JP2004295082A - 反射透過複合型薄膜トランジスター液晶表示装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】望ましい凹凸角度を有する「凹凸部」を形成してマイクロレンズとしての光特性を向上し、しかもコンタクトホールに有機絶縁膜が残留しない、反射透過複合型薄膜トランジスター液晶表示装置の、経済的な製造方法を提供する。
【解決手段】絶縁基板１００上にゲート電極１１０を形成し、その上にゲート絶縁膜１２０を形成する段階と、ゲート絶縁膜１２０の上にアクティブ層１３０とオーミックコンタクト層１４０を形成し、その上にオーミックコンタクト層１４０と重なるようにソース、ドレイン電極１５０，１５２を形成する段階と、その上に保護膜１６０を形成した後に、保護膜１６０上にレジン層１８０を形成する段階と、レジン層１８０を、一枚のマスクを使い同一露光量で一度露光する露光工程で処理することにより、レジン層１８０の一領域にコンタクトホールを、別の一領域に所定の凹凸角度を有する凹凸部を各々形成する段階と、その全体の上に反射電極１８８を形成する段階とを含む。
【選択図】図５

Description

本発明は反射透過複合型（ｔｒａｎｓｆｌｅｃｔｉｖｅ）薄膜トランジスター液晶表示装置の製造方法に係り、より詳細には、一枚のマスクを用いる一度の露光工程により、コンタクトホールと、マイクロレンズの働きをする凹凸部とを同時に形成できる反射透過複合型薄膜トランジスター液晶表示装置の製造方法に関するものである。

一般に液晶表示装置は色々な方式によって区分されるが、特に光源の位置によって反射型液晶表示装置と透過型液晶表示装置に区分される。

反射型液晶表示装置は、自らの光源を持たず外部入射光を光源として利用して画像を表示し、このために反射率の高い金属を反射板または画素電極として使用する。

他方、透過型液晶表示装置は、パネル後面に設けたバックライト部を光源として画像を表示し、バックライト部の透過率を高めるために、透過度が高いＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）またはＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）等の透明酸化物を画素電極として使用する。

また、反射型と透過型を同時に具現した反射透過複合型液晶表示装置もあるが、前記透過型液晶表示装置に比べて、反射型または反射透過複合型液晶表示装置は、低電力駆動が可能でバックライト部が不要（ただし、反射透過複合型の場合は必要）であって、薄型軽量であるだけでなく屋外での画像表示が卓越しているので携帯用機器に適しているという長所がある。

しかし、前記反射型または反射透過複合型液晶表示装置は、液晶パネル市場から需要があるにも拘わらず実質的に実用化できていない。これはその「明るさ」とコントラスト、応答速度の点で市場要求を満足させられないためである。

一般に反射透過複合型液晶表示装置の場合、ＴＦＴ側基板の電極形成過程において、通常ＩＴＯまたはＩＺＯ等の透明酸化物からなる透過型画素電極は、その延長部が、その下に位置するドレイン電極の延長部と連結されるように形成される。次に、こうしてできた構造の上にＳｉＮｘ等の保護膜を積層し、次に前記保護膜にコンタクトホールを形成する。

続いて、前記コンタクトホールを含む上述の構造の上に金属層を積層してパターニングすると反射型画素電極が形成されて前記コンタクトホールを通じて前記ドレイン電極と連結される。

その際、前記保護膜の上面の一部には、反射光を集光するマイクロレンズの役割を果たす複数の凹凸からなる凹凸部が形成されるが、このような「凹凸部」を円滑に製造するために前記保護膜は有機絶縁膜で形成する。

このような凹凸からなるマイクロレンズ、すなわち「凹凸部」の形成は、反射型または反射透過複合型液晶表示装置において最も問題となる「明るさ」を向上させる核心技術である。

異なる製造条件を要する２種類の構造、すなわち、コンタクトホールと「凹凸部」を製造するために一枚のマスクと一度の露光工程を利用するが、従来は、コンタクトホール形成に焦点を合せている。

このようにコンタクトホール形成に焦点を合せて露光する理由は、「凹凸部」は、概略的でも形成されておればマイクロレンズとして必要な、ある程度の光学的特性が得られるが、コンタクトホールの場合は、正確に一定以上（Ｅｏｐ）の露光量を与えないとパターニング後に有機絶縁膜（すなわち、レジン膜）がコンタクトホール内に残留して、データ線から画素電極への電気信号の伝達を妨害し液晶が正常に駆動されず誤動作に至る要因となるからである。

前記マイクロレンズの働きをする「凹凸部」を形成するための最適の露光量はコンタクトホール形成のための露光量の３０〜４０％程度であり、その以上の露光量で露光すると「凹凸部」の各凹凸形の側壁が絶縁基板となす角度（以下、凹凸角度という）は過大になってしまう。

このように、従来のようにコンタクトホール形成に焦点を合せて露光する場合、凹凸角度が望ましい最適値を有する「凹凸部」を形成することが難しく、マイクロレンズとしての光特性の向上が制限されてしまうという問題点がある。
特開２００２−２５８３２５号公報

従って、本発明は前記従来技術の諸般の問題点を解決するために創出されたものであり、一枚のマスクと一度の露光工程を進行することによって、液晶表示装置の製造費用を節減しながら、「凹凸部」（マイクロレンズとしての働きをする複数個の凹凸）の形成に焦点を合せて、望ましい凹凸角度を有する「凹凸部」を形成し、マイクロレンズとしての光特性を向上することができ、しかもコンタクトホールに有機絶縁膜が残留しない、反射透過複合型薄膜トランジスター液晶表示装置の製造方法を提供することにその目的がある。

前記目的を達成するための本発明による反射透過複合型薄膜トランジスター液晶表示装置の製造方法は、絶縁基板上にゲート電極を形成した後に、前記ゲート電極を含む絶縁基板上にゲート絶縁膜を形成する段階と、前記ゲート絶縁膜の上にアクティブ層とオーミックコンタクト層を形成した後に、前記アクティブ層とオーミックコンタクト層を含む絶縁基板上に前記オーミックコンタクト層と重なるようにソース、ドレイン電極を形成する段階と、前記ソース、ドレイン電極を含む絶縁基板上に保護膜を形成した後に、前記保護膜上にレジン層を形成する段階と、前記レジン層を、一枚のマスクを使い同一露光量で一度露光する露光工程で処理することにより、前記レジン層の一領域にコンタクトホールを、別の一領域に所定の凹凸角度を有する凹凸部を各々形成する段階と、及び前記コンタクトホールと凹凸部を含む結果物の全体上部に反射板を形成する段階と、を含んで構成されることを特徴とする。

好ましくは、前記露光工程の段階において、後面露光を進行して前記コンタクトホール内に残留するレジン層を除去する処理をさらに含むことを特徴とする。

好ましくは、前記レジン層を形成する段階の前に、前記保護膜を形成した後に、前記保護膜の一部を除去して前記ドレイン電極の一部と前記絶縁基板の一部を露出する段階と、前記露出したドレイン電極の一部と絶縁基板の一部の上に透明電極を形成する段階とを、さらに含むことを特徴とする。

好ましくは、前記レジン層は１ないし４μｍの厚さまたは２．５ないし３μｍの厚さで形成することを特徴とする。

好ましくは、前記凹凸角度はピーク値が４ないし８゜のガウシャン分布を有することを特徴とする。

好ましくは、前記後面露光は３５０ないし３５００ｍＪ／ｃｍ^２の露光量で進行することを特徴とする。

好ましくは、前記コンタクトホールを形成する領域における前記レジン層の厚さが、前記凹凸部を形成する領域における前記レジン層の厚さより実質的に薄いことを特徴とする。

好ましくは、前記コンタクトホールは、少なくとも前記ドレイン電極の延長部と前記ゲート絶縁膜とダミーゲート電極とからなる３重層構造の上に形成され、一方、前記凹凸部は、単一の絶縁層又は単一の金属層の上に形成されることを特徴とする。

好ましくは、前記レジン層の厚さの差は０．３〜１．０μｍであることを特徴とする。

好ましくは、前記露光工程において、前記コンタクトホール内のレジンが除去されてその下部層が露出し、前記凹凸部のレジンには所定の凹凸角度を有する凹凸部が形成されることを特徴とする。

好ましくは、前記凹凸部の下の保護膜を除去して概略４０００Å以上の段差をさらに形成することを特徴とする。

好ましくは、前記有機絶縁膜内に形成したコンタクトホールは中心コンタクトホールと寄生コンタクトホールからなることを特徴とする。

好ましくは、前記コンタクトホールを通じて前記反射板と前記ドレイン電極が３ないし５μｍの幅で連結されていることを特徴とする。

好ましくは、前記コンタクトホールを通じて前記反射板と前記透明電極が３ないし５μｍの幅で連結されていることを特徴とする。

好ましくは、前記コンタクトホールは画素の透過領域の上部に形成されることを特徴とする。

好ましくは、前記凹凸部を構成する凹凸は多角形、円形、扇形または線形であることを特徴とする。

好ましくは、前記扇形の凹凸の、半径長さ、中心角大きさ、中心間の間隔または画素上の配列位置によって前期凹凸部の光特性を調整することを特徴とする。

好ましくは、前記扇形の凹凸は一つの画素に多数個を配置するか、または多数個の画素に一個を配置することを特徴とする。

好ましくは、前記扇形の凹凸の前記半径長さは３ないし６μｍであり、前記中心角の大きさは４５ないし１８０゜であることを特徴とする。

好ましくは、前記中心角の大きさは６０゜であることを特徴とする。

好ましくは、前記一個の画素に多数個の扇形凹凸を配置する場合、前記中心間の間隔が０ないし３μｍであるグループと８ないし１２μｍであるグループに分けて画素上に具現することを特徴とする。

好ましくは、前記線形凹凸はその線幅が３ないし５μｍであることを特徴とする。

本発明によると、ＯＭＯＥ（Ｏｎｅ Ｍａｓｋ ＆ Ｏｎｅ Ｅｘｐｏｓｕｒｅ）工程により、液晶表示装置の製造費用を削減しながら、望ましい最適の凹凸角度を有する「凹凸部」（すなわち、凹凸からなるマイクロレンズ）を形成し、マイクロレンズとしての光特性を向上させることができ、同時にコンタクトホールには有機絶縁膜が残留しなくできる、という効果がある。

また、「凹凸部」の各凹凸の形状として扇形を採用すると、一つの支柱（すなわち、一つの凸部分）が曲線及び直線形状をすべて有しているので、個々の支柱の側壁が多様な凹凸角度を有することになるという効果があり、支柱の幅を比較的広く取ることができ、反射透過複合型の製作時に反射部と透過部の区別が容易であるという効果がある。

また、線形の凹凸形状は支柱の幅を容易に設計できるので、より容易にコンタクトホールを形成できるという効果がある。

以上のような本発明の目的と、その他の特徴及び長所などは次に参照する本発明の好適な実施例に対する以下の説明から明確になるであろう。

以下、添付された図面に基づいて本発明の望ましい実施例をより詳細に説明する。
本発明による液晶表示装置の製造方法の内、有機絶縁膜（レジン）の形成に係る工程以外の工程に関しては、従来技術によるのと同一であるから、詳細な説明は省略する。

図１ないし図５は本発明による第１実施例に係る反射透過複合型薄膜トランジスター液晶表示装置の製造方法を図示した工程別の断面図である。

図１に示すように、本発明の反射透過複合型薄膜トランジスター液晶表示装置の製造方法としては、最初に、ガラス基板１００上にゲート電極１１０、ゲート絶縁膜１２０、アクティブ層１３０、オーミックコンタクト層１４０とソース、ドレイン電極、１５０、１５２からなる薄膜トランジスターを形成した後、前記ソース電極１５０から延長されて末端にデータパッド（図示せず）を有するデータライン１５３を形成する。

その次に、前記ソース、ドレイン電極、１５０、１５２の上部に保護膜１６０を全面的に形成した後に、前記保護膜１６０をパターニングして前記ドレイン電極１５２の延長部と前記ゲート絶縁膜１２０の上面を一部露出させる。

続いて、前記一部露出されたドレイン電極１５２の延長部とゲート絶縁膜１２０の上面にＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）等の透明電極１７０を形成してパターニングする。ここで、前記透明電極１７０の形成は反射透過複合型液晶表示装置の場合のみに必要である。

その次に、図２に示すように、前記パターニングされた透明電極１７０を含む結果物全体を覆うように、凹凸形成が容易な有機絶縁膜１８０を形成する。その後、ＯＭＯＥ（Ｏｎｅ Ｍａｓｋ ＆ Ｏｎｅ Ｅｘｐｏｓｕｒｅ）工程を進行して、一つのマスク（Ｏｎｅ Ｍａｓｋ）でパターニングし、一度露光（Ｏｎｅ Ｅｘｐｏｓｕｒｅ）する。
この結果、図３に示すように、コンタクトホール１８２ａと「凹凸部」１８４が形成される。
ここで、「凹凸部」１８４の個々の凹凸１８４ａと前記ガラス基板１００がなす角度、すなわち凹凸角度の調節は、マスクパターンの形状と、工程条件のうちでは印加される露光量と最も大きい関係があるので、露光量を調節して望みの凹凸角度を得る。
この露光量は、有機絶縁膜１８０全体に均一に印加され、コンタクトホール形成のための露光量（Ｅｏｐ）より少ないので、凹凸部の形成領域に対しては、望みの凹凸角度の凹凸部１８４を形成できるのに対して、コンタクトホール１８２ａには、前記有機絶縁膜１８０の一部が残留する。すなわち、透明電極１７０が露出せず、コンタクトホールとして完成しない。

例えば、厚さ２．５μｍの有機絶縁膜１８０を露光してコンタクトホールを完成するためには３２０ｍＪ／ｃｍ^２（８０００ｍｓｅｃ）の露光量が必要であり、本発明に従い、前記「凹凸部」１８４に望みの凹凸角度の凹凸を形成するのに適した露光量である８０〜１２０ｍＪ／ｃｍ^２（２０００〜３０００ｍｓｅｃ）で露光すると、これは前記コンタクトホールの完成に必要な露光量の３０〜４０％であり、前記コンタクトホール１８２ａ内には前記有機絶縁膜が残留する。
例えば、典型値１００ｍＪ／ｃｍ^２（２５００ｍｓｅｃ）の露光量で露光した場合に残留する有機絶縁膜の厚さは、現像液の種類と現象時間によって異なるが、厚さ２．５μｍの有機絶縁膜１８０の場合、概略１μｍの厚さの有機絶縁膜が前記コンタクトホール１８２ａ内に残留する。

一方、「凹凸部」１８４の方は、この最適露光量での露光により、前記「凹凸部」１８４の凹凸と前記ガラス基板１００がなす角度がピーク値４〜８゜のガウシャン（Ｇａｕｓｓｉａｎ）分布をなし、前記「凹凸部」１８４による反射効率が極大化される。

このようなコンタクトホール１８２ａ内に残留する有機絶縁膜は前記反射電極１８８と透明電極１７０との間の導通を妨害するようになる。したがって、前記コンタクトホール１８２ａ内の有機絶縁膜を除去して前記反射電極１８８と透明電極１７０との間の導通を円滑にしなければならない。

以下では、本発明による、前記コンタクトホール１８２ａ内に残留する有機絶縁膜を除去する方法とその後続工程を説明する。
最初に、再び図３を参照すると、前記ＯＭＯＥ工程に用いる前記（１枚の）マスク（図示せず）において、前記コンタクトホール１８２ａに対応する開口部のサイズは、通常前記「凹凸部」の凹部に対応する開口部のサイズより大きいが、これをさらに大きく形成すると、前記コンタクトホール１８２ａ内に残留する有機絶縁膜の厚さはさらに減ってその除去が容易になる。

その際に、図４に示すように、後面露光（ｂａｃｋｓｉｄｅ ｅｘｐｏｓｕｒｅ）が進行することによって前記図３のコンタクトホール１８２ａでは残留していた有機絶縁膜を完全に除去してコンタクトホール１８２ｂを形成する。
前記後面露光には、透明電極１７０が露出し、コンタクトホール１８２ｂが完成するのに必要十分な時間をかける。
こうして、前記透明電極１７０は、前記コンタクトホール１８２ｂを通じて後続工程で形成される反射電極１８８と連結される。
また、このような後面露光は、有機絶縁膜１８０の内、（不透明な）金属層であるドレイン電極１５２の上にある部分でのみ反射光により進行し、透明電極１７０の上では入射露光光線が反射されず透過してしまい進行しないので、「凹凸部」１８４の凹凸が追加して露光されることはない。

続いて、図５に示すように、前記コンタクトホール１８２ｂと凹凸部１８４を含む有機絶縁膜１８０の全体上部にバッファー層１８６と反射電極１８８を順次に形成する。

ここで、前記バッファー層１８６はモリブデン（Ｍｏ）等を利用して形成する。前記反射電極１８８は、外部光源を反射して液晶を駆動する役割を遂行できるように、反射率が高く抵抗値が小さい、アルミニウムとアルミニウム合金（例：ＡｌＮｄ）で構成された導電性金属グループの内から一つを選択して形成する。

図６ないし図１０は本発明による第２実施例に係る、反射透過複合型薄膜トランジスター液晶表示装置の製造方法を図示した工程別の断面図であり、これらを参照して本発明による反射透過複合型薄膜トランジスター液晶表示装置の製造方法を説明すると次の通りである。
以下では前に説明した第１実施例と同一の部分に対する説明は便宜上省略する。

第２実施例における各参照符号を説明すると、参照符号２００はガラス基板、２１０ａはゲート電極、２１０ｂはダミーゲート電極、２２０はゲート絶縁膜、２３０はアクティブ層、２４０はオーミックコンタクト層、２５０、２５２はソース、ドレイン電極、２５３はデータライン、２６０は保護膜（ＳｉＮｘ）、そして２７０は透明電極を各々示す。

まず、図６に示すように、コンタクトホールを形成すべき部分２６５ａにダミーゲート電極２１０ｂ、ゲート絶縁膜２２０、アクティブ層２３０、オーミックコンタクト層２４０及びドレイン電極２５２からなる積層構造を形成して前記コンタクトホールを形成すべき部分２６５ａを、「凹凸部」を形成すべき部分２６５ｂより高く形成する。

このような段差を形成するために、コンタクトホールを形成すべき部分２６５ａは、薄膜トランジスター部分と同じく、少なくとも第１金属（ダミーゲート電極）、層間絶縁膜（ゲート絶縁膜）、第２金属（ドレイン電極の延長部）からなる３重層とし、一方、「凹凸部」を形成すべき部分２６５ｂには層間絶縁膜のみを使用するか、あるいはクロムまたはモリブデン金属のみを使用する。このようにすると、前記「凹凸部」を形成すべき部分２６５ｂと前記コンタクトホールを形成すべき部分２６５ａの段差を最大１μｍ程度にできる。

その次に、前記ソース、ドレイン電極、２５０、２５２の上部に保護膜２６０を形成した後に前記保護膜２６０をパターニングして、前記ドレイン電極２５２の上面と前記ゲート絶縁膜２２０の上面との一部を、前記コンタクトホール又は「凹凸部」を形成すべき部分２６５ａ、２６５ｂだけ、露出させる。

続いて、前記一部露出されたドレイン電極２５２とゲート絶縁膜２２０とを含む結果物の全上面に、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）等の透明電極２７０を形成してパターニングする。ここで、前記透明電極２７０は反射透過複合型液晶表示装置の場合のみ形成する。

その次に、図７に示すように、前記パターニングされた透明電極２７０を含む結果物の全上面に、凹凸形成が容易な有機絶縁膜２８０を塗布すると、前記コンタクトホールを形成すべき部分２６５ａの上と、前記「凹凸部」を形成すべき部分２６５ｂの上とでは、有機絶縁膜２８０には初期塗布時から１μｍ以上厚さに差が出る。

これで、前記コンタクトホールを形成すべき部分２６５ａの有機絶縁膜２８０の厚さは、前記「凹凸部」を形成すべき部分２６５ｂに比べて、相対的に薄く形成される。

続いて、図９に示すように、ＯＭＯＥ（Ｏｎｅ Ｍａｓｋ ＆ Ｏｎｅ Ｅｘｐｏｓｕｒｅ）工程を進行して、一つのマスク（Ｏｎｅ Ｍａｓｋ）でパターニングした後に同一の露光量で一度露光（Ｏｎｅ Ｅｘｐｏｓｕｒｅ）する。その際、前記ＯＭＯＥ工程は露光量を含め、「凹凸部」形成に焦点を合せることにより望みの凹凸角度を有する「凹凸部」を形成することができる。これと同時に、前記コンタクトホールを形成すべき部分２６５ａには、透明電極２７０に達するコンタクトホール２８２が形成される。

これは、再び図６、７を参照して、有機絶縁膜２８０の厚さが、前記コンタクトホールを形成すべき部分２６５ａの上では、前記「凹凸部」を形成すべき部分２６５ｂの上でよりも、薄いので、「凹凸部」形成に焦点を合せた露光量で露光しても前記コンタクトホールを形成すべき部分２６５ａの上の有機絶縁膜２８０を十分に除去して、その下の透明電極２７０を露出させることができるからである。

さらに、前記「凹凸部」を形成すべき部分２６５ｂだけの保護膜２６０を除去するならば、前記コンタクトホールを形成すべき部分２６５ａの上と、前記「凹凸部」を形成すべき部分２６５ｂの上では、概略４０００Å以上の段差を有する有機絶縁膜２８０がさらに安全に形成できる。

一方、図８を参照すると、前記有機絶縁膜２８０内に形成したコンタクトホール２８２に対応する前記マスクの開口部の形状は、コンタクトホール形成に際して重要である。
すなわち、前記ＯＭＯＥ工程によるコンタクトホール２８２の形成時に、前記マスクの開口部の形状を、中心コンタクトホール２８２ａと共に寄生コンタクトホール２８２ｂを前記有機絶縁膜２８０内に形成できるようにしておくと、前記その上にコンタクトホールを形成すべき部分２６５ａの上の有機絶縁膜２８０は、さらに効果的に除去されてコンタクトホール形成に有利である。

その次に、図１０に示すように、前記コンタクトホール２８２と「凹凸部」２８４を含む有機絶縁膜２８０の全体上部にバッファー層２８６と反射電極２８８を順次に形成する。

この場合、前記コンタクトホール２８２を通じて前記反射板２８６、２８８と前記ドレイン電極２５２または透明電極２７０が３ないし５μｍの幅で連結する。

図１１ないし図１４は本発明による第３実施例に係る反射透過複合型薄膜トランジスター液晶表示装置の製造方法を図示した工程別の断面図であり、図１１ないし図１４を参照して本発明による反射透過複合型薄膜トランジスター液晶表示装置の製造方法を説明すると次の通りである。

以下では前に説明した第１実施例と同じ部分に対する説明は便宜上省略して、本実施例に特有の部分を中心に説明する。

まず、第３実施例における各参照符号を説明すると、３００はガラス基板、３１０はゲート電極、３２０はゲート絶縁膜、３３０はアクティブ層、３４０はオーミックコンタクト層、３５０と３５２はソース、ドレイン電極、３５３はデータライン、３６０は保護膜（ＳｉＮｘ）、そして３７０は透明電極を各々示す。
ここで、前記透明電極３７０は反射透過複合型液晶表示装置の場合のみ形成する。

本発明の第３実施例は特に反射透過複合型液晶表示装置に該当するものであり、コンタクトホール３８２を透過領域（Ｂ）、すなわち、透明電極３７０の本体部分（ドレイン電極３５２の延長部がその下にない、部分）に直接形成する。

一般的にコンタクトホール形成のための有機絶縁膜の露光工程時に、マスク上でのコンタクトホールパターンを調節してコンタクトホールに対応するマスクの開口部のサイズを十分大きく形成すると、比較的少ない露光量で露光しても、その下の透明電極が露出されるまで有機絶縁膜を露光して除去することができる。

しかし、従来は、前記コンタクトホールの（平面方向の）サイズは十分大きく取ることができなかった（液晶基板上の有効表示面積を削減してしまう）ので、前記コンタクトホールには有機絶縁膜の残留を避けるのが困難であった。これに反し本実施例によれば、コンタクトホールは透過領域上に設置されるので、その平面方向のサイズを十分に大きく取ることができ、前記（「凹凸部」の形成に適した比較的少ない露光量で露光しても、コンタクトホールは確実に開口でき、前記有機絶縁膜が残留しない。

言い換えると、従来の反射透過複合型液晶表示装置では、有機絶縁膜の下の透明電極と有機絶縁膜の上の反射板を連結する場合に、前記コンタクトホールを前記透過領域とは別領域に形成している。

しかし、敢えて前記コンタクトホールとビアホール（ｖｉａ ｈｏｌｅ）が別途に存在する必要はないし、前記ビアホール部分で前記透明電極と反射板のみを連結させてもコンタクト性能には問題がない。

したがって、本発明では凹凸形成に焦点を合せた露光量でＯＭＯＥ工程を進行する際に、コンタクトホール３８２を画素の透過領域（Ｂ）の上に、最大で同程度のサイズに形成すると、前記コンタクトホール３８２と「凹凸部」（すなわち、画素の反射領域（Ａ））は、露光面積の差により、両者共に望みの性能を得ることができる。すなわち、凹凸形成に焦点を合せて同一露光量で露光しても、前記透過領域（Ｂ）では、有機絶縁膜の下の透明電極３７０が確実に露出するように有機絶縁膜が除去された前記コンタクトホール３８２を形成できると同時に、前記反射領域（Ａ）では、望みの凹凸角度を有する「凹凸部」３８４を形成できる。

図１５ないし図１７は、本発明による第４実施例に係り、「凹凸部」の凹凸の形状として扇形を適用し、さらに複数の凹凸を、画素との位置関係を含めて多様に配置した形態を示す図面である。

図１５ないし図１７を参照して、本発明による第１ないし第３実施例に係る、ＯＭＯＥ工程に適用されて「凹凸部」の光学的特性を向上することができる、凹凸の形状及び配置形態を説明すると次の通りである。

本発明によるＯＭＯＥ工程により「凹凸部」とコンタクトホールを形成する場合の「凹凸部」の凹凸の形状は、複数のマスクと複数の露光工程による従来の製造方法で用いられている凹凸の形状である円形または多角形に制限されない。しかし、前記「凹凸部」とコンタクトホールをより容易に形成するために、「凹凸部」の支柱間の間隔を一定に維持する必要がある。

本発明により、「凹凸部」の凹凸の形状として扇形または線形を適用すると、このような支柱間の間隔制限を効率的に満足させることができる。

まず、扇形の凹凸の形状を適用すると、半径の長さ、中心角の大きさ、中心間の間隔、配置を適切に選択することによって液晶表示装置の光学的特性を向上させることができる。

配置に関しては、図１５に示すように、一つの扇形凹凸４２０を複数個の画素４００にわたり配置することもでき、図１６に示すように、複数個の扇形凹凸４２０を一つの画素４００に配置することもできる。すなわち、画素上の扇形凹凸４２０の配置はあらゆる画素４００で同一でありうるし、４個または９個の画素４００ごとに反復的に同一でありうる。このような同一画素の配置状況は光特性を向上させる方向に自由に変形することもできる。

このような扇形凹凸４２０は、その半径が３〜６μｍであることが望ましくて、最も望ましくは５μｍが適切である。

また、その中心角は１０゜〜１８０゜であることが望ましく、より望ましくは４５゜〜１８０゜である。また、ある意図された方向に反射率を調節するためには４５゜〜９０゜であり、最も望ましくは６０゜である。

そして、扇形凹凸４２０の中心間の間隔は、一つの凹凸を複数個の画素にわたって配置する場合には、２００μｍ以上であってもよい。複数個の凹凸を一つの画素に配置する場合には、複数個の凹凸が０〜３μｍの中心間隔を有する第１グループと８〜１２μｍの中心間隔を有する第２にグループに分けられてもよい。

また、図１７に示すように、前記扇形凹凸４２０は多様な配置方法を混合して複数の画素４００上に配置できる。

以上詳述した扇形の凹凸形態は、従来の円形または多角形とは異なり、一つの支柱の輪郭内に曲線及び直線形状をすべて有しているので、一つの独立した支柱の各々がその側壁に多様な凹凸角度を形成できるという長所があって、支柱の幅を比較的広く取ることができ、その結果、反射透過複合型装置の製作時に反射部と透過部の区別が容易になるという長所がある。

一方、図示しなかったが線形凹凸の場合を説明すると、線幅が小さいほど望みの凹凸設計は容易であるが実際工程上の適用は困難であった。線幅が２μｍ以下で線間の間隔が２μｍ以下である場合、通常３〜４μｍの分解能を有する液晶表示装置用の露光機は適用が難しくなる。

反面、線幅が５μｍ以上と大きい場合には、凹凸角度がゼロである部分が大きく増加して反射率を急激に落とすという問題が発生する。

したがって、本発明による線形凹凸は２〜５μｍの線幅を有するので、液晶表示装置用露光機の適用を可能にして、また反射率を急激に落とさない。

このような線形凹凸形態は支柱幅を容易に設計できるので、より容易にコンタクトホールを形成できるという長所がある。

一方、本発明は詳述した特定の望ましい実施例に限定されずに、請求範囲で請求する本発明の要旨を逸脱しない範囲で、当該発明が属する分野で通常の知識を有した者ならば誰でも多様な変更実施が可能である。

本発明によれば、高性能・低消費電力で低コストの薄膜トランジスター液晶表示装置を製造することができ、携帯電話、パソコンをはじめとする情報機器のビジュアルインタフェースに広く利用できる。

本発明の第１実施例による反射透過複合型薄膜トランジスター液晶表示装置の製造方法を図示した工程別断面図である。 本発明の第１実施例による反射透過複合型薄膜トランジスター液晶表示装置の製造方法を図示した工程別断面図である。 本発明の第１実施例による反射透過複合型薄膜トランジスター液晶表示装置の製造方法を図示した工程別断面図である。 本発明の第１実施例による反射透過複合型薄膜トランジスター液晶表示装置の製造方法を図示した工程別断面図である。 本発明の第１実施例による反射透過複合型薄膜トランジスター液晶表示装置の製造方法を図示した工程別断面図である。 本発明の第２実施例による反射透過複合型薄膜トランジスター液晶表示装置の製造方法を図示した工程別断面図である。 本発明の第２実施例による反射透過複合型薄膜トランジスター液晶表示装置の製造方法を図示した工程別断面図である。 本発明の第２実施例による反射透過複合型薄膜トランジスター液晶表示装置の製造方法を図示した工程別断面図である。 本発明の第２実施例による反射透過複合型薄膜トランジスター液晶表示装置の製造方法を図示した工程別断面図である。 本発明の第２実施例による反射透過複合型薄膜トランジスター液晶表示装置の製造方法を図示した工程別断面図である。 本発明の第３実施例による反射透過複合型薄膜トランジスター液晶表示装置の製造方法を図示した工程別断面図である。 本発明の第３実施例による反射透過複合型薄膜トランジスター液晶表示装置の製造方法を図示した工程別断面図である。 本発明の第３実施例による反射透過複合型薄膜トランジスター液晶表示装置の製造方法を図示した工程別断面図である。 本発明の第３実施例による反射透過複合型薄膜トランジスター液晶表示装置の製造方法を図示した工程別断面図である。 本発明による扇形の形態の凹凸が多様に適用された場合の画素を図示した図面である。 本発明による扇形の形態の凹凸が多様に適用された場合の画素を図示した図面である。 本発明による扇形の形態の凹凸が多様に適用された場合の画素を図示した図面である。

符号の説明

１００、２００、３００ 絶縁基板
１１０、２１０ａ、３１０ ゲート電極
２１０ｂ ダミーゲート電極
１２０、２２０、３２０ ゲート絶縁膜
１３０、２３０、３３０ アクティブ層
１４０、２４０、３４０ オーミックコンタクト層
１５０、１５２、２５０、２５２、３５０、３５２ ソース、ドレイン電極
１５３、２５３、３５３ データライン
１６０、２６０、３６０ 保護膜
１７０、２７０、３７０ 透明電極
１８０、２８０、３８０ レジン層
１８２ａ、１８２ｂ、２８２、３８２ コンタクトホール
１８４、２８４、３８４ 「凹凸部」
１８４ａ、２８４ａ、３８４ａ 「凹凸部」の個々の凹凸
１８６ａ、２８６ａ、３８６ａ バッファー層（Ｍｏ）
１８６ｂ、２８６ｂ、３８６ｂ 反射電極（ＡｌＮｄ）
４００ 画素
４２０ 扇形凹凸

Claims (22)

1. 絶縁基板上にゲート電極を形成した後に、前記ゲート電極を含む絶縁基板上にゲート絶縁膜を形成する段階と、
   前記ゲート絶縁膜の上にアクティブ層とオーミックコンタクト層を形成した後に、前記アクティブ層とオーミックコンタクト層を含む絶縁基板上に前記オーミックコンタクト層と重なるようにソース、ドレイン電極を形成する段階と、
   前記ソース、ドレイン電極を含む絶縁基板上に保護膜を形成した後に、前記保護膜上にレジン層を形成する段階と、
   前記レジン層を、一枚のマスクを使い同一露光量で一度露光する露光工程で処理することにより、前記レジン層の一領域にコンタクトホールを、別の一領域に所定の凹凸角度を有する凹凸部を各々形成する段階と、及び
   前記コンタクトホールと凹凸部を含む結果物の全体上部に反射板を形成する段階と、
   を含んで構成されることを特徴とする反射透過複合型薄膜トランジスター液晶表示装置の製造方法。
2. 前記露光工程の段階において、後面露光を進行して前記コンタクトホール内に残留するレジン層を除去する処理をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の反射透過複合型薄膜トランジスター液晶表示装置の製造方法。
3. 前記レジン層を形成する段階の前に、前記保護膜を形成した後に、前記保護膜の一部を除去して前記ドレイン電極の一部と前記絶縁基板の一部を露出する段階と、前記露出したドレイン電極の一部と絶縁基板の一部の上に透明電極を形成する段階とを、さらに含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の反射透過複合型薄膜トランジスター液晶表示装置の製造方法。
4. 前記レジン層は１ないし４μｍの厚さまたは２．５ないし３μｍの厚さで形成することを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の反射透過複合型薄膜トランジスター液晶表示装置の製造方法。
5. 前記凹凸角度はピーク値が４ないし８゜のガウシャン分布を有することを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の反射透過複合型薄膜トランジスター液晶表示装置の製造方法。
6. 前記後面露光は３５０ないし３５００ｍＪ／ｃｍ^２の露光量で進行することを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の反射透過複合型薄膜トランジスター液晶表示装置の製造方法。
7. 前記コンタクトホールを形成する領域における前記レジン層の厚さが、前記凹凸部を形成する領域における前記レジン層の厚さより実質的に薄いことを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の反射透過複合型薄膜トランジスター液晶表示装置の製造方法。
8. 前記コンタクトホールは、少なくとも前記ドレイン電極の延長部と前記ゲート絶縁膜とダミーゲート電極とからなる３重層構造の上に形成され、一方、前記凹凸部は、単一の絶縁層又は単一の金属層の上に形成されることを特徴とする請求項７に記載の反射透過複合型薄膜トランジスター液晶表示装置の製造方法。
9. 前記レジン層の厚さの差は０．３ないし１．０μｍであることを特徴とする請求項７又は８に記載の反射透過複合型薄膜トランジスター液晶表示装置の製造方法。
10. 前記露光工程において、前記コンタクトホール内のレジンが除去されてその下部層が露出し、前記凹凸部のレジンには所定の凹凸角度を有する凹凸部が形成されることを特徴とする請求項７ないし９のいずれかに記載の反射透過複合型薄膜トランジスター液晶表示装置の製造方法。
11. 前記凹凸部の下の保護膜を除去して概略４０００Å以上の段差をさらに形成することを特徴とする請求項７ないし１０のいずれかに記載の反射透過複合型薄膜トランジスター液晶表示装置の製造方法。
12. 前記有機絶縁膜内に形成したコンタクトホールは中心コンタクトホールと寄生コンタクトホールからなることを特徴とする請求項１ないし１１のいずれかに記載の反射透過複合型薄膜トランジスター液晶表示装置の製造方法。
13. 前記コンタクトホールを通じて前記反射板と前記ドレイン電極が３ないし５μｍの幅で連結されていることを特徴とする請求項１ないし１２のいずれかに記載の反射透過複合型薄膜トランジスター液晶表示装置の製造方法。
14. 前記コンタクトホールを通じて前記反射板と前記透明電極が３ないし５μｍの幅で連結されていることを特徴とする請求項１ないし１２のいずれかに記載の反射透過複合型薄膜トランジスター液晶表示装置の製造方法。
15. 前記コンタクトホールは画素の透過領域の上部に形成されることを特徴とする請求項１、３ないし６のいずれかに記載の反射透過複合型薄膜トランジスター液晶表示装置の製造方法。
16. 前記凹凸部を構成する凹凸は多角形、円形、扇形または線形であることを特徴とする請求項１ないし１５のいずれかに記載の反射透過複合型薄膜トランジスター液晶表示装置の製造方法。
17. 前記扇形の凹凸の、半径長さ、中心角大きさ、中心間の間隔または画素上の配列位置によって前期凹凸部の光特性を調整することを特徴とする請求項１６に記載の反射透過複合型薄膜トランジスター液晶表示装置の製造方法。
18. 前記扇形の凹凸は一つの画素に多数個を配置するか、または多数個の画素に一個を配置することを特徴とする請求項１７に記載の反射透過複合型薄膜トランジスター液晶表示装置の製造方法。
19. 前記扇形の凹凸の前記半径長さは３ないし６μｍであり、前記中心角の大きさは４５ないし１８０゜であることを特徴とする請求項１７または１８に記載の反射透過複合型薄膜トランジスター液晶表示装置の製造方法。
20. 前記中心角の大きさは６０゜であることを特徴とする請求項１７に記載の反射透過複合型薄膜トランジスター液晶表示装置の製造方法。
21. 前記一個の画素に多数個の扇形凹凸を配置する場合、前記中心間の間隔が０ないし３μｍであるグループと８ないし１２μｍであるグループに分けて画素上に具現することを特徴とする請求項１８ないし２０のいずれかに記載の反射透過複合型薄膜トランジスター液晶表示装置の製造方法。
22. 前記線形凹凸はその線幅が３ないし５μｍであることを特徴とする請求項１６に記載の反射透過複合型薄膜トランジスター液晶表示装置の製造方法。

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