KR100803111B1 - 반사-투과형 액정표시장치 및 이의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
반사-투과형 액정표시장치 및 이의 제조 방법이 개시되어 있다. 광량이 풍부한 곳에서 디스플레이가 수행되도록 하는 부분에서는 유기 절연막 및 반사 전극에 요철을 형성하고, 광량이 부족한 곳에서 디스플레이가 수행되도록 하는 부분에서는 평탄한 유기 절연막 및 평탄한 투과 전극을 형성한다. 이로 인하여 광량의 많고 적음에 상관없이 디스플레이를 수행할 수 있으며, 특히 투과 모드에서 고휘도 디스플레이가 가능토록 한다.
반사-투과형 액정표시장치, BCB, 개구창
Description
도 1은 종래 반사-투과형 액정표시장치의 프로파일을 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 의하여 제 1 기판에 게이트 박막이 형성된 것을 도시한 공정도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 의하여 제 1 기판에 형성된 게이트 박막을 패터닝하여 게이트 전극을 형성한 것을 도시한 공정도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 의하여 게이트 전극의 상면에 게이트 절연막, 반도체막, 소오스/드레인 형성용 메탈막을 형성한 것을 도시한 공정도이다.
도 5는 도 4에 포토레지스트가 도포된 상태에서 마스크를 사용하여 포토레지스트 박막을 패터닝하는 것을 도시한 공정도이다.
도 6은 도 5에서 패터닝된 포토레지스트 패턴을 도시한 공정도이다.
도 7은 도 6의 포토레지스트 패턴을 에치 백 한 후 소오스 전극 및 드레인 전극을 형성한 것을 도시한 공정도이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 의하여 제 2 반도체막을 패터닝한 것을 도시한 공정도이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 의하여 박막 트랜지스터의 상면에 제 1 유기 절연막을 형성한 것을 도시한 공정도이다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 의하여 제 1 유기 절연막의 상면에 투명 전극 및 패터닝된 제 2 유기 절연막이 형성된 것을 도시한 공정도이다.
도 11은 본 발명의 일실시예에 의하여 제 2 유기 절연막의 상면에 반사 전극, 제 2 기판, 액정층이 형성되어 반사-투과형 액정표시장치가 제조된 것을 도시한 공정도이다.
본 발명은 반사-투과형 액정표시장치 및 이의 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 광량이 풍부한 곳에서는 외부광을 이용하는 반사 모드(reflection mode)에서 디스플레이를 수행하고, 광량이 부족한 곳에서는 자체 생산된 인공광을 이용하는 투과 모드에서 디스플레이를 구현함은 물론 투과 모드(penetration mode)에서의 디스플레이 휘도를 크게 향상시킨 반사-투과형 액정표시장치 및 공정수를 크게 감소시킨 이의 제조 방법에 관한 것이다.
최근 들어, 정보처리 장치의 기술 개발과 함께 정보처리 장치에서 처리된 데이터를 사용자가 인식할 수 있도록 인터페이싱하는 “디스플레이 장치(display device)”의 기술 개발이 함께 이루어지고 있다.
이와 같은 역할을 하는 디스플레이 장치는 아날로그 방식 디스플레이 장치와 디지털 방식 디스플레이 장치로 크게 분류할 수 있다.
아날로그 방식 디스플레이 장치로는 대표적으로 CRT 방식 디스플레이 장치(Cathode Ray Tube type display device)가 있으며, 디지털 방식 디스플레이 장치로는 대표적으로 액정표시장치(Liquid Crystal Display device)가 있다.
이들을 모두 우수한 디스플레이 성능을 갖고 있지만, 중량 및 부피 측면에서는 액정표시장치가 CRT 방식 디스플레이 장치에 비하여 훨씬 뛰어난 장점을 갖는다.
구체적으로, 동일한 유효 디스플레이 면적을 갖는 CRT 방식 디스플레이 장치와 액정표시장치를 비교하였을 경우, 액정표시장치의 중량 및 부피가 CRT 방식 디스플레이 장치에 비하여 압도적으로 우월한 특성을 갖는다.
이와 같이 장점을 갖는 액정표시장치는 광의 이용 방법에 따라서 3 가지 방식으로 나뉘어진다.
첫 번째 방식은, 외부광을 이용하여 디스플레이를 수행하는 방법으로, 극히 낮은 소비전력으로 액정표시장치의 디스플레이가 가능하다. 이와 같은 방식으로 디스플레이를 수행하는 액정표시장치를 이하, “반사형 액정표시장치”라 정의하기로 한다.
두 번째 방식은, 액정표시장치에 충전된 전기 에너지를 소모하여 발생된 인공광을 이용하여 디스플레이를 수행하는 방법으로, 외부 환경에 상관없이 액정표시장치의 디스플레이가 가능하다. 이와 같은 방식으로 디스플레이를 수행하는 액정표시장치를 이하, “투과형 액정표시장치”라 정의하기로 한다.
그러나, 앞서 설명한 반사형 액정표시장치는 광량이 부족하여 문자, 영상, 동영상을 식별하기 어려운 어두운 곳에서는 디스플레이가 불가능한 단점을 갖고, 투과형 액정표시장치는 광량이 부족한 어두운 곳에서 디스플레이가 가능한 반면 소비전력이 큰 단점을 갖는다.
세 번째 방식은 광량이 풍부한 곳에는 외부광을 이용하여 디스플레이를 수행하고, 광량이 부족한 곳에만 자체적으로 생산한 인공광을 이용하여 디스플레이를 수행함으로써 외부 환경에 상관없이 디스플레이가 가능함과 동시에 소비전력을 절반 이상 감소시킬 수 있는 장점을 갖는다. 이와 같은 방식으로 디스플레이를 수행하는 액정표시장치를 이하, “반사-투과형 액정표시장치”라 정의하기로 한다.
도 1에는 종래 반사-투과형 액정표시장치의 프로파일이 도시되어 있는데, 도 1를 참조하여 종래 반사-투과형 액정표시장치(20)의 제조 방법을 설명하기로 한다.
먼저, 제 1 기판(1)의 상면에는 박막 트랜지스터(7)가 박막 트랜지스터 제조 공정에 의하여 수행된다. 미설명 도면부호 3은 게이트 전극, 6b는 소오스 전극, 6a는 드레인 전극 및 4,5는 액티브 패턴이다.
이후, 박막 트랜지스터(7)의 상면에는 투명하면서 후박한 아크릴계 유기 절연막(15)이 소정 두께로 도포된다.
이때, 아크릴계 유기 절연막(15)의 상면에는 광을 산란시켜 휘도를 향상시키기 위하여 불규칙한 요철 패턴이 형성되고, 아크릴계 유기 절연막(15) 중 드레인 전극(6a)에 해당하는 부분은 개구된다.
이후, 아크릴계 유기 절연막(15)의 상면에는 액정을 제어하는데 필요한 반사/투과 전극(8,10)이 형성된다.
이때, 반사/투과 전극(8,10)은 광을 투과시키는 투과 전극(8) 및 광을 반사시키는 반사 전극(10)으로 구성되며, 반사 전극(10)의 일부가 개구(11)되어 이 부분을 통하여 광이 투과되도록 한다.
이때, 반사/투과 전극(8,10)의 투과 전극(8)은 ITO 또는 IZO 물질이 사용되며, 반사 전극(10)으로는 반사율이 뛰어난 알루미늄이나 알루미늄-네오디뮴 합금 등이 주로 사용된다.
이후, 제 1 기판(1)의 상면에는 다시 공통 전극(13)이 형성된 제 2 기판(14)이 위치하고, 그 사이에는 액정(12)이 주입되어 반사/투과형 액정표시장치(20)가 제작된다.
그러나, 이와 같은 종래 반사/투과형 액정표시장치(20)는 다양한 문제점을 갖고 있다.
대표적인 문제점으로는 광량이 풍부한 곳에서 디스플레이를 수행할 때 광을 산란시키는 역할을 하도록 형성된 유기 절연막(15)의 요철 구조에 기인한다.
구체적으로 유기 절연막(15)의 요철 구조는 반사 전극(10)에서의 휘도 향상이 가능케 하지만, 이로 인하여 투과 전극(8) 또한 요철 구조를 갖을 수밖에 없게 된다. 이처럼 투과 전극(8)이 요철구조를 갖음에 따라서 도 1에 도시된 바와 같이 투과 전극(8)을 투과하는 광이 광의 진행 방향과 역방향으로 산란되어 투과 전극(8)을 통과하는 광량이 감소되고 이로 인한 휘도 저하가 발생된다.
또한, 다른 문제점으로는 ITO 등으로 투과 전극(8)을 형성하고, 알루미늄 계열로 반사 전극(10)을 형성할 경우, 알루미늄 전극에 부식이 발생되어 반사 전극(10)의 박리나 반사 전극(10)으로부터 반사율이 크게 저하되는 “베터리 반응”이 발생하는 문제점을 갖는다.
이를 극복하기 위해서는 투과 전극(8)과 반사 전극(10) 사이에 투명한 질화 실리콘(SiNx)을 한층 더 형성해야 하는 공정이 추가적으로 필요하여 반사/투과형 액정 표시장치의 공정수가 증가되는 문제점을 갖는다.
따라서, 본 발명은 이와 같은 종래 문제점을 감안한 것으로써, 본 발명의 제 1 목적은 반사-투과형 액정표시장치를 투과 모드로 디스플레이할 때, 디스플레이 휘도를 향상시킴에 있다.
본 발명의 제 2 목적은 반사-투과형 액정표시장치의 휘도를 크게 향상시키는 반사-투과형 액정표시장치의 제조 방법을 제공함에 있다.
이와 같은 본 발명의 제 1 목적을 구현하기 위한 반사-투과형 액정표시장치는 제 1 기판의 제 1 영역에 게이트 전극, 액티브 패턴, 소오스 전극, 드레인 전극이 형성된 박막트랜지스터; 제 1 기판의 상면에 평탄하게 형성된 제 1 유기 절연막; 제 1 유기 절연막에 드레인 전극이 노출되도록 제 2 영역에 형성된 콘택홀; 제 1 유기 절연막의 상면에 드레인 전극과 접촉되도록 형성된 투명한 투과 전극; 제 2 영역의 투과 전극 및 제 3 영역의 투과 전극이 노출되도록 개구가 형성된 제 2 유기 절연막; 제 2 영역에는 덮이고, 제 3 영역에는 투과 전극이 덮이지 않도록 투명 전극의 상면에 형성된 반사 전극; 제 1 기판의 반사 전극과 대향하는 공통 전극을 갖는 제 2 기판; 및 제 2 유기 절연막 및 공통 전극의 사이에 주입된 액정층을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 제 2 목적을 구현하기 위한 반사-투과형 액정표시장치의 제조 방법은 ⅰ) 제 1 기판의 상면 제 1 영역에 게이트 전극, 소오스 전극 및 드레인 전극이 형성된 박막트랜지스터를 제작하는 단계; ⅱ) 제 1 기판의 상면에 평탄한 제 1 유기 절연막을 도포하는 단계; ⅲ) 제 1 유기 절연막에 드레인 전극이 노출되도록 제 2 영역에 콘택홀을 형성하는 단계; ⅳ) 제 1 유기 절연막의 상면에 드레인 전극과 접촉되도록 투명한 투과 전극을 형성하는 단계; ⅴ) 제 2 영역의 투과 전극 및 제 3 영역의 투과 전극이 노출되도록 개구를 갖는 제 2 유기 절연막을 형성하는 단계; ⅵ) 제 2 영역에는 덮히고, 제 3 영역에는 투과 전극이 덮히지 않도록 투명 전극의 상면에 반사 전극을 형성하는 단계; ⅶ) 제 1 기판의 반사 전극과 대향하며, 공통 전극을 갖는 제 2 기판을 형성하는 단계; 및 ⅷ) 반사 전극 및 공통 전극의 사이에 액정층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 외부 광량이 풍부한 곳에서는 반사 모드로 디스플레이를 수행하고, 외부 광량이 부족한 곳에서는 투과 모드로 디스플레이를 수행하는 반면, 투과 모드에서 디스플레이에 필요한 휘도를 대폭 강화하여 디스플레이 품질을 보다 향상시킨다.
이하, 본 발명의 일실시예에 의한 반사-투과형 액정표시장치 및 이의 제조 방법을 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
첨부된 도 11에는 본 발명의 일실시예에 의한 반사-투과형 액정표시장치(1500)의 구조를 설명하기 위한 프로파일이 도시되어 있다.
본 발명의 일실시예에 의한 반사-투과형 액정표시장치(1500)는 전체적으로 보아 제 1 기판(100), 제 1 기판(100)의 상면에 형성된 박막 트랜지스터(660), 박막 트랜지스터(660)의 상면에 형성된 제 1 유기 절연막(800), 제 1 유기 절연막(800)에 형성된 콘택홀(810), 제 1 유기 절연막(800)의 상면에 증착된 투과 전극(900), 제 2 유기 절연막(1000), 개구창(820)을 갖으며 투과 전극(900)과 전기적으로 연결되는 반사 전극(1100), 제 1 기판(100)과 대향하며, 공통전극(1300)이 형성된 제 2 기판(1400) 및 액정층(1200)으로 구성된다.
구체적으로, 첨부된 도 11를 참조하면, 투명한 제 1 기판(100)의 제 1 영역에는 박막 트랜지스터(660)가 형성된다.
박막 트랜지스터(660)는 다시 게이트 전극(350), 소오스 전극(640) 및 드레인 전극(650), 게이트 전극(350)으로부터 소오스 전극(640) 및 드레인 전극(650)을 절연시키는 절연막(400), 게이트 전극(350)에 전원이 인가됨에 따라 소오스 전극(640)으로부터 드레인 전극(650)으로 전원이 인가되도록 하는 반도체층(500,600)으로 구성된다.
이와 같은 구성을 갖는 박막 트랜지스터(660)는 제 1 기판(100) 상에 적어도 1 개 이상이 매트릭스 형태로 배열된다.
이때, 매트릭스 형태로 배열된 박막 트랜지스터(660)들 중 각 행(column)에 속하는 모든 박막 트랜지스터의 게이트 전극은 공통 게이트 라인(common gate line)에 의하여 게이트 전원이 인가된다.
즉, 매트릭스 형태로 배열된 박막 트랜지스터들은 공통 게이트 라인에 의하여 행 단위로 턴-온(turn-on) 또는 턴-오프(turn-off)된다.
한편, 매트릭스 형태로 배열된 박막 트랜지스터들 중 각 열(row)에 속하는 모든 박막 트랜지스터의 소오스 전극은 공통 데이터 라인(common data line)에 의하여 데이터 전원이 인가된다.
즉, 매트릭스 형태로 배열된 모든 박막 트랜지스터의 소오스 전극에는 공통 데이터 라인에 인가된 전원이 인가된다.
이와 같이 모든 박막 트랜지스터의 소오스 전극에 원하는 전압이 인가된 상태에서 선택된 어느 하나의 공통 게이트 라인에 턴-온 전압이 인가됨으로써 매트릭스 형태로 배열된 박막 트랜지스터들 중 선택된 하나의 행에 속한 박막 트랜지스터에는 소오스 전극으로부터 반도체층을 경유하여 드레인 전극으로 전원이 출력된다.
이처럼 드레인 전극으로 출력된 전원은 액정(Liquid Crystal)이 구동되어 디스플레이가 수행될 수 있도록 한다.
이때, 드레인 전극(650)에 투명한 전극이 형성될 경우, 투과 방식에 의하여 디스플레이를 수행할 수 있고, 드레인 전극(650)에 반사율이 뛰어난 메탈로 전극을 형성할 경우, 반사 방식에 의하여 디스플레이를 수행할 수 있으며, 드레인 전극(650)에 투명한 전극 및 메탈 전극을 모두 형성할 경우 반사/투과 방식에 의하여 디스플레이를 수행할 수 있다.
본 발명에서는 반사/투과 방식으로 디스플레이를 수행하기 위하여 일실시예로 박막 트랜지스터(660)의 드레인 전극(650)에 투명한 전극 및 메탈 전극이 모두 형성된다.
이때, 드레인 전극(650)과 동일한 레이어(layer)에는 소오스 전극(640)도 함께 형성되어 있음으로 드레인 전극(650)에만 투명한 전극 및 메탈 전극이 접촉되도록 하기 위해서 박막 트랜지스터(660)의 상면에는 소정 두께로 제 1 유기 절연막(800)이 형성된다.
이때, 제 1 유기 절연막(800)은 470㎚∼780㎚의 파장 영역, 즉 가시 광선 영역에서 소정 광투과율을 갖는 벤조 사이클릭 부텐(Benzo Cyclic butene) 물질이 사용된다. 제 1 유기 절연막(800)은 스핀 코팅 등의 방법에 의하여 요철에 상관없이 표면이 평탄한 평탄막으로 형성된다.
이때, 벤조 사이클릭 부텐 물질의 광투과율은 후술될 제 2 유기 절연막(1000) 형성 물질인 아크릴계 유기 절연막의 광투과율보다 우수하다.
제 1 유기 절연막(800)을 이처럼 평탄하게 구현하도록 하는 기술은 매우 중요하다.
이는 종래 기술에서와 같이 외부광을 반사시켜 디스플레이를 수행할 때 광 산란 효과를 얻기 위하여 유기 절연막에 요철을 형성하는 것과 반대의 개념으로, 이처럼 제 1 유기 절연막(800)을 평탄하게 구현할 경우 제 1 유기 절연막(800)을 통과하는 광이 산란되어 손실되는 것을 최소화할 수 있어 휘도를 향상시킬 수 있다.
또한, 제 1 유기 절연막(800)에 사용되는 벤조 사이클릭 부텐 재질은 가시 광선 영역에서의 벤조 사이클릭 부텐의 광투과율이 아크릴계 유기 절연막에 비하여 뛰어나 향상된 광투과율 만큼 휘도를 증가시킨다.
이와 같이 제 1 기판(100)의 전면적에 걸쳐 평탄하게 형성된 제 1 유기 절연막(800)에는 박막 트랜지스터(660)의 드레인 전극(650)이 노출되도록 콘택홀(810)이 형성된다.
제 1 유기 절연막(800)에 형성된 콘택홀(810)이 형성된 상태에서, 제 1 기판(100)의 상면에는 소정 두께를 갖도록 ITO 물질 또는 IZO 물질이 증착되어 투과 전극(900)이 형성된다.
이때, 투과 전극(900)의 일부는 콘택홀(810)에 의하여 박막 트랜지스터(660)의 드레인 전극(650)의 상면에 증착되어 드레인 전극(650)으로 출력된 전원이 인가된다.
한편, 투과 전극(900)의 상면에는 다시 소정 두께를 갖는 제 2 유기 절연막(1000)이 형성된다. 이때, 제 2 유기 절연막(1000)은 아크릴계 유기 절연막이 사용된다.
본 발명에서는 아크릴계 유기 절연막(1000)이 투과 전극(900)의 상면에 형성되는데 470㎚∼780㎚의 파장 영역에서 소정 광투과율을 갖는다.
이와 같이 투과 전극(900)의 상면에 형성된 제 2 유기 절연막(1000)의 2 곳이 제거되어 2 곳의 개구가 형성된다.
이때, 개구되는 곳 중 어느 하나는 일실시예로 드레인 전극(650)의 상면에 위치한 투과 전극(900) 부분인 바, 이 개구 영역을 “제 2 영역”이라 정의하기로 한다. 개구되는 나머지 한 곳은 박막 트랜지스터(660)가 형성되는 제 1 영역 및 제 2 영역을 제외한 나머지 부분 중 일부로 “제 3 영역”이라 정의하기로 한다.
이때, 제 2 영역은 후술될 반사 전극(1100)이 투과 전극(900)과 전기적으로 접촉되도록 하기 위하여 형성되고, 제 3 영역은 광이 투과될 수 있도록 하는 개구창(820)을 형성하기 위함이다.
이때, 제 2 유기 절연막(1000)의 상면에는 요철(1010)이 형성된다.
이 요철(1010)은 외부광을 이용하여 디스플레이를 수행할 때 광이 확산되도록 하여 광의 휘도를 향상시키기 위함이다.
한편, 이와 같이 제 2, 제 3 영역 및 요철(1010)이 형성된 제 2 유기 절연막(1000)의 상면 중 제 3 영역을 제외한 부분에는 소정 두께를 갖는 반사 전극(1100)이 형성된다.
이 반사 전극(1100)은 제 2 유기 절연막(1000)의 요철(1010)과 동일한 요철 구조를 갖는다.
이와 같은 구성을 갖는 제 1 기판(100)에는 공통 전극(1300)이 형성된 제 2 기판(1400)이 얼라인먼트되어 결합되고, 제 2 기판(1400)과 제 1 기판(100)의 사이에는 액정(1200)이 주입된다.
이와 같은 구성을 갖는 본 발명의 일실시예에 의한 반사-투과형 액정표시장치(1500)의 보다 구체적인 제조 방법을 첨부된 도 2 내지 도 11를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
첨부된 도 2를 참조하면, 투명한 제 1 기판(100)의 상면에는 일실시예로 투명한 블록킹층(200)이 약 1000Å의 두께로 증착된다.
이 블록킹층(200)은 제 1 기판(100)을 알칼리성 유리 기판으로 사용할 경우, 유리 기판에 포함된 나트륨 등과 같은 이온이 박막 트랜지스터로 확산되어 박막 트랜지스터의 특성이 저하되는 것을 방지한다.
이후, 블록킹층(200)의 상면에는 제 1 기판(100)의 전면적에 걸쳐 스퍼터링 공정 등을 통하여 소정 두께를 갖는 게이트 박막(300)이 형성된다.
이때, 게이트 박막(300)을 이루는 물질로는 알루미늄(Al), 알루미늄-네오디뮴 합금(Al-Nd alloy), 크롬(Cr) 등이 사용될 수 있다.
게이트 박막(300)으로 순수 알루미늄을 사용할 경우, 공정 온도 설정에 신중을 기하지 않으면, 힐락과 같은 트러블이 발생될 수 있음으로 공정 온도 설정에 신중을 기하도록 한다.
게이트 박막(300)은 일실시예로 약 2500Å 정도의 두께를 갖는 알루미늄-네오디뮴 합금을 제 1 기판(100)의 전면적에 증착시킨 후, 이 위에 약 500Å의 크롬을 증착한 이중막으로 형성된다. 본 발명에서는 이처럼 이중막으로 형성된 게이트 박막을 도면부호 300으로 도시한다.
이처럼 알루미늄-네오디뮴 합금 및 크롬을 이용한 게이트 박막(300)을 이용할 경우 낮은 전기 저항 및 높은 강도를 갖는 게이트 전극을 얻을 수 있다.
첨부된 도 2를 참조하면, 제 1 기판(100)에 형성된 게이트 박막(300)은 포토레지스트 도포 공정, 제 1 패턴 마스크(미도시)를 이용한 사진 공정, 노광 공정, 식각 공정을 통하여 패터닝되어 도 3에 도시된 바와 같이 게이트 전극(350)이 형성된다.
이후, 첨부된 도 4에 도시된 바와 같이, 게이트 전극(350)이 포함되도록 제 1 기판(100)에는 플라즈마 강화 화학 기상 증착(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) 공정 등에 의하여 박막들이 연속 증착된다.
구체적으로, 게이트 전극(350)이 형성된 제 1 기판(100)에 순차적으로 증착되는 박막들은 게이트 절연막(400), 제 1, 제 2 반도체막(500,600) 및 소오스/드레인 전극 형성용 메탈막(650)이다.
보다 구체적으로, 게이트 절연막(400)은 게이트 전극(350)이 포함되도록 제 1 기판(100)의 전면적에 형성되는 투명 박막으로 질화 실리콘(SiNx) 재질로 약 4500Å 정도의 박막 두께를 갖는다.
한편, 이 게이트 절연막(400)의 상면에는 전면적에 걸쳐 제 1 반도체막(500)이 형성된다. 제 1 반도체막(500)은 아몰퍼스 실리콘 재질로 약 2000Å 정도의 두께를 갖도록 형성된다.
이 제 1 반도체막(500)은 게이트 전극(350)에 전원이 인가될 경우, 후술될 소오스 전극으로부터 드레인 전극으로 전원이 공급되도록 하는 채널 역할을 한다.
이어서, 제 1 반도체막(500)의 상면에는 전면적에 걸쳐 다시 제 2 반도체막(600)이 형성된다. 제 2 반도체막(600)은 아몰퍼스 실리콘에 n+ 물질이 이온 도핑된 n+ 아몰퍼스 실리콘 재질이 약 500Å 정도의 두께를 갖도록 형성된다.
한편, 제 2 반도체막(600)의 상면에는 다시 소오스/드레인 전극 형성용 메탈막(650)이 형성되는데, 소오스/드레인 전극 형성용 메탈막(650)은 스퍼터링 방식에 의하여 약 1500Å 두께를 갖는 크롬으로 형성된다.
이후, 도 5 내지 도 8에 도시된 바와 같이 게이트 전극(350)의 상면에 형성된 게이트 절연막(400), 제 1, 제 2 반도체막(500,600), 소오스/드레인 전극 형성용 메탈막(650)은 소정 형상으로 패터닝된다.
첨부된 도 5를 참조하면, 제 1 기판(100)에 소오스/드레인 전극 형성용 메탈막(650)까지 형성된 상태에서 제 1 기판(100)의 상면에는 스핀 코팅 등의 방법에 의하여 후박한 포토레지스트 박막(750)이 형성된다.
이어서, 포토레지스트 박막(750)에는 슬릿(710)이 지정된 위치에 형성된 제 2 패턴 마스크(700)가 얼라인먼트된 후 노광 공정이 진행된다.
이때, 제 2 패턴 마스크(700)에 의하여 포토레지스트 박막(750)에는 부분 노광 및 전면 노광이 동시에 수행된다.
부분 노광은 소오스/드레인 전극 형성용 메탈층(700)중 소오스 전극 및 드레인 전극이 분리될 곳에서 수행된다. 이때, 부분 노광은 제 2 패턴 마스크(700)에 형성된 슬릿(710)에 의하여 발생된 빛의 회절 현상을 이용한다.
한편, 전면 노광이 수행되는 곳은 인접한 박막트랜지스터와 절연되어야 할 부분으로, 전면 노광이 수행되는 곳에는 2 패턴 마스크(700)로부터 광이 완전히 투과 되도록 한다.
첨부된 도 6을 참조하면, 도 5의 포토레지스트 박막(750)은 노광, 현상되어 포토레지스트 박막(750)의 높이차가 있는 포토레지스트 패턴(755)이 형성된다.
구체적으로, 포토레지스트 패턴(755)은 부분 노광된 곳(752)의 두께가 부분 노광되지 않은 곳에 비하여 얇게 형성된다.
이어서, 제 1 기판(100)에 형성된 소오스/드레인 전극 형성용 메탈층(650), 제 1, 2 반도체막(500,600)들 중 포토레지스트 패턴(755)에 의하여 보호받지 못하는 부분은 모두 식각되어 제거된다.
도 7를 참조하면, 도 6의 공정에 의하여 수행된 포토레지스트 패턴(755)을 전면적에 걸쳐 동일한 비율로 식각 되는 에치 백(etch back) 공정이 수행된다.
에치 백 공정에 의하여 소정 시간이 경과됨에 따라 포토레지스트 패턴(755)의 두께는 점차 얇아지게 되고, 결국 포토레지스트 패턴(755) 중 두께가 가장 얇은 부분, 즉, 부분 노광된 부분이 가장 먼저 제거되어 개구된다. 이로써 포토레지스트 패턴(755)은 다른 포토레지스트 패턴(756)의 형태로 변경된다.
이는 포토레지스트 패턴(756) 중 부분 노광된 부분이 가장 먼저 개구되어 소오스/드레인 전극 형성용 메탈층(700)이 외부에 대하여 노출됨을 의미한다.
이후, 도 7에 도시된 바와 같이 외부에 대하여 노출된 소오스/드레인 전극 형성용 메탈층(650)은 소오스/드레인 전극 형성용 메탈층(650)을 선택적으로 식각하는 에천트에 의하여 식각 되어 소오스 전극(640) 및 드레인 전극(650)이 형성된다.
이후, 도 8에 도시된 바와 같이, 드레인 전극(650) 및 소오스 전극(640)이 형성되는 과정에서 외부로 노출된 제 2 반도체막(500)은 소오스 전극(640) 및 드레인 전극(650)을 마스크로 하여 식각되어 박막 트랜지스터(660)가 제작된다.
도 9를 참조하면, 박막 트랜지스터(660)가 형성된 제 1 기판(100)의 상면에는 전면적에 걸쳐 제 1 유기 절연막(800)이 후박하게 형성된다.
이 제 1 유기 절연막(800)은 후술될 투과 전극 및 반사 전극이 드레인 전극(650) 이외의 도전성 패턴, 예를 들면, 소오스 전극(640) 등과 쇼트 되지 않도록 하기 위함이다.
이때, 제 1 유기 절연막(800)은 절연성이면서 광이 투과될 수 있도록 투명해야 한다.
이를 만족시키기 위해서, 제 1 유기 절연막(800)은 투명한 절연물질인 벤조 사이클릭 부텐 물질로 구성되며, 스핀 코팅 등의 방법에 의하여 평탄하게 형성된다.
이후, 도 9에 도시된 바와 같이, 제 1 유기 절연막(800)의 상면에는 소정 두께를 갖는 포토레지스트 박막(820)이 스핀 코팅 등의 방법으로 형성되고, 사진/식각 공정에 의하여 포토레지스트 박막(820) 중 박막 트랜지스터(660)의 드레인 전극 (650) 부분에 해당하는 부분이 제거되어 콘택홀(810)이 형성된다.
이후, 도 10에 도시된 바와 같이 제 1 유기 절연막(800)에는 도전성이면서 투명한 ITO 물질 또는 IZO 물질로 투과 전극(900)이 소정 두께를 갖도록 증착된다. 이때, 투과 전극(900)의 일부는 콘택홀(810)에 의하여 노출된 박막 트랜지스터(660)의 드레인 전극(650)에도 증착되어, 드레인 전극(650)으로부터 출력된 전원이 인가된다.
이 투과 전극(900)은 반사-투과형 액정표시장치(1500)가 투과 모드에서 디스플레이를 수행하도록 하기 위하여 제 1 유기 절연막(800)의 상면에 형성된다.
또한, 투과 전극(900)의 상면에는 다시 소정 두께를 갖도록 제 2 유기 절연 막(1000)이 더 증착된다. 제 2 유기 절연막(1000)은 아크릴계 유기 절연 물질로 구성된다.
도 10을 참조하면, 이와 같은 제 2 유기 절연막(1000)의 표면에는 사진/식각 공정에 의하여 2 곳의 개구가 형성되고, 2 곳의 개구를 제외한 나머지 표면에는 요철이 형성된다.
이때, 2 곳의 개구는 제 2 영역 및 제 3 영역에 각각 형성된다.
이어서, 포토레지스트 박막이 제 2 유기 절연막(1000)의 상면에 형성된 상태에서 정의된 제 3 영역을 제외한 나머지 부분의 포토레지스트 박막이 제거된다. 즉, 투과 전극(900)이 노출된 제 3 영역에만 포토레지스트 박막이 형성된다.
이후, 도 11에 도시된 바와 같이 스퍼터링 방식에 의하여 제 2 유기 절연막(1000)의 상면 중 포토레지스트 박막에 의하여 덮인 제 3 영역을 제외한 소정 두께로 메탈 박막이 형성된 상태에서 제 2 유기 절연막(900)의 상면에 형성된 포토레지스트 박막이 제거되어 제 3 영역을 제외한 나머지 부분에는 반사 전극(1100)이 형성된다.
이로써, 외부에서 공급된 광은 반사 전극(1100)의 요철에 반사되어 액정을 통과하여 고휘도 디스플레이가 가능하고, 제 1 기판(100)의 밑면에서, 제 1 유기 절연막(800)을 경유하여 투과 전극(900)을 통과한 광 또한 광 손실은 최소가 되어 고휘도 디스플레이 가능하다.
이와 같은 방법에 의하여 제조된 제 1 기판(100)에는 RGB 화소 및 공통 전극(1300)이 형성된 제 2 기판(1400)이 결합되고, 제 1 기판(100)과 제 2 기판(1400)이 결합된 상태에서 제 1, 제 2 기판(100,1400)의 사이에는 액정(1200)이 주입되어 반사-투과형 액정표시장치(1500)가 제조된다.
이상에서 상세하게 설명한 바에 의하면, 외부 광량이 풍부한 곳에서는 반사 모드로 디스플레이를 수행하고, 외부 광량이 부족한 곳에서는 투과 모드로 디스플레이를 수행하는 반면, 투과 모드에서 디스플레이에 필요한 휘도를 대폭 강화하여 디스플레이 품질을 보다 향상시키는 장점을 갖는다.
이상 본 발명은 상기 실시예에 의해 설명하였지만, 본 발명은 이에 의해 제한되는 것은 아니고, 당업자가 통상의 지식의 범위내에서 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다.
Claims (11)
- 제1 기판의 제1 영역에 게이트 전극, 액티브 패턴, 소오스 전극, 드레인 전극이 형성된 박막트랜지스터;상기 박막트랜지스터를 덮도록 제1 기판 상에 평탄하게 형성되고, 제2 영역에 상기 드레인 전극을 노출시키는 콘택홀이 형성된 벤조 사이클릭 부텐(Benzo Cyclic butene)으로 이루어진 제1 유기 절연막;상기 제1 유기 절연막 상면에 형성되어 상기 콘택홀을 통해 상기 드레인 전극과 접촉되는 투명한 투과 전극;상기 투과 전극 상면에 형성되고, 상기 제 2 영역의 투과 전극 및 제 3 영역의 평탄한 투과 전극을 노출시키는 개구와 표면에 요철 패턴이 형성된 제 2 유기 절연막;상기 요철 패턴이 형성된 상기 제2 유기 절연막의 표면에 형성되고, 상기 제2 영역의 상기 드레인 전극과 접촉되는 상기 투과 전극과 접촉된 반사 전극;상기 제 1 기판의 상기 반사 전극과 대향하는 공통 전극을 갖는 제 2 기판; 및상기 제 2 유기 절연막 및 상기 공통 전극의 사이에 주입된 액정층을 포함하는 것을 특징으로 하는 반사-투과형 액정표시장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 유기 절연막과 상기 제2 유기 절연막은 서로 다른 광투과율을 가지는 것을 특징으로 하는 반사-투과형 액정표시장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 투과 전극은 ITO(Indium Tin Oxide) 또는 IZO로 이루어진 것을 특징으로 하는 반사-투과형 액정표시장치.
- 삭제
- 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 유기 절연막은 아크릴계 유기 절연막인 것을 특징으로 하는 반사-투과형 액정표시장치.
- ⅰ) 제 1 기판의 상면 제 1 영역에 게이트 전극, 소오스 전극 및 드레인 전극이 형성된 박막트랜지스터를 제작하는 단계;ⅱ) 상기 박막트랜지스터를 덮도록 상기 제 1 기판의 상면에 벤조 사이클릭 부텐(Benzo Cyclic butene)으로 이루어진 제 1 유기 절연막을 평탄하게 도포하는 단계;ⅲ) 상기 제 1 유기 절연막에 상기 드레인 전극이 노출되도록 제 2 영역에 콘택홀을 형성하는 단계;ⅳ) 상기 제 1 유기 절연막의 상면에 상기 드레인 전극과 접촉하는 투명한 투과 전극을 형성하는 단계;ⅴ) 상기 제 2 영역의 투과 전극 및 제 3 영역의 평탄한 투과 전극을 각각 노출시키는 개구와, 표면에 요철 패턴을 갖는 제 2 유기 절연막을 형성하는 단계;ⅵ) 상기 요철 패턴이 형성된 상기 제2 유기 절연막의 표면에 형성되고, 상기 제2 영역의 상기 드레인 전극과 접촉되는 상기 투과 전극과 접촉된 반사 전극을 형성하는 단계;ⅶ) 상기 제 1 기판의 반사 전극과 대향하며, 공통 전극을 갖는 제 2 기판을 형성하는 단계; 및ⅷ) 상기 반사 전극 및 상기 공통 전극의 사이에 액정층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반사-투과형 액정표시 장치의 제조방법.
- 제 6 항에 있어서, 상기 박막 트랜지스터를 제작하는 단계는제 1 기판에 형성된 게이트 절연막을 제 1 마스크를 매개로 패터닝하여 게이트 전극을 형성하는 단계;상기 게이트 전극의 상면에 절연막, 액티브 박막, 소오스/드레인 박막을 순차적으로 형성하는 단계; 및상기 소오스/드레인 박막의 상면에 포토레지스트 박막을 도포한 상태에서 제 2 마스크를 사용하여 소오스 전극, 드레인 전극을 형성하고 소오스/드레인 전극을 마스크로 상기 액티브 박막을 패터닝하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반사-투과형 액정표시 장치의 제조방법.
- 제 6 항에 있어서, 상기 제 1 유기 절연막과 제2 유기 절연막은 서로 다른 광투과율을 가지는 것을 특징으로 하는 반사-투과형 액정표시장치의 제조 방법.
- 제 6 항에 있어서, 상기 투과 전극은 ITO(Indium Tin Oxide) 또는 IZO를 사용하여 형성하는 것을 특징으로 하는 반사-투과형 액정표시장치의 제조 방법.
- 제 6 항에 있어서, 상기 제 2 유기 절연막은 아크릴계 유기 절연막인 것을 특징으로 하는 반사-투과형 액정표시장치의 제조 방법.
- 삭제
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020010034813A KR100803111B1 (ko) | 2001-06-19 | 2001-06-19 | 반사-투과형 액정표시장치 및 이의 제조 방법 |
Applications Claiming Priority (1)
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