JP2005196208A - カラーフィルターパネル、これを有する表示装置、及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 表示特性及び製品の歩留まりを向上することができるカラーフィルターパネル、これを有する表示パネル及びその装置、その製造方法を開示する。
【解決手段】 カラーフィルターパネルは、スイッチパネルと結合して表示パネルを構成し、カラーフィルターパネルは、第１光を発生する光発生部と隣接する。カラーフィルターパネルは、第１基板上に反射部材、カラーフィルター層、及び偏光層を備える。カラーフィルターパネルは、表示パネル内部に偏光層を備えることにより、１／４波長位相差板を更に形成する必要がない。
【選択図】 図１

Description

本発明は、カラーフィルターパネル、これを有する表示装置、及びその製造方法に関する。

一般に、半透過型表示装置や微反射型表示装置は、光を用いて画像を表示する表示パネル及び表示パネルの後面から内部光を発生する光発生部を含む。

通常の表示パネルは、光発生部と隣接するスイッチパネル、スイッチパネルと所定間隔で離間して結合されるカラーフィルターパネル及びスイッチパネルとカラーフィルターパネルとの間に介在された液晶層で構成される。また、表示パネルの上／下部には、下側及び上側偏光板がそれぞれ取り付けられる。カラーフィルターパネルは、基板、カラーフィルター層及び透明な共通電極を含む。通常のカラーフィルター層は、赤色カラーフィルター層、緑色カラーフィルター層及び青色カラーフィルター層で構成される。

半透過型液晶表示パネルのスイッチパネルは、薄膜トランジスタ、薄膜トランジスタに接続された画素電極として透過電極及び反射電極で構成される。透過電極は、光発生部から提供される内部光を透過させることができる透明な電極であり、反射電極は、外部から入射する外部光を反射することができる不透明な電極である。また、液晶表示パネルの上／下部、具体的に下側偏光板及び上側偏光板と液晶表示パネルとの間に下側１／４波長位相差フィルム及び上側１／４波長位相差フィルムが設けられる。下／上側１／４波長位相差フィルムは、光の一軸方向偏光成分を１／４波長だけ位相遅延させることができ、線偏光を円偏光に変更するか、円偏光を線偏光に変更する役割を果たす。

微反射型液晶表示パネルのスイッチパネルは、通常の透過型スイッチパネルのように、薄膜トランジスタ、薄膜トランジスタに接続された透明な画素電極を含む。但し、微反射フィルムがスイッチパネルの後面に位置する。微反射フィルムは、一軸方向の光を大部分透過させ、その一軸方向の残りを反射し、他軸方向の光を反射するフィルムである。通常の微反射フィルムの一軸方向と下部偏光板の透過方向は互いに一致し、微反射フィルムは、一軸方向の光を約１〜１０％程度反射することができるフィルムである。

半透過型液晶表示装置は、下／上側偏光板を備えるのみならず、下／上側１／４波長位相差フィルムを更に備えるので、一般透過型液晶表示装置と比較して、製品の原価が上昇する。また、透過モード時、透過型液晶表示装置と比較して、透過率が減少してコントラスト比（Ｃｏｎｔｒａｓｔ Ｒａｔｉｏ）が低下して、半透過型液晶表示装置の表示品質が低下する。

更に、半透過型液晶表示装置の場合、液晶層の△ｎｄが通常の透過型液晶表示装置の△ｎｄより小さいので、液晶セルのギャップ（ｄ）のみならず、液晶の屈折率異方性（△ｎ）が減少される。従って、セルギャップの調整によって製造工程が難しくなる。また、セルギャップの減少によって、スイッチパネルとカラーフィルターパネルがショットされ、半透過型液晶表示装置の歩留まりが低下する。

一方、微反射型液晶表示装置は、微反射フィルムの流動によって、微反射フィルムと液晶表示パネルとの位置のずれが頻繁に発生するので、液晶表示装置の歩留まりが低下する。

本発明の目的は、表示特性を向上させることができ、生産性を向上させるためのカラーフィルターパネルを提供することにある。

また、本発明の他の目的は、前述のようなカラーフィルターパネルを有する表示パネル及び表示装置を提供することにある。

また、本発明の他の目的は、前記カラーフィルターパネルの製造方法を提供することにある。

本発明の１特徴によるカラーフィルターパネルは、反射部材、カラーフィルター層、及び偏光層を含む。具体的に、前記カラーフィルターパネルの第１基板、前記第１基板上に設けられ外部から入射する第２光のうち、少なくとも一部を反射する反射部材、前記反射部材の上部に設けられたカラーフィルター層及び前記カラーフィルター層の上部に設けられた偏光層を含む。前記反射部材、カラーフィルター層及び偏光層は、第１基板と液晶層との間に介在する。

前記反射部材は、第１基板の一部領域に存在し、照射される光を大部分反射する金属板（金属反射板）や、全体的に存在するが、照射される光を一部分反射する金属板（金属透過板）、または微反射フィルム（ｓｅｍｉ−ｒｅｆｌｅｃｔｉｖｅ ｆｉｌｍ）を用いることができる。金属板の厚さを調整することにより、照射される光を一部分反射する金属板（金属透過板）または大部分反射する金属板（金属反射板）を形成することができる。

前記偏光層は、ヨウ素（Ｉｏｄｉｎｅ）を含む化合物、二色性染料（ｄｉｃｈｒｏｉｃ
ｄｙｅ）を含む化合物、または離液性（Ｌｙｏｔｒｏｐｉｃ）液晶を含む化合物であり、その厚さは１μｍ以下である。

本発明の他の特徴によるカラーフィルターパネルは、スイッチパネルと結合して表示パネルを構成し、前記カラーフィルターパネルに第１光を発生する光発生部と隣接して表示装置を構成する。

本発明の他の特徴によるカラーフィルターパネルの製造方法は、外部から入射する第２光のうち、少なくとも一部を反射する反射部材を第１基板上に形成する段階、前記反射部材上にカラーフィルター層を形成する段階及び前記カラーフィルター層上に偏光層を形成する段階を含む。

以下、添付図面を参照して本発明の好ましい実施例をより詳細に説明する。

図１は、本発明の１実施例によるカラーフィルターパネルを示す断面図である。

図１に示すように、本発明の１実施例によるカラーフィルターパネル１００は、スイッチパネル（図示せず）と対向し結合して画像を表示する表示パネル（図示せず）を構成する。カラーフィルターパネル１００は、第１基板１１０の後面から第１光Ｌ１を発生する内部光発生部（図示せず）と隣接する。場合によって、第１基板１１０の下部に下側偏光板（図示せず）が取り付けることも可能である。

カラーフィルターパネル１００は、第１基板１１０、第１基板１１０上に設けられた反
射部材１１１及び反射部材１１１の上部に設けられる偏光層１１５を含む。反射部材１１１と偏光層１１５との間に第１遮光層１１２とカラーフィルター層１１３が更に設けられ、偏光層１１５上には、第１保護層１１６と共通電極１１７が更に設けられる。

反射部材１１１は、内部光である第１光Ｌ１の一軸成分Ｌ１−１を透過し、他軸成分Ｌ１−２を反射する。また、反射部材１１１は、外部光である第２光Ｌ２の一軸成分の一部Ｌ２−１を反射し、一軸成分の残り部分Ｌ２−２を透過する。反射部材１１１の上部には、偏光層１１５が存在するので、第２光の他軸成分は大部分反射部材１１１に到達しない。

反射部材１１１は、第１基板上に全体的に存在する微反射フィルムまたは金属透過板とすることができる。微反射フィルム１１１は屈折率異方性を有するフィルムであって、外部光である第２光Ｌ２の一軸成分のうち、約１〜１０％程度反射することができるフィルムである。微反射フィルム１１１で第１光Ｌ１の一軸成分を透過することができる透過軸方向と、第２光Ｌ２の一軸成分の一部を反射することができる反射軸方向は同じ方向であり、これは偏光層で光を透過することができる透過軸と一致する。反射部材が金属透過板である場合、金属透過板１１１は金属を薄く形成した膜であって、透過も反射も可能な膜である。金属透過板１１１は、微反射フィルムとは異なり、屈折率等方性を有する物質である。

カラーフィルター層１１３は、互いに所定間隔で離間する赤色（Ｒ）カラーフィルター層、緑色（Ｇ）カラーフィルター層及び青色（Ｂ）カラーフィルター層で構成される。第１遮光層１１２はカラーフィルター層の間に設けられ、カラーフィルター層の境界領域を構成して色再現性を向上させる。カラーフィルター層１１３は、第１遮光層１１２により段差が発生し、これを除去するために、カラーフィルター層１１３と第１遮光層１１２上にフラットな表面構造を有する第１平坦化層１１４を更に設ける。

偏光層１１５はヨウ素を含む化合物、二色性染料を含む化合物、または離液性液晶分子を含む化合物であり、その厚さは１μｍ以下である。また、偏光層の上／下部に保護層や接着層を更に含む構成とすることができる。

偏光層１１５の構成成分は、米国登録特許６,５６３,６４０に記載されている。

偏光層１１５は、第１平坦化層１１４上に設けられ、第１光Ｌ１及び第２光Ｌ２を偏光する。第１保護層１１６は、偏光層１１５上に設けられ偏光層１１５を保護する。共通電極１１７は透明な導電性物質からなり、第１保護層１１６上に均一な厚さで形成される。

第１光Ｌ１及び第２光Ｌ２のそれぞれの透過率と反射率は、反射部材１１１の材質及び厚さにより決定される。特に、反射部材１１１の厚さが減少すると、第１光Ｌ１の透過率は増加し、第２光Ｌ２の反射率は減少する反面、反射部材１１１の厚さが増加すると、第１光Ｌ１の透過率は減少して、第２光Ｌ２の反射率は増加する。

図２は、本発明の他の実施例による表示パネルのカラーフィルターパネルを示す断面図である。

図２に示すように、本発明の他の実施例によるカラーフィルターパネル１０１は、第１基板１１０、第１基板１１０上に設けられ、第１基板１１０上の一部領域に反復的に形成されている反射部材１１８及び反射部材１１８の上部に設けられる偏光層１１５を含む。反射部材１１８と偏光層１１５との間には、第１遮光層１１２とカラーフィルター層１１３が更に設けられ、偏光層１１５上には第１保護層１１６と共通電極１１７が更に設けら
れる。

反射部材は、表示パネルで色相を表示することができる最小単位である単位セル毎に反復的に単位セルに位置する第１基板上の一部領域に形成され、反射部材１１８が存在する領域は単位セルで反射領域１１８ａ、反射部材１１８が存在しない領域は単位セルで透過領域１１８ｂになる。

透過領域１１８ｂは、光発生部（図示せず）から入射する第１光Ｌ１を透過して画像を表示し、反射領域１１８ａは、第２光Ｌ２を反射して画像を表示する。

一方、カラーフィルターパネル１０１の下部に下側偏光板１２０が存在し、下側偏光板１２０の透過軸方向と偏光層１１５の透過軸方向とは一致する。場合によって、下側偏光板１２０は存在しない場合もある。

図３〜図８は、図１に図示されたカラーフィルターパネルの製造過程を示す図である。

図３に示すように、透明部材、例えば、ガラスまたはクォーツ等からなる第１基板１１０上に、反射部材である微反射フィルムまたは金属透過板を設ける。

その後、図４に示すように、反射部材１１１上には、酸化クロム（ＣｒＯ₂）または有機物からなるブラックマトリックス（Ｂｌａｃｋ Ｍａｔｒｉｘ；以下、ＢＭ）層が積層され、ブラックマトリックス（ＢＭ）層をパターニングして、第１遮光層１１２を形成する。

図５に示すように、第１遮光層１１２が形成された第１基板１１０上には、赤色顔料または染料が含まれた赤色カラーフィルター層を形成する。その後、赤色カラーフィルター層をパターニングして、第１基板１１０上に赤色カラーフィルター層（Ｒ）を形成する。以後、第１遮光層１１２及び赤色カラーフィルター層（Ｒ）が形成された第１基板１１０上に、緑色顔料または染料が含まれた緑色カラーフィルター層を形成する。その後、緑色カラーフィルター層をパターニングして、第１基板１１０上に緑色カラーフィルター層（Ｇ）を形成する。以後、第１遮光層１１２、赤色カラーフィルター層（Ｒ）及び緑色カラーフィルター層（Ｇ）が形成された第１基板１１０上に、青色顔料または染料が含まれた青色カラーフィルター層を形成する。その後、青色カラーフィルター層をパターニングして、第１基板１１０上に青色カラーフィルター層（Ｂ）を形成する。これにより、第１基板１１０上には、赤色カラーフィルター層（Ｒ）、緑色カラーフィルター層（Ｇ）及び青色カラーフィルター層（Ｂ）からなるカラーフィルター層１１３が完成する。

図６に示すように、カラーフィルター層１１３と第１遮光層１１２上に、絶縁膜からなる第１平坦化層１１４を形成する。第１平坦化層１１４は、下部膜の表面構造と関係なく、フラットな表面構造を有する。従って、カラーフィルター層１１３と第１遮光層１１２との間で発生する段差は、第１平坦化層１１４により除去される。

図７及び図８に示すように、第１平坦化層１１４上には、第１光Ｌ１または第２光Ｌ２を偏光する偏光層１１５が形成される。以後、偏光層１１５上には、偏光層１１５の損傷を防止するための第１保護層１１６が設けられる。

偏光層１１５の形成は、ヨウ素を含む化合物、二色性染料を含む化合物、または離液性液晶を含む化合物を塗布する段階、及び塗布された化合物の分子を一定方向で整列させる段階を含むことができる。塗布された化合物の分子を一定方向で整列させるために、化合的反応または機械的変形を加えるか、電気的または磁気的刺激を加えることができる。ま
た、化合物の整列後、整列された状態を永久にするため、固化または固定段階、例えば、乾燥段階を更に含むことができる。偏光層は１μｍ以下の厚さで形成することができる。

図１に示すように、第１保護層１１６上には、インジウムティンオキサイド（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ；ＩＴＯ）またはインジウムジンクオキサイド（Ｉｎｄｉｕｍ
Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ；ＩＺＯ）からなる共通電極１１７が均一な厚さでコーティングされる。

図２に図示されたカラーフィルターパネルは、図３〜図８の過程のうち、反射部材を金属反射板で形成することで製造することができる。金属反射板は、第１基板上に金属層を形成し、これをパターニングして形成することができる。金属反射板は、アルミニウムまたはアルミニウム合金等とすることができる。

図９は、図１に図示されたカラーフィルターパネルを用いた表示装置を示す断面図である。図１０は、図９に図示されたスイッチパネルを具体的に示す図である。

図９に示すように、図１に図示されたカラーフィルターパネルを用いた表示装置５００は、第１光Ｌ１を発生する光発生部４００及び第１光Ｌ１または外部から提供される第２光Ｌ２を用いて画像を表示する表示パネル３５０を含む。

表示パネル３５０は、スイッチパネル２００、スイッチパネル２００と所定間隔で離間する状態でスイッチパネルと対向して結合するカラーフィルターパネル１００及びスイッチパネル２００とカラーフィルターパネル１００との間に介在する液晶層３００を含む。

スイッチパネル２００は、第２基板２１０、第２基板２１０の一部分に設けられた第２遮光層２１１、第２遮光層２１１と第２基板２１０上に設けられた薄膜トランジスタアレイ２１４及び薄膜トランジスタアレイ２１４上に設けられた画素電極２１５を含む。図１０に示すように、薄膜トランジスタアレイ２１４は、薄膜トランジスタ２１２及び薄膜トランジスタ２１２を保護する第２保護層２１３で構成される。薄膜トランジスタ２１２は、ゲート電極２１２ａ、ゲート絶縁膜２１２ｂ、アクティブ層２１２ｃ、オームコンタクト層２１２ｄ、ソース電極２１２ｅ及びドレイン電極２１２ｆで構成される。

ゲート電極２１２ａは第２遮光層２１１上に設けられ、ゲート絶縁膜２１２ｂはゲート電極２１２ａが形成された第２基板２１０上に全体的に形成される。アクティブ層２１２ｃとオームコンタクト層２１２ｄは、ゲート電極２１２ａに対応してゲート絶縁膜２１２ｂ上に設けられる。ソース電極２１２ｅとドレイン電極２１２ｆは、互いに所定間隔で離間してオームコンタクト層２１２ｄ上に設けられる。

ゲート電極２１２ａのみならず、ソース電極２１２ｅ及びドレイン電極２１２ｆも、第２遮光層２１１が形成された領域内に設けられる。従って、第２遮光層２１１は、第２基板２００に入射した第２光Ｌ２が、ゲート電極２１２ａ、ソース電極２１２ｅ、及びドレイン電極２１２ｆにより反射されることを防止することができる。

薄膜トランジスタ２１２上に設けられる第２保護層２１３は、薄膜トランジスタ２１２のドレイン電極２１２ｆを部分的に露出させる。画素電極２１５は、第２保護層２１３上に形成され、露出されたドレイン電極２１２ｆと電気的に接続される。

図１１は、図９に図示された偏光層と上側偏光板の配置関係を示す斜視図である。

図９及び図１１に示すように、スイッチパネル２００の全面には上側偏光板２２０が取
り付けられる。上側偏光板２２０は、第１光Ｌ１及び第２光Ｌ２のうち、特定方向で振動する成分を透過させる第１透過軸２２０ａを有する。従って、上側偏光板２２０は、一方向で振動する成分のみを有するように第１光Ｌ１及び第２光Ｌ２を偏光する。

また、カラーフィルターパネル１００にコーティングされた偏光層１１５は、第１透過軸２２０ａと直交する第２透過軸１１５ａを有する。図１１では、第１透過軸２２０ａ及び第２透過軸１１５ａが直交する構造を提示した。しかし、液晶層３００の種類や表示装置の特性等を考慮して、第１透過軸２２０ａ及び第２透過軸１１５ａが互いに直交するように構成でき、平行であるように構成することもできる。一方、反射部材１１１の透過軸方向と偏光層の透過軸１１５ａ方向は一致する。

場合によって、第１基板の下側に下側偏光板を更に設けることができる。下側偏光板の透過軸方向は、反射部材１１１の透過軸方向及び偏光層の透過軸１１５ａ方向と一致する。

反射部材１１１により透過または反射された第１光Ｌ１及び第２光Ｌ２は、偏光層１１５により偏光され、液晶層３００を通過した後に上側偏光板２２０により更に偏光される。

このように、反射部材１１１及び偏光層１１５がカラーフィルターパネル１００の製造工程時に第１基板１１０上に形成されることにより、第１基板１１０にフィルム及び板形態で取り付ける場合より、工程時間を短縮させることができる。また、接着不良または位置のずれを防止することで、製品の歩留まりを向上させることができる。

また、反射部材１１１と偏光層１１５を表示パネル３５０内に形成することにより、上側、下側１／４波長位相差フィルムと第１基板の下に形成された下側偏光板及び反射部材が存在する場合より、表示パネル３５０に提供される第２光Ｌ２の経路を短縮することができる。これにより、表示パネル３５０から出射する画像の全体的な輝度を増加することができる。

また、カラーフィルター層１１３を第１基板１１０に形成することにより、第２光Ｌ２が反射部材１１８により反射される前と後の色情報は、互いに同じになる。例えば、赤色サブカラーフィルター層を通過して、反射部材１１８に入射すた第２光Ｌ２は、反射部材１１８により反射された後にも、赤色サブカラーフィルター層（Ｒ）を通過する。従って、表示装置５１０の表示品質を向上することができる。

図１２〜図１６は、図１０に図示されたスイッチパネルの製造過程を示す図である。

図１２に示すように、透明部材、例えば、ガラスまたはクォーツからなる第２基板２１０上にブラックマトリックス（ＢＭ）層を積層した後、ブラックマトリックス（ＢＭ）層をパターニングして、第２遮光層２１１を形成する。

以後、図１３に示すように、第２基板２１０及び第２遮光層２１１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）やその複合膜からなる第１金属層（図示せず）をスパッタリング方法等により蒸着する。その後、フォトリソグラフィ工程で第１金属層をパターニングして、第２遮光層２１１上にゲート電極２１２ａを形成する。

その後、図１４に示すように、ゲート電極２１２ａが形成された第２基板２１０上に、シリコン窒化（ＳｉＮｘ）膜等の絶縁膜を化学気相蒸着（ＣＶＤ）方法等で蒸着して、ゲ
ート絶縁膜２１２ｂを形成する。

図１５に示すように、ゲート絶縁膜２１２ｂ上に非晶質シリコン膜（図示せず）を化学気相蒸着方法等で蒸着し、その上にＮ型（Ｎ−ｔｙｐｅ）で過ドーピングされた非晶質シリコン膜（図示せず）を化学気相蒸着方法等で蒸着する。この際、非晶質シリコン膜及びＮ型で過ドーピングされた非晶質シリコン膜は、同じ化学気相蒸着チャンバー内でインシチュ（ｉｎ−ｓｉｔｕ）で蒸着することができる。以後、非晶質シリコン膜（図示せず）及びＮ型で過ドーピングされた非晶質シリコン膜をパターニングして、ゲート電極２１２ａが形成された領域に対応して、アクティブ層２１２ｃ及びオームコンタクト層２１２ｄを形成する。

ゲート絶縁膜２１２ｂとオームコンタクト層２１２ｄ上には、クロム（Ｃｒ）またはアルミニウム（Ａｌ）やアルミニウム合金（例えば、ＡｌＮｄ）のような第２金属層（図示せず）をスパッタリング方法等により蒸着する。その後、第２金属層及びオームコンタクト層をパターニングして、互いに所定間隔で離間したソース電極２１２ｅ及びドレイン電極２１２ｆを形成する。これにより、第２基板２１０上に薄膜トランジスタ２１２が完成する。

図１６に示すように、薄膜トランジスタ２１２が形成された第２基板２１０上に、シリコン窒化物（ＳｉＮｘ）またはシリコン酸化物（ＳｉＯｘ）等からなる絶縁膜を形成する。その後、絶縁膜をパターニングして、薄膜トランジスタ２１２のドレイン電極２１２ｆを露出させる。

さらに、図１０に示すように、露出されたドレイン電極２１２ｆ及び第２保護層２１３上に、ＩＴＯまたはＩＺＯ等からなる画素電極２１５を形成する。これにより、スイッチパネル２００が完成される。

図１７は、図２に図示されたカラーフィルターパネルを用いた表示パネルを示す断面図であり、図１８は、図１７に図示されたカラーフィルターパネルで第１基板上の反射部材を示す図である。

図１７及び図１８を参照すると、表示装置５１０は、第１光Ｌ１及び第２光Ｌ２を用いて画像を表示する表示パネル３６０と表示パネルに第１光Ｌ１を供給する光発生部４００を含む。

表示パネル３６０は、カラーフィルターパネル１０１の下部に設けられ第１光Ｌ１を偏光する下側偏光板１２０及びスイッチパネル２０１の上部に設けられ第１光Ｌ１及び第２光Ｌ２を偏光する上側偏光板２２０を含む。

カラーフィルターパネル１０１は、第１基板１１０、第１基板１１０上に設けられた反射部材１１８及び反射部材１１８の上部に偏光層１１５を備える。

反射部材１１８は金属反射板とすることができる。金属反射板１１８である場合、表示パネルで色相を表示することができる最小単位である単位セル毎に反復的に単位セルに位置する第１基板１１０上の一部領域に形成され、金属反射板１１８が存在する領域は単位セルで反射領域１１８ａ、金属反射板が存在しない領域は単位セルで透過領域１１８ｂになる。金属反射板１１８は、反射率が高いクロム（Ｃｒ）、またはアルミニウム（Ａｌ）、またはアルミニウム合金のような金属物質からなる。

図示していないが、金属反射板１１８には、反射率を増加させるための技術を適用する
ことができる。例えば、金属反射板１１８と第１基板１１０との間にエンボシング処理された有機膜（図示せず）が介在し、結局、金属反射板１１８がエンボシング形態を有するようにするか、金属反射板１１８の一部をエッチングして金属反射板１１８がエンボシング形態を有するようにすることができる。

金属反射板１１８は、第１基板１１０上に全体的にスパッタリング方法等で形成した後、透過領域１１８ｂを形成するために、金属反射板１１８の一部を除去する。金属反射板１１８の除去は、フォトリソグラフィ工程等を通じて行うことができる。

一方、第１基板１０１に設けられる第１遮光層１１２、カラーフィルター層１１３、第１保護層１１６、共通電極１１７及び平坦化層１１４は、図１〜図３に図示された構造と類似なので、具体的な説明は省略する。

図１９及び図２０は、図１７に図示されたスイッチパネルを具体的に示す図である。勿論、図１７に図示されたスイッチパネル（図１７の２０１）は、図１０に示すようなスイッチパネル（図１０の２００）の形態とすることもできる。

図１９に示すように、スイッチパネル２０１ａには、図１０と同様に、第２基板２１０上に第２遮光層２１１及び薄膜トランジスタ２１２が存在し、薄膜トランジスタ２１２上に絶縁膜２１３ａが存在する。絶縁膜２１３ａは、薄膜トランジスタ２１２のドレイン電極２１２ｆを露出させるコンタクトホールを有し、透過領域１１８ｂに位置する絶縁膜２１３ａは、反射領域１１８ａに位置する絶縁膜２１３ａと互いに異なる厚さを有する。具体的に、絶縁膜２１３ａは有機絶縁膜であり、透過領域１１８ｂに位置する有機絶縁膜２１３ａの厚さは、反射領域１１８ａに位置する有機絶縁膜２１３ａの厚さより薄く、その程度は、スイッチパネル２０１ａをカラーフィルターパネル１０１と結合した時、透過領域１１８ｂのセルギャップが反射領域１１８ａのセルギャップの約２倍になるように、有機絶縁膜２１３ａの厚さを調節する。

反射領域１１８ａで外部光である第２光Ｌ２は、画像を表示するために液晶を２回通過する反面、透過領域１１８ｂで内部光である第１光Ｌ１は、画像を表示するために液晶層３００を１回だけ通過するので、光の偏光状態が異なる。その結果、反射領域１１８ａで表示される画像と透過領域１１８ｂで表示される画像の画質は異なる。従って、有機絶縁膜２１３ａの厚さを異なるように形成することにより、反射領域１１８ａと透過領域１１８ｂで発生することができる光の進行経路による差をセルギャップの差を用いて補正できる。

図２０に示すように、スイッチパネル２０１ａには、図１０に示すように、第２基板２１０上に第２遮光層２１１及び薄膜トランジスタ２１２が存在し、薄膜トランジスタ２１２上に絶縁膜２１３ｂ及び画素電極２１５が存在する。絶縁膜２１３ｂは、薄膜トランジスタ２１２のドレイン電極２１２ｆを露出させるコンタクトホールを有する。絶縁膜２１３ｂの上部に画素電極２１５が存在し、反射領域１１８ａに位置する画素電極２１５の上部に第１絶縁膜パターン２１３ｃが存在する。

透過領域１１８ｂに位置する絶縁膜２１３ｂは、反射領域１１８ａに位置する絶縁膜２１３ｂと互いに異なる厚さで構成することができる。具体的に、透過領域１１８ｂに位置する絶縁膜２１３ｂの厚さは、反射領域１１８ａに位置する絶縁膜２１３ｂの厚さより厚い。絶縁膜２１３ｂの段差を用いて、反射領域１１８ａに位置する画素電極２１５の上部に第１絶縁膜パターン２１３ｃを透過領域１１８ｂに位置する画素電極２１５と同じ高さで形成することができる。

反射領域１１８ａで外部光である第２光Ｌ２は、画像を表示するために液晶を２回通過する反面、透過領域１１８ｂで内部光である第１光Ｌ１は、画像を表示するために液晶層３００を１回だけ通過するので、光の偏光状態が異なる。その結果、反射領域１１８ａで表示される画像と透過領域１１８ｂで表示される画像の画質は異なる。従って、反射領域１１８ａと透過領域１１８ｂで、液晶層３００に印加される電場（Ｅ−ｆｉｅｌｄ）を異なるようにすることで、反射領域１１８ａと透過領域１１８ｂとの光の進行経路により発生する電場の差を用いて補正することができる。

図２１は、図１７に図示された偏光層の透過軸と下側偏光板の透過軸との位置関係を示す図であり、図２２は、図１７に図示された下側偏光板の透過軸と上側偏光板の透過軸との位置関係を示す図である。

図２１に示すように、下側偏光板１２０は、光発生部４００（図２０に図示）から入射する第１光Ｌ１（図１７に図示）を線形偏光させる。カラーフィルターパネル１０１内に存在する偏光層１１５は、反射部材１１８により反射された第２光Ｌ２及び透過領域１１８ｂを通過した第１光Ｌ１を線形偏光する。偏光層１１５の透過軸１１５ａ方向は、下側偏光板１２０の透過軸１２０ａ方向と一致する。

下側偏光板１２０は、第１光Ｌ１のうち、透過軸１２０ａと平行な第１方向Ｄ１に振動する光を通過し、第１方向Ｄ１と直交する第２方向Ｄ２に振動する光を吸収して、第１光Ｌ１を線形偏向させる。第１光Ｌ１は、第１方向Ｄ１に振動する光が通過し、第２方向Ｄ２に振動する光を吸収する偏光層１１５によりもう一度線形偏光される。また、偏光層１１５は、第２光Ｌ２のうち、第１方向Ｄ１に振動する光を通過し、第２方向Ｄ２に振動する光を吸収して、第２光Ｌ２を線形偏光させる。

一方、図２２に示すように、上側偏光板２２０は、第２光Ｌ２及び透過領域１１８ｂを通過した第１光Ｌ１を偏光する偏光軸２２０ａを有する。上側偏光板２２０の透過軸２２０ａは、下側偏光板１２０の透過軸１２０ａと互いに直交する。上側偏光板２２０は、第１光Ｌ１及び第２光Ｌ２のうち、透過軸２２０ａと平行な第２方向Ｄ２に振動する光を通過し、第１方向Ｄ１に振動する光を吸収して、第１光Ｌ１及び第２光Ｌ２を偏光させる。

このように、表示装置５１０は、表示パネル３６０の内部に偏光層１１５を備えるのみならず、表示パネル３６０の下／上部に下側偏光板１２０及び上側偏光板２２０をそれぞれ備える。これにより、第１光Ｌ１及び第２光Ｌ２を確実に偏光することができ、これによって、表示装置５１０のコントラスト比を向上することができる。

場合によって、表示パネル３６０の特性を考慮して、下側偏光板を設けない場合もある。

図２３は、本発明の他の実施例による表示装置を示す断面図である。

図２３に示すように、本発明の他の実施例による表示装置５２０でカラーフィルターパネル１０３は、第１遮光膜（図２の１１２）を備えない。カラーフィルターパネル１０３の第１基板１１０上に金属反射板１１８が形成され、その上に赤色カラーフィルター層、緑色カラーフィルター層、及び青色カラーフィルター層１１３が形成される。この際、各カラーフィルター層の間には、第１遮光膜（図２の１１２）が形成されず、各カラーフィルター層は互いに隣接する。

スイッチパネル２０３の第２基板２１０上には、多数のゲートライン（図示せず）及び多数のデータライン（図示せず）が設けられる。ゲートラインとデータラインとは互いに
直交し、ゲートラインとデータラインにより定義された領域には、薄膜トランジスタのアレイ２１４が形成される。ここで、ゲートラインまたはデータラインが形成される位置は、第１基板１００に形成されたそれぞれのカラーフィルター層の境界領域に対応する。従って、ゲートラインまたはデータラインは、第１遮光膜（図２の１１２）と同様にカラーフィルター層のそれぞれを区分して、色再現性を維持することができる。場合によって、ゲートラインおよび／またはデータラインの下部にブラックマトリックス（ＢＭ）層を設けることもできる。

これにより、カラーフィルターパネル１０３を製造する段階で、第１遮光膜（図２の１１２）を形成する段階が省略され、これにより、表示パネル３７０の製造工程時間を短縮することができる。また、製造工程時間を短縮することで、表示装置５２０の生産性を向上することができる。

図２４は、本発明による表示パネルで外部光である第２光で画面を表示する場合、その偏光状態を示す図である。

図２４に示すように、表示装置５００、５１０、５２０の液晶層３００が光の偏光状態を１／２波長位相変化させることができる状態にある場合（図の左側ＷＨＩＴＥ表示領域）、上側偏光板２２０は、第２光Ｌ２のうち、第２方向Ｄ２に振動する光を通過させて、第２光Ｌ２を線形偏光させ、線形偏光された第２光Ｌ２は、液晶層３００を通過した後、第１方向Ｄ１に振動する光に変化する。以後、偏光層１１５は、第１方向Ｄ１に振動する成分からなる第２光Ｌ２を通過する。偏光層１１５を通過した第２光Ｌ２は、反射部材１１１、１１８により反射された後、更に偏光層１１５に入射する。

反射部材が微反射フィルム１１１である場合、フィルムに入射した光の１〜１０％程度が反射され、残り大部分はフィルムを通過する。フィルムを通過した光Ｌ２−２は、光発生部（図示せず）で一部は吸収され、一部は更に反射され、光発生部で発生した光と共に更に反射部材である微反射フィルム１１１に入射する。

偏光層１１５に入射した第２光Ｌ２は、偏光層１１５を通過した後、液晶層３００により第２方向Ｄ２に振動する光に変化する。上側偏光板２２０は、第２方向Ｄ２に振動する光をそのまま通過させる。このような方法で表示装置５００、５１０、５２０は、ホワイト画像を表示する。

反面、表示装置５００、５１０、５２０の液晶層３００が光の偏光状態を変化させることができない状態にある場合（図面の右側ＤＡＲＫ表示領域）、上側偏光板２２０は、第２光Ｌ２のうち、第２方向Ｄ２に振動する光を通過させて、第２光Ｌ２を線形偏光する。このことにより、線形偏光された第２光Ｌ２は、液晶層３００を通過した後にも第２方向Ｄ２に振動する。従って、第２光Ｌ２は、偏光層１１５を通過せず吸収される。このような方法で、表示装置５００、５１０、５２０は、ブラック画像を表示する。

図２５は、本発明による表示パネルで内部光である第１光で画面を表示する場合、その偏光状態を示す図である。

図２５に示すように、下側偏光板１２０または反射部材である微反射フィルム１１１は、第１光Ｌ１のうち、第１方向Ｄ１に振動する光を通過して、第１光Ｌ１を線形偏光する。線形偏光された第１光Ｌ１は、偏光層１１５でもう一度線形偏光された後、液晶層３００に入射する。

表示装置５００、５１０、５２０の液晶層３００が、光の偏光状態を１／２波長位相変
化させることができる状態にある場合（図面の左側ＷＨＩＴＥ表示領域）、第１光Ｌ１は第１方向Ｄ１に振動する光から液晶層３００を通過した後、第２方向Ｄ２に振動する光に変化することになる。上側偏光板２２０は、第２方向Ｄ２に振動する光を通過させる。これにより、表示装置５００、５１０、５２０は、ホワイト（ＷＨＩＴＥ）画像を表示する。

反面、表示装置５００、５１０、５２０の液晶層３００が光の偏光状態を変化させることができない状態にある場合（図面の右側ＤＡＲＫ表示領域）、偏光層１１５を通過して第１方向に振動する光は、液晶層３００を通過した後にも第１方向Ｄ１に振動する。従って、第２光Ｌ２は、偏光層１１５を通過せずに吸収される。このような方法で、表示装置５００、５１０、５２０は、ブラック（ＢＬＡＣＫ）画像を表示する。

以上、本発明の実施例によって詳細に説明したが、本発明はこれに限定されず、本発明が属する技術分野において通常の知識を有するものであれば本発明の思想と精神を離れることなく、本発明を修正または変更できる。

本発明のような表示パネル、これを有する表示装置、及びその製造方法によると、第１基板には第１光及び第２光の一部を透過及び反射する反射部材、及び反射部材の上部に設けられ反射部材によって反射または透過された光を偏光する偏光層が設けられる。

従って、表示パネルの製造工程時間を短縮することができ、反射部材または偏光層がフィルムまたは板形態で形成される時に発生する第１基板との接着不良または位置のずれを除去して、製品の歩留まりを向上することができる。

また、カラーフィルター層を反射部材上に形成することにより、第２光が反射部材により反射される前と後の色情報を同様に維持することができ、これにより、表示パネルの表示特性を向上することができる。

本発明の一実施例によるカラーフィルターパネルを示す断面図である。 本発明の他の実施例によるカラーフィルターパネルを示す断面図である。 図１に図示されたカラーフィルターパネルの製造過程を示す図である。 図１に図示されたカラーフィルターパネルの製造過程を示す図である。 図１に図示されたカラーフィルターパネルの製造過程を示す図である。 図１に図示されたカラーフィルターパネルの製造過程を示す図である。 図１に図示されたカラーフィルターパネルの製造過程を示す図である。 図１に図示されたカラーフィルターパネルの製造過程を示す図である。 図１に図示されたカラーフィルターパネルを用いた表示装置を示す断面図である。 図９に図示されたスイッチパネルを具体的に示す図である。 図９に図示された偏光層と上側偏光板の配置関係を示す斜視図である。 図１１に図示されたスイッチパネルの製造過程を示す図である。 図１１に図示されたスイッチパネルの製造過程を示す図である。 図１１に図示されたスイッチパネルの製造過程を示す図である。 図１１に図示されたスイッチパネルの製造過程を示す図である。 図１１に図示されたスイッチパネルの製造過程を示す図である。 図２に図示されたカラーフィルターパネルを用いた表示パネルを示す断面図である。 図１７に図示されたカラーフィルターパネルにおいて第１基板上の反射部材を示す図である。 図１７に図示されたスイッチパネルを具体的に示す図である。 図１７に図示されたスイッチパネルを具体的に示す図である。 図１７に図示された偏光層の透過軸と下側偏光板の透過軸との位置関係を示す図である。 図１７に図示された偏光層の透過軸と上側偏光板の透過軸との位置関係を示す図である。 本発明の他の実施例による表示装置を示す断面図である。 本発明による表示パネルにおいて、外部光である第２光で画面を表示する場合、その偏光状態を示す図である。 本発明による表示パネルにおいて、内部光である第１光で画面を表示する場合、その偏光状態を示す図である。

符号の説明

１００、１０１ カラーフィルターパネル
１１０ 第１基板
１１１、１１８ 反射部材
１１２ 第１遮光層
１１３ カラーフィルター層
１１４ 第１平坦化層
１１５ 偏光層
１１５ａ 第２透過軸
１１６ 第１保護層
１１７ 共通電極
１１８ａ 反射領域
１１８ｂ 透過領域
１２０ 下側偏光板
２００ スイッチパネル
２１０ 第２基板
２１１ 第２遮光層
２１２ 薄膜トランジスタ
２１２ａ ゲート電極
２１２ｂ ゲート絶縁膜
２１２ｃ アクティブ層
２１２ｄ オームコンタクト層
２１２ｅ ソース電極
２１２ｆ ドレイン電極
２１３ 第２保護層
２１４ 薄膜トランジスタアレイ
２１５ 画素電極
２２０ 上側偏光板
２２０ａ 第１透過軸
３００ 液晶層
３５０ 表示パネル
４００ 光発生部
５００ 表示装置

Claims (22)

1. 第１基板と、
   前記第１基板上に形成され、照射された外部光の少なくとも一部を反射する反射部材と、
   前記反射部材上に形成されているカラーフィルターと、
   前記カラーフィルター上に形成されている偏光層と、
   を含むカラーフィルターパネル。
2. 前記偏光層は、ヨウ素（Ｉｏｄｉｎｅ）を含む化合物、二色性染料（ｄｉｃｈｒｏｉｃ
   ｄｙｅ）を含む化合物、または離液性（Ｌｙｏｔｒｏｐｉｃ）液晶を含む化合物であることを特徴とする請求項１記載のカラーフィルターパネル。
3. 前記偏光層は、１μｍ以下の厚さであることを特徴とする請求項１記載のカラーフィルターパネル。
4. 前記反射部材は、微反射（ｓｅｍｉ−ｒｅｆｌｅｃｔｉｖｅ）フィルムであることを特徴とする請求項１記載のカラーフィルターパネル。
5. 前記微反射フィルムは、入射する光の１軸方向成分を１〜１０％反射し、入射する光の他軸方向成分を反射するフィルムであることを特徴とする請求項４記載のカラーフィルターパネル。
6. 前記微反射フィルムの透過軸方向と偏光層の透過軸方向とは、一致することを特徴とする請求項４記載のカラーフィルターパネル。
7. 前記反射部材は金属物質からなり、部分的に透過性を有することを特徴とする請求項１記載のカラーフィルターパネル。
8. 前記反射部材は、照射される光の大部分を反射する金属部材であり、前記第１基板の一部領域に形成されていることを特徴とする請求項１記載のカラーフィルターパネル。
9. 前記金属部材は、エンボシング形態を有することを特徴とする請求項８記載のカラーフィルターパネル。
10. 前記エンボシング形態を有する金属部材と前記第１基板との間に、前記エンボシング形態に相応する表面エンボシングを有する絶縁膜が更に介在されていることを特徴とする請求項９記載のカラーフィルターパネル。
11. 前記偏光層上に透明な共通電極を更に含むことを特徴とする請求項１記載のカラーフィルターパネル。
12. 第１基板、前記第１基板上に形成され照射された外部光の少なくとも一部を反射する反射部材、前記反射部材上に形成されたカラーフィルター層及び前記カラーフィルター層上に形成された偏光層を含むカラーフィルターパネルと、
    前記カラーフィルターパネルと対向して結合し、第２基板、前記第２基板上の一部領域に形成されたブラックマトリックス、前記ブラックマトリックス上に形成された薄膜トランジスタ、及び前記薄膜トランジスタの電極と電気的に接続された画素電極を含むスイッチパネルと、
    前記カラーフィルターパネルとスイッチパネルとの間に介在された液晶層と、
    を含む表示パネル。
13. 前記スイッチパネルの薄膜トランジスタと画素電極との間に介在され、反射領域及び透過領域で互いに異なる厚さを有する絶縁膜を更に含むことを特徴とする請求項１２記載の表示パネル。
14. 前記反射領域に位置する前記絶縁膜の厚さが、前記透過領域に位置する前記絶縁膜の厚さより厚いことを特徴とする請求項１３記載の表示パネル。
15. 前記反射領域に位置する前記絶縁膜の厚さが、透過領域に位置する前記絶縁膜の厚さより薄いことを特徴とする請求項１３記載の表示パネル。
16. 前記反射領域に位置する前記画素電極の上部に第１絶縁膜パターンが更に存在することを特徴とする請求項１５記載の表示パネル。
17. 前記反射領域に位置する前記画素電極の上部に第１絶縁膜パターンが更に存在することを特徴とする請求項１３記載の表示パネル。
18. 光を発生する光発生部と、
    前記光発生部と隣接し、第１基板、前記第１基板上に形成され照射された外部光の少なくとも一部を反射する反射部材、前記反射部材上に形成されたカラーフィルター層及び前記カラーフィルター層上に形成された偏光層を含むカラーフィルターパネルと、
    前記カラーフィルターパネルに対向して位置し、第２基板、前記第２基板上の一部領域に形成されたブラックマトリックス、前記ブラックマトリックス上に形成された薄膜トランジスタ及び前記薄膜トランジスタの電極と電気的に接続された画素電極で構成されたスイッチパネルと、
    前記カラーフィルターパネルとスイッチパネルとの間に介在された液晶層と、
    を含む表示装置。
19. 第１基板上に照射された外部光の少なくとも一部を反射する反射部材を形成する段階と、
    前記反射部材上にカラーフィルター層を形成する段階と、
    前記カラーフィルター層上に偏光層を形成する段階と、
    を含むカラーフィルターパネルの製造方法。
20. 前記偏光層は、１μｍ以下の厚さで形成することを特徴とする請求項１９記載のカラーフィルターパネルの製造方法。
21. 前記反射部材を形成する段階は、微反射フィルムを形成する段階を含み、
    微反射フィルムの透過軸方向と偏光層の透過軸方向とが一致するように微反射フィルムと偏光層を形成することを特徴とする請求項１９記載のカラーフィルターパネルの製造方法。
22. 前記反射部材を形成する段階は、
    前記第１基板上に金属板を形成する段階と、
    前記第１基板上に形成された金属板のうち、一部領域に存在する金属板を除去する段階と、
    を含むことを特徴とする請求項１９記載のカラーフィルターパネルの製造方法。
    
    

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