JP2006171752A - 反射透過型液晶表示装置及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】反射モードと透過モード間の色再現性差を最少化する反射透過型液晶表示装置及びその製造方法を提供する。
【解決手段】第１基板２１０と、第１基板２１０上に形成され、透過領域Ａにおいて陥没部からなる透過窓２３２を有する透光性膜２３０と、透光性膜２３０上に形成され、透光性膜２３０の陥没部のため位置によって異なる厚さを有するカラーフィルタ２５０と、反射領域Ｂに位置し、透光性膜２３０とカラーフィルタ２５０との間に形成されている反射電極２４２と、第２基板２７１と、第２基板２７１上に形成されている共通電極２７３と、第１基板２１０と第２基板２７１との間に介在している液晶層とを備える液晶表示装置。
【選択図】図２

Description

本発明は、反射透過型液晶表示装置及びその製造方法に関する。

液晶表示装置は、動作モードに従って表示パネル背面に位置したバックライトから発生した光の提供を受けて映像を表示する透過型液晶表示装置と、装置外部から光の提供を受けて映像を表示する反射型液晶表示装置とに区分される。

近年、ディスプレイ装置の移動性が増加するにつれて、電力消耗が少なく、明るい室外で視認性が良い反射型液晶表示装置と、暗い室内で視認性が良い透過型液晶表示装置の両方の長所を取り入れた周辺光度の影響を大きく受けずに適切な視認性が確保できる反射透過型液晶表示装置の活用が増加している。

図１は、従来の反射透過型液晶表示装置を示す図である。

図１を参照すれば、従来の反射透過型液晶表示装置は、薄膜トランジスタ１２０が形成された薄膜トランジスタ基板１６０と、カラーフィルタ１５０と共通電極１７３が形成され、薄膜トランジスタ基板１６０と対向するカラーフィルタ基板１７０と、薄膜トランジスタ基板１６０とカラーフィルタ基板１７０の間に介在した液晶層１８０とからなる。

薄膜トランジスタ基板１６０は、第１絶縁基板１１０上に形成された薄膜トランジスタ１２０と、画素電極部１４０を構成して薄膜トランジスタと電気的に接続されている透明電極１４１及び反射電極１４２と、薄膜トランジスタ１２０と画素電極部１４０の間に介在した有機膜１３０とからなり、画素領域は、反射電極１４２が形成された反射領域Ｂと反射電極１４２が開口されて透明電極１４１が露出した透過領域Ａとに区分される。

カラーフィルタ基板１７０は、第２絶縁基板１７１上に形成されたカラーフィルタ層１５０及びカラーフィルタ層１５０を覆う共通電極１７３からなる。

このような構造を有する液晶表示装置１００は、カラーフィルタ基板１７０を介して入射される外部光Ｌ１を反射電極１４２で反射し、再びカラーフィルタ基板１７０を介して出射させることによって映像を表示する反射モードと、薄膜トランジスタ基板１６０の背面から入射するバックライト光Ｌ２をカラーフィルタ基板１７０を介して出射させることによって映像を表示する透過モードを有する。

このような構造において、反射モードの外部光Ｌ１は、カラーフィルタ層を２回通過するのに対し、透過モードのバックライト光Ｌ２は、カラーフィルタ層を１回通過し、両モード間の色再現性差が生じるという問題点がある。

また、反射モードの外部光Ｌ１が経験する光経路の長さは約２ｄであるのに対し、透過モードのバックライト光Ｌ２が経験する光経路の長さはｄで、差が存在するので、反射モードと透過モード間の光特性差が生じるという問題点がある。

本発明の目的は、反射モードと透過モード間の色再現性差を最少化する反射透過型液晶表示装置及びその製造方法を提供することである。

本発明の他の目的は、反射モードと透過モードの光が経験する光景経路の長さを同一にして、両モード間の光特性差を最少化した反射透過型液晶表示装置及びその製造方法を提供することである。

このような技術的課題を解決するために、本発明の反射透過型液晶表示装置は、第１基板、前記第１基板上に形成され、前記透過領域において陥没部を有する透光性膜、前記透光性膜上に形成され、前記透光性膜の陥没部のため位置によって異なる厚さを有するカラーフィルタ、前記ドレイン電極と電気的に接続されている透明電極、前記反射領域に位置して前記透光性膜と前記カラーフィルタとの間に形成されている反射電極、第２基板、前記第２基板上に形成されている共通電極、前記第１基板と前記第２基板との間に介在している液晶層を備える。

前記液晶表示装置は、前記第１基板上に形成されているゲート電極、前記ゲート電極の上または下に位置して前記ゲート電極と絶縁されている半導体層、及び前記半導体層と接続されているソース／ドレイン電極を有する薄膜トランジスタをさらに備え、前記ドレイン電極は前記透明電極及び前記反射電極と接続されることができる。

また、本発明の一実施形態によれば、前記液晶表示装置は、前記第２基板と前記共通電極との間に形成されている絶縁層をさらに備え、前記絶縁層は、前記透光性膜の陥没部と対向する陥没部を有している。

また、本発明の一実施形態によれば、前記絶縁層の陥没部は、前記反射領域における前記カラーフィルタの厚さと実質的に同一の深さを有する。

また、本発明の一実施形態によれば、前記透光性膜の陥没部は前記透光性膜が除去された部分である。

また、本発明の一実施形態によれば、前記透光性膜は表面に凹凸構造を有し、前記反射電極は前記透光性膜表面の凹凸構造に沿って凹凸構造を有する。

また、本発明の一実施形態によれば、前記カラーフィルタの表面は高さが均一である。

また、本発明の一実施形態によれば、前記透過領域における前記カラーフィルタの厚さは、前記反射領域におけるカラーフィルタの厚さの２倍である。

また、本発明の一実施形態によれば、前記透明電極は、前記透光性膜と前記反射電極との間、前記第１絶縁基板と前記透光性膜との間、または前記カラーフィルタ上に位置することができる。

また、本発明の一実施形態によれば、前記液晶層は電界がない時、前記第１及び第２基板と平行に同一方向に向けて配列される複数の液晶分子を有し、前記反射透過型液晶表示装置は、前記カラーフィルタと前記透明電極上に形成された配向層をさらに備えることができる。これに対し、前記液晶層は、電界がない時、前記第１及び第２基板に対して垂直に配列される複数の液晶分子を有することができる。

本発明の技術的課題を解決するための反射透過型液晶表示装置の製造方法は、第１基板に薄膜トランジスタを形成する段階、前記薄膜トランジスタ及び前記第１基板上に陥没部を有する透光性膜を形成する段階、前記透光性膜上に透明電極を形成する段階、前記透明電極上に前記透光性膜の陥没部以外の部分上に反射電極を形成する段階、前記反射電極及び前記透光性膜上にカラーフィルタ層を形成する段階、前記カラーフィルタ層上に透明電極を形成する段階、第２基板に絶縁層を形成する段階、前記絶縁層上に共通電極を形成する段階、前記第１基板と前記第２基板を整列する段階、前記第１基板と前記第２基板との間に液晶を入れる段階を含む。

また、本発明の一実施形態によれば、反射透過型液晶表示装置の製造方法は、前記透光性膜をスリット露光して、前記透光性膜の表面にエンボシング構造を形成する段階をさらに含む。

また、本発明の一実施形態によれば、反射透過型液晶表示装置の製造方法は、前記透光性膜の陥没部と対向する位置の前記絶縁層部分を少なくとも一部除去して陥没部を形成する段階をさらに含む。

また、本発明の一実施形態によれば、前記カラーフィルタ層を形成する段階は、カラーフィルタ転写フィルムのカラーフィルタ層を転写する段階、転写された前記カラーフィルタ層をパターニングする段階を含む。

また、本発明の一実施形態によれば、前記カラーフィルタ層を形成する段階は、第１カラーフィルタ転写フィルムの第１カラーフィルタ層を転写する段階、転写された前記第１カラーフィルタ層をパターニングして、前記透光性膜の陥没部を充填する第１カラーフィルタを形成する段階、第２カラーフィルタ転写フィルムの第２カラーフィルタ層を転写する段階、転写された前記第２カラーフィルタ層をパターニングして、前記反射電極上に位置する第２カラーフィルタを形成する段階を含む。

また、本発明の一実施形態によれば、前記第１カラーフィルタ層と前記第２カラーフィルタ層の転写は、ローラによる加圧で行なわれる。

また、本発明の一実施形態によれば、前記第１カラーフィルタ層と前記第２カラーフィルタ層の転写が行われる間、前記第１基板を１００〜１１０℃で加熱し、前記ローラは１２０〜１４０℃で加熱する。

添付した図面を参照して本発明の実施例について詳細に説明することによって本発明のいろいろな効果を明らかにしたい。

本発明によれば、反射モードと透過モード間の色再現性差を最少化することができる。また、反射モードと透過モードの光が経験する光景経路の長さを同一にして両モード間の光特性差を最少化することができる。

添付した図面を参照して、本発明の実施形態を、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施することができるように詳細に説明する。しかし、本発明は、多様な形態で実現することができ、ここで説明する実施形態に限定されない。

図面は、各種層及び領域を明確に表現するために、厚さを拡大して示している。明細書全体を通じて類似した部分については同一な参照符号を付けている。層、膜、領域、板などの部分が、他の部分の“上に”あるとする時、これは他の部分の“すぐ上に”ある場合に限らず、その中間に更に他の部分がある場合も含む。逆に、ある部分が他の部分の“すぐ上に”あるとする時、これは中間に他の部分がない場合を意味する。

図２、図３及び図４は、本発明の一実施形態による反射透過型液晶表示装置の断面図である。

図２を参照すれば、本実施形態による液晶表示装置は、互いに対向する薄膜トランジスタ基板２６０と、共通電極基板２７０と、両基板２６０、２７０の間に位置する液晶層２８０とを備える。

薄膜トランジスタ基板２６０は、ガラス、石英またはサファイアのような絶縁物質からなる絶縁基板２１０上に、複数の薄膜トランジスタ２２０、透光性膜２３０とカラーフィルタ層２５０が形成された基板である。

薄膜トランジスタ基板２６０は、絶縁基板２１０上に形成された薄膜トランジスタ２２０と、薄膜トランジスタ２２０と電気的に接続されている透明電極２４１及び反射電極２４２と、薄膜トランジスタ２２０上に位置する透光性膜２３０とからなる。ここで透明電極２４１と反射電極２４２が画素電極２４０をなす。

薄膜トランジスタ２２０は、ゲート電極２２１、ゲート絶縁膜２２２、半導体層２２６、ソース電極２２３及びドレイン電極２２４を有する。薄膜トランジスタ２２０は、図２に示すように、ゲート電極２２１上にゲート絶縁膜２２２、半導体層２２６が順次に積層されている下部ゲート方式であることも、その反対に、半導体層２２６上にゲート絶縁膜２２２、ゲート電極２２１が順次に積層された上部ゲート方式（図示せず）であることもできる。半導体層２２６は、非晶質シリコンまたは多結晶シリコンのいずれであってもよい。

絶縁性を有する透光性膜２３０は、薄膜トランジスタ２２０上に位置し、スピンコート法などで形成される。透光性膜２３０は、ＢＣＢ（ｂｉｓｂｅｎｚｏｃｙｃｌｏｂｕｔｅｎｅ）、ＰＦＣＢ（ｐｅｒｆｌｕｏｒｏｃｙｃｌｏｂｕｔｅｎｅ）などを含む感光性有機物質や、酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）、窒化ケイ素（ＳｉＮｘ）などを含む感光性無機絶縁物質からなる。

透光性膜２３０には、ドレイン電極２２４を部分的に露出させるコンタクトホール２３１と、バックライト（図示せず）からの光Ｌ２を透過させる透過窓２３２が形成されている。

透過窓２３２は、透光性膜２３０が完全に除去されてゲート絶縁膜２２２が露出した部分であって、透過窓２３２がある部分とその他の部分との間の段差Ｄ１によって透光性膜２３０に陥没部が形成されている。したがって、この陥没部が透過窓２３２になっている。

ここでは、透過窓２３２は、透光性膜２３０を完全に除去して形成しているが、透過窓２３２は、透光性膜２３０の厚さが他の部分より薄くなるように一部を除去して形成することもできる。つまり、透過窓２３２において、透光性膜２３０の一部が他の部分より薄く残っている形態であってもよい。

また、透光性膜２３０の表面はエンボシング構造を形成することにより、表面に凹凸構造を有している。しかし、これに限らず、実質的に平坦に形成してもよい。

透過窓２３２を除いた透光性膜２３０上には反射電極２４２が形成されている。このように、透過窓２３２が形成された領域は、バックライト光Ｌ２を透過させる透過領域Ａをなし、反射電極２４２が形成された領域は、外部光Ｌ１を反射させる反射領域Ｂをなす。反射電極２４２は、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、アルミニウム−銅（Ａｌ−Ｃｕ）合金、またはアルミニウム−ケイ素−銅（Ａｌ−Ｓｉ−Ｃｕ）合金などのように反射率が優れた金属からなる。

反射電極２４２は、均一な厚さに積層されて透光性膜２３０と同一の表面構造を有する。その結果、透光性膜２３０の表面がエンボシング構造を有する場合には反射電極２４２もエンボシング表面（凹凸構造）を有し、このような反射電極２４２のエンボシング構造は、外部光の反射特性を向上させる。

カラーフィルタ層２５０は、透過窓２３２及び反射電極２４２上に位置する。このように、カラーフィルタ層２５０を薄膜トランジスタ基板２６０に形成することによって、カラーフィルタ層２５０を共通電極基板２７０に形成する際に生じる誤整列（ｍｉｓａｌｉｇｎｍｅｎｔ）を防止することができ、さらに、反射電極２４２上に、表面が比較的に滑らかなカラーフィルタ層２５０が位置するので、反射領域Ｂのセルギャップ算出が簡単になり、反射電極２４２のエンボシング構造による透過領域Ａと反射領域Ｂ間のセルギャップ算出の難しさを解消することができる。

カラーフィルタ層２５０表面の高さは実質的に均一である。よって、透光性膜２３０に形成された段差Ｄ１のため、カラーフィルタ層２５０において透過窓２３２に位置した部分の厚さＤ２が、反射電極２４２上に位置した部分の厚さＤ３より厚い。このようにして、前記したような透過領域Ａと反射領域Ｂとの間の色再現性差を解決することができる。好ましくは、透過窓２３２上のカラーフィルタ層２５０の厚さＤ２が、反射電極２４２上のカラーフィルタ層２５０の厚さＤ３の２倍となるようにして、外部光Ｌ１が経験するカラーフィルタ層２５０の長さと、バックライト光Ｌ２が経験するカラーフィルタ層２５０の長さを実質的に同一にする。また、カラーフィルタ層２５０の厚さは、カラーフィルタ層２５０が表示する色相によって異なることもある。

カラーフィルタ層２５０上に透明電極２４１が形成され、透明電極２４１は、ＩＴＯ（ｉｎｄｉｕｍ ｔｉｎ ｏｘｉｄｅ）またはＩＺＯ（ｉｎｄｉｕｍ ｚｉｎｃ ｏｘｉｄｅ）などの透明導電性物質からなる。透明電極２４１は、透光性膜２３０及びカラーフィルタ層２５０に形成されたコンタクトホール２３１を介してドレイン電極２２４及び反射電極２４２と電気的に接続する。このように、透明電極２４１をカラーフィルタ層２５０上に形成すれば、反射電極２４２と透明電極２４１の接触面積が小さくなってガルバニック（ｇａｌｖａｎｉｃ）効果を減少させることができる。

共通電極基板２７０は、ガラス、石英またはサファイアのような絶縁物質からなる絶縁基板２７１上に感光性物質からなる絶縁層であるオーバーコート層２７２と、透光性を有する共通電極２７３が形成された基板である。

オーバーコート層２７２において、薄膜トランジスタ基板２６０の透過窓２３２と対向する部分が除去されて凹形状をなす陥没部を有する。

オーバーコート層２７２の段差のため、透過領域Ａのセルギャップｄ１が反射領域Ｂのセルギャップｄ２より大きい。このようにして、反射モードの外部光Ｌ１が経験する光経路と透過モードのバックライト光Ｌ２が経験する光経路とが同一長さとなり、反射モードと透過モード間の光特性差を解消することができる。好ましくは、透過領域Ａのセルギャップｄ１が反射領域Ｂのセルギャップｄ２の２倍となるように、オーバーコート層２７２の段差を決定する。

薄膜トランジスタ基板２６０と共通電極基板２７０との間には液晶層２８０が介在している。液晶層２８０は、電界がない時、液晶分子が基板と平行に、かつ９０度捩れて配列されたＴＮ（ｔｗｉｓｔｅｄ ｎｅｍａｔｉｃ）方式で形成されるが、電界がない時、液晶分子が基板に対して垂直に配列されるＶＡ（ｖｅｒｔｉｃａｌｌｙ ａｌｉｇｎｅｄ）方式で形成されることもできる。これと異なって、液晶層２８０は、電界がない時、液晶分子が基板と平行に、かつ同一方向に向けて配列されており、薄膜トランジスタ基板２６０の透明電極２４１と共通電極基板２７０の共通電極２７３上にそれぞれ形成され、互いに平行にまたは互いに逆方向に配向される（ＥＣＢ ｍｏｄｅ）。液晶の配向方向は、配向膜１１、１２のラビング方向とラビング特性に応じて決定される。

図３は、他の液晶表示装置を示す図面である。

図３の液晶表示装置を図２の液晶表示装置と比較すれば、透明電極３４１が透光性膜２３０と反射電極３４２との間に形成されていることが図３の液晶表示装置の特徴である。

透明電極３４１は、透光性膜２３０上に略均一な厚さに形成され、透光性膜２３０の表面にエンボシング構造を有する場合には、透明電極３４１もエンボシング形状を有し、コンタクトホール２３１を介してドレイン電極２２４と電気的に接続される。図３に示すように、二つの電極３４１、３４２の接触面積が広いため、反応性が低い金属を二つの電極３４１、３４２の材料として選択し、ガルバニック現象を減少させる。

薄膜トランジスタ基板２６０のカラーフィルタ２５０と共通電極基板２７０の共通電極２７３上にそれぞれ形成されている配向層１１、１２を有する。配向層１１、１２は、液晶層２８０の液晶を配向するために形成する。

図４は、さらに他の液晶表示装置を示す図面である。

この液晶表示装置は、図４に示すように、透明電極４４１が透過窓２３２の底にゲート電極２２１と同一層に形成される。

透明電極４４１上にゲート絶縁膜２２５が開口され、透光性膜２３０には反射電極４４２とドレイン電極２２４の接触のための別途のコンタクトホールがない。その代わりに、ドレイン電極２２４が透明電極４４１付近まで延びており、反射電極４４２は、透光性膜２３０の上部及び透過窓２３２の隔壁上に形成され、ドレイン電極２２４及び透明電極４４１と電気的に接続される。

薄膜トランジスタ基板２６０のカラーフィルタ２５０と共通電極基板２７０の共通電極２７３上にそれぞれ形成されている配向層１１、１２を有する。配向層１１、１２は、液晶層２８０の液晶を配向するために形成する。

次に、薄膜トランジスタ基板２１０を製作する過程を図５Ａ乃至図５Ｆを参照して具体的に説明する。

図５Ａ乃至図５Ｆは、本発明の一実施形態による図２に示された液晶表示装置の中の薄膜トランジスタ基板を製造する工程を具体的に示した断面図である。

図５Ａのように、第１絶縁基板５１０上にゲート電極５２１、ソース電極５２３及びドレイン電極５２４を備える薄膜トランジスタ５２０を形成する。

以下、詳細に説明する。

まず、絶縁基板５１０上にアルミニウム（Ａｌ）、クロム（Ｃｒ）またはモリブデンタングステン（ＭｏＷ）などからなる金属膜（図示せず）を蒸着した後、パターニングしてゲート電極５２１を形成する。

その後、ゲート電極５２１及び第１絶縁基板５１０上に、窒化ケイ素または酸化ケイ素などからなるゲート絶縁膜５２５を形成する。

その後、ゲート絶縁膜５２２上に、真性非晶質シリコン膜とインシチュ（ｉｎ ｓｉｔｕ）でドーピングされたｎ＋非晶質シリコン膜をプラズマ化学気相蒸着法などによって順次に積層する。次に、積層された真性非晶質シリコン膜とｎ＋非晶質シリコン膜をパターニングして、ゲート電極と対応する領域に半導体層５２６及びオーミックコンタクト層５２７となる前のパターンを形成する。ここで、非晶質シリコン膜に適切なレーザーを照射して、半導体層５２６を多結晶シリコン層に転換することもできる。

次に、オーミックコンタクト層５２７となる前のパターン及びゲート絶縁膜５２２上に、ソース及びドレイン電極５２３、５２４を形成する。次に、露出しているオーミックコンタクト層５２７となる前のパターンをエッチングして、オーミックコンタクト層５２７を完成する。これによって、第１絶縁基板５１０上に薄膜トランジスタ５２０が形成される。

図５Ｂ及び図５Ｃを参照すれば、薄膜トランジスタ５２０が形成された第１絶縁基板５１０の上面にかけてスピンコート法などで感光性透光性膜５３０を塗布する。次に、積層された透光性膜５３０上に所定のパターンを有する第１パターンマスク５９０を配置した後、透光性膜５３０を露光させる。

露光した透光性膜５３０を現像すれば、図５Ｃに示すように、所定の形態でパターニングされた透光性膜５３０が形成される。具体的には、透光性膜５３０には、薄膜トランジスタ５２０のドレイン電極５２４を部分的に露出させるコンタクトホール５３１及びゲート絶縁膜５２２を部分的に露出させる透過窓５３２が形成される。ここで、図示していないが、透光性膜５３０表面のエンボシング構造は、スリット露光によって形成することができる。

図５Ｄに示すように、透過窓５３２領域において開口を有するように透光性膜５３０上に反射電極５４２を形成する。反射電極５４２は、コンタクトホール５３１を介してドレイン電極５２４と電気的に接続される。

次に、図５Ｅに示すように、反射電極５４２及び透過窓５３２を覆うようにカラーフィルタ層５５０を積層する。カラーフィルタ層５５０は、赤色、緑色及び青色の三色を表示し、色相毎に厚さが異なるようにしてもよい。カラーフィルタ層５５０は、実質的に平坦に形成し、透光性膜に形成されたコンタクトホール５３１’と対応する位置にコンタクトホール５３１を形成する。

次に、図５Ｆに示すように、カラーフィルタ層５５０全面に亘って透明電極５４１を形成する。透明電極５４１は、実質的に均一な厚さに形成され、コンタクトホール５３１’を介してドレイン電極５２４及び反射電極５４２と電気的に接続される。

以下、共通電極基板６７０を製作する過程を図６Ａ乃至図６Ｄを参照して具体的に説明する。

図６Ａ乃至図６Ｄは、図２に示す共通電極基板２７０を製作する工程を具体的に示した断面図である。

図６Ａに示すように、絶縁基板６７１上に感光性物質からなるオーバーコート層６７２をスピンコート法などによって形成する。

次に、図６Ｂ及び図６Ｃを参照すれば、薄膜トランジスタ基板５６０に形成された透過窓５３２に対応する領域の感光性物質が除去されるようにパターニングした第２パターンマスク６７５を配置して露光後、現像すれば、図６Ｃに示すように、オーバーコート層６７２に陥没部６７４が形成される。

図６Ｄを参照すれば、陥没部６７４が形成されたオーバーコート層６７３上に透光性を有する共通電極６７３を形成する。このようにして、共通電極基板６７０が完成する。

このように、本発明による液晶表示装置及びその製造方法によれば、反射領域と透過領域間のカラーフィルタ層の厚さが異なるように形成することによって、両領域における色再現性を均一にすることができる。

また、共通電極基板形成時に、透過モードのセルギャップを反射モードのセルギャップより大きく形成することができるので、両モード間のセルギャップ差による光学特性差を減少させることができる。

以下、添付した図面を参照して本発明の他の実施形態による薄膜トランジスタ基板の製造方法について説明する。

図７は、本発明の他の実施形態による反射透過型液晶表示装置の薄膜トランジスタ基板製造工程で用いるカラーフィルタ転写フィルムの断面図である。

カラーフィルタ転写フィルム１０は、支持体の役割を果たす基底フィルム（ｂａｓｅ ｆｉｌｍ）１３、転写時にローラ圧力を均一に分散させるクッション層（ｃｕｓｈｉｏｎ ｌａｙｅｒ）１４、転写されてカラーフィルタとなるカラーフィルタ層１５、及びカラーフィルタ層１５を保護する保護フィルム１６を有する。

カラーフィルタ層１５とクッション層１４との間には、酸素遮断層（図示せず）をさらに含むことができ、酸素遮断層は、外部酸素の流入を遮断して膜の強度を増加させ、表面を滑らかにする。

このようなカラーフィルタ転写フィルム１０は、カラーフィルタ層１５の厚さを自由に調整可能であり、厚さが異なるカラーフィルタを形成するのに有効である。

このようなカラーフィルタ転写フィルム１０を用いてカラーフィルタを形成する方法を図８を参照して説明する。

図８は、図７のカラーフィルタ転写フィルムを用いて反射透過型液晶表示装置の薄膜トランジスタ基板にカラーフィルタを形成する工程図である。

図８に示すように、カラーフィルタ転写フィルム１０の保護フィルム１６を除去し、カラーフィルタ層１５が所定の薄膜パターンが形成されている作業対象基板５００上面と接するようにカラーフィルタ転写フィルム１０を配置する。次に、ローラ２０で加圧してカラーフィルタ層１５を作業対象基板５００に密着させる。この時、基板５００は１００〜１１０℃で加熱し、ローラ２０は１２０〜１４０℃で加熱する。ローラ２０で加圧する時、熱によって液化したクッション層１４は、ローラ２０の圧力を均一に分散させて作業対象基板５００上面の屈曲に拘わらず、転写されたカラーフィルタ層１５が平坦な上面を有するようにする。

次に、基底フィルム１３とクッション層１４を除去し、作業対象基板５００に転写されたカラーフィルタ層１５を所定のマスクを用いて露光し現像して、所望の形状のカラーフィルタを形成する。

次に、図面を参照して図２の反射透過型液晶表示装置の薄膜トランジスタ基板を製造する方法を説明する。

図９Ａは、本発明の他の実施形態による薄膜トランジスタ表示板の製造方法の中間工程における断面図であり、図９Ｂは、図９Ａに続く工程の断面図である。

絶縁基板５１０上に、薄膜トランジスタ５２０、透光性膜５３０及び反射電極５４２を形成する過程は、図５Ａ乃至図５Ｄに示したものと同様である。

次に、反射電極５４２上に第１カラーフィルタ転写フィルムのカラーフィルタ層を転写し、露光及び現像して透過窓５３２を充填する透過領域用カラーフィルタ層５５０ａを形成する。

次に、第２カラーフィルタ転写フィルムのカラーフィルタ層を転写し、露光及び現像して反射電極５４２上に位置する反射領域用カラーフィルタ層５５０ｂを形成する。カラーフィルタ層５５０ａ、５５０ｂは、実質的に平坦に形成し、透光性膜に形成されたコンタクトホール５３１’と対応する位置にコンタクトホール５３１を形成する。ここで、第２カラーフィルタ転写フィルムのカラーフィルタ層は、第１カラーフィルタ転写フィルムのカラーフィルタ層に比べてその厚さが１／２程度薄い。

本実施形態では、第１カラーフィルタ転写フィルムを用いて透過領域用カラーフィルタ層５５０ａを形成し、第２カラーフィルタ転写フィルムを用いて反射領域用カラーフィルタ層５５０ｂを形成する。これと異なって、第１カラーフィルタ転写フィルムを用いて透過領域用カラーフィルタ層５５０ａの厚さの一部（透過窓５３２を充填する厚さ）を形成し、第２カラーフィルタ転写フィルムを用いて反射領域用カラーフィルタ層５５０ｂと共に、透過領域用カラーフィルタ層５５０ａの残りの厚さを形成することもできる。

このような過程を繰り返して赤色、緑色及び青色カラーフィルタを形成する。

以上のように、カラーフィルタ転写フィルムを用いれば、異なる厚さを有するカラーフィルタを容易に形成することができる。その結果、カラーフィルタを形成するための工程時間が短縮し、生産性が増加する。さらに、顔料分散法と違って、分散液を使用しないため環境汚染問題を解消することができる。

図３及び図４に示す反射透過型液晶表示装置の薄膜トランジスタ基板を製造する方法を説明する。

まず、図３の薄膜トランジスタ基板は、光透光性膜２３０形成後、反射電極３４２形成前に透明電極３４１を形成することが、図５Ａ乃至図５Ｆに示された方法と異なる点である。

次に、図４の薄膜トランジスタ基板を製造する方法を説明する。

まず、絶縁基板２１０上にアルミニウム（Ａｌ）、クロム（Ｃｒ）、またはモリブデンタングステン（ＭｏＷ）などからなる金属膜（図示せず）を蒸着した後、パターニングしてゲート電極２２１を形成し、ＩＴＯまたはＩＺＯなどの透光性導電膜を蒸着した後、パターニングして透明電極４４１を形成する。

次に、ゲート電極２２１及び透明電極４４１上に、窒化ケイ素または酸化ケイ素などからなるゲート絶縁膜２２５を形成する。

その後、ゲート絶縁膜２２５上に、真性非晶質シリコン膜とインシチュ（ｉｎ ｓｉｔｕ）でドーピングされたｎ＋非晶質シリコン膜をプラズマ化学気相蒸着法などで順次に積層する。

次いで、積層された真性非晶質シリコン膜とｎ＋非晶質シリコン膜をパターニングして、ゲート電極２２１と対応する領域に半導体層２２６及びオーミックコンタクト層２２７となる前のパターンを形成する。ここで、非晶質シリコン膜に適切なレーザーを照射して半導体層２２６を多結晶シリコン層に転換することもできる。

その後、オーミックコンタクト層２２７となる前のパターン及びゲート絶縁膜２２５上にソース及びドレイン電極２２３、２２４を形成する。次いで、露出しているオーミックコンタクト層２２７となる前のパターンをエッチングしてオーミックコンタクト層２２７を完成する。このようにして、絶縁基板２１０上に薄膜トランジスタ２２０が形成される。

次に、薄膜トランジスタ２２０が形成された絶縁基板２１０の上面にかけてスピンコート法などで感光性透光性膜２３０を塗布する。その後、積層された透光性膜２３０上に所定のパターンを有するマスクを配置した後、透光性膜２３０を露光する。

露光された透光性膜２３０を現像すれば、図４に示すように、所定の形態でパターニングされた透光性膜２３０が形成される。具体的には、透光性膜２３０には透明電極４４１を露出させる透過窓２３２が形成される。透過窓２３２は、薄膜トランジスタ２２０のドレイン電極２２４を部分的に露出させる。

次に、透過窓２３２領域において開口を有するように、透光性膜２３０上に反射電極２４２を形成する。反射電極２４２は、一部が透過窓２３２の下まで延びており、ドレイン電極２２４及び透明電極４４１と電気的に接続される。

その後、反射電極２４２及び透明電極４４１を覆うようにカラーフィルタ層を積層しパターニングしてカラーフィルタ２５０を形成する。この時、カラーフィルタ転写フィルムを用いてカラーフィルタ２５０を形成できることは勿論である。

以上で本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明の権利範囲はこれに限定されるものではなく、特許請求の範囲で定義している本発明の基本概念を利用した当業者の様々な変形及び改良形態も本発明の権利範囲に属する。

一般の反射透過型液晶表示装置の断面図である。 本発明の一実施形態による反射透過型液晶表示装置の断面図である。 本発明の他の実施形態による反射透過型液晶表示装置の断面図である。 本発明の他の実施形態による反射透過型液晶表示装置の断面図である。 本発明の一実施形態による反射透過型液晶表示装置の薄膜トランジスタ基板の製作工程図である。 本発明の一実施形態による反射透過型液晶表示装置の薄膜トランジスタ基板の製作工程図である。 本発明の一実施形態による反射透過型液晶表示装置の薄膜トランジスタ基板の製作工程図である。 本発明の一実施形態による反射透過型液晶表示装置の薄膜トランジスタ基板の製作工程図である。 本発明の一実施形態による反射透過型液晶表示装置の薄膜トランジスタ基板の製作工程図である。 本発明の一実施形態による反射透過型液晶表示装置の薄膜トランジスタ基板の製作工程図である。 本発明の一実施形態による反射透過型液晶表示装置の共通電極基板の製作工程図である。 本発明の一実施形態による反射透過型液晶表示装置の共通電極基板の製作工程図である。 本発明の一実施形態による反射透過型液晶表示装置の共通電極基板の製作工程図である。 本発明の一実施形態による反射透過型液晶表示装置の共通電極基板の製作工程図である。 本発明の他の実施形態による反射透過型液晶表示装置の薄膜トランジスタ基板製造工程で用いるカラーフィルタ転写フィルムの断面図である。 図７のカラーフィルタ転写フィルムを用いてカラーフィルタを形成する工程図である。 本発明の他の実施形態による薄膜トランジスタ表示板製造方法の中間工程の断面図である。 本発明の他の実施形態による薄膜トランジスタ表示板製造方法の中間工程の断面図である。

符号の説明

１１０、２１０、５１０ 第１絶縁基板
１２０、２２０、５２０ 薄膜トランジスタ
１２１、２２１、５２１ ゲート電極
１２２、２２２、５２２ ゲート絶縁膜
１２３、２２３、５２３ ソース電極
１２４、２２４、５２４ ドレイン電極
２２６、５２６ 半導体層
５２７ オーミックコンタクト層
１３０ 有機膜
２３０、５３０ 透光性膜
２３１、５３１、５３１’ コンタクトホール
２３２ 透過窓
１４０、２４０ 画素電極
１４１、２４１、３４１、４４１、５４１ 透明電極
１４２、２４２、３４２、４４２、５４２ 反射電極
１６０、２６０、５６０ 薄膜トランジスタ基板
１５０、２５０、４５０、５５０ カラーフィルタ層
１７１、２７１、６７１ 第２絶縁基板
２７２、６７２ オーバーコート層
２７４、６７４ オーバーコート層陥没部
１７３、２７３、６７３ 共通電極
１７０ カラーフィルタ基板
２７０、６７０ 共通電極基板
５９０ 第１パターンマスク
６７５ 第２パターンマスク

Claims (31)

1. 反射領域及び透過領域を有する反射透過型液晶表示装置であって、
   第１基板と、
   前記第１基板上に形成され、前記透過領域において陥没部を有する透光性膜と、
   前記透光性膜上に形成され、前記透光性膜の陥没部のため位置によって異なる厚さを有するカラーフィルタと、
   前記第１基板上に形成されている透明電極と、
   前記反射領域に位置し、前記透光性膜と前記カラーフィルタとの間に形成されている反射電極と、
   第２基板と、
   前記第２基板上に形成されている共通電極と、
   前記第１基板と前記第２基板との間に介在している液晶層とを備える反射透過型液晶表示装置。
2. 前記第１基板上に形成されているゲート電極、前記ゲート電極の上または下に位置し、前記ゲート電極と絶縁されている半導体層及び前記半導体層と接続されているソース／ドレイン電極を有する薄膜トランジスタをさらに備え、
   前記ドレイン電極は前記透明電極及び前記反射電極と接続されている請求項１に記載の反射透過型液晶表示装置。
3. 前記第２基板と前記共通電極との間に形成されている絶縁層をさらに備え、
   前記絶縁層は、前記透光性膜の陥没部と対向する陥没部を有している請求項２に記載の反射透過型液晶表示装置。
4. 前記透光性膜の陥没部は、前記反射領域における前記カラーフィルタの厚さと同一の深さを有する請求項３に記載の反射透過型液晶表示装置。
5. 前記透光性膜の陥没部は、前記透光性膜が除去された部分である請求項１に記載の反射透過型液晶表示装置。
6. 前記透光性膜は、表面に凹凸構造を有し、
   前記反射電極は、前記透光性膜表面の凹凸構造に沿って凹凸構造を有する請求項１に記載の反射透過型液晶表示装置。
7. 前記カラーフィルタの表面が平らである請求項１に記載の反射透過型液晶表示装置。
8. 前記透過領域における前記カラーフィルタの厚さは、前記反射領域におけるカラーフィルタの厚さの２倍である請求項１に記載の反射透過型液晶表示装置。
9. 前記透明電極は、前記透光性膜と前記反射電極との間に位置する請求項１に記載の反射透過型液晶表示装置。
10. 前記透明電極は、前記第１基板と前記透光性膜との間に位置する請求項１に記載の反射透過型液晶表示装置。
11. 前記透明電極は、前記カラーフィルタ上に位置する請求項１に記載の反射透過型液晶表示装置。
12. 前記液晶層は、電界がない時、前記第１及び第２基板と平行に同一方向に向けて配列される複数の液晶分子を有する請求項１に記載の反射透過型液晶表示装置。
13. 前記反射透過型液晶表示装置は、前記カラーフィルタと前記共通電極上に形成され互いに平行な方向に配向処理された配向層をさらに備える請求項１に記載の反射透過型液晶表示装置。
14. 前記液晶層は、電界がない時、前記第１及び第２基板に対して垂直に配列される複数の液晶分子を有する請求項１に記載の反射透過型液晶表示装置。
15. 第１基板に薄膜トランジスタを形成する段階と、
    前記薄膜トランジスタ及び前記第１基板上に陥没部を有する透光性膜を形成する段階と、
    前記透光性膜上に前記透光性膜の陥没部と対応する切開部を有する反射電極を形成する段階と、
    前記反射電極及び前記透光性膜上にカラーフィルタ層を形成する段階と、
    前記カラーフィルタ層上に透明電極を形成する段階と、
    第２基板に絶縁層を形成する段階と、
    前記絶縁層上に共通電極を形成する段階と、
    前記第１基板と前記第２基板を整列する段階と、
    前記第１基板と前記第２基板との間に液晶を入れる段階とを含む反射透過型液晶表示装置の製造方法。
16. 前記透光性膜をスリット露光して前記透光性膜の表面にエンボシング構造を形成する段階をさらに含む請求項１５に記載の反射透過型液晶表示装置の製造方法。
17. 前記透光性膜の陥没部と対向する位置の前記絶縁層部分を少なくとも一部除去して陥没部を形成する段階をさらに含む請求項１５に記載の反射透過型液晶表示装置の製造方法。
18. 前記カラーフィルタ層を形成する段階は、
    カラーフィルタ転写フィルムのカラーフィルタ層を転写する段階と、
    転写された前記カラーフィルタ層をパターニングする段階とを含む請求項１５に記載の液晶表示装置の製造方法。
19. 前記カラーフィルタ層を形成する段階は、
    第１カラーフィルタ転写フィルムの第１カラーフィルタ層を転写する段階と、
    転写された前記第１カラーフィルタ層をパターニングして前記透光性膜の陥没部を充填する第１カラーフィルタを形成する段階と、
    第２カラーフィルタ転写フィルムの第２カラーフィルタ層を転写する段階と、
    転写された前記第２カラーフィルタ層をパターニングして前記反射電極上に位置する第２カラーフィルタを形成する段階とを含む請求項１５に記載の液晶表示装置の製造方法。
20. 前記第１カラーフィルタ層と前記第２カラーフィルタ層の転写は、ローラによる加圧で行われる請求項１９に記載の液晶表示装置の製造方法。
21. 前記第１カラーフィルタ層と前記第２カラーフィルタ層の転写が行われる間、前記第１基板を１００〜１１０℃で加熱し、前記ローラは１２０〜１４０℃で加熱する請求項２０に記載の液晶表示装置の製造方法。
22. 第１基板に薄膜トランジスタを形成する段階と、
    前記薄膜トランジスタ及び前記第１基板上に陥没部を有する透光性膜を形成する段階と、
    前記透光性膜上に透明電極を形成する段階と、
    前記透明電極上に前記陥没部と対応する切開部を有する反射電極を形成する段階と、
    前記反射電極及び前記透明電極上にカラーフィルタ層を形成する段階と、
    第２基板に絶縁層を形成する段階と、
    前記絶縁層上に共通電極を形成する段階と、
    前記第１基板と前記第２基板を整列する段階と、
    前記第１基板と前記第２基板との間に液晶を介在させる段階とを含む反射透過型液晶表示装置の製造方法。
23. 前記カラーフィルタ層を形成する段階は、
    カラーフィルタ転写フィルムのカラーフィルタ層を転写する段階と、
    転写された前記カラーフィルタ層をパターニングする段階とを含む請求項２２に記載の液晶表示装置の製造方法。
24. 前記カラーフィルタ層を形成する段階は、
    第１カラーフィルタ転写フィルムの第１カラーフィルタ層を転写する段階と、
    転写された前記第１カラーフィルタ層をパターニングして、前記透光性膜の陥没部を充填する第１カラーフィルタを形成する段階と、
    第２カラーフィルタ転写フィルムの第２カラーフィルタ層を転写する段階と、
    転写された前記第２カラーフィルタ層をパターニングして、前記反射電極上に位置する第２カラーフィルタを形成する段階とを含む請求項２２に記載の液晶表示装置の製造方法。
25. 前記第１カラーフィルタ層と前記第２カラーフィルタ層の転写は、ローラによる加圧で行われる請求項２４に記載の液晶表示装置の製造方法。
26. 前記第１カラーフィルタ層と前記第２カラーフィルタ層の転写が行われる間、前記第１基板を１００〜１１０℃で加熱し、前記ローラは１２０〜１４０℃で加熱する請求項２５に記載の液晶表示装置の製造方法。
27. 第１基板に薄膜トランジスタを形成する段階と、
    前記第１基板上の所定の領域に透明電極を形成する段階と、
    前記透明電極と対応する陥没部を有する透光性膜を形成する段階と、
    前記透光性膜上に前記透光性膜の陥没部と対応する切開部を有する反射電極を形成する段階と、
    前記反射電極及び前記透明電極上にカラーフィルタ層を形成する段階と、
    第２基板に絶縁層を形成する段階と、
    前記絶縁層上に共通電極を形成する段階と、
    前記第１基板と前記第２基板を整列する段階と、
    前記第１基板と前記第２基板との間に液晶を介在させる段階とを含む反射透過型液晶表示装置の製造方法。
28. 前記カラーフィルタ層を形成する段階は、
    カラーフィルタ転写フィルムのカラーフィルタ層を転写する段階と、
    転写された前記カラーフィルタ層をパターニングする段階とを含む請求項２７に記載の液晶表示装置の製造方法。
29. 前記カラーフィルタ層を形成する段階は、
    第１カラーフィルタ転写フィルムの第１カラーフィルタ層を転写する段階と、
    転写された前記第１カラーフィルタ層をパターニングして、前記透光性膜の陥没部を充填する第１カラーフィルタを形成する段階と、
    第２カラーフィルタ転写フィルムの第２カラーフィルタ層を転写する段階と、
    転写された前記第２カラーフィルタ層をパターニングして、前記反射電極上に位置する第２カラーフィルタを形成する段階とを含む請求項２７に記載の液晶表示装置の製造方法。
30. 前記第１カラーフィルタ層と前記第２カラーフィルタ層の転写は、ローラによる加圧で行われる請求項２９に記載の液晶表示装置の製造方法。
31. 前記第１カラーフィルタ層と前記第２カラーフィルタ層の転写が行われる間、前記第１基板を１００〜１１０℃で加熱し、前記ローラは１２０〜１４０℃で加熱する請求項３０に記載の液晶表示装置の製造方法。

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