KR0151200B1 - 반사형 박막트랜지스터-액정표시장치 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 박막트랜지스터-액정표시장치에 관한 것으로, 소비전력이 적고 제조공정을 단순화시킬 수 있는 박막트랜지스터-액정표시장치를 얻기 위한 것이다.

본 발명은 절연기판상의 소정영역에 게이트전극을 형성하는 공정과, 상기 게이트전극을 포함한 기판 전면에 절연막을 형성한 후, 상기 게이트전극에 대응되는 상기 절연막상에 활성층과 오믹콘택층을 차례로 형성하는 공정과, 상기 오믹콘택층을 포함한 기판 전면에 소오스 및 드레인전극 그리고 화소전극용 금속을 증착하고, 패터닝하는 공정과, 플라즈마식각을 통해 상기 패터닝된 금속의 표면에 요철을 형성하는 공정과, 상기 요철이 형성된 금속을 포함한 기판 전면에 보호막 및 배향막을 형성하는 공정을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 반사형 박막트랜지스터-액정표시장치 제조 방법을 제공한다.

Description

반사형 박막트랜지스터-액정표시장치 제조방법

제1도는 종래의 투과형 박막트랜지스터-액정표시장치 단면도.

제2도는 종래의 반사형 박막트랜지스터-액정표시장치 단면도.

제3도는 본 발명의 반사형 박막트랜지스터-액정표시장치 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1, 11, 21, 31 : 유리기판 2, 22 : 게이트전극

3, 23 : 게이트절연층 4, 24 : 비정질규소층

5, 25. n+비정질규소층 6, 16, 36 : 투명전극

7 : 소오스 및 드레인전극 8, 28 : 보호막

9, 19, 29, 39 : 배향막 12, 32 : 차광금속막

18, 38 : 컬러필터 20, 40 : 액정층

27 : 금속층

본 발명은 박막트랜지스터-액정표시장치(Thin Film Transistor-Liquid Crystal Display ; 이하 TFT-LCD라 한다)에 관한 것으로, 특히 반사형 TFT-LCD 제조방법에 관한 것이다.

TFT-LCD는 는 일반적으로 투과형으로 구성되는 바, 뒷면의 광원으로부터 입사한 편광이 액정층을 지날 때 액정층의 배열에 따라 그 편광성이 변화되어 출력되며, 이 변화된 출력광이 편광판(polarizer)에 의해 해석되어 LCD의 화상으로서 나타나게 된다.

제1도에 종래의 투과형 TFT-LCD의 단면구조를 도시하였다.

종래의 투과형 TFT-LCD는 투명전극(6,16)이 형성된 상부기판(11)과 하부기판(1)의 두 개의 투명기판사이에 존재하는 액정층(20)과 한쪽 투명전극(6)에 연결된 박막트랜지스터(TFT)로 크게 구분할 수 있다.

상기 박막트랜지스터(TFT)는 하부 유리기판(1) 위에 게이트전극(2), 게이트절연층(3), 비정질규소층(4), n⁺비정질규소층(5), 소오스 및 드레인전극(7)으로 차례로 적층하여 구성한다.

TFT-LCD의 물리적, 전기적 안정성을 위해 제1도에 도시된 바와 같이 박막트랜지스터(TFT)와 액정층(20) 사이에 질화규소박막등으로 된 보호막(8)이 개재되어 있으며, 트위스티드 네마틱(TN)액정의 구조를 만들기 위해 필수적인 배향막(9,19)이 액정층(20)과 기판(1,11)과의 접촉경계면에 형성되어 있다.

그리고 상기 하부기판에 형성된 투명전극(6)영역에 해당하는 상부기판(11) 영역에는 컬러필터(18)가 형성되고, 컬러필터영역 이외의 영역에는 화상정보와 관계없는 부분의 잡음광을 없애기 위해 차광금속막(12)이 형성되어 있다.

상기와 같이 구성되는 종래의 TFT-LCD에 있어서, LCD의 소모전력은 백라이트(back light)에서 약 70%를 소모하게 되는데, 이는 휴대용기기에 LCD를 사용하고자 할 경우 가장 큰 장애요인이 된다.

그리고 TFT-LCD는 화면면적의 30-40%만을 유효영역으로 사용하고 차광금속막에 의해 가려진 부분은 화상정보를 가지지 않으므로 이용효율은 더욱 떨어진다.

따라서 백라이트를 채용한 종래의 투과형 TFT-LCD는 백라이트의 소모전력이 많으므로 노트북PC나 게임기등과 같은 휴대형 기기 등에 적용할 경우 충전후 사용시간이 짧아 매우 불편한 문제가 잇다.

한편, 종래의 반사형 TFT-LCD는 제2도에 도시된 바와 같이 종래 투과형 TFT-LCD 구조에서의 후면 편광판 대신에 별도의 확산판 및 반사거울을 설치하여 구성한다.

이와같이 구성되는 종래의 반사형 TFT-LCD에서는 입사된 광이 편광판과 액정판넬을 투과한 다음 반사거울에 의해서 반사된후, 액정판넬로 재투과된 다음 편광관을 거쳐 화상이 구현되게 된다.

그리고 이러한 종래의 반사형 TFT-LCD에 있어서는 별도의 확산판 및 반사거울을 설치함으로 인하여 필요부품이 많아지며 LCD의 장점인 박형화에 지장을 초래한다.

그리고 여러개의 부품 소자들을 통과함으로 인하여 광이용 효율이 떨어지게 되며, 구성부들이 많아지므로 LCD 모듈공정이 복작해지고 시간이 오래걸려 생산성이 떨어지는 문제점이 있다.

본 발명은 상술한 문제를 해결하기 위한 것으로, 효율적인 반사형 TFT-LCD제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 반사형 박막트랜지스터-액정표시장치 제조방법은 절연기판상의 소정영역에 게이트전극을 형성하는 공정과, 상기 게이트전극을 포함한 기판 전면에 절연막을 형성한 후, 상기 게이트 전극에 대응되는 상기 절연막상에 활성층과 오믹콘택층을 차례로 형성하는 공정과, 상기 오믹콘택층을 포함한 기판 전면에 소오스 및 드레인 전극 그리고 화소전극용 금속을 증착하고 패터닝 하는 공정과, 플라즈마식각을 통해 상기 패터닝된 금속의 표면에 요철을 형성하는 공정과, 상기 요철이 형성된 금속을 포함한 기판 전면에 보호막 및 배향막을 형성하는 공정을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.

제3도에 본 발명의 일실시예에 의한 반사형 TFT-LCD 구조를 도시하였다.

본 발명의 반사형 TFT-LCD는 차광금속막(32)과 컬러필터(38), 투명전극(36), 배향막(39)이 차례로 적층된 상부기판(31)과, 게이트전극(24)과 활성층인 비정질규소층(24), 오믹콘택층인 n+비정질규소층(25), 소오스 및 드레인 전극(27)으로 구성된 박막트랜지스터가 형성되고 상기 박막트랜지스터의 소오스 및 드레인전극 연결된 화소전극(27)이 형성되고, 이위에 보호막(28)과 배향막(29)이 차례로 적층된 하부기판(21)과, 상기 상부기판(31)하부기판(21) 사이에 주입된 액정층(40)으로 구성된다.

상기 박막트랜지스터의 소오스전극과 드레인전극 및 화소전극(27)은 동일한 금속층으로 형성되어 화소전극은 소오스 및 드레인전극과 연결되어 있다. 상기 소오스전극과 드레인전극 및 화소전극(27)은 표면에 미세한 요철이 있는 금속으로 이루어져 있다. 따라서 소오스전극과 드레인전극 및 화소전극이 반사판의 역할도 할 수 있게 되므로 별도의 반사판 및 확산판이 불필요하게 된다.

또한, 본 발명의 TFT-LCD의 상부기판은 상술한 바와 같이 종래의 TFT-LCD의 경우와 거의 동일한 구조를 가지나, 컬러필터의 광학적밀도가 종래의 1/2정도로 되어 있다. 즉, 컬러필터의 두께를 종래의 1/2이거나 두께가 종래와 동일할 경우 컬러필터내에 투여된 염료량이 종래의 1/2정도이다.

이와같이 구성된 본 발명의 반사형 TFT-LCD제조방법을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 하부유리기판(21)상에 게이트 형성용 금속으로 예컨대 Cr을 증착한 후 패터닝하여 게이트전극(22)을 형성하고, 그 전면에 게이트절연막(23)으로서 예컨대 PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposion)에 의해 질화규소막(SiNx)을 형성한 다음 이위에 비정질규소층(24), n+비정질규소층(25)을 차례로 형성하고 이를 소정패턴으로 패터닝하여 활성층(24) 및 오믹콘택층(25)을 형성한다. 이어서 기판전면에 금속층으로 Cr과 Al을 스퍼터링방법으로 증착한 후, 이를 패터닝하여 소오스 및 드레인전극(27)을 형성한다. 이때, 상기 소오스 및 드레인전극(27)을 화소영역까지 연장되도록 형성함으로써 소오스 및 드레인전극에 연결되는 화소전극(27)이 동시에 형성되도록 한다. 이때, 상기 Al 을 증착하는 공정중이나 또는 증착한 후에 수소플라즈마에 Al 을 노출시킴으로써 Al 표면에 미세한 요철이 형성되도록 한다.

상기 소오스전극과 드레인전극 및 화소전극 형성을 위한 상기 금속층은 상기한 바와 같이 Al 과 Cr으로 이루어진 2층구조로 형성할 수도 있으나, Al 단일층으로 형성할 수도 있으며, Al 대신 은(Ag)이나 은을 포함한 2층이상의 금속으로 형성할 수도 있다.

이어서 상기 소오스전극과 드레인전극사이의 상기 n+비정질규소층(25)을 선택적으로 식각한 다음 전면에 보호막(28)을 형성한다.

한편, 상부기판은 종래와 동일한 방법에 의해 제조하게 되는데, 단 컬러필터의 광학적밀도는 종래의 1/2로 한다. 즉, 두께를 종래의 1/2로 하거나, 두께를 종래와 동일하게 설정할 경우에는 염료의 투여량을 1/2로 한다.

이상 상술한 바와 같이 본 발명은 백라이트를 사용하지 않는 반사형 TFT-LCD를 구성함에 있어서, TFT의 소오스 및 드레인 전극 형성을 위한 금속층으로 화소전극을 형성함과 동시에 반사판으로 이용한다. 이에 따라 소비전력을 감소시킬 수 있게 되며, 별도의 반사판 및 확산판이 불필요하게 되므로 LCD 제조공정을 단순화시킬 수 있고 제조비용을 절감할 수 있게 된다.

Claims (3)

1. 절연기판상의 소정영역에 게이트전극을 형성하는 공정과, 상기 게이트전극을 포함한 기판 전면에 절연막을 형성한 후, 상기 게이트전극에 대응하는 절연막상에 활성층과 오믹콘택층을 차례로 형성하는 공정과, 상기 오믹콘택층을 포함한 기판 전면에 소오스 및 드레인전극 그리고 화소전극용 금속을 증착하고, 패터닝하는 공정과, 플라즈마식각을 통해 상기 패터닝된 금속의 표면에 요철을 형성하는 공정과, 상기 요철이 형성된 금속을 포함한 기판 전면에 보호막 및 배향막을 형성하는 공정을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 반사형 박막트랜지스터-액정표시장치 제조방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 금속은 Al 과 Cr의 적층형태로 형성하거나 또는 Al 의 단일층으로 형성하는 것을 특징으로 하는 반사형 박막트랜지스터-액정표시장치 제조방법.
3. 제2항에 있어서, 상기 금속은 은(Ag)이나 은을 포함한 2층이상의 금속을 사용하는 것을 특징으로 하는 반사형 박막트랜지스터-액정표시장치 제조방법.