KR100684868B1 - A reflective-transmissive complex type TFT LCD and A Method of forming it - Google Patents
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Abstract
본 발명은 반사 투과 복합형 박막트랜지스터 액정표시장치 및 그 형성방법에 관한 것으로, 그 형성 방법에는 액정표시장치의 화면을 이루는 각 화소부에서 편광의 위상 조절을 위해 투과 영역과 반사영역의 액정층 두께를 다르게 형성하기 위해 게이트 전극 혹은 소오스/드레인 전극 형성 단계에서 화소전극의 투명전극과 크롬 등의 금속을 적층한 투명전극 패턴을 먼저 형성하고 박막트랜지스터 위에 보호용 절연막을 형성할 때 패터닝을 통해 투명전극 패턴 상부를 드러내고 반사전극을 형성하면서 역시 투명전극 패턴을 드러낸 다음 투명전극 패턴에서 상부의 불투명한 금속층을 제거하는 단계가 구비된다. The present invention relates to a reflective transmissive thin film transistor liquid crystal display device and a method for forming the same. The method includes forming liquid crystal layer thicknesses in a transmissive region and a reflective region for controlling the phase of polarization in each pixel portion constituting the screen of the liquid crystal display. In order to form differently, a transparent electrode pattern formed by stacking a transparent electrode of a pixel electrode and a metal such as chromium in a gate electrode or source / drain electrode forming step and forming a protective insulating film on the thin film transistor is first formed by patterning the transparent electrode pattern. Exposing the upper part and forming the reflective electrode, also exposing the transparent electrode pattern, and then removing the upper opaque metal layer from the transparent electrode pattern.
따라서, 반사 투과 복합형 박막트랜지스터 액정표시장치에서 투과 영역 및 반사 영역별로 편광의 위상을 조절하여 최대의 출사 광량을 얻어 전체적인 화면 휘도 및 콘트라스트를 높일 수 있게 된다Therefore, in the reflection-transmission composite thin film transistor liquid crystal display, the polarization phase is adjusted for each transmission region and reflection region to obtain the maximum amount of emitted light, thereby increasing the overall screen brightness and contrast.
Description
도1 및 도2는 종래의 반사 투과 복합형 박막트랜지스터 액정표시장치의 한 예에서의 박막트랜지스터측 기판의 화소부에서의 평면도 및 측단면도,1 and 2 are a plan view and a side cross-sectional view of a pixel portion of a thin film transistor-side substrate in an example of a conventional reflection-transmission composite thin film transistor liquid crystal display device;
도3은 종래의 문제점을 설명하기 위해 반사 영역 및 투과 영역에서의 액정표시장치 판넬의 단면 구조 및 빛의 위상변화를 나타낸 개념도이다.3 is a conceptual diagram illustrating a cross-sectional structure of a liquid crystal display panel and a phase change of light in a reflection area and a transmission area to explain a conventional problem.
도4는 본 발명의 일 실시예에서 하층 기판의 화소부 및 패드부 평면을 나타내는 평면도,4 is a plan view showing a pixel portion and a pad portion plane of a lower substrate in an embodiment of the present invention;
도5는 도4의 실시예 평면을 AA라인을 따라 절단한 하층기판 화소부 단면을 나타내는 단면도이다.FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating the lower substrate pixel section taken along the AA line of the embodiment of FIG. 4.
※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※ Explanation of symbols for main parts of drawing
10: 기판 11: 게이트 패턴10: substrate 11: gate pattern
13: 게이트 절연막 15: 반도체층13: gate insulating film 15: semiconductor layer
17: 오믹 콘택층 19: 소오스/드레인 전극 17: ohmic contact layer 19: source / drain electrode
21: 투명전극 패턴 23: 유기 절연막 21: transparent electrode pattern 23: organic insulating film
25: 반사막 패턴 27: 투과 영역 25: reflective film pattern 27: transmission region
31,33: 편광판 35,37: 위상차판
31,33:
39: 액정층 41: 반사판39: liquid crystal layer 41: reflecting plate
51: 투명전극층 61: 크롬층 51: transparent electrode layer 61: chromium layer
본 발명은 반사투과 복합형 박막트랜지스터 액정표시장치 및 그 형성 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 화소전극을 이루는 별도의 반사막과 투과막이 형성되어 화소의 일정 영역을 차지하는 반사투과 복합형 박막트랜지스터 액정표시장치 및 그 형성 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a reflective transparent thin film transistor liquid crystal display device and a method for forming the same. More specifically, a reflective reflective thin film transistor liquid crystal display in which a separate reflective film and a transmissive film forming a pixel electrode are formed to occupy a predetermined area of a pixel. An apparatus and a method of forming the same.
박막트랜지스터 액정표시장치는 액티브 매트릭스 방식 액정표시장치의 대표적인 형태로, 각 화소의 조절에 트랜지스터라는 능동성 비선형 소자를 사용하게 된다. 박막트랜지스터 액정표시장치에서는 반도체 기판 상에 트랜지스터 소자를 형성하는 반도체장치의 경우와 달리 글래스 기판 상에 트랜지스터를 형성하게 되므로 이에 따른 몇 가지 특징을 보인다. 박막트랜지스터 액정표시장치는 이들 트랜지스터를 형성하는 방법에는 게이트를 채널의 위쪽에 형성하느냐 아래쪽에 형성하느냐에 따라서 탑 게이트 방식과 바텀 게이트 방식으로 형태적으로 나눌 수 있으며, 채널을 이루는 반도체를 아몰퍼스로 하느냐 폴리실리콘으로 하느냐에 따라 아몰퍼스 실리콘 타입, 액티브 실리콘 타입으로 나눌 수 있다.A thin film transistor liquid crystal display device is a typical form of an active matrix liquid crystal display device, and an active nonlinear element called a transistor is used to control each pixel. In the thin film transistor liquid crystal display device, unlike the semiconductor device in which the transistor device is formed on the semiconductor substrate, the transistor is formed on the glass substrate. The thin film transistor liquid crystal display device can be divided into top gate type and bottom gate type depending on whether the gate is formed above or below the channel, and the semiconductor forming the channel is amorphous. Depending on whether it is made of silicon, it can be divided into amorphous silicon type and active silicon type.
또한, 자체로서 빛을 발하지 못하는 액정의 특성에 따라 박막트랜지스터 액정표시장치를 포함하는 액정표시장치는 판넬 후면에 독립적인 광원을 설치하여 빛 이 액정 판넬을 투과하면서 액정 판넬의 화상이 사용자에게 인식되는 투과형과 전면에 설치된 광원이나 외부 광이 반사되면서 액정 판넬의 화상이 인식되는 반사형으로 나뉠 수 있다. In addition, according to the characteristics of the liquid crystal that does not emit light by itself, the liquid crystal display device including the thin film transistor liquid crystal display device is provided with an independent light source on the rear panel so that the image of the liquid crystal panel is recognized by the user while light passes through the liquid crystal panel. It can be divided into a transmissive type and a reflective type in which an image of the liquid crystal panel is recognized as a light source or external light installed on the front surface is reflected.
박막트랜지스터 액정표시장치에서 각 화소마다 형성되는 화소전극은 반사형 액정 표시장치의 경우 주로 알미늄을 스퍼터링으로 적층하여 포토리소그래피와 식각 공정을 통해 화소 상당 부분에 형성하게 되는데 전기적으로 트랜지스터의 소오스 전극과 콘택을 통해 연결되어 있으며 반사판의 역할을 하게 된다.In the thin film transistor liquid crystal display device, the pixel electrode formed for each pixel is formed on a substantial portion of the pixel through the photolithography and etching process by stacking aluminum by sputtering mainly in the reflective liquid crystal display device. It is connected through and serves as a reflector.
그리고 백라이트형 혹은 투과형 박막트랜지스터 액정표시장치의 화소전극은 화소전극을 통해 빛이 통과하여 사용자의 눈에 들어오게 되므로 투명한 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide) 등으로 형성된다.The pixel electrode of the backlight or transmissive thin film transistor liquid crystal display device is formed of transparent indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO), etc. because light passes through the pixel electrode and enters the user's eyes.
현재의 한 추세를 보면, 노트북 컴퓨터와 같이 대화면 고품위의 화상을 요구하는 곳에서도 전력의 소모를 줄이면서 외광을 이용하여 최대한 고품위의 화상을 구현할 수 있는 반사형 박막트랜지스터 액정표시장치에 대한 많이 모색이 이루어지고 있으며, 반사형과 투과형, 두 가지 형태의 장점을 살려서 주변 광도의 변화에도 불구하고 사용 환경에 맞게 적절한 시인성을 확보할 수 있는 반사 투과 복합형 액정표시장치가 이미 샤프사를 통해 소개된 바 있다. According to the current trend, many search for reflective thin film transistor liquid crystal display devices capable of realizing high quality images using external light while reducing power consumption even where a large screen high quality image is required such as a notebook computer. Reflective and transmissive, the reflection and transmissive composite liquid crystal display device has been introduced through Sharp company to ensure the appropriate visibility according to the use environment in spite of the change of ambient light. have.
도1 및 도2는 반사 투과 복합형 액정표시장치의 한 예에서의 박막트랜지스터측 기판의 각 화소부 평면도 및 측단면도이다. 소개된 반사 투과 복합형 액정표시장치는 기존의 박막트랜지스터측 기판(10)의 전극형성과정에서 화소전극을 형성할 때 일단 투명전극 패턴(21)을 투명전극층으로 형성하고, 그 위에 유기 절연막(23) 을 적층, 패터닝한 다음, 알미늄이나 크롬 등의 금속막 즉 반사막층을 스퍼터링 등의 방법으로 형성한 다음 원하는 반사막 패턴(25)을 마스크 공정 즉 포토리소그래피와 에칭을 이용하여 형성하는 방법을 사용하고 있다. 이런 방법을 통해 화소에는 반사막층이나 투명전극층으로 된 화소전극이 전혀 남아있지 않은 화소전극 외부영역, 투명전극만 남아있는 투과 영역(27), 반사막 패턴(25)이 남아있는 반사영역이 구분 형성된다. 1 and 2 are plan views and side cross-sectional views of respective pixel portions of a thin film transistor side substrate in one example of a reflection-transmission hybrid liquid crystal display device. In the reflection-transmission composite liquid crystal display, when the pixel electrode is formed in the electrode forming process of the conventional thin film transistor-
이러한 종래의 반사 투과 복합형 박막트랜지스터 액정표시장치의 판넬에서 각 화소별로 있는 투과영역과 반사영역의 액정층 두께 또는 셀 갭(cell gap)은 반사막 두께 정도의 차이는 있을뿐이고 실질적으로 두 영역에서 액정층의 두께는 동일하다. 그러나, 거의 모든 박막트랜지스터 액정표시장치가 채택하는 TN형 액정셀에서의 빛의 위상 측면을 고찰하면, 동일한 액정층 두께를 가지는 경우에 투과 모드 및 반사 모드 모두에서 동시에 최대의 휘도를 얻을 수는 없다는 문제가 있다. In the panel of the conventional reflection-transmission composite thin film transistor liquid crystal display device, the liquid crystal layer thickness or the cell gap of the transmission region and the reflection region for each pixel only differs from the thickness of the reflection layer, and the liquid crystal is substantially in the two regions. The thickness of the layers is the same. However, considering the phase of light in a TN type liquid crystal cell adopted by almost all thin film transistor liquid crystal displays, it is impossible to obtain the maximum luminance simultaneously in both the transmission mode and the reflection mode when the liquid crystal layer thickness is the same. there is a problem.
도3은 이러한 문제점을 설명하기 위해 반사 영역 및 투과 영역에서의 액정표시장치 판넬의 단면 구조 및 빛의 위상변화를 나타낸 개념도이다. 반사 영역에서는 반사막(41) 아래쪽으로는 빛이 지나지 않으므로 그 아래쪽의 백라이트나 위상차판은 무의미하므로 생략하기로 한다. 판넬 상부(전면측)의 편광판(31)은 도면상 좌우로 진동하는 위상을 가진 빛 성분만 통과하도록 설치되어 있고, 투과 영역의 하부(후면) 편광판(33)은 도면과 수직으로 진동하는 위상을 가진 빛 성분만 통과하도록 설치되어 있다. 그리고, 편광판 내측으로는 위상차판(35,37)이 축방향이 서로 직각을 이루도록 설치되어 있다. 액정층(39)은 물성 및 두께를 조절하여 광경로상에 위 상변화가 λ/4에 해당하도록 되어있다. 그리고 양 영역의 액정층 두께는 실질적으로 동일하다.FIG. 3 is a conceptual diagram illustrating a cross-sectional structure of a liquid crystal display panel and a phase change of light in the reflection region and the transmission region to explain this problem. Since light does not pass below the reflecting
양 영역에서 공통적으로 판넬 상하부 전극에 전압이 인가된 ON 상태에서 판넬로부터 나가는 빛은 없게 된다. 이 경우 액정층은 비틀어지지 않고 평행으로 배열하므로 빛의 경로상에서 위상 변화를 일으키지 않는다. 따라서 액정층의 두께는 문제되지 않는다. 그러나, 판넬 상하부 전극에 전압이 인가되지 않은 OFF 상태에서 판넬로부터의 출사광량이 최대가 되기 위해서 판넬에서 바깥쪽으로 나가는 빛은 상부 위상차판(λ/4 plate)을 통과하기 직전에 도면상으로는 반시계방향으로 회전하는 위상에 있어야 한다. 한편, 통상적으로 설계된 액정층을 통과하는 빛의 위상 변화는 λ/4가 되는데, 최대의 출사광량을 위해 화소전극을 출발한 빛(가령, 반사 모드에서는 반사막에서 반사된 빛)은 도면에 수직으로 진동하는 위상에 있어야 한다. In both regions, no light exits from the panel when the voltage is applied to the panel upper and lower electrodes. In this case, since the liquid crystal layers are arranged in parallel without being twisted, the liquid crystal layers do not cause a phase change on the path of light. Therefore, the thickness of the liquid crystal layer does not matter. However, in order to maximize the amount of light emitted from the panel when the voltage is not applied to the upper and lower electrodes of the panel, the light exiting from the panel is counterclockwise on the drawing just before passing through the upper phase difference plate (λ / 4 plate). It should be in phase to rotate. On the other hand, the phase change of light passing through the liquid crystal layer, which is normally designed, is λ / 4, and the light emitted from the pixel electrode (for example, the light reflected from the reflective film in the reflective mode) is perpendicular to the drawing for the maximum output light amount. It must be in a vibrating phase.
그러나, 도3과 같이 전면으로부터 빛의 편광, 검광, 위상 변화와 관계있는 편광판(31), 위상차판(35), 액정층(39), (-)위상차판(37), 편광판(33)의 구조상에서 편광판 및 위상차판의 배치를 상정할 때, 투과 영역에서는 판넬 구조상 ON 상태에서 후면에서 입사한 자연광이 판넬의 출사광이 없도록 하기 위해서는 화소전극을 출발한 빛, 즉, 투명전극(43)을 통과한 빛이 시계방향으로 회전하는 위상에 있게 된다. 결국, 액정층의 두께가 통상적으로 설계된 경우로 통과하는 빛의 위상 변화가 λ/4에 해당하는 두께라면 상부 위상차판을 통과하기 직전에 반시계방향으로 회전하는 위상이 아닌 도면에 수직으로 진동하는 위상을 가지게 되고 편광판을 통과 하기 전에 반시계방향으로 회전하는 위상을 가져서 결국 출사광량은 편광판을 손실없이 통과하는 편광과 λ/4의 위상차를 가져서 광량은 최대치의 절반으로 줄어들게 된다. However, as shown in FIG. 3, the polarizing
특히, 반사 투과 복합형 박막트랜지스터 액정표시장치에서 휘도의 문제가 가장 큰 약점이 될 수 있다는 점을 고려하면 이러한 광량의 손실을 회피할 수 있는 보완수단이 매우 절실하게 요구되는 것이다. In particular, in view of the fact that the problem of brightness may be the biggest weakness in the reflective transmissive thin film transistor liquid crystal display device, a supplementary means capable of avoiding such a loss of light is very urgently required.
본 발명에서는 이상에서 언급한 바와 같이 투과영역과 반사영역에서 동일한 액정층 두께를 가진 종래의 반사투과 복합형 박막트랜지스터 액정표시장치에서는 투과영역과 반사영역 모두에서 최대의 휘도를 가질 수 없다는 문제점을 개선할 수 있는 새로운 반사 투과 복합형 박막트랜지스터 액정표시장치 및 그 형성 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. In the present invention, as described above, the conventional reflection-transmissive composite thin film transistor liquid crystal display device having the same thickness of the liquid crystal layer in the transmission region and the reflection region has a problem that the maximum luminance cannot be obtained in both the transmission region and the reflection region. An object of the present invention is to provide a novel reflective transmission composite thin film transistor liquid crystal display device and a method of forming the same.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 반사 투과 복합형 박막트랜지스터 액정표시장치는 글래스 기판, 상기 기판 상에 형성되는 박막트랜지스터, 상기 기판 상에 형성되며 상기 박막트랜지스터의 드레인 영역과 전기적으로 연결되는 제 1 화소전극, 상기 제 1 화소전극 및 상기 박막트랜지스터 위에 형성되며 상기 제 1 화소전극이 노출되도록 형성된 홀을 가지는 절연막 및 상기 절연막 위에 상기 제 1 화소전극이 노출될 수 있도록 형성되며 상기 드레인과 전기적으로 연결되는 제 2 화소전극을 구비하여 이루어진다. According to an aspect of the present invention, there is provided a reflective transmissive composite thin film transistor liquid crystal display device including a glass substrate, a thin film transistor formed on the substrate, and a first substrate formed on the substrate and electrically connected to a drain region of the thin film transistor. An insulating film having a hole formed on the pixel electrode, the first pixel electrode and the thin film transistor, and having the hole formed to expose the first pixel electrode, and formed to expose the first pixel electrode on the insulating film and electrically connected to the drain. And a second pixel electrode.
본 발명에서 제 1 화소전극은 주로 투명전극 패턴이 되고 제 2 화소전극은 반사전극이 될 것이나 역으로 형성할 수 있다. In the present invention, the first pixel electrode will mainly be a transparent electrode pattern, and the second pixel electrode will be a reflective electrode.
본 발명의 반사 투과 복합형 박막트랜지스터 액정표시장치에서 상기 절연막은 무기막에 비해 두껍게 형성되는 유기막으로 이루어지는 것이 투과 영역과 반사 영역 사이의 위상조절을 위한 액정층 두께차이를 늘릴 수 있다는 면에서 바람직하며, 유기막의 두께는 해당 두께의 액정층의 Δnd값이 1/4파장이 되도록 하는 것이 투과광이 편광판을 통해 나갈 때 편광판의 모드와 정합을 이루어 빛의 세기에서 손실을 최소화할 수 있으므로 바람직하다. 물론 두께가 이에 미치지 못하는 경우에도 해당 두께만큼의 효과를 거둘 수 있다. Δnd는 빛이 거치는 물질층의 축방향에 따른 굴절율의 차이에 물질층 두께를 곱한 값이다.In the reflective transmissive composite thin film transistor liquid crystal display device of the present invention, the insulating film is formed of an organic film thicker than that of the inorganic film in that it can increase the liquid crystal layer thickness difference for phase control between the transmissive area and the reflective area. The thickness of the organic layer is preferably such that the Δnd value of the liquid crystal layer having a corresponding thickness is 1/4, since the light is matched with the mode of the polarizing plate when the transmitted light exits through the polarizing plate to minimize the loss in the light intensity. Of course, even if the thickness is less than this can be as effective as the thickness. Δnd is obtained by multiplying the thickness of the material layer by the difference in refractive index along the axial direction of the material layer through which light passes.
또한, 상기 박막트랜지스터는 바텀 게이트형, 탑 게이트형이 모두 가능하며 경우에 따라 소오스/드레인 영역 및 채널을 이루는 반도체층은 아몰퍼스 실리콘 외에 폴리실리콘으로 형성될 수도 있다. In addition, the thin film transistor may be a bottom gate type or a top gate type, and in some cases, a semiconductor layer forming a source / drain region and a channel may be formed of polysilicon in addition to amorphous silicon.
상기 제 1 화소전극은 상기 드레인 전극과 직접 혹은 간접으로 전기적으로 연결되어 있다. 또한 상기 제 2 화소전극도 직접 혹은 간접으로 상기 드레인 전극과 전기적으로 연결되어 있다.The first pixel electrode is electrically connected to the drain electrode directly or indirectly. The second pixel electrode is also electrically connected to the drain electrode directly or indirectly.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 반사 투과 복합형 박막트랜지스터 액정표시장치 형성 방법은, 글래스 기판 상에 박막트랜지스터, 데이터 라인, 게이트 라인 및 제 1 화소전극 패턴을 형성하는 단계, 절연막을 적층하고 패터닝하여 상기 박막트랜지스터의 드레인 전극 및 상기 제 1 화소전극 패턴을 노출시키는 단계, 상 기 패터닝된 절연막 위에 제 2 화소전극층을 적층하고 패터닝하여 제 2 화소전극을 형성하면서 상기 제 1 화소전극을 노출시키는 단계를 구비하여 이루어진다. In order to achieve the above object, a method of forming a reflective transmissive composite thin film transistor liquid crystal display device includes forming a thin film transistor, a data line, a gate line, and a first pixel electrode pattern on a glass substrate; Exposing the drain electrode and the first pixel electrode pattern of the thin film transistor, and stacking and patterning a second pixel electrode layer on the patterned insulating layer to expose the first pixel electrode while forming a second pixel electrode. It is provided with.
본 발명 방법에서 상기 제 1 화소전극 패턴은 주로 투명전극 패턴이 되고 제 2 화소전극은 반사전극이 될 것이나 역으로 형성할 수 있다. In the method of the present invention, the first pixel electrode pattern will mainly be a transparent electrode pattern, and the second pixel electrode will be a reflective electrode.
본 발명의 방법에서 제 1 화소전극 패턴은 금속으로 캡핑된 투명전극으로 이루어질 경우, 제 2 화소전극을 형성하면서 제 1 화소전극을 노출시키는 단계에 이어서 제 2 화소전극 및 상기 패터닝된 절연막을 식각 마스크로 제 1 화소전극 패턴의 캡핑 금속을 식각, 제거하여 제 1 화소전극으로 형성하는 단계가 더 구비될 수 있다. 이때, 상기 투명전극 패턴은 상기 박막트랜지스터의 게이트 전극을 형성할 때 혹은 소오스/드레인 전극을 형성할 때 동일한 물질층으로 동시에 패터닝하여 형성하는 것이 바람직하며, 이때 게이트 전극 혹은 소오스/드레인 전극을 형성하는 물질층은 투명전극을 이루는 ITO, IZO 등과 캡핑 금속을 적층하여 형성한다. 캡핑 금속은 인듐 산화물 투명전극과 접촉하는 경우에도 절연성 산화물을 형성하지 않는 크롬 등을 사용할 수 있다. In the method of the present invention, when the first pixel electrode pattern is formed of a transparent electrode capped with a metal, exposing the first pixel electrode while forming the second pixel electrode followed by etching the second pixel electrode and the patterned insulating layer. The method may further include forming a first pixel electrode by etching and removing the capping metal of the first pixel electrode pattern. In this case, the transparent electrode pattern may be formed by simultaneously patterning the same material layer when forming the gate electrode or the source / drain electrode of the thin film transistor, wherein the gate electrode or the source / drain electrode is formed The material layer is formed by laminating ITO, IZO, and the like to form a transparent electrode. The capping metal may be chromium or the like which does not form an insulating oxide even when it is in contact with the indium oxide transparent electrode.
한편, 투명전극과 접촉시에도 부도체 불투명 막을 형성하는 등의 문제를 일으키지 않는 금속이 있고 이 금속이 제 2 화소전극과 식각 선택비 차이가 적은 경우에는 제 2 화소전극을 형성하는 반사판을 패터닝하는 단계에서 캡핑금속도 함께 제거하여 투명전극을 드러낼 수 있으므로 공정 단계를 절약할 수 있고, 경우에 따라서는 이 금속 자체를 제 2 화소금속으로 사용할 수도 있을 것이다. 이런 금속으로 텅스텐 몰리브덴(MoW)을 들 수 있다. On the other hand, when there is a metal that does not cause a problem such as forming a non-conducting opaque film even when contacting the transparent electrode, and if the metal has a small difference in etching selectivity with the second pixel electrode, patterning the reflective plate for forming the second pixel electrode In addition, the capping metal may also be removed to expose the transparent electrode, thereby saving process steps, and in some cases, the metal itself may be used as the second pixel metal. Such metals include tungsten molybdenum (MoW).
이하 도면을 참조하면서 실시예를 통해 본 발명을 좀 더 살펴보기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
도4는 본 발명의 일 실시예에서 하층 기판의 화소부 및 패드부 평면을 나타내는 도면이다. 반사전극과 투명전극 패턴은 서로 뒤바뀔 수 있다. 반사전극과 투명전극의 경계부에서 두 전극층은 직접 혹은 중간 금속을 개재한 상태로 간접으로 접촉되어 전기적으로 연결되어 있다. 4 is a diagram illustrating a pixel portion and a pad portion plane of a lower substrate in an embodiment of the present invention. The reflective electrode and the transparent electrode pattern may be reversed. At the boundary between the reflective electrode and the transparent electrode, the two electrode layers are directly and indirectly contacted with each other via an intermediate metal to be electrically connected.
도5는 도4의 실시예 평면을 AA라인을 따라 절단한 하층기판 화소부 단면을 나타내는 도면이다. 이런 구조를 형성하는 방법의 한 예를 살펴보면, 우선 글래스 기판(10)에 투명전극층(51)과 크롬층(61)으로 이루어진 복층막을 적층하고 패터닝하여 게이트 전극, 게이트 라인, 게이트 패드 및 투명전극 패턴을 형성한다. 투명전극층(41)은 ITO, IZO 등을 스퍼터링으로 형성하며, 크롬층(51)도 스퍼터링으로 형성하면 된다. 투명전극 패턴은 게이트 패턴과 전기적으로 분리된다. 게이트 절연막(13)을 CVD 적층하고 패터닝하여 실리콘 질화막 혹은 실리콘 산화막을 사용하여 게이트 전극 및 게이트 라인을 캡핑한다. FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating a lower substrate pixel portion obtained by cutting the embodiment plane of FIG. 4 along an AA line. As an example of a method of forming such a structure, first, a multilayer film made of a
아몰퍼스 실리콘 반도체층(15)과 불순물이 도핑된 아몰퍼스 실리콘 오믹 콘택층(17)을 CVD(Chemical Vapour Deposition) 방법으로 적층하고 패터닝을 통해 활성영역 남긴다. 활성영역은 박막트랜지스터의 소오스/드레인 영역 및 채널 영역이 된다. 알미늄 등의 금속막을 스퍼터링으로 적층하고 패터닝하여 소오스/드레인 전극(19)과 데이터 라인 및 패드를 형성한다. 그리고 소오스/드레인 전극(19)을 식각 마스크로 오믹 콘택층(17)을 식각하여 제거한다. The amorphous
이상과 같이 글래스 기판(10)에 박막트랜지스터 및 투명전극 패턴이 형성된 상태에서 유기 절연막(13)을 적층하고 드레인 전극 및 투명전극 패턴이 노출되도록 홀들을 형성한다. 유기 절연막(13)은 감광성막을 사용하여 포토리소그래피 공정만으로 패터닝이 가능하게 할 수 있고, 유기막의 두께는 해당 두께의 액정층의 Δnd값이 1/4파장이 되도록 한다. 이때, 투명전극 패턴은 대부분이 노출된다. 다음으로, 알미늄 등의 금속으로 반사층을 형성하고 패터닝하여 반사전극(25)을 형성한다. As described above, in the state in which the thin film transistor and the transparent electrode pattern are formed on the
반사전극(25)은 홀들을 통해 드레인 전극(19) 및 투명전극 패턴 일부 영역과 접촉되어 전기적으로 연결되며, 투명전극 패턴의 대부분 영역은 노출된다. 이 상태에서 투명전극층(51) 상층의 크롬층(61)은 식각으로 제거한다. 투명전극 패턴과 반사전극이 접촉된 부분의 크롬층(61)은 알미늄 마스크에 의해 보호되어 잔류하여 투명전극을 이루는 인듐 산화물 계통의 투명전극과 알미늄의 직접 접촉을 막을 수 있다. 드레인 전극과 투명전극 패턴은 반사전극을 통해 간접적으로 연결된다. The
이상의 예에서 투명전극 패턴은 게이트 전극 등과 같이 형성되지 않고 소오스/드레인 전극과 동일한 층으로 형성될 수 있다. 이 경우 게이트 전극 등은 알미늄으로 형성하고, 소오스/드레인 전극층을 투명전극과 크롬을 적층하여 형성하며, 반사전극은 크롬이나 알미늄을 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 드레인 전극과 투명전극 패턴이 연결되도록 패터닝할 수도 있다. In the above example, the transparent electrode pattern may not be formed like a gate electrode, but may be formed of the same layer as the source / drain electrode. In this case, it is preferable that the gate electrode or the like is formed of aluminum, and the source / drain electrode layer is formed by laminating a transparent electrode and chromium, and the reflective electrode is made of chromium or aluminum. In addition, the drain electrode and the transparent electrode pattern may be patterned to be connected.
유기 절연막을 사용하는 경우에도 절연막 상면을 편평하게 형성하지 않고 미리 설계된 곡면 요철을 형성하여 집광렌즈의 역할을 할 수 있도록 할 수도 있다. 기판 내면의 배향막의 배향각, 틸드 각도 등의 다른 요인은 고려되지 않은 경우에 통상 투과영역의 액정층의 두께가 반사영역의 액정층 두께보다 두배가 되도록 하면 될 것이며, 두배에 이르지 못한 경우에도 투과 영역에서 적어도 더 두껍게 형성되면 그만큼 효과가 있다. 그리고, 배향막의 처리가 양 영역에서 다르게 조절될 수 있는 경우에는 액정층의 두께 차이는 달라질 수 있다.Even when the organic insulating film is used, the curved surface of the insulating film may be formed without forming the upper surface of the insulating film to be flat to serve as a condensing lens. When other factors such as the alignment angle and the tilt angle of the alignment film on the inner surface of the substrate are not taken into consideration, the thickness of the liquid crystal layer in the transmissive region should be twice as large as the liquid crystal layer in the transmissive region. If it is formed at least thicker in the area, it is as effective. In addition, when the treatment of the alignment layer may be controlled differently in both regions, the thickness difference of the liquid crystal layer may vary.
투명전극과 반사전극의 위치가 뒤바뀌는 예에서는 투명전극은 ITO, IZO 등 단층으로 형성하고, 반사전극을 형성할 게이트 전극층 혹은 소오스/드레인 전극층을 알미늄과 크롬을 차례로 적층한 복층막으로 형성하여 상술한 공정 단계를 실시하면 될 것이다.In the example in which the positions of the transparent electrode and the reflective electrode are reversed, the transparent electrode is formed of a single layer such as ITO or IZO, and the gate electrode layer or source / drain electrode layer for forming the reflective electrode is formed of a multilayer film in which aluminum and chromium are sequentially stacked. Process steps may be performed.
본 발명에 따르면 반사투과 복합형 박막트랜지스터 액정표시장치에서 반사영역과 투과영역의 액정층 두께를 다르게 하여 편광의 위상을 조절함으로써 한 영역에서의 출사 광량을 고정시킨 상태에서 다른 영역의 출사 광량을 증가시킬 수 있고, 전체적인 화면 휘도 및 콘트라스트를 높일 수 있게 된다.According to the present invention, in the reflection type composite thin film transistor liquid crystal display device, the amount of emitted light in another region is increased while fixing the amount of emitted light in one region by controlling the phase of polarization by varying the thickness of the liquid crystal layer between the reflective and transmissive regions. It is possible to increase the overall screen brightness and contrast.
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