JP2004070315A - 反射型液晶表示装置とその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明は反射型液晶表示装置において、データ配線の構造を変更した反射型液晶表示装置に関する。高輝度を要求する反射型液晶表示装置において一般的にブラックマトリックスを利用して明暗比を高めるが、一方このブラックマトリックスは反射される光の領域を減らして輝度を低くめる要因になる。
本発明では明暗比を維持しながらこのようなブラックマトリックスの面積を減らしたりなくすためにデータ配線の形態を改善した。
【選択図】 図5
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は液晶表示装置に係り、特にデータ配線の形態を改善した反射型液晶表示装置とその製造方法に関する。
【0002】
【関連技術】
一般的に液晶表示装置は、光源の利用方法によってバックライトを利用する透過型液晶表示装置と外部の光源を利用する反射型液晶表示装置に分類できる。
透過型液晶表示装置は、バックライトを光源として用いており光源部分で全体電力の2/3以上を消費する反面、反射型液晶表示装置はバックライトが要らないために電力及びバッテリー消耗を減らすことができる。ところが反射型液晶表示装置は外部の光源がないために輝度が充分でなくて明暗比(contrast
ratio)が小さい問題点がある。
【0003】
明暗比を高めるために一般的に反射型液晶表示装置においてはブラックマトリックスを用いるが、このようなブラックマトリックスは光が反射される領域を減らして輝度を低くする。
【0004】
以下、図1を参照して一般的な反射型液晶表示装置の構成を概略的に説明する。
図1に示したように、液晶パネルは第1基板(上部基板)23と第2基板(下部基板)6が所定間隔離隔して合着されていて、前記第1基板23と向い合う第2基板6の一面には相互に直角に交差して画素領域Pを定義するデータ配線17とゲート配線5が構成されて、前記二配線の交差点には薄膜トランジスタTが構成される。
前記画素領域Pには薄膜トランジスタTと接触する反射電極(画素電極)18が構成される。
この時、反射電極18を形成する物質としては導電性と反射率が優れたアルミニウム(Al)とこれを含んだ合金形態の導電性物質を主に用いる。
【0005】
一方、前記第2基板6と向い合う第1基板23の一面には格子状のブラックマトリックス21と、格子内部のオープン部すなわち、前記画素領域Pに対応する領域に赤、緑、青の各副カラーフィルター22a、22b、22cを含むカラーフィルター層22が構成されて、カラーフィルター層22とブラックマトリックス21を含む第1基板23の全面には透明な共通電極24が構成される。
前記第1基板23及び第2基板6の離隔された空間には液晶層20が構成される。
【0006】
前述した構成において、前記ブラックマトリックス21はデータ配線とゲート配線と薄膜トランジスタに対応する領域に構成されるがこの時、前記第1基板と第2基板の合着誤差を勘案してアラインメントマージン(alignment margin)をさらに置いて設計する。
結果的に、前記ブラックマトリックスが占める面積が大きくなる。
【0007】
これについて、図2と図3の断面図を参照して説明する。
図2は、図1の II− IIに沿って切断した関連技術の反射型液晶表示装置の断面図であって、図3は図2のA領域を拡大した断面図である。
【0008】
図示したように、第1基板6には隣接した画素領域P1、P2の離隔された間にデータ配線17が構成されて、前記第1基板6と向い合う第2基板23には前記画素領域P1、P2に対応して赤、緑、青の各副カラーフィルター22a、22b、22cを含むカラーフィルター層22が構成されて、前記データ配線17に対応してブラックマトリックス21が構成される。
この時、前記データ配線17の上部から隣接した反射電極18間の間隔がaであって、前記データ配線17の両側と隣接した反射電極18が各々重なる面積がbならば、前記ブラックマトリックス21の幅はa+2bの幅で構成しなければならない。
この時、aの幅に対応して位置する液晶(図示せず)は、反射電極上部に対応する液晶と違うように均一な電界が十分に印加できないために、ノーマリーホワイトモードにおいて画素領域がブラック状態を示す電圧を印加してもこの部分は光漏れ領域として作用する。したがってこの部分は必ず前記ブラックマトリックス21で遮らなければならない部分であって、前記2bは第1基板6と第2基板23の合着誤差を考慮したアラインメントマージン値である。したがって、先に言及した通り前記ブラックマトリックス21が占める面積が非常に大きい。
したがって、有効反射面積が相当減って、高輝度を要求する反射型液晶ディスプレー装置に適当でない。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
以上説明したように、反射型液晶表示装置においては、外部光源を用いないで反射電極に反射される光を利用するために、高輝度とそれによる明暗比を高めることが重要である。
明暗比を高めるためにブラックマトリックスを用いるが、これはデータ配線が形成された領域の光漏れを遮って明暗比を高めることができるが、データ配線とブラックマトリックスの重畳は有効反射面積を減らして輝度を低くさせる。
【0010】
本発明ではこのようなブラックマトリックスによる有効反射面積の減少を改善しながら明暗比を高めて高品質の反射型液晶表示装置を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
本発明の第1特徴による反射型液晶表示装置は、画素領域を有する基板と;前記基板上部に形成されたゲート配線と;前記ゲート配線と交差するデータ配線と;前記ゲート配線とデータ配線に連結して、ゲート電極とアクティブ層とソース電極とドレイン電極とを含む薄膜トランジスタと;前記ドレイン電極と接触していて前記データ配線を完全に覆い、相互にギャップだけ離隔されて形成される第1反射電極及び第2反射電極を含んでおり、前記データ配線は、第1部分乃至第3部分を有する折れた形状であり、前記ゲート配線に平行した第1部分は第2部分及び第3部分を連結し、前記第2部分及び第3部分は各々前記第1反射電極及び第2反射電極の下部に形成される。
【0012】
前記データ配線の第2部分の面積は、第3部分の面積と同一であって、前記ゲート電極及びソース電極は、各々前記ゲート配線及びデータ配線に連結する。前記第1反射電極及び第2反射電極は、アルミニウム(Al)とアルミニウム合金を含む反射率が優れた導電性金属グループの中から選択された一つで構成され、前記第1反射電極及び第2反射電極は凹凸状を有する。前記第1反射電極及び第2反射電極間のギャップは、前記データ配線の第1部分の長さより小さい。
【0013】
本発明の第2特徴による反射型液晶表示装置の製造方法は、基板上部にゲート配線を形成する段階と;前記ゲート配線と交差して画素領域を定義するデータ配線を形成する段階と;前記ゲート配線とデータ配線に連結して、ゲート電極とアクティブ層とソース電極とドレイン電極とを含む薄膜トランジスタを形成する段階と;前記ドレイン電極と接触していて前記データ配線を完全に覆い、相互にギャップだけ離隔されて形成される第1反射電極及び第2反射電極を形成する段階を含んでおり、前記データ配線は第1部分乃至第3部分を有する折れた形状であり、前記ゲート配線に平行した第1部分は第2部分及び第3部分を連結し、前記第2部分及び第3部分は各々前記第1反射電極及び第2反射電極の下部に形成される。
【0014】
前記第1反射電極及び第2反射電極間のギャップは、前記データ配線の第1部分の長さより小さくて、前記データ配線の第2部分の面積は、第3部分の面積と同一である。前記ゲート電極及びソース電極は、各々前記ゲート配線及びデータ配線に連結し、前記第1反射電極及び第2反射電極は、アルミニウム(Al)とアルミニウム合金を含む反射率が優れた導電性金属グループの中から選択された一つで構成される。前記第1反射電極及び第2反射電極は凹凸状を有する。
【0015】
本発明の第3特徴による反射型液晶表示装置は、画素領域を有する基板と;前記基板上部に形成されたゲート配線と;前記ゲート配線と交差するデータ配線と;前記ゲート配線とデータ配線に連結して、ゲート電極とアクティブ層とソース電極とドレイン電極とを含む薄膜トランジスタと;前記ドレイン電極と電気的に接触していて前記データ配線を完全に覆い、相互に第1ギャップだけ離隔されて形成される第1反射電極及び第2反射電極を含んで、前記データ配線は相互に第2ギャップだけ離隔されて、各々前記第1反射電極及び第2反射電極の下部に形成される。
【0016】
前記第1ギャップは、前記第2ギャップと同一であるか小さく、前記ゲート電極及びソース電極は、各々前記ゲート配線及び第2配線に連結する。前記ゲート配線から画素領域に延びる第1キャパシター電極と、前記ドレイン電極から延びて前記第1キャパシター電極の上部に形成される第2キャパシター電極とをさらに含んでおり、前記第1反射電極及び第2反射電極は、アルミニウム(Al)とアルミニウム合金を含む反射率が優れた導電性金属グループの中から選択された一つで構成される。前記ゲート配線の上部に形成されて第1配線及び第2配線を連結する連結パターンをさらに含んでおり、前記第1配線は前記ゲート配線と第1キャパシター電極の上部に形成される。前記第1キャパシター電極及び第2キャパシター電極はストレージキャパシターを構成しており、前記第1配線及び第2配線は実質的に相互に同一の幅を有する。前記第1配線及び第2配線は前記ゲート配線を完全に覆う。
【0017】
本発明の第4特徴による反射型液晶表示装置の製造方法は、基板上部にゲート配線を形成する段階と;前記ゲート配線と交差して画素領域を定義し、相互に第1ギャップだけ離隔されている第1配線及び第2配線で構成されるデータ配線を形成する段階と;前記ゲート配線とデータ配線に連結して、ゲート電極とアクティブ層とソース電極とドレイン電極とを含む薄膜トランジスタを形成する段階と;前記ドレイン電極と接触して前記データ配線を完全に覆い、相互に第2ギャップだけ離隔される第1反射電極及び第2反射電極を形成する段階を含む。
【0018】
前記ゲート配線から画素領域に延びる第1キャパシター電極と、前記ドレイン電極から延びて前記第1キャパシター電極の上部に形成される第2キャパシター電極とを形成する段階をさらに含んでおり、前記ゲート電極及びソース電極は、各々前記ゲート配線及び第2配線に連結する。前記第1反射電極及び第2反射電極は、アルミニウム(Al)とアルミニウム合金を含む反射率が優れた導電性金属グループの中から選択された一つで構成されており、前記ゲート配線の上部に形成されて第1配線及び第2配線を連結する連結パターンを形成する段階をさらに含む。前記第1配線は前記ゲート配線と第1キャパシター電極の上部に形成されており、前記第1キャパシター電極及び第2キャパシター電極は、ストレージキャパシターを形成する。前記第1ギャップは前記第2ギャップと同一であるか小さく、前記第1配線及び第2配線は実質的に相互に同一の幅を有する。前記第1配線及び第2配線は前記ゲート配線を完全に覆う。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下、添付された図面を参照しながら本発明の望ましい実施例を詳細に説明する。
【0020】
−−第1実施例−−
本実施例ではブラックマトリックスとデータ配線の重畳による有効反射面積が減ることを改善するためにデータ配線の形態を変形してブラックマトリックスを除去したことを特徴とする。
【0021】
図4は、本発明の第1実施例による反射型液晶表示装置の概略的な構成を示した断面図である。
図示したように、第1基板100と第2基板140が所定間隔離隔して構成され、前記第2基板140と向い合う第1基板100の一面にはゲート電極102とアクティブ層110とソース電極114とドレイン電極116を含む薄膜トランジスタTと、前記ソース電極114と接触するデータ配線118と図示しなかったが前記ゲート電極102と連結するゲート配線(図示せず)が構成される。
前記二つの配線は、交差して多数の画素領域P1、P2を定義する。
前記薄膜トランジスタTとデータ配線118が構成された基板100の全面には保護膜126が構成されて、前記保護膜126上部の画素領域P1、P2に前記ドレイン電極116と接触する反射電極124を構成する。
この時、反射電極124は、輝度を高めるために凹凸状に構成することもできる。もちろん保護膜の表面を凹凸状に構成して、これを通じて間接的に凹凸状にする方法が一般的である。
【0022】
前述した構成において、前記データ配線118は、両側に分かれて第1ライン118aと第2ライン118bで構成され、分かれた第1ライン118aと第2ライン118bは各々水平方向に隣接した反射電極124の下部に延長形成する。
前記第1基板100と向い合う第2基板140の一面には前記各画素領域に対応して赤色と緑色と青色のカラーフィルター134a、134b、134cを含むカラーフィルター層134が構成されて、前記カラーフィルター層134の上部には透明な共通電極132が構成される。
【0023】
前述した反射型液晶表示装置の構成において、外部から入射した光は前記反射電極で反射されると同時に、前記第1ライン118aと第2ライン118b間の離隔された空間には透過するために、これまでとは異なり前記隣接した反射電極124の離隔された領域Eにおいて光漏れが観察されない。
したがって、前記平行した方向に隣接した反射電極124の離隔された領域に対応してブラックマトリックス(図示せず)を形成しなくても良い。
結果的に、これまでとは異なりゲート配線に対応する部分にだけブラックマトリックスを形成するので、ブラックマトリックスが占める有効面積を減らすことができるために高輝度と高い明暗比を得ることができる。
【0024】
以下、図5を参照して本発明の第1実施例による反射型液晶表示装置用アレイ基板の平面構成をさらに詳細に説明する。
図示したように、直角に交差して第1画素領域P1及び第2画素領域P2を定義するゲート配線106とデータ配線118が構成される。前記二つの配線106、118が交差する部分に、前記ゲート配線106と連結するゲート電極102と、アクティブ層110とが、さらに前記データ配線118と連結するソース電極114と、これとは所定間隔離隔されたドレイン電極116を含む薄膜トランジスタTとが構成されて、前記第1画素領域P1及び第2画素領域P2には前記ドレイン電極116と接触する第1反射電極及び第2反射電極124を各々構成する。
この時、前記データ配線118は、終端から分かれて出てきた第1ライン118aと第2ライン118bで構成されて、各々は隣接した第1反射電極124a及び第2反射電極124bの下部に延びた形状である。
【0025】
前記第1ライン118aと第2ライン118bの幅の合計はライン(line)抵抗を考慮してこれまでのデータ配線の幅と同じでなければならない。
前述したように、前記平行に離隔された第1反射電極124a及び第2反射電極124bの間の領域Eには光を反射させるデータ配線が存在しないので、この部分に対応して上部基板にブラックマトリックスを形成しなくても良いので、ゲート配線106上部にだけブラックマトリックス130を構成する。
この時、前記第1ライン118aと第2ライン118bは、前記ゲート配線106をすぎる部分において最小限一度は連結して構成し、このような連結部位はゲート配線と重なるように構成する。
【0026】
以下、図6Aないし図6Dを参照して、本発明の第1実施例による反射型液晶表示装置用アレイ基板の製造方法を説明する。
図6Aないし図6Dは、図5のVI−VIに沿って切断して本発明の工程順序によって示した工程断面図である。
まず、図6Aに示したように、基板100上にゲート電極102を含むゲート配線(図5の106)を形成する。
前記ゲート配線を構成する物質は、液晶表示装置の動作に重要な影響を及ぼすRCディレー(delay)を小さくするために、抵抗が小さなアルミニウム(Al)が主流をなしているが、純粋アルミニウムは化学的に耐蝕性が弱くて、後続の高温工程において小丘(hillock)形成による配線欠陥問題を引き起こすので、アルミニウム配線の場合は、アルミニウムとモリブデンとの積層構造(Al/Mo)が適用されることもある。
【0027】
次に、図6Bに示したように、前記ゲート電極102等が形成された基板100の全面に窒化シリコン(SiNx)と酸化シリコン(SiOx)等が含まれた無機絶縁物質グループの中から選択された一つを蒸着してゲート絶縁膜108を形成する。
次に、前記ゲート電極102上部のゲート絶縁膜108上にアイランド形態に積層されたアモルファスシリコン(a−Si:H)からなるアクティブ層110と不純物が含まれたアモルファスシリコン(n+a−Si:H)からなるオーミックコンタクト層112(ohmic contact layer)を形成する。
【0028】
次に、図6Cに示したように、前記オーミックコンタクト層112上部に、クロム(Cr)、モリブデン(Mo)、アンチモン(Sb)、チタン(Ti)を含んだ導電性金属グループの中から選択された一つを蒸着した後パターニングして、ソース電極114とドレイン電極116と、前記ソース電極114に連結して前記ゲート配線(図示せず)とは直角に交差して第1画素領域P1及び第2画素領域P2を定義するデータ配線118を形成する。
この時、前記データ配線118は、基板100の一側端から第1ライン118aと第2ライン118bに分けられて構成され、水平方向に隣接した第1画素領域P1及び第2画素領域P2間に構成されて両画素領域に対して直角方向に延長形成した、前記ゲート配線(図示せず)と交差する部分において最小限一度は連結して構成し、このような連結部位はゲート配線と重なるように構成する。
【0029】
次に、前記ソース電極114及びドレイン電極116とデータ配線118が形成された基板100の全面に、ベンゾシクロブテン(BCB)とアクリル系樹脂を含む有機絶縁物質を塗布して保護膜120を形成する。
続いて、前記保護膜120をエッチングして、前記ドレイン電極116が一部を露出するドレインコンタクトホール122を形成する。
この時、前記画素領域Pに対応する保護膜120の表面を所定の方法で凸部と凹部で構成された凹凸形状に形成する。
【0030】
次に、図6Dに示したように、露出されたドレイン電極116と接触しながら第1画素領域P1及び第2画素領域P2に各々位置する第1反射電極124a及び第2反射電極124bを形成する。
前記反射電極124は、アルミニウム(Al)またはアルミニウム合金のように抵抗が低く反射率が優れた導電性物質を用いる。
この時、反射電極124は、前記保護膜120の凹凸によって間接的に凹凸状になる。したがって、高反射率を具現できる。
前述したような工程を通して本発明の第1実施例による反射型液晶表示装置用アレイ基板を製作できる。
【0031】
以下、第2実施例を通して本発明の変形例を説明する。
−−第2実施例−−
図7A及び図7Bは、本発明の第2実施例による反射型液晶表示装置用アレイ基板の一部を示した平面図である。
図7Aに示したように、直角に交差して第1画素領域P1及び第2画素領域P2を定義するデータ配線217とゲート配線205を構成して、前記二つの配線217、205が交差する部分に前記ゲート配線205と連結するゲート電極208と、アクティブ層212と、前記データ配線217と連結するソース電極214と、これとは所定間隔離隔されたドレイン電極215とを含む薄膜トランジスタTが構成されて、前記第1画素領域P1及び第2画素領域P2には前記ドレイン電極215と接触する隣接した第1反射電極218a及び第2反射電極218bを構成する。
この時、前記データ配線217は、垂直方向に折れ曲がるように構成されるが、屈曲は実質的に直角状である。すなわち、前記データ配線217は第1部分乃至第3部分217a、217b、217cを含む折れた形状である。
【0032】
前記第1部分217aは、ゲート配線205に平行して第2部分217b及び第3部分217cを連結する。
第2部分217b及び第3部分217cは、各々第1反射電極218a及び第2反射電極218b下に形成される。
この時、データ配線217を流れる信号が有する極性(+極または−極)により反射電極218が受ける影響を分散させてこれを最小化するために、第2部分217bは第3部分217cと同一な面積を有するように形成される。
第2部分217bの幅は、第3部分217cの幅と同一であるので第2部分217bの長さd1は第3部分217cの長さd2+d3と同一である。
【0033】
前述した構成において、水平方向に隣接した第1反射電極218a及び第2反射電極218b間の離隔空間Eのうち前記データ配線217の第1部分217aとゲート配線205が構成された領域はブラックマトリックス221a、221b、221cで遮る。
この時、前記反射電極218間の離隔空間を通過するデータ配線217の第1部分217aの面積が小さいので第1部分217a上部のブラックマトリックス221a、221bを形成しない場合もある。
【0034】
前述した構成は、第1実施例よりはより少ないが関連技術に比べて前記ブラックマトリックスが占める有効面積を減らすことができる構成になる。
図7Bは、本発明の第2実施例の変形例による反射型液晶表示装置用アレイ基板の一部を示した平面図である。
図示したように、直角に交差して隣接した第1画素領域P1及び第2画素領域P2を定義するデータ配線220とゲート配線205が構成される。前記二つの配線(220、205)が交差する部分に前記ゲート配線205と連結するゲート電極208と、アクティブ層212と、前記データ配線220と連結するソース電極214と、これとは所定間隔離隔されたドレイン電極216とを含む薄膜トランジスタTが構成されて、前記第1画素領域P1及び第2画素領域P2には前記ドレイン電極216と接触する隣接した第1反射電極218a及び第2反射電極218bを構成する。
この時、前記データ配線220は、垂直方向に折れ曲がるように構成されるが、屈曲は実質的に直角状である。すなわち、前記データ配線220は第1部分乃至第3部分220a、220b、220cを含む折れた形状である。
【0035】
前記第1部分220aは、ゲート配線205に平行して第2部分220b及び第3部分220cを連結する。
第2部分220b及び第3部分220cは、各々第1反射電極218a及び第2反射電極218b下に形成される。
この時、データ配線220を流れる信号が有する極性(+極または−極)により反射電極218が受ける影響を分散させてこれを最小化するために、第2部分220bは第3部分220cと同一の面積を有するように形成される。
第2部分220bの幅は、第3部分220cの幅と同一であるので第2部分220bの長さd4+d5は第3部分220cの長さd6と同一である。
【0036】
前述した構成において、水平方向に隣接した第1反射電極218a及び第2反射電極218b間の離隔空間Eのうち前記データ配線220の第1部分220aとゲート配線205が構成された領域はブラックマトリックス221a、221b、221cで遮る。
この時、前記反射電極218間の離隔空間を通過するデータ配線220の第1部分220aの面積が小さいので第1部分220a上部のブラックマトリックス221a、221bを形成しない場合もある。
したがって、前述した構成は、第1実施例よりはより少ないが関連技術に比べて前記ブラックマトリックスが占める有効面積を減らすことができる構成になる。
【0037】
前述した構成は、前記薄膜トランジスタTのデータ配線220と連結するソース電極214が正常より長くなるが、場合によって用いることができる構成である。
前述した第2実施例と第2実施例の変形例以外にも前記データ配線を折れ曲がるように形成する時、前記データ配線が平行に隣接した画素領域を一度だけ経るように構成することができる。すなわち、ゲート配線は各部分の個数が1個である第1部分乃至第3部分を有するように形成される。
このような構成は、薄膜トランジスタの構成のうちソース電極の形状を各画素ごとに交代で変えることとなるが(すなわち、長かったり短かかったりする)、場合によって使用可能である。
【0038】
以下、図9を参照しながらこのような第3実施例の構造を説明する。
−−第3実施例−−
図8は、本発明の第3実施例による反射型液晶表示装置用アレイ基板の一部を示した平面図である。
図示したように、直角に交差して隣接した第1画素領域P1及び第2画素領域P2を定義するデータ配線317とゲート配線305が構成される。前記二つの配線317、305が交差する部分に前記ゲート配線305と連結するゲート電極308と、アクティブ層312と、前記データ配線317と連結するソース電極314と、これとは所定間隔離隔されたドレイン電極316とを含む薄膜トランジスタTが構成されて、前記第1画素領域P1及び第2画素領域P2には、前記ドレイン電極316と接触する第1反射電極318a及び第2反射電極318bを構成する。
【0039】
この時、前記データ配線317は、垂直方向に折れ曲がるように構成されるが、屈曲は実質的に直角状である。すなわち、前記データ配線317は第1部分乃至第3部分317a、317b、317cを含む折れた形状である。
前記第1部分317aは、ゲート配線305に平行して第2部分317b及び第3部分317cを連結する。
【0040】
第2部分317b及び第3部分317cは、各々第1反射電極318a及び第2反射電極318b下に形成される。
この時、データ配線317を流れる信号が有する極性(+極または−極)により反射電極318が受ける影響を分散させてこれを最小化するために、第2部分317bは第3部分317cと同一な面積を有するように形成される。
第2部分317bの幅は、第3部分317cの幅と同一であるので第2部分317bの長さd1は第3部分317cの長さd2と同一である。
【0041】
前述した構成において、水平方向に隣接した第1反射電極318a及び第2反射電極318b間の離隔空間Eのうち前記データ配線317の第1部分317aとゲート配線305が構成された領域はブラックマトリックス321a、321b、321cで遮る。
この時、前記第1反射電極318a及び第2反射電極318b間の離隔空間を通過するデータ配線317の第1部分317aの面積が小さいので第1部分317a上部のブラックマトリックス321a、321bを形成しない場合もある。
【0042】
したがって、前述した構成は、第1実施例よりはより少ないが関連技術に比べて前記ブラックマトリックスが占める有効面積を減らすことができる。
前述した第3実施例において前記データ配線を折れ曲がるように形成する時、前記データ配線は平行に隣接した画素領域を一度だけ経るように構成される。すなわち、ゲート配線は各部分の個数が1個である第1部分乃至第3部分を有するように形成される。
【0043】
以下、第4実施例を参照して、前記第1実施例のデータ配線の構成を導入した新しい形態の反射型液晶表示装置を説明する。
−−第4実施例−−
図9は、本発明の第4実施例による反射型液晶表示装置用アレイ基板の一部を示した平面図である。
図示したように、基板400の一方向に相互に平行に所定間隔離隔された多数のゲート配線406を構成して、これとは直角に交差して第1画素領域乃至第4画素領域P1、P2、P3、P4..を定義する多数のデータ配線420を形成する。
【0044】
前記ゲート配線406は、一方向に平行した第1画素領域P1と第2画素領域P2間に対応する第1領域E1、及び第3画素領域P3と第4画素領域P4間に対応する第2領域E2はその幅を顕著に小さく構成する。
前記データ配線420は、基板400の一端から第1ライン420aと第2ライン420bに分かれて構成され、相互に平行に隣接した第1画素領域P1及び第3画素領域P3と、第2画素領域P2及び第4画素領域P4とを各々通過して直角方向に延びた形状である。
この時、第1ライン420aと第2ライン420bは、ゲート配線(水平に平行した画素領域間に対応して顕著に小さい幅を有する一部ゲート配線)406と交差する部分Kで相互に連結して構成し、連結部位421は前記ゲート配線406の上部でゲート配線406と重なるように構成する。
【0045】
ゲート配線406は、交差部Kにおいて最小幅を有するように形成することができる。
前記ゲート配線406を中心に垂直に隣接した画素領域P1とP3、P2とP4のうち前記ゲート配線406から上部の第1画素領域P1及び第2画素領域P2に突出した第1突出部402と下部の第3画素領域P3及び第4画素領域P4に突出して延びた第2突出部408を構成して、前記第1突出部402はゲート電極として使われ、前記第2突出部408は下部の第3画素領域P3、第4画素領域P4に構成される補助容量部CSTのストレージ第1電極408として用いる。
【0046】
前述した構成において、前記データ配線420の第1ライン420aは、前記ゲート配線406と第2突出部408間の連結部Jの上部を通過するように構成する。
前記ゲート電極402と、アクティブ層412と、前記データ配線420と連結したソース電極416と、これとは所定間隔離隔されたドレイン電極418とを含む薄膜トランジスタTを前記ゲート配線406とデータ配線(データ配線の第2ライン)420の交差点に構成する。
この時、前記ドレイン電極418から画素領域P1、P2、P3、P4を経て前記ストレージ第1電極408の上部に延びた延長部424を構成し、これは補助容量部CSTのストレージ第2電極として使われる。
【0047】
すなわち、前記第1ストレージ電極408とストレージ第2電極424とこれらの間に介在した絶縁膜(誘電層:図示せず)が補助容量部CSTを構成する。便宜上、前記ドレイン電極418とストレージ第2電極424を連結する部分を連結配線422と称する。
【0048】
前記薄膜トランジスタTと、ゲート配線406とデータ配線420と補助容量部CSTが構成された各画素領域P1、P2、P3、P4ごとに反射電極430を構成するが、これは補助容量部CSTのストレージ第2電極424と接触してドレイン電極418から映像信号のを入力を受ける。
この時、任意の画素領域に構成される反射電極430は、その画素領域を通過するデータ配線420だけでなく、その画素領域に属するゲート電極402と連結するゲート配線406をすべて覆うように構成する。
【0049】
前述した構成において、前記データ配線420が各画素領域ごとに離隔された反射電極430の下部に位置するので、これまでとは異なりデータ配線により反射される光を遮るためのブラックマトリックスを形成しなくても良い。
また、垂直に隣接した画素領域P1とP3、P2とP4に位置した反射電極430間の領域は、前記ゲート配線と第2突出部間の連結部Jが露出されて、前記水平に隣接した画素領域P1とP2、P3とP4に配置した反射電極430間を通過するゲート配線406の一部(すなわち、データ配線の第1ラインと第2ラインの連結部が重なった部分)が露出されるが、これはその面積が小さいのであえてブラックマトリックスを形成しなくても良い。
【0050】
もしも、データ配線の第1ライン420aを前記ゲート配線406とストレージ第1電極408間の延長部Jに重ねて構成しなかったり、前記第1ライン420aと第2ライン420bをゲート配線406の上部で連結しなかったならば、金属配線により光が反射される面積が大きくなるのでブラックマトリックスを形成しなければならない。
したがって、本願発明による構成は、あえて上部基板にブラックマトリックスを形成する必要がないために高い輝度と開口率を得ることができる。
ところが、ゲート配線406とストレージ第1電極408間の連結部位Jと前記データ配線420の第1ライン420aの重なる面積によりストレージ部CSTが影響を受けてストレージ値が変化する。
しかし、このような構造を小面積反射型液晶表示装置で用いる場合はストレージ容量CST値の変化幅を減らすことができる長所がある。
【0051】
以下、図10A乃至図10Eと図11A乃至図11Dを参照して、本発明の第4実施例による液晶表示装置用アレイ基板の製造工程を説明する。
図10A乃至図10Eと図11A乃至図11Dは本発明の工程順序によって示した工程断面図である。
まず、図10Aと図11Aに示したように、基板400上にゲート電極402を含むゲート配線406を形成する。
同時に、前記ゲート配線406から所定面積だけ延びたストレージ第1電極408を形成する。
この時、前記ゲート電極402は、ゲート配線406を中心に上部に突出された部分であって、前記ストレージ第1電極408は下部に突出して延びた部分である。
【0052】
前記ゲート物質は、液晶表示装置の動作に重要な影響を及ぼすRCディレーを小さくするために、抵抗が小さなアルミニウム(Al)が主流をなしているが、純粋アルミニウムは化学的に耐蝕性が弱くて、後続の高温工程において小丘形成による配線欠陥問題を引き起こすので、アルミニウム配線の場合はアルミニウムとモリブデンとの積層構造(Al/Mo)が適用される。
次に、図10Bと図11Bに示したように、前記ゲート配線406等が形成された基板400の全面に窒化シリコン(SiNx)と酸化シリコン(SiOx)等が含まれた無機絶縁物質グループの中から選択された一つを蒸着してゲート絶縁膜410を形成する。
【0053】
次に、前記ゲート電極402上部のゲート絶縁膜410上にアイランド形態に積層されたアモルファスシリコン(a−Si:H)からなるアクティブ層412と不純物が含まれたアモルファスシリコン(n+a−Si:H)からなるオーミックコンタクト層414を形成する。
次に、図10Cに示したように、前記オーミックコンタクト層414上部にクロム(Cr)、モリブデン(Mo)、アンチモン(Sb)、チタン(Ti)を含んだ導電性金属グループの中から選択された一つを蒸着した後パターニングして、ソース電極416とドレイン電極418と、前記ソース電極416に連結して前記ゲート配線406とは垂直に交差して第3画素領域P3及び第4画素領域P4を定義するデータ配線420を形成する。
【0054】
同時に、前記ドレイン電極418から第4画素領域P4へ延長された連結配線422と、連結配線422から前記ストレージ第1電極408の上部に延長形成されたストレージ第2電極424を形成する。この時、前記ストレージ第1電極408とストレージ第2電極424との二電極間に構成された絶縁膜410は補助容量であるストレージキャパシターCSTを構成する。
この時、前記データ配線420は、基板400の一側端から第1ライン420aと第2ライン420bに分けられて構成され、水平方向に隣接した反射電極の下部に各々垂直に延長形成され、ゲート配線406と交差する部分Kでは第1ライン420aと第2ライン420bを相互に連結して構成する。
【0055】
第1ライン420aと第2ライン420bの連結部は、前記ゲート配線(図示せず)と重なるように構成するが、ゲート配線(図示せず)と交差する部分ごとにこの二つの配線をすべて連結する必要はない。
前記第1ライン420aは、延びながら前記ゲート配線406とストレージ第1電極408間の連結部Jと重なるように構成する。このようにすれば、前記連結部位Jの面積がそんなに大きくないためにブラックマトリックスを形成しなくても良い。
【0056】
次に、図10D、図11Cに示したように、前記ソース電極416及びドレイン電極418と、データ配線420とストレージ第2電極424とが構成された基板400の全面に、ベンゾシクロブテン(BCB)とアクリル系樹脂を含む有機絶縁物質を塗布して保護膜426を形成する。
続いて、前記保護膜426をエッチングして前記ストレージ第2電極424の一部を露出するコンタクトホール428を形成する。
【0057】
次に、前記図10Eと図11Dに示したように、前記コンタクトホール428を通してストレージ第2電極424と接触しながら画素領域P4に位置する反射電極430を形成する。
前記反射電極430は、アルミニウム(Al)またはアルミニウム合金のように抵抗が低く反射率が優れた導電性物質を用いる。
この時、液晶表示装置用アレイ基板を反射型で構成する場合には、信号が印加できない反射板を画素領域に形成して、反射板の上部または下部に前記ストレージ第2電極と接触する透明電極を形成しうる。
【0058】
前述した工程を通して本発明の第4実施例による反射型液晶表示装置用アレイ基板を製作できる。
前述した構成において、前記反射電極の離隔された領域に対応してブラックマトリックスを形成しなくても良いので、ブラックマトリックスが占める有効面積を減らすことができて高輝度に改善できる長所がある。
また、前記隣接した反射電極430間には外部光がそのまま通過するために、隣接した画素間の光の混じり現象を最小化できて高コントラストを具現できる。
【0059】
【発明の効果】
したがって、本発明による反射型液晶表示装置用アレイ基板は、反射電極の下部にデータ配線を構成するために、データ配線により外部光が散乱されることによる光漏れ現象が発生しない。この時、前記反射電極間の離隔空間には光がそのまま通過する。
したがってこれを遮るためのブラックマトリックスを別途に形成しなくても良いので、ブラックマトリックスを設計する時に必要だったアラインメントマージンだけの面積を開口部として用いることができるので高輝度と高コントラストを具現する効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】一般的な反射型液晶表示装置用アレイ基板の一部を示した拡大平面図である。
【図2】図1の II− IIに沿って切断した関連技術の反射型液晶表示装置の断面図である。
【図3】図2のA領域を拡大した拡大断面図である。
【図4】本発明の第1実施例による反射型液晶表示装置用アレイ基板の一部を概略的に示した断面図である。
【図5】本発明の第1実施例による反射型液晶表示装置用アレイ基板の一部を示した拡大平面図である。
【図6A】図5のVI−VIに沿って切断して、本発明の工程順序によって示した工程断面図である。
【図6B】図5のVI−VIに沿って切断して、本発明の工程順序によって示した工程断面図である。
【図6C】図5のVI−VIに沿って切断して、本発明の工程順序によって示した工程断面図である。
【図6D】図5のVI−VIに沿って切断して、本発明の工程順序によって示した工程断面図である。
【図7A】本発明の第2実施例による反射型液晶表示装置用アレイ基板の一部を拡大した拡大平面図である。
【図7B】本発明の第2実施例による反射型液晶表示装置用アレイ基板の一部を拡大した拡大平面図である。
【図8】本発明の第3実施例による反射型液晶表示装置用アレイ基板の一部を拡大した拡大平面図である。
【図9】本発明の第4実施例による反射型液晶表示装置用アレイ基板の一部を拡大した拡大平面図である。
【図10A】図9のX−Xに沿って切断して本発明の工程順序によって示した工程断面図である。
【図10B】図9のX−Xに沿って切断して本発明の工程順序によって示した工程断面図である。
【図10C】図9のX−Xに沿って切断して本発明の工程順序によって示した工程断面図である。
【図10D】図9のX−Xに沿って切断して本発明の工程順序によって示した工程断面図である。
【図10E】図9のX−Xに沿って切断して本発明の工程順序によって示した工程断面図である。
【図11A】図9のXI−XIに沿って切断して本発明の工程順序によって示した工程断面図である。
【図11B】図9のXI−XIに沿って切断して本発明の工程順序によって示した工程断面図である。
【図11C】図9のXI−XIに沿って切断して本発明の工程順序によって示した工程断面図である。
【図11D】図9のXI−XIに沿って切断して本発明の工程順序によって示した工程断面図である。
【符号の説明】
102:ゲート電極
106:ゲート配線
110:アクティブ層
114:ソース電極
116:ドレイン電極
118:データ配線
124:反射電極
Claims (32)
- 画素領域を有する基板と;
前記基板上部に形成されたゲート配線と;
前記ゲート配線と交差するデータ配線と;
前記ゲート配線とデータ配線に連結して、ゲート電極とアクティブ層とソース電極とドレイン電極とを含む薄膜トランジスタと;
前記ドレイン電極と接触していて前記データ配線を完全に覆い、相互にギャップだけ離隔されて形成される第1反射電極及び第2反射電極を含む反射型液晶表示装置において、
前記データ配線は、第1部分乃至第3部分を有する折れた形状であり、前記ゲート配線に平行した第1部分は第2部分及び第3部分を連結し、前記第2部分及び第3部分は各々前記第1反射電極及び第2反射電極の下部に形成されることを特徴とする反射型液晶表示装置。 - 前記データ配線の第2部分の面積は、第3部分の面積と同一であることを特徴とする請求項1に記載の反射型液晶表示装置。
- 前記ゲート電極及びソース電極は、各々前記ゲート配線及びデータ配線に連結することを特徴とする請求項1に記載の反射型液晶表示装置。
- 前記第1反射電極及び第2反射電極は、アルミニウム(Al)とアルミニウム合金を含む反射率が優れた導電性金属グループの中から選択された一つで構成されたことを特徴とする請求項1に記載の反射型液晶表示装置。
- 前記第1反射電極及び第2反射電極は、凹凸状であることを特徴とする請求項1に記載の反射型液晶表示装置。
- 前記第1反射電極及び第2反射電極間のギャップは、前記データ配線の第1部分の長さより小さいことを特徴とする請求項1に記載の反射型液晶表示装置。
- 基板上部にゲート配線を形成する段階と;
前記ゲート配線と交差して画素領域を定義するデータ配線を形成する段階と;
前記ゲート配線とデータ配線に連結して、ゲート電極とアクティブ層とソース電極とドレイン電極とを含む薄膜トランジスタを形成する段階と;
前記ドレイン電極と接触していて前記データ配線を完全に覆い、相互にギャップだけ離隔されて形成される第1反射電極及び第2反射電極を形成する段階を含む反射型液晶表示装置の製造方法において、
前記データ配線は、第1部分乃至第3部分を有する折れた形状であり、前記ゲート配線に平行した第1部分は第2部分及び第3部分を連結し、前記第2部分及び第3部分は各々前記第1反射電極及び第2反射電極の下部に形成されることを特徴とする反射型液晶表示装置の製造方法。 - 前記第1反射電極及び第2反射電極間のギャップは、前記データ配線の第1部分の長さより小さいことを特徴とする請求項7に記載の反射型液晶表示装置の製造方法。
- 前記データ配線の第2部分の面積は、第3部分の面積と同一であることを特徴とする請求項7に記載の反射型液晶表示装置の製造方法。
- 前記ゲート電極及びソース電極は、各々前記ゲート配線及びデータ配線に連結することを特徴とする請求項7に記載の反射型液晶表示装置の製造方法。
- 前記第1反射電極及び第2反射電極は、アルミニウム(Al)とアルミニウム合金を含む反射率が優れた導電性金属グループの中から選択された一つで構成されたことを特徴とする請求項7に記載の反射型液晶表示装置の製造方法。
- 前記第1反射電極及び第2反射電極は、凹凸状であることを特徴とする請求項7に記載の反射型液晶表示装置の製造法。
- 画素領域を有する基板と;
前記基板上部に形成されたゲート配線と;
前記ゲート配線と交差するデータ配線と;
前記ゲート配線とデータ配線に連結して、ゲート電極とアクティブ層とソース電極とドレイン電極とを含む薄膜トランジスタと;
前記ドレイン電極と電気的に接触していて前記データ配線を完全に覆い、相互に第1ギャップだけ離隔されて形成される第1反射電極及び第2反射電極を含む反射型液晶表示装置において、
前記データ配線は、相互に第2ギャップだけ離隔されて、各々前記第1反射電極及び第2反射電極の下部に形成される第1配線及び第2配線を有することを特徴とする反射型液晶表示装置。 - 前記第1ギャップは、前記第2ギャップと同一であるか小さいことを特徴とする請求項13に記載の反射型液晶表示装置。
- 前記ゲート電極及びソース電極は、各々前記ゲート配線及び第2配線に連結することを特徴とする請求項13に記載の反射型液晶表示装置。
- 前記ゲート配線から画素領域に延びる第1キャパシター電極と、前記ドレイン電極から延びて前記第1キャパシター電極の上部に形成される第2キャパシター電極とをさらに含むことを特徴とする請求項15に記載の反射型液晶表示装置。
- 前記第1反射電極及び第2反射電極は、アルミニウム(Al)とアルミニウム合金を含む反射率が優れた導電性金属グループの中から選択された一つで構成されたことを特徴とする請求項13に記載の反射型液晶表示装置。
- 前記ゲート配線の上部に形成されて第1配線及び第2配線を連結する連結パターンをさらに含むことを特徴とする請求項13に記載の反射型液晶表示装置。
- 前記第1配線は、前記ゲート配線と第1キャパシター電極の上部に形成されたことを特徴とする請求項13に記載の反射型液晶表示装置。
- 前記第1キャパシター電極及び第2キャパシター電極は、ストレージキャパシターを構成することを特徴とする請求項13に記載の反射型液晶表示装置。
- 前記第1配線及び第2配線は、実質的に相互に同一の幅を有することを特徴とする請求項13に記載の反射型液晶表示装置。
- 前記第1配線及び第2配線は、前記ゲート配線を完全に覆うことを特徴とする請求項13に記載の反射型液晶表示装置。
- 基板上部にゲート配線を形成する段階と;
前記ゲート配線と交差して画素領域を定義し、相互に第1ギャップだけ離隔されている第1配線及び第2配線で構成されるデータ配線を形成する段階と;
前記ゲート配線とデータ配線に連結して、ゲート電極とアクティブ層とソース電極とドレイン電極とを含む薄膜トランジスタを形成する段階と;
前記ドレイン電極と接触して前記データ配線を完全に覆い、相互に第2ギャップだけ離隔される第1反射電極及び第2反射電極を形成する段階とを含むことを特徴とする反射型液晶表示装置の製造方法。 - 前記ゲート配線から画素領域に延びる第1キャパシター電極と、前記ドレイン電極から延びて前記第1キャパシター電極の上部に形成される第2キャパシター電極とを形成する段階をさらに含むことを特徴とする請求項23に記載の反射型液晶表示装置の製造方法。
- 前記ゲート電極及びソース電極は、各々前記ゲート配線及び第2配線に連結することを特徴とする請求項23に記載の反射型液晶表示装置の製造方法。
- 前記第1反射電極及び第2反射電極は、アルミニウム(Al)とアルミニウム合金を含む反射率が優れた導電性金属グループの中から選択された一つで構成されたことを特徴とする請求項23に記載の反射型液晶表示装置の製造方法。
- 前記ゲート配線の上部に形成されて第1配線及び第2配線を連結する連結パターンを形成する段階をさらに含むことを特徴とする請求項23に記載の反射型液晶表示装置の製造方法。
- 前記第1配線は、前記ゲート配線と第1キャパシター電極の上部に形成されることを特徴とする請求項23に記載の反射型液晶表示装置の製造方法。
- 前記第1キャパシター電極及び第2キャパシター電極は、ストレージキャパシターを構成することを特徴とする請求項24に記載の反射型液晶表示装置の製造方法。
- 前記第1ギャップは、前記第2ギャップと同一であるか小さいことを特徴とする請求項23に記載の反射型液晶表示装置の製造方法。
- 前記第1配線及び第2配線は、実質的に相互に同一の幅を有することを特徴とする請求項23に記載の反射型液晶表示装置の製造方法。
- 前記第1配線及び第2配線は、前記ゲート配線を完全に覆うことを特徴とする請求項23に記載の反射型液晶表示装置の製造方法。
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