KR100701067B1 - 프린지 필드 스위칭 모드 반사형 액정표시장치의 반사전극 형성방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 시야각 특성을 향상시키기 위한 프린지 필드 스위칭 모드 반사형 액정표시장치의 반사 전극 형성방법을 개시하며, 개시된 본 발명은, 기판 상에 소정 금속막을 증착하는 단계; 상기 금속막 상에 감광막을 도포, 노광 및 현상하여 상기 금속막의 소정 부분들을 노출시키는 감광막 패턴을 형성하는 단계; 상기 감광막 패턴을 마스크로해서 노출된 금속막 부분들의 일부 두께를 식각하는 단계; 상기 감광막 패턴을 제거하는 단계; 및 상기 금속막을 재차 식각하여 표면 요철을 갖는 반사 전극을 형성하는 단계를 포함하여 이루어진다.

Description

프린지 필드 스위칭 모드 반사형 액정표시장치의 반사 전극 형성방법{METHOD FOR FORMING REFLECTION ELECTRODE OF FRINGE FIELD SWITCHING MODE REFLECTIVE LCD}

도 1은 종래의 반사형 액정표시장치를 도시한 단면도.

도 2a 및 도 2b는 반사형 액정표시장치의 구동 원리를 설명하기 위한 도면.

도 3a 내지 도 3e는 본 발명의 실시예에 따른 프린지 필드 스위칭 모드 반사형 액정표시장치의 반사 전극 형성방법을 설명하기 위한 각 공정별 단면도.

(도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명)

31 : 기판 32 : 금속막

32a : 반사 전극 33 : 감광막

33a : 감광막 패턴 34 : 요철

본 발명은 반사형 액정표시장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 시야각 특성을 향상시키기 위한 프린지 필드 스위칭 모드 반사형 액정표시장치의 반사 전극 형성방법에 관한 것이다.

주지된 바와 같이, 반사형 액정표시장치(Reflective LCD)는 백라이트가 필요치 않기 때문에, 저소비 전력이 요구되는 휴대용 표시 소자에 매우 유용하다. 특히, 휴대 전화와 휴대 기기의 시장이 넓어짐에 따라, 상기 반사형 액정표시장치의 수요는 점점 증가되고 있는 추세이다.

이러한 반사형 액정표시장치의 구조를 도 1을 참조하여 설명하도록 한다. 도시된 바와 같이, 반사형 LCD는 하판(10)과 상판(20) 및 그들 사이에 개재된 액정층(30)을 포함한 구조이다.

상기 하판(10)은 하부기판(1)과, 상기 하부기판 (1)의 내측면 일측 상에 형성된 게이트 전극(2), 게이트 절연막(3), 반도체층(4a), 오믹 콘택층(4b), 에치스톱퍼(5) 및 소오스/드레인 전극(6a, 6b)을 포함하는 박막 트랜지스터(TFT)와, 상기 박막 트랜지스터(TFT)를 포함한 상기 하부기판(1)의 상부에 형성된 절연막(7)과, 상기 절연막(7) 상에 형성된 화소 전극(8) 및 상기 화소 전극(8)을 포함한 절연막(7) 상에 형성된 하부 배향막(9)으로 구성된다.

상기 상판(20)은 상부기판(11)과, 상기 박막 트랜지스터(TFT)에 대응하는 상기 상부기판(11)의 내측면 상에 형성된 블랙 매트릭스(12)와, 상기 블랙 매트릭스(12)의 양측에 형성된 컬러 필터(13)와, 상기 블랙 매트릭스(12) 및 컬러 필터(13) 상에 형성된 공통 전극(14)과, 상기 공통 전극(14) 상에 형성된 상부 배향막(15)으로 구성된다.

여기서, 상기 화소 전극(8)은 불투명 금속으로 형성되는 경우, 반사 전극으로서 기능한다. 반면, 상기 화소 전극(8)이 투명 금속으로 형성되는 경우에는 하부 기판(1)의 후면에 별도의 반사판이 구비된다.

상기 하부 및 상부 배향막(9, 15)은 통상 수평 배향막이다. 상기 액정층(30)은 게스트 호스트 모드인 경우, 네마틱 액정 분자(30a)와 입사된 광을 선택적으로 흡수, 차단하는 염색제(30b)를 포함한다. 상기 염색제(30b)는, 주지된 바와 같이, 빛이 그의 장축을 지날때는 상기 빛을 흡수하고, 그의 단축을 지날때는 투과시키는 성질을 갖는다.

이하에 상기한 구조를 갖는 반사형 LCD의 동작 원리를 도 2a 및 도 2b를 참조하여 설명하도록 한다. 여기서, 도면부호 40은 반사판, 즉, 불투명 금속으로 이루어진 화소 전극을 나타내고, 30은 액정층, 50은 위상차판, 60은 편광판을 각각 나타낸다.

먼저, 전계가 형성되지 않은 경우, 상기 액정층(30)의 액정 분자(30a) 및 염색제(30b)는 수평 배향막들(9, 15)의 영향으로 인하여 그것들의 장축이 기판들(1, 11)과 평행하게 배열된다. 이러한 상태에서 빛이 입사되면, 상기 입사된 빛은 반사판(40)까지 도달되는 동안 염색제의 장축을 지나는 것에 의해 상기 염색제에 일부 흡수되고, 그 나머지는 상기 반사판(40)에 도달한다. 이후, 반사판(40)에 도달된 빛은 상기 반사판(40)으로부터 반사되어 진행하게 되는데, 이 과정에서 상기 염색제의 장축을 재차 지나는 것에 의해서 대부분의 빛이 상기 염색제에 흡수되고, 그래서, 화면은 다크(dark state) 상태가 된다.

다음으로, 전계가 형성된 경우, 액정 분자의 유전율 이방성이 양인 경우에 한해서 상기 액정 분자와 염색제는 그들의 장축이 전계와 평행하게 배열된다. 이러 한 상태에서 빛이 입사되면, 상기 입사된 빛은 염색제의 단축을 지나는 것에 의해 상기 염색제에 흡수됨이없이 반사판(40)까지 도달하게 되고, 이렇게 도달된 빛은 상기 염색제에 흡수됨이없이 상기 반사판(40)으로부터 반사되어 나가게 된다. 따라서, 화면은 화이트 상태(white state)가 된다.

그러나, 전술한 구조를 갖는 종래의 반사형 LCD는 그 자체로 시야각 특성이 불량한 문제점이 있다.

이에 따라, 반사형 LCD가 갖는 시야각 특성의 불량을 개선하기 위한 하나의 해결 방안으로서, 최근, 전방 산란 필름(Front Scattering Film)을 이용하는 방법이 제안되었는데, 이 방법은 어느 정도의 시야각 특성의 개선은 이루어지지만, 만족할만한 시야각 특성은 얻지 못하는 문제점이 있다.

또한, 다른 방법으로서, 전방 산란 필름 대신에 산란 반사 전극을 이용하는 방법이 제안되었는데, 이 방법은 절연막의 표면에 요철을 형성시킨 후, 이러한 절연막의 표면에 반사 전극용 금속막을 증착하는 것에 의해 반사 전극의 표면에 요철을 형성시키는 것이므로, 반사 전극 형성 이전에 드레인 전극과 상기 반사 전극을 연결하기 위한 콘택홀의 형성이 어렵고, 아울러, 요철 표면을 매끄럽게 하기 위한 열처리 공정 등이 추가되어야 하는 등, 공정이 복잡한 문제점이 있다.

한편, 반사형 LCD의 시야각 특성 개선을 위해, 통상의 TN 모드 대신에 프린지 필드 스위칭(Fringe Field Switching : 이하, FFS) 모드가 제안되었는데, 이러한 FFS 모드를 이용한 반사형 LCD는 그 자체로 어느 정도의 시야각 특성의 개선은 이루어지지만, 전방 산란 필름을 사용하지 않고는 여전히 만족할만한 시야각 특성을 얻지 못한다.

따라서, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명은, 시야각 특성을 향상시키기 위하여 반사 전극의 표면에 요철을 형성하는 FFS 모드 반사형 LCD의 반사 전극 형성방법을 제공하는데, 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 FFS 모드 반사형 LCD의 반사 전극 형성방법은, 기판 상에 소정 금속막을 증착하는 단계; 상기 금속막 상에 감광막을 도포, 노광 및 현상하여 상기 금속막의 소정 부분들을 노출시키는 감광막 패턴을 형성하는 단계; 상기 감광막 패턴을 마스크로해서 노출된 금속막 부분들의 일부 두께를 식각하는 단계; 상기 감광막 패턴을 제거하는 단계; 및 상기 금속막을 재차 식각하여 표면 요철을 갖는 반사 전극을 형성하는 단계를 포함한다.

본 발명에 따르면, 요철 형성을 위한 식각 공정을 2회로 나누어 수행하기 때문에, 요철부 표면을 매끄럽게 만들 수 있으며, 특히, FFS 모드를 채택함과 동시에 반사 전극에 요철부를 형성하기 때문에 만족할만한 시야각 특성을 얻을 수 있다.

(실시예)

이하 첨부한 도면에 의거하여 본 발명의 바람직한 실시예를 자세히 설명하도록 한다.

도 3a 내지 도 3e는 본 발명의 실시예에 따른 FFS 모드 반사형 LCD의 반사 전극 형성방법을 설명하기 위한 각 공정별 단면도이다. 여기서, 본 발명은 FFS 모 드를 채택함과 동시에 반사 전극의 표면에 요철부를 형성하는 방법을 그 특징으로 하는 바, 박막 트랜지스터 및 절연막의 형성과, 상판 형성에 대한 설명은 생략하도록 한다.

도 3a를 참조하면, 하부기판(31) 상에 게이트 및 반사 전극용 금속막(32)을 증착하고, 그런다음, 상기 금속막(32) 상에 감광막(33)을 도포한다. 여기서, 상기 금속막(32)은, 예컨데, Al막, Ag막, MoW막, Al-Nd 합금막, 또는, Cr막 중에서 선택되는 하나의 막으로 구성되며, 후속 공정에서 표면 요철이 형성되는 것을 고려하여 통상적인 게이트의 두께 보다는 두껍게 증착한다.

도 3b를 참조하면, 감광막에 대한 노광 및 현상 공정을 수행하여 금속막(32)의 소정 부분들을 노출시키는 감광막 패턴(33a)을 형성한다. 여기서, 상기 감광막 패턴(33a)은 게이트 전극을 포함한 게이트 라인과, 공통전극 라인, 및, 반사 전극, 즉, 화소 전극이 형성될 영역만을 가리도록 형성한다.

도 3c 및 도 3d를 참조하면, 우선, 상기 감광막 패턴(33a)을 마스크로해서 노출된 금속막 부분의 일부 두께를 식각하고, 그런다음, 상기 감광막 패턴을 제거하여 상기 금속막(32) 표면에 요철(34)을 형성시킨다.

도 3e를 참조하면, 표면 요철이 형성된 금속막에 대해서 2차로 식각 공정을 수행하여, 상기 금속막(32)의 표면 요철(34)을 매끄럽게 함과 동시에, 불필요한 부분, 즉, 게이트 라인과, 공통전극 라인, 및, 반사 전극으로 될 부분 이외의 금속막 부분을 완전히 제거함으로써, 상기 게이트 라인(도시안됨)과, 공통전극 라인(도시안됨), 및 반사 전극(32a)을 형성한다. 여기서, 반사 전극(32a)의 표면 요철은 단 지 2회의 식각 공정을 수행하는 것에 의해서 표면이 매끄럽게 되므로, 열처리 공정과 같은 추가 공정은 필요치 않으며, 또한, 절연막에 의해 얻어지는 것이 아니므로, 상기 절연막에서의 콘택홍 형성을 용이하게 수행할 수 있다,

이후, 공지된 후속 공정, 예컨데, 박막 트랜지스터 형성 공정, 절연막 형성, 콘택홀 형성 및 화소 전극 형성 공정을 통해 하판을 형성하고, 아울러, 종래와 마찬가지의 공정을 통해 상판을 형성한 후, 이들을 액정층의 개재하에 합착시킴으로써, FFS 모드 반사형 LCD를 형성한다.

한편, 도시되지는 않았으나, 본 발명의 실시예에 따른 FFS 모드 반사형 LCD는 위상차판을 사용하여 제조되지만, 상기 위상차판의 사용없이도 제조 가능하다. 여기서, 상기 위상차판의 제거는 액정의 위상지연값(dΔn)을 조절하는 것에 의해 달성될 수 있다.

이상에서와 같이, 본 발명은 FFS 모드를 채택함과 동시에 반사 전극의 표면에 요철부를 구비시키기 때문에, 만족할만한 시야각 특성을 갖는 고품질 반사형 LCD를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명은 2회의 식각 공정으로 반사 전극을 직접 패터닝하는 것에 의해서 요철부를 형성하고, 아울러, 그 표면을 매끄럽게 할 수 있기 때문에, 공정 단순화의 효과를 얻을 수 있다.

기타, 본 발명은 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있다.

Claims (2)

1. 기판 상에 소정 금속막을 증착하는 단계;

   상기 금속막 상에 감광막을 도포, 노광 및 현상하여 상기 금속막의 소정 부분들을 노출시키는 감광막 패턴을 형성하는 단계;

   상기 감광막 패턴을 마스크로해서 노출된 금속막 부분들의 일부 두께를 식각하는 단계;

   상기 감광막 패턴을 제거하는 단계; 및

   상기 금속막을 재차 식각하여 표면 요철을 갖는 반사 전극을 형성하는 단계;

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 프린지 필드 스위칭 모드 반사형 액정표시장치의 반사 전극 형성방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 금속막은, Al막, Ag막, MoW막, Al-Nd 합금막 및 Cr막으로 구성된 그룹으로부터 선택되는 어느 하나의 막으로 구성하는 것을 특징으로 하는 프린지 필드 스위칭 모드 반사형 액정표시장치의 반사 전극 형성방법.

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