JP4002255B2 - 反射透過型の液晶表示装置用アレイ基板及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、液晶表示装置に係り、特に、反射モードと透過モードが選択的に使用できて、反射部と透過部で同一な光学的効率を得ると同時に、高開口率及び高輝度が具現できる反射透過型の液晶表示装置用アレイ基板の構成及び製造方法に関する。

一般的に、反射透過型の液晶表示装置は、透過型の液晶表示装置と反射型の液晶表示装置の機能が同時にあって、バックライトの光として外部の自然光または、人造光源を全て利用できるので、周辺環境の制約を受けなく、電力消費を減らせる長所がある。

以下、図１と図２を参照して、反射透過型の液晶表示装置を説明する。
図１は、一般的な反射透過型の液晶表示装置の構成を概略的に示した斜視図であって、図２は、図１の平面図である。

図示したように、反射透過型の液晶表示パネル１０は、液晶層２３を介して、多数の画素領域Ｐが定義された上部基板８０と下部基板６０が離隔して構成される。

前記上部基板８０の一面には、サブカラーフィルター８２と、サブカラーフィルター８２の間に設けられるブラックマトリックス８４を含むカラーフィルター層９０と透明な共通電極８６が積層して構成される。

前記下部基板６０の画素領域Ｐには、反射電極(または反射板)６６と透明電極６４とで構成された半透過電極と、スイッチング素子Ｔが構成され、画素領域Ｐの一側と、これと平行しない他側を通るゲート配線６１とデータ配線６２が形成される。

前記画素領域Ｐは、透過部Ｂと反射部Ｄとに定義されて、前記反射電極６６は反射部Ｄに対応して構成され、前記透明電極６４は透過部Ｂに対応して構成される。この時、前記反射電極６６は、反射率の優れたアルミニウムＡｌまたは、アルミニウム合金で構成されて、前記透明電極６４は、インジウム−スズ−オキサイド(ＩＴＯ)のように光の透過率が比較的に優れた透明導電性金属で構成される。

以下、図３を参照して、従来の例１による反射透過型の液晶表示装置の構成を説明する。
図３は、図１のIII−III線に沿って切断した従来の１例としての反射透過型の液晶表示装置の構成を概略的に示した断面図である。

図示したように、第１基板６０と第２基板８０が液晶層９５を介して離隔して合着され、第１基板６０と第２基板８０には多数の画素領域Ｐが定義される。

前記第１基板６０に定義された画素領域Ｐの一側と、これと平行しない他側を通り、相互に垂直に交差するゲート配線(図１の６１)とデータ配線６２が構成される。

前記第１基板６０と向かい合う第２基板８０の一面には、赤色、緑色、青色のサブカラーフィルター８２ａ，８２ｂと、各サブカラーフィルターの間には、ブラックマトリックス８４が構成され、前記サブカラーフィルター８２ａ，８２ｂとブラックマトリックス８４の下部には、透明な共通電極８６が構成される。

前述した構成において、前記画素領域Ｐは、反射部Ｄと透過部Ｂとに区分される。
反射部Ｄに対応して反射電極６６を形成し、透過部Ｂに対応して透明電極６４を形成するが、一般的には、透過ホールＨを含む反射電極６６を透明電極６４の上部または、下部に構成して、透過部Ｂと反射部Ｄが定義される。

この時、反射透過型の液晶表示装置で考慮すべきことは、透過部Ｂと反射部Ｄでの、色の差を減らすと同時に、透過部Ｂと反射部Ｄでの光学的効果を同一にすることである。

このような観点からすると、前記反射部Ｄを通過する光は、外部から入射され、前記反射板に反射され外部へと出射される。
すなわち、前記カラーフィルターを２回通過して、液晶セルギャップがｄだとすると、２ｄの距離を通過することと同じである。

従って、反射部Ｄの液晶層９５を通過する時の光の位相遅延値は２d・Δn(ｎは液晶の屈折率)であって、透過部Ｂの液晶層９５を通過する時の光の位相遅延値はd・Δnである。

結果的に、前記反射部Ｄと透過部Ｂに対応した光の位相遅延値が異なるので、反射部Ｄと透過部Ｂで同一な光学的効果を得ることはできない。

これを解決するための方法として、従来には、前記透過部Ｂに対応して段差を形成して、透過部Ｂと反射部Ｄに対応する液晶セルの厚さの比が２ｄ：ｄになる構成が提案された。

以下、図４を参照して、説明する。
図４は、図１のIII−III線に沿って切断して、従来例２による反射透過型の液晶表示装置の構成を概略的に示した断面図である。

図示したように、液晶層９５を間にして、第１基板６０と第２基板８０が離隔して合着されて、第２基板８０と向かい合う第１基板６０には、多数の画素領域Ｐが定義される。

前記画素領域Ｐの側と、これと平行しない他側を通り、相互に垂直に交差するゲート配線(図示せず)とデータ配線６２が形成される。

前記第１基板６０と向かい合う第２基板８０の一面には、赤色、緑色、青色のサブカラーフィルター８２ａ、８２ｂと、各サブカラーフィルターの間にブラックマトリックス８４が構成されて、前記サブカラーフィルター８２ａ、８２ｂとブラックマトリックス８４の下部には、透明な共通電極８６が構成される。

前述した構成において、前記画素領域Ｐは、反射部Ｄと透過部Ｂとに区分される。
反射部Ｄに対応して反射電極６６を形成して、透過部Ｂに対応して透明電極６４を形成するが、一般的には、透過ホールＨを含む反射電極６６を透明電極６４の上部または、下部に構成して、透過部Ｂと反射部Ｄが定義される。

従来例２は、前記透過部Ｂに対応する下部の絶縁膜６３をエッチングしてエッチングホール６１を形成することを特徴とする。
このような構成は、前記透過部Ｂと反射部Ｄに対応する液晶層の厚さ(液晶セルギャップ)を２ｄ：ｄの比で構成すると、透過部Ｂと反射部Ｄでの位相遅延値を２d・Δnに同一にできる。また、前記反射部の反射効率を改善するため、図示してはないが、反射部に対応する反射板を凹凸状に構成することもできる。

ところが、前記従来例２の構成は、透過部Ｂと反射部Ｄの境界に対応して光漏れ現象が発生する短所がある。

以下、図５と図６を参照して、説明する。
図５は、従来による反射透過型の液晶表示装置用アレイ基板を構成する一画素を拡大した平面図であって、図６は、図５のＫを示した拡大断面図である。

図示したように、基板６０上に一方向へとゲート配線６１が延長形成されて、これとは垂直に交差する方向へデータ配線６２が形成される。

前記ゲート配線６１とデータ配線６２の交差により定義される領域が画素領域Ｐであって、ゲート配線６１とデータ配線６２の交差地点には、ゲート電極７０、アクティブ層７２、ソース電極７４、ドレイン電極７６を含む薄膜トランジスタＴが構成される。

前記画素領域Ｐは、反射部Ｄと透過部Ｂに定義されて、前記反射部Ｄに対応して反射電極６６を構成し、透過部Ｂに対応して透明電極６４が構成される。

前述した構成は、前記透過部Ｂと反射部Ｄに対応して、同一な光学的効果を得るために、透過部Ｂに対応して下部基板６０にエッチングホール(図示せず)を形成するが、前記エッチングホールにより前記透過部Ｂと反射部Ｄとの境界Ｋに対応して段差が存在して、このような段差によりディスクリネーションが発生する。

この時、図６に示したように、ディスクリネーション領域Ｆは、段差の傾いている部分Ｆ１と、これから所定の角に曲げて延長された一部Ｆ２に該当する。

前記段差の高さをｄとして、段差の傾いている面６３ａと水平面との角をθ=50°だと仮定すると、段差の傾いた面が構成する三角形の底辺の長さＦ１の値は、F1=ｄ/tanθ≒1.7μmの値で計算されて、Ｆ２は、一般的に1.5μmくらいになる。
結果的に、3.2μmの幅でディスクリネーション領域Ｆが示される。

従って、ディスクリネーション領域Ｆの面積Ａは、A＝2X(L+W)×3.2μm²で計算される。
(この場合、Ｌは透過部Ｂの長さ 、Ｗは透過部Ｂの幅を示す。図５参照)

前記ディスクリネーション領域Ｆは、透過ホールが大きくなればなるほど大きくなり、１０％に近い開口率の損失を誘発する。
従って、開口率及び対照比(contrast)の減小を誘発する。

前述したように、透過部が反射部の中央に構成されると、透過部に対応する前記エッチングホールの面積が小さいために、ラビング工程に混乱があって、これにより、良好な透過の特性の確保がし辛い。また、小さい面積の反射領域で反射率を向上するため、構成する凹凸パターンの配置もかなり大変であり、充分な反射の特性の確保がし辛い。

本発明は、前述した問題を解決するための目的として提案されたものであって、上、下、左、右に接する画素を一つの単位セルに定義して、単位セル内に構成された各画素の透過部は、相互に近接して位置するように、角の方向へと偏らせて構成する。
すなわち、単位セルの中央部に巨大な透過部が位置した形状になるようにして、前記透過部に対応して一つのエッチングホールを形成する。

前述したような構成を通じて、開口率が改善できて、透過部で安全な工程マージンが確保でき、ラビングの不良の防止による透過の特性が改善できる長所がある。

前述したような目的を達成するための本発明による反射透過型の液晶表示装置は、基板上に、垂直に交差して多数の単位セルを定義するゲート配線とデータ配線と；各々の単位セル内に上/下/左/右に接するように構成され、反射部と透過部とで構成されて、透過部は、各単位セルの中央に相互に集まっている多数の画素と；前記ゲート配線とデータ配線の交差地点に位置して、単位セル内の各画素ごと構成された薄膜トランジスタと；前記ゲート配線とデータ配線及び薄膜トランジスタが構成された基板の全面に位置して、前記単位セル内の透過部に対応してエッチングホールが構成された保護膜と；前記保護膜の上部の反射部に構成され、各々の画素内の反射部に対応するように構成された反射板と；前記薄膜トランジスタと保護膜に形成されたコンタクトホールを通じて接触して、前記各画素に対応して構成された透明な画素電極を含むことを特徴とする。

前記反射透過型の液晶表示装置で、前記単位セルは、各単位セルの四つの角に各々薄膜トランジスタを含む。前記各画素の透過部は、画素内で、薄膜トランジスタに対して、対角線の反対方向に配置される。前記薄膜トランジスタは、前記ゲート配線から延長されたゲート電極と、非晶質アクティブ層と、前記データ配線から延長されたソース電極と、前記ソース電極とゲート電極を間に、所定間隔離隔されたドレイン電極を含む。

前記ゲート配線と平行で上下に配置された画素の間に形成されたストレージ配線をさらに含む。前記単位セルのストレージ配線は、＋状である。前記画素の画素電極は、ストレージ配線の一部と重なり、ストレージキャパシターを形成する。

前記反射透過型の液晶表示装置で、前記薄膜トランジスタは、多結晶シリコン層と、前記ゲート配線から前記多結晶シリコン層の上部へと延長されたゲート電極と、前記データ配線から延長されたソース電極と、前記ソース電極とゲート電極を間に、離隔されたドレイン電極を含む。前記ゲート配線と平行で上下に配置された画素の間に形成されたストレージ配線をさらに含む。前記ストレージ配線は、単位セル内で、＋状になる。前記各画素のストレージ配線の下部には、多結晶シリコンパターンをさらに含む。前記多結晶シリコンパターンは、Ｌ状であり、前記ストレージ配線とストレージキャパシターを構成する反射透過型の液晶表示装置である。

前記反射透過型の液晶表示装置は、前記ゲート配線とデータ配線及び薄膜トランジスタに対応して基板上に形成されたブラックマトリックスと；前記各画素に対応して、赤色、緑色、青色で構成され、前記ブラックマトリックスを含む基板上に形成されたカラーフィルター層と；前記カラーフィルター層の上部に形成された共通電極をさらに含む。相互に接する二つのデータ配線は、ツインデータ配線を構成する。相互に接する二つのゲート配線は、ツインゲート配線を構成する。

本発明のまた他の特徴による反射透過型の液晶表示装置用アレイ基板の製造方法は、基板上に多数のゲート配線、多数のストレージ配線、多数のゲート電極を形成する工程と；前記ゲート配線、ストレージ配線、ゲート電極が形成された基板上に、ゲート絶縁膜を形成する工程と；前記各ゲート電極の上部のゲート絶縁膜上に、アクティブ層とオーミックコンタクト層を順に積層して形成する工程と；前記各単位セル内に、反射部と透過部とで構成されて、透過部は、単位セルの中央に集まった多数の画素と、前記ゲート配線と垂直に交差して、単位セルを定義する多数のデータ配線と、各単位セルに、オーミックコンタクト層と接触する多数のソース電極とドレイン電極をゲート絶縁膜の上部に形成する工程と；前記データ配線、ソース電極及びドレイン電極が形成された基板の上部のゲート絶縁膜上に、各画素別に、ドレイン電極の一部を露出するコンタクトホール及び透過部でゲート絶縁膜を露出する第１エッチングホールを含む第１保護層を形成する工程と；前記各画素の反射部に反射板を形成する工程と；前記反射板に形成された基板全面に、透過部でゲート絶縁膜を露出する第２エッチングホールを含む第２保護層を、第１保護層の上部に形成する工程と；前記画素の第２保護層の上部に画素電極を形成する工程を含むことを特徴とする。

前記反射透過型の液晶表示装置用アレイ基板の製造方法で、前記多数のゲート配線のうち二つのゲート配線は、相互に接してツインゲート配線を形成する。前記ストレージ配線は、ゲート配線と平行であって、上下に位置した画素の間に位置するように形成する。前記多数のデータ配線のうち二つのデータ配線は、相互に接してツインデータ配線を形成する。前記第１保護層は、窒化シリコン及び酸化シリコンのうちから選択された一つで構成される。前記第２保護層は、各画素で、ドレイン電極の一部を露出するコンタクトホールを含む。前記画素電極は、ゲート配線、データ配線及びストレージ配線の一部と重なる。前記画素電極と重なるストレージ配線の一部は、各画素にストレージキャパシターを形成する。前記各単位セルは、各々の四つの角に薄膜トランジスタを含む。前記透過部は、各画素で薄膜トランジスタとは反対の領域に位置する。各ストレージ配線は、上下に位置した画素の間に位置する。各ストレージ配線は、＋状である。前記画素電極は、前記ストレージ配線と重なり、各画素で、Ｌ状のストレージキャパシターを形成する。

本発明のまた他の特徴による反射透過型の液晶表示装置用アレイ基板の製造方法は、基板上に、各々多数の画素を含む多数の単位セルを定義して、各画素は、透過部と反射部とで構成され、各単位セルの中央に画素の透過部が集まるように形成する工程と；前記基板全面に、バッファ層を形成する工程と；前記各単位セルの四つの角に多結晶シリコン層と、上下に位置した画素の間領域に多結晶シリコンパターンを前記バッファ層上に形成する工程と；前記多結晶シリコン層と前記多結晶シリコンパターンが形成された基板全面の前記バッファ層上に、ゲート絶縁膜を形成する工程と；前記ゲート絶縁膜上に、多数のゲート配線、多数のストレージ配線、多数のゲート電極を形成する工程と；前記ゲート配線、ストレージ配線及びゲート電極が形成された基板全面のゲート絶縁膜上に、前記多結晶シリコン層の一部を露出するコンタクトホールを含む第１保護層を形成する工程と；前記第１保護層の上部に、前記コンタクトホールを通じて多結晶シリコン層と接触するソース電極及びドレイン電極を形成して、前記ゲート配線と垂直に交差し前記単位セルを定義するデータ配線を形成する工程と；前記データ配線、ソース電極及びドレイン電極を覆い、前記単位セルで、ドレイン電極の一部を露出する第１コンタクトホールと、前記透過部で、前記第１保護層を露出する第１エッチングホールを含む第２保護層及び第３保護層を、前記第１保護層の上部に形成する工程と；前記各画素の反射部に反射板を形成する工程と；前記反射板を覆い、前記単位セルで、前記ドレイン電極の一部を露出する第２コンタクトホールを含む第４保護層を、第３保護層の上部に形成する工程と；各画素で、前記第２コンタクトホールを通じてドレイン電極と接触する画素電極を、前記第４保護層の上部に形成する工程を含むことを特徴とする。

前述した反射透過型の液晶表示装置用アレイ基板の製造方法で、前記多数のゲート配線は、二つずつ、相互に接するように位置して、ツインゲート配線を形成する。前記ストレージ配線は、前記ゲート配線と平行であって、前記ツインゲート配線等の間に位置する。前記多数のデータ配線は、二つずつ、相互に接するように位置して、ツインデータ配線を形成する。前記第３保護層は、窒化シリコン及び酸化シリコンのうちから選択された一つで構成される。前記画素電極は、前記ゲート配線、前記データ配線及び前記ストレージ配線と重なるように形成する。前記画素電極により重なるストレージ配線の一部は、各画素でストレージキャパシターを形成する。前記各単位セルの四つの角には、各々薄膜トランジスタを含む。前記透過部は、前記画素で、前記薄膜トランジスタとは反対の領域に位置する。前記各ストレージ配線は、上下に位置する画素の間領域に位置し、前記多結晶シリコンパターンと重なるように形成する。前記各々の多結晶シリコンパターンは、Ｌ状になる。前記画素電極は、前記ストレージ配線と重なり、各画素に、Ｌ状のストレージキャパシターを形成する。

本発明のまた他の特徴による反射透過型の液晶表示装置用アレイ基板の製造方法は、基板上に、垂直に交差して多数の単位セルを定義するゲート配線とデータ配線を形成し、各単位セルは、反射部と透過部とで構成された多数の画素を含み、透過部は、各単位セルの中央に位置するように形成する工程と；前記ゲート配線とデータ配線の交差地点の各画素に、薄膜トランジスタを形成する工程と；前記ゲート配線とデータ配線及び薄膜トランジスタが構成された基板全面に、前記単位セル内の透過部に対応して、エッチングホールを含む保護膜を形成する工程と；前記保護膜の上部の反射部に対応して、反射板を形成する工程と；前記薄膜トランジスタと前記保護膜に形成されたコンタクトホールを通じて接触して、前記画素に対応して、透明な画素電極を形成する工程を含むことを特徴とする。

前述した反射透過型の液晶表示装置の製造方法で、前記単位セルは、四つの角に、薄膜トランジスタを含む。前記各透過部は、画素で、前記各薄膜トランジスタとは反対の領域に位置する。前記薄膜トランジスタは、前記ゲート配線から延長されたゲート電極、非晶質アクティブ層と、前記データ配線から延長されたソース電極と、前記ソース電極で、ゲート電極を間に、所定間隔離隔されたドレイン電極を含む。前記ゲート配線と平行であって、上下に位置した前記画素の間領域に位置するストレージ配線を形成する工程をさらに含む。前記各ストレージ配線は、各単位セルで、＋状になるように形成する。画素電極は、ストレージ配線と一定部分重なり、各画素で、ストレージキャパシターを形成する。前記薄膜トランジスタは、多結晶シリコン層と、前記ゲート配線から前記多結晶シリコン層の上部へと延長されたゲート電極と、前記データ配線から延長されたソース電極と、前記ゲート電極を間に、ソース電極と離隔されたドレイン電極とで構成される。前記ゲート配線と平行であって、上下に形成された画素の間領域に位置して、＋状のストレージ配線を形成する工程をさらに含む。前記各画素のストレージ配線の下部に、多結晶シリコンパターンを形成して、前記各々の多結晶シリコンパターンは、Ｌ状であり、ストレージ配線と共に、ストレージキャパシターを形成する。

前記反射透過型の液晶表示装置の製造方法において、前記薄膜トランジスタとゲート配線及びデータ配線に対応するブラックマトリックスを基板上に形成する工程と；前記ブラックマトリックスが形成された基板上に、前記画素に対応する赤色、緑色、青色のカラーフィルター層を形成する工程と；前記カラーフィルター層の上部に、画素電極を形成する工程を含むカラーフィルター基板の製造工程をさらに含む。

前記反射透過型の液晶表示装置の製造方法で、前記多数のゲート配線は、二つずつ、相互に接するように位置して、ツインゲート配線を形成する。前記多数のデータ配線は、二つずつ、相互に接するように位置して、ツインデータ配線を形成する。

本発明のまた他の特徴による反射透過型の液晶表示装置は、相互に向かい合うように位置した第１基板及び第２基板と、これらの間に介在する液晶層と；前記第１基板上に、多数の単位セルを定義するゲート配線及びデータ配線と；前記各単位セル内で、反射板を含む反射部と透過部がある多数の画素を含み、前記画素の透過部は、単位セルの中央に、相互に接するように位置し、相互に接する二つの透過部の間には、反射板が位置しないことを特徴とする。

前述した反射透過型の液晶表示装置で、前記画素は、薄膜トランジスタをさらに含み、前記画素内の薄膜トランジスタと反射部は、画素内で、相互に反対の領域に位置する。前記単位セルを横切り、前記ゲート配線と平行なストレージ配線をさらに含む。前記ストレージ配線は、前記単位セルの中央を横切る。前記ストレージ配線は、画素領域の側面と重なって位置する。前記ストレージ配線と画素の透過部と重なる領域は、Ｌ状になる。各画素は、画素電極をさらに含み、前記画素電極と前記ストレージ配線は、相互に重なり、ストレージキャパシターを構成する。前記画素内で、ストレージ配線の下部には、多結晶シリコンパターンをさらに含み、前記ストレージ配線と多結晶シリコンパターンは、Ｌ状のストレージキャパシターを構成する。複数のゲート配線と複数のデータ配線は、相互に接する単位セルの間に位置する。前記透過部に対応する液晶層の厚さは、前記反射部に対応する液晶層の厚さの２倍である。

前記反射透過型の液晶表示装置は、前記ゲート配線、データ配線、画素に含まれた薄膜トランジスタに対応して第２基板上に形成されたブラックマトリックスと；前記ブラックマトリックスを覆って形成され、赤色、緑色、青色を含むカラーフィルター層と；前記カラーフィルター層の上部に形成された共通電極をさらに含む。

前記反射透過型の液晶表示装置で、前記赤色、緑色、青色のカラーフィルターは、各画素に対応して、各単位セル内で、接する画素に対応するカラーフィルターは、お互い違う色である。前記液晶層は、屈折率がある液晶を含み、反射部と透過部で、お互い同じ位相の値の厚さを形成している。

本発明のまた他の特徴による反射透過型の液晶表示装置は、相互に向かい合うように位置した第１基板及び第２基板と、これらの間に介在する液晶層と；前記第１基板上に、多数の単位セルを定義するゲート配線及びデータ配線と；前記各単位セル内で、反射部と透過部及びこれらの間に境界領域がある多数の画素と；前記反射部に位置して、前記反射部と透過部の間の前記境界領域に斜面がある保護層及び反射板と；前記各単位セル内の少なくとも一つの画素内に位置した境界領域及び反射板は、その画素内の透過部を完全に覆えないことを特徴とする。

前述した反射透過型の液晶表示装置で、前記各画素の境界領域は、画素の透過部の周りを完全に覆えない。各画素の透過部は、他の画素の透過部と側面接触して、単位セル内で、各画素の透過部は、単位セルの中央に位置するように形成される。前記単位セルを横切り、前記ゲート配線と平行なストレージ配線をさらに含む。前記ストレージ配線は、前記単位セルの中央を横切る。前記ストレージ配線は、画素領域の側面と重なって位置する。前記ストレージ配線と画素の透過部と重なる領域は、Ｌ状である。

また、前述した反射透過型の液晶表示装置で、各画素は、画素電極をさらに含み、前記画素電極と前記ストレージ配線は、相互に重なり、ストレージキャパシターを構成する。前記画素内で、ストレージ配線の下部には、多結晶シリコンパターンをさらに含み、前記ストレージ配線と多結晶シリコンパターンは、Ｌ状のストレージキャパシターを構成する。複数のゲート配線と複数のデータ配線は、相互に接する単位セルの間に位置する。前記透過部に対応する液晶層の厚さは、前記反射部に対応する液晶層の厚さの２倍である。

前記反射透過型の液晶表示装置は、前記ゲート配線、データ配線、画素に含まれた薄膜トランジスタに対応して第２基板上に形成されたブラックマトリックスと；前記ブラックマトリックスを覆って形成され、赤色、緑色、青色を含むカラーフィルター層と；前記カラーフィルター層の上部に形成された共通電極をさらに含むことを特徴とする。

前記反射透過型の液晶表示装置で、前記赤色、緑色、青色のカラーフィルターは、各画素に対応して、各単位セル内で、接する画素に対応するカラーフィルターは、お互い違う色である。前記液晶層は、屈折率がある液晶を含み、反射部と透過部で、お互い同じ位相の値の厚さを形成している。
以下、添付した図面を参照して、望ましい実施例を説明する。

前述したような本発明による反射透過型の液晶表示装置用アレイ基板は、前記各画素に透過部を構成する時、従来と比べて、透過部と反射部の境界領域が１/２に小さくなった形状であるので、それほどの開口領域が確保でき、開口率を改善する。

透過部に対応するエッチングホールを形成する時、従来と比べて、大きい面積で構成できるために、安全な工程マージンが確保できるだけではなく、ラビング工程時、ラビングの不良はが発生しなくなり、透過部の透過の特性が改善できて、高画質を具現する。

単位画素内に、上下または、左右に接する画素の間領域にストレージキャパシターが構成できるので、高精細で必要なストレージ容量をさらに確保する。

本発明の実施例１は、上/下/左/右に接する画素を一つの単位セルに定義して、単位セル内に構成された各画素の透過部は、相互に近接して位置するように角の方向へと偏らせて構成することを特徴とする。

以下、図７と図８を参照して、本発明の実施例１による反射透過型の液晶表示装置用アレイ基板の構成を説明する。

図７は、本発明の実施例１による反射透過型の液晶表示装置用アレイ基板の構成を概略的に示した拡大平面図であって、図８は、図７のＳを拡大した非晶質薄膜トランジスタの平面図である。

図示したように、基板１００上に、多数の単位セルＰを定義して、前記単位セルＰ内には、上/下/左/右に接して、透過部Ｂと反射部Ｄとで構成された画素Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４を相互に近接するように構成する。

前記単位セルＰの上/下側には、ゲート配線１０４を構成して、単位セルＰの左/右側には、前記ゲート配線１０４と垂直に交差して延長されたデータ配線１１８を構成する。単位セルＰ内には、前記ゲート配線１０４とデータ配線１１８が構成されない構造である。すなわち、前記ゲート配線１０４及び前記データ配線１１８は、各々相互に接するように構成して、ツインゲート配線及びツインデータ配線を構成する。

前述した構成を液晶パネルの全体として見ると、各単位セルＰの間に、二つのデータ配線１１８(ツインデータ配線)と、二つのゲート配線１０４(ツインゲート配線)が各々接して平行に離隔された形状になる。

前記単位セルＰ内の上/下に接する画素Ａ１/Ａ３及びＡ２３/Ａ４の離隔空間にストレージ配線１０６を構成して、ストレージ配線１０６を第１電極として、これと重なった上部の画素電極１３０を第２電極とするストレージキャパシターＣstを形成する。

前記ストレージ配線１０６が構成された位置は、従来の遮断膜(図示せず)が位置した部分に対応するために、ストレージ配線１０６により開口領域が節減される問題はない。

前記ゲート配線１０４とデータ配線１１８の交差地点には、ゲート配線１０４に連結されたゲート電極１０２と、ゲート電極１０２の上部の非晶質アクティブ層１１０と、アクティブ層１１０の上部に位置して、前記データ配線１１８に連結されたソース電極１１４と、これとは所定間隔離隔されたドレイン電極１１６含む薄膜トランジスタＴを構成する。

前記各画素Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４には、前記ドレイン電極１１６と接触する半透過画素電極１２６、１３０を構成する。半透過画素電極１２６、１３０は、前記ゲート配線１０４とデータ配線１１８の一部上部へと延長して構成する。

前述した構成で特徴的なことは、単位セルＰ内の各画素Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４に構成される透過部Ｂは、各画素Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４の中央に構成しなくて、一画素の透過部Ｂの側が各々他の画素の側と重なるように構成することである。すなわち、各画素Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４の透過部Ｂ等は、相互に接するように構成して、単位セルＰの中央に集まるように構成する。

このような構成は、各画素Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４ごと透過部Ｂと反射部Ｄの間の境界領域が、従来と比べて、１/２に節減する結果を得ると同時に、前記透過部Ｂに対応して構成するエッチングホール(図示せず)を前記各画素Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４に掛けて単位セルＰの中央部に大きい面積で構成できるので、透過部Ｂの工程マージンが確保できる。また、透過部Ｂと反射部Ｄの間の境界領域が節減したので、それほどの開口領域が確保できる構造である。

前記透過部Ｂを広く構成するために、従来と比べて、この部分でラビング工程が活発に行われ、ラビングの不良による透過の特性の低下が防げる長所がある。また、各画素Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４ごと構成される半透過電極(透過電極１３０と反射電極１２６が前記ゲート配線１０４及びデータ配線１１８の一部上部へと延長された構成なので、開口領域がさらに確保できる構造である。

以下、図９Ａないし図９Ｅ、図１０Ａないし図１０Ｅ、図１１Ａないし図１１Ｅを参照して、本発明の実施例１による反射透過型の液晶表示装置用アレイ基板の製造工程を説明する。

図９Ａないし図９Ｅは、図８のIX−IX線に沿って切断して、図１０Ａないし図１０Ｅは、図７のＸ-Ｘ線に沿って切断して、図１１Ａないし図１１Ｅは、図７のXI-XI線に沿って切断して、本発明の工程順に示した工程断面図である。(図９Ａないし図９Ｅは、非晶質薄膜トランジスタの断面図であって、図１０Ａないし図１０Ｅは、相互に接する画素をゲート配線と平行に切断した断面図であって、図１１Ａないし図１１Ｅは、相互に接する画素をゲート配線と垂直に切断した断面図である。)

図９Ａ，図１０Ａ，図１１Ａに示したように、基板１００上に、透過部Ｂと反射部Ｄとで構成された多数の画素Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４を定義して、この時、上/下/左/右に構成された画素Ａ１、Ａ２，Ａ３，Ａ４を単位セル(図７のＰ)に定義する。

前記単位セルＰ内に構成された各画素Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４は、相互に近接するように位置して、各画素Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４の透過部Ｂも相互に近接して位置するように構成する。この時、前記透過部Ｂも相互に接する画素Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４に近接するように構成する。このような形状は、前記単位セル(図７のＰ)の中央部に、広い面積の透過部Ｂが構成された形状になる。

前記多数の単位セル(図７のＰ)が定義された基板１００上に、アルミニウム系の金属を蒸着してパターンし、前記各単位セル(図７のＰ)を構成する各画素Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４ごとゲート電極１０２と、前記ゲート電極１０２と接触するゲート配線１０４形成して、前記ゲート配線１０４と平行に離隔してストレージ配線１０６を形成する。

この時、前記ゲート配線１０４は、単位セル(図７のＰ)の側と、これとは平行な他側を通るように形成して、前記ストレージ配線１０６は、前記単位セル(図７のＰ)内に、上/下に接する画素Ａ１/Ａ３及びＡ２/Ａ４の離隔領域に形成する。

このような構成は、接する単位セル(図７のＰ)を間に、二つのゲート配線１０４が相互に接して平行に離隔された形状になる。すなわち、二つのゲート配線１０４は、相互に接するように形成され、ツインゲート配線を形成して、二つのツインゲート配線の間に、前記ストレージ配線１０６が位置する形状になる。

前述した構成で、前記ゲート電極１０２とゲート配線１０４は、信号遅延(signal delay)を防ぐため、一般的に、低抵抗金属であるアルミニウム系の金属を使用するが、このような金属は、化学的、物理的に安定性が低いので、これを補完するための、バッファ金属層を前記アルミニウム系金属の上部に積層する二重金属層構造で形成することができる。

前記ゲート配線１０４とゲート電極１０２が形成された基板１００全面に、窒化シリコン(ＳｉＮ_Ｘ)と酸化シリコン(ＳｉＯ_２)を含む無機絶縁物質グループのうち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。

図９Ｂ，図１０Ｂ，図１１Ｂに示したように、前記ゲート絶縁膜１０８が形成された基板１００全面に、非晶質シリコン(ａ−Ｓｉ：Ｈ)と不純物を含む非晶質シリコン(ｎ＋ａ−Ｓｉ：Ｈ)を蒸着してパターンし、前記ゲート電極１０２に対応するゲート絶縁膜１０８上に、アクティブ層１１０とオーミックコンタクト層１１２を形成する。

前記アクティブ層１１０とオーミックコンタクト層１１２が形成された基板１００全面に、クロムＣｒ、モリブデンＭｏ、銅Ｃｕ，タングステンＷ、チタンＴｉ、タンタルＴａ等を含む導電性金属グループのうちから選択された一つを蒸着してパターンし、前記オーミックコンタクト層１１２の上部に、これと接触して、相互に離隔されたソース電極１１４とドレイン電極１１６を形成する。

同時に、前記ソース電極１１４に連結されたデータ配線１１８を前記ゲート配線１０４と垂直に形成する。この時、前記データ配線１１８も、単位セル(図７のＰ)の上部と下部に形成して、単位セル(図７のＰ)の間に、相互に近接して平行に離隔された形状で構成する。すなわち、二つのデータ配線１１８は、相互に接するように形成され、ツインデータ配線を形成して、二つのツインデータ配線の間には、何の配線も位置させない。

このような構成は、前記相互に交差するゲート配線１０４とデータ配線１１８が定義する領域内に、四つの画素Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４が構成された形状になる。

前述した工程が完了されると、前記ソース電極１１４とドレイン電極１１６をエッチング防止膜として、前記ソース電極１１４とドレイン電極１１６の間のオーミックコンタクト層１１２を除去し、下部のアクティブ層１１０を露出する工程を行う。

図９Ｃ，図１０Ｃ，図１１Ｃに示したように、前記ソース電極１１４、ドレイン電極１１６、データ配線１１８が形成された基板１００全面に、第１保護膜１２０を形成する。

前記第１保護膜１２０は、ベンゾシクロブテン(ＢＣＢ)とアクリル系樹脂(Acryl)を含む有機絶縁物質グループのうちから選択された物質を塗布して形成した有機膜として、必要な厚さの保護膜１２０を得るために、塗布工程を何度も繰り返して行うこともできる。

また、前記保護膜１２０は、有機膜の下部に窒化シリコン(ＳｉＮ_Ｘ)と酸化シリコン(ＳｉＯ_２)を含む無機絶縁物質グループのうちから選択された物質を蒸着して、無機絶縁膜がさらに含まれる。

前記保護膜１２０をパターンして、前記ドレイン電極１１６の一部を露出するドレインコンタクトホール１２２と、前記透過部Ｂに対応してエッチングホール１２４を形成する。

この時、前記エッチングホール１２４は、単位セル(図７のＰ)の中央部に位置して、近接するように構成された各画素Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４に掛けて広く構成された形状になる。

前記ドレインコンタクトホール１２２とエッチングホール１２４が形成された基板１００全面に、アルミニウムＡｌ及びアルミニウム系を含む反射率の優れた不透明な金属物質グループのうちから選択された一つを蒸着してパターンし、前記反射部Ｂに対応して反射板１２６を形成する。

図９Ｄ，図１０Ｄ，図１１Ｄに示したように、前記反射板１２６が形成された基板１００全面に、窒化シリコン(ＳｉＮ_Ｘ)と酸化シリコン(ＳｉＯ_２)を含む無機絶縁物質グループのうちから選択された一つを蒸着して、第２保護膜１２８を形成する。

前記第２保護膜１２８をパターンして、前記ドレインコンタクトホール１２２に対応して第２コンタクトホールＨ１を形成し、下部のドレイン電極１１６をもう一度露出して、前記エッチングホール１２４に対応して第２エッチングホールＨ２を形成する。

図９Ｅ，図１０Ｅ，図１１Ｅに示したように、前記第２保護膜１２９が形成された基板１００全面に、インジウム−スズ−オキサイド(ＩＴＯ)とインジウム−ジンク−オキサイド(ＩＺＯ)を含む透明な導電性金属を蒸着してパターンし、前記ドレイン電極１１６と接触しながら前記画素Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４に位置した透明な画素電極１３０を形成する。

この時、前記画素電極１３０は、前記ゲート配線１０４とデータ配線１１８が前記ストレージ配線１０６の上部へと延長して構成する。

このような構成で、前記ストレージ配線１０６を第１電極として、ストレージ配線１０６の上部の画素電極１３０を第２電極とするストレージキャパシターＣstが形成される。

前述したような工程を通じて、本発明による反射透過型の液晶表示装置用アレイ基板が制作できる。

前述した構成で、前記反射板１２６は、前記ドレイン電極１１６と接触して構成することができる。

以下、実施例２を通じて実施例１の変形例を説明する。

本発明の実施例２は、反射透過型の液晶表示装置用アレイ基板に構成されるスイッチング素子が多結晶薄膜トランジスタであることを特徴とする。

以下、図１２、図１３を参照して、本発明の実施例２による液晶表示装置用アレイ基板の構成を説明する。
図１２は、本発明の実施例２による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って、図１３は、図１２のＳを拡大した平面図である。

図示したように、基板２００上に、多数の単位セルＰを定義して、前記単位セルＰ内には、上/下/左/右に接して、透過部Ｂと反射部Ｄとで構成された画素Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４を相互に近接して構成する。

前記単位セルＰの上/下側には、ゲート配線２１２を構成して、左/右側には、前記ゲート配線２１２と垂直に延長されたデータ配線２２６を構成する。

前述した構成を液晶パネルの全体として見ると、各単位セルＰの間に、二つのデータ配線２２６と、二つのゲート配線２１２が各々接して平行に離隔された形状になる。

前記単位セルＰ内の上/下に接する画素Ａ１，Ａ３の離隔領域に対応してストレージ配線２１４を構成し、ストレージ配線２１４の下部には、各画素Ａ１，Ａ３ごと独立的に多結晶シリコンパターン２０４を構成する。

このような構成で、前記多結晶シリコンパターン２０４を第１電極として、その上部のゲート配線２１２を第２電極とするストレージキャパシターＣstが形成される。

前記二つのゲート配線２１２は、相互に接するように位置して、ツインゲート配線を構成して、前記データ配線は、相互に接するように構成され、ツインデータ配線を構成する。

前記ゲート配線２１２とデータ配線２２６の交差地点ごと、前記ゲート配線２１２に連結されたゲート電極２１０と、ゲート電極２１０の下部の多結晶シリコン層２０２と、前記ゲート電極２１０の上部に位置して、前記データ配線２２６に連結されたソース電極２２２と、これとは所定間隔離隔されたドレイン電極２２４を含む多結晶薄膜トランジスタＴを構成する。

前記各画素Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４には、前記ドレイン電極２２４と接触する半透過画素電極(反射板２３６、透明電極２４０)を構成する。
前述した構成で特徴的なことは、前記相互に接する画素Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４に構成される前記透過部Ｂを相互に近接するように構成することである。

すなわち、相互に接する各画素Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４に対応する透過部Ｂは、各画素Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４の中央に構成しなくて、透過部Ｂの側と、これと垂直な他側が各画素Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４の側と、これとは垂直な他側が重なるように構成する。すなわち、各画素Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４の透過部Ｂ等は、相互に接するように構成して、単位セルＰの中央に集まるように構成する。

このような構成は、従来と比べて、透過部Ｂと反射部Ｄの間の境界領域が１/２になる結果になる。

すなわち、前記透過部Ｂが各画素Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４の中央に構成されたこととは異にして、開口部として使用しない一部境界領域が除去された形態であるので、それほどの開口領域が確保できる構造である。

また、前記透過部Ｂに対応するエッチングホール(図示せず)を各画素に掛けて広く形成できるために、従来と比べて、この部分でラビング工程が活発に行われ、ラビングの不良による透過の特性の低下が防げる長所がある。

前述した構成は、前記各画素Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４ごと構成される半透過電極(反射板または、反射電極２３６と画素電極２４０)が前記ゲート配線２１２とデータ配線２２６の一部上部へと延長された構成なので、開口領域がさらに確保できる構造である。

以下、図１４Ａないし図１４Ｆ、図１５Ａないし図１５Ｆ、図１６Ａないし図１６Ｆを参照して、本発明の実施例２による反射透過型の液晶表示装置用アレイ基板の製造工程を説明する。

図１４Ａないし図１４Ｆは、図１３のXIV−XIV線に沿って切断して、図１５Ａないし図１５Ｆは、図１２のXV-XV線に沿って切断して、図１６Ａないし図１６Ｆは、図１２のXVI-XVI線に沿って切断して、本発明の工程順に示した工程断面図である。(図１４Ａないし図１４Ｆは、多結晶薄膜トランジスタの断面図であって、図１５Ａないし図１５Ｆは、接する画素領域をデータ配線と垂直に切断した断面図であって、図１６Ａないし図１６Ｆは、接する画素領域をゲート配線と垂直に切断した断面図である。)

図１４Ａ，図１５Ａ，図１６Ａに示したように、基板２００上に、透過部Ｂと反射部Ｄとで構成された多数の画素Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４を定義して、この時、上/下/左/右に構成された画素Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４を単位セル(図１２のＰ)に定義する。

前記単位セル(図１２のＰ)内に構成された各画素Ａ１，Ａ２，Ａ３， Ａ４は、相互に近接して位置するように構成する。

この時、前記透過部Ｂも相互に接する画素Ａ１/Ａ３，Ａ２/Ａ４に近接するように構成する。このような形状は、前記単位画素Ｐの中央部に、広い面積の透過部Ｂが位置した形状になる。(上/下及び左/右に接する画素に透過部Ｂが掛けられ構成された形状である。)

前記多数の単位セルＰが定義された基板２００上に、窒化シリコン(ＳｉＮ_Ｘ)と酸化シリコン(ＳｉＯ_２)を蒸着して、バッファ層２０１を形成する。

前記バッファ層２０１は、前記基板２００がアルカリ系グラスである場合、熱により聳えるアルカリ系イオンが、上部側へと拡散されることを防ぐ役割をする。

前記バッファ層２０１の上部に、前記各単位セル(図１２のＰ)を構成する各画素Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４ごと薄膜トランジスタ領域Ｔを定義する。

また、前記単位セル(図１２のＰ)内に位置して、上下に接する画素の離隔領域に対応してストレージ領域Ｃを定義する。

前記薄膜トランジスタ領域Ｔと前記ストレージ領域Ｃに対応して各々第１多結晶シリコンパターン２０２と第２多結晶シリコンパターン２０４を形成する。

前記第１多結晶シリコンパターン２０２と第２多結晶シリコンパターン２０４は、非晶質シリコン(ａ−Ｓｉ：Ｈ)を蒸着した後、高温または、低温熱処理方法を利用して多結晶シリコンを形成して、これをパターンしたものである。

この時、前記第１多結晶シリコンパターン２０２は、第１シリコン領域Ｖ１と、第１シリコン領域Ｖ１の両側を第２シリコン領域Ｖ２に定義する。

ストレージ領域Ｃに位置した第２多結晶シリコンパターン２０４の表面にｎ＋または、ｐ＋イオンをドーピングする工程を行う。

前記第１多結晶シリコンパターン２０２と第２多結晶シリコンパターン２０４が形成された基板２００全面に、窒化シリコン(ＳｉＮ_Ｘ)と酸化シリコン(ＳｉＯ_２)を含む無機絶縁物質グループのうちから選択された一つを蒸着してパターンし、ゲート絶縁膜２０８を形成する。

前記ゲート絶縁膜２０８が形成された基板２００全面に、アルミニウムＡｌを含むアルミニウム系の金属を蒸着してパターンし、前記第１シリコン領域Ｖ１に対応するゲート絶縁膜２０８上にゲート電極２１０を形成する。

同時に、前記ゲート電極２１０に連結されたゲート配線２１２と、前記第２多結晶シリコンパターン２０４と平面的に重なるように一方向へと延長されたストレージ配線２１４を形成する。

この時、前記ゲート配線２１２は、上/下/左/右に接する画素Ａ１/Ａ３，Ａ２/Ａ４の間に位置しなく、前記単位セル(図１２のＰ)の一側と、これとは平行な他側を通るように形成して、前記ストレージ配線２１４は、前記単位セルＰ内に、上/下に接する画素Ａ１/Ａ３及びＡ２/Ａ４の離隔領域に対応して形成する。

このような構成は、接する単位セルＰの間に、二つのゲート配線２１２が相互に接して平行に離隔された形状になる。すなわち、二つのゲート配線は、相互に接するように形成され、ツインゲート配線を形成して、二つのツインゲート配線の間に、前記ストレージ配線２１４が位置する形状になる。

前述した構成で、前記ゲート電極２１０とゲート配線２１２は、信号遅延を防ぐため、一般的に、低抵抗金属であるアルミニウム系の金属を使用するが、このような金属は、化学的、物理的に安定性が低いので、これを補完するためのバッファ金属層を前記アルミニウム系金属の上部に積層する二重金属層構造で形成することができる。

前記ゲート電極２１０を形成した後、前記第１多結晶シリコンパターン２０２の表面にｎ＋または、ｐ＋イオンをドーピングする工程を行う。
このようにすると、前記ゲート電極２１０に対応しない第２シリコン領域Ｖ２の表面にだけ不純物がドーピングされる結果になり、この部分は、ソース領域及びドレイン領域の機能をする。

図１４Ｂ，図１５Ｂ，図１６Ｂに示したように、前記ゲート電極２１０とゲート配線２１２が形成された基板２００全面に、前述した窒化シリコン(ＳｉＮ_Ｘ)と酸化シリコン(ＳｉＯ_２)を含む無機絶縁物質グループのうちから選択された一つを蒸着して層間絶縁膜２１６を形成する。

前記層間絶縁膜２１６をパターンして、前記第１シリコン領域Ｖ１の両側の第２シリコン領域Ｖ２を各々露出する第１コンタクトホール２１８と第２コンタクトホール２２０を形成する。

図１４Ｃ，図１５Ｃ，図１６Ｃに示したように、前記層間絶縁膜２１６が形成された基板２００全面に、クロムＣｒ、モリブデンＭｏ、銅Ｃｕ，タングステンＷ、チタンＴｉ、タンタルＴａ等を含む導電性金属グループのうちから選択された一つを蒸着してパターンし、前記露出された第２シリコン領域Ｖ２と接触しながら相互に離隔されたソース電極２２２とドレイン電極２２４を形成する。

同時に、前記ソース電極２２２に連結されたデータ配線２２６を前記ゲート配線２１２と垂直に形成する。この時、前記データ配線２２６も、単位セル(図１２のＰ)の側と、これとは平行な他側に形成する。すなわち、二つのデータ配線２２６は、相互に接するように形成され、ツインデータ配線を形成して、二つのツインデータ配線の間には、何の配線も位置させない。

このような構成は、前記相互に交差するゲート配線２１２とデータ配線２２６が定義する領域内に、四つの画素が構成された形状になる。

図１４Ｄ，図１５Ｄ、図１６Ｄに示したように、前記ソース電極２２２、ドレイン電極２２４、データ配線２２６が形成された基板２００全面に、窒化シリコン(ＳｉＮ_Ｘ)と酸化シリコン(ＳｉＯ_２)を含む無機絶縁物質グループのうちから選択された一つを蒸着してパターンし、第１保護膜２２８を形成する。

前記第１保護膜２２８の上部に、ベンゾシクロブテン(ＢＣＢ)とアクリル系樹脂(Acryl)を含む有機絶縁物質グループのうちから選択された一つを塗布して第２保護膜２３０を形成する。

前記第１保護膜２２８及び第２保護膜２３０をパターンして、前記ドレイン電極２２４の一部を露出するドレインコンタクトホール２３２を形成すると同時に、前記透過部Ｂに対応してエッチングホール２３４を形成する。

図１４Ｅ，図１５Ｅ、図１６Ｅに示したように、前記第２保護膜２３０が形成された基板２００全面に、アルミニウムＡｌとアルミニウム系の金属のように反射率の優れた金属グループのうちから選択された一つを蒸着してパターンし、前記反射部Ｂに対応して反射板２３６を形成する。

この時、前記ドレインコンタクトホール２３２に対応して前記ドレイン電極２２２をもう一度露出する第１ホールＥＨ１を形成する。

前記反射板２３６が形成された基板２００全面に、窒化シリコン(ＳｉＮ_Ｘ)と酸化シリコン(ＳｉＯ_２)を含む無機絶縁物質グループのうちから選択された一つを蒸着して、第３保護膜２３８を形成した後、パターンして、前記ドレインコンタクトホールに対応して、下部のドレイン電極を露出する第２ホールＥＨ２を形成する。

図１４Ｆ，図１５Ｆ、図１６Ｆに示したように、前記第３保護膜２３８が形成された基板２００全面に、インジウム−スズ−オキサイド(ＩＴＯ)とインジウム−ジンク−オキサイド(ＩＺＯ)を含む透明な導電性金属グループのうちから選択された一つを蒸着してパターンし、前記露出されたドレイン電極２２４と接触しながら前記透過部Ｂに位置する透明な画素電極２４０を形成する。

前述した工程で、前記ストレージ配線２１４を第１電極として、その下部の第２多結晶シリコンパターン２０４を第２電極とするストレージキャパシターＣstが形成される。すなわち、前記ストレージ配線２１４を第１電極として、その上に、重なった画素電極２４０を第２電極とするもう一つのストレージキャパシターＣstが形成される。

前述したような工程を通じて、本発明の実施例２による反射透過型の液晶表示装置用アレイ基板が制作できる。

以下、実施例３を通じて実施例１及び実施例２の変形例を説明する。

本発明による実施例３の特徴は、前記実施例１及び実施例２の構成で、前記ストレージ配線の構成を＋状に構成することである。

図１７は、実施例１の平面構成を示した図７の構成で、単位セルだけを拡大して、簡略に示した図である。
図示したように、単位セルＰ内に、上/下/左/右に接する画素Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４の離隔領域に対応して＋状のストレージ配線１０６を形成する。

この時、前記ストレージ配線１０６は、単位セルＰの上部と下部に構成されたゲート配線１０２と離隔して構成する。

従って、前記ストレージ配線１０６を第１電極として、その上部の画素電極１３０を第２電極とするストレージキャパシターＣstが＋状に形成される結果を得ることができる。
このような構成は、高精細の液晶パネルで、ストレージ容量がさらに確保できる長所がある。

図１８は、前記実施例２の平面構成を示した図１２の構成で、単位画素セルＰを拡大して、簡略に示した図である。
図示したように、単位セルＰ内に、上/下/左/右に接する画素Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４の離隔領域に対応して＋状のストレージ配線２１４を形成し、ストレージ配線２１４の下部に、各画素Ａ１，Ａ２，Ａ３、Ａ４に対応して独立的に構成されたＬ状の多結晶シリコンパターン２０４を形成する。

従って、前記ストレージ配線２１４を第１電極として、その下部のＬ状の多結晶シリコンパターン２０４を第２電極とするストレージキャパシターＣstが単位セルＰ内で＋状に形成される結果を得ることができる。また、前記ストレージ配線２１４は、画素電極と重なるが、この重なった部分は、単位セルＰ内に、＋状のストレージキャパシターＣstをさらに構成する。

前述したような構成で、本発明による反射透過型の液晶表示装置用アレイ基板が制作できる。

以下、実施例４を通じて前述した実施例１及び実施例２の反射透過型のアレイ基板を含む反射透過型の液晶表示装置の構成を説明する。

図１９は、スイッチング素子で非晶質薄膜トランジスタを構成した反射透過型の液晶表示装置の構成を示した断面図である。
図示したように、本発明による反射透過型の液晶表示装置Ｂは、アレイ基板ＡＳとカラーフィルター基板ＣＳを液晶層４００を間に離隔して構成する。

前記アレイ基板ＡＳは、透明な第１基板１００上に、相互に垂直に交差するゲート配線(図示せず)とデータ配線１１８を構成して、前記ゲート配線(図示せず)とデータ配線１１８が交差して単位セルＰを定義する。
単位セルＰは、上/下/左/右に近接して構成された四つの画素Ａ１，Ａ２，Ａ３、Ａ４を含む。

前記各画素Ａ１，Ａ２，Ａ３、Ａ４は、透過部Ｂと反射部Ｄとで構成されて、各画素に構成された透過部Ｂに接する画素の透過部Ｂと近接するように構成される。

この時、前記単位セルＰ内の透過部に対応してエッチングホールＯＰが構成された保護膜１２０を反射部Ｄに対応して形成する。

前記ゲート配線(図示せず)とデータ配線１１８の交差地点ごと、ゲート電極１０２、非晶質アクティブ層１１０、ソース電極１１４、ドレイン電極１１６を含む薄膜トランジスタＴを構成する。

前記アレイ基板ＡＳと向かい合う方向にカラーフィルター基板ＣＳを構成して、カラーフィルター基板ＣＳは、透明な第２絶縁基板３００と、第２絶縁基板３００の一面に、前記薄膜トランジスタＴに対応してブラックマトリックス３０２を形成する。

前記ブラックマトリックス３０２が形成された基板３００の一面に、前記アレイ基板ＡＳの各画素Ａ１，Ａ２，Ａ３、Ａ４に対応して赤色、緑色、青色のカラーフィルター３０４を形成する。
前記カラーフィルター３０４が形成された基板３００の一面に、透明な共通電極３０６を形成する。

前述した構成で、前記透過部Ｂと反射部Ｄに対応して位置した液晶層４００の厚さは、２ｄ：ｄの厚さで構成されて、このような構成は、反射部Ｄと透過部Ｂに対応する光の偏光の特性を同一にできるので、それによる光学的効率が同一にできて、高画質の反射透過型の液晶表示装置が制作できる。

以下、図２０を参照して、スイッチング素子で多結晶薄膜トランジスタを構成した本発明による液晶表示装置の構成を説明する。

図２０は、スイッチング素子で多結晶薄膜トランジスタを構成した反射透過型の液晶表示装置の構成を示した断面図である。
図示したように、本発明による反射透過型の液晶表示装置は、アレイ基板ＡＳとカラーフィルター基板ＣＳを液晶層４００を間に離隔して構成する。

前記アレイ基板ＡＳは、透明な第１基板２００上に、相互に垂直に交差するゲート配線(図示せず)とデータ配線２２６を構成して、前記ゲート配線(図示せず)とデータ配線２２６が交差して単位セルＰを定義する。
単位セルＰは、上/下/左/右に近接して構成された四つの画素Ａ１，Ａ２，Ａ３、Ａ４含む。
前記各画素Ａ１，Ａ２，Ａ３、Ａ４は、透過部Ｂと反射部Ｄとで構成されて、各画素Ａ１，Ａ２，Ａ３、Ａ４に構成された透過部Ｂは、接する画素の透過部Ｂと近接するように構成される。

この時、前記単位セルＰ内の透過部に対応してエッチングホールＯＰが構成された保護膜２３０を反射部Ｄに対応して形成する。

前記ゲート配線(図示せず)とデータ配線２２６の交差地点ごと、ゲート電極２１０、多結晶アクティブ層２０２、ソース電極２２２、ドレイン電極２２４を含む薄膜トランジスタＴを構成する。

前記アレイ基板ＡＳと向かい合う方向にカラーフィルター基板ＣＳを構成して、カラーフィルター基板ＣＳは、透明な第２絶縁基板３００と、第２絶縁基板３００の一面に、前記薄膜トランジスタＴに対応してブラックマトリックス３０２を形成する。

前記ブラックマトリックス３０２が形成された基板３００の一面に、前記アレイ基板ＡＳの各画素Ａ１，Ａ２，Ａ３、Ａ４に対応して赤色、緑色、青色のカラーフィルター３０４を形成する。
前記カラーフィルター３０４が形成された基板３００の一面に、透明な共通電極３０６を形成する。

前述した構成で、前記透過部Ｂと反射部Ｄに対応して位置した液晶層４００の厚さは、２ｄ：ｄの厚さで構成されて、このような構成は、反射部Ｄと透過部Ｂに対応する光の偏光の特性を同一にできるので、それによる光学的効率が同一にできて、高画質の反射透過型の液晶表示装置が制作できる。

前述したような本発明による実施例１ないし実施例４により制作された反射透過型の液晶表示装置用アレイ基板と、これを含む反射透過型の液晶表示装置は、後述するような特徴がある。

前記各画素に透過部を構成する時、従来と比べて、透過部と反射部の境界領域が１/２になる形状であるので、それほどの開口領域が確保できる構成である。

透過部に対応するエッチングホールを形成する時、従来と比べて、大きい面積に構成できるために、安定された工程マージンが確保できるだけではなく、ラビング工程時、ラビングの不良が発生しないので、透過部の透過の特性が改善できる長所がある。

単位画素内に、上/下及び左/右に接する画素の間領域にストレージキャパシターが構成できるので、高精細で必要なストレージ容量がさらに確保できる。

一般的な反射透過型の液晶表示装置の構成を概略的に示した分解斜視図である。 図１の一般的な反射透過型の液晶表示装置の構成を概略的に示した平面図である。 図１のIII−III線に沿って切断して、従来の例１による反射透過型の液晶表示装置の構成を概略的に示した断面図である。 図１のIII−III線に沿って切断して、従来の例２による反射透過型の液晶表示装置の構成を概略的に示した断面図である。 従来による反射透過型の液晶表示装置用アレイ基板の一画素を示した拡大平面図である。 図５のＫを拡大した断面図である。 本発明の実施例１による反射透過型の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７のＳを拡大した平面図である。 図８のIX−IX線に沿って切断して、本発明の工程順により示した工程断面図である。 図９Ａに続く製造工程を示す断面図である。 図９Ｂに続く製造工程を示す断面図である。 図９Ｃに続く製造工程を示す断面図である。 図９Ｄに続く製造工程を示す断面図である。 図７のＸ−Ｘ線に沿って切断して、本発明の工程順により示した工程断面図である。 図１０Ａに続く製造工程を示す断面図である。 図１０Ｂに続く製造工程を示す断面図である。 図１０Ｃに続く製造工程を示す断面図である。 図１０Ｄに続く製造工程を示す断面図である。 図７のXI−XI線に沿って切断して、本発明の工程順により示した工程断面図である。 図１１Ａに続く製造工程を示す断面図である。 図１１Ｂに続く製造工程を示す断面図である。 図１１Ｃに続く製造工程を示す断面図である。 図１１Ｄに続く製造工程を示す断面図である。 本発明の実施例２による液晶表示装置用アレイ基板の構成を概略的に示した平面図である。 図１２のＳを拡大した平面図である。 図１３のXIV−XIV線に沿って切断して、本発明の工程順により示した工程断面図である。 図１４Ａに続く製造工程を示す断面図である。 図１４Ｂに続く製造工程を示す断面図である。 図１４Ｃに続く製造工程を示す断面図である。 図１４Ｄに続く製造工程を示す断面図である。 図１４Ｅに続く製造工程を示す断面図である。 図１２のXV−XV線に沿って切断して、本発明の工程順により示した工程断面図である。 図１５Ａに続く製造工程を示す断面図である。 図１５Ｂに続く製造工程を示す断面図である。 図１５Ｃに続く製造工程を示す断面図である。 図１５Ｄに続く製造工程を示す断面図である。 図１５Ｅに続く製造工程を示す断面図である。 図１２のXVI−XVI線に沿って切断して、本発明の工程順により示した工程断面図である。 図１６Ａに続く製造工程を示す断面図である。 図１６Ｂに続く製造工程を示す断面図である。 図１６Ｃに続く製造工程を示す断面図である。 図１６Ｄに続く製造工程を示す断面図である。 図１６Ｅに続く製造工程を示す断面図である。 実施例１の反射透過型の液晶表示装置用アレイ基板を変形したものを示した拡大平面図である。 実施例２の反射透過型の液晶表示装置用アレイ基板を変形したものを示した拡大平面図である。 非晶質薄膜トランジスタを含む本発明による反射透過型の液晶表示装置の一部を示した拡大断面図である。 多結晶薄膜トランジスタを含む本発明による反射透過型の液晶表示装置の一部を示した拡大断面図である。

符号の説明

１００：基板
１０４：ゲート配線
１０６：ストレージ配線
１２６：反射板
１３０：透明な画素電極

Claims (20)

1. 基板上に、垂直に交差して多数の単位セルを定義するゲート配線とデータ配線と；
   各々の単位セル内に上/下/左/右に接するように構成され、反射部と透過部とで構成されて、透過部は、各単位セルの中央に相互に集まっている多数の画素と；
   前記ゲート配線とデータ配線の交差地点に位置して、単位セル内の各画素ごとに構成された薄膜トランジスタと；
   前記ゲート配線とデータ配線及び薄膜トランジスタが構成された基板の全面に位置して、前記単位セル内の透過部に対応してエッチングホールが構成された保護膜と；
   前記保護膜の上部の反射部に構成され、各々の画素内の反射部に対応するように構成された反射板と；
   前記薄膜トランジスタと保護膜に形成されたコンタクトホールを通じて接触して、前記各画素に対応して構成された透明な画素電極を含む反射透過型の液晶表示装置。
2. 前記単位セルは、各単位セルの四つの角に各々薄膜トランジスタを含むことを特徴とする請求項１に記載の反射透過型の液晶表示装置。
3. 前記薄膜トランジスタは、前記ゲート配線から延長されたゲート電極と、非晶質アクティブ層と、前記データ配線から延長されたソース電極と、前記ソース電極とゲート電極を間に、所定間隔離隔されたドレイン電極を含むことを特徴とする請求項１に記載の反射透過型の液晶表示装置。
4. 前記ゲート配線と平行で上下に配置された画素の間に形成されたストレージ配線をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の反射透過型の液晶表示装置。
5. 前記ゲート配線、データ配線及び薄膜トランジスタに対応して、基板上に形成されたブラックマトリックスと；
   前記各画素に対応して、赤色、緑色、青色で構成され、前記ブラックマトリックスを含む基板上に形成されたカラーフィルター層と；
   前記カラーフィルター層の上部に形成された共通電極をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の反射透過型の液晶表示装置。
6. 相互に接する二つのデータ配線は、ツインデータ配線を構成することを特徴とする請求項１に記載の反射透過型の液晶表示装置。
7. 基板上に多数のゲート配線、多数のストレージ配線、多数のゲート電極を形成する工程と；
   前記ゲート配線、ストレージ配線、ゲート電極が形成された基板上に、ゲート絶縁膜を形成する工程と；
   前記各ゲート電極の上部のゲート絶縁膜上に、アクティブ層とオーミックコンタクト層を順に積層して形成する工程と；
   前記各単位セル内に、反射部と透過部とで構成されて、透過部は、単位セルの中央に集まった多数の画素と、前記ゲート配線と垂直に交差して、単位セルを定義する多数のデータ配線と、各単位セルに、オーミックコンタクト層と接触する多数のソース電極とドレイン電極をゲート絶縁膜の上部に形成する工程と；
   前記データ配線、ソース電極及びドレイン電極が形成された基板の上部のゲート絶縁膜上に、各画素別に、ドレイン電極の一部を露出するコンタクトホール及び透過部でゲート絶縁膜を露出する第１エッチングホールを含む第１保護層を形成する工程と；
   前記各画素の反射部に反射板を形成する工程と；
   前記反射板が形成された基板全面に、透過部でゲート絶縁膜を露出する第２エッチングホールを含む第２保護層を、第１保護層の上部に形成する工程と；
   前記画素の第２保護層の上部に画素電極を形成する工程を含む反射透過型の液晶表示装置用アレイ基板の製造方法。
8. 前記多数のゲート配線のうち二つのゲート配線は、相互に接してツインゲート配線を形成することを特徴とする請求項７に記載の反射透過型の液晶表示装置用アレイ基板の製造方法。
9. 基板上に、各々多数の画素を含む多数の単位セルを定義して、各画素は、透過部と反射部とで構成され、各単位セルの中央に画素の透過部が集まるように形成する工程と；
   前記基板全面に、バッファ層を形成する工程と；
   前記各単位セルの四つの角に多結晶シリコン層と、上下に位置した画素の間領域に多結晶シリコンパターンを前記バッファ層上に形成する工程と；
   前記多結晶シリコン層と前記多結晶シリコンパターンが形成された基板全面の前記バッファ層上に、ゲート絶縁膜を形成する工程と；
   前記ゲート絶縁膜上に、多数のゲート配線、多数のストレージ配線、多数のゲート電極を形成する工程と；
   前記ゲート配線、ストレージ配線及びゲート電極が形成された基板全面のゲート絶縁膜上に、前記多結晶シリコン層の一部を露出するコンタクトホールを含む第１保護層を形成する工程と；
   前記第１保護層の上部に、前記コンタクトホールを通じて多結晶シリコン層と接触するソース電極及びドレイン電極を形成して、前記ゲート配線と垂直に交差し前記単位セルを定義するデータ配線を形成する工程と；
   前記データ配線、ソース電極及びドレイン電極を覆い、前記単位セルで、ドレイン電極の一部を露出する第１コンタクトホールと、前記透過部で、前記第１保護層を露出する第１エッチングホールを含む第２保護層及び第３保護層を、前記第１保護層の上部に形成する工程と；
   前記各画素の反射部に反射板を形成する工程と；
   前記反射板を覆い、前記単位セルで、前記ドレイン電極の一部を露出する第２コンタクトホールを含む第４保護層を、第３保護層の上部に形成する工程と；
   各画素で、前記第２コンタクトホールを通じてドレイン電極と接触する画素電極を、前記第４保護層の上部に形成する工程を含む反射透過型の液晶表示装置用アレイ基板の製造方法。
10. 前記多数のゲート配線は、二つずつ、相互に接するように位置して、ツインゲート配線を形成することを特徴とする請求項９に記載の反射透過型の液晶表示装置用アレイ基板の製造方法。
11. 基板上に、垂直に交差して多数の単位セルを定義するゲート配線とデータ配線を形成し、各単位セルは、反射部と透過部とで構成された多数の画素を含み、透過部は、各単位セルの中央に位置するように形成する工程と；
    前記ゲート配線とデータ配線の交差地点の各画素に、薄膜トランジスタを形成する工程と；
    前記ゲート配線とデータ配線及び薄膜トランジスタが構成された基板全面に、前記単位セル内の透過部に対応して、エッチングホールを含む保護膜を形成する工程と；
    前記保護膜の上部の反射部に対応して、反射板を形成する工程と；
    前記薄膜トランジスタと前記保護膜に形成されたコンタクトホールを通じて接触して、前記画素に対応して、透明な画素電極を形成する工程を含む反射透過型の液晶表示装置の製造方法。
12. 前記単位セルは、四つの角に、各々薄膜トランジスタを含むことを特徴とする請求項１１に記載の反射透過型の液晶表示装置の製造方法。
13. 相互に向かい合うように位置した第１基板及び第２基板と、これらの間に介在する液晶層と；
    前記第１基板上に、多数の単位セルを定義するゲート配線及びデータ配線と；
    前記各単位セルは、反射板を含む反射部と透過部がある多数の画素を含み、前記画素は薄膜トランジスタを含み、前記画素の透過部は、単位セルの中央に、相互に接するように位置し、相互に接する二つの透過部の間には、反射板が位置しない反射透過型の液晶表示装置。
14. 前記画素は、薄膜トランジスタをさらに含み、前記画素内の薄膜トランジスタと反射部は、画素内で、相互に反対の領域に位置することを特徴とする請求項１３に記載の反射透過型の液晶表示装置。
15. 前記ゲート配線、データ配線、画素に含まれた薄膜トランジスタに対応して第２基板上に形成されたブラックマトリックスと；
    前記ブラックマトリックスを覆って形成され、赤色、緑色、青色を含むカラーフィルター層と；
    前記カラーフィルター層の上部に形成された共通電極をさらに含むことを特徴とする請求項１３に記載の反射透過型の液晶表示装置。
16. 前記赤色、緑色、青色のカラーフィルターは、各画素に対応して、各単位セル内で、接する画素に対応するカラーフィルターは、お互い違う色であることを特徴とする請求項１５に記載の反射透過型の液晶表示装置。
17. 相互に向かい合うように位置した第１基板及び第２基板と、これらの間に介在する液晶層と；
    前記第１基板上に、多数の単位セルを定義するゲート配線及びデータ配線と；
    前記各単位セル内で、反射部と透過部及びこれらの間に、境界領域がある多数の画素と；
    前記反射部に位置して、前記反射部と透過部の間の前記境界領域に斜面がある保護層及び反射板と；
    前記透過部は、各単位画素内に相互に集められ；
    前記各単位セル内の少なくとも一つの画素内に位置した境界領域及び反射板は、その画素内の透過部を完全に覆えない反射透過型の液晶表示装置。
18. 前記各画素の境界領域は、画素の透過部の周りを完全に覆えないことを特徴とする請求項１７に記載の反射透過型の液晶表示装置。
19. 前記ゲート配線、データ配線、画素に含まれた薄膜トランジスタに対応して第２基板上に形成されたブラックマトリックスと；
    前記ブラックマトリックスを覆って形成され、赤色、緑色、青色を含むカラーフィルター層と；
    前記カラーフィルター層の上部に形成された共通電極をさらに含むことを特徴とする請求項１７に記載の反射透過型の液晶表示装置。
20. 前記赤色、緑色、青色のカラーフィルターは、各画素に対応して、各単位セル内で、接する画素に対応するカラーフィルターは、お互い違う色であることを特徴とする請求項１９に記載の反射透過型の液晶表示装置。

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