KR100878208B1

KR100878208B1 - 액정 표시 장치 및 이의 제조 방법

Info

Publication number: KR100878208B1
Application number: KR1020020043360A
Authority: KR
Inventors: 윤영남
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2002-07-23
Filing date: 2002-07-23
Publication date: 2009-01-13
Anticipated expiration: 2022-07-23
Also published as: KR20040009420A

Abstract

표시 특성을 향상시킬 수 있는 액정 표시 장치 및 이의 제조 방법이 개시된다. 액정 표시 장치는 상부 기판과, 하부 기판과, 두 기판 사이에 주입되는 액정으로 이루어진다. 이때, 하부 기판은 기판 상에 형성된 스위칭 소자와, 화소전극을 포함하고, 다시 화소전극은 투명 전극과, 기판으로부터의 높이가 반사 영역에서보다 반사 영역과 투과 영역의 경계부에서 낮은 반사 전극으로 이루어진 화소 전극을 포함한다. 따라서, 경계부에서 액정이 제대로 배열되지 못하여 발생되는 빛샘 현상을 방지할 수 있고, 더 나아가 액정 표시 장치의 표시 품질을 향상시킬 수 있다.

Description

액정 표시 장치 및 이의 제조 방법{LIQUID CRYSTAL DISPLAY AND METHOD FOR MANUFACTURING THEREOF}

도 1을 본 발명의 일 실시예에 따른 반사-투과형 액정 표시 장치를 구체적으로 나타낸 사시도이다.

도 2는 도 1에 도시된 반사-투과형 액정 표시 장치의 단위 화소를 구체적으로 나타낸 단면도이다.

도 3은 도 2에 도시된 A 부분을 확대하여 나타낸 도면이다.

도 4는 도 2에 도시된 B 부분을 확대하여 나타낸 도면이다.

도 5a 내지 도 5g는 도 2에 도시된 하부 기판의 제조 공정을 나타낸 도면들이다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 반사-투과형 액정 표시 장치의 단위 화소를 구체적으로 나타낸 단면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100 : 상부 기판 110 : 제1 기판

120 : 컬러 필터 140 : 공통 전극

150 : 제1 배향막 200 : 하부 기판

210 : 제2 기판 220 : TFT

230, 270 : 유기 절연막 232 : 제1 그루브

233 : 제2 그루브 240, 280 : 투명 전극

250, 290 : 반사 전극 260, 295 : 제2 배향막

300 : 액정 400, 500 : 반사-투과형 액정 표시 장치

본 발명은 액정 표시 장치 및 이의 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 표시 특성을 향상시킬 수 있는 반사-투과형 액정 표시 장치 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.

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.

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.

이와 같은, 반사-투과형 액정표시장치는 외부 광양이 풍부한 곳에서는 제1 광을 이용하는 반사모드에서 영상을 디스플레이하고, 외부 광양이 부족한 곳에서는 자체에 충전된 전기 에너지를 소모하여 생성된 제2 광을 이용하는 투과모드에서 영상을 디스플레이한다.

일반적인 반사-투과형 액정 표시 장치는 상부 기판과, 하부 기판과, 두 기판 사이에 주입된 액정으로 이루어진다.

상부 기판은 제1 기판 상에 R(Red), G(Green), B(Blue) 색화소로 이루어진 컬러필터와, 공통 전극과, 블랙 매트릭스(Black Matrix: BM)와, 제1 배향막이 형성된 기판이다. 한편, 하부 기판은 제2 기판 상에 다수의 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor; 이하, TFT)와, 유기 절연막과, 화소전극과, 제2 배향막이 형성된 기판이다.

구체적으로, 제2 기판 상에는 다수의 TFT가 형성되고, 그 위로 유기 절연막이 도포된다. 유기 절연막 상에는 TFT의 드레인 전극과 접촉되는 화소전극이 형성된다. 화소전극은 반사 전극과 투명 전극을 포함하고 있다. 즉, 유기 절연막 상에 투명 전극이 형성되면, 그 위로 반사 전극이 적층된다.

이때, 반사 전극에는 투명 전극을 노출시키는 투과창이 형성되어 있다. 따라서, 반사 모드에서는 상부 기판을 통해 입사된 제1 광을 반사하여 영상을 표시하고, 투과 모드에서는 하부 기판의 후면에 배치된 광원부로부터 입사된 제2 광을 투과창을 통해 투과시킴으로써 영상을 표시한다.

이와 같이, 반사-투과형 액정 표시 장치는 반사 모드와 투과 모드를 구현하 기 위하여 투과 전극과, 투과 전극을 개구시키는 투과창이 형성된 반사 전극을 구비한다. 이때, 투과창은 투과 전극 상에 형성된 반사 전극의 일부분을 제거함으로써 형성되기 때문에 반사 영역과 투과 영역 사이의 경계부에서 두 전극의 단차가 발생한다.

이처럼 두 전극 사이의 단차로 인해 반사 영역과 투과 영역의 경계부에서 액정이 제대로 배열되지 않아 빛샘 현상이 발생되는 문제점이 있다. 더 나아가 이러한 빛샘 현상은 반사-투과형 액정 표시 장치의 표시 품질을 저하시키는 문제점이 있다.

따라서, 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 제1 목적은 표시 특성을 향상시키기 위한 액정 표시 장치를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 제2 목적은 표시 특성을 향상시키기 위한 액정 표시 장치의 제조 방법을 제공하는 것이다.

상술한 본 발명의 제1 목적을 달성하기 위한 액정 표시 장치는, 제1 기판 상에 컬러필터와 공통 전극이 형성된 상부 기판; 제2 기판 상에 형성된 스위칭 소자와, 투명 전극과, 상기 투명 전극 상에 형성되고 상기 제2 기판으로부터의 높이가 반사 영역에서보다 상기 반사 영역과 투과 영역의 경계부에서 낮은 반사 전극으로 이루어진 화소 전극을 포함하고, 상기 공통 전극과 상기 화소 전극이 마주보도록 상기 상부 기판과 결합하는 하부 기판; 및 상기 하부 기판과 상기 상부 기판과의 사이에 주입된 액정층을 포함한다.

또한, 상술한 본 발명의 제2 목적을 달성하기 위한 액정 표시 장치의 제조 방법은, 컬러필터와 공통 전극을 제1 기판상에 형성하여 상부 기판을 제조하는 단계; 스위칭 소자와, 화소 전극을 제2 기판 상에 형성하여 하부 기판을 제조하는 단계; 및 상기 하부 기판과 상부 기판과의 사이에 액정층을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 하부 기판을 제조하는 단계는, (a) 상기 제2 기판 상에 상기 스위칭 소자를 형성하는 단계; (b) 상기 스위칭 소자가 형성된 상기 제2 기판 상에 절연막을 형성하는 단계; (c) 상기 절연막의 표면에 반사 영역 중 투과 영역과 인접한 가장자리에 대응하여 그루브를 형성하는 단계; (d) 상기 단계(c)에 의한 결과물 상에 투명 전극을 균일한 두께로 형성하는 단계; (e) 상기 투명 전극 상에 상기 투명 전극의 일부 영역을 노출시키는 투과창이 형성되고, 단부가 상기 그루브 상에 배치되어 상기 제2 기판으로부터의 높이가 반사 영역에서보다 상기 반사 영역과 투과 영역의 경계부에서 낮도록 반사 전극을 균일한 두께로 적층하는 단계; 및 (f) 상기 반사 전극 상에 배향막을 형성하는 단계를 포함한다.

이러한 액정 표시 장치 및 이의 제조 방법에 따르면, 하부 기판 상에 형성되는 반사 전극은 제2 기판으로부터의 높이가 반사 영역에서보다 상기 반사 영역과 투과 영역의 경계부에서 더 낮게 형성된다. 따라서, 경계부에서 액정이 제대로 배열되지 못하여 발생되는 빛샘 현상을 방지할 수 있고, 더 나아가 액정 표시 장치의 표시 품질을 향상시킬 수 있다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하 게 설명하고자 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반사-투과형 액정 표시 장치를 구체적으로 나타낸 사시도이다. 도 2는 도 1에 도시된 반사-투과형 액정 표시 장치의 단위 화소를 구체적으로 나타낸 단면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 반사-투과형 액정 표시 장치(400)는 상부 기판(100)과, 하부 기판(200)과, 상부 기판(100)과 하부 기판(200)과의 사이에 주입된 액정층(300)으로 이루어진다.

상부 기판(100)은 제1 기판(110) 상에 R(Red).G(Green).B(Blue) 색화소로 이루어진 컬러필터(120)와, 블랙 매트릭스(Black Matrix: BM)(130)와, 공통 전극(140)과, 제1 배향막(150)이 형성된 기판이다.

구체적으로, 제1 기판(110) 상에는 통과되는 광에 의해 소정의 색으로 발현되는 색화소인 RGB 화소와 RGB 각각의 색화소 사이에 형성되어 콘스트라스트비(Contrast Ratio; C/R)를 높이기 위한 블랙 매트릭스층(130)이 박막공정에 의해 형성된다. 그 위로 인듐 틴 옥사이드(Indium Tin Oxide; 이하, ITO) 또는 인듐 징크 옥사이드(Indium Zinc Oxide; 이하, IZO)로 이루어진 공통 전극(140)이 도포되고, 공통 전극(140) 상에는 제1 방향(D1)으로 러빙(rubbing)된 제1 배향막(150)이 형성된다.

한편, 하부 기판(200)은 제2 기판(210) 상에 TFT(220)와, 유기 절연막(230)과, 투명 전극(240)과 반사 전극(250)으로 이루어진 화소 전극과, 제2 배향막(260)이 형성된 기판이다. 여기서, 도면상에는 TFT만을 도시하였고, 공지된 스토리지(Storage) 캐패시터는 그 도시를 생략하였다.

여기서, 반사-투과형 액정 표시 장치(400)는 반사 전극(250)에 의해 영상을 표시하는 반사 영역(R)과, 투명 전극(240)에 의해 영상을 표시하는 투과 영역(T)으로 구분된다. 즉, 반사 영역(R)에서는 상부 기판(100)을 통해 입사된 제1 광(L1)을 반사하여 영상을 표시하고, 투과 영역(T)에서는 하부 기판(200)의 후면에 배치된 광원부(미도시)로부터 입사된 제2 광(L2)을 투과시킴으로써 영상을 표시한다.

제2 기판(210) 상에는 게이트 전극(221)과, 소오스 전극(225)과, 드레인 전극(226)을 갖는 TFT(220)가 매트릭스 형태로 형성된다. 이때, 게이트 전극(221)은 게이트 절연막(222)을 통하여 소오스 전극(225) 및 드레인 전극(226)과 절연 상태를 유지한다. 게이트 절연막(222) 상에는 게이트 전극(221)에 전원이 인가됨에 따라 소오스 전극(225)으로부터 드레인 전극(226)으로 전원을 인가하기 위한 액티브 패턴(223) 및 오믹 콘택 패턴(224)이 적층된다. 그 위로 소오스 전극과 드레인 전극(225, 226)이 소정의 간격으로 이격하여 형성된다.

다수의 TFT(220)가 형성된 제2 기판(210) 상에는 유기 절연막(230)이 도포된다. 유기 절연막(230)에는 TFT(220)의 드레인 전극(226)을 개구시키기 위한 콘택홀(232)이 형성되어 있다. 또한, 유기 절연막(230)에는 반사 영역(R) 중 투과 영역(T)과 인접하는 제1 및 제2 가장자리(A', B')에 대응하여 소정의 깊이로 함몰된 제1 및 제2 그루브(Groove)(232, 233)가 각각 형성되어 있다.

유기 절연막(230) 상에는 콘택홀(231)을 통해 TFT(220)의 드레인 전극(226)과 접촉되는 화소전극(240, 250)이 형성된다. 구체적으로, 유기 절연막(230) 상에 는 ITO 또는 IZO로 이루어진 투명 전극(240)이 균일한 두께로 적층되고, 투명 전극 (240)위로 투명 전극(240)을 개구시키는 투과창(251)이 형성된 반사 전극(250)이 균일한 두께로 적층된다. 이때, 반사 전극(250)에는 반사율이 뛰어난 금속 물질이 사용된다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 유기 절연막(230)의 표면 중 제1 가장자리(A')에는 제1 경사면(232a)과 제2 경사면(232b)으로 이루어진 제1 그루브(232)가 형성되고, 제2 가장자리(B')에는 제3 및 제4 경사면(233a, 233b)으로 이루어진 제2 그루브(233)가 형성된다. 구체적으로, 제1 경사면(232a)은 유기 절연막(230)의 표면으로부터 제2 기판(210)을 향하여 제1 각(α1)으로 기울어지고, 제2 경사면(232b)은 제1 경사면(232a)으로부터 유기 절연막(230)의 표면을 향하여 제2 각(α2)으로 기울어져 연장된다. 한편, 제3 경사면(233a)은 유기 절연막(230)의 표면으로부터 제2 기판(210)을 향하여 제3 각(α3)으로 기울어지고, 제4 경사면(233b)은 제3 경사면(233a)으로부터 유기 절연막(230)의 표면을 향하여 제4 각(α4)으로 기울어져 연장된다.

이때, 투명 전극(240)은 유기 절연막(230) 상에 균일한 두께로 적층되기 때문에 유기 절연막(230)과 동일한 표면 구조를 갖는다. 즉, 투명 전극(240)에는 유기 절연막(230)에 형성된 제1 그루브(232)에 대응하여 제3 그루브(242)가 형성되고, 제2 그루브(233)에 대응하여 제4 그루브(243)가 형성된다. 여기서, 제3 그루브(242)는 제1 경사면(232a)과 나란한 제5 경사면(242a)과, 제2 경사면과 나란한 제6 경사면(242b)으로 이루어진다. 또한, 제4 그루브(243)는 제3 경사면(233a) 과 나란한 제7 경사면(243a)과, 제4 경사면(233b)과 나란한 제8 경사면(243b)으로 이루어진다.

이후, 투명 전극(240) 상에 적층되는 반사 전극(250)은 균일한 두께로 적층되기 때문에 투명 전극(240)과 동일한 표면 구조를 갖는다. 여기서, 반사 영역(R)에서 투과 영역(T)으로 변경되는 제1 가장자리(A')에서 반사 전극(250)의 일단면(252)은 제6 경사면(242b) 상에 형성된 투명 전극(240)과 면접촉한다. 또한, 투과 영역(T)에서 반사 영역(R)으로 변경되는 제2 가장자리(B')에서는 반사 전극(250)의 타단면(253)이 제7 경사면(243a) 상에 형성된 투명 전극(240)과 면접촉한다. 이와 같이, 반사 전극(250)의 일단면(252)과 타단면(253)은 제2 기판(210)에 대해서 소정의 각도로 기울어져 형성되어 상기 제6 및 제7 경사면(242b, 243a)과 면접촉하는 것이다. 따라서, 반사 영역(R)에서 제2 기판(210)과 반사전극(250)의 이격거리(즉, 제2 기판(210)으로부터의 높이)는 제1 및 제2 가장자리(A', B')에서 제2 기판(210)과 반사전극(250)의 이격거리보다 더 좁다. 이와 같은 구조로 인해, 제1 및 제2 가장자리(A', B')에서 반사 전극(250)과 투과 전극(240)의 단차가 최소화된다.

도 3 및 도 4에서는 반사 전극(250)의 일단면(252)과 타단면(253)이 투명 전극(240)의 제6 경사면(242b) 및 제7 경사면(243a)과 각각 면접촉하는 구조를 도시하였으나, 반사 전극(250)의 일단면(252)과 타단면(253)은 제6 및 제7 경사면(242b, 243a)과 소정의 간격으로 이격하여 상기 제3 및 제4 그루브(242, 243)에 배치될 수 있다.

다시 도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 반사 전극(250)과 투과창(251) 상에는 제2 배향막(260)이 더 형성된다. 구체적으로, 제2 배향막(260)은 반사 전극(250)과 투과창(251) 상에 폴리-이미드(poly-imid) 계통의 유기막을 도포한 후, 제2 방향(D2)으로 러빙하여 형성된 막이다.

이로써, 투명 전극(240)과 반사 전극(250) 사이의 단차가 최소화된다. 따라서, 제2 배향막(260)을 러빙할 때 투명 전극(240)과 반사 전극(250) 사이의 단차로 인해 제1 및 제2 가장자리(A', B')에서 러빙이 제대로 이루어지지 않는 문제를 해결할 수 있다. 이러한 러빙 불량 문제를 해결함으로써, 제1 및 제2 가장자리(A', B')에서 액정층(300)이 제대로 배열되지 못하여 발생되는 빛샘 현상을 방지할 수 있다.

도 2에서는 유기 절연막(230)의 표면에 형성되는 제1 및 제2 그루브(232, 233)가 제2 배향막(260)의 러빙 방향인 제2 방향(D2)을 기준으로 반사 전극(250)에서 투명 전극(240)으로 변경되는 제1 가장자리(A')와 투명 전극(240)에서 반사 전극(250)으로 변경되는 제2 가장자리(B')에 각각 형성되는 것을 도시하였다. 그러나, 유기 절연막(230)의 표면 중 제2 가장자리(B')에만 그루브가 형성될 수 있다.

다음, 상부 기판(100)은 공통 전극(140)이 화소 전극(240, 250)과 마주보도록 하부 기판(200)과 대향하여 결합한다. 이와 같이, 상부 기판(100)과 하부 기판(200)이 대향하여 결합되면, 상부 기판(100)과 하부 기판(200)과의 사이에 액정층(300)이 주입된다. 이로써, 반사-투과형 액정 표시 장치(400)가 완성된다.

이하, 도 2에 도시된 반사-투과형 액정 표시 장치(400)의 하부 기판(200)의 제조 공정을 구체적으로 설명하기로 한다.

도 5a 내지 도 5g는 도 2에 도시된 하부 기판의 제조 공정을 구체적으로 나타낸 도면들이다.

먼저, 도 5a를 참조하면, 유리 또는 세라믹과 같은 절연 물질로 이루어진 제2 기판(210) 상에 알루미늄(Al), 크롬(Cr) 또는 몰리브덴 텅스텐(MoW)으로 이루어진 제1 금속막(미도시)을 스퍼터링 방법에 의해 증착한 후, 제1 금속막을 패터닝하여 게이트 전극(221)을 형성한다.

이어서, 게이트 전극(221)이 형성된 제2 기판(210)의 전면에 실리콘 질화물을 플라즈마 화학기상증착(Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition; 이하, PECVD) 방법에 의해 증착하여 게이트 절연막(222)을 형성한다.

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, 비정질실리콘막과 n⁺ 도핑된 비정질실리콘막을 PECVD 설비의 동일 챔버 내에서 인-시튜(in-situ)로 증착한다. 이어서, 오믹 콘택층과 액티브층을 차례로 패터닝하여 게이트 전극(221) 윗부분의 게이트 절연막(222) 상에 비정질실리콘막으로 이루어진 액티브 패턴(223)과 n⁺ 도핑된 비정질실리콘막으로 이루어진 오믹 콘택 패턴(224)을 형성한다.

이후, 제2 기판의 전면에 크롬(Cr)과 같은 제2 금속막(미도시)을 스퍼터링 방법에 의해 증착한 후, 제2 금속막을 패터닝하여 소오스 전극(225) 및 드레인 전 극(226)을 형성한다. 계속해서, 소오스 전극(225)과 드레인 전극(226)과의 사이에서 노출된 오믹 콘택 패턴(224)을 반응성 이온 식각(Reactive Ion Etching; RIE) 방법에 의해 제거해낸다.

이로써, 제2 기판(210) 상에는 게이트 전극(221)과, 액티브 패턴(223)과, 오믹 콘택 패턴(224)과, 소오스 전극(225)과, 드레인 전극(226)을 포함하는 TFT(220)가 형성된다.

도 5b를 참조하면, TFT(220)가 형성된 제2 기판(210)의 전면에는 아크릴계 수지와 같은 감광성 유기 절연층(235)을 스핀-코팅 방법이나 슬릿-코팅 방법을 통해 도포한다.

도 5c를 참조하면, 유기 절연층(235) 상에는 제1 및 제2 그루브에 대응하는 패턴이 형성되어 있는 제1 마스크(236)가 적층된다. 제1 마스크(236)는 유기 절연층(230)의 표면에 제1 그루브(232)를 형성하기 위하여 반사 영역(R)으로부터 투과 영역(T)으로 갈수록 큰 폭을 갖는 제1 개구부(236a)가 형성된 제1 슬릿 노광 영역(C)과, 제2 그루브를 형성하기 위하여 반사 영역(R)으로부터 투과 영역(T)으로 갈수록 큰 폭을 갖는 제2 개구부(236b)가 형성된 제2 슬릿 노광 영역(D)을 구비한다. 또한, 제1 마스크는 TFT(220)의 드레인 전극(226)을 노출시키는 콘택홀(231)을 형성하기 위하여 제3 개구부(236c)가 형성된 콘택홀 형성 영역(E)으로 구분된다.

이후, 제1 마스크(260)가 형성되어 있는 유기 절연층(235)을 노광한 후 노광된 유기 절연층(235)을 현상액과 반응시켜 현상하면, 표면 상에 소정의 깊이로 함몰된 제1 및 제2 그루브(232, 233)가 형성되고, 드레인 전극(226)을 노출시키는 콘 택홀(231)이 형성된 유기 절연막(230)이 완성된다. 여기서, 제1 그루브(232)는 제1 가장자리(A')에 형성되고, 제2 그루브(233)는 제2 가장자리(B')에 형성된다.

이때, 제1 마스크(236)에 형성된 제1 개구부(236a)의 폭을 반사 영역(R)으로부터 투과 영역(T)으로 갈수록 크게 형성됨으로써, 제1 및 제2 그루브(232, 233)는 투과 영역(T)에 인접한 부분에서부터 멀어지는 방향으로 갈수록 깊이가 낮아지는 형태를 갖는다.

도 5d를 참조하면, 유기 절연막(230) 및 콘택홀(231) 상에 ITO 또는 IZO와 같은 투명 도전막을 균일한 두께로 증착하여 투명 전극(240)을 형성한다. 투명 전극(240)은 콘택홀(231)을 통해 TFT(220)의 드레인 전극(226)과 접속된다. 이때, 투명 전극(240)은 유기 절연막(230) 상에 균일한 두께로 적층되기 때문에 유기 절연막(230)과 동일한 표면 구조를 갖는다. 즉, 투면 전극(240)의 표면에는 제1 그루브(232)에 대응하여 함몰된 제3 그루브(242)와, 제2 그루브(233)에 대응하여 함몰된 제4 그루브(243)가 형성되어 있다.

다음 도 5e를 참조하면, 투명 전극(240) 상에는 알루미늄과 같이 반사율이 뛰어난 금속층을 균일한 두께로 증착하여 반사 전극층(255)을 형성한다. 이후 도 5f를 참조하면, 반사 전극층(255) 상에는 투과창에 대응하는 패턴이 형성되어 있는 제2 마스크(257)가 형성된다. 구체적으로, 제2 마스크(257)에는 투과 영역(T)에 대응하는 반사 전극층(255)을 노광하기 위한 개구부(257a)가 형성되어 있다.

다음, 반사 전극층(255)을 노광한 후, 노광된 반사 전극층(255)과 현상액을 반응시켜 현상하면, 투과 영역(T)에 대응하는 부분에서 반사 전극층(255)이 제거되 면서 투명 전극(240)을 개구시키는 투과창(251)을 갖는 반사 전극(250)이 형성된다. 즉, 제1 및 제2 가장자리(A', B')에서 투명 전극(240)의 제3 및 제4 그루브(242, 243) 상에 배치된 반사 전극층(255)은 남겨지고, 제1 가장자리(A')와 제2 가장자리(B')와의 사이에 존재하는 반사 전극층(255)만 제거된다.

따라서, 제2 기판(210)으로부터의 반사 전극(250)의 높이는 반사 영역(R)에서보다 제1 가장자리(A')와 제2 가장자리(B')에서 더 낮다. 즉, 반사 전극(250)이 투명 전극(240) 상에 형성되더라도, 제1 및 제2 가장자리(A', B')에서 반사 전극(250)은 제3 및 제4 그루브(242, 243) 상에 배치되기 때문에 투명 전극(240)과의 단차가 거의 발생하지 않는다.

이후, 도 5g에 도시된 바와 같이 반사 전극(250) 상에 폴리 이미드 계통의 유기막을 도포하여 배향층을 형성한 후, 배향층을 제2 방향으로 러빙하여 제2 방향으로 연장된 러빙된 제2 배향막(260)을 형성한다. 이로써, 반사-투과형 액정 표시 장치(400)에 적용되는 하부 기판(200)이 완성된다.

도면에 도시하지는 않았지만, 유기 절연막(230) 상에는 실리콘 질화물(SiNx)로 이루어진 보호막이 더 형성될 수 있다. 이때, 보호막의 표면에는 제1 및 제2 가장자리(A', B')에 대응하는 제1 및 제2 그루브(미도시)가 형성된다. 구체적으로, 제1 및 제2 그루브는 보호막을 건식 식각하여 형성된다. 이후, 투명 전극(240)과 반사 전극(250)이 균일한 두께로 적층된다. 이때, 반사 전극(250)에 투명 전극(240)을 개구시키는 투과창(251)이 형성되면, 반사 전극(250)의 단부는 제1 및 제2 그루브 상에 배치되어 반사 영역(R)과 투과 영역(T)의 경계부에서 반사 전극(250)과 투과 전극(240)의 단차가 최소화된다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 반사-투과형 액정 표시 장치를 설명하기 위한 도면으로, 특히 반사-투과형 액정 표시 장치의 단위 화소를 구체적으로 나타낸 단면도이다.

도 6을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 반사-투과형 액정 표시 장치(500)는 상부 기판(100)과, 하부 기판(200)과, 상부 기판(100)과 하부 기판(200)과의 사이에 주입된 액정층(300)으로 이루어진다.

하부 기판(200)은 제2 기판(210) 상에 TFT(220)와, 유기 절연막(270)과, 투명 전극(240)과 반사 전극(250)으로 이루어진 화소 전극과, 제2 배향막(260)이 형성된 기판이다. 여기서, 도면상에는 TFT만을 도시하였고, 공지된 스토리지(Storage) 캐패시터는 그 도시를 생략하였다.

구체적으로, 제2 기판(210) 상에는 게이트 전극(221)과, 소오스 전극(225)과, 드레인 전극(226)을 갖는 TFT(220)가 매트릭스 형태로 형성된다. 다수의 TFT(220)가 형성된 제2 기판(210) 상에는 유기 절연막(270)이 도포된다. 유기 절연막(270)에는 TFT(220)의 드레인 전극(226)을 노출시키기 위한 콘택홀(271)이 형성되어 있다. 또한, 유기 절연막(270)에는 반사-투과형 액정 표시 장치(500)의 반사 영역(R) 중 투과 영역(T)과 인접한 제1 가장자리(A')와 제2 가장자리(B')에 대응하여 소정의 깊이로 함몰된 제1 및 제2 그루브(272, 273)가 각각 형성되어 있다.

한편, 유기 절연막(270)의 표면에는 제2 기판(210)으로부터 상대적인 높낮이를 갖는 다수의 요철(275)이 형성되어 이후, 유기 절연막(270) 상에 적층되는 반사 전극(290)의 반사 효율을 향상시킨다. 즉, 유기 절연막(270)에는 제2 기판(210)으로부터 상대적으로 낮은 높이를 갖는 오목부(275a)와 상대적으로 높은 높이를 갖는 볼록부(275b)가 반복적으로 나타난다.

다음, 유기 절연막(270)과 콘택홀(271)을 상에는 TFT(220)의 드레인 전극(226)과 접촉되는 화소전극(280, 290)이 형성된다. 구체적으로, 유기 절연막(270) 상에는 ITO 또는 IZO로 이루어진 투명 전극(280)이 균일한 두께로 적층된다. 이때, 투명 전극(240)은 유기 절연막(230) 상에 균일한 두께로 적층되기 때문에 유기 절연막(230)과 동일한 표면 구조를 갖는다.

투명 전극(280) 위로는 투명 전극(280)을 개구시키는 투과창(291)이 형성된 반사 전극(290)이 균일한 두께로 적층된다. 이때, 반사 전극(290)에는 반사율이 뛰어난 금속 물질이 사용된다. 반사 전극(290)은 유기 절연막(270)과 동일하게 요철 구조로 형성되어 상부 기판(100)을 통해 입사된 제2 광(L2)의 반사 효율을 향상시킨다. 또한, 제2 기판(210)으로부터의 반사 전극(290)의 높이는 반사 영역(R)에서보다 제1 및 제2 그루브(272, 273)이 형성된 제1 가장자리(A')와 제2 가장자리(B')에서 더 낮다. 이로써, 투과 영역(T)과 반사 영역(R)의 경계부에서 투명 전극(240)과 반사 전극(250)의 단차는 거의 '0'에 가깝다.

이후, 상기 반사 전극(290)과 투과창(291) 상에는 제2 배향막(295)이 더 형성된다. 구체적으로, 제2 배향막(2950)은 반사 전극(290)과 투과창(291) 상에 폴리 이미드 계통의 유기막을 도포한 후, 제2 방향으로 러빙하여 형성된 막이다. 이로써, 본 발명의 다른 실시예에 따른 반사-투과형 액정 표시 장치(500)가 완성된다.

이러한, 액정 표시 장치 및 이의 제조 방법에 따르면, 하부 기판은 제2 기판상에 형성된 투명 전극과 반사 전극으로 이루어진 화소 전극을 구비한다. 이때, 제2 기판으로부터의 반사 전극의 높이는 반사 영역에서보다 상기 반사 영역과 투과 영역의 경계부에서 더 낮다.

따라서, 화소 전극 상에 적층된 배향막의 러빙시 투명 전극과 반사 전극 사이의 단차로 인해 상기 경계부에서 러빙이 제대로 이루어지지 않는 문제를 해결할 수 있다.

또한, 이와 같은 러빙 불량 문제를 해결함으로써 상기 경계부에서 액정이 제대로 배열되지 못하여 발생되는 빛샘 현상을 방지할 수 있고, 더 나아가 액정 표시 장치의 표시 품질을 향상시킬 수 있다.

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.

Claims

제1 기판 상에 컬러필터와 공통 전극이 형성된 상부 기판;

제2 기판 상에 형성된 스위칭 소자와, 투명 전극 및 상기 투명 전극 상에 형성된 반사 전극으로 이루어진 화소 전극과, 상기 스위칭 소자와 상기 화소 전극 사이에 개재되고 반사 영역과 투과 영역에 대해 균일한 두께를 갖는 절연막을 포함하고, 상기 공통 전극과 상기 화소 전극이 마주보도록 상기 상부 기판과 결합하는 하부 기판; 및

상기 하부 기판과 상기 상부 기판과의 사이에 주입된 액정층을 포함하며,

상기 절연막에는 상기 제2 기판으로부터 상기 반사 전극까지의 높이가 반사 영역에서보다 상기 반사 영역과 투과 영역의 경계부에서 낮도록 상기 반사 영역 중 상기 투과 영역과 인접하는 가장자리에 함몰된 그루브가 형성된 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제1항에 있어서, 상기 하부 기판은,

상기 반사 전극 상에 적층되고, 제1 방향으로 러빙된 배향막을 포함하는 액정 표시 장치.
제2항에 있어서, 상기 그루브는 상기 투과 영역으로부터 멀어질수록 깊이가 낮아지는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제2항에 있어서, 상기 반사 영역의 가장자리는 상기 러빙의 진행 방향을 기준으로 할 때, 상기 반사 영역에서 상기 투과 영역으로 변경되는 제1 가장자리와, 상기 투과 영역에서 반사 전극으로 변경되는 제2 가장자리를 포함하고,

상기 그루브는 상기 제2 가장자리에 형성되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제1항에 있어서, 상기 화소 전극의 표면에는 상기 제2 기판으로부터 상대적인 높낮이를 갖는 오목부와 볼록부로 이루어진 다수의 요철이 형성된 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
컬러필터와 공통 전극을 제1 기판상에 형성하여 상부 기판을 제조하는 단계;

스위칭 소자와, 화소 전극을 제2 기판 상에 형성하여 하부 기판을 제조하는 단계; 및

상기 하부 기판과 상부 기판과의 사이에 액정층을 형성하는 단계를 포함하고,

상기 하부 기판을 제조하는 단계는,

(a) 상기 제2 기판 상에 상기 스위칭 소자를 형성하는 단계;

(b) 상기 스위칭 소자가 형성된 상기 제2 기판 상에 반사 영역 및 투과 영역에 대해 균일한 두께를 갖는 절연막을 형성하는 단계;

(c) 상기 반사 영역 중 투과 영역과 인접한 가장자리에 대응하는 상기 절연막의 표면을 함몰시켜 그루브를 형성하는 단계;

(d) 상기 단계(c)에 의한 결과물 상에 투명 전극을 균일한 두께로 형성하는 단계;

(e) 상기 투명 전극 상에 상기 투명 전극의 일부 영역을 노출시키는 투과창이 형성되고, 단부가 상기 그루브 상에 배치되어 상기 제2 기판으로부터의 높이가 반사 영역에서보다 상기 반사 영역과 투과 영역의 경계부에서 낮도록 반사 전극을 균일한 두께로 적층하는 단계; 및

(f) 상기 반사 전극 상에 배향막을 형성하는 단계를 포함하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
제6항에 있어서, 상기 단계 (c)는,

(c-1) 상기 절연막 상에 상기 반사 영역 중 상기 투과 영역과 인접하는 가장자리에 대응하여 형성되고 상기 투과 영역으로부터 멀어질수록 폭이 좁아지는 개구부가 형성된 마스크를 적층하는 단계; 및

(c-2) 상기 절연막을 노광 및 현상하여 상기 그루브를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 제조 방법.