KR100455557B1 - 액티브매트릭스형 액정표시장치 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

반사형 액티브매트릭스형 액정표시장치에서, 반사막이 확실하게 형성되고, 반사막을 형성하기 위한 노광량이 적게 완료하여 제조시간을 단축할 수 있으며, 제조프로세스가 단순하고, 화소마다에 충분한 스토리지용량을 확보할 수 있도록 한다. 화소마다 요철구조형성영역에서, 제1절연층(60)과 하부절연막(56) 사이에 배치되고, 박막트랜지스터의 소스전극과 전기적으로 접속함과 동시에 반사막(51)에 전기적으로 접속하는 상부전극(59) 및 유리기판(55)과 하부절연막(56) 사이에 배치되고, 상부전극(59)과 축적용량을 형성하는 하부전극(58)을 마련한다. 패터닝된 제1절연층(61)의 형상에 기초하여 반사막(51)의 표면의 요철형상이 정해지게 된다. 포토리소그래피에 의한 제1절연층(61)의 패턴시에, 상부전극(59)이 반사부재로서 기능하게 된다.

Description

액티브매트릭스형 액정표시장치 및 그 제조방법{Active matrix type liquid crystal display and method for producing the same}

본 발명은 액티브매트릭스형 액정표시장치 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 외부에서 액정층에 입사된 빛을 다시 외부로 반사시키는 반사층을 갖는 반사형 액티브매트릭스형 액정표시장치 및 그 제조방법에 관한 것이다.

근년, 박형텔레비전수상기나 개인용컴퓨터, 휴대정보단말기(PDA; personal digital assistant), 휴대전화기, 각종단말기, 각종모니터장치 등의 기기의 표시장치로서, 액정표시장치가 많이 이용되고 있다. 그 중에서도, 표시화소마다 스위칭소자(능동소자)를 설치하여, 각각의 화소전극으로의 전압인가를 스위칭소자에 의해 제어하도록 한 액티브매트릭스형 액정표시장치가 폭넓게 사용되고 있다. 스위칭소자로서는, 박막트랜지스터(TFT; thin film transistor)나 MIM(금속/절연막/금속구조; metal-insulator-metal)다이오드 등이 이용된다. 액티브매트릭스형 액정표시장치는, 고해상도이고 시야각이 넓으며, 콘트라스트비가 높고 다계조표시가 가능하다는 특징을 갖고 있다.

액정표시장치에는, 광원, 표시장치, 표시장치와 인식자의 위치관계에 따라, 크게 나눠 투과형과 반사형 두 종류가 있다. 액티브매트릭스형 액정표시장치의 경우, 종래에는 액정표시패널의 뒷면에 백라이트라고 부르는 광원을 배치하고 그 광원으로부터의 빛이 액정표시패널장치를 투과하도록 한 투과형이 일반적이였다. 그러나, 투과형의 경우, 백라이트가 소비하는 전력을 무시할 수 없으며, 백라이트를 포함하는 액정표시장치를 전체로 하여 본 경우에, 백라이트는 전소비전력의 50%이상을 소비하는 예도 적지 않다. 또, 백라이트를 설치함에 의해, 액정표시장치가 다소 두꺼워지고 무거워진다는 문제점도 있다.

그래서, 주위광을 반사함으로써 표시를 행하는 반사형의 액티브매트릭스형 액정표시장치가 실용화되어, 예를 들면, 휴대전화기 등 특히 저소비전력인 것이 요구되는 기기에 사용되게 되었다. 반사형 액정표시장치는, 표시패널의 앞면으로 입사된 빛을 반사시켜, 다시 표시패널의 앞면으로부터 반사되는 구성으로 되어 있다. 이와 같이 주위광을 반사시키는 구성이기 때문에, 반사형의 액정표시장치는 빛을 반사하는 반사층을 가지고 있지만, 이 반사층이 거울면(鏡面)이면, 입사광이 한 방향으로만 반사되게 되어 실질적으로는 시야각이 극히 좁고, 간섭의 영향으로 반사광의 착색현상이 일어나며, 무아래줄무늬(moire fringe)가 관찰된다. 그래서, 반사면에 적당한 미세한 요철을 설치하는 것이 행해진다.

도 15는 종래의 한 장의 편광판방식 반사형 액티브매트릭스형 액정표시장치를 보여주는 단면도이다. 이하, 이 도면에 기초하여 설명한다.

이 액정표시장치는, 대향기판(1)과 하부기판(7; TFT기판) 사이에 액정층(14)을 끼운 구성이다. 대향기판(1)은 편광판(2), 위상차판(3), 유리기판(4), 컬러필터(5), 투명전극(6; 공통전극) 등으로 구성된다. 하부기판(7)은 유리기판(8), 유리기판(8) 위에 형성된 스위칭소자인 박막트랜지스터(9), 요철구조의 기초가 되는 제1절연층으로 된 볼록형상(10), 그 위에 형성된 제2절연층인 폴리이미드막(11), 박막트랜지스터(9)의 소스전극(12)에 접속되어 반사층(반사판)과 함께 화소전극으로서 기능하는 반사전극(13)으로 구성된다. 대향기판(1)과 하부기판(7) 사이에, 액정층(14)이 위치한다. 반사전극(13)은, 예를 들면 알루미늄(Al) 등에 의해 형성된다.

광원으로는 반사광(16)을 이용한다. 반사광(16)은, 외부로부터 입사광(15)이 편광판(2), 위상차판(3), 유리기판(4), 컬러필터(5), 투명전극(6), 액정층(14)을 통과하여 반사전극(13)에서 반사된 것이다.

이 반사액정표시장치의 표시성능으로는, 액정투과상태일 때에 밝고 흰 표시를 나타내는 것이 요구된다. 이 표시성능의 실현에는, 다양한 방위에서의 입사광(15)을 효율적으로 반사시킬 필요가 있다. 그러므로, 폴리이미드막(11)에 요철구조를 형성하여, 그 위에 위치하는 반사전극(13)이 반사광을 산란시키는 기능을 갖게 할 수 있다. 따라서, 반사전극(13)의 요철구조를 어떤 모양으로 형성하는 가는, 반사형 액정표시장치의 표시성능을 결정하는 데 중요하다. 이 요철구조의 기초가 되는 볼록형상(10)은, 예를 들면 작은 반구형의 독립한 다수의 볼록구조를 유리기판(20)의 안쪽면에 불규칙하게 분산하여 설치한 것이다.

도 16 및 도 17은, 이 종래의 반사형 액정표시장치의 반사전극 제조방법을보여주는 단면도이다. 이하에서, 이 도면에 기초하여 설명한다.

박막트랜지스터의 제조공정에서는, 우선 유리기판(20) 위에 게이트전극(21)을 형성한다(도 16[a]). 다음에, 게이트절연막(22), 반도체층(23), 도핑층(24)을 형성한다(도 16[b]). 다음에, 반도체층(23) 및 도핑층(24)을 패터닝하여 아일랜드(25)를 형성하고(도 16[c]), 또한 금속층을 성형한 후에 패터닝하여 소스전극(26), 드레인전극(27)을 형성한다(도 16[d]). 그 후에, 반사전극의 제조공정으로 옮겨진다.

반사전극의 제조공정에서는, 우선 감광성을 갖는 유기계 절연막(28)을 형성한다(도 16[e]). 유기계 절연막으로서는, 예를 들면, 아크릴계 포토레지스트가 사용된다. 다음에, 포토리소그래피를 시행하여 반사전극형성영역에 볼록부(29)를 형성하고(도 16[f]), 가열로써 볼록부(29)를 용융시켜 매끄러운 볼록형상(30)으로 변환시킨다(도 17[g]). 그 다음, 이 상부를 유기계 절연막(31)으로 피복시켜, 보다 매끄러운 요철면(32)을 형성한다(도 17[h]). 다음에, 박막트랜지스터의 소스전극에 반사전극을 전기적으로 접속하기 위한 콘택트부(33)를 형성하고(도 17[i]), 그 후에 반사전극(34)을 형성한다(도 17[j]). 이 반사전극의 제조방법은, 예를 들면 일본 특공소61-6390호 공보 등에 개시되어 있다.

상술한 종래의 반사형 액티브매트릭스형 액정표시장치에는, 이하에서 서술한 것과 같은 과제가 남아 있다.

첫째로, 요철구조를 형성하기 위하여 포토리소그래피공정을 이용하지만, 그 경우 사용하는 포토레지스터(유기계 절연막(28))로서, 요철형상의 미세한 제어가필요한 일도 있어서, 일반적으로는 아크릴계 등의 비교적 감도가 낮은 포토레지스트를 사용한다. 그 때문에, 요철형상을 만들기 위한 포토리소그래피공정에서 필요한 노광량이 크게 되어, 노광시간의 장기화, 나아가서는 공정시간의 장기화의 원인이 된다.

둘째로, 요철을 형성하기 때문에 화소마다의 스토리지용량(축적용량)이 작게되어, 플리커(flicker)가 발생하기 쉽다는 문제점이 있다. 일반적으로 축적용량을 크게 하기 위하여, 투과형 액티브매트릭스형 액정표시장치에서 행해지는 것과 같이, 게이트선과 반사전극(화소전극)을 겹친 부분의 면적을 크게 하는 것이 고려된다. 그러나, 상술한 바와 같은 반사형 액티브매트릭스형 액정표시장치의 경우에는, 투과형의 것과 비교하여 유기계 절연막(28) 및 폴리이미드막(11)의 두께를 무시할 수 없어, 게이트선과 화소전극의 간격이 커지게 되어, 그 만큼 충분한 스토리지용량을 확보하기 어렵게 된다.

셋째로, 반사전극 표면의 요철형상을 다수의 작은 반구형의 것으로 하는 경우, 제조공정의 상술한 도 16[f]의 공정에서, 볼록부(29)는 서로 고립된 작은 원기둥으로 된다. 이 볼록부(29)의 크기는, 전형적으로는 직경이 1∼20㎛ 정도, 높이는 0.5∼5㎛ 정도이다. 그 때문에, 도 16[f]의 공정 이후 공정(예를 들어 기판세정공정, 가열공정, 성막공정 등)에서, 기초와 볼록부(29)와의 밀착성이 나빠져, 볼록부(29)는 이탈되고 마는 경우가 있다. 이 때문에, 소정의 형상의 반사전극을 형성할 수 없게 된다.

본 발명은, 반사형 액티브매트릭스형 액정표시장치에서의 상술한 과제를 해결하는 것을 목적으로 하고, 구체적으로는, 반사전극이 확실하게 형성되고, 반사전극(반사층)을 형성하기 위한 노광량이 적게 완료하여 제조시간을 단축할 수 있으며, 제조프로세스가 단순하고, 화소마다에 충분한 스토리지용량을 확보할 수 있는 액티브매트릭스형 액정표시장치와 그 제조방법을 제공하는 것이다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 액티브매트릭스형 액정표시장치의 구성을 보여주는 모식적 단면도이다.

도 2a 및 2b는 도 1에서 보여준 액티브매트릭스형 액정표시장치에서 하부기판의 구성을 보여주는 모식적 평면도이다.

도 3은 하부기판에 형성된 요철구조의 평면형상을 보여주는 도면이다.

도 4는 박막트랜지스터의 형성영역을 포함하는 부분의 구성을 보여주는 모식적 단면도이다.

도 5는 도 1에서 보여준 액티브매트릭스형 액정표시장치를 제조하기 위한 순서를 보여주는 단면도로서, a∼g의 순서로 공정이 진행된다.

도 6은 도 5에서 보여준 공정에 이어, 도 1에서 보여준 액티브매트릭스형 액정표시장치를 제조하기 위한 순서를 보여주는 단면도로서, h∼i의 순서로 공정이 진행된다.

도 7은 도 1에서 보여준 실시예의 변형예를 보여주는 도면이다.

도 8은 도 1에서 보여준 실시예의 변형예를 보여주는 도면이다.

도 9는 도 1에서 보여준 실시예의 변형예를 보여주는 도면이다.

도 10은 도 1에서 보여준 실시예의 변형예를 보여주는 도면이다.

도 11은 액티브매트릭스형 액정표시장치를 제조하기 위한 다른 순서를 보여주는 단면도로서, a∼f의 순서로 공정이 진행된다.

도 12는 본 발명의 다른 실시예의 액티브매트릭스형 액정표시장치에서 하부기판의 구성을 보여주는 모식적 평면도이다.

도 13은 도 12에서 보여준 액티브매트릭스형 액정표시장치의 구성을 보여주는 모식적 단면도이다.

도 14a 및 14b는 액티브매트릭스형 액정표시장치의 등가회로도이다.

도 15는 종래의 반사형 액정표시장치를 보여주는 단면도이다.

도 16은 종래의 반사형 액정표시장치의 제조방법을 보여주는 단면도로서, a∼f의 순서로 공정이 진행된다.

도 17은 도 16에서 보여준 공정에 이어, 종래의 반사형 액정표시장치의 제조방법을 보여주는 단면도로서, h∼i의 순서로 공정이 진행된다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

48, 55 : 유리기판 49 : 차광층(흑매트릭스)

50 : 하부기판 51 : 반사막

52 : 투명전극 53 : 대향기판

54 : 액정층 56 : 하부절연막

57 : 패시베이션막 58 : 하부전극

59 : 상부전극 60, 61 : 절연층

71 : 게이트선 72 : 데이터선(드레인선)

73 : TFT(박막트랜지스터) 74 : 게이트전극

75 : 드레인전극 76 : 소스전극

77 : 볼록부 78 : 오목부

79 : 콘택트홀

본 발명의 액티브매트릭스형 액정표시장치는, 투명한 제1기판(도 1의 유리기판(48)에 해당); 제2기판(도 1의 유리기판(55)에 해당); 제2기판 위에 형성된 하부절연막; 제2기판 위에 화소마다 마련된 스위칭소자; 하부절연막 위에 마련된 화소의 유효영역에 대응하여 요철구조를 갖는 절연층; 화소마다, 절연층 위에 요철구조를 반영시킨 형상으로 마련된 반사막; 및 제1기판과 제2기판의 반사막 측에 끼워 넣어진 액정층을 갖는 액티브매트릭스형 액정표시장치에 있어서, 화소마다, 요철구조의 형성영역에서 절연층과 하부절연층 사이에 마련되고, 스위칭소자의 소스전극과 전기적으로 접속하는 상부전극; 및 제2기판과 하부절연막 사이에 마련되고, 상부전극과 축적용량을 형성하는 하부전극을 갖는 것을 특징으로 한다.

여기서, 요철구조의 형성영역에서 상부전극의 대략 전면(全面)에 대응하여 하부전극이 형성되는 것이 바람직하다.

본 발명에서는, 하부전극 및 상부전극에 의해 충분한 크기의 축적용량을 형성할 수 있기 때문에, 플리커 등의 문제가 일어나지 않는다. 또, 절연층에서의 요철구조를 포토리소그래피에 의해 형성하는 것을 생각해 보면, 상부전극이 노광시에반사층으로서 작용하기 때문에(상부전극이 일부 흠결된 구성에서는, 그 흠결된 부분에 하부전극이 형성되어 있다면, 그 하부전극도 반사층으로서 작용한다), 실질적으로 필요한 노광량을 감소시킬 수 있어, 노광시간의 단축, 나아가 액정표시장치의 생산성의 향상을 도모할 수 있다.

본 발명의 액정표시장치에서, 요철구조는, 불규칙하게 배치된 복수의 선모양의 볼록부와 볼록부에 둘러싸인 복수의 오목부로 되는 것이 바람직하다. 이와 같은 요철구조를 채용함에 의해, 종래의 고립된 반구형의 볼록부를 이용하는 경우에 비해, 볼록부의 이탈이 방지되어, 소망하는 형상의 반사막을 확실히 형성할 수 있다. 반사막은 스위칭소자의 소스전극에 전기적으로 접속하여도 좋고, 이 경우, 반사막은 화소전극으로서도 기능하는 반사전극이 된다.

절연층으로서는, 예를 들면, 요철구조의 형상에 따라 포토리소그래피공정에 의해 패터닝된 제1층과 표면에 요철구조를 지지하면서 제1층을 피복하는 제2층으로 구성된 것을 사용할 수도 있고, 단일 포토레지스트층으로 된 것을 사용하는 것도 가능하다. 단일 포토레지스트층을 사용하면서 반사막과 상부전극을 전기적으로 접속할 필요가 있는 경우에는, 노광량을 변화시킨 복수회의 노광에 의해 표면의 요철구조의 형상과 절연층을 관통하는 콘택트홀이 형성되도록 하는 것도 좋다.

본 발명의 액티브매트릭스형 액정표시장치에서, 하부절연막을 게이트절연막으로 하고, 게이트전극이 게이트선에 접속되는 박막트랜지스터를 스위칭소자로 하고 더불어, 복수의 게이트선을 서로 병렬로 배치하며, 화소마다의 하부전극이, 해당 화소에 대응하는 게이트선에 인접하는 게이트선에 전기적으로 접속하도록 하는것이 바람직하다. 요철구조의 형성영역에서, 절연층의 제2기판측 표면에 단차가 형성되지 않도록 하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 액티브매트릭스형 액정표시장치에서는, 제1기판 위에 선택적으로 차광층(흑매트릭스; black matrix)을 형성할 수 있고, 그 경우에는, 제2기판에서 그 차광층에 대응하는 위치에서는 반사막이 형성되지 않도록 하는 것이 바람직하다.

또, 하부전극을 요철구조의 형성영역에서 상부전극의 전면에 대응하여 형성하는 것은 반드시 필요한 것은 아니고, 상부전극의 적어도 일부분에 대응하여 하부전극이 형성되도록 하여도 좋다.

본 발명의 액티브매트릭스형 액정표시장치의 제조방법은, 스위칭소자가 마련된 기판을 갖는 액티브매트릭스형 액정표시장치의 제조방법에 있어서, 기판에 빛을 반사하는 반사부재를 형성하는 공정; 반사부재 위에 절연막을 형성한 후, 상기 절연막을 노광공정에 의해 패터닝하여 요철형상의 절연층을 형성하는 공정; 및 요철형상의 절연층 위에 반사막을 형성하는 공정을 포함하고, 요철형상의 절연층의 거의 전면은, 반사부재와 포개지고, 반사부재의 반사광을 이용하여 형성되는 것을 특징으로 한다.

반사부재를 마련함으로써, 노광공정에 의해 요철구조를 갖는 절연층을 형성하는 경우에 필요한 노광량을 저감할 수 있고, 노광시간의 단축, 또 제조공정의 단축을 도모할 수 있다.

여기서 반사부재는, 평탄한 표면이 되도록 형성되는 것이 더 바람직하다.또, 반사부재를 액티브매트릭스형 액정표시장치의 축적용량의 한 쪽 전극으로서 형성하는 것이 바람직하다. 반사부재를 축적용량의 한 쪽 전극(상부전극: 능동소자에 접속하는 쪽의 전극)으로서 형성함에 의해, 플리커의 방지를 도모할 수 있게 된다. 또 상부전극과 반사부재를 개별적으로 마련할 필요가 없게 되어, 축적용량형성을 위한 공정을 절연층의 노광시간의 단축을 위하여 겸용할 수 있고, 또한 공정시간의 단축을 도모할 수 있다.

본 발명에서, 노광공정은, 전형적으로는 양화형 또는 음화형의 포토레지스트를 소정의 형상으로 패터닝하는 공정이다.

요철형상의 절연층을 형성하는 공정은, 예를 들면, (1) 소정의 요철형상에 대응하여 노광공정에 의해 제1포토레지스트층을 패터닝하는 공정 및 패터닝된 제1포토레지스트층 위에 제2포토레지스터층을 형성하는 공정을 포함하고, 제1포토레지스트층의 패터닝된 형상에 따라 제2포토레지스트층의 표면의 형상이 정해지는 공정으로 하여도 좋고, 또는 (2) 소정의 요철형상에 대응하여 상대적으로 저노광량으로 포토레지스트층을 노광하는 공정; 및 콘택트홀에 대응하여 상대적으로 고노광량으로 상기 포토레지스트층을 노광하는 공정을 포함하는 공정으로 하여도 좋다.

또 본 발명에서 화소의 유효영역은, 차광층 등에 의해 덮이지 않는, 즉 개구율에 기여하는 영역이고, 그곳에서의 액정층의 배향변화가 화소표시로서 이용되는 영역이다.

여기서, 본 발명에서, 상부전극과 하부전극으로 된 축적용량부를 화소의 유효영역의 거의 모든 영역에 마련하는 것이 바람직하다는 것에 대하여 좀 더 설명한다. 상술한 바와 같이 액티브매트릭스형 액정표시장치에서는, 크게 나누어 투과형과 반사형이 있지만, 반사형의 것은, 소비전력을 더 낮출 것이 요구되는 기기에 사용된다. 이와 같은 기기는, 투과형의 액정표시장치가 사용된 기기에 비하여, 표시속도는 그다지 요구되지 않기 때문에, 축적용량을 크게 하는 것에 수반하는 표시속도의 저하를 방지하는 것보다도, 소비전력의 감소가 우선되고, 그 때문에, 축적용량부를 크게 하는 것에 수반하는 동작속도의 저하는 허용된다.

다음으로, 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도면들을 참조하여 설명한다.

도 1은, 본 발명의 일 실시예의 액티브매트릭스형 액정표시장치의 구성을 보여주는 모식적 단면도이고, 대략 1화소분의 영역의 구성을, 화소의 중앙부분을 포함하는 단면으로 절단한 형상(후술하는 도 2에서의 A-A선에서 절단한 형상)을 나타낸다. 이 액정표시장치는 수평 및 수직방향으로 복수의 화소가 2차원적으로 배열되어 구성되어 있다.

이 액티브매트릭스형 액정표시장치는, 반사형으로, 화소마다 마련된 반사전극(51)을 갖는 하부기판(50)과, 각 화소에 대하여 공통으로 마련된 투명전극(52; 공통전극)을 갖는 대향기판(53)을, 양쪽의 전극(51, 52)이 마주보도록 대향배치되고, 이 두기판(50, 53) 사이에 액정층(54)를 봉지한 구성이다. 이 액정표시장치에서도, 도 15에서 보여준 종래의 액정표시장치와 마찬가지로, 반사막(51)에는 요철구조가 형성되어 있다. 단, 요철구조의 구체적인 형상은, 도 15에서 보여준 것과는 다르며, 구체적으로는 후술할 것처럼, 불규칙한 망상(網狀)으로 연결된 형상의 요철을 갖는다.

이 실시예에서, 반사막(51)은, 화소마다 마련된 화소전극으로서도 기능을 하기 위한 것이고, 콘택트홀(79; 도 2참조)에 의해, 화소마다 마련된 박막트랜지스터(TFT; 도 1에는 미도시)의 소스전극에 전기적으로 접속된다. 반사막(51)은, 알루미늄 등의 고반사효율금속에 의해 형성된다. 또, 본 발명에서는, 반사막(51)을 박막트랜지스터의 소스전극 등에 접속하지 않게 구성으하는 것도 가능하다.

하부기판(50)은, 유리기판(55)과, 유리기판(55) 위에 형성된 하부전극(58)과, TFT의 게이트절연막으로도 사용되며 하부전극(58) 위에 형성된 하부절연막(56)과, 하부절연막(56) 위에 형성된 상부전극(59)과, 상부전극(59) 위에 형성된 패시베이션막(57)을 포함한다. 하부절연막(56)으로는, 예를 들면, 알루미늄산화막, 실리콘산화막 또는 실리콘질화막 등이 사용된다. 패시베이션막(57)으로는, 실리콘질화막 또는 실리콘산화막 등이 사용된다. 또한, 하부기판(50)에는, 반사막(51)에 요철구조를 형성하기 위하여, 이 요철구조에 대응하는 형상으로 패터닝하여 패시베이션막(57) 위에 마련된 제1절연층(60)과 제1절연층(60)의 전체를 덮도록 형성된 제2절연층(61)이 설치된다. 화소마다 마련된 반사막(51)은, 제2절연층(61) 위에 형성된다. 제2절연층(61)은, 패터닝된 제1절연층(60) 및 제1절연층(60)이 형성되지 않은 부분의 패시베이션막(57)을 덮도록 설치되고, 패터닝된 제1절연층(60)의 형상에 따라 표면에 요철구조를 갖도록 되어 있다. 단, 후술하는 바와 같이, 콘택트홀(79; 도 2)의 형성부위에는 제1절연층(60) 및 제2절연층(61)은 설치되지 않는다.

제1절연층(60)은, 감광성수지조성물(포토레지스트)로 구성되고, 공지의 포토리소그래피프로세스에 의해 패터닝된다. 포토레지스트는, 양화형이여도 음화형이어도 좋다. 예를 들면, 아크릴계 포토레지스트를 사용할 수 있다. 제2절연층(61)으로는, 폴리이미드 등을 사용할 수 있지만, 제2절연층(61)의 형성 후에 콘택트홀의 형성부위의 제2절연층(61)을 제거할 것을 고려하여, 제2절연층(61)도 포토레지스트로 형성하는 것이 바람직하다.

대향기판(53)에는, 유리기판(48)과, 유리기판(48) 위에 형성된 컬러필터(62)가 마련되고, 투명전극(52)은 컬러필터(62) 위에 형성된다. 도면에 도시되지는 않았지만, 반사막(51) 및 투명전극(52)의 표면에는 배향막이 형성되고, 배향처리(러빙(rubbing)처리)가 시행된다. 대향기판(53)에는, 미도시의 위상차판이나 편광판이 형성된다. 또, 컬러필터(62)의 일부는, 차광층(49; 흑매트릭스)으로 치환된다.

하부전극(58) 및 상부전극(59)은 모두 화소마다 설치된 것이다. 하부전극(58)은, 박막트랜지스터의 게이트전극이나 그 게이트전극과 일체로 형성된 게이트선과 동일공정으로 동일재료로 형성된 것이다. 구체적으로는, 크롬이나 몰리브덴 등의 금속재료로 구성된다. 실제로는, 어떤 화소의 하부전극은, 그 화소를 제어하는 게이트선에 인접하는 게이트선(앞단게이트선이라 함)에 전기적으로 접속한다. 구체적으로는, 화소영역에서 그 화소영역을 향하여 튀어나온 앞단게이트선을 형성하면 좋다. 한편, 상부전극(59)은 그 화소의 박막트랜지스터의 소스전극과 일체로 형성되고, 그 소스전극과 동전위로 되고, 예를 들면, 크롬, 몰리브덴 등의 금속에 의해 형성된다. 이 하부전극(58) 및 상부전극(59)은, 모두 대략 평면이고, 서로 거의 포개지며, 이것에 의해, 전기적으로는 용량으로 비유되는 액정셀에 대하여 병렬로 마련된 축적용량을 구성하게 된다. 또, 상부전극(59)은, 후술하는 바와 같이, 포토리소그래피에 의해 제1절연층(60; 포토레지스트)의 패터닝할 때에, 그 포토레지스트를 통과한 빛을 반사하여 다시 포토레지스트에 입사시키는 기능(반사부재로서의 기능)을 갖고, 이것에 의해, 제1절연층(60)의 패턴화를 위하여 필요한 노광량을 대폭으로 감소시키는 것이 가능하다. 따라서, 이 관점에서도 상부전극(59)은 광반사율이 높은 금속을 이용하여, 평평하고 매끄럽게 마련되는 것이 바람직하다.

도 2는, 하부기판(50)에 있는 각 층, 각 전극의 배치를 보여주는 평면도이고, 대략 1화소분의 영역을 보여준다. 하부기판은 복수의 층이나 전극을 적층한 구성이기 때문에, 각 층, 각 전극의 형성영역을 명시하기 위하여, 도 2a와 도 2b의 2개의 분도(分圖)로 되어 있다. 이 도 2a와 도 2b의 분도들은 동일한 영역을 보여준 것이지만, a는 반사막(51)의 형성영역을 포함한 것이고, 도 2b는 도 2a에서 반사막(51)을 편의상 제거하여 본 것이다.

도시한 바와 같이, 게이트선(71; 주사선)과 데이터선(72; 드레인선)이 서로 직교되도록 격자상으로 배치되고, 인접한 2개의 게이트선(71) 및 인접한 2개의 데이터선(72)으로 둘러싸인 직사각형영역이 1화소분의 화소영역이 된다. 게이트선(71)과 데이터선(72)의 교점마다 TFT(73)가 마련되고, TFT(73)의 드레인전극(75)은 데이터선(72)에 접속되고, TFT(73)의 게이트전극(74)은 게이트선(71)에 접속된다. TFT(73)의 소스전극(76)은 상위전극(59)과 일체로 되어, 상부전극(59)과접속된다. 하부전극(58)은, 앞단게이트선(71)이 이 화소영역 안으로 연장되어 나오도록 형성된다.

반사막(51)은, 후술하는 바와 같이, 콘택트홀(79)에 의해 소스전극(76)에 전기적으로 접속된다. 이 종류의 반사형 액정표시장치의 경우, 게이트선(71)이나 데이터선(72)의 형성영역은 화소의 유효영역으로는 되지 않기 때문에, 대향기판(53)에서, 게이트선(71)이나 데이터선(72)의 형성위치에 맞추어 차광층(49; 흑매트릭스)을 마련하는 것이 일반적이다. 반사막(51)은, 이와 같은 차광층(49)에 대응하는 위치에는 형성되지 않고, 이렇게 하여 각 화소마다의 반사막(51)이 인접하는 화소의 반사막으로부터 분리된다.

반사막(51)에 있는 요철구조, 즉 패터닝된 제1절연층에 의한 요철구조는, 도면에서 하얗게 된 부분에 의해 그 볼록부(77)를 나타내도록 형성된다. 도 1의 절연층이 존재하는 부분이 볼록부가 되므로, 여기서의 요철구조는, 기준이 되는 면 위에, 불규칙한 망상으로 연결된 형상의 볼록부(77)가 마련된 구성으로 된다. 실제로는 이 볼록부(77)는, 각 화소의 유효영역에 형성되고, 게이트선이나 드레인선 위의 영역에는 형성되지 않는다. 그래서, 볼록부(77)가 형성되어 있는 영역을 요철구조의 형성영역이라고 부른다면, 상부전극(59) 및 하부전극(58)은, 요철구조의 형성영역 바로 밑의 위치의 대략 전면에 형성된다. 특히, 도 1, 도 2에서 보여준 예에서, 요철구조의 형성영역의 바로 밑의 위치에서는, TFT(73)의 형성영역을 제거하여, 반드시 상부전극(59) 및 하부전극(58)이 배치되도록 되어 있다. 여기서, TFT(73)의 형성영역이 제외된 이유는, TFT(73)의 형성영역에는 필연적으로 드레인전극, 채널영역, 게이트전극, 소스전극을 배치할 필요가 있고, 드레인전극 및 채널영역을 배치하는 부분에는 상부전극(59)을 형성할 수가 없고, 게이트전극을 배치하는 부분에는 하부전극(58)을 형성할 수 없기 때문이다.

요철구조의 형성영역의 바로 밑의 위치의 대략 전면에 하부전극(58) 및 상부전극(59)을 형성함으로써, 요철구조의 형성영역에서, 패시베이션막(57)의 표면은 평평하고 매끄럽고, 실질적으로 단차가 없는 구조로 된다. 이와 같이 패시베이션막(57)의 표면에 단차가 없으면, 제1절연층(60)을 패터닝하는 경우에, 볼록부의 높이가 갖게 된 소망의 형상으로 정확하게 요철구조를 형성할 수 있게 된다. 한편, 요철구조의 형성영역에서 패시베이션막(57)의 표면에 단차가 있는 경우에는, 소망의 요철형상을 얻기 위한 노광량 관리나 마스크패턴의 생성이 번잡한 것이 된다.

도 3은, 하부기판(50)에 형성된 요철구조의 평면형상을 보여주는 도면이고, 액정표시장치의 패널표시영역의 전체에 있는 패턴과, 1화소분의 영역에 있는 패턴(확대도)을 보여준다. 이 도 3에서는, 도 2와 다르게, 연속된 선모양의 볼록부(77)가 흑색부로 표시된다. 볼록부(77) 사이의 백색부는, 고립된 오목부(78)이다. 선모양의 볼록부(77)는 무작위적인 망상으로 서로 접속된다. 결국, 이 요철구조에 의하면, 주위를 볼록부(77)로써 둘러싸고 고립된 다수의 오목부(78)가 불규칙하게 배치되게 된다. 오목부(78)는 불규칙하게 배치된 다수의 선모양의 볼록부(77)에 의해 둘러싸인 부분(다각형상)이 된다.

이와 같이 구성함으로써, 볼록부(77)에 대응한 형상을 갖는 패터닝된 제1절연층(60)과 기초(패시베이션막(57))와의 접촉면적을 크게 할 수 있기 때문에, 기초막과의 밀착성을 향상시킬 수 있어 막이 떨어지지 않는 양호한 요철구조를 실현할 수 있다.

도 4는, 박막트랜지스터의 형성영역을 포함하는 부분의 하부기판(50)의 구성을 보여주는 모식적 단면도이고, 도 2에서의 B-B선의 단면에 대응한다. 이 도면에서는, 패시베이션막(57)은 생략되어 있다. TFT(73)의 소스전극(76)의 근방의 위치에서, 제2절연층(61)에 콘택트홀(79)이 형성되고, 반사막(51; 알루미늄막)이 이 콘택트홀을 채움으로써, 반사막(51)이 TFT(73)의 소스전극(76) 및 상부전극(59)이 전기적으로 접속되게 된다.

또, 도 2 및 도 4에서 보여준 예에서는, TFT(73)의 형성영역에도 반사막(51)에 있는 요철구조가 마련되지만, TFT(73)의 바로 밑의 위치에는 요철구조(볼록부(77))를 설치하지 않도록 하는 것도 가능하다.

또, 콘택트홀(79)의 형성위치는 소스전극(76)의 근방(또는 소스전극(76) 그 자체)에 한하는 것은 아니고, 소스전극(76)에 전기적으로 접속된 상부전극(59)의 임의의 위치에 콘택트홀(79)를 형성할 수 있다. 특히, 양화형의 포토레지스트을 이용하는 경우에는, 콘택트홀(79)의 형성위치를 충분히 노광할 필요가 있으므로, 광반사율이 높은 상부전극(59) 위에 콘택트홀(79)이 형성되도록 하는 것이 바람직하다.

다음으로, 이 액정표시장치의 제조방법에 대하여, 도 5 및 도 6을 이용하여 설명한다. 설명의 간단함을 위해, 도 5 및 도 6에는, 패시베이션막(57)은 기재되지않는다. 본 실시예에서, 대향기판(53)의 제조공정은 종래의 공지된 것과 동일하기 때문에, 여기서는 하부기판(50)의 제조공정을 중심으로 설명한다.

우선, 유리기판(55)의 전면에 크롬(Cr)을 스퍼터링법에 의해 50㎚ 두께로 형성하고(공정 [a]), 그 후, 이 크롬층을 패터닝하여, 게이트선, 게이트전극(74) 및 하부전극(58)이 된다(도 5의 공정 [b]). 이 공정 [b]가 첫번째의 포토레지스트공정(1PR)이다. 이하, n번째의 포토레지스트공정을 nPR로 기재한다.

다음에, 게이트절연막으로도 되는 하부절연막(56)을 플라즈마CVD법에 의해 두께 400㎚로 형성하고, TFT의 채널영역이 되야 하는 반도체막(80)을 플라즈마CVD법에 의해 두께 200㎚로 형성한다. 반도체막(80)은, 적절한 도핑층을 포함하여도 좋다(공정 [c]). 그리고, 반도체막(80)을 TFT(73)의 반도체층(81)으로 패터닝한다(공정 [d]: 2PR). 반도체층(81)의 패터닝 후에, 크롬층, ITO(산화인듐주석)층을 스퍼터링법에 의해 각각 50㎚ 두께로 형성한다(공정 [e]). 크롬층 및 ITO층의 패터닝에 의해, 드레인선, 드레인전극(75), 소스전극(76) 및 상부전극(59)을 형성한다(공정 [f]: 3PR).

다음으로, 제1절연층(60; 두께 3㎛)을 전면에 형성한다(공정 [g]). 그 후에, 소망의 요철형상이 얻어질 수 있도록, 포토리소그래피공정에 의해 제1절연층(60)을 패터닝한다(공정 [h]: 4PR). 제1절연층(60)으로는, 양화형의 포토레지스트를 사용하여도 좋고, 음화형의 포토레지스트를 사용하여도 좋다. 일반적으로는, 그다지 감도가 높지 않은 포토레지스트가 사용되지만, 본 실시예의 경우, 적어도 요철형상의 형성영역에서, 제1절연층(60)의 아랫쪽에, 광반사율이 높은 금속을 이용하여 표면이 평평하고 매끄럽게 되도록 마련된 상부전극(59)이 형성된다. 제1절연층(60)의 패터닝의 경우에는, 패턴을 도면 윗쪽에서부터 노광하지만, 제1절연층(60)을 통과한 빛은 상부전극(59)의 표면에서 반사되어, 다시 제1절연층(60)에 입사되게 된다. 따라서, 이와 같은 상부전극(59)에 의한 반사의 영향이 없는 경우와 비교하여, 패터닝에 필요한 실질적인 노광량을 약 절반정도로 하는 것이 가능하게 되어, 노광시간의 단축, 공정시간의 단축 등을 도모할 수 있다.

상술한 바와 같은 제1절연층(60)의 패터닝이 종료된 후, 요철구조에서 그다지 급격한 형상으로 되지 않게 하기 위하여, 표면형상변환프로세스를 실시한다(공정 [i]). 표면형상변환프로세스는, 예를 들면, 질소분위기 중에서 오븐에 의해 260℃로 1시간간 처리를 행하는 것에 의해 실행된다. 이것에 의해, 요철의 경사각도는, 열처리 전에 60∼80°정도이였지만, 열처리 후에는 10∼40°정도까지 변화하고, 요철형성에서도, 직사각형에서 사인곡선형상의 매끄러운 볼록부로 변화한다. 물론, 표면형상을 변화시킨 방법으로는, 열처리에 한정되지 않고, 예를 들면, 약품에 의한 부분적인 용해처리를 사용하여도 좋다.

다음에, 제2절연층(61)을 약 1㎛ 두께로 형성한다(공정 [j]). 이 때, 상술한 바와 같이 패터닝된 제1절연층(60)의 요철형상에 기초하여 제2절연층(61)의 표면에도 요철형상이 형성되도록, 제2절연층(61)의 재질, 두께, 형성방법 등을 선택한다. 다음으로, 콘택트홀(79)을 형성한다(공정 [k]; 6PR). 콘택트홀(79)의 형성을 고려하면, 제2절연층(61) 자체를 포토레지스트로 구성하는 것이 바람직하다.

그 후, 알루미늄막을 스퍼터링법에 의해 300㎚ 두께로 형성하고, 소정의 형상으로 이 알루미늄막을 패터닝하여, 반사막(51)을 형성한다(공정 [l]; 6PR). 이 때 콘택트홀(79) 안에도 알루미늄막이 퇴적되도록 하여, 반사막(51)과 소스전극(76), 상부전극(59)이 전기적으로 접속되도록 한다. 알루미늄의 패터닝에는, 예를 들면, 60℃로 가열한 인산, 아세트산(酢酸) 및 질산(硝酸)으로 이루어진 혼합액으로 된 에칭액을 사용하는 습식에칭처리를 이용하는 것도 가능하다.

그 후, 게이트선의 단자형성 등의 처리를 행함으로써, 하부기판(50)이 완성된다. 반사막(51)의 표면요철의 최대단차는 1㎛ 정도이고, 상술한 바와 같이, 요철의 평면형상은 무작위적인 형상으로 된다. 물론, 요철단차는, 소망하는 반사광학특성에 필요한 높이에 의해 결정되면 되고, 0.4∼5㎛의 범위라면, 양호한 반사광학특성이 얻어진다.

그 후, 하부기판(50)과 대향기판(53)을 서로 마주보도록 하여 포개어 맞춘다. 또, 하부기판(50) 및 대향기판(53)은, 배향처리가 실시되고, 플라스틱입자 등의 스페이서(spacer)를 매개로, 패널 주변부에 에폭시계 접착제를 도포하여 접합시킨다. 그 후 액정을 주입하여 액정층(54)을 형성하여, 반사형 액정표시장치가 완성된다.

또 상술의 제조공정에서, 게이트절연막에는 예컨대 실리콘질화막, 반도체층에는 예컨대 비정질실리콘막, 도핑층에는 예컨대 n형화 비정질실리콘막을 사용한다. 이것들의 프라즈마CVD조건은, 일 예가 이하와 같다. 실리콘산화막의 경우, 반응가스에 시레인(silane)과 산소가스를 이용하고, 가스유량비(시레인/산소) 0.1∼0.5 정도, 성막온도 200∼300℃, 압력 133㎩, 플라즈마파워 200W로 한다. 실리콘질화막의 경우, 반응가스에 시레인과 암모니아가스를 이용하고, 가스유량비(시레인/암모니아) 0.1∼0.8, 성막온도 250℃, 압력 133㎩, 플라즈마파워 200W로 한다. 비정질실리콘막의 경우, 반응가스에 시레인과 수소가스를 이용하고, 가스유량비(시레인/수소) 0.25∼2, 성막온도 200∼250℃, 압력 133㎩, 플라즈마파워 50W로 한다. n형화 비정질실리콘막의 경우, 반응가스로 시레인과 인화수소(phosphine)을 이용하고, 가스유량비(시레인/인화수소) 1∼2, 성막온도 200∼250℃, 압력 133㎩, 플라즈마파워 50W로 한다.

또한, 이 막들을 패터닝하는 경우의 처리의 한 예는 이하와 같다. 실리콘질화막 및 비정질실리콘층의 패터닝에는, 드라이에칭을 이용할 수 있다. 실리콘질화막의 에칭에는, 에칭가스에 사염화불소와 산소가스를 이용하고, 반응압력 0.665∼39.9㎩, 플라즈마파워 100∼300W로 한다. 비정질실리콘층의 에칭에는, 에칭가스에 염소와 수소가스를 이용하고, 반응압력 0.665∼39.9㎩, 플라즈마파워 50∼200W로 한다. 게이트전극 등에 이용되는 Cr층의 에칭에는, 에칭가스에 과염화수소산과 질산제2세륨암모늄의 혼합수용액을 이용할 수 있다.

상기 예에서, 소스전극 및 드레인전극에 Cr, 게이트전극에 Cr금속을 이용하였지만, 각 전극재료는 이것에 한정되지 않는다. 이것 이외의 전극재료로서, Ti, W, Mo, Ta, Cu, Al, Ag, ITO, ZnO, SnO 등의 단층막, 또는 이것들의 조합에 의한 적층막을 채용하여도 좋다.

다음에, 이 실시예의 변형예를 설명한다. 모든 변형예에도, 대향기판 측의 구성은 동일하기 때문에, 하부기판 측의 구성만을 보여준다.

도 7에 보여준 것은, 도 1에서 보여준 것과 유사한 구성이지만, 요철구조의 형성영역의 일부에 상부전극(59)이 마련되지 않은 구성을 보여준다. 단, 요철구조의 형성영역에서, 상부전극(59)이 마련되지 않은 부분에도 하부전극(58)은 마련된다. 그 결과, 제1절연층(60)의 패터닝을 위한 노광시에, 상부전극(59)이 마련되지 않은 부분에 관하여, 하부전극(58)의 표면으로부터의 반사광이 노광에 기여한다.

도 8에서 보여준 것은, 도 1에서 보여준 것과 유사한 구성이지만, 요철구조의 형성영역의 일부에 상부전극(59)이 마련되지 않은 구성을 보여준다. 하부전극(58)은, 요철구조의 형성영역 중 상부전극(59)이 마련된 부분에는 마련되지만, 상부전극(58)이 마련되지 않은 부분에 대해서는, 그 일부에만 마련된다. 즉, 요철구조의 형성영역에서 상부전극(59)이 없는 영역에 대하여, 하부전극(58)이 일부 튀어나오도록 마련된다.

도 9에서 보여준 것은, 도 1에서 보여준 것과 유사한 구성이지만, 요철구조의 형성영역의 일부에 상부전극(59)이 마련되지 않고 더불어, 요철구조의 형성영역에서 상부전극(59)이 형성된 영역의 일부에, 하부전극(58)이 마련되지 않은 구성을 보여준다. 요철구조의 형성영역 중 상부전극(59)이 마련되지 않은 부분에는 하부전극(58)도 마련되지 않는다.

이와 같이 요철구조의 형성영역의 일부에 상부전극(59) 및/또는 하부전극(58)이 마련되지 않는 구조도, 본 발명의 범위에 포함되는 것이다. 단, 예컨대, 요철영역의 형성영역의 전면적의 반 이상의 영역에 상부전극(59)이나 하부전극(58)을 제공하지 않도록 하는 것은, 제1절연층(60)의 패터닝시의 노광시간을 단축하려는 본 발명의 목적을 달성하기가 어렵게 되기 때문에, 바람직하지 못하다.

도 10은, 또 다른 변형예를 보여준다. 이 예는, 도 6에서 보여준 공정 [i](표면형성변환프로세스)를 생략한 경우를 보여준다. 표면형성변환프로세스를 생략한 경우에는, 도시된 바와 같이, 반사막(51)의 요철구조의 경사가 보다 급하게 된다. 물론, 도 7 내지 도 9에서 보여준 상부전극(59) 및 하부전극(58)의 위치관계를 도 10에서 보여준 예에 적용하는 것도 가능하다.

이상, 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였지만, 제1절연층(60)과 제2절연층(61)을 단일 절연층(포토레지스트층)으로 형성하는 것도 가능하다. 그 경우, 콘택트홀 등과 같은 깊은 오목부와, 반사막의 표면의 요철구조를 위한 얕은 오목부의 양쪽을 단일 포토레지스트층으로 형성할 필요가 있으므로, 하프톤포토레지스트(halftone photoresist)법을 이용하는 것이 바람직하다. 도 11은 이 하프톤포토레지스트법을 사용한, 단일 절연층을 이용한 경우의 하부기판의 제조공정을 보여주는 단면도이다.

상기와 유사한 공정에 의해 상부전극(59)의 패터닝(도 5의 공정 [f])까지가 종료되고, 이 상태에서의 기판을 부호 "63"으로 표시한다.

우선, 도 11 [a]에서 보여준 바와 같이, 기판(63) 위에, 전형적으로는 양화형의 포토레지스트인 절연층(64)을 1∼5㎛의 두께로 도포한다. 다음으로, 요철구조에서의 볼록부에 대응하는 부분이 차광영역이 되도록 한 포토마스크(65)를 사용하여, 도 11 [b]에서 보여준 바와 같이, 절연층(64)에 대하여 균일하게 낮은 조도로 노광을 행한다. 도시한 화살표는 조사되는 광을 나타낸다.

다음에, 콘택트홀에 대응하는 투과부를 개구한 제2포토레지스트(66)을 이용하여, 도 11 [c]에서 보여준 바와 같이, 콘택트홀부를 균일하게 높은 조도로 노광을 행한다. 이 예의 경우, 콘택트홀부의 형성위치는, 광반사율이 충분이 높은 상부전극 위의 위치로 하는 것이 바람직하다. 노광 후, 도 11 [d]에서 보여준 바와 같이, 현상한다. 이것에 의해, 고조도노광부분(콘택트홀부)의 수지는 절연층(64; 포토레지스트)은 완전히 제거됨과 동시에, 저조도노광부(요철구조의 오목부)의 절연층(64)은 초기의 막두께에 대해 약 40% 남게 된다. 다음에, 도 11 [e]에서 보여준 바와 같이, 표면형상변환프로세스로서 200℃로 60분간 가열처리를 행하여, 가열현상에 의해 상술한 바와 같은 상태의 수지를 변형시켜, 매끄러운 요철형상이 된다. 그 후, 도 11 [f]에서 보여준 바와 같이, 알루미늄박막을 스퍼터링법에 의해 200㎚의 두께로 형성하고, 패터닝하여, 반사막(51)을 형성한다.

이상과 같은 공정에 의해, 비교적 매끄러운 요철구조를 갖는 반사막(51)이 형성된다. 이 제조공정에 따르면, 감광성수지의 포토프로세스의 회수를 줄이는 것이 가능하고, 하부기판의 제조에 필요한 비용의 절감도 가능하게 된다.

상술한 공정은, 도 1에 단면형상을 보여주는 하부기판 뿐만 아니라, 도 7 내지 도 9 각각에서 보여준 단면형상(요철구조의 형성영역, 상부전극, 하부전극의 위치관계가 다르다)의 하부전극을 제조하는 경우에도 적용될 수 있다.

다음에, 본 발명의 다른 실시예의 반사형 액티브매트릭스형 액정표시장치에 대하여 설명한다. 도 1 내지 도 4에서 보여준 액정표시장치에서, 하부전극은 앞단게이트선에 전기적으로 접속되지만, 이 실시예에서는 각 화소의 하부전극을 공통전위로 하는 구성이다. 도 12는, 이 실시예의 액티브매트릭스형 액정표시장치의 하부기판(50)의 구성을 보여주는 모식적 평면도이고, 도 13은, 이 액정표시장치의 구성을 보여주는 모식적 단면도이다. 도 13은, 도 12의 C-C선 단면에 대응된다. 도 12 및 도 13에서, 도 1 내지 도 4와 동일한 참조번호가 부여된 것은, 도 1 내지 도 4에 있는 것과 동일한 구성요소이다. 도 12에서는, 다른 구조가 보기 쉽도록 편의상, 반사막(51)은 도시되지 않았지만, 반사막(51)의 존재영역은, 도 2a에서와 동일하다.

도 12 및 도 13에서 보여준 액정표시장치는, 도 1 내지 도 4에서의 앞단게이트선에 접속된 하부전극의 대용으로, 공통전극(91)에 접속된 하부전극(90)을 구비하고 있다. 공통전극선(91)은, 게이트선(71)에 나란한 방향으로 배열된 인접한 화소의 하부전극들(91)을 서로 전기적으로 접속한 것이고, 각 하부전극(90)은, 공통전극선(91)을 매개로 하여 공통전위, 예컨대 접지된다. 요철구조의 형성영역의 전면에 걸쳐 상부전극(59)이 형성되고, 하부전극(90)은, 요철구조의 형성영역에서, 상부전극(59)이 형성된 영역의 대략 전체 영역에 형성된다.

이와 같은 액정표시장치에서도, 제1절연층(60)을 포토리소그래피공정에 의해 패터닝하는 경우에, 상부전극(59)에 의한 광반사의 기여를 이용할 수 있어, 패터닝 시의 노광시간을 단축할 수 있다.

도 14는, 상기 각 실시예의 액정표시장치의 등가회로도이고, 도 14a는 도 1 내지 도 4에서 보여준 액정표시장치를 보여주고, 도 14b는 도 12, 도 13에서 보여준 액정표시장치의 등가회로를 보여준다. 이 도면에서, 파선으로 둘러싸인 부분이1화소분의 영역이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 액티브매트릭스형 액정표시장치는, 제2기판을 포함하는 하부기판 측의 하부절연막 위에 마련되고 화소의 유효영역에 대응하여 요철구조를 갖는 절연층과, 화소마다 요철구조의 형성영역에서 절연층과 하부절연막 사이에 마련되고 스위칭소자의 전극과 전기적으로 접속되고 더불어 반사막에 전기적으로 접속하는 상부전극과, 제2기판과 하부절연막 사이에 마련되고 상부전극과 축적용량을 형성하는 하부전극을 구비함으로써, 하부전극 및 상부전극에 의해 충분한 크기의 축적용량을 형성할 수 있기 때문에, 플리커 등의 문제가 발생하지 않는다.

본 발명의 액티브매트릭스형 액정표시장치의 제조방법은, 하부절연막을 퇴적하는 공정과, 퇴적된 하부절연막 위에 화소마다 빛에 대한 반사능력을 갖는 반사부재를 패터닝하여 형성하는 공정과, 하부절연막 및 반사부재 위에 요철구조를 갖는 절연층을 형성하는 공정과, 요철구조를 갖는 절연층 위에 반사막을 형성하여 반사막이 되는 공정을 갖고, 절연층에서의 요철구조는, 노광공정에 의해 형성되도록 함으로써, 절연층의 요철구조를 포토리소그래피에 의해 형성하는 경우에, 상부전극 및 하부전극이 노광시에 광반사층으로서 작용하기 때문에, 실질적으로 필요한 노광량을 감소시킬 수 있고, 노광시간의 단축, 또 생산성의 향상을 도모할 수 있다는 효과가 있다.

또, 반사부재를 축적용량의 한 쪽 전극으로 하는 것에 의해, 구조상, 플리커의 방지를 도모할 수 있게 됨과 동시에, 상부전극과 반사부재를 따로 마련할 필요가 없게 되며, 제조상, 축적용량형성을 위한 공정을 절연층의 노광시간의 단축을 위하여 겸용할 수 있어, 또한, 공정시간의 단축을 도모할 수 있다는 효과가 있다.

Claims (12)

1. 투명한 제1기판; 제2기판; 상기 제2기판 위에 형성된 하부절연막; 상기 제2기판 위에 화소마다 마련된 스위칭소자; 상기 하부절연막에 마련된 화소의 유효영역에 대응하여 요철구조를 갖는 절연층; 상기 화소마다, 상기 절연층 위에 상기 요철구조를 반영시킨 형상으로 마련된 반사막; 상기 제1기판과 상기 제2기판의 상기 반사막측에 끼워 넣어진 액정층을 갖는 액티브매트릭스형 액정표시장치에 있어서,

   상기 화소마다, 상기 요철구조의 형성영역에서 상기 절연층과 상기 하부절연층 사이에 마련되고, 상기 스위칭소자의 소스전극과 전기적으로 접속하는 상부전극과;

   상기 제2기판과 상기 하부절연막 사이에 마련되고, 상기 상부전극과 축적용량을 형성하는 하부전극을 포함하고,

   상기 요철구조의 형성영역에서 상기 상부전극의 거의 전면에 대응하여 상기 하부전극이 형성되는 액티브매트릭스형 액정표시장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 요철구조는, 불규칙하게 배치된 복수의 선모양의 볼록부와 상기 볼록부로 둘러싸인 복수의 오목부로 된 액티브매트릭스형 액정표시장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 스위칭소자는, 상기 하부절연막을 게이트절연막으로 하고, 게이트전극이 게이트선에 접속되는 박막트랜지스터이고, 복수의게이트선이 서로 병렬로 배치되며, 화소마다의 상기 하부전극은, 해당 화소에 대응하는 게이트선에 인접하는 게이트선에 전기적으로 접속하는 액티브매트릭스형 액정표시장치.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 요철구조의 형성영역에서, 상기 제2기판 위의 상기 하부절연막의 표면에 단차가 형성되지 않는 액티브매트릭스형 액정표시장치.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 절연층은, 상기 요철구조의 형상에 따라서 포토리소그래피공정에 의해 패터닝된 제1층; 및 표면에 상기 요철구조를 유지하면서 상기 제1층을 피복하는 제2층으로 구성된 액티브매트릭스형 액정표시장치.
6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 반사막은, 상기 절연층을 관통하는 콘택트홀을 통하여 상기 상부전극 또는 상기 소스전극과 전기적으로 접속되는 액티브매트릭스형 액정표시장치.
7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 소스전극과 상기 반사막은 전기적으로 접속되는 액티브매트릭스형 액정표시장치.
8. 스위칭소자가 마련된 기판을 갖는 액티브매트릭스형 액정표시장치의 제조방법에 있어서,

   상기 기판에 빛을 반사하는 반사부재를 형성하는 공정;

   상기 반사부재 위에 절연막을 형성한 후, 상기 절연막을 노광공정에 의해 패터닝하여 요철형상의 절연층을 형성하는 공정;

   상기 요철형상의 절연층 위에 반사막을 형성하는 공정을 포함하고,

   상기 요철형상의 절연층의 거의 전면은, 상기 반사부재와 포개지고, 상기 반사부재의 반사광을 이용하여 형성되는 액티브매트릭스형 액정표시장치 제조방법.
9. 제8항에 있어서, 상기 반사부재를 평탄한 표면이 되도록 형성하는 액티브매트릭스형 액정표시장치 제조방법.
10. 제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 반사부재가 상기 액티브매트릭스형 액정표시장치의 축적용량의 한 쪽 전극으로서 형성되는 액티브매트릭스형 액정표시장치 제조방법.
11. 제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 요철형상의 절연층을 형성하는 공정은, 소정의 요철형상에 대응하여 노광공정에 의해 제1포토레지스트층을 패터닝하는 공정; 및 패터닝된 상기 제1포토레지스트층 위에 제2포토레지스터층을 형성하는 공정을 포함하고,

    상기 제1포토레지스트층의 패터닝된 형상에 따라 상기 제2포토레지스트층의 표면의 형상이 정해지는 액티브매트릭스형 액정표시장치 제조방법.
12. 제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 요철형상의 절연층을 형성하는 공정은, 소정의 요철형상에 대응하여 상대적으로 저노광량으로 포토레지스트층을 노광하는 공정; 및 콘택트홀에 대응하여 상대적으로 고노광량으로 상기 포토레지스트층을 노광하는 공정을 포함하는 액티브매트릭스형 액정표시장치 제조방법.