(57)【要約】【課題】カラーフィルタの平坦化を極大化し、反射領域でカラーフィルタを通過する光の経路差を調節することで反射領域と透過領域をそれぞれ通過した光の色調の差を減少することができる。【解決手段】本発明は液晶表示装置及びそのための表示板に関し、この液晶表示装置は透過領域と反射領域を有する液晶表示装置であって、第１基板と、第１基板に対向する第２基板と、反射領域に配置されており、第２基板上に形成されている凸レンズ状の複数の突起と、突起及び第２基板上に形成されているカラーフィルタとを含み、突起は透明な有機物からなり、その上に形成されるカラーフィルタの平坦化を助ける。【選択図】図１
2006323385.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透過領域と反射領域を有する半透過型液晶表示装置用表示板であって、
基板と、
前記反射領域に配置されており、前記基板上に形成されている凸レンズ状の複数の突起と、
前記突起及び前記基板上に形成されているカラーフィルタと
を含む液晶表示装置用表示板。
【請求項２】
前記突起は透明な有機物を含む、請求項１に記載の液晶表示装置用表示板。
【請求項３】
前記突起の直径は１０μｍ〜１５μｍである、請求項１に記載の液晶表示装置用表示板。
【請求項４】
前記突起の高さは１μｍ〜２μｍである、請求項１に記載の液晶表示装置用表示板。
【請求項５】
前記突起の大きさは全て同一である、請求項１に記載の液晶表示装置用表示板。
【請求項６】
前記突起の大きさは均一でない、請求項１に記載の液晶表示装置用表示板。
【請求項７】
前記カラーフィルタの表面は平坦である、請求項１に記載の液晶表示装置用表示板。
【請求項８】
前記基板上に形成されている遮光部材をさらに含む、請求項１に記載の液晶表示装置用表示板。
【請求項９】
前記カラーフィルタ上に形成されている共通電極をさらに含む、請求項１に記載の液晶表示装置用表示板。
【請求項１０】
前記カラーフィルタと前記共通電極の間に形成されている蓋膜をさらに含む、請求項９に記載の液晶表示装置用表示板。
【請求項１１】
透過領域と反射領域を有する液晶表示装置であって、
第１基板と、
前記第１基板上に形成されているゲート線及びデータ線と、
前記ゲート線及びデータ線に連結されている薄膜トランジスタと、
前記薄膜トランジスタと連結されており、透明電極及び反射電極を有する画素電極と、
前記第１基板と対向する前記請求項１〜１０にいずれかに記載の液晶表示装置用表示板と、
を含む液晶表示装置。
【請求項１２】
前記透明電極は前記透過領域及び前記反射領域に形成されており、前記反射電極は前記反射領域に形成されている、請求項１１に記載の液晶表示装置。
【請求項１３】
前記反射電極は前記透明電極上に形成されている、請求項１２に記載の液晶表示装置。
【請求項１４】
前記薄膜トランジスタと画素電極との間に形成されている上部保護膜及び下部保護膜をさらに含む、請求項１１に記載の液晶表示装置。
【請求項１５】
前記上部保護膜は前記下部保護膜の一部を露出する開口部を含む、請求項１４に記載の液晶表示装置。
【請求項１６】
前記上部保護膜の表面には凹凸が形成されている、請求項１４に記載の液晶表示装置。
【請求項１７】
基板を備える段階と、
前記基板上に凸レンズ状の複数の突起を形成する段階と、
前記基板及び前記突起上にカラーフィルタを形成する段階と
を含む液晶表示装置用表示板の製造方法。
【請求項１８】
前記突起を形成する段階は、
前記第２基板上に感光性有機膜を塗布する段階と、
前記有機膜が塗布された前記第２基板をマスクパターンによって露光する段階と、
前記露光された第２基板を現像する段階と、
前記現像された第２基板をベークする段階とを含む、請求項１７に記載の液晶表示装置用表示板の製造方法。
【請求項１９】
前記露光する段階はスリットマスクを利用する、請求項１８に記載の液晶表示装置用表示板の製造方法。
【請求項２０】
前記突起の直径は１０μｍ〜１５μｍである、請求項１７に記載の液晶表示装置用表示板の製造方法。
【請求項２１】
前記突起の高さは１μｍ〜２μｍである、請求項１７に記載の液晶表示装置用表示板の製造方法。
【請求項２２】
前記複数の突起の大きさは全て同一である、請求項１７に記載の液晶表示装置用表示板の製造方法。
【請求項２３】
前記複数の突起の大きさは均一でない、請求項１７に記載の液晶表示装置用表示板の製造方法。
【請求項２４】
前記カラーフィルタの表面は平坦である、請求項１７に記載の液晶表示装置用表示板の製造方法。
【請求項２５】
前記基板上に遮光部材を形成する段階をさらに含む、請求項１７に記載の液晶表示装置用表示板の製造方法。
【請求項２６】
前記カラーフィルタ上に共通電極を形成する段階をさらに含む、請求項１７に記載の液晶表示装置用表示板の製造方法。
【請求項２７】
前記カラーフィルタと共通電極の間に蓋膜を形成する段階をさらに含む、請求項２６に記載の液晶表示装置用表示板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は半透過型液晶表示装置、そのための表示板及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、液晶表示装置は、電界生成電極と偏光板が具備された一対の表示板の間に位置した液晶層を含む。電界生成電極は液晶層に電界を生成し、このような電界の強さが変化することによって液晶分子の配列が変化する。例えば、電界が印加された状態で液晶層の液晶分子はその配列を変化させて液晶層を通過する光の偏光を変化させる。偏光板は偏光された光を適切に遮断または透過させて明るくて暗い領域を作りだすことによって、所望の映像を表示する。
【０００３】
液晶表示装置は自ら発光できない受光型表示装置であるので、別途に具備された後光装置（ｂａｃｋｌｉｇｈｔ  ｕｎｉｔ）のランプから出る光を液晶層を通過させたり、自然光など外部から入る光を液晶層を一旦通過させた後反射して液晶層を再び通過させる。前者の場合を透過型（ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｖｅ）液晶表示装置と言い、後者の場合を反射型（ｒｅｆｌｅｃｔｉｖｅ）液晶表示装置と言うが、後者の場合は主に中小型表示装置に使用される。また、環境に応じて後光装置を使用したり外部光を使用したりする半透過型または反射−透過型液晶表示装置が開発され、主に中小型表示装置に適用されている。
【０００４】
半透過型液晶表示装置の場合、各画素に透過領域と反射領域を設けるが、透過領域では光がカラーフィルタを一回だけ通過し、反射領域では二回通過する。このようなカラーフィルタの通過回数の差は表示される画面の色相色調に影響を与える。
従って、これを解消するために二色調（ｔｗｏ-ｔｏｎｅ）方式と光孔（ｌｉｇｈｔ  ｈｏｌｅ）方式が用いられている。二色調方式はカラーフィルタを反射領域より透過領域で厚くする技術であり、光孔方式は反射領域に位置するカラーフィルタ部分に孔を形成する技術である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、光孔方式で孔を形成した後、カラーフィルタの段差をなくすために蓋膜を使用して平坦化させるが、一般的な工程能力では完壁な平坦化が不可能である。従って、反射領域で光孔がある所とない所のセル間隔が互いに異なるだけでなく、共通電極が孔の付近で平坦にならないので、反射領域の液晶配向が不良になり、液晶駆動上の問題点が発生する。
【０００６】
そこで、本発明が目的とする技術的課題は、カラーフィルタの平坦化を極大化し、反射領域でカラーフィルタを通過する光の経路差を調節することで、反射領域と透過領域をそれぞれ通過した光の色調差を減らすことである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
このような技術的課題を達成するための本願第１発明による、透過領域と反射領域を有する半透過型液晶表示装置用表示板は、基板と、前記反射領域に配置されており、前記基板上に形成されている凸レンズ状の複数の突起と、前記突起及び前記基板上に形成されているカラーフィルタとを含む。
本願第２発明は、第１発明において、前記突起は透明な有機物を含むことができる。
【０００８】
本願第３発明は、第１発明において、前記突起の直径は１０μｍ〜１５μｍであることができる。
本願第４発明は、第１発明において、前記突起の高さは１μｍ〜２μｍであることができる。
本願第５発明は、第１発明において、前記突起の大きさは全て同一であり得る。
【０００９】
本願第６発明は、第１発明において、前記突起の大きさは均一でないことがある。
本願第７発明は、第１発明において、前記カラーフィルタの表面は平坦である。
本願第８発明は、第１発明において、前記液晶表示装置用表示板は前記基板上に形成されている遮光部材をさらに含むことができる。
本願第９発明は、第１発明において、前記液晶表示装置用表示板は前記カラーフィルタ上に形成されている共通電極をさらに含むことができる。
【００１０】
本願第１０発明は、第９発明において、前記液晶表示装置用表示板は前記カラーフィルタと前記共通電極の間に形成されている蓋膜をさらに含むことができる。
本願第１１発明の一実施形態による透過領域と反射領域を有する液晶表示装置は、第１基板と、前記第１基板上に形成されているゲート線及びデータ線と、前記ゲート線及びデータ線に連結されている薄膜トランジスタと、前記薄膜トランジスタと連結されており、透明電極と反射電極を有する画素電極と、前記第１基板と対向する第２基板と、前記反射領域に配置されており、前記第２基板上に形成されている凸レンズ状の複数の突起と、前記突起及び前記第２基板上に形成されているカラーフィルタとを含む。
【００１１】
前記突起は透明な有機物を含むことができる。
前記突起の直径は１０μｍ〜１５μｍであることができる。
前記突起の高さは１μｍ〜２μｍであることができる。
前記突起の大きさは全て同一であり得る。
前記突起の大きさは均一でないことがある。
【００１２】
前記カラーフィルタの表面は平坦である。
本願第１２発明は、第１１発明において、前記透明電極は前記透過領域及び前記反射領域に形成されており、前記反射電極は前記反射領域に形成されている。
本願第１３発明は、第１２発明において、前記反射電極は前記透明電極上に形成されている。
【００１３】
本願第１４発明は、第１１発明において、前記液晶表示装置は、前記薄膜トランジスタと画素電極の間に形成されている上部保護膜及び下部保護膜をさらに含むことができる。
本願第１５発明は、第１４発明において、前記上部保護膜は前記下部保護膜の一部を露出する開口部を含むことができる。
本願第１６発明は、第１４発明において、前記上部保護膜の表面には凹凸が形成されることができる。
【００１４】
前記液晶表示装置は前記第２基板上に形成されている遮光部材をさらに含むことができる。
前記液晶表示装置は前記カラーフィルタ上に形成されている共通電極をさらに含むことができる。
前記液晶表示装置は前記カラーフィルタと前記共通電極の間に形成されている蓋膜をさらに含むことができる。
【００１５】
本願第１７発明の一実施形態による液晶表示装置用表示板を製造する方法は、基板を備える段階と、前記基板上に凸レンズ状の複数の突起を形成する段階と、前記基板及び前記突起上にカラーフィルタを形成する段階とを含む。
本願第１８発明は、第１７発明において、前記突起を形成する段階は、前記第２基板上に感光性有機膜を塗布する段階と、前記有機膜が塗布された前記第２基板をマスクパターンによって露光する段階と、前記露光された第２基板を現像する段階と、前記現像された第２基板をベークする段階とを含む。
【００１６】
本願第１９発明は、第１８発明において、前記露光する段階はスリットマスクを利用することができる。
本願第２０発明は、第１７発明において、前記突起の直径は１０μｍ〜１５μｍであることができる。
本願第２１発明は、第１７発明において、前記突起の高さは１μｍ〜２μｍであることができる。
【００１７】
本願第２２発明は、第１７発明において、前記複数の突起の大きさは全て同一であり得る。
本願第２３発明は、第１７発明において、前記複数の突起の大きさは均一でないことがある。
本願第２４発明は、第１７発明において、前記カラーフィルタの表面は平坦である。
【００１８】
本願第２５発明は、第１７発明において、前記液晶表示装置用表示板の製造方法は、前記基板上に遮光部材を形成する段階をさらに含むことができる。
本願第２６発明は、第１７発明において、前記液晶表示装置用表示板の製造方法は、前記カラーフィルタ上に共通電極を形成する段階をさらに含むことができる。
本願第２７発明は、第２６発明において、前記液晶表示装置用表示板の製造方法は、前記カラーフィルタと共通電極の間に蓋膜を形成する段階をさらに含むことができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、反射領域に凸レンズ状の複数の突起２４１を形成することによって、カラーフィルタの平坦化を極大化し、反射領域と透過領域の間の色差を減らすことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
添付した図面を参照して、本発明の実施形態について本発明の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できるように詳細に説明する。しかし、本発明は多様な相異な形態で実現でき、ここで説明する実施形態に限定されない。
図面において、いろいろな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た。明細書全体にわたって類似な部分については同一の図面符号を付けた。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”にある場合だけでなく、その中間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”あるとする時には、中間に他の部分がないことを意味する。
【００２１】
次に、本発明の実施形態による液晶表示装置について、図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明の一実施形態による液晶表示装置の断面を概略的に示した断面図である。
図１に示したように、液晶表示装置は、互いに対向する薄膜トランジスタ表示板１００と共通電極表示板２００、及びこれらの間に入っている液晶層３を含む。
【００２２】
薄膜トランジスタ表示板１００を見れば、絶縁基板１１０上にスイッチング素子（図示せず）及び保護膜１８０が形成されている。保護膜１８０上には画素電極１９０が形成されており、画素電極１９０は透明電極１９２及び透明電極１９２の一部上の反射電極１９４を含む。
共通電極表示板２００を見れば、絶縁基板２１０上に、カラーフィルタ２３０、蓋膜２５０及び共通電極２７０が形成されている。
【００２３】
半透過型液晶表示装置は、透明電極１９２及び反射電極１９４によって各々定義される透過領域ＴＡ及び反射領域ＲＡに区画できる。具体的には、薄膜トランジスタ表示板１００、共通電極表示板２００及び液晶層３などで透明電極１９２の露出された部分の上下に位置する部分は透過領域ＴＡとなり、反射電極１９４の上下に位置する部分は反射領域ＲＡとなる。透過領域ＴＡにおいては、液晶表示装置の後面、つまり、薄膜トランジスタ表示板１００側から入射した光が液晶層３を通過して前面、つまり、共通電極表示板２００側に出ることによって表示を行い、反射領域ＲＡにおいては、前面から入射した光が液晶層３に入ってきた後、反射電極１９４によって反射されて液晶層３を再び通過して前面に出ることによって表示を行う。
【００２４】
反射領域ＲＡにおいて、基板２１０とカラーフィルタ２３０の間には透明な有機物などで作られた凸レンズ状の複数の突起２４１が形成されている。突起２４１の大きさは全て同一かまたは互いに異なることもあり得る。突起２４１の直径は十分に小さく、その断面は中心で高さが最も高く、周辺に行くほどその高さが低くなっている。突起２４１は、高さが高くなるほど平面積が減少し、最上位では点になる半球状である。突起２４１の高さは、すぐ上に位置したカラーフィルタ２３０の高さより十分に低いので、突起２４１のすぐ上に位置したカラーフィルタ２３０の扁平度に影響を与えないようになる。つまり、突起２４１は、カラーフィルタ２３０により十分に覆われており、カラーフィルタ２３０の平坦度を維持することができる。これによって、カラーフィルタ２３０の表面が完全に平坦にできるので、セルギャップを均一に合せることができる。また、このような複数の突起２４１によって反射領域ＲＡのカラーフィルタ２３０の平均厚さが透過領域ＴＡのカラーフィルタ２３０の平均厚さより小さくなるので、反射領域ＲＡと透過領域ＴＡをそれぞれ通過した光の色調が一定になることができる。
【００２５】
以下、図１に示した液晶表示装置の具体的な例について、図２乃至図４を参照して詳細に説明する。
図２は本発明の一実施形態による液晶表示装置の配置図であり、図３及び図４は各々図２に示した液晶表示装置のＩＩＩ−ＩＩＩ´及びＩＶ−ＩＶ´線による断面図である。
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表示板１００と共通電極表示板２００、及びこれらの間に入っている液晶分子を含む液晶層３を含む。
【００２６】
まず、薄膜トランジスタ表示板１００について説明する。
透明なガラスまたはプラスチックなどで作られた絶縁基板１１０上に、複数のゲート線１２１及び複数の維持電極線１３１が形成されている。
ゲート線１２１はゲート信号を伝達し、図２中主に横方向に延在している。各ゲート線１２１は、上に突出した複数のゲート電極１２４と、他の層または外部駆動回路との接続のために面積が広い端部１２９とを含む。ゲート信号を生成するゲート駆動回路（図示せず）は基板１１０上に付着される可撓性印刷回路膜（図示せず）上に装着されるか、または基板１１０上に直接装着されるか、または基板１１０に集積できる。ゲート駆動回路が基板１１０上に集積されている場合、ゲート線１２１が延在してこれと直接連結される。
【００２７】
維持電極線１３１は所定の電圧の印加を受け、ゲート線１２１とほとんど並んで延在する。各維持電極線１３１は隣接した二つのゲート線１２１の間に位置し、図２中において二つのゲート線１２１のうちの下側に近い。維持電極線１３１は上下に拡張された拡張部１３７を含む。しかし、維持電極線１３１の形状及び配置は多様に変更できる。
ゲート線１２１及び維持電極線１３１は、アルミニウム（Ａｌ）やアルミニウム合金アルミニウム系金属、銀（Ａｇ）や銀合金などは系金属、銅（Ｃｕ）や銅合金など銅系金属、モリブデン（Ｍｏ）やモリブデン合金などモリブデン系金属、クロム（Ｃｒ）、タンタル（Ｔａ）及びチタニウム（Ｔｉ）などで作られることができる。しかし、これらは物理的性質が異なる二つの導電膜（図示せず）を含む多重膜構造を有することもできる。このうちの一つの導電膜は信号遅延や電圧降下を減らすことができるように比抵抗が低い金属、例えば、アルミニウム系金属、銀系金属、銅系金属などで作られる。これとは異なって、他の導電膜は、他の物質、特にＩＴＯ（ｉｎｄｉｕｍ  ｔｉｎ  ｏｘｉｄｅ）及びＩＺＯ（ｉｎｄｉｕｍ  ｚｉｎｃ  ｏｘｉｄｅ）との物理的、化学的、電気的接触特性に優れた物質、例えば、モリブデン系金属、クロム、チタニウム、タンタルなどで作られる。このような組み合わせの良い例としては、クロム下部膜とアルミニウム（合金）上部膜、及びアルミニウム（合金）下部膜とモリブデン（合金）上部膜がある。しかし、ゲート線１２１及び維持電極線１３１はその他にも多様な金属または導電体で作られることができる。
【００２８】
ゲート線１２１及び維持電極線１３１の側面は基板１１０面に対して傾斜しており、その傾斜角は約３０゜〜約８０゜であることが好ましい。このように傾斜させることで、上部の膜の平坦化を図るとともに、上部の配線と維持電極線との接続が断線するのを阻止することができる。
ゲート線１２１及び維持電極線１３１上には、窒化ケイ素（ＳｉＮｘ）または酸化ケイ素（ＳｉＯｘ）などで作られたゲート絶縁膜１４０が形成されている。
【００２９】
ゲート絶縁膜１４０上には、水素化非晶質シリコン（非晶質シリコンは、略してａ−Ｓｉに記する）または多結晶シリコンなどで作られた複数の線状半導体１５１が形成されている。線状半導体１５１は図２中、主に縦方向に延在していて、ゲート電極１２４に向かって伸び出た複数の突出部１５４を含む。線状半導体１５１は、ゲート線１２１及び維持電極線１３１の付近で幅が広くなって、これらを幅広く覆っている。
【００３０】
半導体１５１上には、複数の線状及び島型抵抗性接触部材１６１、１６５が形成されている。抵抗性接触部材１６１、１６５はリンなどのｎ型不純物が高濃度にドーピングされているｎ+水素化非晶質シリコンなどの物質で作られたりシリサイド（ｓｉｌｉｃｉｄｅ）で作られることができる。線状抵抗性接触部材１６１は複数の突出部１６３を有していて、この突出部１６３と島型抵抗性接触部材１６５は対をなして半導体１５１の突出部１５４上に配置されている。
【００３１】
半導体１５４と抵抗性接触部材１６３、１６５の側面も基板１１０面に対して傾斜しており、傾斜角は３０゜〜８０゜程度である。
抵抗性接触部材１６３、１６５及びゲート絶縁膜１４０上には、複数のデータ線１７１と、これから分離されている複数のドレイン電極１７５が形成されている。
データ線１７１はデータ信号を伝達し、図２中、主に縦方向に延在してゲート線１２１と交差する。各データ線１７１は、ゲート電極１２４に向かって延在した複数のソース電極１７３と、他の層または外部駆動回路との接続のために面積が広い端部１７９を含む。データ信号を生成するデータ駆動回路（図示せず）は、基板１１０上に付着される可撓性印刷回路膜（図示せず）上に装着されるか、または基板１１０上に直接装着されるか、または基板１１０に集積できる。データ駆動回路が基板１１０上に集積されている場合、データ線１７１が延在してこれと直接連結される。
【００３２】
ドレイン電極１７５は、データ線１７１と分離されていて、ゲート電極１２４を中心にソース電極１７３と対向する。各ドレイン電極１７５は、面積が広い一端部１７７と、棒状の他端部を有している。広い端部１７７は維持電極線１３１の拡張部１３７と重畳し、棒状の端部は屈曲したソース電極１７３で一部囲まれている。
一つのゲート電極１２４、一つのソース電極１７３及び一つのドレイン電極１７５は、半導体１５１の突出部１５４と共に一つの薄膜トランジスタ（ｔｈｉｎ  ｆｉｌｍ  ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ、ＴＦＴ）を構成し、薄膜トランジスタのチャンネルはソース電極１７３とドレイン電極１７５の間の突出部１５４に形成される。
【００３３】
データ線１７１及びドレイン電極１７５は、モリブデン、クロム、タンタル及びチタニウムなど耐火性金属またはこれらの合金で作られることが好ましく、耐火性金属膜（図示せず）と低抵抗導電膜（図示せず）を含む多重膜構造を有することができる。多重膜構造の例としてはクロムまたはモリブデン（合金）下部膜とアルミニウム（合金）上部膜の二重膜、モリブデン（合金）下部膜とアルミニウム（合金）中間膜とモリブデン（合金）上部膜の三重膜がある。しかし、データ線１７１及びドレイン電極１７５はその他にも多様な金属または導電体で作られることができる。
【００３４】
データ線１７１及びドレイン電極１７５も、その側面が基板１１０面に対して３０゜〜８０゜程度の傾斜角で傾斜していることが好ましい。
抵抗性接触部材１６３、１６５は、その下部の半導体１５４とその上のデータ線１７１及びドレイン電極１７５の間にだけ存在し、接触抵抗を低くする。大部分の所では線状半導体１５１の幅がデータ線１７１の幅より小さいが、前述したようにゲート線１２１と合う部分で幅が広くなって表面のプロファイルを平坦にすることによって、データ線１７１が断線することを防止する。半導体１５４にはソース電極１７３とドレイン電極１７５の間をはじめとして、データ線１７１及びドレイン電極１７５で覆われずに露出された部分１５４がある。
【００３５】
データ線１７１、ドレイン電極１７５及び露出された半導体１５４部分上には保護膜１８０が形成されている。保護膜１８０は、窒化ケイ素や酸化ケイ素などの無機絶縁物で作られた下部膜１８０ｐと、有機絶縁物で作られた上部膜１８０ｑを含む。有機絶縁物は４．０以下の誘電常数を有することが好ましく、感光性を有することもできる。上部保護膜１８０ｑには下部保護膜１８０ｐの一部を露出する開口部１９５が形成されており、上部保護膜１８０ｑの表面には凹凸が形成されている。保護膜１８０は無機絶縁物または有機絶縁物などで作られた単一膜構造を有することもできる。この開口部１９５の領域が透過領域となり、反射電極が形成される領域が反射領域となる。なお、図１に示すように、反射領域の液晶層３の厚み（ｄ／２）が、透過領域の液晶層３の厚みｄの半分（ｄ／２）であると好ましい。反射領域では液晶層３を２回通過するが、透過領域では液晶層３を１回のみ通過する。よって、反射領域の液晶層３の厚みを透過領域の１／２とすることで、反射領域の液晶層及び透過領域の液晶層それぞれにおける光の通過距離が同程度となり、液晶層３の通過距離の違いによる色調の差異を抑制することができる。
【００３６】
保護膜１８０にはデータ線１７１の端部１７９とドレイン電極１７５を各々露出する複数の接触孔１８２、１８５が形成されており、保護膜１８０とゲート絶縁膜１４０にはゲート線１２１の端部１２９を露出する複数の接触孔１８１が形成されている。
保護膜１８０上には複数の画素電極１９０及び複数の接触補助部材８１、８２が形成されている。
【００３７】
各画素電極１９０は上部保護膜１８０ｑの凹凸に沿って折れ曲がっており、透明電極１９２及びその上の反射電極１９４を含む。透明電極１９２はＩＴＯまたはＩＺＯなどの透明な導電物質で作られ、反射電極１９４はアルミニウム、銀、クロムまたはその合金などの反射性金属で作られる。しかし、反射電極１９４はアルミニウム、銀、またはその合金など低抵抗反射性上部膜と、モリブデン系金属、クロム、タンタル及びチタニウムなどＩＴＯまたはＩＺＯとの接触特性が良い下部膜の二重膜構造を有することができる。
【００３８】
反射電極１９４は透明電極１９２の一部上にだけ存在して透明電極１９２の他の部分を露出し、透明電極１９２の露出された部分は上部保護膜１８０ｑの開口部１９５に位置する。
画素電極１９０は接触孔１８５を通じてドレイン電極１７５と物理的、電気的に接続されており、ドレイン電極１７５からデータ電圧の印加を受ける。データ電圧が印加された画素電極１９０は、共通電圧の印加を受ける共通電極表示板２００の共通電極２７０と共に電場を生成することによって、二つの電極１９０、２７０の間の液晶層３の液晶分子の方向を決定する。このように決定された液晶分子の方向によって液晶層３を通過する光の偏光が変わる。画素電極１９０と共通電極２７０はキャパシタを構成し、薄膜トランジスタがターンオフされた後にも印加された電圧を維持する。
【００３９】
薄膜トランジスタ表示板１００、共通電極表示板２００及び液晶層３などを含む半透過型液晶表示装置は、透明電極１９２及び反射電極１９４によって各々定義される透過領域ＴＡ及び反射領域ＲＡに区画できる。具体的には、透明電極１９２の露出部分の上下に位置する部分は透過領域ＴＡとなり、反射電極１９４の上下に位置する部分は反射領域ＲＡとなる。
【００４０】
透過領域ＴＡにおいては、液晶表示装置の後面、つまり、薄膜トランジスタ表示板１００側から入射した光が液晶層３を通過して前面、つまり、共通電極表示板２００側に出ることによって表示を行う。反射領域ＲＡにおいては、前面から入射した光が液晶層３に入ってきた後、反射電極１９４によって反射されて液晶層３を再び通過して前面に出ることによって表示を行う。この時、反射電極１９４の屈曲は光の反射効率を高める。
【００４１】
透過領域ＴＡには上部保護膜１８０ｑがないので、透過領域ＴＡでの液晶層３の厚さ、またはセル間隔は、反射領域ＲＡでのセル間隔の２倍となる。
画素電極１９０及びこれと電気的に接続されたドレイン電極１７５が維持電極線１３１と重畳してなすキャパシタを“ストレージキャパシタ（ｓｔｏｒａｇｅ  ｃａｐａｃｉｔｏｒ）”と言い、ストレージキャパシタは液晶キャパシタの電圧維持能力を強化する。
【００４２】
接触補助部材８１、８２は各々接触孔１８１、１８２を通じてゲート線１２１の端部１２９及びデータ線１７１の端部１７９と連結される。接触補助部材８１、８２はゲート線１２１の端部１２９及びデータ線１７１の端部１７９と外部装置との接着性を補完し、これらを保護する。
次に、共通電極表示板２００について説明する。
【００４３】
透明なガラスまたはプラスチックなどの絶縁物質からなる基板２１０上に遮光部材２２０が形成されている。遮光部材２２０はブラックマトリックス（ｂｌａｃｋ  ｍａｔｒｉｘ）とも言い、画素電極１９０と対向する複数の開口領域を定義し、また画素電極１９０の間の光漏れを防止する。
基板２１０上の反射領域ＲＡには凸レンズ状の複数の突起２４１が形成されている。突起２４１は断面の中心で高さが最も高く、周辺に行くほどその高さが順次に低くなる形状を有する。
【００４４】
基板２１０、遮光部材２２０及び突起２４１上にカラーフィルタ２３０が形成されており、カラーフィルタ２３０は遮光部材２２０が定義する開口領域内にほとんど入るように配置されている。この時、突起２４１の直径は十分に小さく、その断面は中心で高さが最も高く、周辺に行くほどその高さが低くなる。高さが高くなることによって平面積が減少して最上位では点になる半球状である。突起２４１の高さはすぐ上に位置したカラーフィルタ２３０の高さより十分に低いので、突起２４１のすぐ上に位置したカラーフィルタ２３０の扁平度にほとんど影響を与えないようになる。そのためカラーフィルタ２３０の表面は完全に平坦である。
【００４５】
突起２４１が形成されている反射領域ＲＡのカラーフィルタの平均厚さが、透過領域ＴＡのカラーフィルタの平均厚さより薄いので、透過領域ＴＡと反射領域ＲＡで光がカラーフィルタ２３０を通過する回数の差、つまり通過距離による色調の差を補償することができる。
カラーフィルタ２３０及び遮光部材２２０上には有機物質などからなる蓋膜２５０が形成されている。蓋膜２５０はカラーフィルタ２３０を保護する役割を果たし、省略することができる。
【００４６】
蓋膜２５０上にはＩＴＯまたはＩＺＯなどの透明な導電物質からなっている共通電極２７０が形成されている。
表示板１００、２００の内側面上には液晶層３を配向するための配向膜（図示せず）が塗布されていて、表示板１００、２００の外側面には一つ以上の偏光子（図示せず）が備えられている。
【００４７】
液晶層３は垂直配向または水平配向されている。
液晶表示装置は、また、薄膜トランジスタ表示板１００と共通電極表示板２００を支えて両者の間に間隙を形成する複数の弾性間隔材（図示せず）をさらに含む。
液晶表示装置は、また、薄膜トランジスタ表示板１００と共通電極表示板２００を結合する密封材（図示せず）をさらに含むことができる。密封材は共通電極表示板２００の周縁に位置する。
【００４８】
以下、本発明の実施形態による凸レンズ状の複数の突起２４１を含む液晶表示装置の共通電極表示板２００について、図５Ａ及び図５Ｂを参照して説明する。
図５Ａ及び図５Ｂは本発明の一実施形態による液晶表示装置のカラーフィルタ２３０及び反射領域ＲＡに該当するカラーフィルタ２３０に含まれた凸レンズ状の突起２４１の例である。
【００４９】
図５Ａは本発明の一実施形態による液晶表示装置のカラーフィルタ２３０の断面を示す。反射領域ＲＡに凸レンズ状の複数の突起２４１があり、その上に表面が平坦なカラーフィルタ２３０があり、その上に平坦な蓋膜２５０及び共通電極２７０がある。突起２４１は中心で最大の高さを有し、周辺に行くほど高さが低くなる。突起２４１の高さは約１μｍ〜約２μｍであることができるため、突起２４１の高さはすぐ上に位置したカラーフィルタ２３０の高さより十分に低い。
【００５０】
図５Ｂは本発明による複数の突起２４１の高さによる平面図を示す。図５ＡのＨ１、Ｈ２及びＨ３の切断面は、図５Ｂの各（１）、（２）及び（３）にそれぞれ対応している。図５Ｂ（１）から図５Ｂ（３）に行くほど平面図の基準高さがＨ１、Ｈ２、Ｈ３と高くなり、突起の断面積が順次に減少して最上部では点になる。突起２４１の最下部の直径は約１０μｍ〜約１５μｍであることができる。
【００５１】
突起２４１上に形成されるカラーフィルタ２３０は突起によって平坦性が変わるが、これは突起２４１の高さと最上部の断面積から影響を受ける。一般に、突起上に層を形成する場合、突起が存在する所の上の層の厚さと、突起が存在しない所での層の厚さとが同一になる傾向があり、突起がない所とある所の高さ差は突起の高さによって決められる。
従って、突起の高さが高く上に形成される層と接触する突起の断面積が大きいほど、突起がある所とない所の差が大きくなる。例えば、突起の高さが高く最上部の断面積が広い場合には、その上部に形成されたカラーフィルタは突起の影響で突出し、平坦でなくなってしまう。しかし、本発明による凸レンズ状の突起２４１は、その高さがすぐ上に形成されるカラーフィルタ２３０に比べて十分に低く、上部に行くほど断面積が小さくなって最上部では点になるので、すぐ上に形成されるカラーフィルタ２３０の平坦性にほとんど影響を与えない。つまり、突起２４１のすぐ上に形成されるカラーフィルタ２３０はほとんど平坦であり得、透過領域及び反射領域のセル間隔を均一に合せることができる。
【００５２】
また、カラーフィルタ２３０の反射領域ＲＡに凸レンズ状の複数の突起２４１が形成されるため、反射領域ＲＡのカラーフィルタの平均厚さが透過領域ＴＡのカラーフィルタの平均厚さより薄くて、反射領域でカラーフィルタを通過する光経路差を調節することで反射領域ＲＡと透過領域ＴＡを通過した光の色調の差を減少させることができる。
なお、透過領域ＴＡと反射領域ＲＡとの色調の違いは、光が通過するカラーフィルタの平均厚さによって発生する。つまり、透過領域ＴＡでは光がカラーフィルタを１回通過するが、反射領域ＲＡでは、カラーフィルタへの入射時及び反射時の合計２回通過する。本発明では、反射領域ＲＡに突起を形成することによって、反射領域ＲＡのカラーフィルタの平均厚さを透過領域ＴＡに比べて薄くし、この通過距離の違いによる色調の違いを補償している。また、反射領域ＲＡ内の位置によって突起の高さが異なるが、各画素の反射領域ＲＡでのカラーフィルタの厚みを平均すれば、透過領域ＴＡに比べてカラーフィルタの厚さを平均的に薄く形成できる。なお、突起は透明であるため、突起を通過した場合であっても光の色調の違いが発生しない。
【００５３】
カラーフィルタ２３０の反射領域に形成されている突起２４１の全体の個数、直径、断面形態及び高さを調節することによって、反射領域ＲＡと透過領域ＴＡを通過した色調が一定になるように光経路差を調節することができる。
図６Ａ乃至図６Ｄは、反射領域ＲＡに凸レンズ状の複数の突起を含む共通電極表示板２００の製造工程を段階別に示した断面図である。
【００５４】
図６Ａを参照すれば、基板２１０上に遮光部材２２０が形成される。遮光部材２２０はクロム単一膜またはクロムと酸化クロムの二重膜からなるか、または黒色顔料を含む有機膜からなることができる。
図６Ｂでは、基板２１０上に感光性有機膜２４０を塗布する。感光性有機膜２４０が塗布された基板２１０をマスクパターンによって露光し、露光された基板２１０を現像し、現像された基板２１０をベークすることによって、図６Ｃに示されたような基板２１０上の反射領域ＲＡに複数の突起２４１が形成される。この時、所望するレンズ状の突起２４１を形成するためにスリット状のマスクを用いるが、このようなスリット状のマスクの一例が図７に示される。図７では、基板２１０上に塗布された感光性有機膜２４０上に配置されているスリット状のマスク９５０が示される。マスク９５０の表面は、光が通過できない不透明領域９５１と光を通過させる通過領域９５２とに分けられる。光を通過させる板は石英板が使用されることができ、光が通過できない領域にはクロム（Ｃｒ）、エマルジョン、酸化鉄、シリコンなどの物質が石英板上に形成されていることができる。図示されているように、本発明の実施形態によるマスクはスリット状であるが、スリットの幅ｄｄは中央に行くほど狭くなって中央部にはスリットがない。従って、露光段階で感光性有機膜２４０に到達する光の量が中央に行くほど減少して、光によって除去される感光性有機膜２４０の量が中央に行くほど減少する。つまり、周辺では有機膜２４０が多く除去され、中心部では有機膜２４０が除去されないようになるので、露光及び現像後に、有機膜２４０が凸レンズ状の突起２４１で残るようになる。この段階で使用されたマスクのスリットの幅またはスリット間隔を変化させて突起２４１の直径、断面形態を調節することによって、反射領域と透過領域をそれぞれ通過した光の色調の差を減少させることができる。
【００５５】
図６Ｄでは図６Ｃの構造上にカラーフィルタ２３０、蓋膜２５０及び共通電極２７０を順次に形成する。図示したように、カラーフィルタ２３０、蓋膜２５０及び共通電極２７０の表面は平坦に形成されることができる。
以上、本発明の好ましい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わけではなく、添付した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種々の変形及び改良形態も本発明の権利範囲に属するものである。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の一実施形態による液晶表示装置を概略的に示した断面図である。
【図２】本発明の一実施形態による液晶表示装置の配置図である。
【図３】図３に示した液晶表示装置のＩＩＩ−ＩＩＩ’線による断面図である。
【図４】図３に示した液晶表示装置のＩＶ−ＩＶ’線による断面図である。
【図５Ａ】本発明の一実施形態による共通電極表示板の断面図である。
【図５Ｂ】図５Ａに示した共通電極表示板の高さによる平面図である。
【図６Ａ】本発明の一実施形態による共通電極表示板の製造段階（１）を示す。
【図６Ｂ】本発明の一実施形態による共通電極表示板の製造段階（２）を示す。
【図６Ｃ】本発明の一実施形態による共通電極表示板の製造段階（３）を示す。
【図６Ｄ】本発明の一実施形態による共通電極表示板の製造段階（４）を示す。
【図７】本発明の実施形態で使用されたスリットマスクの一例を示す。
【符号の説明】
【００５７】
３  液晶層
１００  トランジスタ表示板
１１０  絶縁基板
１８０  保護膜
１９０  画素電極
１９２  透明電極
１９４  反射電極
２００  共通電極表示板
２１０  絶縁基板
２２０  遮光部材
２３０  カラーフィルタ
２４０  有機膜
２４１  突起
２５０  蓋膜
２７０  共通電極
９５０  マスク
ＴＡ  透過領域
ＲＡ  反射領域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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【図７】
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