KR100813027B1 - 감광성 절연막 및 반사전극의 요철 형성방법 및 이를이용한 요철구조의 반사전극을 갖는 액정표시기의 제조방법 - Google Patents

감광성 절연막 및 반사전극의 요철 형성방법 및 이를이용한 요철구조의 반사전극을 갖는 액정표시기의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 감광성 절연막 및 반사전극의 요철 형성 방법과 이 방법을 이용하여 요철 구조의 반사전극을 갖는 액정표시기를 제조하는 방법을 개시한다. 상기한 액정표시기의 제조방법에 있어서, 반사능을 갖는 제 1 전극이 형성된 제1기판 상에 감광성 절연막이 형성된다. 상기 제 1 전극 상부에 대응하는 제 1 패턴들 사이에 조사되는 제 1 광량과 상기 제 1 전극 이외의 부분의 제 2 패턴들 사이에 조사되는 제 2 광량보다 작게 하여 상기 감광성 절연막이 노광된다. 상기 노광된 감광성 절연막을 현상하여, 상기 감광성 절연막의 표면에 요철이 형성된다. 상기 감광성 절연막 위에 반사전극이 형성된다. 상기 제1 기판에 대향하여 투명 전극을 갖는 제2 기판이 형성되고, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 액정층이 형성된다. 본 발명의 방법들은 감광성 절연막과 그 위에 형성되는 반사전극의 전영역에 걸쳐서 덴트들 또는 그루브들이 동일한 깊이를 갖도록 하므로써, 표시영역의 전체에 걸쳐서 반사 효율을 균일하게 향상시킨다.

Description

감광성 절연막 및 반사전극의 요철 형성방법 및 이를 이용한 요철구조의 반사전극을 갖는 액정표시기의 제조방법{Methods for forming photosensitive insulating film pattern and reflection electrode each having irregular upper surface and method for manufacturing LCD having reflection electrode using the same}
도 1은 종래의 반사형 액정표시 장치의 부분적인 평면도이다.
도 2는 상기 반사형 액정표시 장치의 단면도이다.
도 3a와 도 3b는 도 2에 도시한 장치 중 유기 절연막 및 반사 전극을 형성하는 공정을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 4는 도 3a와 도 3b의 방법을 통하여 단위 화소영역에 형성된 반사전극의 평면도이다.
도 5a와 도 5b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 감광성 절연막의 요철 형성방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 6a 내지 도 6c는 본 발명의 제2 실시예에 따른 반사전극의 요철 형성방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 반사 전극을 갖는 반사형 액정 표시 장치의 평면 레이아웃도이다.
도 8은 도 7의 A-A′선을 따라서 절단한 절단면을 개략적으로 도시한 개략 단면도이다.
도 9a 내지 도 9d는 도 7 및 도 8에 도시한 반사형 액정 표시 장치의 제조공정을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 10은 본 발명의 제2, 제3 실시예의 방법에 따라 얻어진 반사전극의 프로파일을 보여주는 평면도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
240, 340, 410, 440 : 기판 250, 350 : 금속패턴
280, 380, 480 : 감광성 절연막 310, 410, 610 : 마스크
210, 212, 310, 312, 612, 614 : 마스크의 차광패턴
205, 215, 305, 315, 605, 615 : 마스크의 투광영역
400 : 반사형 액정 표시 장치 430 : 액정층
435 : 반사 전극 445 : 박막 트랜지스터
450 : 게이트 전극 450a : 게이트 라인
450b : 스토리지 전극 450c : 스토리지 전극 라인
455 : 게이트 절연막 460 : 반도체층
465 : 오믹 콘택층 470 : 소오스 전극
475 : 드레인 전극
본 발명은 반사형 및 반사 투과 복합형 액정표시기의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 감광성 절연막 및 반사전극의 요철 형성 방법과 이 방법을 이용하여 요철 구조의 반사전극을 갖는 액정표시기를 제조하는 방법에 관한 것이다.
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. 이러한 전자 디스플레이 분야는 발전을 거듭하여 다양화하는 정보화 사회의 요구에 적합한 새로운 기능의 전자 디스플레이 장치가 계속 개발되고 있다.
일반적으로 전자 디스플레이 장치란 다양한 정보를 시각을 통하여 인간에게 전달하는 장치를 말한다. 즉, 전자 디스플레이 장치란 각종 전자 기기로부터 출력되는 전기적 정보 신호를 인간의 시각으로 인식 가능한 광 정보 신호로 변환하는 전자 장치라고 정의될 수 있으며, 인간과 전자기기를 연결하는 가교적인 역할을 담당하는 장치로 정의될 수도 있다.
이러한 전자 디스플레이 장치에 있어서, 광 정보 신호가 발광 현상에 의해 표시되는 경우에는 발광형 표시(emissive display) 장치로 불려지며, 반사, 산란, 간섭 현상 등에 의하여 광 변조로 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 액정 표시 장치(liquid crystal display; LCD) (electrochemical display; ECD) 및 전기 영동 표시 장치(electrophoretic image display; EPID) 등이 해당된다.
텔레비전이나 컴퓨터용 모니터 등과 같은 화상표시 장치에 사용되는 가장 오랜 역사를 갖는 디스플레이 장치인 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.
그러나, 반도체 기술의 급속한 진보에 의하여 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.
현재 개발된 여러 가지 평판 디스플레이 장치 가운데 액정표시 장치는 다른 디스플레이 장치에 비하여 얇고 가벼우며, 낮은 소비 전력 및 낮은 구동 전압을 갖추고 있는 동시에 음극선관에 가까운 화상 표시가 가능하기 때문에 다양한 전자 장치에 광범위하게 사용되고 있다. 또한, 액정 표시 장치는 제조가 용이하기 때문에 더욱 그 적용 범위를 확장해가고 있다.
이와 같은, 액정 표시 장치는 외부 광원을 이용하여 화상을 표시하는 투사형 액정표시 장치와 외부 광원 대신 자연광을 이용하는 반사형 액정 표시 장치로 구분될 수 있다.
상기 반사형 액정 표시 장치는 투사형 액정 표시 장치에 비하여 소비 전력이 낮은 동시에 옥외에서의 화상 표시 품질이 우수하다는 장점이 있다. 또한, 반사형 액정 표시 장치는 백 라이트와 같은 별도의 광원을 요구하지 않기 때문에 얇고 가벼운 장치를 구현할 수 있다는 잇점도 있다.
그러나, 현재의 반사형 액정표시 장치는 그 표시 화면이 어둡고 고정세 표시 및 컬러 표시에 적절히 대응하기 어렵기 때문에 수자나 간단한 문자의 표시만을 요구하는 한정적인 장치에만 사용되고 있다. 따라서, 반사형 액정 표시 장치가 다양한 전자 디스플레이 장치로서 이용되기 위해서는 반사 효율의 향상과 고정세화 및 컬러화가 요구된다. 또한, 이와 함께 적절한 밝기와 빠른 응답속도 및 화상의 콘트라스트의 향상이 요구된다.
현재 반사형 액정표시 장치에 있어서, 그 밝기를 향상시키는 기술은 크게 반사 전극의 반사 효율을 높이는 방향과 초개구율 기술을 조합하는 반향으로 진행되고 있다. 이와 같이, 반사 전극에 미세한 요철을 형성하여 반사 효율을 향상시키는 기술은 Naofumi Kimura에게 허여된 미합중국 특허 제 5,610,741호(발명의 명칭: Reflection type Liquid Crystal Display Device with bumps on the reflector)에 개시되어 있다.
도 1은 상기 미합중국 특허에 제시된 반사형 액정 표시 장치의 부분적인 평면도를 도시한 것이며, 도 2는 상기 반사형 액정 표시 장치의 단면도를 도시한 것 이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 액정 표시 장치는 제1 기판(10), 제1 기판(10)에 대향하여 배치된 제2 기판(15) 그리고 제1 기판(10)과 제2 기판(15) 사이에 형성된 액정층(20)을 포함한다.
제1 기판(10)은 다수의 게이트 버스 배선(gate bus wiring)(25)이 상부에 형성된 제1 절연 기판(30)을 구비한다. 게이트 전극(35)은 게이트 버스 배선(25)으로부터 분기되며, 다수의 소오스 버스 배선(source bus wiring)(40)이 게이트 버스 배선(25)과 직교하는 방향으로 형성된다. 소오스 버스 배선(40)은 게이트 버스 배선(25)과 절연막 등을 개재하여 절연되며, 소오스 버스 배선(40)으로부터는 소오스 전극(45)이 분기된다.
반사 전극(50)은 제1 기판(10)과 액정 물질(20) 사이에 형성되어 게이트 버스 배선(25)과 소오스 버스 배선(40)이 교차하는 부분 사이에 배치된다. 반사 전극(50)은 스위칭(switching) 소자로서 게이트 버스 배선(25) 및 소오스 버스 배선(40)을 구비하며, 제1 절연 기판(30)에 형성된 박막 트랜지스터(thin film transistor; TFT)(55)에 연결된다. 반사 전극(50)에는 오목부인 다수의 덴트(dent)(70, 71)가 전 표면에 걸쳐 불규칙하게 형성되며, 반사 전극(50)과 드레인 전극(60)은 콘택 홀(contact hole)(65)을 통하여 서로 연결된다.
상기 게이트 버스 배선(25)과 게이트 전극(35)은 탄탈륨(Ta)을 스퍼터링(sputtering)한 다음, 에칭 또는 사진 식각 공정을 통하여 유리와 같은 물질로 이루어진 제1 절연 기판(30) 상에 형성된다. 게이트 버스 배선(25) 및 게이트 전극(35)을 감싸도록 제1 절연 기판(30)의 전면에 질화 실리콘(SiNx)으로 이루어진 게이트 절연막(75)이 플라즈마 화학 기상 증착(plasma chemical vapor deposition) 방법을 사용하여 적층된다.
게이트 전극(35)상부의 게이트 절연막(75) 상에는 아몰퍼스(amorphous) 실리콘으로 구성된 반도체막(80)이 형성되며, 이러한 반도체막(80) 상에는 n+형으로 도핑된 아몰퍼스 실리콘으로 이루어진 콘택층(85, 90)이 적층된다.
소오스 버스 배선(40), 소오스 전극(45) 및 드레인 전극(60)은 몰리브덴(Mo)을 사용하여 스퍼터링 및 식각 공정을 통하여 상기 결과물이 형성된 제1 절연 기판(30) 상에 형성된다. 따라서, 게이트 전극(35), 반도체막(80), 콘택층(85, 90), 소오스 전극(45) 및 드레인 전극(60) 등을 포함하는 박막 트랜지스터(55)가 완성된다.
박막 트랜지스터(55)가 형성된 제1 절연 기판(30)의 전면에는 표면에 요철부가 형성된 유기 절연막(95) 및 반사 전극(50)이 순차적으로 형성된다.
도 3a와 도 3b는 도 2에 도시한 장치 중 유기 절연막의 요철을 형성하는 공정을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 3a를 참조하면, 높은 반사율을 갖는 알루미늄(Al) 또는 니켈(Ni) 금속패턴(55), 예를 들어, 박막 트랜지스터의 소오스 전극, 드레인 전극이나 스토리지 커패시터 전극이 형성된 제1 절연 기판(30) 상에 스핀 코팅 방법으로 레지스트막(100)을 도포한 다음, 도포된 레지스트막(100)을 프리베이킹(prebaking) 한다. 이어서, 소정의 패턴으로 투광 영역(105)과 차광 영역(106)을 갖는 마스크(110)를 레지스트막(100) 상에 위치시킨 후, 노광 및 현상 과정을 통하여 레지스트막(100)을 마스크(110)의 패턴에 상응하는 형상으로 패터닝함으로써 돌기(115)를 형성한다. 계속하여, 돌기(115)를 열처리하여 도 3b에 도시한 바와 같이 상부가 구형의 형상을 가지는 돌기(115)를 완성한다.
다시 도 2를 참조하면, 후속공정에서는 유기 절연막(95)이 스핀 코팅 방법으로 상기 돌기(115)를 감싸도록 제1 절연 기판(30) 상에 적층됨으로써, 돌기(115)를 포함하는 유기 절연막(95)의 표면에 요철부가 형성된다.
도 2에 도시한 반사형 액정표시장치의 경우, 이어서, 재차 마스크(도시되지 않음)를 이용하여 유기 절연막(95)을 식각함으로써, 유기 절연막(95)에 박막 트랜지스터의 드레인 전극을 노출시키는 콘택 홀(65)을 형성한다. 반사 전극(50)은 상기 콘택 홀(65)을 채우면서 요철부가 형성된 유기 절연막(95)의 위에 진공 증착 방법으로 형성된다. 따라서, 유기 절연막의 형상을 따라 반사 전극의 표면에 덴트가 형성된다.
다시 도 2를 참조하면, 전술한 바와 같이 형성된 반사 전극(50) 및 유기 절연막(95) 상에 제1 배향막(120)을 적층하면 제1 기판(10)이 완성된다.
제2 기판(15)은 컬러 필터(125), 공통 전극(130) 및 제2 배향막(135)이 형성된 제2 절연 기판(140)을 포함한다.
제2 절연 기판(140)은 유리로 구성되며, 제2 절연 기판(140) 상에는 각 화소(145, 146)에 대응하는 컬러 필터(125)가 부착된다. 컬러 필터(125) 상에는 ITO(indium tin oxide)로와 같은 투명 재료로 구성된 공통 전극(130)이 형성되며, 공통 전극(130) 상에는 제2 배향막(135)이 형성되어 제2 기판(15)을 구성한다.
상기 제2 기판(15)을 제1 기판(10)에 대향되도록 제1 기판(10) 상에 위치시킨 다음, 액정 물질(21) 및 안료(22)를 포함하는 액정층(20)을 진공 주입 방법으로 제1 기판(10) 및 제2 기판(15) 사이에 주입하여 반사형 액정 표시 장치를 완성한다.
상기한 요철구조를 형성하기 위한 다른 종래의 방법으로는, 감광성 유기절연막을 이용하는 것이다. 이 방법은 도 2와 도 3a, 도 3b에서 언급한 레지스트막(100)과 유기절연막(95)의 두 층의 사용 대신, 한 가지 물질층만으로 요철 구조의 절연막 형성이 가능해진다. 즉, 도 3a의 레지스트막(100) 대신 감광성 유기절연막을 도포하고, 이 감광성 유기절연막에 통상의 사진식각공정을 이용하여 돌기와 덴트들 및 콘택홀을 형성한 다음, 바로 후속공정인 반사전극 형성공정으로 이동하는 것이다.
그러나, 종래의 반사형 액정 표시 장치의 제조방법들은 비록 반사 전극에 다수의 덴트들을 형성하여 반사 효율을 향상시킬 수는 있으나 다음과 같은 몇 가지 문제점을 갖고 있다.
도 3a와 도 3b를 다시 참조하면, 전술한 종래의 방법에서, 반사전극을 형성하기에 앞서, 감광성 절연막의 표면에 돌출부(115)와 덴트(117)을 포함하는 요철구조가 형성된다. 그런데, 감광성 절연막(110) 하부의 단위 화소영역 내에 형성된 소오스 전극, 드레인 전극 및 스토리지 커패시터 전극과 같은 패턴(55)이 높은 반사 율을 갖는 금속으로 구성되고, 이러한 부분의 상부에 위치한 마스크(110)의 차광패턴(110) 사이의 간격(d2)이 금속패턴(55)이 없는 부분의 상부에 위치한 마스크의 차광패턴(112) 사이의 간격(d1)과 동일하기 때문에, 덴트(117)를 형성하기 위한 노광공정동안 광(83)은 금속패턴(55)의 상부에서 후면반사된다. 이 때문에, 도 3b의 단면도와 도 4의 평면도에 도시된 것처럼, 금속패턴(55)의 상부에 놓인 감광성 절연막(100)에서는 원하는 직경보다 더 큰 직경을 갖는 덴트(117)가 형성되거나, 다른 부분보다 더 깊은 곳까지 노광되거나, 심지어는 덴트 부분이 완전히 노광되어 원치않는 부분이 노출되는 현상이 발생된다.
이러한 노출 현상의 발생을 방지하기 위해서는 감광성 절연막(100)의 하부에 추가로 절연막을 형성해야 하므로, 공정이 복잡해지고 제조비용이 증가하게 된다.
또한, 전술한 종래의 반사형 액정 표시 장치는 반사 효율을 향상시키기 위하여 마이크로 렌즈로서 사이즈를 달리하는 반구형의 형상을 갖는 돌기인 덴트들을 형성하지만, 반사 전극에서 덴트들이 형성되지 않은 마루 영역(즉, 돌출부들)은 위치에 따라 서로 다른 크기를 갖기 때문에 결국 전체 반사 전극의 반사율의 균일성을 저하시키는 문제점이 된다. 즉, 덴트들이 형성되지 않은 부분의 사이즈가 각기 다르기 때문에 반사 전극 상에 형성되는 덴트들의 사이즈가 서로 다른 영역에서는 서로 다른 높이를 갖게 되며, 이에 따라 반사 전극이 영역에 따라 서로 다른 반사율을 나타내게 되므로 결국 반사 전극의 반사율의 불균일성이 야기되는 것이다. 이와 같이, 반사 전극의 반사 균일성의 저하는 액정 물질의 배향(orientation)의 불균일성을 야기하여 화상의 콘트라스트(contrast)를 떨어뜨리는 원인이 된다. 또한, 액정 물질의 배향의 불균일성은 광 누설성 잔상을 발생시킬 뿐만 아니라 포그(fog) 불량을 야기할 가능성이 매우 높다.
아울러, 반사 기판에 형성되는 다수의 덴트들의 크기와 덴트들 사이의 영역의 사이즈가 각기 달라지기 때문에 실제 공정에 있어서, 적절한 반사율을 고려한 설계치에 따라 정확하게 덴트들의 사이즈 및 덴트들 사이의 공간을 제어하기는 실질적으로 매우 어려운 단점이 있다.
또한, 비록 서로 다른 크기를 갖는 덴트들이 겹쳐지도록 형성하더라도 덴트의 형태가 반구형이기 때문에 덴트 부분에서 입사광이 난반사되는 현상을 완전히 차단하기는 어려우며, 따라서 화상의 화질을 향상시키기에는 한계가 있게 된다.
더욱이, 근본적으로 종래의 반사형 액정 표시 장치는 정방형의 화소 형태를 갖기 때문에 오늘날과 같이 휴대폰이나 액정 텔레비전 등과 같은 정보 통신기기의 종류가 다양해지면서 화소 사이즈가 변경되고 각기 다른 화소 치수를 요구하는 디스플레이 장치에 적용하기에는 처음부터 설계를 해야할 뿐만 아니라 제조공정 조건을 다시 확보해야 하는 어려운 문제가 있으며, 특히, 휴대폰과 같이 특정한 방향에서 높은 반사 효율을 나타낼 것을 요구하는 전자 디스플레이 장치에는 더욱 적용하기가 힘들다.
따라서, 본 발명의 일 목적은 균일한 프로파일의 요철을 갖는 감광성 절연막의 요철 형성방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 균일한 프로파일의 요철을 갖는 반사전극의 제조방법 을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 균일한 프로파일의 요철을 갖는 반사전극을 포함하는 액정표시기의 제조에 특히 적합한 반사전극을 갖는 액정표시기의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 반사전극의 전 영역에 걸쳐서 반사율을 균일하게 하기 위한 요철 구조의 반사전극을 갖는 액정표시기의 제조방법을 제공하는 것이다.
상술한 본 발명의 일 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 반사능을 갖는 제 1 전극이 형성된 기판 상에 감광성 절연막을 형성하는 단계; 상기 제 1 전극 상부에 대응하는 제 1 패턴들 사이에 조사되는 제 1 광량과 상기 제 1 전극 이외의 부분의 제 2 패턴들 사이에 조사되는 제 2 광량을 다르게 하여 상기 감광성 절연막을 노광하는 단계; 및 상기 노광된 감광성 절연막을 현상하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 감광성 절연막의 요철 형성방법을 제공한다.
상술한 본 발명의 다른 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 반사능을 갖는 제 1 전극이 형성된 기판 상에 감광성 절연막을 형성하는 단계; 상기 제 1 전극 상부에 대응하는 상기 감광막의 제 1 패턴부분들 사이에 조사되는 제 1 광량과 상기 제 1 전극 상부를 제외한 부분의 제 2 패턴부분들 사이에 조사되는 제 2 광량을 다르게 하여 상기 감광성 절연막을 노광하는 단계; 상기 노광된 감광성 절연막을 현상하여, 상기 감광성 절연막의 표면에 요철을 형성하는 단계; 및 상기 감광성 절연막 의 요철표면에 대응하는 요철표면을 갖는 반사전극을 상기 감광성 절연막 위에 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반사전극의 제조방법을 제공한다.
또한, 상술한 본 발명의 또 다른 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 반사능을 갖는 제 1 전극이 형성된 제1기판 상에 감광성 절연막을 형성하는 단계; 상기 제 1 전극 상부에 대응하는 제 1 패턴들 사이에 조사되는 제 1 광량과 상기 제 1 전극 이외의 부분의 제 2 패턴들 사이에 조사되는 제 2 광량을 다르게 하여 상기 감광성 절연막을 노광하는 단계; 상기 노광된 감광성 절연막을 현상하여, 상기 감광성 절연막의 표면에 요철을 형성하는 단계; 상기 감광성 절연막 위에 반사전극을 형성하는 단계; 상기 제1 기판에 대향하여 투명 전극을 갖는 제2 기판을 형성하는 단계; 및 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 액정층을 형성하는 단계를 포함하는 반사형 액정표시 장치의 제조방법을 제공한다.
본 발명에 따르면, 감광성 절연막의 하부에 높은 반사율을 갖는 금속이 위치하는 지의 여부에 관계없이 감광성 절연막의 모든 부분에서 균일한 폭과 깊이를 갖는 덴트들을 형성함으로써, 종래의 액정표시 장치에 비하여 크게 향상된 반사 효율을 갖는 반사형 액정표시 장치를 구현할 수 있으며, 이러한 반사형 액정표시 장치에 의해 나타나는 화상의 콘트라스트 및 화질을 현저하게 개선할 수 있다. 또한, 개선된 노광 및 현상 공정을 이용하여 반사 전극을 형성하기 때문에 장치의 제조 시간 및 비용을 크게 절감할 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예들에 따른 반사형 액정 표시 장치 및 그 제조방법을 첨부한 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다.
실시예 1
도 5a와 도 5b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 감광성 절연막의 요철 형성방법을 설명하기 위한 소자의 부분 단면도이다.
도 5b를 참조하면, 본 실시예에 따른 감광성 절연막의 요철 구조는 기판(240), 기판(240) 위에 형성된 금속 패턴(250) 및 금속패턴(250)을 포함하는 기판 (240) 위에 형성된 감광성 절연막(280)을 포함한다.
기판(240)은 비 전도성 물질, 예를 들면 유리나 세라믹 등과 같이 광 반사율이 낮은 절연성 물질로 이루어진다.
금속패턴(250)은 높은 반사율을 갖는 알루미늄, 크롬, 구리, 텅스텐, 탄탈륨, 몰리브덴, 티타늄 같은 금속으로 형성되며, 하부가 크롬(Cr)으로 이루어지고 상부가 알루미늄(Al)으로 구성된 이층 구조를 가질 수도 있다.
상기 금속 패턴(250)이 형성된 기판(240) 상에는 레지스트(resist)와 같은 물질로 이루어진 감광성 절연막(280)이 적층되며, 이러한 감광성 절연막(280)의 상부표면에 덴트들(284)과 상기 덴트들(284)에 대하여 상대적으로 높게 형성된 돌출부들(282)이 형성된다. 즉, 감광성 절연막(280)은 요철구조의 상부표면을 갖는다. 상기한 감광성 절연막(280)은 감광성의 유기 절연막과 감광성의 무기 절연막을 포함한다.
이하 본 실시예에 따른 감광성 절연막의 요철 형성방법을 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 5a를 참조하면, 먼저 유리나 세라믹 등의 절연 물질로 이루어진 기판(240)의 상부에 탄탈륨(Ta), 티타늄(Ti), 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 구리(Cu) 또는 텅스텐(W) 등과 같은 금속을 증착한 다음, 증착된 금속을 패터닝하여 금속패턴(250)을 형성한다. 이때, 금속패턴(250)은 알루미늄 함유 합금인 알루미늄-구리(Al-Cu) 또는 알루미늄-실리콘-구리(Al-Si-Cu)와 같은 합금을 사용하여 형성할 수도 있다.
다음으로, 상기 금속패턴(250)이 형성된 기판(240) 상에 감광성 절연막(280)을 스핀 코팅 방법으로 약 1∼3㎛ 정도의 두께로 적층하여 감광성 절연막(280)을 형성하여 기판을 완성한다. 이때, 감광성 절연막(280)은 예를 들면 감광성 화합물(PAC; Photo-Active Compound)을 포함하는 아크릴 수지등을 사용하여 형성한다.
다음으로, 유기 절연막(280)의 상부에 요철을 형성하기 위한 마스크(310)를 위치시킨다.
유기절연막(280)의 상부에 형성되는 요철구조가 균일한 프로파일을 갖도록, 하부에 금속패턴이 놓여 있는 제2부분을 투과한 제2광량은 금속패턴이 놓여 있지 않은 제1부분을 투과한 제1광량보다 작도록 한다.
이를 위하여, 도 5a에 도시된 것처럼, 입사되는 광을 투과하는 투광영역(205, 215)와 광을 반사하는 차광패턴(210, 212)을 포함하는 마스크(310)의 차광 패턴(210, 212)들 중, 금속 패턴(250) 상부에 대응하는 제2부분에서 차광 패턴들(212) 사이의 간격(d2)이 금속 패턴(250)이 없는 제1부분의 상부에 대응하는 차광패턴들(210) 사이의 간격(d1)보다 소정 비율만큼 작게 형성된다. 이 비율은 금속패턴(250)의 반사율에 따라 달라질 수 있지만, 바람직하게는 약 1/2이다.
다음으로, 감광성 절연막(280)에 마스크(310)를 위치시킨후, 노광 공정을 통하여 감광성 절연막(280)을 노광시키고, 현상 공정을 수행한다. 그 결과, 도 5b에 도시된 것처럼, 감광성 절연막(280)의 표면으로부터 전영역에 걸쳐서 균일한 직경과 깊이를 갖는 다수의 덴트(284, 286)들이 형성된다. 즉, 하부에 금속패턴(250)이 존재하는부분에 형성된 덴트(286)는 하부에 금속 패턴(250)이 없는 부분에 형성된 덴트(284)와 동일한 깊이를 갖는다. 상기한 덴트들을 형성함으로써, 감광성 절연막(280)의 덴트들로 둘러싸이는 부분들은 덴트들(284, 286)에 비하여 상대적으로 높게 위치하는 돌출부의 형태를 갖으며, 이들 돌출부들은 동일한 높이를 갖는다.
선택적으로, 도 5a에 도시된 것과는 다른 방법으로 제 2 부분에서의 광량을 제 1 부분에서의 광량과 다르게 할 수 있다. 즉, 제2부분에서 차광패턴들(212) 사이의 간격(d2)과 제1부분에서 차광패턴들(210) 사이의 간격(d1)을 동일하게 하고, 제2부분의 투광영역(215)의 표면에 입사광의 투과량을 줄이기 위한 반투명막을 추가로 형성한 하프톤(Half-tone) 마스크를 이용한다. 후속하는 노광공정 및 현상공정은 동일하게 적용된다. .
실시예 2
도 6a 내지 도 6c는 본 발명의 제2 실시예에 따른 요철구조의 반사전극을 형 성하는 방법을 설명하기 위한 소자의 공정단면도들이다.
전술한 실시예 1과 마찬가지로 본 실시예에서도, 하부에 금속패턴(350)이 형성된 감광성 절연막(380)의 제 2 부분의 덴트들에 대응하는 마스크의 제2투광영역들을 통과하는 제2광량이 하부에 금속패턴(350)이 형성되어 있지 않은 감광성 절연막(380)의 제1부분의 덴트들에 대응하는 마스크의 제1투광영역들을 통과하는 제1광량보다 작게 되도록 한다.
이를 실현하기 위한 본 실시예의 방법중, 감광성 절연막에 요철을 형성하는 도 6a와 도 6b의 공정은 전술한 실시예 1의 그것과 동일하므로 여기서는 그 설명을 생략한다.
다음으로, 도 6c를 참조하면, 높은 반사율을 갖는 금속패턴(350)이 형성된 제2부분과 금속패턴(350)이 형성되지 않은 제1부분에서 동일한 깊이의 덴트들을 갖는 감광성 절연막(380)의 덴트 형성공정을 완료한 후, 이 감광성 절연막(380)의 상부에 알루미늄(Al), 니켈(Ni), 크롬(Cr) 또는 은(Ag) 등의 금속을 스퍼터링 법을 이용하여 소정 두께만큼 증착한다. 이후, 필요에 따라, 증착된 금속을 소정의 형상으로 패터닝하여 반사 전극(335)을 형성한다. 여기서 형성되는 반사전극(335)은 그의 하부의 감광성 절연막(380)의 프로파일과 동일한 프로파일을 갖는다. 즉, 이 반사전극(335)은 균일한 깊이를 갖는 덴트들(384, 386)과 상기 덴트(384, 386)들에 의하여 둘러싸여지는 부분들인 돌출부들(382)로 구성된 프로파일을 갖는다. 돌출부들(382)은 덴트들(384, 386)에 비하여 상대적으로 높게 위치한다.
실시예 3
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 요철구조의 반사 전극을 갖는 반사형 액정 표시 장치의 평면 레이아웃도이고, 도 8은 도 7의 A-A'선을 따라서 절단한 절단면을 개략적으로 도시한 개략 단면도이다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 반사형 액정 표시 장치(400)는 화소가 형성되어 있는 제1 기판(410), 제1 기판(410)에 대향하여 배치된 제2 기판(420), 제1 기판(410)과 제2 기판(420) 사이에 형성된 액정층(430) 그리고 제1 기판(410)과 액정층(430) 사이에 형성된 화소(pixel) 전극인 반사 전극(435)을 포함한다.
제1 기판(410)은 제1 절연 기판(440)과 제1 절연 기판(440)에 형성된 스위칭 소자인 박막 트랜지스터(TFT)(445)를 포함한다.
제1 절연 기판(440)은 비 전도성 물질, 예를 들면 유리나 세라믹 등과 같은 물질로 이루어진다. 박막 트랜지스터(445)는 게이트 라인(450a)으로부터 형성된 게이트 전극(450), 게이트 절연막(455), 반도체층(460), 오믹(ohmic) 콘택층(465), 소오스 전극(470) 및 드레인 전극(475)을 포함한다. 또한, 상기 드레인 전극(475)의 아래에 그리고, 상기 제1 절연 기판(440)상에는 상기 게이트 라인(450a)과 평행하게 형성된 스토리지 전극 라인(450c)이 형성되고, 상기 드레인 전극(475)의 아래에는 스토리지 전극(450b)이 형성되어 있다.
게이트 전극(450)은 제1 절연 기판(440) 상에서 게이트 라인(도시되지 않음)으로부터 분기되어 형성되며, 하부가 크롬(Cr)으로 이루어지고 상부가 알루미늄(Al)으로 구성된 이층 구조를 갖는다.
질화 실리콘(SixNy)으로 구성된 게이트 절연막(455)은 게이트 전극(450), 스토리지 전극(450b) 및 스토리지 전극 라인(450c)이 형성된 제1 절연 기판(440)의 전면에 적층되며, 아래에 게이트 전극(450)이 위치한 게이트 절연막(455) 상에는 아몰퍼스 실리콘으로 이루어진 반도체층(460)과 n+ 아몰퍼스 실리콘으로 구성된 오믹 콘택층(465)이 순차적으로 형성된다.
소오스 전극(470)과 드레인 전극(475)은 각기 게이트 전극(450)을 중심으로 오믹 콘택층(465) 및 게이트 절연막(455) 상에 형성되어 박막 트랜지스터(445)를 구성한다. 소오스 전극(470) 및 드레인 전극(475)은 각기 탄탈륨(Ta), 몰리브덴(Mo), 티타늄(Ti) 또는 크롬(Cr) 등의 금속으로 이루어진다.
상기 박막 트랜지스터(445)가 형성된 제1 절연 기판(440) 상에는 감광성 절연막(480)이 적층된다. 감광성 절연막(480)의 픽셀영역(Pin)에는 광산란을 위하여 상대적인 고저로 형성된 다수의 제1 영역부들(덴트들)과 제2 영역부들(돌출부들)이 형성되어 있다.
도면에 도시하지는 않았지만, 선택적으로, 픽셀 영역(Pin)에 형성된 제1 영역부들과 제2 영역부들은 픽셀 영역사이의 픽셀 외부 영역(Pout)에도 연장되어 형성될 수 있다.
감광성 절연막(480)에는 박막 트랜지스터(445)의 드레인 전극(475)의 일부를 노출시키는 콘택 홀(485)이 형성된다.
상기 콘택 홀(485) 및 감광성 절연막(480) 상에는 반사 전극(435)이 형성된 다. 반사 전극(435)은 콘택 홀(485)을 통하여 드레인 전극(475)에 접속됨으로써, 박막 트랜지스터(445)와 반사 전극(435)이 전기적으로 연결된다.
상기 반사 전극(435)의 상부에는 제1 배향막(orientation film)(800)이 적층된다.
제1 기판(410)에 대향하는 제2 기판(420)은 제2 절연 기판(505), 컬러 필터(510), 공통 전극(515), 제2 배향막(520), 위상차판(525) 및 편광판(530)을 구비한다.
제2 절연 기판(505)은 제1 절연 기판(440)과 동일한 물질인 유리 또는 세라믹으로 이루어지며, 상기 위상차판(525) 및 편광판(530)은 제2 절연 기판(505)의 상부에 순차적으로 형성된다. 컬러 필터(510)는 제2 절연 기판(505)의 하부에 배치되며, 컬러 필터(510)의 하부에는 공통 전극(515) 및 제2 배향막(520)이 차례로 형성되어 제2 기판(420)을 구성한다. 제2 배향막(520)은 제1 기판(410)의 제1 배향막(500)과 함께 액정층(430)의 액정 분자들을 소정의 각도로 프리틸팅시키는 기능을 수행한다.
상기 제1 기판(410)과 제2 기판(420) 사이에는 스페이서(535, 536)가 개재되어 제1 기판(410)과 제2 기판(420) 사이에 소정의 공간이 형성되며, 이와 같은 제1 기판(410)과 제2 기판(420) 사이의 공간에는 액정증(430)이 형성되어 본 실시예에 적용할 수 있는 반사형 액정표시 장치(400)를 구성한다.
이하 본 실시예에 따른 반사형 액정 표시 장치의 제조방법을 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 9a 내지 도 9d는 도 7 및 도 8에 도시한 반사형 액정 표시 장치의 제조공정을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 9a 내지 도 9d에 있어서, 도 7 및 도 8에서와 동일한 부재들에 대해서는 동일한 참조 번호를 사용한다.
도 7, 도 8 및 도 9a를 참조하면, 먼저 유리나 세라믹 등의 절연 물질로 이루어진 제1 절연 기판(440)의 상부에 탄탈륨(Ta), 티타늄(Ti), 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 구리(Cu) 또는 텅스텐(W) 등과 같은 금속을 증착한 다음, 증착된 금속을 패터닝하여 게이트 라인(450a)과 함께 게이트 라인(450a)으로부터 분기되는 게이트 전극(450)과, 스토리지 전극(450b)을 포함하는 스토리지 전극 라인(450c)을 형성한다. 이때, 게이트 전극(450) 및 게이트 라인(450a)은 알루미늄-구리(Al-Cu) 또는 알루미늄-실리콘-구리(Al-Si-Cu)와 같은 합금을 사용하여 형성할 수도 있다.
이어서, 게이트 전극(450)을 포함하는 제1 절연 기판(440)의 전면에 질화 실리콘을 플라즈마 화학 기상 증착 방법으로 적층하여 게이트 절연막(455)을 형성한다.
상기 게이트 절연막(455) 상에 아몰퍼스 실리콘막 및 인 시튜(insitu) 도핑된 n+ 아몰퍼스 실리콘막을 플라즈마 화학 기상 증착 방법으로 차례로 형성한 다음, 적층된 아몰퍼스 실리콘막 및 n+ 아몰퍼스 실리콘막을 패터닝하여 게이트 절연막(455) 중 아래에 게이트 전극(450)이 위치한 부분 상에 반도체층(460) 및 오 믹 콘택층(465)을 순차적으로 형성한다.
계속하여, 상기 결과물이 형성된 제1 절연 기판(440) 상에 탄탈륨(Ta), 티타늄(Ti), 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 구리(Cu) 또는 텅스텐(W) 등과 같은 금속으로 금속층을 형성한 후, 적층된 금속층을 패터닝하여 상기 게이트 라인에 직교하는 소오스 라인(도시되지 않음), 소오스 라인으로부터 분기되는 소오스 전극(470) 및 드레인 전극(475)을 형성한다. 따라서, 게이트 전극(450), 반도체층(460), 오믹 콘택층(765), 소오스 전극(470) 및 드레인 전극(475)을 포함하는 박막 트랜지스터(445)가 완성된다. 이 때, 게이트 라인과 소오스 라인 사이에는 게이트 절연막(455)이 개재되어 게이트 라인이 소오스 라인과 접촉되는 것을 방지한다.
다음으로, 상기 박막 트랜지스터(445)가 형성된 제1 절연 기판(440) 상에 감광성 절연막을 스핀 코팅 방법으로 약 1∼3㎛ 정도의 두께로 적층하여 감광성 절연막(480)을 형성하여 제1 기판(410)을 완성한다. 이 때, 감광성 절연막(480)으로서, 감광성 유기 절연막 또는 감광성 무기 절연막이 사용될 수 있는데, 본 실시예에서는 감광성 유기 절연막의 일종인 감광성 화합물(PAC; Photo-Active Compound)을 포함하는 아크릴 수지가 사용되었다.
도 9b를 참조하면, 감광성 절연막(480)의 상부에 콘택 홀(485)을 형성하기 위하여, 콘택홀 부분을 노출하는 제1 마스크(도시되지 않음)를 위치시킨 다음, 1차 노광을 수행하고, 다음으로 덴트들에 대응하는 부분을 노출하는 제2 마스크(610)를 위치시킨 다음 2차 노광을 수행하고, 그후 현상 공정을 통하여 감광성 절연막(480) 에 드레인 전극(475)을 부분적으로 노출시키는 콘택 홀(485)과 상부에 다수의 덴트들을 형성한다.
상기 감광성 절연막(480)에 콘택 홀(485)을 형성하는 과정 및 감광성 절연막(480)의 상부에 다수의 홈들을 형성하는 과정을 상세하게 설명하면 다음과 같다.
먼저, 감광성 절연막(480)에 콘택 홀(485)을 형성하기 위하여 콘택 홀(485)에 상응하는 패턴을 갖는 제1 마스크를 감광성 절연막(480) 상에 위치시킨다. 이어서, 1차로 풀(full) 노광 공정을 통하여 소오스/드레인 전극(470/475) 상부의 감광성 절연막(480)을 노광시킨다.
다음으로, 감광성 절연막(480)에 다수의 덴트 또는 그루브들(481)을 형성하기 위하여 덴트 또는 그루브에 상응하는 패턴을 갖는 마이크로 렌즈 형성용 제2 마스크(610)를 감광성 절연막(480) 상에 위치시킨다.
제2 마스크(610)는 레지스트의 종류에 따라서 도시한 패턴과는 반대의 형상을 갖는 패턴을 구비할 수도 있다.
이러한 제2 마스크(610)를 사용하여 콘택 홀(485)을 제외한 부분의 감광성 절연막(480)을 2차로 렌즈 노광 공정을 통하여 노광시킨다.
다음에, 현상 공정을 거치면 도 9b에 나타낸 바와 같은 소오스/드레인 전극(470/475)을 노출시키는 콘택 홀(485)이 감광성 절연막(480)에 형성되고, 감광성 절연막(480)의 표면에 다수의 불규칙한 덴트들(미도시)이 형성된다.
전술한 실시예 1, 2와 마찬가지로, 감광성 절연막(480)의 상부에 형성되는 요철구조가 균일한 프로파일을 갖도록, 하부에 금속패턴, 즉 소오스 전극/드레인 전극(470/475), 게이트 전극(450), 또는 스토리지 전극 라인(450b)이 놓여 있는 제2 부분을 투과한 제2광량은 이들 금속패턴이 놓여 있지 않은 제1 부분을 투과한 제1 광량보다 작도록 한다.
이를 위하여, 도 9b에 도시된 것처럼, 입사되는 광을 투과하는 투광영역(605, 615)와 광을 반사하는 차광패턴(612, 614)을 포함하는 마스크(610)의 차광 패턴(612, 614)들 중, 금속 패턴(450, 450b, 470, 475) 상부에 대응하는 제2부분에서 차광 패턴들(614) 사이의 간격(d2)이 금속 패턴(450, 450b, 470, 475)이 없는 제1부분의 상부에 대응하는 차광패턴들(210) 사이의 간격(d1)보다 소정 비율만큼 작게 형성된다. 이 비율은 금속패턴(450, 450b, 470, 475)의 반사율에 따라 달라질 수 있지만, 바람직하게는 약 1/2이다.
선택적으로, 도 9b에 도시된 것과는 다른 방법으로 제 2 부분에서의 광량을 제 1 부분에서의 광량과 다르게 할 수 있다. 즉, 제2부분에서 차광패턴들(614) 사이의 간격(d2)과 제1부분에서 차광패턴들(612) 사이의 간격(d1)을 동일하게 하고, 제2부분의 투광영역(615)의 표면에 입사광의 투과량을 줄이기 위한 반투명막을 추가로 형성한 하프톤(Half-tone) 마스크를 이용한다. 후속하는 노광공정 및 현상공정은 동일하게 적용된다.
다음으로, 도 9c를 참조하면, 상술한 바와 같이 다수의 덴트들이 형성된 감광성 절연막(480) 상에 알루미늄(Al), 니켈(Ni), 크롬(Cr) 또는 은(Ag) 등의 반사율이 우수한 금속을 증착한 후, 증착된 금속을 소정의 화소 형상으로 패터닝하여 반사 전극(435)을 형성한다. 계속하여, 반사 전극(435)의 상부에 레지스트를 도포하고 러빙(rubbing) 처리 등을 통하여 액정층(430) 내의 액정 분자들을 선택된 각으로 프리틸팅(pretilting)시키는 제1 배향막(500)을 형성한다. 상기 반사 전극(435)은 감광성 절연막(480)의 표면과 동일한 형상을 갖게 된다.
반사 전극(435)은 감광성 절연막(480)의 덴트들(481) 상에 형성된 다수의 덴트들로 이루어진 제1 영역부들(490)과 다수의 돌출부로 이루어진 마이크로 렌즈 영역인 제2 영역부들(495)으로 구분된다. 이 때, 제1 영역부들(490)은 연속된 그루브으로 이루어져 돌출부인 제2 영역부들(495)에 비하여 상대적으로 낮은 높이에 위치하며, 제2 영역부들(495)은 제1 영역부들(490)에 의해 둘러싸임으로써, 반사 전극(435)은 제2 영역부들(495)이 연속된 그루브인 제1 영역부들(490)에 의해 한정되는 구조를 갖는다. .
도 10은 본 발명의 제3 실시예의 방법에 의하여 형성된 반사 전극의 평면도의 패턴중 일예를 도시한 것이다.
도 10을 참조하면, 반사 전극(435)을 구성하는 다수의 그루브들(490), 다수의 돌출부들(495)의 형상은 반사 전극(435) 하부의 감광성 절연막을 패터닝하기 위한 마스크의 패턴을 따라 결정된다. 즉, 도 10은 반사 전극(435)의 패턴형상을 나타내고 있지만, 동시에 반사 전극(435)하부의 감광성 절연막의 형상 또는 감광성 절연막을 패터닝하기 위한 마스크의 패턴을 도시한 것이라고도 할 수 있다. 즉, 도 9b에 도시한 마스크(610)도 도 10에 도시한 바와 같이, 다수의 돌출부(495)들에 상응하는 차광 패턴을 갖고, 다수의 그루브들(495)에 대응하는 투광영역들을 포함한 다.
도 4와 도 10을 비교하면, 종래의 방법에 의하여 형성된 반사전극과 비교할 때, 본 실시예에 따른 방법에 의하여 형성된 반사 전극(435)은 하부에 금속패턴의 존재에 관계없이 동일한 깊이를 갖는 다수의 그루브들과 다수의 돌출부들을 갖는다는 것을 알 수 있다.
상대적으로 오목부(또는 제1 영역부)인 다수의 그루브들은 각기 약 1∼5㎛ 정도의 폭을 가진다. 이러한 연속되는 그루브들은 화소의 가로 방향으로는 일정한 폭을 갖고 불규칙적으로 배열된다.
상대적으로 볼록부(또는 제2 영역부)인 다수의 돌출부들은 약 2∼10㎛ 정도의 크기를 가진다. 상기 다수의 돌출부들은 각기 타원의 형상, 상현달 내지는 하현달의 형상, 오목 렌즈의 단면의 형상, 트랙의 형상 그리고 반 트랙의 형상 등과 같이 다양한 형상을 갖도록 형성할 수 있다.
또한, 도시하지는 않았지만, 감광성 절연막(480)의 돌출부에 각기 분화구 형태의 그루브을 더 형성하여 감광성 절연막(480) 상에 형성되는 반사 전극(435)의 반사율을 더욱 향상시킬 수도 있다.
도 9d에 도시된 것처럼, 상기한 방법에 따라 제1 기판인 TFT기판의 형성이 완료되면, 상기 제1 기판에 대향하여 투명 전극을 갖는 제2 기판이 형성된다.
제2 기판의 형성을 위하여, 제1 절연 기판(440)과 동일한 물질인 유리 또는 세라믹으로 이루어지는 제2 절연기판(505)이 준비된다. 제2 절연 기판(505)의 하부에 컬러 필터(510)가 형성되고, 컬러 필터(510)의 하부에는 공통 전극(515) 및 제2 배향막(520)이 차례로 형성된다. 제2 절연 기판(505)의 상부에 위상차판(525) 및 편광판(530)이 순차적으로 형성되어, 제2 기판(420)을 구성한다.
그 후, 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 액정층이 형성되어, 반사형 액정표시 장치의 제조를 완료한다.
상술한 바와 같이, 본 발명자가 제시한 액정 표시 장치의 반사판 구조에 의하면, 화소 내에서 마이크로 렌즈 역할을 하는 제2 영역부들을 둘러싸고 있는 제1 영역부들을 균일한 깊이를 갖도록 형성함으로써 반사 효율을 상승시킬 수 있었다.
본 발명에 따른 감광성 절연막의 요철 형성방법은 하부에 금속패턴의 존재여부에 상관없이 덴트들 또는 그루브들이 동일한 깊이를 갖도록 하고, 그 위에 형성되는 반사전극 또한 전영역에 걸쳐서 덴트들 또는 그루브들이 동일한 깊이를 갖도록 하므로써, 표시영역의 전체에 걸쳐서 반사 효율을 균일하게 향상시킨다. 따라서, 본 발명의 방법을 요철구조의 반사전극을 갖는 표시장치에 적용할 때, 화상의 콘트라스트 및 화질을 현저하게 개선할 수 있다.
또한, 개선된 노광 및 현상 공정을 이용하여 반사 전극을 형성하기 때문에 장치의 제조 시간 및 비용을 크게 절감할 수 있다.
게다가, 반사 전극을 형성하기 전에 감광성 절연막을 형성할 때, 화소 사이에 있는 화소영역의 외부영역에서도 화소 영역에서와 동일하게 그루브를 형성한다. 따라서, 화소 영역과 화소의 외부 영역간에 단차가 형성되지 않게된다. 따라서, 단차로 인해 발생하는 광 누수성 잔상이나 액정 배향 외곡 현상을 제거할 수 있다. 또한, 스페이서의 산포 후에도 제1 기판과 제2 기판간의 균일한 갭이 형성된다.
상술한 실시예에서는 반사형 액정 표시 장치를 예를 들어 반사 전극을 설명하였지만, 이러한 반사 전극을 필요로 하는 반사 투과 복합형 액정 표시 장치 및 기타 다른 전자 디스플레이 장치에도 본 발명의 반사 전극을 사용하여 형성할 수 있다. 이러한 경우에도 표시영역 전체에 걸쳐서 균일하게 반사율을 향상시킬 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (20)

  1. 반사능을 갖는 제 1 전극이 형성된 기판 상에 감광성 절연막을 형성하는 단계;
    상기 제 1 전극 상부에 대응하는 제 1 패턴들 사이에 조사되는 제 1 광량과 상기 제 1 전극 이외의 부분의 제 2 패턴들 사이에 조사되는 제 2 광량을 다르게 하여 상기 감광성 절연막을 노광하는 단계; 및
    상기 노광된 감광성 절연막을 현상하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 감광성 절연막의 요철 형성방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제 1 광량은 상기 제 2 광량보다 작은 것을 특징으로 하는 감광성 절연막의 요철 형성방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제 1 전극은 알루미늄 또는 크롬으로 만들어지는 것을 특징으로 하는 감광성 절연막의 요철 형성방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 감광성 절연막은 무기 감광성 절연막과 유기 감광성 절연막을 포함하는 것을 특징으로 하는 감광성 절연막의 요철 형성방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 노광단계는 마스크를 이용하여 수행되고, 상기 감광성 절연막의 제 1 패턴들에 대응하는 상기 마스크의 제 1 마스크 패턴들 사이의 간격은 상기 감광성 절연막의 제 2 패턴들에 대응하는 상기 마스크의 제 2 마스크 패턴들 사이의 간격보다 작은 슬릿구조를 갖는 것을 특징으로 하는 감광성 절연막의 요철 형성방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 노광단계는 마스크를 이용하여 수행되고, 상기 마스크는, 상기 감광성 절연막의 제 1 패턴들에 대응하는 상기 마스크의 제 1 마스크 패턴들 사이에 형성되어 투과 광량을 감소시키는 반투명막을 갖는 하프톤 마스크인 것을 특징으로 하는 감광성 절연막의 요철 형성방법.
  7. 반사능을 갖는 제 1 전극이 형성된 기판 상에 감광성 절연막을 형성하는 단계;
    상기 제 1 전극 상부에 대응하는 상기 감광막의 제 1 패턴부분들 사이에 조사되는 제 1 광량과 상기 제 1 전극 상부를 제외한 부분의 제 2 패턴부분들 사이에 조사되는 제 2 광량을 다르게 하여 상기 감광성 절연막을 노광하는 단계;
    상기 노광된 감광성 절연막을 현상하여, 상기 감광성 절연막의 표면에 요철을 형성하는 단계; 및
    상기 감광성 절연막의 요철표면에 대응하는 요철표면을 갖는 반사전극을 상기 감광성 절연막 위에 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반사전극의 제조방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 제 1 광량은 상기 제 2 광량보다 작은 것을 특징으로 하는 반사전극의 제조방법.
  9. 제7항에 있어서, 상기 제 1 전극은 박막 트랜지스터의 소오스 전극, 드레인 전극 또는 이들 전극 모두를 포함하는 것을 특징으로 하는 반사전극의 제조방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 제1전극은 스토리지 전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 반사전극의 제조방법.
  11. 제7항에 있어서, 상기 노광단계는 마스크를 이용하여 수행되고, 상기 감광성 절연막의 제 1 패턴들에 대응하는 상기 마스크의 제 1 마스크 패턴들 사이의 간격은 상기 감광성 절연막의 제 2 패턴들에 대응하는 상기 마스크의 제 2 마스크 패턴들 사이의 간격보다 작은 슬릿구조를 갖는 것을 특징으로 하는 반사전극의 제조방법.
  12. 제7항에 있어서, 상기 노광단계는 마스크를 이용하여 수행되고, 상기 마스크는, 상기 감광성 절연막의 제 1 패턴들에 대응하는 상기 마스크의 제 1 마스크 패턴들 사이에 형성되어 투과 광량을 감소시키는 반투명막을 갖는 하프톤 마스크인 것을 특징으로 하는 반사전극의 제조방법.
  13. 반사능을 갖는 제 1 전극이 형성된 제1기판 상에 감광성 절연막을 형성하는 단계;
    상기 제 1 전극 상부에 대응하는 제 1 패턴들 사이에 조사되는 제 1 광량과 상기 제 1 전극 이외의 부분의 제 2 패턴들 사이에 조사되는 제 2 광량을 다르게 하여 상기 감광성 절연막을 노광하는 단계
    상기 노광된 감광성 절연막을 현상하여, 상기 감광성 절연막의 표면에 요철을 형성하는 단계;
    상기 감광성 절연막 위에 반사전극을 형성하는 단계
    상기 제1 기판에 대향하여 투명 전극을 갖는 제2 기판을 형성하는 단계; 및
    상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 액정층을 형성하는 단계를 포함하는 요철구조의 반사전극을 갖는 액정표시기의 제조방법.
  14. 제13항에 있어서, 상기 제 1 광량은 상기 제 2 광량보다 작은 것을 특징으로 하는 요철구조의 반사전극을 갖는 액정표시기의 제조방법.
  15. 제13항에 있어서, 상기 노광단계는 마스크를 이용하여 수행되고, 상기 감광성 절연막의 제 1 패턴들에 대응하는 상기 마스크의 제 1 마스크 패턴들 사이의 간격은 상기 감광성 절연막의 제 2 패턴들에 대응하는 상기 마스크의 제 2 마스크 패턴들 사이의 간격보다 작은 슬릿구조를 갖는 것을 특징으로 하는 요철구조의 반사 전극을 갖는 액정표시기의 제조방법.
  16. 제13항에 있어서, 상기 노광단계는 마스크를 이용하여 수행되고, 상기 마스크는, 상기 감광성 절연막의 제 1 패턴들에 대응하는 상기 마스크의 제 1 마스크 패턴들 사이에 형성되어 투과 광량을 감소시키는 반투명막을 갖는 하프톤 마스크인 것을 특징으로 하는 요철구조의 반사전극을 갖는 액정표시기의 제조방법.
  17. 제13항에 있어서, 상기 반사전극의 요철표면은 제 1 영역부와 제 2 영역부를 포함하고, 상기 제1 영역부는 상기 제2 영역부들에 비하여 상대적으로 낮은 높이를 갖는 그루브 형상을 갖고, 상기 제2 영역부는 상대적으로 높은 높이를 갖는 다수의 돌출부의 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 요철구조의 반사전극을 갖는 액정표시기의 제조방법.
  18. 제17항에 있어서, 상기 제1 영역부는 부분적으로 화소의 경계선과 함께, 상기 제2 영역부들을 폐곡선의 형태로 한정하는 것을 특징으로 하는 요철구조의 반사전극을 갖는 액정표시기의 제조방법.
  19. 제17항에 있어서, 상기 제2 영역부들은 타원의 형상, 상현달의 형상, 하현달의 형상, 오목 렌즈의 형상, 트랙의 형상, 반 트랙의 형상 및 연장된 오목 렌즈의 형상으로 이루어진 그룹 중에서 선택된 둘 이상의 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 요철구조의 반사전극을 갖는 액정표시기의 제조방법.
  20. 제17항에 있어서, 상기 제1영역부들은 1∼5㎛의 폭을 갖고 상기 제2 영역부들의 크기는 2∼10㎛인 것을 특징으로 하는 요철구조의 반사전극을 갖는 액정표시기의 제조방법.
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