(57)【要約】【課題】蓄積容量の金属電極を反射板として用いることにより、別途の反射電極を要しない、低コストの液晶表示装置及びその製造方法を提供する。【解決手段】液晶２１０を介して互いに対向する下部基板１１０および上部基板３１０と、下部基板の上部基板と対向する面上に形成される薄膜トランジスタ１２０及び蓄積容量１３０と、上部基板の下部基板と対向する面上に形成されるブラックマトリックス３２０及びカラーフィルター３３０と、を含み、蓄積容量は、外部から入射された光を反射する反射電極１３１を含むことを特徴とする液晶表示装置。【選択図】図１
2008281994.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶を介して互いに対向する下部基板および上部基板と、
前記下部基板の前記上部基板と対向する面上に形成される薄膜トランジスタ及び蓄積容量と、
前記上部基板の前記下部基板と対向する面上に形成されるブラックマトリックス及びカラーフィルターと、
を含み、
前記蓄積容量は、外部から入射された光を反射する反射電極を含むことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記蓄積容量は、画素電極と下部電極とを含み、
前記下部電極は反射電極であることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
上記蓄積容量の前記下部電極は、Ａｌ、ＡｌＮｄ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｍｏ/ＡｌＮｄ(２層)、ＭｏＷからなる群から選択されたいずれか一つを用いてなることを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記上部基板の、前記蓄積容量に対応する位置の領域である反射領域に前記カラーフィルターが形成されることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記上部基板の、前記蓄積容量に対応する位置の領域である反射領域には、前記ブラックマトリックス及び前記カラーフィルターが形成されないことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項６】
液晶を介して互いに対向する下部基板および上部基板と、
前記下部基板の前記上部基板と対向する面上に形成される薄膜トランジスタ及び蓄積容量と、
前記上部基板の前記下部基板と対向する面上に形成されるブラックマトリックス及びカラーフィルターと、
前記上部基板の、前記蓄積容量に対応する位置の領域である反射領域に形成された有機膜と、
を含み、
前記蓄積容量は、外部から入射された光を反射する反射電極を含むことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項７】
前記カラーフィルターは、前記反射領域に形成され、
前記有機膜は、前記カラーフィルターが形成された前記反射領域上に形成されることを特徴とする請求項６に記載の液晶表示装置。
【請求項８】
前記有機膜は、前記ブラックマトリックス及び前記カラーフィルターが形成されない前記反射領域上に形成されることを特徴とする請求項６に記載の液晶表示装置。
【請求項９】
前記有機膜は、前記ブラックマトリックス及び前記カラーフィルターを覆う共通電極上に形成されることを特徴とする請求項６に記載の液晶表示装置。
【請求項１０】
前記ブラックマトリックス、前記カラーフィルター及び前記有機膜を覆う共通電極がさらに形成されることを特徴とする請求項６に記載の液晶表示装置。
【請求項１１】
前記有機膜の厚さは、前記液晶の厚さの１/２であることを特徴とする請求項６に記載の液晶表示装置。
【請求項１２】
前記有機膜は、前記反射領域を外光が透過するまでの液晶内の外光の経路の長さと、前記上部基板の光を透過する領域のうち前記反射領域以外の領域である透過領域を光が透過するまでの液晶内の光の経路の長さと、が同じであることを特徴とする請求項６に記載の液晶表示装置。
【請求項１３】
下部基板を備える下部基板具備段階と、
前記下部基板上に薄膜トランジスタと、外部から入射された光を反射する反射電極を含む蓄積容量と、を形成する薄膜トランジスタ及び蓄積容量形成段階と、
上部基板を備える上部基板具備段階と、
前記上部基板上にブラックマトリックスとカラーフィルターを形成するブラックマトリックス及びカラーフィルター形成段階と、
前記下部基板と上部基板を合着する上下基板合着段階と、
前記合着された上部基板と下部基板との間に液晶を注入する液晶注入段階と、
を含むことを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【請求項１４】
前記薄膜トランジスタ及び蓄積容量形成段階において形成する前記蓄積容量は、画素電極と下部電極とを含み、前記下部電極は、反射電極であることを特徴とする請求項１３に記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項１５】
前記薄膜トランジスタ及び蓄積容量形成段階において形成する前記蓄積容量の下部電極は、Ａｌ、ＡｌＮｄ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｍｏ/ＡｌＮｄ(２層)、ＭｏＷからなる群から選択されたいずれか一つからなることを特徴とする請求項１４に記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項１６】
前記ブラックマトリックス及びカラーフィルター形成段階は、前記上部基板の、前記蓄積容量に対応する位置の範囲である反射領域に前記カラーフィルターを形成する段階をさらに含むことを特徴とする請求項１３に記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項１７】
前記ブラックマトリックス及びカラーフィルター形成段階は、前記上部基板のうち前記蓄積容量に対応する位置の範囲である反射領域に前記ブラックマトリックス及びカラーフィルターが形成されないことを特徴とする請求項１３に記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項１８】
下部基板を備える下部基板具備段階と、
前記下部基板上に薄膜トランジスタと、外部から入射された光を反射する反射電極を含む蓄積容量と、を形成する薄膜トランジスタ及び蓄積容量形成段階と、
上部基板を備える上部基板具備段階と、
前記上部基板上にブラックマトリックスとカラーフィルターを形成するブラックマトリックス及びカラーフィルター形成段階と、
前記上部基板の、前記蓄積容量に対応する位置の領域である反射領域に有機膜を形成する有機膜形成段階と、
前記下部基板と上部基板を合着する上下基板合着段階と、
前記合着された下部基板と上部基板との間に液晶を注入する液晶注入段階と、
を含むことを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【請求項１９】
前記有機膜形成段階は、前記有機膜が前記蓄積容量に対応する位置である反射領域に形成された前記カラーフィルター上に形成される段階を含むことを特徴とする請求項１８に記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項２０】
前記有機膜形成段階は、ブラックマトリックス及びカラーフィルターが形成されない前記反射領域に前記有機膜が形成される段階を含むことを特徴とする請求項１８に記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項２１】
前記有機膜形成段階は、前記有機膜が前記ブラックマトリックス及びカラーフィルターを覆う共通電極上に形成される段階を含むことを特徴とする請求項１８に記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項２２】
前記有機膜形成段階は、前記ブラックマトリックス、前記カラーフィルター及び前記有機膜を覆う共通電極がさらに形成される段階を含むことを特徴とする請求項１８に記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項２３】
前記有機膜形成段階において形成される前記有機膜の厚さは、前記液晶の厚さの１/２であることを特徴とする請求項１８に記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項２４】
前記有機膜形成段階は、前記反射領域を外光が透過するまでの液晶内の外光の経路の長さと、前記上部基板の光を透過する領域のうち前記反射領域以外の領域である透過領域を光が透過するまでの液晶内の光の経路の長さと、が同じになるように、前記有機膜が形成される段階を含むことを特徴とする請求項１８に記載の液晶表示装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置及びその製造方法に関し、より詳しくは、蓄積容量の金属電極を外光を反射する反射板として用い、別途の反射電極を要しない液晶表示装置及びその製造方法に関する。
【０００２】
また、本発明は、上部基板の、蓄積容量に対応する位置の領域である反射領域にカラーフィルターを備えることにより、もしくは、カラーフィルター及びブラックマトリックスを備えないことにより、反射板から反射された光が液晶及び反射領域を透過して映像を表示する液晶表示装置及びその製造方法に関する。
【０００３】
また、本発明は、上部基板の、蓄積容量に対応する位置の領域である反射領域にデュアルセルギャップ(ｄｕａｌ  ｃｅｌｌ  ｇａｐ)構造を構成するための有機膜を形成して反射領域の画質を向上させることができる液晶表示装置及びその製造方法に関する。
【０００４】
また、本発明は、透過型工程を利用して半透過液晶表示装置を製作することにより、低コストで形成できる半透過液晶表示装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００５】
一般に、液晶表示装置は、バックライトを光源として利用する透過型液晶表示装置と、バックライトを光源として利用せず自然光を利用する反射型液晶表示装置の二種類に分類することができる。透過型液晶表示装置はバックライトを光源として利用し、暗い外部環境下においても明るい画像を実現する。一方、明るい場所では使いにくく、消費電力が大きいという問題がある。
【０００６】
一方、反射型液晶表示装置は、バックライトを使用しないことから消費電力が小さいが、外部の自然光が暗い環境下においては使用できないという問題がある。
【０００７】
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであって、本発明に係る半透過型液晶表示装置は、単位画素内に反射領域と透過領域の双方を有するため、必要に応じて反射型及び透過型の双方の液晶表示装置として使用可能である。
【０００８】
従来は、このような半透過型液晶表示装置を製造するために反射領域に光を反射する機能を有する別途の反射電極をさらに形成する工程が必要であった。そして、別途の反射電極を形成するために、全部で７〜９枚のマスクを使用した工程を実施していた。このような従来の工程は、４〜５個のマスクを使用する透過型液晶表示装置の製造工程に比べて、より多くのマスクを使用するため、半透過型液晶表示装置の製造単価を高めるという問題があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、このような従来の問題を解決するためになされたものであって、その目的は、蓄積容量の金属電極を反射板として用いることにより、別途の反射電極を要しない液晶表示装置及びその製造方法を提供することにある。
【００１０】
また、本発明の他の目的は、上部電極の、蓄積容量に対応する部分にカラーフィルターを備えることで、もしくはカラーフィルター及びブラックマトリックスを備えないことで、反射板で反射し、液晶を透過した外光により映像を表示する液晶表示装置及びその製造方法を提供することにある。
【００１１】
また、本発明の他の目的は、上部基板の、蓄積容量に対応する領域である反射領域にデュアルセルギャップ(ｄｕａｌ  ｃｅｌｌ  ｇａｐ)構造のための有機膜を形成して反射領域の画質を向上させることができる液晶表示装置及びその製造方法を提供することにある。
【００１２】
また、本発明の他の目的は、透過型工程を用いて半透過液晶表示装置を製作することから低コストで形成することができる半透過液晶表示装置の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上述した目的を達成するために、本発明に係る液晶表示装置は、液晶を介して互いに対向する下部基板および上部基板と、下部基板の上部基板と対向する面上に形成される薄膜トランジスタ及び蓄積容量と、上部基板の下部基板と対向する面上に形成されるブラックマトリックス及びカラーフィルターと、を含み、蓄積容量は、外部から入射された光を反射する反射電極を含むことを特徴とする。
【００１４】
蓄積容量は、画素電極と下部電極とを含み、下部電極は反射電極でありうる。
【００１５】
蓄積容量の下部電極は、Ａｌ、ＡｌＮｄ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｍｏ/ＡｌＮｄ(２層)、ＭｏＷからなる群から選択されたいずれか一つを用いてなりうる。
【００１６】
上部基板の、蓄積容量に対応する位置の領域である反射領域にカラーフィルターが形成されうる。
【００１７】
上部基板の、蓄積容量に対応する位置の領域である反射領域には、ブラックマトリックス及びカラーフィルターが形成されないこともありうる。
【００１８】
また、他の側面における本発明に係る液晶表示装置は、液晶を介して互いに対向する下部基板および上部基板と、下部基板の上部基板と対向する面上に形成される薄膜トランジスタ及び蓄積容量と、上部基板の下部基板と対向する面上に形成されるブラックマトリックス及びカラーフィルターと、上部基板の、蓄積容量に対応する位置の領域である反射領域に形成された有機膜と、を含み、蓄積容量は、外部から入射された光を反射する反射電極を含むことを特徴とする。
【００１９】
カラーフィルターは、反射領域に形成され、有機膜は、カラーフィルターが形成された反射領域上に形成されうる。
【００２０】
有機膜は、ブラックマトリックス及びカラーフィルターが形成されない反射領域上に形成されうる。
【００２１】
有機膜は、ブラックマトリックス及びカラーフィルターを覆う共通電極上に形成されうる。
【００２２】
ブラックマトリックス、カラーフィルター及び有機膜を覆う共通電極がさらに形成されうる。
【００２３】
有機膜の厚さは、液晶の厚さの１/２でありうる。
【００２４】
有機膜は、反射領域を外光が透過するまでの液晶内の光の経路の長さと、上部基板の光を透過する領域のうち反射領域以外の領域である透過領域を光が透過するまでの液晶内の光の経路の長さと、が同じでありうる。
【００２５】
また、本発明に係る液晶表示装置の製造方法は、下部基板を備える下部基板具備段階と、下部基板上に薄膜トランジスタと、外部から入射された光を反射する反射電極を含む蓄積容量と、を形成する薄膜トランジスタ及び蓄積容量形成段階と、上部基板を備える上部基板具備段階と、上部基板上にブラックマトリックスとカラーフィルターを形成するブラックマトリックス及びカラーフィルター形成段階と、下部基板と上部基板を合着する上下基板合着段階と、合着された上部基板と下部基板との間に液晶を注入する液晶注入段階と、を含むことを特徴とする。
【００２６】
薄膜トランジスタ及び蓄積容量形成段階において形成する蓄積容量は、画素電極と下部電極とを含み、下部電極は、反射電極でありうる。
【００２７】
薄膜トランジスタ及び蓄積容量形成段階において形成する蓄積容量の下部電極は、Ａｌ、ＡｌＮｄ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｍｏ/ＡｌＮｄ(２層)、ＭｏＷからなる群から選択されたいずれか一つからなりうる。
【００２８】
ブラックマトリックス及びカラーフィルター形成段階は、上部基板の、蓄積容量に対応する位置の範囲である反射領域にカラーフィルターを形成する段階をさらに含みうる。
【００２９】
ブラックマトリックス及びカラーフィルター形成段階は、上部基板のうち蓄積容量に対応する位置の範囲である反射領域にブラックマトリックス及びカラーフィルターが形成されないこともありうる。
【００３０】
また、他の側面における本発明に係る液晶表示装置の製造方法は、下部基板を備える下部基板具備段階と、下部基板上に薄膜トランジスタと、外部から入射された光を反射する反射電極を含む蓄積容量と、を形成する薄膜トランジスタ及び蓄積容量形成段階と、上部基板を備える上部基板具備段階と、上部基板上にブラックマトリックスとカラーフィルターを形成するブラックマトリックス及びカラーフィルター形成段階と、上部基板の、蓄積容量に対応する位置の領域である反射領域に有機膜を形成する有機膜形成段階と、下部基板と上部基板を合着する上下基板合着段階と、合着された下部基板と上部基板との間に液晶を注入する液晶注入段階と、を含むことを特徴とする。
【００３１】
有機膜形成段階は、有機膜が蓄積容量に対応する位置である反射領域に形成されたカラーフィルター上に形成される段階を含みうる。
【００３２】
有機膜形成段階は、ブラックマトリックス及びカラーフィルターが形成されない反射領域に有機膜が形成される段階を含みうる。
【００３３】
有機膜形成段階は、有機膜が前記ブラックマトリックス及びカラーフィルターを覆う共通電極上に形成される段階を含みうる。
【００３４】
有機膜形成段階は、ブラックマトリックス、カラーフィルター及び有機膜を覆う共通電極がさらに形成される段階を含みうる。
【００３５】
有機膜形成段階において形成される有機膜の厚さは、液晶の厚さの１/２でありうる。
【００３６】
有機膜形成段階は、反射領域を外光が透過するまでの液晶内の外光の経路の長さと、上部基板の光を透過する領域のうち反射領域以外の領域である透過領域を光が透過するまでの液晶内の光の経路の長さと、が同じになるように、有機膜が形成される段階を含みうる。
【発明の効果】
【００３７】
上記のように本発明による液晶表示装置は、蓄積容量の金属電極を反射板として用いて別途の反射電極製造工程が不要であることができる。
【００３８】
また、上記のように上部電極のうち蓄積容量に対応さする反射領域にはカラーフィルターを備えたり、またはカラーフィルター及びブラックマトリックスを備えないことで、反射領域の液晶が光を反射して映像を表示することができる。
【００３９】
また、上記のように上部基板の、蓄積容量に対応する反射領域にデュアルセルギャップ(ｄｕａｌ  ｃｅｌｌ  ｇａｐ)構造のための有機膜を形成して反射領域の画質を向上させることができる。
【００４０】
また、上記のように透過型工程を利用して半透過液晶表示装置を製作することにより、低コストで半透過液晶表示装置を製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
以下、本発明の属する技術分野の通常の知識を有する者が容易に本発明を実施できるように、本発明の実施形態について図面に基づいて詳細に説明する。
【００４２】
本発明の一実施形態に係る液晶表示装置１０００の構成を説明する。
【００４３】
図１は、本発明の一実施形態に係る液晶表示装置１０００の断面図を示したものである。
【００４４】
図１に示すように、本発明の一実施形態に係る液晶表示装置１０００は、下部基板１１０、薄膜トランジスタ１２０、蓄積容量１３０、スペーサ１４０、液晶２１０、上部基板３１０、ブラックマトリックス３２０、カラーフィルター３３０、共通電極３４０を含むことができる。
【００４５】
下部基板１１０は、薄膜トランジスタ１２０が形成される基板になる。反射型及び透過型の双方の液晶表示装置として機能する半透過型液晶表示装置である本発明の一実施形態に係る液晶表示装置は、下部基板１１０を通してバックライトユニット(ＢＬＵ)の光が透過しなければならないので、下部基板１１０の材質は透明でなければならない。よって、一般的には、下部基板１１０はガラスで構成され、基板の厚さは、０．５〜０．７ｍｍである。現在、下部基板１１０のガラスを作る方法は、大きくフュージョン(Ｆｕｓｉｏｎ)工法とフローティング(Ｆｌｏａｔｉｎｇ)工法がある。
【００４６】
フローティング工法は、溶解炉で沸かしたガラス液を水平ローラーに流して移動させながら、基板ガラスを製作する。しかし、フローティング工法は、ガラスがローラーに接触するので、さらに、ガラスに対し研磨工程を行わなければならない。
【００４７】
フュージョン工法は、溶解炉からあふれたガラス液を空気中で垂直落下させながら冷凍させる。すなわち、表面に何ら接触がない状態で基板が形成されるため、基板表面の品質が優秀であるという長所がある。
【００４８】
薄膜トランジスタ１２０は、下部基板１１０上部に形成されるゲート電極１２１、下部基板１１０とゲート電極１２１の上部に形成されるゲート絶縁膜１２２、ゲート絶縁膜１２２の上部に形成されるシリコン膜１２３、シリコン膜１２３の上部に形成される半導体膜１２４、半導体膜１２４の上部に形成されるソース／ドレイン電極１２５、ソース／ドレイン電極１２５とゲート絶縁膜１２２の上部に形成される保護膜１２６を含むことができる。
【００４９】
ゲート電極１２１は、下部基板１１０上に形成され、蓄積容量１３０の下部電極１３１と同一の層として形成される。本発明の一実施形態に係る液晶表示装置は、キャパシタの下部電極１３１が反射電極として機能するので、蓄積容量１３０の下部電極１３１は、Ａｌ、ＡｌＮｄ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｍｏ/ＡｌＮｄ(２層)、ＭｏＷ、またはこれらの等価物を用いて形成される。
【００５０】
また、一般的にゲート電極１２１は、スパッタリング(Ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ)方法を用いて形成される。スパッタリング(Ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ)方法は、高電圧により加速されたアルゴン陽イオン(Ａｒ+)を利用することとして、アルゴン陽イオン(Ａｒ+)の運動エネルギーが金属原子間の結合エネルギーより大きい場合、金属表面にある原子を分離することができるという原理を用いた方法である。スパッタリング(Ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ)された金属原子は、相互衝突と干渉により、有するエネルギーを消耗し、ガラス基板表面で相互結合して薄膜形態で成長する。しかし、上述したゲート電極１２１の材質と製造方法は、本発明の範囲を制限するものではない。
【００５１】
ゲート絶縁膜１２２は、ゲート電極１２１と下部基板１１０の全面に形成される。ゲート絶縁膜１２２は、ゲート電極１２１とソース／ドレイン電極１２５との間を絶縁するために形成される。ゲート絶縁膜１２２は、一般的に窒化シリコン(ＳｉＮＸ)を用いて蒸着される。
【００５２】
また、ゲート絶縁膜１２２は、一般的にプラズマ化学気相蒸着(Ｐｌａｓｍａ  Ｅｎｈａｎｃｅｄ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ、ＰＥＣＶＤ)方法によって形成される。プラズマ化学気相蒸着(ＰＥＣＶＤ)方法は、化学蒸気(Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ)を真空状態のチャンバに注入し、電場によって高エネルギーを得た電子が中性状態のガス分子と衝突してガス分子を分解し、この分解されたガス原子が基板に付着される反応を利用して薄膜を蒸着する工程である。しかし、ゲート絶縁膜１２２の材質と製造方法は、本発明の範囲を制限するものではない。
【００５３】
シリコン膜１２３は、ゲート絶縁膜１２２上に形成される。シリコン膜１２３は、ゲート電極１２１に電圧が印加される場合にチャネルが形成される経路であり、一般的に、上述した化学気相蒸着(ＰＥＣＶＤ)方法によって形成される。
【００５４】
シリコン膜１２３は、下部基板１１０をなすガラスが非晶質であるため、一般的に、非晶質シリコン(ａｍｏｒｐｈｏｕｓ  ｓｉｌｉｃｏｎ、ａ−Ｓｉ)により形成され、電子移動度を高めるために多結晶シリコン(ｐｏｌｙ−ｓｉｌｉｃｏｎ、ｐｏｌｙ−Ｓｉ)を利用しうる。多結晶シリコン(ｐｏｌｙ−Ｓｉ)は、非晶質シリコン(ａ−Ｓｉ)を蒸着した後に基板を加熱して結晶粒(ｇｒａｉｎ)を成長させることにより形成する。このとき、工程の温度によって低温多結晶シリコン(ＬＴＰＳ)と高温多結晶シリコン(ＨＴＰＳ)に区別できる。
【００５５】
また、結晶化をするための方法として、固相結晶化法(Ｓｏｌｉｄ  Ｐｈａｓｅｓ  Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎ、ＳＰＣ)、ＦＥＲＴＡ法(Ｆｉｅｌｄ  Ｅｎｈａｎｃｅｄ  Ｒａｐｉｄ  Ｔｈｅｒｍａｌ  Ａｎｎｅａｌｉｎｇ)、エキシマレーザーアニーリング法(Ｅｘｃｉｍｅｒ  Ｌａｓｅｒ  Ａｎｎｅａｌｉｎｇ、ＥＬＡ)、連続側面固相化法(Ｓｅｑｕｅｎｔｉａｌ  Ｌａｔｅｒａｌ  Ｓｏｌｉｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ、ＳＬＳ)、金属誘導結晶化法(Ｍｅｔａｌ  Ｉｎｄｕｃｅｄ  Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎ、ＭＩＣ)、金属誘導側面結晶化法(Ｍｅｔａｌ  Ｉｎｄｕｃｅｄ  Ｌａｔｅｒａｌ  Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎ、ＭＩＬＣ)、ＳＧＳ法(Ｓｕｐｅｒ  Ｇｒａｉｎｅｄ  Ｓｉｌｉｃｏｎ)がある。
【００５６】
しかし、上述したシルリコン膜１２３の材質と製造方法は、本発明のシリコン膜１２３の範囲を限定するものではない。
【００５７】
半導体膜１２４は、シリコン膜１２３の上部に形成される。半導体膜１２４は、シリコン膜１２３の領域の所望の部分に、マスクを利用して不純物をドーピング(ｄｏｐｐｉｎｇ)することで形成される。半導体膜１２４に注入される不純物として、３族元素と５族元素を用いることが可能である。ただし、電子移動度の方が正孔移動度より大きいことから、一般的にｎ型の半導体を形成させるために、３族元素を主に使用する。
【００５８】
半導体膜１２４に不純物をドーピングする方法として、一般的に、イオン注入法(ｉｏｎ  ｉｍｐｌａｎｔａｔｉｏｎ)が用いられる。イオン注入法(ｉｏｎ  ｉｍｐｌａｎｔａｔｉｏｎ)は、不純物のイオンを注入して半導体素子を形成する方法として主に用いられる。イオン注入法(ｉｏｎ  ｉｍｐｌａｎｔａｔｉｏｎ)は、常温でも注入することができ、また、不純物の添加量を精密かつ均一になるように制御することができ、１０００℃以下の熱処理で十分であり、注入層の厚さをイオンの加速電圧で制御できるという利点がある。しかし、上述した半導体膜１２４の材質と製造方法は、本発明の範囲を限定するものではない。
【００５９】
ソース／ドレイン電極１２５は、半導体膜１２４の上部に形成される。ソース／ドレイン電極１２５は、下部基板１１０に全面的に蒸着された後にマスクを利用して所望のパターンに形成される。ソース／ドレイン電極１２５は、ゲート電極１２１の材料と同様のものが使用でき、後に、画素電極１３２と電気的に接続される。
【００６０】
保護膜１２６は、ソース／ドレイン電極１２５とシリコン膜１２３の上部に形成される。保護膜１２６は、薄膜トランジスタ１２０のシリコン膜１２３と画素の主要部分を後続工程において発生しうる湿気やスクラッチ(Ｓｃｒａｔｃｈ)性の不良から保護するために形成される。よって、高透過率と耐湿、耐久性のある窒化シリコン(ＳｉＮＸ)を化学気相蒸着(ＰＥＣＶＤ)法によって蒸着することによって形成しうる。しかし、前述した保護膜１２６の材質及び製造方法は本発明の範囲を限定するものではない。
【００６１】
蓄積容量１３０は、薄膜トランジスタ１２０に電気的に接続される。蓄積容量１３０は、薄膜トランジスタ１２０を介して供給されたデータ値を保存して液晶２１０の両端の電圧が一定に保持されるようにする役割をする。したがって、液晶表示装置は一フレーム間に一定な輝度を保持することができる。
【００６２】
蓄積容量１３０は、下部電極１３１と画素電極１３２とを含んで構成される。
【００６３】
下部電極１３１は、下部基板１１０上に形成され、ゲート電極１２１と同一の工程により形成されうる。従来の技術においては、光は蓄積容量１３０の下部電極１３１を透過することができないため、上部基板３１０の下部電極１３１が形成される部分に対応する領域である反射領域にはブラックマトリックス３２０が形成されていた。このブラックマトリックス３２０は、画素のうちの一部分を占めていたので、液晶表示装置の開口率を低下させるという問題があった。
【００６４】
本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の下部電極１３１は、このような従来の問題を解決するために、下部電極１３１を、外光を反射する反射電極として動作させ、輝度を高める。そして、本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の下部電極１３１は、外光を反射することができるようにするため、Ａｌ、ＡｌＮｄ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｍｏ/ＡｌＮｄ(２層)、ＭｏＷの中から選択されたいずれか一つまたはその等価物を利用して製造される。
【００６５】
また、本発明の一実施形態に係る液晶表示装置において、上部基板３１０のうち下部電極１３１が形成される部分に対応する領域である反射領域に形成されていた従来のブラックマトリックス３２０を除去することができ、または、従来のブラックマトリックス３２０の代りにカラーフィルター３３０を形成することができるため、従来と異なり、上部基板３１０の反射領域で光を透過できるようにすることができる。
【００６６】
したがって、本発明の一実施形態に係る液晶表示装置においては、蓄積容量１３０の下部電極１３１により外光を反射するようになり、反射された外光は透明な上部基板３１０または上部基板３１０に形成されたカラーフィルター３３０を透過するようになるため、開口率を向上させることができる。すなわち、本発明の一実施形態に係る液晶表示装置は、従来の液晶表示装置と異なり、画素の一部の領域に蓄積容量１３０に対応して形成されたブラックマトリックス３２０を除去し、反射された外光を透過することから液晶表示装置の開口率を向上できるという特徴がある。
【００６７】
また、本発明の一実施形態による液晶表示装置は、蓄積容量１３０の下部電極１３１を反射電極として用いることから、反射電極を別に形成する必要がなく、マスク工程を削減することができるという長所がある。
【００６８】
画素電極１３２は、保護膜１２６が形成された後に、保護膜１２６の上部に全面的に形成される。しかし、画素電極１３２は、光が透過する領域のみに形成されることが望ましく、図１に示すように、薄膜トランジスタ１２０が形成された領域を除いた領域にのみ形成される。画素電極１３２の厚さは、一般的に０．１〜０．３μｍに形成される。
【００６９】
画素電極１３２は、薄膜トランジスタ１２０のソース／ドレイン電極１２５と電気的に接続されなければならない。よって、ソース／ドレイン電極１２５の上部には、保護膜１２６を蝕刻してコンタクトホールが形成され、画素電極１３２はコンタクトホールを介してソース／ドレイン電極１２５と電気的に接続される。
【００７０】
画素電極１３２は、光が透過できる透明な材質により形成される。画素電極１３２の材料としては、紫光領域(４００ｎｍ〜７００ｎｍ)において８０％程度の光透過度を有し、最大で１０３[Ｓ/ｃｍ]程度の高い電気伝導度を有する材料であることが望ましい。画素電極１３２の材質としては、現在、ＩＴＯ(Ｉｎｄｕｍｅ  ｔｉｎｅ  ｏｘｉｄｅ)、ＳｎＯ２(Ｔｉｎ  ｏｘｉｄｅ)、ＺｎＯ(ｚｉｎｃ  ｏｘｉｄｅ)などがあり、一般的にはＩＴＯ(Ｉｎｄｕｍｅ  ｔｉｎｅ  ｏｘｉｄｅ)が多く用いられる。しかし、上述した画素電極１３２の材質は本発明の範囲を限定するものではない。
【００７１】
上述したように本発明の実施形態に係る液晶表示装置は、蓄積容量１３０の下部電極１３１を反射電極として使用し、上部基板３１０の蓄積容量１３０に対応する部分からブラックマトリックス３２０を除去し、もしくは、カラーフィルター３３０を形成することで、輝度を高めることができるという長所を有する。
【００７２】
図１には示していないが、薄膜トランジスタ１２０と画素電極１３２が備えられた下部電極１３１上には配向膜が印刷される。配向膜は、上記液晶２１０の配向と動きを調節する役割を有する。配向膜は、液晶２１０を単一方向に配向して均一な画面になるようにし、外部電場に応じて液晶２１０が単一方向に迅速に反応するようにして液晶表示装置の全体的な表示品質を高める役割を有する。配向膜には、携帯電話、一般モニター、ノート型ＰＣなどに適用されるＴＮ(Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍｅｔｉｃ)型と大型モニター、ＬＣＤ  ＴＶなどに適用されるＶＡ(Ｖｅｒｔｉｖａｌ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ)、ＩＰＳ(Ｉｎ  Ｐｌａｎｅ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ)型がある。
【００７３】
また、その後、ラビング(ｒｕｂｂｉｎｇ)工程が行われる。ラビング工程は、配向膜上を一定の力、速度及び方向にラビング布(ｒｕｂｂｉｎｇ  ｃｌｏｔｈ)で擦ることにより溝を形成する工程である。液晶分子が当該溝の方向に配列することにより、液晶２１０を配向させることができる。また、ＬＣＤの用途に応じてＬＣＤの視覚方向もラビング(ｒｕｂｂｉｎｇ)工程で決めるようになる。
【００７４】
スペーサ１４０は、図１に示すように、保護膜１２６の上部に形成される。すなわち、下部基板１１０を製造する工程の一番最後に形成される。スペーサ１４０は、下部基板１１０と上部基板３１０との間を一定間隔に保持するために形成される。また、上記スペーサ１４０は、光が透過できない物質により形成されることが一般的なので、液晶表示装置の開口率を高めるために、薄膜トランジスタ１２０が形成された上部にスペーサ１４０を形成する。
【００７５】
スペーサ１４０は、一定の分布率を有するように散布される。散布方法として、乾式及び湿式方法がある。湿式方法は優れた方法であるが、環境問題の関係で乾式方法が主に用いられる。乾式方法は、様々な方法があるが、静電散布方法が一般的に多く用いられる。
【００７６】
液晶２１０は、下部基板１１０と上部基板３１０との間に形成される。図１に示された構造において、液晶２１０が中間層として位置しているが、実際の工程では、上部基板３１０と下部基板１１０との合着が行われた後に液晶２１０が注入される。
【００７７】
液晶２１０は、液体の粘性と固体の結晶性を同時に有する物質として、電圧印加時に数十オングストロームの大きさの棒状形の結晶が電圧印加方向に配列され、電圧オフ時に元の位置に戻る性質を有する。一般的な液晶２１０は、いずれかの一点に力を加えると、その変形が近隣する分子にも影響を及ぼす連続体としての特性を持ち、棒状形の結晶を有するので、長軸と短軸の誘電率の差によって電圧印加時に一定方向を有するようになり、シャッター(ｓｈｕｔｔｅｒ)の役割を有しうる。
【００７８】
液晶２１０に常用される材料として、Ｎｅｍａｔｉｃ、Ｓｍｅｃｔｉｃ、Ｃｈｏｌｅｓｔｅｒｉｃ液晶２１０がある。しかし、上述した液晶２１０の種類は本発明の範囲を限定するものではない。
【００７９】
上部基板３１０は、下部基板１１０と同一の基板を用いうる。すなわち、上部基板３１０は、光が透過できるガラスであり、上部基板３１０上に上記ブラックマトリックス３２０、カラーフィルター３３０及び共通電極３４０が形成されることを除き、下部基板１１０と同様である。よって、重複となる説明は省略する。
【００８０】
ブラックマトリックス３２０は、図１には液晶２１０と基板３１０との間に形成されている。しかし、実際の工程では上部基板３１０にブラックマトリックス３２０を形成した後に下部基板１１０と合着するので、ブラックマトリックス３２０は上部基板３１０上に形成される。ブラックマトリックス３２０は、光が透過できない領域に形成されることにより、各ＲＧＢ画素別のコントラスト(ｃｏｎｔｒａｓｔ)を向上させる効果がある。ブラックマトリックス３２０は、一般的にＣｒ、Ｃｒ/ＣｒＯＸ二層膜、カーボン（ｃａｒｂｏｎ）顔料、ＲＧＢ混合顔料及び黒煙(ｇｒａｐｈｉｔｅ)を利用して形成される。ブラックマトリックス３２０は、上部基板３１０上の、光が透過できない上記薄膜トランジスタ１２０に対応する部分に形成される。
【００８１】
ブラックマトリックス３２０を形成する第１の方法は、クロム（Ｃｒ）のような低反射特性を有する不透明な金属を蒸着しパターンを形成する方法であり、第２の方法は感光性ブラック樹脂を塗布した後、これを露光して蝕刻する過程を経て形成する方法である。しかし、ブラックマトリックス３２０の材料及び製造方法は本発明の範囲を限定するものではない。
【００８２】
一方、従来の技術においては、ブラックマトリックス３２０は、上部基板３１０の、蓄積容量１３０の下部電極１３１に対応する反射領域にも形成されていた。蓄積容量１３０は、画素領域に形成されているので、ブラックマトリックス３２０は画素領域の一部分に形成されることになり、液晶表示装置の開口率が低下するという問題があった。
【００８３】
本発明の実施形態に係る液晶表示装置は、前述したように蓄積容量１３０の下部電極１３１が反射電極として機能する。よって、上部基板３１０の、蓄積容量１３０の下部電極１３１に対応する反射領域にブラックマトリックス３２０を形成しないか、または、カラーフィルター３３０をブラックマトリックス３２０の代わりに形成することで、下部電極１３１から反射された外光が透過できるようにする。つまり、本発明の実施形態に係る液晶表示装置は、開口率が改善されるという特徴がある。
【００８４】
カラーフィルター３３０は、上部基板３１０の、光が透過する領域に形成される。液晶表示装置は、基本的にバックライトユニット(ｂａｃｋ  ｌｉｇｈｔ  ｕｎｉｔ、ＢＬＵ)から入射する光を用いて映像を表示する非自発光(ｎｏｎ−ｅｍｉｓｓｉｖｅ)形態のディスプレーであるため、バックライトユニット(ＢＬＵ)からの光を各ＲＧＢ別に変形するためにカラーフィルター３３０を要する。カラーフィルター３３０は、上部基板３１０の、画素電極１３２に対応する部分に形成される。その理由は、下部基板１１０の画素電極１３２以外の部分は光が透過できないからである。
【００８５】
カラーフィルター３３０を形成する方法としては、製造時に用いられる有機Ｆｉｌｔｅｒの材料によって染料方式と顔料方式があり、製作方法によって染色法、分散法、電着法、印刷法があるが、一般的には顔料分散法が用いられる。
【００８６】
図１に示すように、カラーフィルター３３０は、ＢＬＵから入射した光が透過する透過領域用のカラーフィルター３３０と、下部電極１３１で反射した外光を透過する反射領域用のカラーフィルター３３０とを含む。
【００８７】
従来の液晶表示装置においては、上部基板３１０の、蓄積容量１３０の下部電極１３１に対応する反射領域には、カラーフィルター３３０が形成できなかった。その理由は、上述したように、蓄積容量１３０が光を透過できないからである。しかし、本発明の一実施形態に係る液晶表示装置においては、蓄積容量１３０の下部電極１３１が反射電極として用いられ、下部電極１３１によって反射された光が上部基板３１０を透過するようになる。よって、上部基板３１０の、蓄積容量１３０に対応する反射領域には、反射領域カラーフィルター３３２が形成される。また、場合によっては、反射領域である、カラーフィルター３３２の位置にカラーフィルター３３０を形成せず、透明な上部基板３１０のみとすることもできる。
【００８８】
すなわち、従来の液晶表示装置と異なり、本発明の一実施形態に係る液晶表示装置は、上部基板３１０の、蓄積容量１３０に対応する反射領域にブラックマトリックス３２０を形成する代わりに、ブラックマトリックス３２０を形成しないか、もしくは、反射領域カラーフィルター３３２を形成する。したがって、蓄積容量１３０によって反射された光が上部基板３１０を透過することができるようになり液晶表示装置の開口率を向上させることができるという特徴を有する。
【００８９】
共通電極３４０は、上部基板３１０上の、ブラックマトリックス３２０とカラーフィルター３３０の上に形成される。共通電極３４０は、液晶２１０に電圧を印加するためのものであり、光を透過できる透明な材質からなる。共通電極３４０は、薄膜トランジスタ１２０の上方にも形成されることを除けば、上述した画素電極１３２と同様である。よって、共通電極３４０に関する説明は省略する。
【００９０】
図面に示されないが、共通電極３４０にも液晶２１０の方向を一定に保持させるために配向膜が印刷され、ラビング(ｒｕｂｂｉｎｇ)工程が行われる。配向膜印刷とラビング工程は、下部電極１３１に関する説明においてで説明したので、省略する。
【００９１】
また、図面に示されないが、共通電極３４０が形成された後に、上部基板３１０にはシール(ｓｅａｌ)印刷工程が行われる。シール(ｓｅａｌ)印刷に利用されるシーラント(Ｓｅａｌａｎｔ)は、上部基板３１０と下部基板１１０との間に液晶セル(Ｃｅｌｌ)を形成するために使用される。上部基板３１０と下部基板１１０が形成された後、これら二つの基板の合着が行われ、液晶２１０を注入する前に、パネル別に合着された基板を切断する工程が行われる。このとき、パネルは、シーラント(ｓｅａｌａｎｔ)によってそれぞれ液晶セル(Ｃｅｌｌ)を有するようになる。シーラント(Ｓｅａｌａｎｔ)は、液晶セル(Ｃｅｌｌ)を外部の環境から保護する。シーラント(ｓｅａｌａｎｔ)の材料として、Ｔｈｅｒｍｏｓｅｔｔｉｎｇ  ＲｅｓｉｎとＵＶ−Ｃｕｒｉｎｇ  Ｒｅｓｉｎが主に用いられる。
【００９２】
上述したように、本発明の一実施形態に係る液晶表示装置１０００は、蓄積容量１３０の下部電極１３１を反射電極として用いることで、反射電極を別に形成することが不要になりマスク工程を減少させることができるという長所を有する。
【００９３】
また、本発明の一実施形態に係る液晶表示装置は、従来と異なり、上部基板３１０の蓄積容量１３０に対応する反射領域においても反射された光が透過できるように反射領域にはブラックマトリックス３２０を形成せず、もしくは、反射領域にカラーフィルター３３２を形成することにより、輝度を高めることができるという長所がある。
【００９４】
以下、本発明の他の実施形態に係る液晶表示装置２０００について説明する。
【００９５】
図２は、本発明の他の実施形態に係る液晶表示装置２０００の断面図を示したものである。
【００９６】
図２に示すように、本発明の他の実施形態に係る液晶表示装置２０００は、下部基板１１０、薄膜トランジスタ１２０、蓄積容量１３０、スペーサ１４０、液晶２１０、上部基板３１０、ブラックマトリックス３２０、カラーフィルター３３０、共通電極３４０の他、共通電極３４０に形成される有機膜３５０をさらに含むことができる。
【００９７】
図示するように、本発明の他の実施形態に係る液晶表示装置２０００は、有機膜３５０がさらに形成されることを除くと、前述した一実施形態に係る液晶表示装置１０００と同様である。以下、同じ構成及び動作を有する部分に対しては、同じ図面符号を付け、前述した一実施形態との差について中心に説明する。
【００９８】
図２に示すように、有機膜３５０は、上部基板３１０の、蓄積容量１３０に対応する領域に形成される。より詳しく説明すると、上部基板３１０上に共通電極３４０が形成され、その後、共通電極３４０の、蓄積容量１３０の下部電極１３１に対応する部分上に有機膜３５０が形成される。
【００９９】
有機膜３５０は、蓄積容量１３０の下部電極１３１によって反射された光が液晶２１０を通過する距離と透過領域カラーフィルター３３１を通過する光が液晶２１０を通過する距離の割合を一定に保持するために形成される。すなわち、有機膜３５０は、デュアルセルギャップ(ｄｕａｌ  ｃｅｌｌ  ｇａｐ)を形成するために形成される。
【０１００】
セルギャップ(ｃｅｌｌ  ｇａｐ)は、下部基板１１０から上部基板３１０までの距離をいう。また、バックライトユニットから出て下部基板１１０を透過する光と下部基板１１０から反射される光の経路が一定の比を保持するために上部基板３１０と下部基板１１０のセルギャップ(ｃｅｌｌ  ｇａｐ)を異ならせて形成することをデュアルセルギャップ(ｄｕａｌ  ｃｅｌｌ  ｇａｐ)という。
【０１０１】
図２に示すように、本発明の他の実施形態に係る液晶表示装置２０００から反射される外光が入射すると、外光は上部基板３１０を透過して下部電極１３１に到逹した後、反射されて再び有機膜３５０に到逹する。したがって、外光が液晶２１０を移動する距離は有機膜３５０によって有機膜３５０がない場合の移動距離より短くなる。
【０１０２】
また、有機膜３５０の厚さによって外光が移動する距離は、バックライトユニット(ＢＬＵ)から出て下部基板１１０を透過して透過領域カラーフィルター３３１が形成された透過領域に到逹する光の移動距離と等しく形成することができる。
【０１０３】
有機膜３５０は、液晶２１０の厚さと比べて、半分程度の厚さを有することが望ましい。有機膜３５０が液晶２１０の厚さの半分の厚さに形成されれば、有機膜３５０の下部の液晶２１０は有機膜３５０のない所での液晶２１０に比べて、半分の厚さになる。よって、外光が通過する経路をバックライトユニット(ＢＬＵ)から投射される光の経路と理論的に同じとすることができる。このように、反射された外光とバックライトから投射される光の経路長を同じにすることにより、すなわち、透過領域の光と反射領域の光の経路長を同じにすることにより、それぞれの光の透過効率を同じにすることができ、同一の輝度を得ることができる。よって、望ましくは、有機膜３５０は液晶２１０の厚さの半分の厚さに形成する。有機膜３５０の材料としては、アクリル係樹脂のように、フォトリソグラフィ(ｐｈｏｔｏ  ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ)に用いられる材料であれば適用可能である。
【０１０４】
上述したように、本発明の他の実施形態に係る液晶表示装置２０００は、有機膜３５０を形成することで、反射される外光の経路長とバックライトユニット(ＢＬＵ)から入射される光の経路長を調節するようによって同一の透過効率と輝度を得ることができるという長所を有する。
【０１０５】
以下、本発明のさらに他の実施形態に係る液晶表示装置３０００について説明する。
【０１０６】
図３は、本発明のさらに他の実施形態に係る液晶表示装置３０００の構造を示した断面図である。
【０１０７】
図３に示すように、本発明のさらに他の実施形態に係る液晶表示装置３０００は、下部基板１１０、薄膜トランジスタ１２０、蓄積容量１３０、スペーサ１４０、液晶２１０、上部基板３１０、ブラックマトリックス３２０、カラーフィルター３３０の他、共通電極３４５と有機膜３５５がさらに形成される。
【０１０８】
本発明のさらに他の実施形態に係る液晶表示装置３０００が上述した本発明の他の実施形態に係る液晶表示装置２０００と異なるのは、上部基板３１０に有機膜３５５が形成された後に上記共通電極３４５が形成されることであり、その他は同様である。同様な構成及び動作である部分に対しては同一の図面符号を付け、以下相違点を中心に説明する。
【０１０９】
有機膜３５５は、上部基板３１０上にブラックマトリックス３２０とカラーフィルター３３０が形成された後に、カラーフィルター３３０の、蓄積容量１３０に対応する領域、すなわち、反射領域に形成される。よって、有機膜３５５は、反射領域にブラックマトリックスを形成しない場合は上部基板３１０上に形成され、反射領域にカラーフィルター３３０が形成された場合はカラーフィルター３３０上に形成される。
【０１１０】
有機膜３５５は、上述した本発明の他の実施形態に係る液晶表示装置２０００での有機膜３５０のように、デュアルセルギャップ(ｄｕａｌ  ｃｅｌｌ  ｇａｐ)を形成するために形成される。よって、有機膜３５０は、本発明の他の実施形態に係る液晶表示装置２０００における有機膜３５０と同様であるので、本発明のさらに他の実施形態に係る液晶表示装置３０００の有機膜３５０の説明は、以下では省略する。
【０１１１】
共通電極３４５は、有機膜３５０まで形成された後、上部基板３１０の全面に形成される。すなわち、上部基板３１０の製造工程の最終の工程にて形成される。よって、本発明のさらに他の実施形態に係る液晶表示装置は、共通電極３４５が有機膜３５５の形成後に形成されることを除いて、本発明の他の実施形態に係る液晶表示装置２０００の共通電極３４０と同様である。また、後に配向膜が印刷され、ラビング(ｒｕｂｂｉｎｇ)工程が行われ、シール(ｓｅａｌ)印刷工程が行われることについては上述した内容と同様である。よって、共通電極３４５に関する説明は省略する。
【０１１２】
次に、本発明の一実施形態に係る液晶表示装置１０００の製造方法について説明する。
【０１１３】
図４は、本発明の一実施形態に係る液晶表示装置１０００の製造方法を説明するためのフローチャートを示したものである。
【０１１４】
図４に示すように、本発明の一実施形態に係る液晶表示装置１０００の製造方法は、下部基板具備段階Ｓ１、薄膜トランジスタ及び蓄積容量形成段階Ｓ２、スペーサ散布段階Ｓ３、上部基板形成段階Ｓ４、ブラックマトリックス及びカラーフィルター形成段階Ｓ５、上下基板合着段階Ｓ６、液晶注入段階Ｓ７、封止段階Ｓ８を含むことができる。
【０１１５】
下部基板具備段階Ｓ１は、薄膜トランジスタ１２０が形成される下部基板１１０を備える段階である。上述したようにバックライトユニット(ＢＬＵ)の光が透過しなければならないので、下部基板１１０の材質は一般的に透明なガラスにより構成される。下部基板１１０のガラスを作る方法は、大きくフュージョン(Ｆｕｓｉｏｎ)工法とフローティング(Ｆｌｏａｔｉｎｇ)工法の二種類があるということは上述した通りである。
【０１１６】
薄膜トランジスタ及び蓄積容量形成段階Ｓ２は、下部基板１１０上に薄膜トランジスタ１２０と蓄積容量１３０を形成する段階である。薄膜トランジスタ１２０は、ゲート電極１２１、ゲート絶縁膜１２２、シリコン膜１２３、ソース／ドレイン電極１２５、保護膜１２６を含んで構成され、蓄積容量１３０は下部電極１３１と画素電極１３２を含んで構成される。薄膜トランジスタ１２０及び蓄積容量１３０を形成する工程の詳細な説明は以下で説明する。また、別途示してないが、薄膜トランジスタ及びキャパシタ形成段階Ｓ２以後に配向膜が形成される段階が行なわれ、その後にラビング(ｒｕｂｂｉｎｇ)が行われる。
【０１１７】
スペーサ散布段階Ｓ３は、下部基板１１０上にスペーサ１４０を形成する段階である。スペーサ１４０は、上述したように上下基板の一定な間隔を保持するために形成され、スペーサ１４０の形成方法には乾式方法と湿式方法があることは上述した通りである。
【０１１８】
上部基板具備段階Ｓ４は、ブラックマトリックス３２０とカラーフィルター３３０を形成するための上部基板３１０を備える段階である。上部基板３１０も光が透過できる透明であることが必要とされるので、ガラスが多く用いられる。上部基板３１０は、下部基板１１０と同一であるので、説明は省略する。
【０１１９】
ブラックマトリックス及びカラーフィルター形成段階Ｓ５は、上部基板３１０上にブラックマトリックス３２０とカラーフィルター３３０を形成する段階である。本発明の一実施形態に係る液晶表示装置１０００は、上部基板３１０の、蓄積容量１３０に対応する反射領域に、ブラックマトリックス３２０を形成しないこと、場合によっては付加的に反射領域カラーフィルター３３０を形成すること、を特徴とする。したがって、ブラックマトリックス及びカラーフィルター形成段階Ｓ５は、蓄積容量１３０に対応する位置の、上部基板３１０の領域を光が透過できるように、パターンが形成されたマスクを利用してブラックマトリックス３２０とカラーフィルター３３０を形成する。
【０１２０】
また、ブラックマトリックス及びカラーフィルター形成段階Ｓ５後にシーラント(ｓｅａｌａｎｔ)を印刷するシール(ｓｅａｌ)印刷工程をさらに行うことができることは上述した通りである。シール(ｓｅａｌ)印刷工程により、上部基板３１０と下部基板１１０からなるパネルに液晶セル(Ｃｅｌｌ)が形成される。
【０１２１】
上下基板合着段階Ｓ６は、上部基板３１０と下部基板１１０を合着する段階で、二つの基板はスペーサ１４０によって一定の間隔を保持するようにする。上下基板合着段階Ｓ６後には、別途示していないが、切断段階が行われて合着された基板がパネル別にそれぞれ分離される。
【０１２２】
液晶注入段階Ｓ７は合着され、パネル別に分けられた上記基板に液晶２１０が注入される段階である。基板には、単位パネル別に液晶セル(Ｃｅｌｌ)があり、液晶セル(Ｃｅｌｌ)に効果的に液晶２１０を注入する方法として液晶セル(Ｃｅｌｌ)内外の圧力差を利用した真空注入法が広く用いられる。
【０１２３】
封止段階Ｓ８は、液晶２１０注入が完了された液晶セル(Ｃｅｌｌ)の注入口に液晶２１０が流れ出ないように封止させる工程である。通常は、紫外線硬化樹脂をディスペンサー(Ｄｉｓｒｅｎｓｅｒ)を利用して塗布した後に紫外線を照射して注入口を封止する。
【０１２４】
以下、本発明の一実施形態に係る液晶表示装置１０００の製造工程を、断面図を利用して説明する。
【０１２５】
図５ａ〜図５ｌには、本発明の一実施形態に係る液晶表示装置１０００の製造工程を説明するための断面図が示されている。
【０１２６】
図５ａは、下部基板１１０が形成された状態を示したものである。下部基板１１０は、ガラスで構成され、基板の厚さは０．５〜０．７ｍｍが一般的である。
【０１２７】
図５ｂに示すように、下部基板１１０の上部に薄膜トランジスタ１２０のゲート電極１２１と蓄積容量１３０の下部電極１３１が形成される。ゲート電極１２１と下部電極１３１は同一な材料を用いて形成されるが、他の材料を用いて形成されても構わない。ただし、本発明の一実施形態に係る液晶表示装置１０００は、下部電極１３１が反射電極に利用されることが特徴なので、下部電極１３１はＡｌ、ＡｌＮｄ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｍｏ/ＡｌＮｄ(２層)、ＭｏＷ及びその等価物を利用して形成される。ゲート電極１２１が他の材料として形成されるためには追加的なマスク工程がさらに必要となりうる。
【０１２８】
図５ｃに示すように、ゲート電極１２１及び下部電極１３１が形成された下部電極１３１上に全面的にゲート絶縁膜１２２が形成される。ゲート絶縁膜１２２は、一般的に窒化シリコン(ＳｉＮＸ)を利用して蒸着される。また、ゲート絶縁膜１２２は、一般的にプラズマ化学気相蒸着(Ｐｌａｓｍａ  Ｅｎｈａｎｃｅｄ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ、ＰＥＣＶＤ)方法によって形成される
図５ｄに示すように、ゲート絶縁膜１２２上にシリコン膜１２３が形成される。シリコン膜１２３は、一般的に、上述した化学気相蒸着(ＰＥＣＶＤ)方法によって形成される。シリコン膜１２３は、下部基板１１０のガラスが非晶質であるため、一般的に、非晶質シリコン(ａｍｏｒｐｈｏｕｓ  ｓｉｌｉｃｏｎ、ａ−Ｓｉ)を利用して形成され、電子移動度を大きくするために多結晶シリコン(ｐｏｌｙ−ｓｉｌｉｃｏｎ、ｐｏｌｙ−Ｓｉ)を利用しうるということは上述した通りである。
【０１２９】
図５ｅに示すように、シリコン膜１２３の上部に半導体膜１２４とソース／ドレイン電極１２５が形成される。
【０１３０】
半導体膜１２４は、シリコン膜１２３を形成した後にマスクを利用して不純物をドーピング(ｄｏｐｐｉｎｇ)することにより形成される。このとき、不純物をドーピングする方法として、イオン注入法(ｉｏｎ  ｉｍｐｌａｎｔａｔｉｏｎ)を使用できることは上述した通りである。
【０１３１】
ソース／ドレイン電極１２５は、半導体膜１２４の形成の後に下部基板１１０に金属を蒸着し、マスクを利用して所望のパターンに蝕刻することにより形成される。
【０１３２】
図５ｆに示すように、ソース／ドレイン電極１２５が形成された下部基板１１０上に保護膜１２６が形成される。保護膜１２６は、下部基板１１０の全面に蒸着された後に所望のパターンによってマスクを利用して蝕刻することにより形成される。図５ｆに示すように、後にソース／ドレイン電極１２５を画素電極１３２と電気的に接続させるためにソース／ドレイン電極１２５上に形成された保護膜１２６の一部が蝕刻されていることが分かる。
【０１３３】
図５ｇに示すように、下部基板１１０に画素電極１３２が形成される。画素電極１３２は、光が透過できる透明な材質であるＩＴＯ(Ｉｎｄｕｍｅ  ｔｉｎｅ  ｏｘｉｄｅ)が一般的に用いられるということは上述した。また、図５ｇに示すように、画素電極１３２は、蓄積容量１３０の上部電極として用いられる。
【０１３４】
図面には別途示してないが、画素電極１３２が形成された後、液晶２１０の方向を一定に保持させるために配向膜印刷とラビング(ｒｕｂｂｉｎｇ)工程が行われる。
【０１３５】
図５ｈに示すように、保護膜１２６上にスペーサ１４０が形成される。スペーサ１４０は、光を透過させることができないので、開口率を高めるためにも光が透過できない薄膜トランジスタ１２０の上部に形成される。スペーサ１４０は、下部基板１１０を上部基板と合着させることにより、一定間隔を保持して液晶２１０を保護する役割を有する。スペーサ１４０の材料や製造工程に対する説明は、上述したためここでは省略する。
【０１３６】
図５ｉには、上部基板３１０が形成された段階を示した。上部基板３１０は、上述した下部基板１１０と同一である。
【０１３７】
図５ｊに示すように、上部基板３１０の上面にブラックマトリックス３２０とカラーフィルター３３０が形成される。ブラックマトリックス３２０は、下部基板１１０の薄膜トランジスタ１２０に対応する領域に形成され、カラーフィルター３３０は上部基板３１０のブラックマトリックス３２０を除いた領域に形成される。ただし、上部基板３１０の領域のうち蓄積容量１３０に対応する反射領域には、場合によっては、ブラックマトリックス３２０もカラーフィルター３３０も形成されないこともあることは上述した通りである。
【０１３８】
図５ｋに示すように、ブラックマトリックス３２０及びカラーフィルター３３０上に共通電極３４０が形成される。共通電極３４０は、上部基板３１０の全面に形成されることを除いては上述した画素電極１３２と同様であるため以下、説明は省略する。
【０１３９】
また、図面には別途示してないが、共通電極３４０が形成された後、液晶２１０の方向を一定にするために配向膜印刷とラビング(ｒｕｂｂｉｎｇ)工程がさらに行われることは上述した通りである。また、この工程の後、液晶セル(Ｃｅｌｌ)を形成させるためにシール(ｓｅａｌ)印刷工程が行われる。
【０１４０】
図５ｌに示すように、最終工程として上部基板３１０と下部基板１１０とを合着して合着された基板をパネル別に切断する。上部基板３１０と下部基板１１０は、スペーサ１４０によって一定間隔に保持され、基板の間の領域に液晶２１０が注入される。液晶２１０を注入する方法は、上述した真空注入法が用いられうる。
【０１４１】
次に、本発明の他の実施形態に係る液晶表示装置２０００及び本発明のさらに他の実施形態に係る液晶表示装置３０００の製造手順をフローチャートを用いて説明する。
【０１４２】
図６は、本発明の他の実施形態に係る液晶表示装置２０００と、さらに他の実施形態に係る液晶表示装置３０００の製造手順が示されているフローチャートである。
【０１４３】
図６に示すように、本発明の他の実施形態及びさらに他の実施形態に係る液晶表示装置２０００、３０００は、下部基板具備段階Ｓ１、薄膜トランジスタ及びキャパシタ形成段階Ｓ２、スペーサ形成段階Ｓ３、上部基板具備段階Ｓ４、ブラックマトリックス及びカラーフィルター形成段階Ｓ５、上下基板合着段階Ｓ６、液晶注入段階Ｓ７、封止段階Ｓ８の他、ブラックマトリックス及びカラーフィルター形成段階Ｓ５の後に実施される有機膜形成段階Ｓ５−１をさらに含む。
【０１４４】
すなわち、図４の本発明の一実施形態に係る液晶表示装置１０００の製造方法と比較すると、ブラックマトリックス及びカラーフィルター形成段階Ｓ５の後に有機膜形成段階Ｓ５−１がさらに付加される。以下、本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の製造方法と同様の構成及び同様の動作を有する構成については同一な図面符号を付け、これらの差異を主に説明をする。
【０１４５】
有機膜形成段階Ｓ５−１は、上述のようにブラックマトリックス及びカラーフィルター形成段階Ｓ５の後に付加される。すなわち、ブラックマトリックス３２０とカラーフィルター３３０まで形成にされている上部基板３１０上に有機膜３５０を形成する。ここで、有機膜３５０は、上部基板３１０の、蓄積容量１３０の下部電極１３１に対応する領域にのみ形成されることは、上述した通りである。有機膜３５０を所望のパターンに形成するために、フォトリソグラフィ(ｐｈｏｔｏ  ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ)方法が用いられる。また、有機膜３５０の材質はフォトリソグラフィ方法が使用できるものであればよい。有機膜３５０は、上述したようにデュアルセルギャップ(ｄｕａｌ  ｃｅｌｌ  ｇａｐ)を作るために形成される。
【０１４６】
これ以降の工程は、上述した本発明の一実施形態に係る液晶表示装置１０００の工程と同様であり、その説明は省略する。
【０１４７】
次に、本発明の他の実施形態に係る液晶表示装置３０００の製造工程を、断面図を利用して説明する。
【０１４８】
図７ａないし図７ｅには、本発明のさらに他の実施形態に係る液晶表示装置３０００の製造工程のうち上部基板３１０の製造工程を説明するための断面図が示されている。ここで、上部基板３１０の製造工程のみ説明するのは、下部基板１１０は上述した本発明の一実施形態に係る液晶表示装置１０００の下部基板１１０と同様であるためである。
【０１４９】
図７ａに示すように、上部基板３１０を備える。上部基板３１０は、主にガラスを用いて形成される。
【０１５０】
図７ｂに示すように、上部基板３１０上にブラックマトリックス３２０とカラーフィルター３３０が形成される。ブラックマトリックス３２０は、上部基板３１０の、薄膜トランジスタ１２０に対応する反射領域に形成される。また、従来は、上記ブラックマトリックス３２０が上記蓄積容量１３０に対応する反射領域にも形成されていた。しかし、本発明のさらに他の実施形態に係る液晶表示装置においては、蓄積容量１３０に対応する反射領域に上記ブラックマトリックス３２０は形成されない。また、場合によって上記カラーフィルター３３０が蓄積容量１３０に対応する反射領域に形成される可能性があることは上述した通りである。
【０１５１】
図７ｃに示すように、ブラックマトリックス３２０及びカラーフィルター３３０が形成された上部基板３１０に有機膜３５０が形成される。有機膜３５０は、上部基板３１０のうち蓄積容量１３０に対応する反射領域に形成され、このようなパターンを形成するために、フォトリソグラフィ(ｐｈｏｔｏ  ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ)工程を利用することができる。有機膜３５０がデュアルセルギャップ(ｄｕａｌｃｅｌｌ  ｇａｐ)構造を形成することは、上述した通りである。
【０１５２】
図７ｄに示すように、有機膜３５０が形成された上部基板３１０上に共通電極３４５が形成される。共通電極３４５は、上部基板３１０の全面に形成される。
【０１５３】
また、別途示してないが、共通電極３４５が形成された後は、配向膜印刷工程、ラビング(ｒｕｂｂｉｎｇ)工程、シール(ｓｅａｌ)印刷工程をさらに付加できることは、上述した通りである。
【０１５４】
図７ｅに示すように、上部基板３１０と下部基板１１０とを合着し、パネル別に切断して切断した基板に液晶２１０を注入する工程が行われる。そして、液晶２１０注入が完了した液晶セル(Ｃｅｌｌ)の注入口に液晶２１０が流れ出さないように封止工程が行われる。通常は、紫外線硬化樹脂をディスペンサー(Ｄｉｓｐｅｎｓｏｒ)を利用して塗布した後に紫外線を照射して注入口を封止する。
【０１５５】
本発明のさらに他の実施形態に係る液晶表示装置３０００は、このように製造することができる。また、別途示していないが、本発明の他の実施形態に係る液晶表示装置２０００は、本発明のさらに他の実施形態に係る液晶表示装置３０００と、有機膜３５０と共通電極３４０の形成方法のみにおいて差がある。したがって、本発明のさらに他の実施形態に係る液晶表示装置３０００の製造方法を参照すれば、当該技術分野における通常の知識を有する者が本発明の他の実施形態に係る液晶表示装置２０００の製造を容易に実施可能であるため、以下の説明は省略する。
【０１５６】
以上、本発明の複数の実施形態について説明したが、本発明は、上述した好適な実施形態に限定されるものではなく、特許請求範囲に記載された本発明の基本理念に基づき、当該技術分野における通常の知識を有する者であれば、様々な変形が可能であり、そのような変形は本発明の範囲に属するものである。
【図面の簡単な説明】
【０１５７】
【図１】本発明の一実施形態に係る液晶表示装置を示す断面図である。
【図２】本発明の他の実施形態に係る液晶表示装置を示す断面図である。
【図３】本発明のさらに他の実施形態による液晶表示装置を示す断面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の製造方法を説明するためのフローチャートである。
【図５ａ】本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の製造方法を説明するための断面図である。
【図５ｂ】本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の製造方法を説明するための断面図である。
【図５ｃ】本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の製造方法を説明するための断面図である。
【図５ｄ】本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の製造方法を説明するための断面図である。
【図５ｅ】本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の製造方法を説明するための断面図である。
【図５ｆ】本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の製造方法を説明するための断面図である。
【図５ｇ】本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の製造方法を説明するための断面図である。
【図５ｈ】本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の製造方法を説明するための断面図である。
【図５ｉ】本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の製造方法を説明するための断面図である。
【図５ｊ】本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の製造方法を説明するための断面図である。
【図５ｋ】本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の製造方法を説明するための断面図である。
【図５ｌ】本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の製造方法を説明するための断面図である。
【図６】本発明の他の実施形態及びさらに他の実施形態に係る液晶表示装置の製造方法を説明するためのフローチャートである。
【図７ａ】本発明のさらに他の実施形態に係る液晶表示装置の製造方法を説明するための断面図である。
【図７ｂ】本発明のさらに他の実施形態に係る液晶表示装置の製造方法を説明するための断面図である。
【図７ｃ】本発明のさらに他の実施形態に係る液晶表示装置の製造方法を説明するための断面図である。
【図７ｄ】本発明のさらに他の実施形態に係る液晶表示装置の製造方法を説明するための断面図である。
【図７ｅ】本発明のさらに他の実施形態に係る液晶表示装置の製造方法を説明するための断面図である。
【符号の説明】
【０１５８】
１０００、２０００、３０００    液晶表示装置、
１１０    下部基板、
１２０    薄膜トランジスタ、
１２１    ゲート電極、
１２２    ゲート絶縁膜、
１２３    シリコン膜、
１２４    半導体膜、
１２５    ソース／ドレイン電極、
１２６    保護膜、
１４０    スペーサ、
２１０    液晶、
３１０    上部基板、
３２０    ブラックマトリックス、
３３０    カラーフィルター、
３３１    透過領域カラーフィルター、
３３２    反射領域カラーフィルター、
３４０    共通電極、
３５０    有機膜。
【図１】
2008281994.tif 000003
【図２】
2008281994.tif 000004
【図３】
2008281994.tif 000005
【図４】
2008281994.tif 000006
【図５ａ】
2008281994.tif 000007
【図５ｂ】
2008281994.tif 000008
【図５ｃ】
2008281994.tif 000009
【図５ｄ】
2008281994.tif 000010
【図５ｅ】
2008281994.tif 000011
【図５ｆ】
2008281994.tif 000012
【図５ｇ】
2008281994.tif 000013
【図５ｈ】
2008281994.tif 000014
【図５ｉ】
2008281994.tif 000015
【図５ｊ】
2008281994.tif 000016
【図５ｋ】
2008281994.tif 000017
【図５ｌ】
2008281994.tif 000018
【図６】
2008281994.tif 000019
【図７ａ】
2008281994.tif 000020
【図７ｂ】
2008281994.tif 000021
【図７ｃ】
2008281994.tif 000022
【図７ｄ】
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【図７ｅ】
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