KR101000399B1

KR101000399B1 - 액정표시장치용 어레이 기판 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR101000399B1
Application number: KR1020030101689A
Authority: KR
Inventors: 전진채; 박종우
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2003-12-31
Filing date: 2003-12-31
Publication date: 2010-12-13
Also published as: KR20050070975A

Abstract

본 발명은 반사투과형 액정표시장치에 관한 것이다.

반사투과형 액정표시장치는 반사효율을 향상시키기 위해 반사부에 요철패턴을 갖는 반사판을 형성하는 것이 일반적이다. 하지만, 상기 반사판 상의 상기 요철패턴간 높이 차이에 의해 편광판 부착시 옐로위쉬 현상 발생하는 문제가 있다.

본 발명은 반사부에 있어, 반사판의 요철패턴간 높이 차이를 상기 반사판 상부에 투명 유기막을 형성하여 단차를 없앰으로써, 옐로위쉬 현상을 방지할 수 있는 액정표시장치용 어레이 기판 및 그 제조 방법을 제공한다.

반사투과형 액정표시장치, 옐로위쉬 현상, 요철 패턴,

Description

액정표시장치용 어레이 기판 및 그 제조방법{Array substrate for liquid crystal display device and fabrication method of the same}

도 1은 종래의 반사투과형 액정표시장치의 하나의 화소영역을 개략적으로 도시한 평면도.

도 2는 상기 도 1을 A-A를 따라 절단한 단면도.

도 3은 본 발명의 실시예에 의한 반사투과형 액정표시장치용 어레이 기판의 하나의 화소부에 대한 단면도.

도 4a 내지 도 4j는 본 발명의 실시예에 의한 반사투과형 액정표시장치용 어레이 기판의 제조 공정에 따른 제조 공정 평면도.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

103 : 기판 109 : 반도체층

109a : 액티브층 109b : 오믹콘택층

115 : 게이트 절연막 121 : 게이트 전극

127 : 무기막 138 : 소스 전극

141 : 드레인 전극1 144 : 보호층

162 : 반사판 164 : 투명 유기막

165 : 화소전극

RA : 반사부 TA : 투과부

본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 반사투과형 액정표시장치용 어레이 기판 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

최근 정보화 사회로 시대가 급발전함에 따라 박형화, 경량화, 저 소비전력화 등의 우수한 특성을 가지는 평판 표시 장치(flat panel display)의 필요성이 대두되었다.

이러한 평판 표시 장치는 스스로 빛을 발하느냐 그렇지 못하냐에 따라 나눌 수 있는데, 스스로 빛을 발하여 화상을 표시하는 것을 발광형 표시장치라 하고, 그렇지 못하고 외부의 광원을 이용하여 화상을 표시하는 것을 수광형 표시장치라고 한다. 발광형 표시장치로는 플라즈마 표시장치(plasma display panel)와 전계 방출 표시장치(field emission display), 전계 발광 표시 장치(electro luminescence display) 등이 있으며, 수광형 표시 장치로는 액정표시장치(liquid crystal display)가 있다.

이중 액정표시장치가 해상도, 컬러표시, 화질 등이 우수하여 노트북이나 데 스크탑 모니터에 활발하게 적용되고 있다.

일반적으로 액정표시장치는 전극이 각각 형성되어 있는 두 기판을 두 전극이 형성되어 있는 면이 서로 대향하도록 배치하고, 두 기판 사이에 액정을 주입한 다음, 두 전극에 전압을 인가하여 생성되는 전기장에 의해 액정 분자를 움직여 빛의 투과율을 조절하여 화상을 표현하는 장치이다.

그런데, 액정표시장치는 앞서 언급한 바와 같이 스스로 빛을 발하지 못하므로 별도의 광원이 필요하다.

따라서, 액정패널 뒷면에 백라이트(backlight) 유닛을 구성하고, 상기 백라이트 유닛으로부터 나오는 빛을 액정패널에 입사시켜, 액정의 배열에 따라 빛의 양을 조절함으로써 화상을 표시한다.

이러한 액정표시장치를 투과형(transmission type) 액정표시장치라고 하는데, 투과형 액정표시장치는 백라이트와 같은 인위적인 배면광원을 사용하므로 어두운 외부 환경에서도 밝은 화상을 구현할 수 있으나, 백라이트로 인한 전력소비(power consumption)가 큰 단점이 있다.

이와 같은 단점을 보완하기 위해 반사형(reflection type) 및 반사투과형 액정표시장치가 제안되었다. 반사형 액정표시장치는 외부의 자연광이나 인조광을 반사시킴으로써 액정의 배열에 따라 빛의 투과율을 조절하는 형태로 투과형 액정표시장치에 비해 전력소비가 적다. 이러한 반사형 액정표시장치에서 하부 어레이 기판 상에 형성되는 화소전극은 반사가 잘 되는 도전 물질로 형성하고, 상부의 컬러필터 기판에 형성되는 공통전극은 외부광을 투과시키기 위해 투명 도전 물질로 형성한 다.

또한, 반사투과형 액정표시장치는 백라이트 광을 이용하는 투과모드 및 외부광을 이용하는 반사모드로 선택 사용할 수 있는 제품이다.

도 1은 종래의 반사투과형 액정표시장치의 하나의 화소영역을 개략적으로 도시한 평면도이다.

도시한 바와 같이, 게이트 배선(18)과 데이터 배선(35)이 교차하여 정의되는 화소영역(P) 내에 상기 두 배선(18, 35)의 교차지점에 박막트랜지스터(Tr)가 형성되어 있으며, 상기 박막트랜지스터(Tr)와 드레인 콘택홀(47)에 의해 연결되어 화소전극(65)이 형성되어 있다. 또한, 상기 화소영역(P)의 중앙부를 제외한 나머지 영역에는 상기 화소전극(65) 하부에 반사판(62)이 형성되어 반사부(RA)를 형성하고 있으며, 상기 화소영역(P)의 중앙의 반사판(62)이 형성되지 않은 부분은 투과부(TA)를 형성하고 있다. 이때, 상기 반사부(RA)에는 볼록한 원모양의 요철패턴(59)이 랜덤(random)하게 형성되어 있는 것이 특징인데, 이는 반사부(RA)에 있어 적정한 반사율을 얻기 위함이다. 또한, 반사부(RA)에는 데이터 배선(35) 자체 일부 영역에 형성된 소스 전극(38)과 상기 소스 전극(38)에서 일정간격 이격하여 형성된 드레인 전극(41)을 반도체층 콘택홀(30a, 30b)을 통해 연결시키는 반도체층(9)이 형성되어 있다.

도 2는 상기 도 1을 A-A를 따라 절단한 단면도이다.

도시한 바와 같이, 반사부(RA)에 있어, 기판(3) 상에 반도체층(9)이 형성되어 있고, 상기 반도체층(9) 상부에는 게이트 절연막(15)이 전면에 형성되어 있으 며, 상기 게이트 절연막(15) 위로 게이트 전극(21) 과 일정간격 이격하여 스토리지 배선(24)이 형성되어 있다.

다음, 상기 게이트 전극(21) 위로 전면에 층간절연막(27)이 형성되어 있으며, 상기 층간절연막(27) 위로 반도체층(9)과 각각 접촉하는 소스 및 드레인 전극(38, 41)이 형성되어 있다.

다음, 상기 소스 및 드레인 전극(38, 41)과 노출된 층간절연막(27) 위로 반사부(RA)에 보호층(44)이 형성되어 있으며, 이때, 상기 보호층(44) 표면은 볼록 오목한 요철구조로 형성되어 있는 것이 특징이다.

다음, 투과부(TA)에는 상기 보호층(44)이 제거되어 반사부(RA)와 단차를 형성하고 있으며, 상기 단차가 비스듬이 형성되어 반사부(RA)와 투과부(TA)의 경계를 형성하고 있다.

다음, 상기 반사부(RA)에 있어서, 상기 요철 구조의 보호층(44) 위로 반사율이 뛰어난 금속층이 형성되어 반사판(62)을 형성하고 있다. 이때, 상기 반사판(62)은 하부의 요철 구조의 보호층(44)에 의해 그 표면이 요철형태(59)로 형성된 것이 특징이다. 또한, 상기 드레인 전극(41)에 대응되는 보호층(44)과 상부의 반사판(62)은 패터닝되어 상기 드레인 전극(41)을 노출시키는 드레인 콘택홀(47)을 형성하고 있다.

다음, 상기 드레인 콘택홀(47)을 갖는 반사판(62) 위로 투명도전성 물질로 이루어진 화소전극(65)이 화소영역(P)에 형성되어 있다.

전술한 일반적인 반사투과형 액정표시장치용 어레이 기판의 반사부에 있어 서, 빛의 산란을 형성하고, 반사효율을 증가시키기 위해 요철패턴을 형성하고 있는데, 상기 요철 패턴간의 높이가 일정치 않아 즉, 요철패턴간의 높이 차이에 따른 단차가 작게는 0.3㎛에서 크게는 2.0㎛의 차이를 갖게 된다.

전수한 요철패턴간 높이차가 발생하는 이유는 노광 및 드라이 에칭을 통해 요철패턴을 형성할 경우 기판의 크기 및 패턴 형성 시 평탄화 정도차(uniformity)f로 인해 기판의 중간부분과 에지(edge)간의 차이에 기인한다.

따라서, 반사부와 투과부의 단차를 형성하여 액정패널 구성시 반사부와 투과부의 셀갭을 달리 구성하는 이중 셀갭(dual cell gap) 구조의 ECB(Electrically Controlled Birefringence) 모드에서는, 상기 요철패턴 간의 높이 차로 인해 컬러필터 기판과 합착하여 액정패널 구성하고, 상기 액정패널의 외부면에 편광판을 부착 시, 편광 된 빛의 보상값이 맞지 않아 부분적으로 옐로위쉬(yellowish) 현상이 민감하게 발생하고 있으며, 심한 부분에 있어서는 얼룩으로 나타나고 있다.

또한, 셀갭이 4.0㎛ 내지 4.5㎛인 반사투과형 액정표시장치에 있어서, 반사부의 요철패턴 간의 높이 차이가 0.3㎛ 내지 2㎛의 차이를 갖게 되므로 전체 셀갭을 조절하기에 큰 어려움이 있다.

본 발명은 위에서 설명한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명은 반사투과형 액정표시장치용 어레이 기판의 반사부에 형서되는 요철패턴의 단차를 없앰으로써 옐로위쉬(yellowish) 현상을 방지하며, 셀갭 콘트롤을 용이하게 하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 관점에 따르면 기판 상에 게이트 배선과 데이터 배선이 교차하여 정의되며, 그 중앙에 투과부와 상기 투과부를 둘러싸며 형성되는 반사부를 갖는 화소와; 상기 반사부의 상기 두 배선의 교차점에 구비된 박막 트랜지스터와; 상기 박막 트랜지스터의 상부를 포함한 반사부 전 영역에 형성되며, 투과부 전 영역을 오픈부로 하며 상기 박막트랜지스터의 드레인 전극을 노출시키는 제 1 홀을 갖는 보호층과; 상기 보호층 상부에 형성되며, 상기 박막 트랜지스터의 드레인 전극과 상기 제 1 홀을 통해 접촉하는 요철 패턴을 구비한 반사판과; 상기 요철 패턴을 구비한 반사판 상부에 단차없이 평탄한 면을 가지며 구비된 상기 제 1 홀에 대응하는 상기 반사판 부분을 노출시키는 제 2 홀을 구비한 투명 유기막과; 상기 투명 유기막 상부로 상기 제 2 홀을 통해 상기 반사판과 접촉하며 투과부 전 영역에 구비된 화소전극을 포함하는 액정표시장치용 어레이 기판을 제공한다.

상기 투명 유기막은 투과율이 우수한 벤조사이클로부텐(BCB) 또는 투명 아크릴(acryl)로 구성되는 물질로부터 제조될 수 있다.

또한, 상기 보호층은 유기절연물질로 형성될 수 있는데, 특히 상기 보호층은 오목 볼록한 요철패턴을 구비하는 것을 특징으로 한다.

특히 바람직하게는 상기 박막 트랜지스터는 폴리 실리콘을 반도체층으로 하는 탑 게이트 구조이다.

한편, 본 발명의 다른 관점에 따르면 기판 상에 게이트 배선과 데이터 배선 및 상기 두 배선의 교차지점에 박막 트랜지스터를 형성하는 단계와; 상기 박막 트랜지스터가 형성된 부분을 포함하여 반사부로 정의되는 영역에 상기 박막 트랜지스터의 드레인 전극을 일부 노출시키는 제1홀을 가지며, 그 표면이 오목 볼록한 패턴을 갖는 보호층을 형성하는 단계와; 상기 보호층 위로 상기 제1홀을 통해 상기 박막 트랜지스터의 드레인 전극과 접촉하며, 요철패턴을 갖는 반사판을 형성하는 단계와; 상기 요철패턴을 갖는 반사판 상부에 투명한 유기물질을 도포하고, 패터닝하여 상기 요철패턴의 높이보다 두꺼운 두께를 가지며, 그 표면이 평탄하며, 박막 트랜지스터와 연결된 반사판을 노출시키는 제2홀을 갖는 투명 유기막을 형성하는 단계와; 상기 투명 유기막 위로 상기 반사판과 상기 제2홀을 통해 접촉하며, 상기 보호층 및 투명 유기막이 제거되어 상기 반사부와 단차를 이루며 형성된 투과부에 화소전극을 형성하는 단계를 포함하는 액정표시장치용 어레이 기판의 제조 방법을 제공한다.

이 경우 기판 상에 게이트 배선과 데이터 배선 및 상기 두 배선의 교차지점에 박막 트랜지스터를 형성하는 단계는 기판 상에 게이트 배선 및 게이트 전극을 형성하는 단계와; 상기 게이트 전극 위로 전면에 게이트 절연막을 형성하는 단계와; 상기 게이트 절연막 위로 비정질 실리콘과 불순물 비정질 실리콘을 연속 증착하고 패터닝하여 반도체층을 형성하는 단계와; 상기 반도체층과 접촉하며, 일정간격 이격한 소스 및 드레인 전극과 상기 게이트 배선과 교차하는 데이터 배선을 형성하는 단계를 포함할 수 있고, 상기 투명 유기막은 투과율이 우수한 벤조사이클로부텐(BCB) 또는 투명 아크릴(acryl) 중에 하나로 구성되는 물질로부터 형성된다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.

종래기술에서는 폴리실리콘을 이용한 탑 게이트 구조의 스위칭 소자를 형성 한 어레이 기판을 나타내었으나, 상기 스위칭 소자는 비정질 실리콘을 이용한 보텀 게이트 구조도 가능하며, 본 발명에서는 어느 구조의 스위칭 소자를 형성해도 무방하므로 보텀 게이트 구조의 스위칭 소자가 형성된 어레이 기판을 실시예로 설명한다.

도 3은 본 발명의 실시예에 의한 반사투과형 액정표시장치용 어레이 기판의 하나의 화소부에 대한 단면도이다.

도시한 바와 같이, 반사부(RA)에 있어, 기판(103)에 게이트 전극(121)과 도시하지 않았지만, 게이트 배선이 형성되어 있고, 상기 게이트 전극(121) 위로 전면에 게이트 절연막(115)이 형성되어 있다. 또한, 상기 게이트 절연막(115) 위로 상기 게이트 전극(121)과 대응되며 액티브층(109a)과 오믹콘택층(109b)을 갖는 반도체층(109)을 형성되어 있다.

다음, 상기 반도체층(109) 위로 상기 반도체층(109) 중 오믹콘택층(109b)과 각각 접촉하며, 일정간격 이격하여 서로 마주보는 소스 및 드레인 전극(138, 141)이 형성되어 있다.

다음, 상기 소스 및 드레인 전극(138, 141)과 노출된 게이트 절연막(115) 위로 반사부(RA)에 그 표면이 볼록 오목한 요철구조의 보호층(144)이 형성되어 있다.

또한, 상기 반사부(RA)에 있어서, 상기 요철 구조의 보호층(144) 위로 반사율이 뛰어난 금속물질이 증착되어 하부의 요철패턴이 구비된 보호층(144)을 영향으로 그 표면이 오목 볼록한 요철 형태의 반사판(162)이 형성되어 있다. 또한, 요철 형태의 반사판(162) 위로 투명한 유기절연물질이 코팅되어 상기 요철형태의 반사판(162)을 덮으며, 평탄한 표면을 갖는 투명 유기막(164)이 형성되어 있다.

또한, 상기 드레인 전극(141)에 대응되는 보호층(144)은 패터닝되어 상기 드레인 전극(141)을 노출시키는 드레인 콘택홀(147)을 형성하고 있으며, 상기 반사판(162)이 상기 드레인 콘택홀(147)을 통해 드레인 전극(141)과 접촉하고 있다. 또한, 상기 반사판(162) 위에 형성된 표면이 평탄한 투명 유기막(164)은 상기 드레인 콘택홀(147)과 대응되는 부분이 패터닝되어 드레인 전극(141)과 접촉하는 반사판(162)을 노출시키고 있다.

다음, 투과부(TA)에 있어서는, 반사부(RA)를 덮고있는 상기 보호층(144)과 반사판(162)과 투명 유기막(164)이 패터닝되어 층간절연막(127)을 노출시키고 있다. 따라서, 상기 투과부(TA)는 반사부(RA)와 단차를 형성하고 있다.

다음, 상기 반사부(RA)와 투과부(TA) 전면에 투명 도전성 물질이 증착되어 상기 반사부(RA)의 드레인 전극(141)과 연결된 반사판(162)과 접촉하며, 화소전극(165)이 화소영역별로 패터닝되어 형성되어 있다.

다음, 반사부의 요철패턴 부분에 대해 더욱 자세히 설명한다.

본 발명에 있어서는, 종래에서 기술한 바와 같이, 상기 반사부(RA)의 요철 패턴(159)간의 높이 차로 인한 편광판(미도시) 부착 시, 옐로위쉬(yellowish) 현상을 방지하기 위해, 상기 요철 형태의 반사판(162) 상부에 투명한 유기절연물질을 요철 패턴(159)의 높이보다 두껍게 코팅하여 그 표면이 평탄한 투명 유기막(164)을 더욱 구성하였다.

따라서, 상기 반사부(RA)로 외부로부터 입사되는 빛은 상기 투명 유기막(164)을 통과하여 요철형태의 반사판(162)을 통해 반사되므로 종래와 비교하여 반사효율은 동일하고, 반사부(RA) 상부에 요철패턴(159)간의 높이 단차를 투명 유기막(164)을 형성하여 없앴으므로, 반사부(RA)의 최상층에 위치한 화소전극(165)이 평탄한 면을 갖게 되어, 투과부(TA)와 반사부(RA)에 있어 액정패널 형성 시, 각각 일정한 셀갭을 형성하게 된다. 따라서, 반사부(RA)와 투과부(TA)에 있어 각각 일정한 셀갭을 형성하므로 상기 셀갭에 맞는 편광판 부착 시 빛의 편과 보정값이 일정하게 되므로 옐로위쉬(yellowish) 현상을 방지할 수 있다.

상기 반사판(162) 상부에 투명 유기막(164)은 투과율이 높은 벤조사이클로부텐(Benzocyclobutene, BCB) 또는 투명한 아크릴(acryl)의 유기물질로 형성하는 것이 바람직하다.

다음, 도 4a 내지 4d를 참조하여, 본 발명에 의한 반사투과형 액정표시장치용 어레이 기판의 제조 방법에 대해 설명한다.

우선, 도 4a에 도시한 반와 같이, 기판(103) 상에 금속물질을 도포하고 패터닝하여 게이트 전극(121)을 형성한다.

다음, 상기 게이트 전극(121) 위로 무기절연물질인 산화실리콘(SiO₂) 또는 질화실리콘(SiNx)을 전면에 증착하여 게이트 절연막(115)을 형성한다.

다음, 도 4b에 도시한 바와 같이, 상기 게이트 절연막(115) 위로 비정질 실리콘과 불순물 비정질 실리콘을 연속하여 증착하고, 포토레지스트의 도포, 노광, 현상, 식각의 일련의 공정으로 이루어진 마스크 공정을 진행하여 상기 비정질 실리 콘과 불순물 비정질 실리콘을 패터닝하여 비정질 실리콘층과 불순물 비정질 실리콘층의 반도체층(109)을 형성한다.

다음, 도 4c에 도시한 바와 같이, 상기 반도체층(109)을 포함한 기판(103) 전면에 금속물질을 증착하고 패터닝하여, 게이트 전극(121)과 대응되는 반도체층(109)을 사이에 두고 일정간격 이격한 소스 및 드레인 전극(138, 141)을 형성한다 .

다음, 상기 소스 및 드레인 전극(138, 141) 사이의 노출된 불순물 비정질 실리콘층을 드라이 에칭하여 제거함으로써 반도체층(109)을 완성한다. 이때, 비정질 실리콘층은 액티브층(109a)을, 상부의 소스 및 드레인 전극(138, 141)과 직접 접촉하는 불순물 비정질 실리콘층은 오믹콘택층(109b)을 형성한다. 이때, 상기 게이트 전극(121)과 반도체층(109)과 소스 및 드레인 전극(138, 141)은 스위칭 소자인 박막 트랜지스터를 형성한다.

다음, 도 4d에 도시한 바와 같이, 상기 소스 및 드레인 전극 위로 전면에 무기절연물질 예를들면 질화실리콘(SiNx)을 전면에 증착하여 무기막(127)을 형성한다.

전술한 박막 트랜지스터 형성까지의 어레이 기판의 제조 방법은 전술한 실시예에 한정되지 않고 다양한 방법에 의해 제조될 수 있다.

다음, 도 4e에 도시한 바와 같이, 상기 소스 및 드레인 전극(138, 141)과 노출된 무기막 위로 유기절연물질 예를들면, 벤조사이클로부텐(BCB) 또는 포토아크릴(photo acryl) 중 하나를 전면에 두껍게 도포하여, 보호층(144)을 형성 한다.

다음, 상기 보호층(144) 위로 포토레지스트를 전면에 도포하여 포토레지스트층(154)을 형성하고, 상기 포토레지스트층(154) 위로 투과영역(TmA)과 차단영역(BkA)과 반투과영역(HTmA)을 갖는 마스크(157)를 위치시킨다. 이때, 상기 기판(103) 상의 투과부(TA)에는 마스크(157) 상의 투과영역(TmA)이 대응되도록 하고, 반사부(RA)에 있어서는 볼록한 요철패턴이 형성될 부분에는 차단영역(BkA)이, 오목한 부분이 형성될 부분에는 반투과영역(HTmA)이 대응되도록 마스크(157)를 위치시킨다. 또한, 반사부(RA)에 있어, 드레인 전극(141)과 대응되는 부분에는 투과영역(TmA)이 대응되도록 한다. 이때, 상기 포토레지스층(154)은 빛을 받은 부분이 현상되어 제거되는 특성을 갖는 포지티브(positive) 타입인 것이 특징이다.

이후, 상기 전술한 바와 같이, 기판(103) 상에 위치한 마스크(157)를 통해 기판(103)상의 포토레지스트층(154)을 회절노광하고, 상기 포토레지스트층(154)을 현상하면, 도 4f에 도시한 바와 같이, 투과부(TA)에는 포토레지스트층(도 4f의 154)이 완전히 제거되어 보호층(144)을 노출시키고, 반사부(RA)에 있어서는 노광 시 마스크(157)의 차단영역(BkA)에 대응되어 빛이 완전히 차단된 부분은 두꺼운 포토레지스트층(154a)이, 마스크(157)의 반투과영역(HTmA)에 대응된 부분에는 얇은 포토레지스트층(154b)이 형성된다. 또한, 반사부(RA)에 있어, 마스크(157)의 투과영역(TmA)이 대응된 드레인 전극(141)과 대응되는 일부 영역은 포토레지스트층(도 4f의 154)이 현상되어 제거된다.

다음, 도 4g에 도시한 바와 같이, 상기 두께가 다른 포토레지스트층(도 4g의 154a, 154b)이 형성된 기판(103) 전면에 드라이 에칭을 실시하면, 상기 포토레지스트층(도 4g의 154a, 154b)과 노출된 보호층(144)이 동시에 식각되며, 최종적으로는 투과부(TA)에 있어서는, 상기 보호층(144)이 완전히 에칭되어 하부의 층간절연막(127)을 노출시키고, 반사부(RA)에 있어서는 두꺼운 포토레지스트층(도 4g의 154a)이 형성되었던 보호층(144) 부분은 볼록하게 패터닝되고, 얇은 포토레지스트층(도 4g의 154b)이 형성되었던 부분은 오목하게 패터닝되어 오목 볼록한 요철패턴(156)을 형성하게 되며, 포토레지스트층(도 4g의 154a, 154b)이 형성되지 않았던 드레인 전극(141)과 대응되는 영역의 보호층(144) 완전히 에칭되어 드레인 전극(141)을 노출시키는 드레인 콘택홀(147)을 형성한다. 이후, 상기 반사부(RA)에 요철패턴(156)이 형성된 기판(103)을 열처리함으로써 오목 볼록한 요철패턴(156)이 완만한 경사를 갖도록 한다.

다음, 도 4h에 도시한 바와 같이, 상기 완만한 요철패턴(도 4h의 156)이 형성된 보호층(144)과 노출된 층간절연막(127) 위로 반사율이 우수한 금속물질 예를들면 알루미늄(Al) 또는 은(Ag) 중 하나를 전면에 증착하여 상기 볼록 오목한 보호층(144)의 영향으로 그 표면이 볼록 오목한 금속층(미도시)을 형성하고, 마스크 공정을 진행하여, 상기 금속층(미도시)를 패터닝함으로써 반사부(RA)에는 드레인 콘택홀(147)을 통해 드레인 전극(141)과 접촉하며, 그 표면에 요철패턴(159)을 갖는 반사판(162)을 형성하며, 투과부(TA)와 반사부(RA)의 경계영역인 단차진 보호층(144) 측면에도 상기 반사판(162)이 형성되도록 한다. 이때, 투과부(TA)에서는 상기 반사판(162)이 패터닝되어 무기막(127)을 노출시킨다. 이때, 상기 반사부(RA)에 형성된 반사판(162)은 드레인 전극(141)과 접촉하여 반사전극을 이룬다.

다음, 도 4i에 도시한 바와 같이, 상기 요철패턴(159)을 갖는 반사판(162)과 노출된 층간절연막(127) 위로 투과율이 우수한 투명한 유기물질인 벤조사이클로부텐(BCB) 또는 투명 아크릴(acryl)을 전면에 도포하여 투명 유기막(164)을 형성한다. 이때, 상기 투명 유기막(164)은 상기 반사부(RA)의 요철패턴(159)의 높이보다 그 두께를 두껍게 형성함으로써 유기절연물질의 코팅 특성 상 그 표면이 평탄하게 형성되도록 한다. 상기 요철패턴의 높이가 통상적으로 0.8㎛ 내지 2.5㎛정도가 되므로, 최소한 0.8㎛ 내지 2.5㎛ 이상의 두께를 갖도록 하는 것이 바람직하다.

다음, 상기 투명 유기막(164) 위로 포토레지스트를 전면에 도포하고, 패터닝하여 반사부(RA)에 있어서, 드레인 콘택홀(147)과 대응되는 부분을 제외한 전영역에 포토레지스트층(177)을 형성하고, 투과부(TA)에 있어서는 상기 포토레지스트를 제거하여 상기 투명 유기막(164)을 노출시킨다.

다음, 상기 포토레지스트층(177)과 노출된 투명 유기막(164) 위로 드라이 에칭을 실시함으로써, 도 4j에 도시한 바와 같이, 상기 포토레지스트층(도 4j의 177) 사이로 노출된 투명 유기막(164)을 제거한다. 투과부(TA)에 있어서는, 상기 투명 유기막(164)을 완전히 제거하여 층간 절연막(127)을 노출시키고, 반사부(RA)에 있어서는, 드레인 전극 콘택홀(147) 부분을 패터닝하여 제거함으로써, 드레인 콘택홀(147)을 통해 접촉하며 형성된 반사판(162) 일부가 노출되도록 한다.

다음, 상기 반사부(RA)의 패터닝된 투명 유기막(164)과 투과부(TA)의 노출된 층간절연막(127) 위로 투명 도전성 물질인 인듐-틴-옥사이드(ITO) 또는 인듐-징크-옥사이드(IZO) 중 하나를 전면에 증착하고, 마스크 공정을 실시하여 패터닝함으로써 드레인 콘택홀(147)을 통해 반사판(162)과 접촉하며, 투과부(TA)까지 연장된 화소전극(165)을 형성함으로써 반사투과형 액정표시장치용 어레이 기판을 완성한다.

전술한 본 발명의 실시예에 있어서는 의해, 제조 된 어레이 기판은 반사부에 형성되는 스위칭 소자를 비정질 실리콘을 이용한 보텀 게이트형 박막 트랜지스터로 형성한 것을 보이고 있지만, 폴리 실리콘을 이용한 탑 게이트 구조의 박막 트랜지스터로 형성해도 무방하다.

본 발명은 상기 실시예들로 한정되지 않고, 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있다.

전술한 바와 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 반사투과형 액정표시장치용 어레이 기판은 반사부에 있어서, 오목 볼록한 요철패턴을 구비한 반사판 상부에 그 표면이 평탄한 투명 유기막을 형성함으로써, 종래의 상기 요철패턴간의 높이 차이에 의해 편광판 부착 시 발생하는 옐로위쉬(yellowish) 현상을 방지하는 효과가 있다.

또한, 요철패턴간의 높이 차이가 없으므로 투과부와 반사부의 셀갭을 용이하게 결정할 수 있는 효과가 있다.

Claims

기판 상에 게이트 배선과 데이터 배선이 교차하여 정의되며, 그 중앙에 투과부와 상기 투과부를 둘러싸며 형성되는 반사부를 갖는 화소와;

상기 반사부의 상기 두 배선의 교차점에 구비된 박막 트랜지스터와;

상기 박막 트랜지스터의 상부를 포함한 반사부 전 영역에 형성되며, 투과부 전 영역을 오픈부로 하며 상기 박막트랜지스터의 드레인 전극을 노출시키는 제 1 홀을 갖는 보호층과;

상기 보호층 상부에 형성되며, 상기 박막 트랜지스터의 드레인 전극과 상기 제 1 홀을 통해 접촉하는 요철 패턴을 구비한 반사판과;

상기 요철 패턴을 구비한 반사판 상부에 단차없이 평탄한 면을 가지며 구비된 상기 제 1 홀에 대응하는 상기 반사판 부분을 노출시키는 제 2 홀을 구비한 투명 유기막과;

상기 투명 유기막 상부로 상기 제 2 홀을 통해 상기 반사판과 접촉하며 투과부 전 영역에 구비된 화소전극

을 포함하는 액정표시장치용 어레이 기판.
제 1 항에 있어서,

상기 투명 유기막은 투과율이 우수한 벤조사이클로부텐(BCB) 또는 투명 아크릴(acryl)로 형성되는 액정표시장치용 어레이 기판.
제 1 항에 있어서,

상기 보호층은 유기절연물질로 형성되는 액정표시장치용 어레이 기판.
제 1 항에 있어서,

상기 보호층은 오목 볼록한 요철패턴을 구비한 액정표시장치용 어레이 기판.
제 1 항에 있어서,

상기 박막 트랜지스터는 폴리 실리콘을 반도체층으로 하는 탑 게이트 구조인 액정표시장치용 어레이 기판.
기판 상에 게이트 배선과 데이터 배선 및 상기 두 배선의 교차지점에 박막 트랜지스터를 형성하는 단계와;

상기 박막 트랜지스터가 형성된 부분을 포함하여 반사부로 정의되는 영역에 상기 박막 트랜지스터의 드레인 전극을 일부 노출시키는 제1홀을 가지며, 그 표면이 오목 볼록한 패턴을 갖는 보호층을 형성하는 단계와;

상기 보호층 위로 상기 제1홀을 통해 상기 박막 트랜지스터의 드레인 전극과 접촉하며, 요철패턴을 갖는 반사판을 형성하는 단계와;

상기 요철패턴을 갖는 반사판 상부에 투명한 유기물질을 도포하고, 패터닝하여 상기 요철패턴의 높이보다 두꺼운 두께를 가지며, 그 표면이 평탄하며, 박막 트랜지스터와 연결된 반사판을 노출시키는 제2홀을 갖는 투명 유기막을 형성하는 단계와;

상기 투명 유기막 위로 상기 반사판과 상기 제2홀을 통해 접촉하며, 상기 보호층 및 투명 유기막이 제거되어 상기 반사부와 단차를 이루며 형성된 투과부에 화소전극을 형성하는 단계

를 포함하는 액정표시장치용 어레이 기판의 제조 방법.
제 6 항에 있어서,

기판 상에 게이트 배선과 데이터 배선 및 상기 두 배선의 교차지점에 박막 트랜지스터를 형성하는 단계는

기판 상에 게이트 배선 및 게이트 전극을 형성하는 단계와;

상기 게이트 전극 위로 전면에 게이트 절연막을 형성하는 단계와;

상기 게이트 절연막 위로 비정질 실리콘과 불순물 비정질 실리콘을 연속 증착하고 패터닝하여 반도체층을 형성하는 단계와;

상기 반도체층과 접촉하며, 일정간격 이격한 소스 및 드레인 전극과 상기 게이트 배선과 교차하는 데이터 배선을 형성하는 단계

를 포함하는 액정표시장치용 어레이 기판의 제조 방법.
제 6 항에 있어서,

상기 투명 유기막은 투과율이 우수한 벤조사이클로부텐(BCB) 또는 투명 아크릴(acryl) 중에 하나로 형성되는 액정표시장치용 어레이 기판의 제조 방법.