 차는 상기 제1 볼록부(232a)와 제1 오목부(232b) 사이의 높이 차보다 훨씬 작다. 여기서, 상기 제2 볼록부(233a)와 제2 오목부(233b) 사이의 높이차는 0.2㎛이하인 것이 바람직하다.On the other hand, the first concave-convex 232 forms a first convex portion 232a and a first concave portion 232b having a relative height from the first substrate 210. In addition, the second unevenness 233 forms a second convex portion 233a and a second concave portion 233b having a relative height from the first substrate 210. At this time, since the size of the second concave-convex 233 is much smaller than the size of the first concave-convex 232, the height difference between the second convex portion 233a and the second concave portion 233b is the first convex portion. It is much smaller than the height difference between 232a and the first concave portion 232b. Here, the height difference between the second convex portion 233a and the second concave portion 233b is preferably 0.2 μm or less.
도 1에 도시된 상기 제2 요철(233)의 사이즈는 상기 제1 요철(323)의 사이즈에 비하여 아주 작기 때문에 상기 투과 영역(T)에서 상기 유기 절연막(230)의 표면 구조를 실질적으로 플랫한 구조로 본다.Since the size of the second unevenness 233 illustrated in FIG. 1 is very small compared to the size of the first unevenness 323, the surface structure of the organic insulating layer 230 in the transmission region T may be substantially flat. Seen as a structure.
이후, 상기 유기 절연막(230)과, 상기 콘택홀(231)에 의해 노출된 상기 드레인 전극(226)과, 상기 콘택홀(231)의 측벽에는 상기 화소전극이 균일한 두께로 도포된다. 구체적으로, 상기 유기 절연막(230)과, 콘택홀(231) 상에는 인듐 틴 옥사이드(Indium Tin Oxide; 이하, ITO) 또는 인듐 징크 옥사이드(Indium Zinc Oxide; 이하, IZO)로 이루어진 투명 전극(240)이 균일한 두께로 적층된다. 따라서, 상기 투명 전극(240)은 상기 유기 절연막(230)과 동일한 표면 구조를 갖는다.Subsequently, the pixel electrode is applied to the organic insulating layer 230, the drain electrode 226 exposed by the contact hole 231, and the sidewall of the contact hole 231 with a uniform thickness. Specifically, on the organic insulating layer 230 and the contact hole 231, a transparent electrode 240 made of indium tin oxide (ITO) or indium zinc oxide (IZO) is formed. Laminated to a uniform thickness. Therefore, the transparent electrode 240 has the same surface structure as the organic insulating layer 230.
또한, 상기 투명 전극(240) 위로는 반사율이 뛰어난 알루미늄(Al)으로 이루어진 반사 전극(250)이 균일한 두께로 적층된다. 이때, 상기 반사 전극(250)에는 상기 투명 전극(240)의 소정 영역을 노출시키는 투과창(251)이 형성되어 있다. 구체적으로, 상기 투과창(251)은 상기 투과 영역(T)에 대응하여 형성된다.In addition, the reflective electrode 250 made of aluminum (Al) having excellent reflectance is stacked on the transparent electrode 240 in a uniform thickness. In this case, the reflective electrode 250 has a transmission window 251 exposing a predetermined region of the transparent electrode 240 is formed. Specifically, the transmission window 251 is formed corresponding to the transmission region (T).
도면에 도시하지는 않았지만, 상기 반사 전극(250)과 투과창(251) 상에는 제1 배향막(미도시)이 더 형성된다. 구체적으로, 상기 제1 배향막은 상기 반사 전극(250)과 투과창(251) 상에 폴리 이미드(polyimid) 계통의 유기막을 도포한 후, 소정의 방향으로 러빙하여 형성된다.Although not shown, a first alignment layer (not shown) is further formed on the reflective electrode 250 and the transmission window 251. Specifically, the first alignment layer is formed by coating an organic film of a polyimide system on the reflective electrode 250 and the transmission window 251 and then rubbing in a predetermined direction.
한편, 상기 컬러필터기판(300)은 제2 기판(310) 상에 컬러필터(320)와, 공통 전극(330)과, 제2 배향막(미도시)이 순차적으로 형성된 기판이다. 상기 컬러필터기판(300)은 상기 공통 전극(330)이 상기 화소전극(240, 250))과 마주보도록 상기 TFT 기판(200)과 대향하여 결합한다. 이와 같이, 상기 컬러필터기판(300)과 상기 TFT 기판(200)이 대향하여 결합되면, 상기 컬러필터기판(300)과 상기 TFT 기판(200)과의 사이에는 액정층(400)이 주입된다. 이로써, 상기 반사-투과형 액정 표시 장치(500)가 완성된다.Meanwhile, the color filter substrate 300 is a substrate on which the color filter 320, the common electrode 330, and the second alignment layer (not shown) are sequentially formed on the second substrate 310. The color filter substrate 300 is coupled to face the TFT substrate 200 such that the common electrode 330 faces the pixel electrodes 240 and 250. As such, when the color filter substrate 300 and the TFT substrate 200 are coupled to face each other, the liquid crystal layer 400 is injected between the color filter substrate 300 and the TFT substrate 200. Thus, the reflection-transmissive liquid crystal display 500 is completed.
이때, 상기 반사-투과형 액정 표시 장치(500)는 다음과 같은 셀갭을 갖는다. 여기서, 셀갭은 상기 TFT 기판(200)과 상기 컬러필터기판(300)과의 거리로 정의된다. 구체적으로, 상기 반사 영역(R)은 상기 제1 볼록부(232a에서 제1 셀갭(d1)을 갖고, 제1 오목부에서 제2 셀갭(d2)을 갖는다. 한편, 상기 투과 영역은 상기 제2 볼록부에서 제3 셀갭(d3)을 갖고, 제2 오목부에서 제4 셀갭(d4)을 갖는다. 이때, 상기 제3 셀갭(d3)과 제4 셀갭(d4)의 편차는 0.2㎛ 이하인 것이 바람직하다. 또한, 상기 제3 셀갭(d3)과 제4 셀갭(d4)의 평균값(d3 + d4 / 2)은 상기 제1 셀갭(d1)과 제2 셀갭(d2)의 평균값(d1 + d2 / 2)과 동일한 것이 바람직하다.In this case, the reflection-transmissive liquid crystal display 500 has a cell gap as follows. Here, the cell gap is defined as the distance between the TFT substrate 200 and the color filter substrate 300. Specifically, the reflective region R has a first cell gap d1 at the first convex portion 232a and a second cell gap d2 at a first concave portion. It has a 3rd cell gap d3 in a convex part, and has a 4th cell gap d4 in a 2nd concave part, At this time, the deviation of the said 3rd cell gap d3 and the 4th cell gap d4 is 0.2 micrometer or less. In addition, the average value d3 + d4 / 2 of the third cell gap d3 and the fourth cell gap d4 is an average value d1 + d2 / 2 of the first cell gap d1 and the second cell gap d2. It is preferable that the same as).
이와 같이 형성된 상기 반사-투과형 액정 표시 장치(500)는 외부 광량에 반응하여 반사 영역(R) 또는 투과 영역(T)에서 영상을 표시한다.The reflection-transmissive liquid crystal display 500 formed as described above displays an image in the reflection area R or the transmission area T in response to the amount of external light.
구체적으로, 상기 반사 영역(R)에서는 상기 컬러필터기판(300)을 통해 입사된 제1 광(L1)에 의해 영상을 표시한다. 이를 반사 모드로 정의한다. 상기 반사 모드는 외부 광량이 화면을 구현하기에 충분한 경우에 사용된다. 상기 반사 모드에서 상기 제1 광(L1)은 상기 반사 전극(250)에 의해 반사된 후, 상기 액정층(400)으로 제공된다. 이후, 상기 제1 광(L1)은 상기 액정층(400)에 의해 광량이 조절되어 상기 컬러필터기판(300) 측으로 제공된다. 이로써, 상기 반사-투과형 액정 표시 장치(500)는 상기 반사 모드에서 넓은 시야각을 갖는 화면을 구현할 수 있다.In detail, the reflection area R displays an image by the first light L1 incident through the color filter substrate 300. This is defined as the reflection mode. The reflection mode is used when the amount of external light is sufficient to implement the screen. In the reflective mode, the first light L1 is reflected by the reflective electrode 250 and then provided to the liquid crystal layer 400. Thereafter, the first light L1 is controlled by the liquid crystal layer 400 to be provided to the color filter substrate 300. Thus, the reflection-transmissive liquid crystal display 500 may implement a screen having a wide viewing angle in the reflection mode.
한편, 상기 투과 영역(T)에서는 상기 반사-투과형 액정 표시 장치(500) 자체적으로 생성되고 상기 제1 기판(210)을 통과하여 입사된 제2 광(L2)에 의해 영상을 표시한다. 이를 투과 모드로 정의한다. 상기 투과 모드는 외부 광량이 화면을 구현하기에 부족한 경우에 사용된다. 상기 투과 모드에서 상기 제2 광(L2)은 상기 제1 기판(210)과 상기 투명 전극(240)과, 투과창(251)을 순차적으로 통과한 후 상기 액정층(400)으로 제공된다.Meanwhile, in the transmission region T, an image is displayed by the second light L2 generated by the reflection-transmissive liquid crystal display 500 itself and incident through the first substrate 210. This is defined as the transmission mode. The transmission mode is used when the amount of external light is insufficient to implement the screen. In the transmission mode, the second light L2 is sequentially provided through the first substrate 210, the transparent electrode 240, and the transmission window 251, and then provided to the liquid crystal layer 400.
이때, 상기 투과 영역(T)에는 상기 반사 영역(R)에 형성된 상기 제1 요철(232)에 비하여 사이즈가 훨씬 작은 상기 제2 요철(233)이 형성됨으로써 상기 제2 광(L2)의 편광 상태나 경로를 크게 변경시키지 않으면서 출사시킨다. 이후, 상기 투명 전극(240)을 통과한 상기 제2 광(L2)은 상기 액정층(400)에 의해 광량이 조절되어 상기 컬러필터기판(300) 측으로 제공된다. 이로써, 상기 반사-투과형 액정 표시 장치(500)는 상기 투과 모드에서 화면을 구현하는데 있어서, 상기 제2 광(L2)의 투과율을 증가시킬 수 있고, 시인성을 향상시킬 수 있다.In this case, the second concave-convex 233 having a much smaller size than the first concave-convex 232 formed in the reflective region R is formed in the transmission region T, thereby the polarization state of the second light L2 is formed. I'm out without changing the path. Thereafter, the second light L2 passing through the transparent electrode 240 is controlled by the liquid crystal layer 400 and provided to the color filter substrate 300. As a result, the reflection-transmissive liquid crystal display 500 may increase the transmittance of the second light L2 and improve visibility in realizing the screen in the transmission mode.
이하, 도면들을 참조하여 도 3에 도시된 반사-투과형 액정 표시 장치(500)를 제조하는 공정을 구체적으로 설명하기로 한다.Hereinafter, a process of manufacturing the reflection-transmissive liquid crystal display 500 shown in FIG. 3 will be described in detail with reference to the drawings.
도 3a 내지 도 3i는 도 2에 도시된 반사-투과형 액정 표시 장치의 제조 공정을 구체적으로 나타낸 도면들이다.3A to 3I are views illustrating a manufacturing process of the reflection-transmissive liquid crystal display shown in FIG. 2 in detail.
도 3a를 참조하면, 유리 또는 세라믹과 같은 절연 물질로 이루어진 제1기판(210) 상에 알루미늄(Al), 크롬(Cr) 또는 몰리브덴 텅스텐(MoW)으로 이루어진 제1 금속막(미도시)을 스퍼터링 방법에 의해 증착한 후, 상기 제1 금속막을 패터닝하여 게이트 전극(221)을 형성한다.Referring to FIG. 3A, sputtering a first metal film (not shown) made of aluminum (Al), chromium (Cr), or molybdenum tungsten (MoW) on a first substrate 210 made of an insulating material such as glass or ceramic. After deposition by the method, the first metal film is patterned to form a gate electrode 221.
이어서, 상기 게이트 전극(221)이 형성된 제1 기판(210)의 전면에 실리콘 질화물을 플라즈마 화학기상증착(Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition; 이하, PECVD) 방법에 의해 증착하여 게이트 절연막(222)을 형성한다.Subsequently, silicon nitride is deposited on the entire surface of the first substrate 210 on which the gate electrode 221 is formed by plasma-enhanced chemical vapor deposition (PECVD) to form a gate insulating layer 222. do.
상기 게이트 절연막(222) 상에 액티브층(미도시)으로서, 예컨대 비정질실리콘막을 PECVD 방법에 의해 증착하고, 그 위에 오믹 콘택층(미도시)으로서, 예컨대 n+도핑된 비정질실리콘막을 PECVD 방법에 의해 증착한다. 이때, 상기 비정질실리콘막과 n+도핑된 비정질실리콘막을 PECVD 설비의 동일 챔버 내에서 인-시튜(in-situ)로 증착한다. 이어서, 상기 오믹 콘택층과 액티브층을 차례로 패터닝하여 게이트 전극(221) 윗부분의 게이트 절연막(222) 상에 비정질실리콘막으로 이루어진 액티브 패턴(223)과 n+도핑된 비정질실리콘막으로 이루어진 오믹 콘택층 패턴(224)을 형성한다.An amorphous silicon film is deposited on the gate insulating film 222 as an active layer (not shown), for example, by PECVD, and an n + doped amorphous silicon film is deposited thereon, as an ohmic contact layer (not shown), by PECVD. Deposit. In this case, the amorphous silicon film and the n + doped amorphous silicon film are deposited in-situ in the same chamber of the PECVD facility. Subsequently, the ohmic contact layer and the active layer are sequentially patterned to form an active pattern 223 made of an amorphous silicon film on the gate insulating layer 222 on the gate electrode 221 and an ohmic contact layer made of an n + doped amorphous silicon film. Pattern 224 is formed.
상기 결과물의 전면에 크롬(Cr)과 같은 제2 금속막(미도시)을 스퍼터링 방법에 의해 증착한 후, 상기 제2 금속막을 패터닝하여 소오스 전극(225) 및 드레인 전극(226)을 형성한다. 계속해서, 상기 소오스 전극(225)과 드레인 전극(226) 사이의 노출된 오믹 콘택 패턴(224)을 반응성 이온 식각(Reactive Ion Etching; RIE) 방법에 의해 제거해낸다.After depositing a second metal film (not shown) such as chromium (Cr) on the entire surface of the resultant by a sputtering method, the second metal film is patterned to form a source electrode 225 and a drain electrode 226. Subsequently, the exposed ohmic contact pattern 224 between the source electrode 225 and the drain electrode 226 is removed by a reactive ion etching (RIE) method.
이로써, 상기 제1 기판(210) 상에는 상기 게이트 전극(221)과, 액티브 패턴(223)과, 오믹 콘택층 패턴(224)과, 소오스 전극(225)과, 드레인 전극(226)을 포함하는 TFT(220)가 형성된다.Accordingly, the TFT including the gate electrode 221, the active pattern 223, the ohmic contact layer pattern 224, the source electrode 225, and the drain electrode 226 is formed on the first substrate 210. 220 is formed.
도 3b를 참조하면, 상기 TFT(220)가 형성된 상기 제1 기판(210)의 전면에는 아크릴계 수지와 같은 감광성 유기 절연층(235)을 스핀-코팅 방법이나 슬릿-코팅 방법을 통해 도포한다.Referring to FIG. 3B, a photosensitive organic insulating layer 235 such as an acrylic resin is coated on the entire surface of the first substrate 210 on which the TFT 220 is formed by spin-coating or slit-coating.
도 3c를 참조하면, 상기 유기 절연층(235)은 상에는 소정의 패턴이 형성되어 있는 제1 마스크(260)가 형성된다. 상기 제1 마스크(260)는 상기 반사 영역(R)에 상기 제1 요철(232)을 형성하기 위하여 상기 제1 오목부(232b)에 대응하는 제1 개구부(261)가 형성된 노광 영역(A)과, 상기 투과 영역(T)에 제2 요철(233)을 형성하기 위하여 상기 제2 오목부(233b)에 대응하는 제2 개구부(262)가 형성된 슬릿 노광 영역(B)을 갖는다. 여기서, 상기 제1 마스크(260)는 상기 드레인 전극(226)의 일부분을 노출시키는 콘택홀 형성 영역(C)을 더 포함한다.Referring to FIG. 3C, a first mask 260 having a predetermined pattern is formed on the organic insulating layer 235. The first mask 260 is an exposure area A in which a first opening 261 corresponding to the first concave portion 232b is formed to form the first unevenness 232 in the reflection area R. FIG. And a slit exposure area B in which a second opening portion 262 corresponding to the second concave portion 233b is formed so as to form second unevenness 233 in the transmission region T. The first mask 260 further includes a contact hole forming region C exposing a portion of the drain electrode 226.
이때, 상기 노광 영역(A)에 형성된 상기 제1 개구부(261)의 폭(w1)은 상기 슬릿 노광 영역(B)에 형성된 상기 제2 개구부(262)의 폭(w2)보다 훨씬 작게 형성된다. 따라서, 상기 제2 개구부(262)에서의 노광량이 상기 제1 개구부(261)에서의 노광량에 비하여 훨씬 적다. 이후, 상기 유기 절연층(235)을 노광한 후, 테트라메틸-수산화암모늄(TMAH) 현상액을 이용하여 현상한다. 그러면, 상기 유기 절연층(235)에는 노광된 영역이 제거되면서 제1 요철 패턴(235a)과, 상기 제1 요철 패턴(235a)보다 작은 사이즈를 갖는 제2 요철 패턴(235b)이 형성된다. 또한, 상기 콘택홀 형성 영역(C)에는 상기 드레인 전극(226)을 노출시키는 콘택홀(231)이 형성된다.In this case, the width w1 of the first opening 261 formed in the exposure area A is much smaller than the width w2 of the second opening 262 formed in the slit exposure area B. Therefore, the exposure amount at the second opening 262 is much smaller than the exposure amount at the first opening 261. Thereafter, the organic insulating layer 235 is exposed, and then developed using a tetramethyl-ammonium hydroxide (TMAH) developer. Then, the first uneven pattern 235a and the second uneven pattern 235b having a smaller size than the first uneven pattern 235a are formed in the organic insulating layer 235 while the exposed region is removed. In addition, a contact hole 231 exposing the drain electrode 226 is formed in the contact hole forming region C.
도 3d를 참조하면, 리플로우(reflow), 아웃개싱(outgassing) 및 용매 제거의 목적으로 상기 유기 절연층(235)을 하드-베이크(hard-bake)시킨다. 이후, 약 200℃ 이상의 온도에서 1시간 이상 큐어링(curing)을 실시하여 상기 유기 절연층(235)을 경화 및 안정화시킨다. 상기 큐어링 단계는 하드-베이킹 효과를 더욱 강화시키기 위해 실시한다.Referring to FIG. 3D, the organic insulating layer 235 is hard-baked for the purpose of reflow, outgassing, and solvent removal. Thereafter, curing is performed at a temperature of about 200 ° C. or more for at least 1 hour to cure and stabilize the organic insulating layer 235. The curing step is carried out to further enhance the hard-baking effect.
이때, 퍼니스(furnace) 또는 오븐(oven)(270)에서 하드-베이크 공정 및 큐어링 공정을 각각 200℃에서 1시간 동안 실시하여 상기 유기 절연층(235)의 리플로우를 통해 상기 제1 및 제2 요철 패턴(235a, 235b)의 기울기를 조절한다. 따라서, 상기 반사 영역(R)에는 조절된 기울기를 갖는 제1 요철(232)이 형성되고, 상기 투과 영역(T)에는 조절된 기울기를 갖는 제2 요철(233)이 형성된 유기 절연막(230)이 완성된다.At this time, the first and the first through the reflow of the organic insulating layer 235 by performing a hard-baking process and a curing process in the furnace (furnace) or oven (270) for 1 hour at 200 ℃ 2 Adjust the inclination of the uneven patterns 235a and 235b. Accordingly, the organic insulating layer 230 having the first unevenness 232 having the adjusted inclination is formed in the reflection region R, and the second unevenness 233 having the adjusted inclination is formed in the transmission region T. Is completed.
도 3e를 참조하면, 상기 유기 절연막(230) 및 콘택홀(231) 상에 ITO 또는 IZO와 같은 투명 도전막을 균일한 두께로 증착하여 투명 전극(240)을 형성한다. 상기 투명 전극(240)은 상기 콘택홀(231)을 통해 상기 TFT(220)의 드레인 전극(226)과 접속된다. 이때, 상기 투명 전극(240)은 상기 유기 절연막(230) 상에 균일한 두께로 적층되기 때문에 상기 유기 절연막(230)과 동일한 표면 구조를 갖는다.Referring to FIG. 3E, a transparent conductive film such as ITO or IZO is deposited on the organic insulating layer 230 and the contact hole 231 to a uniform thickness to form a transparent electrode 240. The transparent electrode 240 is connected to the drain electrode 226 of the TFT 220 through the contact hole 231. In this case, the transparent electrode 240 has the same surface structure as that of the organic insulating layer 230 because the transparent electrode 240 is laminated on the organic insulating layer 230 with a uniform thickness.
다음 도 3f를 참조하면, 상기 투명 전극(240) 상에는 알루미늄과 같이 반사율이 뛰어난 금속층을 균일한 두께로 증착하여 반사 전극층(255)을 형성한다. 이후 도 3g를 참조하면, 상기 반사 전극층(255) 상에는 소정의 패턴이 형성되어 있는제2 마스크(280)가 형성된다. 구체적으로, 상기 제2 마스크(280)에는 상기 투과 영역(T)에 대응하는 상기 반사 전극층(255)을 노광하기 위한 개구부(281)가 형성되어 있다.Next, referring to FIG. 3F, the reflective electrode layer 255 is formed on the transparent electrode 240 by depositing a metal layer having excellent reflectance such as aluminum with a uniform thickness. 3G, a second mask 280 having a predetermined pattern is formed on the reflective electrode layer 255. In detail, an opening 281 is formed in the second mask 280 to expose the reflective electrode layer 255 corresponding to the transmission region T.
다음, 상기 반사 전극층(255)을 노광한 후 현상액을 이용하여 현상하면, 상기 투과 영역(T)에 대응하는 부분에서 상기 반사 전극층(255)이 제거되면서 상기 투명 전극(240)을 노출시키기 위한 투과창(251)이 형성된 반사 전극(250)이 형성된다. 이로써, 상기 TFT 기판(200)이 완성된다.Next, when the reflective electrode layer 255 is exposed and developed using a developing solution, the reflective electrode layer 255 is removed from the portion corresponding to the transparent region T while the transparent electrode 240 is exposed. The reflective electrode 250 having the window 251 is formed. Thus, the TFT substrate 200 is completed.
도 3h를 참조하면, 제2 기판(310) 상에 컬러필터(320)와, 공통 전극(330)과, 제2 배향막(미도시)을 순차적으로 적층됨으로써 상기 컬러필터기판(300)을 형성된다. 이후, 도 3i를 참조하면, 상기 TFT 기판(200)과 상기 컬러필터기판(300)이 얼라인먼트된다. 구체적으로, 상기 TFT 기판(200)과 컬러필터기판(300)은 상기 반사 전극(250)과 상기 공통 전극(330)이 서로 마주보도록 배치된다.Referring to FIG. 3H, the color filter substrate 300 is formed by sequentially stacking the color filter 320, the common electrode 330, and the second alignment layer (not shown) on the second substrate 310. . Subsequently, referring to FIG. 3I, the TFT substrate 200 and the color filter substrate 300 are aligned. Specifically, the TFT substrate 200 and the color filter substrate 300 are disposed such that the reflective electrode 250 and the common electrode 330 face each other.
다음 도 2를 참조하면, 상기 TFT 기판(200)과 컬러필터기판(300)과의 사이에는 액정층(400)이 형성됨으로써, 상기 반사-투과형 액정 표시 장치(500)가 완성된다.Next, referring to FIG. 2, the liquid crystal layer 400 is formed between the TFT substrate 200 and the color filter substrate 300, thereby completing the reflection-transmissive liquid crystal display device 500.
도 6은 Δnd에 따른 투과율의 변화를 나타낸 그래프이다. 여기서, n은 굴절율 이방성이고, d는 반사-투과형 액정 표시 장치의 셀갭이다.6 is a graph showing a change in transmittance according to Δnd. Here, n is refractive anisotropy and d is a cell gap of the reflection-transmissive liquid crystal display device.
도 6을 참조하면, 반사-투과형 액정 표시 장치의 투과율은 Δnd가 0.24㎛일 때, 최대가 된다. 여기서, n은 고정되어 있는 상수이므로 상기 반사-투과형 액정 표시 장치의 투과율을 최대로 하기 위해서는 상기 반사-투과형 액정 표시 장치의셀갭(d)을 조절하는 것이 중요하다.Referring to FIG. 6, the transmittance of the reflection-transmissive liquid crystal display becomes maximum when Δnd is 0.24 μm. Since n is a fixed constant, it is important to adjust the cell gap d of the reflection-transmission liquid crystal display device in order to maximize the transmittance of the reflection-transmission liquid crystal display device.
종래 도면인 도 1에 도시된 바와 같이, 투과모드에서의 상기 셀갭이 큰 폭으로 변화되면 그에 따라 상기 투과율도 변화된다. 이러한 투과율의 변화는 궁극적으로 반사-투과형 액정 표시 장치의 대비비(Contrast Ratio; C/R)를 저하시키고, 더 나아가 시인성을 감소시킨다. 그러나, 본 발명의 도면인 도 2에 도시된 바와 같이, 투과모드에서의 셀갭 편차가 최소화된 상기 반사-투과형 액정 표시 장치에서는 상기 투과율의 변화도 최소화된다. 따라서, 상기 반사-투과형 액정 표시 장치의 대비비 및 시인성이 향상된다.As shown in FIG. 1, which is a conventional drawing, when the cell gap in the transmission mode is greatly changed, the transmittance is also changed accordingly. This change in transmittance ultimately lowers the contrast ratio (C / R) of the reflection-transmissive liquid crystal display device, and further reduces visibility. However, as shown in FIG. 2, which is a diagram of the present invention, the change in transmittance is also minimized in the reflection-transmissive liquid crystal display device in which the cell gap variation in the transmission mode is minimized. Thus, contrast ratio and visibility of the reflection-transmissive liquid crystal display device are improved.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 반사-투과형 액정 표시 장치를 구체적으로 나타낸 단면도이다.4 is a cross-sectional view illustrating in detail a reflective-transmissive liquid crystal display device according to another exemplary embodiment of the present invention.
도 4를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 반사-투과형 액정 표시 장치(900)는 TFT 기판(600)과, 상기 TFT 기판(620)과 대향하여 구비되는 컬러필터기판(700)과, 상기 TFT 기판(600)과 상기 컬러필터기판(700)과의 사이에 주입된 액정층(800)으로 이루어진다.Referring to FIG. 4, the reflection-transmissive liquid crystal display device 900 according to another embodiment of the present invention includes a TFT substrate 600, a color filter substrate 700 provided to face the TFT substrate 620, The liquid crystal layer 800 is injected between the TFT substrate 600 and the color filter substrate 700.
상기 TFT 기판(600)은 제1 기판(610)과, 상기 제1 기판(610) 상에 형성된 TFT(620)와, 상기 TFT(620)를 포함하는 상기 제1 기판(610) 상에 형성된 유기 절연막(630)과, 상기 유기 절연막(630) 상에는 투명 전극(640)과 반사 전극(650)으로 이루어진 화소전극을 포함한다.The TFT substrate 600 includes a first substrate 610, a TFT 620 formed on the first substrate 610, and an organic layer formed on the first substrate 610 including the TFT 620. The insulating layer 630 includes a pixel electrode including a transparent electrode 640 and a reflective electrode 650 on the organic insulating layer 630.
상기 유기 절연막(630)은 다수의 요철(632)이 형성된 영역과 플랫한 표면 구조를 갖는 영역으로 구분된다. 여기서, 상기 다수의 요철(632)이 형성된 영역은 상기 반사 전극(650)에 의하여 영상을 표시하는 반사 영역(R)이고, 상기 플랫한 표면 구조를 갖는 영역은 상기 투명 전극(640)에 의해 영상을 표시하는 투과 영역(T)이다. 상기 유기 절연막(630)에는 상기 드레인 전극(626)을 노출시키기 위한 콘택홀(631)이 형성되어 있다. 상기 요철(632)은 상기 제1 기판(610)으로부터 상대적인 고저를 갖는 볼록부(632a)와 오목부(632b)로 이루어진다.The organic insulating layer 630 is divided into a region having a plurality of irregularities 632 and a region having a flat surface structure. Here, the region where the plurality of irregularities 632 is formed is a reflective region R for displaying an image by the reflective electrode 650, and the region having the flat surface structure is an image by the transparent electrode 640. It is the transmission area | region T which shows. A contact hole 631 is formed in the organic insulating layer 630 to expose the drain electrode 626. The unevenness 632 includes a convex portion 632a and a concave portion 632b having a relative height from the first substrate 610.
상기 유기 절연막(630) 상에는 ITO 또는 IZO로 이루어진 투명 전극(640)이 균일한 두께로 적층된다. 따라서, 상기 투명 전극(640)은 상기 유기 절연막(630)과 동일한 표면 구조를 갖는다. 상기 투명 전극(640) 상에는 상기 투과 영역(T)과 대응하는 부분에 상기 투명 전극(640)을 노출시키는 투과창(651)이 형성된 반사 전극(650)이 균일한 두께로 적층된다. 따라서, 상기 반사 영역(R)에서 상기 반사 전극(650)은 요철 구조를 갖고, 상기 투과창(651)이 형성된 상기 투과 영역(T)에서는 플랫한 표면 구조를 갖는다. 한편, 도면에 도시하지는 않았지만 상기 반사 전극(650)과 투과창(651) 상에는 제1 배향막(미도시)이 더 형성된다.On the organic insulating layer 630, a transparent electrode 640 made of ITO or IZO is stacked with a uniform thickness. Therefore, the transparent electrode 640 has the same surface structure as the organic insulating layer 630. On the transparent electrode 640, a reflective electrode 650 having a transmission window 651 exposing the transparent electrode 640 on a portion corresponding to the transmission region T is stacked with a uniform thickness. Therefore, in the reflective region R, the reflective electrode 650 has a concave-convex structure, and has a flat surface structure in the transmissive region T in which the transmissive window 651 is formed. Although not shown in the drawings, a first alignment layer (not shown) is further formed on the reflective electrode 650 and the transmission window 651.
한편, 상기 컬러필터기판(700)은 제2 기판(710) 상에 컬러필터(720)와, 공통 전극(730)과, 제2 배향막(미도시)이 순차적으로 형성된 기판이다. 상기 컬러필터기판(700)은 상기 공통 전극(730)이 상기 화소전극(640, 650)과 마주보도록 상기 TFT 기판(600)과 대향하여 결합한다. 이와 같이, 상기 컬러필터기판(700)과 상기 TFT 기판(600)이 대향하여 결합되면, 상기 컬러필터기판(700)과 상기 TFT 기판(600)과의 사이에는 액정층(800)이 주입된다. 이로써, 상기 반사-투과형 액정 표시 장치(900)가 완성된다.The color filter substrate 700 is a substrate on which the color filter 720, the common electrode 730, and the second alignment layer (not shown) are sequentially formed on the second substrate 710. The color filter substrate 700 is coupled to face the TFT substrate 600 such that the common electrode 730 faces the pixel electrodes 640 and 650. As such, when the color filter substrate 700 and the TFT substrate 600 are coupled to face each other, the liquid crystal layer 800 is injected between the color filter substrate 700 and the TFT substrate 600. Thus, the reflection-transmissive liquid crystal display device 900 is completed.
이때, 상기 반사-투과형 액정 표시 장치(900)는 다음과 같은 셀갭을 갖는다. 여기서, 셀갭은 상기 TFT 기판(600)과 상기 컬러필터기판(700)과의 거리로 정의된다. 구체적으로, 상기 반사 영역(R)은 상기 볼록부(632a)에서 제1 셀갭(d1)을 갖고, 상기 오목부(632b)에서 제2 셀갭(d2)을 갖는다. 한편, 상기 투과 영역(T)은 표면이 플랫하기 때문에 균일한 제3 셀갭(d3)을 갖는다. 구체적으로, 상기 제3 셀갭(d3)은 상기 제1 셀갭(d1)보다 크고 상기 제2 셀갭(d2)보다 작은 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게, 상기 제3 셀갭(d3)은 상기 제1 셀갭(d1)과 제2 셀갭(d2)의 평균값(d1 + d2 / 2)이다.In this case, the reflection-transmissive liquid crystal display device 900 has a cell gap as follows. Here, the cell gap is defined as the distance between the TFT substrate 600 and the color filter substrate 700. Specifically, the reflective region R has a first cell gap d1 at the convex portion 632a and a second cell gap d2 at the concave portion 632b. On the other hand, the transmission region T has a uniform third cell gap d3 because the surface is flat. Specifically, the third cell gap d3 may be larger than the first cell gap d1 and smaller than the second cell gap d2. More preferably, the third cell gap d3 is an average value d1 + d2 / 2 of the first cell gap d1 and the second cell gap d2.
이하, 도면들을 참조하여 도 4에 도시된 반사-투과형 액정 표시 장치(900)를 제조하는 공정을 구체적으로 설명한다.Hereinafter, a process of manufacturing the reflection-transmissive liquid crystal display device 900 shown in FIG. 4 will be described in detail with reference to the drawings.
도 5a 내지 도 5c는 도 4에 도시된 TFT 기판의 제조 공정을 나타낸 도면들이다.5A to 5C are views illustrating a manufacturing process of the TFT substrate illustrated in FIG. 4.
도 5a를 참조하면, 상기 TFT(620)가 형성된 상기 제1 기판(610)의 전면에는 아크릴계 수지와 같은 감광성 유기 절연층(635)을 스핀-코팅 방법이나 슬릿-코팅 방법을 통해 도포한다.Referring to FIG. 5A, a photosensitive organic insulating layer 635 such as an acrylic resin is coated on the entire surface of the first substrate 610 on which the TFT 620 is formed by spin-coating or slit-coating.
도 5b를 참조하면, 상기 유기 절연층(635) 상에는 소정의 패턴이 형성되어 있는 제3 마스크(660)가 형성된다. 상기 제3 마스크(660)는 상기 반사 영역(R)에 상기 요철(632)을 형성하기 위하여 상기 오목부(632a)에 대응하여 개구부(661)가 형성된 노광 영역(A)과, 상기 투과 영역(T)의 표면을 플랫하게 하면서 셀갭을 조정하기 위한 부분 노광 영역(B)을 갖는다. 또한, 상기 제3 마스크(660)는 상기 드레인 전극(626)의 일부분을 노출시키는 콘택홀 형성 영역(C)을 더 포함한다. 이때, 상기 노광 영역(A)에서의 상기 제3 마스크(660)의 두께(t1)는 상기 부분 노광 영역(B)에서의 상기 제3 마스크(600)의 두께(t2)보다 얇다.Referring to FIG. 5B, a third mask 660 having a predetermined pattern is formed on the organic insulating layer 635. The third mask 660 includes an exposure area A in which openings 661 are formed corresponding to the recess 632a to form the unevenness 632 in the reflection area R, and the transmission area ( It has a partial exposure area B for adjusting the cell gap while making the surface of T) flat. In addition, the third mask 660 further includes a contact hole forming region C exposing a portion of the drain electrode 626. In this case, the thickness t1 of the third mask 660 in the exposure area A is thinner than the thickness t2 of the third mask 600 in the partial exposure area B. FIG.
이후, 상기 유기 절연층(635)을 노광한 후, 테트라메틸-수산화암모늄 현상액을 이용하여 현상한다. 그러면, 상기 유기 절연층(635)의 노광된 영역이 제거되면서 상기 유기 절연층(635)에는 상기 반사 영역(R)에 대응하여 요철(632)이 형성되고, 상기 투과 영역(T)에 대응하여 플랫한 표면 구조로 형성된다. 한편, 상기 콘택홀 형성 영역(C)에는 상기 드레인 전극(626)을 노출시키는 콘택홀(631)이 형성된다.Thereafter, the organic insulating layer 635 is exposed, and then developed using a tetramethyl-ammonium hydroxide developer. Then, as the exposed region of the organic insulating layer 635 is removed, an unevenness 632 is formed in the organic insulating layer 635 corresponding to the reflective region R, and corresponding to the transmission region T. It is formed into a flat surface structure. In the contact hole forming region C, a contact hole 631 exposing the drain electrode 626 is formed.
도 5c를 참조하면, 리플로우, 아웃개싱 및 용매 제거의 목적으로 유기 절연층(635)을 하드-베이크시킨다. 이후, 상기 유기 절연층(635)을 약 200℃ 이상의 온도에서 1시간 이상 큐어링하여 경화 및 안정화된 유기 절연막(630)을 형성한다.Referring to FIG. 5C, the organic insulating layer 635 is hard-baked for the purpose of reflow, outgassing, and solvent removal. Thereafter, the organic insulating layer 635 is cured at a temperature of about 200 ° C. or more for at least 1 hour to form a cured and stabilized organic insulating layer 630.
도 5d를 참조하면, 상기 유기 절연막(630) 상에 투명 전극(640)과 반사 전극(650)이 순차적으로 형성됨으로써 상기 TFT 기판(600)이 완성된다.Referring to FIG. 5D, the TFT substrate 600 is completed by sequentially forming the transparent electrode 640 and the reflective electrode 650 on the organic insulating layer 630.
상술한 반사-투과형 액정 표시 장치 및 이의 제조 방법에 따르면, 상기 제1 기판 상에 제1 요철이 형성된 제1 영역과, 상기 제1 요철보다 작은 사이즈를 갖는 제2 요철이 형성된 제2 영역을 포함하는 유기 절연막을 형성한다. 이때, 상기 제1 영역은 반사 영역이고, 제2 영역은 투과 영역이다.According to the above-described reflection-transmissive liquid crystal display device and a method of manufacturing the same, a first region having first unevenness formed on the first substrate and a second region having second unevenness having a size smaller than the first unevenness are formed. An organic insulating film is formed. In this case, the first region is a reflection region, and the second region is a transmission region.
따라서, 상기 반사-투과형 액정 표시 장치는 투과 영역에서의 셀갭 편차를최소화함으로써 투과 모드에서의 투과율 및 시인성을 향상시킬 수 있다.Accordingly, the reflection-transmissive liquid crystal display device may improve transmittance and visibility in the transmission mode by minimizing cell gap variation in the transmission region.
또한, 상기 투과 영역의 셀갭 편차를 최소화하기 위하여 종래의 엠보싱 공정의 수행하는 과정에서 요철의 사이즈만을 조정하기 때문에 별도의 마스크를 이용하거나 추가되는 공정없이 진행할 수 있다.In addition, in order to minimize the cell gap variation of the transmission region, since only the size of the unevenness is adjusted in the process of performing the conventional embossing process, the process may be performed using a separate mask or without an additional process.
이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although described with reference to the embodiments above, those skilled in the art will understand that the present invention can be variously modified and changed without departing from the spirit and scope of the invention as set forth in the claims below. Could be.
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