KR100757786B1 - Reflective-transmissive type liquid crystal device and method of manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
반사-투과형 액정표시장치 및 그 제조방법이 개시되어 있다. 상기 장치는 기판 상에 형성된 게이트 전극, 상기 게이트 전극 및 기판 상에 형성된 게이트 절연막, 상기 게이트 전극 위의 게이트 절연막 상에 형성된 액티브층, 상기 게이트 절연막 상에 형성되고 액티브층의 양쪽 가장자리와 각각 중첩되는 제1 전극 및 제2 전극, 상기 제1 및 제2 전극과 게이트 절연막 상에 형성되고 제2 전극을 노출시키는 제1 콘택홀을 갖는 제1 절연막, 상기 제1 절연막 상에 형성되고 제1 콘택홀을 통해 제2 전극과 연결되는 투명 전극, 상기 투명 전극, 제1 절연막 및 제1 콘택홀 상에 형성되고 제2 전극을 노출시키는 제2 콘택홀을 갖는 제2 절연막, 및 상기 제2 절연막 상에 형성되고 제2 콘택홀을 통해 제2 전극과 연결되며 투명 전극을 노출시키는 투과창을 갖는 반사 전극을 구비하며, 상기 투과창 외부의 반사 전극의 하부 영역에 적어도 하나의 하부 반사판이 형성된다. 투과 모드시, 반사창으로 입사되는 빛이 상기 하부 반사판을 통해 투과창으로 반사되기 때문에, 동일한 면적의 투과창을 통과하는 빛의 효율을 증가시켜 표시 특성을 향상시킬 수 있다.A reflection-transmissive liquid crystal display device and a method of manufacturing the same are disclosed. The device includes a gate electrode formed on a substrate, a gate insulating film formed on the gate electrode and the substrate, an active layer formed on the gate insulating film over the gate electrode, and formed on the gate insulating film and overlapping both edges of the active layer, respectively. A first insulating film having a first contact hole formed on a first electrode and a second electrode, the first and second electrodes and a gate insulating film exposing a second electrode, and formed on the first insulating film and having a first contact hole A second insulating film having a transparent electrode connected to a second electrode through the transparent electrode, the transparent electrode, the first insulating film, and the first contact hole and having a second contact hole exposing the second electrode, and the second insulating film. A reflective electrode formed through the second contact hole and connected to the second electrode and having a transparent window for exposing the transparent electrode, and written in a lower region of the reflective electrode outside the transparent window. One lower reflector is formed. In the transmission mode, since the light incident on the reflection window is reflected through the lower reflection plate to the transmission window, the efficiency of light passing through the transmission window of the same area may be increased to improve display characteristics.
Description
도 1a 및 도 1b는 종래의 반사-투과형 액정표시장치의 제조방법을 설명하기 위한 단면도들이다.1A and 1B are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a conventional reflective-transmissive liquid crystal display device.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 의한 반사-투과형 액정표시장치의 단면도이다.2 is a cross-sectional view of a reflection-transmissive liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention.
도 3a 내지 도 3f는 도 2에 도시한 반사-투과형 액정표시장치의 제조방법을 설명하기 위한 단면도들이다.3A to 3F are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing the reflection-transmissive liquid crystal display shown in FIG. 2.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 의한 반사-투과형 액정표시장치의 단면도이다.4 is a cross-sectional view of a reflection-transmissive liquid crystal display device according to a second embodiment of the present invention.
도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 실시예들에 의한 하부 반사판의 여러 가지 형태를 도시한 평면도이다.5A to 5C are plan views illustrating various types of lower reflector plates according to embodiments of the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉<Explanation of symbols for main parts of the drawings>
100, 200 : 투명 기판 102, 102a : 게이트 전극100, 200:
102b, 210c : 하부 반사판 104, 204 : 게이트 절연막102b and 210c
106, 206 : 액티브층 108, 208 : 오믹 콘택층106 and 206:
110a, 110b, 210a, 210b : 소오스/드레인 전극 110a, 110b, 210a, 210b: source / drain electrodes
112, 212 : 제1 절연막 114, 214 : 제1 콘택홀112, 212: first
116, 216 : 투명 전극 118, 218 : 제2 절연막116 and 216
120, 220 : 제2 콘택홀 122, 222 : 반사 전극120, 220:
본 발명은 반사-투과형 액정표시장치 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 투과 효율을 증가시킬 수 있는 반사-투과형 액정표시장치 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a reflection-transmissive liquid crystal display device and a manufacturing method thereof, and more particularly, to a reflection-transmissive liquid crystal display device and a method of manufacturing the same that can increase the transmission efficiency.
오늘날과 같은 정보화 사회에 있어서 전자 디스플레이 장치(electronic display device)의 역할은 갈수록 중요해지며, 각종 전자 디스플레이 장치가 다양한 산업 분야에 광범위하게 사용되고 있다.In today's information society, the role of electronic display devices becomes more and more important, and various electronic display devices are widely used in various industrial fields.
일반적으로 전자 디스플레이 장치란 다양한 정보를 시각을 통해 인간에게 전달하는 장치를 말한다. 즉, 전자 디스플레이 장치란 각종 전가 기기로부터 출력되는 전기적 정보 신호를 인간의 시각으로 인식 가능한 광 정보 신호로 변환하는 전자 장치라고 정의할 수 있으며, 인간과 전자 기기를 연결하는 가교적 역할을 담당하는 장치로 정의될 수도 있다.In general, an electronic display device refers to a device that transmits various information to a human through vision. In other words, an electronic display device may be defined as an electronic device that converts electrical information signals output from various electronic devices into optical information signals that can be recognized by human eyes, and serves as a bridge that connects humans and electronic devices. It may be defined as.
이러한 전자 디스플레이 장치에 있어서, 광 정보 신호가 발광 현상에 의해 표시되는 경우에는 발광형 표시(emissive display) 장치로 불려지며, 반사, 산란, 간섭 현상 등에 의해 광 변조를 표시되는 경우에는 수광형 표시(non-emissive display) 장치로 일컬어진다. 능동형 표시 장치라고도 불리는 상기 발광형 표시 장치로는 음극선관(cathode ray tube; CRT), 플라즈마 디스플레이 패널(plasma display panel; PDP), 발광 다이오드(light emitting diode; LED) 및 일렉트로 루미네슨트 디스플레이(electroluminescent display; ELD) 등을 들 수 있다. 또한, 수동형 표시 장치인 상기 수광형 표시 장치에는 액정표시장치(liquid crystal display; LCD), 전기화학 표시장치(electrochemical display; ECD) 및 전기 영동 표시장치(electrophoretic image display; EPID) 등이 해당된다.In such an electronic display device, when an optical information signal is displayed by a light emitting phenomenon, it is called an emissive display device, and when a light modulation is displayed by reflection, scattering, or interference phenomenon, a light receiving display ( It is called a non-emissive display device. The light emitting display device, also called an active display device, includes a cathode ray tube (CRT), a plasma display panel (PDP), a light emitting diode (LED), and an electroluminescent display (electroluminescent display). display; ELD). In addition, the light receiving display device, which is a passive display device, includes a liquid crystal display (LCD), an electrochemical display (ECD), an electrophoretic image display (EPID), and the like.
텔레비전이나 컴퓨터용 모니터 등과 같은 화상표시장치에 사용되는 음극선관(CRT)은 표시 품질 및 경제성 등의 면에서 가장 높은 점유율을 차지하고 있으나, 무거운 중량, 큰 용적 및 높은 소비 전력 등과 같은 많은 단점을 가지고 있다.Cathode ray tubes (CRTs) used in image display devices such as televisions and computer monitors occupy the highest share in terms of display quality and economy, but have many disadvantages such as heavy weight, large volume and high power consumption. .
그러나, 반도체 기술의 급속한 진보에 의해 각종 전자 장치의 고체화, 저 전압 및 저 전력화와 함께 전자 기기의 소형 및 경량화에 따라 새로운 환경에 적합한 전자 디스플레이 장치, 즉 얇고 가벼우면서도 낮은 구동 전압 및 낮은 소비 전력의 특징을 갖춘 평판 패널(flat panel)형 디스플레이 장치에 대한 요구가 급격히 증대하고 있다.However, due to the rapid progress of semiconductor technology, the electronic display device suitable for the new environment, that is, the thin and light, the low driving voltage and the low power consumption of the electronic device, according to the miniaturization, low voltage and low power of various electronic devices, and the miniaturization and light weight of the electronic device, The demand for flat panel display devices with features is rapidly increasing.
현재 개발된 여러 가지 평판 디스플레이 장치 중에서 액정표시장치는 다른 디스플레이 장치에 비해 얇고 가벼우며, 낮은 소비 전력 및 낮은 구동 전압을 갖추고 있을 뿐만 아니라, 음극선관에 가까운 화상 표시가 가능하기 때문에 다양한 전자 장치에 광범위하게 사용되고 있다. Among the various flat panel display devices currently developed, liquid crystal displays are thinner and lighter than other display devices, have low power consumption and low driving voltage, and are widely used in various electronic devices because they can display images close to cathode ray tubes. Is being used.
액정표시장치는 전극이 형성되어 있는 두 장의 기판과 그 사이에 삽입되어 있는 액정층으로 이루어지며, 상기 전극에 전압을 인가하여 상기 액정층의 액정 분자들을 재배열시켜 투과되는 빛의 양을 조절하여 디스플레이 장치이다. 상기 두 장의 기판에는 각각 전극이 형성되며, 각 전극에 인가되는 전압을 스위칭하기 위한 박막 트랜지스터(thin film transistor; TFT)가 두 장의 기판 중 하나의 기판에 형성된다.The liquid crystal display device is composed of two substrates having electrodes formed thereon and a liquid crystal layer inserted therebetween, by applying a voltage to the electrodes to rearrange liquid crystal molecules of the liquid crystal layer to control the amount of transmitted light. Display device. Electrodes are formed on each of the two substrates, and a thin film transistor (TFT) for switching a voltage applied to each electrode is formed on one of the two substrates.
한편, 액정표시장치는 외부 광원을 이용하여 화상을 표시하는 투과형 액정표시장치와 외부 광원 대신 자연광을 이용한 반사형 액정표시장치로 구분될 수 있다. 시계나 계산기와 같이 전력 소모를 극소화해야 하는 전자 기기에서는 반사형 액정표시장치를 많이 사용하지만, 대화면 고품위의 화상표시를 요구하는 노트북 컴퓨터에는 투과형 액정표시장치를 사용하는 것이 일반적이다.Meanwhile, the liquid crystal display may be classified into a transmissive liquid crystal display displaying an image using an external light source and a reflective liquid crystal display using natural light instead of the external light source. In electronic devices such as clocks and calculators that require minimal power consumption, reflective liquid crystal displays are often used. However, transmissive liquid crystal displays are generally used in notebook computers that require high quality image display.
현재의 추세로는, 전력의 소모를 줄이면서 최대한의 고품위 화상을 구현하기 위해 반사형과 투과형의 두 가지 형태의 장점을 모두 살려서 주변 광도의 변화에도 불구하고 사용 환경에 맞게 적절한 시인성을 확보할 수 있는 반사-투과형 액정표시장치가 개발되고 있다.In the current trend, in order to realize the maximum high quality image while reducing the power consumption, it is possible to take advantage of both the reflection type and the transmission type to obtain the appropriate visibility for the use environment despite the change in the ambient light intensity. Reflective-transmissive liquid crystal display devices have been developed.
도 1a 및 도 1b는 종래의 반사-투과형 액정표시장치의 제조방법을 설명하기 위한 단면도들이다.1A and 1B are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a conventional reflective-transmissive liquid crystal display device.
도 1a를 참조하면, 유리, 석영 또는 사파이어로 이루어진 투명 기판(10) 상에 게이트 배선용 제1 금속막을 증착한 후, 제1 마스크를 사용한 사진식각 공정으로 상기 제1 금속막을 패터닝하여 게이트 전극(12) 및 상기 게이트 전극(12)에 연 결되어 제1 방향으로 신장되는 게이트 라인(도시하지 않음)을 포함하는 게이트 배선을 형성한다.Referring to FIG. 1A, after depositing a first metal film for gate wiring on a
상기 게이트 배선 및 기판(10) 상에 실리콘 질화막을 증착하여 게이트 절연막(14)을 형성한다. 상기 게이트 절연막(14) 상에 비정질실리콘을 증착하여 제1 반도체막을 형성하고, 그 위에 n+로 도핑된 비정질실리콘을 증착하여 제2 반도체막을 형성한다. 이어서, 제2 마스크를 사용한 사진식각 공정으로 상기 제2 반도체막 및 제1 반도체막을 패터닝하여, 상기 제1 반도체막, 즉 비정질실리콘막으로 이루어진 액티브층(16) 및 상기 제2 반도체막, 즉 n+로 도핑된 비정질실리콘막으로 이루어진 오믹 콘택층(18)이 형성된다.The silicon nitride film is deposited on the gate line and the
상기 결과물의 전면에 데이터 배선용 제2 금속막을 증착한 후, 제3 마스크를 이용한 사진식각 공정으로 제2 금속막을 패터닝하여 상기 게이트 라인과 교차하는 화소부를 구획하는 데이터 라인(도시하지 않음) 및 소오스/드레인 전극(20a, 20b)을 포함하는 데이터 배선을 형성한다. 계속해서, 상기 제3 마스크를 이용하여 노출된 콘택층(18)을 식각 공정으로 제거함으로써, 채널 영역이 될 액티브층(16)만 남긴다.After depositing the second metal film for data wiring on the entire surface of the resultant, the second metal film is patterned by a photolithography process using a third mask to define a data line (not shown) and a source / Data wirings including the
상기 결과물의 전면에 감광성 유기막을 스핀-코팅하여 층간 절연막과 보호막의 역할을 하는 제1 절연막(22)을 형성한 후, 제4 마스크를 이용하여 상기 제1 절연막(22)을 노광 및 현상함으로써 상기 드레인 전극(20a)의 일부분을 노출시키는 제1 콘택홀(24)을 형성한다. 이때, 화소부의 반사판을 산란 구조로 만들기 위해 상 기 제1 절연막(22)의 표면에 요철부를 형성한다.Spin-coating a photosensitive organic film on the entire surface of the resultant to form a first
상기 제1 콘택홀(24) 및 제1 절연막(22) 상에 투과창 및 화소 전극으로 제공되는 ITO(indium-tin-oxide)나 IZO(indium-zinc-oxide)와 같은 투명 도전막을 증착한 후, 제5 마스크를 이용한 사진식각 공정으로 상기 투명 도전막을 패터닝한다. 그러면, 상기 제1 콘택홀(24)을 통해 상기 드레인 전극(20b)과 연결되는 투명 전극(26)이 형성된다.After depositing a transparent conductive film such as indium-tin-oxide (ITO) or indium-zinc-oxide (IZO) provided as a transmission window and a pixel electrode on the
상기 투명 전극(26) 및 제1 절연막(22) 상에 제2 절연막(28)을 형성한 후, 제6 마스크를 이용한 사진식각 공정으로 상기 제2 절연막(28)을 식각하여 드레인 전극(20b)의 일부분을 노출시키는 제2 콘택홀(30)을 형성한다.After forming the second
상기 제2 콘택홀(30) 및 제2 절연막(28) 상에 반사판 및 화소 전극으로 제공되는 알루미늄(Al)이나 은(Ag)과 같은 반사 도전막을 증착한 후, 제7 마스크를 이용한 사진식각 공정으로 상기 반사 도전막을 패터닝한다. 그러면, 상기 제2 콘택홀(30)을 통해 상기 드레인 전극(20b)과 연결되는 반사 전극(32)이 형성된다. 이때, 상기 투명 전극(26) 위에 반사 전극(32)이 남아있는 영역은 반사창(R)이 되고, 투명 전극(26)만 남아있는 영역은 투과창(T)이 된다.After depositing a reflective conductive film such as aluminum (Al) or silver (Ag) provided as a reflector and a pixel electrode on the
상술한 종래의 반사-투과형 액정표시장치에 의하면, 하나의 화소부 내에 투과창과 반사창을 동시에 형성하기 때문에 기존의 투과형 또는 반사형 패널에 비해 유효 투과 또는 유효 반사 면적이 감소된다. 예를 들어, 투과 모드시 액정 패널의 후면에 부착된 백라이트 어셈블리로부터 상기 액정 패널로 입사되는 광은 그 일부분만 투과창(T)을 통과하고 나머지는 반사창(R)으로부터 반사된다. 따라서, 기존의 단일 모드 패널, 즉 투과형 또는 반사형 패널에 비해 표시 특성의 저하가 발생할 가능성이 크다.According to the above-mentioned conventional reflection-transmissive liquid crystal display device, since the transmission window and the reflection window are simultaneously formed in one pixel portion, the effective transmission or effective reflection area is reduced as compared with the conventional transmission or reflection panel. For example, in the transmissive mode, light incident on the liquid crystal panel from the backlight assembly attached to the rear side of the liquid crystal panel passes through the transmission window T, and the rest of the light is reflected from the reflection window R. Therefore, there is a high possibility of deterioration of display characteristics compared to conventional single mode panels, that is, transmissive or reflective panels.
따라서, 본 발명의 제1의 목적은 투과창을 통과하는 빛의 효율을 증가시켜 투과 모드시 표시 특성을 향상시킬 수 있는 반사-투과형 액정표시장치를 제공하는데 있다.Accordingly, a first object of the present invention is to provide a reflection-transmissive liquid crystal display device which can improve display characteristics in a transmission mode by increasing the efficiency of light passing through the transmission window.
본 발명의 제2의 목적은 투과창을 통과하는 빛의 효율을 증가시켜 투과 모드시 표시 특성을 향상시킬 수 있는 반사-투과형 액정표시장치의 제조방법을 제공하는데 있다.It is a second object of the present invention to provide a method of manufacturing a reflection-transmissive liquid crystal display device which can improve display characteristics in a transmission mode by increasing the efficiency of light passing through the transmission window.
상기 제1의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 기판 상에 형성된 게이트 전극; 상기 게이트 전극 및 기판 상에 형성된 게이트 절연막; 상기 게이트 전극 위의 게이트 절연막 상에 형성된 액티브층; 상기 게이트 절연막 상에 형성되고 상기 액티브층의 양쪽 가장자리와 각각 중첩되는 제1 전극 및 제2 전극; 상기 제1 및 제2 전극과 상기 게이트 절연막 상에 형성되고, 상기 제2 전극을 노출시키는 제1 콘택홀을 갖는 제1 절연막; 상기 제1 절연막 상에 형성되고 상기 제1 콘택홀을 통해 상기 제2 전극과 연결되는 투명 전극; 상기 투명 전극, 제1 절연막 및 제1 콘택홀 상에 형성되고, 상기 제2 전극을 노출시키는 제2 콘택홀을 갖는 제2 절연막; 및 상기 제2 절연막 상에 형성되고 상기 제2 콘택홀을 통해 상기 제2 전극과 연결되며, 상기 투명 전극을 노출시키는 투과창을 갖는 반사 전극을 구비하며, 상기 투과창 외 부의 반사 전극의 하부 영역에 적어도 하나의 하부 반사판이 형성된 것을 특징으로 하는 반사-투과형 액정표시장치를 제공한다.The present invention to achieve the first object, a gate electrode formed on a substrate; A gate insulating film formed on the gate electrode and the substrate; An active layer formed on the gate insulating film on the gate electrode; First and second electrodes formed on the gate insulating layer and overlapping both edges of the active layer, respectively; A first insulating layer formed on the first and second electrodes and the gate insulating layer and having a first contact hole exposing the second electrode; A transparent electrode formed on the first insulating layer and connected to the second electrode through the first contact hole; A second insulating film formed on the transparent electrode, the first insulating film, and the first contact hole and having a second contact hole exposing the second electrode; And a reflective electrode formed on the second insulating layer and connected to the second electrode through the second contact hole, the reflective electrode having a transmission window exposing the transparent electrode, and a lower region of the reflective electrode outside the transmission window. Provided is a reflective-transmissive liquid crystal display device, characterized in that at least one lower reflector is formed thereon.
상기 제2의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 기판 상에 게이트 전극을 형성하는 단계; 상기 결과물의 전면에 게이트 절연막을 형성하는 단계; 상기 게이트 전극 위의 게이트 절연막 상에 액티브 패턴을 형성하는 단계; 상기 게이트 절연막 상에 상기 액티브 패턴의 양쪽 가장자리와 각각 중첩되는 제1 전극 및 제2 전극을 형성하는 단계; 상기 결과물의 전면에 제1 절연막을 형성하는 단계; 상기 제1 절연막을 식각하여 상기 제2 전극을 노출시키는 제1 콘택홀을 형성하는 단계; 상기 제1 절연막 상에 상기 제1 콘택홀을 통해 상기 제2 전극과 연결되는 투명 전극을 형성하는 단계; 상기 결과물의 전면에 제2 절연막을 형성하는 단계; 상기 제2 절연막을 식각하여 상기 제2 전극을 노출시키는 제2 콘택홀을 형성하는 단계; 및 상기 제2 절연막 상에 상기 제2 콘택홀을 통해 상기 제2 전극과 연결되며 상기 투명 전극을 노출시키는 투과창을 갖는 반사 전극을 형성하는 단계를 구비하며, 상기 제1 절연막을 형성하는 단계 전에, 상기 투과창 외부의 반사 전극의 하부 영역에 적어도 하나의 하부 반사판을 형성하는 것을 특징으로 하는 반사-투과형 액정표시장치의 제조방법을 제공한다.The present invention to achieve the second object, forming a gate electrode on a substrate; Forming a gate insulating film on the entire surface of the resultant product; Forming an active pattern on a gate insulating film on the gate electrode; Forming first and second electrodes overlapping both edges of the active pattern on the gate insulating layer; Forming a first insulating film on the entire surface of the resultant product; Etching the first insulating layer to form a first contact hole exposing the second electrode; Forming a transparent electrode on the first insulating layer, the transparent electrode being connected to the second electrode through the first contact hole; Forming a second insulating film on the entire surface of the resultant product; Etching the second insulating layer to form a second contact hole exposing the second electrode; And forming a reflective electrode on the second insulating film, the reflective electrode having a transmission window connected to the second electrode through the second contact hole and exposing the transparent electrode, before the forming of the first insulating film. And forming at least one lower reflector in a lower region of the reflective electrode outside the transmission window.
본 발명에 의하면, 투과창 외부의 반사 전극, 즉 반사창의 하부 영역에 게이트 전극 또는 소오스/드레인 전극과 동일한 층으로 이루어진 적어도 하나의 하부 반사판을 형성한다. 그러면, 상기 반사창으로 입사되는 백라이트 광이 상기 하부 반사판을 통해 투과창으로 반사되기 때문에, 동일한 면적의 투과창을 통과하는 빛 의 효율을 증가시켜 투과 모드시 표시 특성을 향상시킬 수 있다.According to the present invention, at least one lower reflector formed of the same layer as the gate electrode or the source / drain electrode is formed in the reflective electrode outside the transmission window, that is, the lower region of the reflective window. Then, since the backlight light incident on the reflective window is reflected to the transmission window through the lower reflector, the efficiency of light passing through the transmission window having the same area may be increased to improve display characteristics in the transmission mode.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하고자 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 의한 반사-투과형 액정표시장치의 단면도이다. 도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 실시예들에 의한 하부 반사판의 여러 가지 형태를 도시한 평면도이다.2 is a cross-sectional view of a reflection-transmissive liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention. 5A to 5C are plan views illustrating various types of lower reflector plates according to embodiments of the present invention.
도 2를 참조하면, 투명 기판(100) 상에 알루미늄(Al), 크롬(Cr) 또는 몰리브덴 텅스텐(MoW) 등의 제1 금속막으로 이루어진 게이트 배선이 형성된다. 상기 게이트 배선은 제1 방향(즉, 횡방향)으로 신장되는 게이트 라인(도시하지 않음) 및 상기 게이트 라인의 일부분인 박막 트랜지스터의 게이트 전극(102a)을 포함한다. 또한, 상기 기판(100) 상에는 게이트 배선과 동일한 층으로 이루어진 적어도 하나의 하부 반사판(102b)이 형성된다. 상기 하부 반사판(102b)은 반사 모드시에는 아무런 역할을 하지 않지만, 투과 모드시에는 투과창으로 백라이트 입사광을 반사시켜 투과 효율을 증가시키는 역할을 한다.Referring to FIG. 2, a gate wiring made of a first metal film such as aluminum (Al), chromium (Cr), or molybdenum tungsten (MoW) is formed on the
상기 하부 반사판(102b)은 도 5a 및 도 5b에 도시한 바와 같이, 다수개의 원형 또는 다각형으로 형성한다. 상기 하부 반사판(102b)은 투과창의 주변을 둘러싸는 링 형태로 형성할 수도 있고, 도 5c에 도시한 바와 같이 하나의 링과 다수개의 원형이 혼합된 형태 또는 하나의 링과 다수개의 다각형이 혼합된 형태로 형성할 수 있다. 상기 하부 반사판(102b)을 링 형태로 형성할 경우, 공간이 충분한 영역(도 5c에서는 세로 부분)에서는 그 폭을 두껍게 형성하고 공간이 비좁은 영역(도 5c에 서는 가로 부분)에서는 그 폭을 얇게 형성할 수도 있다. 또한, 상기 하부 반사판(102b)을 링 형태로 형성할 경우에는 화소부 내에 별도의 캐패시터 배선을 형성하지 않고 상기 하부 반사판(102b)을 캐패시터 배선, 즉 캐패시터의 하부 전극으로 사용할 수 있다.The
상기 게이트 배선, 하부 반사판(102b) 및 기판(100) 상에는 무기물, 예컨대 실리콘 질화물로 이루어진 게이트 절연막(104)이 형성된다. 상기 게이트 전극(102a)에 대응되는 게이트 절연막(104) 상에는 비정질실리콘과 같은 제1 반도체막으로 이루어진 액티브층(106) 및 n+로 도핑된 비정질실리콘과 같은 제2 반도체막으로 이루어진 오믹 콘택층(108)이 순차적으로 적층된다.A
상기 오믹 콘택층(108) 및 게이트 절연막(104) 상에는 크롬(Cr) 등의 제2 금속막으로 이루어진 데이터 배선이 형성된다. 상기 데이터 배선은 상기 액티브층(106)의 제1 영역과 중첩되는 제1 전극(소오스 전극 또는 드레인 전극)(110a) 및 상기 제1 영역과 대향되는 제2 영역과 중첩되는 제2 전극(드레인 전극 또는 소오스 전극)(110b) 및 상기 제2 전극(110b)에 연결되고 상기 게이트 라인과 교차하는 제2 방향(즉, 종방향)으로 신장되는 데이터 라인(도시하지 않음)을 포함한다. 이하, 상기 제1 전극(110a)을 소오스 전극이라 하고, 상기 제2 전극(110b)을 드레인 전극이라 한다.On the
상기 소오스/드레인 전극(110a, 110b) 및 게이트 절연막(104) 상에는 층간 절연막과 보호막의 역할을 하는 제1 절연막(112)이 형성된다. 상기 제1 절연막(112)은 감광성 유기물로 이루어지며, 그 표면의 일부에 반사 효율을 증가시키기 위한 요철부가 형성된다. 바람직하게는, 상기 요철부는 약 5∼15°의 주 경사도를 갖도록 형성한다. 상기 제1 절연막(112)을 관통하여 상기 드레인 전극(110b)을 노출시키는 제1 콘택홀(114)이 형성된다.A first insulating
상기 제1 절연막(112) 상에는 상기 제1 콘택홀(114)을 통해 드레인 전극(110b)과 연결되고 투과창 및 화소 전극으로 제공되는 투명 전극(116)이 형성된다. 상기 투명 전극(116) 상에는 제2 절연막(118)을 개재하여 반사판 및 화소 전극으로 제공되는 반사 전극(122)이 형성된다. 상기 반사 전극(122)은 드레인 전극(110b) 위로 제2 절연막(118)에 형성된 제2 콘택홀(120)을 통해 상기 드레인 전극(110b)과 연결된다. 상기 투명 전극(116) 및 반사 전극(122)으로 이루어진 화소 전극은 박막 트랜지스터의 드레인 영역으로부터 화상 신호를 받아 상부 기판(즉, 컬러필터 기판)의 전극(도시하지 않음)과 함께 전기장을 생성하는 역할을 한다. 이때, 상기 투명 전극(116) 위에 반사 전극(122)이 남아있는 영역은 반사창(R)이 되고, 투명 전극(116)만 남아있는 영역은 투과창(T)이 된다.The
상술한 본 발명의 제1 실시예에 의하면, 투과 모드시 액정 패널의 후면에 부착된 백라이트(도시하지 않음)로부터 발생된 빛이 상기 액정 패널로 입사될 때, 투과창(T) 외부의 반사 전극(즉, 반사창)으로 입사된 빛은 상기 반사 전극(122)으로부터 반사된 후 반사창(R)의 하부에 위치한 하부 반사판(102b)에 의해 다시 반사되어 투과창(T)을 통과하게 된다. 따라서, 종래의 반사-투과형 액정표시장치에 비해 동일한 면적의 투과창(T)을 통과하는 빛의 효율이 증가되므로, 투과 모드시 표시 특성을 향상시킬 수 있다.According to the first embodiment of the present invention described above, when light generated from a backlight (not shown) attached to the rear surface of the liquid crystal panel is incident on the liquid crystal panel in the transmissive mode, the reflective electrode outside the transmission window (T) The light incident on the
도 3a 내지 도 3f는 도 2에 도시한 반사-투과형 액정표시장치의 제조방법을 설명하기 위한 단면도들이다.3A to 3F are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing the reflection-transmissive liquid crystal display shown in FIG. 2.
도 3a를 참조하면, 유리, 석영 또는 사파이어와 같은 절연 물질로 이루어진 투명 기판(100) 상에 알루미늄(Al), 크롬(Cr) 또는 몰리브덴 텅스텐(MoW) 등의 제1 금속막을 증착한 후, 제1 마스크를 이용한 사진식각 공정으로 상기 제1 금속막을 패터닝하여 제1 방향(즉, 횡방향)으로 신장되는 게이트 라인(도시하지 않음) 및 상기 게이트 라인의 일부분인 게이트 전극(102a)을 포함하는 게이트 배선을 형성한다. 이와 동시에, 화소부의 반사창에 대응되는 기판 영역에 적어도 하나의 하부 반사판(102b)을 형성한다. 상기 하부 반사판(102b)은 도 5a 내지 도 5c에 도시한 바와 같이 다수개의 원형 또는 다각형으로 형성하거나, 투과창의 주변을 둘러싸는 링 형태로 형성한다. 또한, 상기 하부 반사판(102b)은 하나의 링과 다수개의 원형이 혼합된 형태 또는 하나의 링과 다수개의 다각형이 혼합된 형태로 형성할 수도 있다. 상기 하부 반사판(102b)을 링 형태로 형성할 경우, 캐패시터 배선을 별도로 형성하지 않고 상기 하부 반사판(102b)을 캐패시터 배선으로 이용할 수 있다.Referring to FIG. 3A, after depositing a first metal film such as aluminum (Al), chromium (Cr), or molybdenum tungsten (MoW) on a
도 3b를 참조하면, 상기 게이트 배선, 하부 반사판(102b) 및 기판(100) 상에 실리콘 질화물과 같은 무기 절연막으로 이루어진 게이트 절연막(104)을 화학 기상 증착(chemical vapor deposition; CVD) 공정에 의해 약 4500Å의 두께로 형성한다.Referring to FIG. 3B, a
상기 게이트 절연막(104) 상에 비정질실리콘으로 이루어진 제1 반도체막을 CVD 공정으로 증착한 후, 그 위에 n+로 도핑된 비정질실리콘으로 이루어진 제2 반도체막을 CVD 공정으로 증착한다. 이어서, 제2 마스크를 이용한 사진식각 공정으로 상기 제2 반도체막 및 제1 반도체막을 패터닝하여 상기 게이트 전극(102a) 위의 게이트 절연막(104) 상에 액티브층(106) 및 오믹 콘택층(108)을 형성한다.After depositing a first semiconductor film made of amorphous silicon on the
도 3c를 참조하면, 상기 오믹 콘택층(108) 및 게이트 절연막(104) 상에 크롬(Cr)과 같은 제2 금속막을 증착한 후, 제3 마스크를 이용한 사진식각 공정으로 상기 제2 금속막을 패터닝한다. 그러면, 상기 액티브층(106)의 양쪽 가장자리에 각각 중첩되는 소오스 전극(110a) 및 드레인 전극(110b)과, 상기 드레인 전극(110b)에 연결되고 상기 게이트 라인과 교차하는 제2 방향(즉, 종방향)으로 신장되는 데이터 라인(도시하지 않음)을 포함하는 데이터 배선이 형성된다. 계속해서, 상기 제3 마스크를 이용하여 노출된 오믹 콘택층(108)을 식각 공정으로 제거함으로써, 채널 영역이 될 액티브층(106)만 남긴다.Referring to FIG. 3C, after depositing a second metal film such as chromium (Cr) on the
도 3d를 참조하면, 상기 데이터 배선 및 게이트 절연막(104) 상에 감광성 유기물을 도포하여 제1 절연막(112)을 형성한다. 상기 제1 절연막(112)은 층간 절연막과 보호막의 역할을 한다. 이어서, 제4 마스크를 이용하여 상기 제1 절연막(112)을 노광 및 현상함으로써 상기 드레인 전극(110b)의 일부분을 노출시키는 제1 콘택홀(114)을 형성한다. 이와 동시에, 화소부의 반사판을 산란 구조로 만들기 위해 상기 제1 절연막(112)의 표면에 요철부를 형성한다. 상기 요철부는 액정을 투과하는 빛을 산란시켜 시야각을 개선시키는 역할을 한다. 바람직하게는, 상기 요철부는 5 °∼15°의 경사 각도를 갖도록 형성된다.Referring to FIG. 3D, a photosensitive organic material is coated on the data line and the
도 3e를 참조하면, 상기 제1 콘택홀(114) 및 제1 절연막(112) 상에 투과창 및 화소 전극으로 제공되는 ITO(indium-tin-oxide)나 IZO(indium-zinc-oxide)와 같은 투명 도전막을 증착한다. 이어서, 제5 마스크를 이용한 사진식각 공정으로 상기 투명 도전막을 패터닝하여 상기 제1 콘택홀(114)을 통해 상기 드레인 전극(110b)과 연결되는 투명 전극(116)을 형성한다.Referring to FIG. 3E, an indium-tin-oxide (ITO) or an indium-zinc-oxide (IZO) provided on the
도 3f를 참조하면, 상기 투명 전극(116) 및 제1 절연막(112) 상에 실리콘 질화물과 같은 무기막을 증착하여 제2 절연막(118)을 형성한다. 이어서, 제6 마스크를 이용한 사진식각 공정으로 상기 제2 절연막(118)을 식각하여 상기 드레인 전극(1100b)의 일부분을 노출시키는 제2 콘택홀(120)을 형성한다.Referring to FIG. 3F, an inorganic layer such as silicon nitride is deposited on the
이어서, 도시하지는 않았으나, 상기 제2 콘택홀(120) 및 제2 절연막(118) 상에 반사판 및 화소 전극으로 제공되는 알루미늄(Al)이나 은(Ag)과 같은 반사 도전막을 증착한 후, 제7 마스크를 이용한 사진식각 공정으로 상기 반사 도전막을 패터닝한다. 그러면, 도 2에 도시한 바와 같이 상기 제2 콘택홀(120)을 통해 상기 드레인 전극(110b)과 연결되는 반사 전극(122)이 형성된다. 이때, 상기 반사 전극(122)이 제거되어 그 하부의 투명 전극(116)이 노출된 영역은 투과창(T)이 되며, 상기 투과창(T)을 제외한 나머지 영역은 반사창(R)으로 제공된다.Subsequently, although not shown, a reflective conductive film such as aluminum (Al) or silver (Ag), which is provided as a reflector and a pixel electrode, is deposited on the
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 의한 반사-투과형 액정표시장치의 단면도이다.4 is a cross-sectional view of a reflection-transmissive liquid crystal display device according to a second embodiment of the present invention.
도 4를 참조하면, 투명 기판(200) 상에 알루미늄(Al), 크롬(Cr) 또는 몰리브 덴 텅스텐(MoW) 등의 제1 금속막으로 이루어진 게이트 배선이 형성된다. 상기 게이트 배선은 제1 방향(즉, 횡방향)으로 신장되는 게이트 라인(도시하지 않음) 및 상기 게이트 라인의 일부분인 박막 트랜지스터의 게이트 전극(202)을 포함한다.Referring to FIG. 4, a gate wiring made of a first metal film such as aluminum (Al), chromium (Cr), or molybdenum tungsten (MoW) is formed on the
상기 게이트 배선 및 기판(200) 상에는 무기물, 예컨대 실리콘 질화물로 이루어진 게이트 절연막(204)이 형성된다. 상기 게이트 전극(202)에 대응되는 게이트 절연막(204) 상에는 비정질실리콘과 같은 제1 반도체막으로 이루어진 액티브층(206) 및 n+로 도핑된 비정질실리콘과 같은 제2 반도체막으로 이루어진 오믹 콘택층(208)이 순차적으로 적층된다.A
상기 오믹 콘택층(208) 및 게이트 절연막(204) 상에는 크롬(Cr) 등의 제2 금속막으로 이루어진 데이터 배선이 형성된다. 상기 데이터 배선은 상기 액티브층(206)의 제1 영역과 중첩되는 제1 전극, 예컨대 소오스 전극(210a) 및 상기 제1 영역과 대향되는 제2 영역과 중첩되는 제2 전극, 예컨대 드레인 전극(210b)에 연결되고 상기 게이트 라인과 교차하는 제2 방향(즉, 종방향)으로 신장되는 데이터 라인(도시하지 않음)을 포함한다. 또한, 상기 게이트 절연막(204) 상에 상기 데이터 배선과 동일한 층으로 이루어진 적어도 하나의 하부 반사판(210c)이 형성된다. 상기 하부 반사판(210c)은 도 5a 및 도 5b에 도시한 바와 같이, 다수개의 원형 또는 다각형으로 형성한다. 상기 하부 반사판(210c)은 투과창의 주변을 둘러싸는 링 형태로 형성할 수도 있고, 도 5c에 도시한 바와 같이 하나의 링과 다수개의 원형이 혼합된 형태 또는 하나의 링과 다수개의 다각형이 혼합된 형태로 형성할 수 있다.On the
상기 소오스/드레인 전극(210a, 210b), 하부 반사판(210c) 및 게이트 절연막(204) 상에는 층간 절연막과 보호막의 역할을 하는 제1 절연막(212)이 형성된다. 상기 제1 절연막(212)은 감광성 유기물로 이루어지며, 그 표면의 일부에 반사 효율을 증가시키기 위한 요철부가 형성된다. 바람직하게는, 상기 요철부는 약 5∼15°의 주 경사도를 갖도록 형성한다. 상기 제1 절연막(212)을 관통하여 상기 드레인 전극(210b)을 노출시키는 제1 콘택홀(214)이 형성된다.A first insulating
상기 제1 절연막(212) 상에는 상기 제1 콘택홀(214)을 통해 드레인 전극(210b)과 연결되고 투과창 및 화소 전극으로 제공되는 투명 전극(216)이 형성된다. 상기 투명 전극(216) 상에는 제2 절연막(218)을 개재하여 반사판 및 화소 전극으로 제공되는 반사 전극(222)이 형성된다. 상기 반사 전극(222)은 드레인 전극(210b) 위로 제2 절연막(218)에 형성된 제2 콘택홀(220)을 통해 상기 드레인 전극(210b)과 연결된다. 이때, 상기 반사 전극(222)이 제거되어 그 하부의 투명 전극(116)이 노출되는 영역은 투과창(T)이 되고, 상기 투과창(T)을 제외한 나머지 영역은 반사창(R)이 된다.The
상술한 본 발명의 제2 실시예에 의하면, 소오스/드레인 전극(210a, 210b)을 포함하는 데이터 배선을 형성할 때 적어도 하나의 하부 반사판(210c)을 동시에 형성한다. 따라서, 투과 모드시 반사창(R)으로 입사된 백라이트광이 상기 하부 반사판(210c)에 의해 반사되어 투과창(T)을 통과하게 되므로, 동일한 면적의 투과창(T)을 통과하는 빛의 효율을 증가시켜 표시 특성을 향상시킬 수 있다.According to the second exemplary embodiment of the present invention, at least one
상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 투과창 외부의 반사 전극, 즉 반사창의 하부 영역에 게이트 전극 또는 소오스/드레인 전극과 동일한 층으로 이루어진 적어도 하나의 하부 반사판을 형성한다. 그러면, 상기 반사창으로 입사되는 백라이트 광이 상기 하부 반사판을 통해 투과창으로 반사되기 때문에, 동일한 면적의 투과창을 통과하는 빛의 효율을 증가시켜 투과 모드시 표시 특성을 향상시킬 수 있다.As described above, according to the present invention, at least one lower reflector formed of the same layer as the gate electrode or the source / drain electrode is formed on the reflective electrode outside the transmission window, that is, the lower region of the reflective window. Then, since the backlight light incident on the reflective window is reflected to the transmission window through the lower reflector, the efficiency of light passing through the transmission window having the same area may be increased to improve display characteristics in the transmission mode.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.As described above, although described with reference to a preferred embodiment of the present invention, those skilled in the art will be variously modified and modified within the scope of the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention described in the claims below. It will be appreciated that it can be changed.
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