KR101281918B1

KR101281918B1 - 반투과형 다이오드 기판 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR101281918B1
Application number: KR1020060044285A
Authority: KR
Inventors: 김홍식; 신형범
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2006-05-17
Filing date: 2006-05-17
Publication date: 2013-07-03
Also published as: CN100595644C; US7876408B2; US20070268431A1; CN101075033A; US7777843B2; KR20070111201A; US20100279445A1

Abstract

본 발명은 다이오드를 스위칭 소자로 사용하여 제조 공정을 단순화 할 수 있는 반투과형 다이오드 기판 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

이 반투과형 다이오드 기판의 제조 방법은 제1 마스크를 이용하여 기판 상에 스캔 라인, 상기 스캔 라인과 연결된 스캔 전극 및, 상기 스캔 라인 및 상기 스캔 전극 상에 직접 중첩된 절연 패턴을 형성하는 단계와; 제2 마스크를 이용하여 상기 기판 상에 유기재료 패턴 및 상기 유기재료 패턴을 관통하여 상기 절연 패턴을 노출시키는 유기홀을 형성하는 단계와; 제3 마스크를 이용하여 상기 유기홀을 덮는 화소 전극, 상기 스캔 전극과 상기 유기홀을 통해 노출된 상기 절연 패턴을 사이에 두고 중첩된 상기 화소전극을 포함하는 다이오드 및, 상기 화소 전극을 사이에 두고 상기 유기재료 패턴과 중첩되는 반사 전극을 형성하는 단계를 포함한다.

Description

반투과형 다이오드 기판 및 그 제조 방법{Diode Substrate of Transflective Type And Method for Fabricating The Same}

도 1은 본 발명에 따른 반투과형 액정표시패널을 개략적으로 나타내는 도면.

도 2는 도 1에 도시된 반투과형 액정표시패널의 다이오드 기판을 나타내는 평면도.

도 3은 도 2에 도시된 반투과형 다이오드 기판을 I-I', Ⅱ-Ⅱ'선을 따라 절취하여 도시한 단면도.

도 4a 및 도 4b는 본 발명에 따른 반투과형 다이오드 기판의 제조 방법 중 제1 마스크 공정을 설명하기 위한 평면도 및 단면도.

도 5a 내지 도 5d는 본 발명에 따른 제1 마스크 공정을 상세히 설명하기 위한 단면도들.

도 6a 및 도 6b는 본 발명에 따른 반투과형 다이오드 기판의 제조 방법 중 제2 마스크 공정을 설명하기 위한 평면도 및 단면도.

도 7a 및 도 7b는 본 발명에 따른 제2 마스크 공정을 상세히 설명하기 위한 단면도들.

도 8a 및 도 8b는 본 발명에 따른 반투과형 다이오드 기판의 제조 방법 중 제3 마스크 공정을 설명하기 위한 평면도 및 단면도.

도 9a 내지 도 9d는 본 발명에 따른 제3 마스크 공정을 상세히 설명하기 위한 단면도들.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

112 : 하부 기판 114a, 114b : 스캔 라인

130 : 절연 패턴 138 : 유기재료 패턴

142 : 반사 전극 116 : 화소 전극

160 : 투과홀 134a, 134b : 스캔 전극

D1, D2 : 다이오드 144a, 144b : 스캔 패드

146a, 146b : 스캔 패드 하부 전극 152a, 152b : 유기홀

148a, 148b : 스캔 패드 상부 전극 150a, 150b : 접촉홀

140 : 보호막 패턴 251, 252, 253 : 마스크

202a, 202b, 204a, 204b : 포토레지스트 패턴

본 발명은 액정 표시장치에 관한 것으로, 특히 다이오드를 스위칭 소자로 사용하여 제조 공정을 단순화 할 수 있는 반투과형 다이오드 기판 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

액정 표시장치는 백라이트 유닛으로부터 입사된 광을 이용하여 화상을 표시하는 투과형과, 자연광과 같은 외부광을 반사시켜 화상을 표시하는 반사형으로 대별된다. 투과형은 백라이트 유닛의 전력 소모가 크고, 반사형은 외부광에 의존함에 따라 어두운 환경에서는 화상을 표시할 수 없는 문제점이 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여, 백라이트 유닛을 이용하는 투과모드와 외부광을 이용하는 반사 모드가 선택 가능한 반투과형 액정 표시장치가 개발되고 있다. 반투과형 액정 표시장치는 외부광이 충분하면 반사 모드로, 불충분하면 백라이트 유닛을 이용한 투과 모드로 동작하게 되므로 투과형 보다 소비 전력을 줄일 수 있으면서 반사형과 달리 외부광 제약을 받지 않게 된다.

일반적으로, 반투과형 액정 패널은 액정층을 사이에 두고 접합된 칼러 필터 기판 및 박막 트랜지스터 기판과, 박막 트랜지스터 기판의 뒤에 배치된 백라이트 유닛을 구비한다. 이러한 반투과형 액정 패널의 각 화소는 반사 전극이 형성된 반사 영역과, 반사 전극이 형성되지 않은 투과 영역으로 구분된다.

이러한 반투과형 액정 패널에서 박막 트랜지스터 기판은 반도체 공정을 포함함과 아울러 다수의 마스크 공정을 필요로 함에 따라 제조 공정이 복잡하여 액정 패널 제조 단가 상승의 중요 원인이 되고 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 다이오드를 스위칭 소자로 사용하여 제조 공정을 단순화 할 수 있는 반투과형 다이오드 기판 및 그 제조 방법을 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 반투과형 다이오드 기판은 스캔 전극, 상기 스캔 전극 상에 형성된 절연패턴 및, 화소 전극을 포함한 다이오드, 상기 다이오드 주위에 형성된 다수의 유기재료 패턴 및, 상기 유기재료 패턴 상에 중첩된 반사 전극을 포함하여 광을 반사시키는 다수의 반사영역과; 상기 반사영역들 사이에 배치되어 상기 광을 투과시키는 투과 영역을 구비하고; 상기 화소전극은 상기 반사영역과 상기 투과영역에 형성된다.

상기 다이오드 위치에서 상기 유기 절연패턴 사이에 형성된 유기홀을 더 구비한다.

상기 다이오드는 제1 스캔 전극과 상기 화소 전극 사이에 형성되는 제1 다이오드와; 제2 스캔 전극과 상기 화소 전극 사이에 형성되는 제2 다이오드를 구비한다.

상기 제1 스캔 전극에 연결되는 제1 스캔라인과; 상기 제2 스캔 전극에 연결되는 제2 스캔라인을 구비한다.

상기 스캔 라인과 접속된 스캔 패드를 구비하고, 상기 스캔 패드는 상기 스캔 라인과 연결된 스캔 패드 하부 전극과; 상기 스캔 패드 하부 전극 상에 직접 중첩된 스캔 패드 상부 전극을 포함한다.

상기 스캔 패드 하부 전극과 상기 스캔 패드 상부 전극 사이에는 상기 유기재료 패턴이 구비되고, 상기 스캔 패드 하부 전극 및 상기 스캔 패드 상부 전극은 상기 유기재료 패턴을 관통하여 스캔 패드 하부 전극을 노출시키는 접촉홀을 통해 접속된다.

상기 화소 전극 및 반사 전극 사이에는 상기 반사 전극과 동일한 패턴의 보호 패턴이 추가로 형성된다.

그리고 본 발명에 따른 반투과형 다이오드 기판의 제조 방법은 제1 마스크를 이용하여 기판 상에 스캔 라인, 상기 스캔 라인과 연결된 스캔 전극 및, 상기 스캔 라인 및 상기 스캔 전극 상에 직접 중첩된 절연 패턴을 형성하는 단계와; 제2 마스크를 이용하여 상기 기판 상에 유기재료 패턴 및 상기 유기재료 패턴을 관통하여 상기 절연 패턴을 노출시키는 유기홀을 형성하는 단계와; 제3 마스크를 이용하여 상기 유기홀을 덮는 화소 전극, 상기 스캔 전극과 상기 유기홀을 통해 노출된 상기 절연 패턴을 사이에 두고 중첩된 상기 화소전극을 포함하는 다이오드 및, 상기 화소 전극을 사이에 두고 상기 유기재료 패턴과 중첩되는 반사 전극을 형성하는 단계를 포함한다.

상기 스캔 라인은 상기 화소 전극의 제1 변과 인접한 제1 스캔 라인과; 상기 화소 전극의 제2 변과 인접한 제2 스캔 라인을 포함하고, 상기 다이오드는 상기 제1 스캔 라인과 접속된 제1 다이오드 및 상기 제2 스캔 라인에 접속된 제2 다이오드를 포함한다.

상기 제1 마스크를 이용하여 상기 스캔 라인, 스캔 전극 및 절연 패턴을 형성하는 단계는 상기 스캔 라인과 연결된 스캔 패드 하부 전극을 상기 스캔 라인 및 스캔 전극과 동시에 형성한다.

상기 제1 마스크를 이용하여 상기 스캔 라인, 상기 스캔 전극, 상기 절연 패턴 및 상기 스캔 패드 하부 전극을 형성하는 단계는 상기 기판 상에 스캔 금속 물질, 무기 절연물질 및 포토레지스트를 순차적으로 적층하는 단계와; 상기 제1 마스크를 이용한 포토리쏘그래피 공정으로 제1 높이의 제1 포토레지스트 패턴 및 제1 높이보다 낮은 제2 높이의 제2 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계와; 상기 제1 및 제2 포토레지스트 패턴을 이용하여 상기 무기 절연 물질 및 상기 스캔 금속 물질을 식각하여 상기 제1 포토레지스트 패턴과 대응하는 영역에 상기 스캔 라인, 상기 스캔 전극과 이들 상부에 중첩된 절연 패턴을, 상기 제2 포토레지스트 패턴과 대응하는 영역에 상기 스캔 패드 하부 전극 및 그 상부에 중첩된 절연패턴을 형성하는 단계와; 상기 제1 및 제2 포토레지스트 패턴을 애싱하여 상기 스캔 패드 하부 전극 상의 절연 패턴을 노출시키는 단계와; 상기 노출된 절연 패턴을 식각하여 상기 스캔 패드 하부 전극을 노출시키는 단계와; 스트립 공정으로 남은 포토레지스트 패턴을 제거하는 단계를 포함한다.

상기 제3 마스크를 이용하여 상기 화소 전극, 상기 다이오드 및 상기 반사 전극을 형성하는 단계는 상기 스캔 패드 하부 전극과 접속되는 스캔 패드 상부 전극을 상기 상기 화소 전극, 상기 다이오드 및 상기 반사 전극과 동시에 형성한다.

상기 제2 마스크를 이용하여 상기 유기재료 패턴을 형성하는 단계는 상기 스캔 패드 하부 전극과 상기 스캔 패드 상부 전극 사이에 상기 스캔 패트 하부 전극을 노출시키는 접촉홀을 포함하는 유기재료 패턴을 추가로 형성한다.

상기 제3 마스크를 이용하여 상기 화소 전극, 상기 다이오드 및 상기 반사 전극을 형성하는 단계는 상기 화소 전극 및 상기 반사 전극 사이에 보호막 패턴을 상기 화소 전극, 상기 다이오드 및 상기 반사 전극과 동시에 형성한다.

상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 이점들은 첨부 도면을 참조한 본 발명의 바람직한 실시 예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예들을 도 1 내지 도 9d를 참조하여 설명하기로 한다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 반투과형 액정 패널은 액정(124)을 사이에 두고 접합된 칼라 필터 기판(110)과 다이오드 기판(120)으로 구성된다. 이러한 반투과형 액정 패널의 각 화소는 반사 전극(142)이 형성된 반사 영역과, 반사 전극(142)이 형성되지 않은 투과 영역으로 구분된다.

칼라 필터 기판(110)은 상부 기판(102) 상에 형성된 블랙 매트릭스(104), 칼라 필터(106) 및 데이터 라인(108)들을 구비한다. 블랙 매트릭스(104)는 상부 기판(102)에 매트릭스 형태로 형성된다. 이러한 블랙 매트릭스(104)는 상부 기판(102)의 영역을 칼라 필터(106)가 형성되어질 다수의 셀영역들로 나누고, 인접한 셀들간의 광 간섭 및 외부광 반사를 방지한다. 칼라 필터(106)는 블랙 매트릭스(104)에 의해 구분된 셀영역에 적(R), 녹(G), 청(B)으로 구분되게 형성되어 적(R), 녹(G), 청(B)색 광을 각각 투과시킨다. 데이터 라인(108)은 액정(124) 구동시 화소 전극(116)과 대향하여 전계를 형성한다.

다이오드 기판(120)은 하부 기판(112) 상에는 스캔 라인(114a, 114b)과, 화소셀 영역마다 형성된 다이오드(D1, D2) 및 화소 전극(116)과, 각 화소 셀의 반사 영역에 형성되고 화소 전극(116)과 중첩된 반사 전극(142)을 구비한다.

도 2는 도 1에 도시된 본 발명의 실시예에 따른 반투과형 다이오드 기판을 설명하기 위한 평면도이고, 도 3은 도 2에 도시된 반투과형 다이오드 기판을 I-I', Ⅱ-Ⅱ'선을 따라 절취하여 도시한 단면도이다.

도 2 및 도 3에 도시된 본 발명에 따른 반투과형 다이오드 기판은 도 2에서 상술한 바와 같이 화소 전극(116)과, 스캔 라인(114a, 114b)과, 반사 전극(142)과, 다이오드(D1, D2)를 구비하고, 스캔 라인(114a, 114b)과 접속된 스캔 패드(144a, 144b)를 더 구비한다. 이러한 반투과형 다이오드 기판에서 각 화소셀 영역은 반사 전극(142)이 형성된 반사 영역과 반사 전극(142)이 형성되지 않은 투과 영역으로 구분된다.

스캔 라인(114a, 114b)은 스캔 패드(144a, 144b)를 통해 드라이버(도시하지 않음)와 접속된다. 스캔 패드(144a, 144b)는 스캔 라인(114a, 114b)으로부터 연장되어 형성된 스캔 패드 하부 전극(146a, 146b) 및 스캔 패드 하부 전극(146a, 146b)과 접속된 스캔 패드 상부 전극(148a 148b)로 구성된다. 상기 스캔 패드 하부 전극(146a, 146b)과 스캔 패드 상부 전극(148a 148b) 사이에는 유기재료 패턴(138)이 중첩될 수 있다. 드라이버와 접속되는 스캔 패드 상부(148a 148b)은 유기재료 패턴(138)을 관통하는 접촉홀(150a, 150b)을 통해 노출된 스캔 패드 하부 전극(146a, 146b)과 접속된다.

그리고, 스캔 라인(114a, 114b) 상부에는 절연 패턴(130)이 직접 중첩되게 형성된다. 이러한 스캔 라인(114a, 114b)은 하나의 라인으로 형성될 수 있다. 또 한, 스캔 라인(114a, 114b)은 하나의 화소셀마다 두 개의 다이오드(D1, D2)를 형성하기 위해 도면에 도시된 바와 같이 화소 전극(116)의 제1 변과 인접한 제1 스캔 라인(114a) 및 화소 전극(116)의 제2 변과 인접한 제2 스캔 라인(114b)을 포함하는 이중의 라인으로 형성될 수 있다.

반사 전극(142)은 각 화소 셀의 반사 영역에 형성되어 외부광을 반사시킨다. 이러한 반사 전극(142)은 그 아래의 유기재료 패턴(138)의 형상을 따라 엠보싱 형상을 갖게 됨으로써 엠보싱 형상이 외부광을 산란시키므로 반사 효율을 증대시킨다.

이 경우, 반사 영역과 투과 영역에서 액정층을 경유하는 광 경로의 길이가 동일하도록 투과영역에 반사 전극(142) 및 유기재료 패턴(138)을 관통하여 화소 전극(116)을 노출시키는 투과홀(160)을 형성하게 된다. 이에 따라, 투과 영역을 통과하는 투과광(TL)이 액정층을 경유하는 광 경로의 길이와 반사 영역을 통과하는 반사광(RL)이 액정층을 경유하는 광 경로의 길이가 동일해지게 되므로 반사 모드와 투과 모드의 투과 효율이 같아지게 된다.

화소 전극(116)은 칼라 필터 기판의 데이터 라인과 전위차를 발생시킨다. 이 전위차에 의해 유전 이방성을 갖는 액정이 회전하여 반사 영역과 투과 영역 각각의 액정층을 경유하는 광의 투과율을 조절하므로 상기 비디오 신호에 따라 휘도가 달라지게 된다.

상술한 화소 전극(116) 및 반사 전극(142) 사이에는 보호막 패턴(140)이 추가로 형성될 수 있다.

다이오드(D1, D2)는 절연 패턴(130)을 사이에 두고 중첩된 화소 전극(116) 및 스캔 전극(134a, 134b)으로 구성된다. 스캔 전극(134a, 134b)은 스캔 라인(114a, 114b)으로부터 화소셀 영역으로 연장되어 형성되고, 화소 전극(116)은 스캔 전극(134a, 134b)과 중첩된 유기재료 패턴(138)을 관통하는 유기홀(152a, 152b)을 통해 절연 패턴(130)과 접촉되게 형성된다. 이에 따라 다이오드(D1, D2)는 도전체/절연체/도전체의 샌드위치 구조를 채용하기 때문에 다이오드 스위칭 특성을 갖게 된다. 이와 같은 다이오드(D1, D2)는 스캔 라인(114a, 114b)을 통해 임계 전압 이상의 전압이 인가되는 경우에 온(On) 상태가 되어 해당 화소에 전압을 인가한다. 전압이 인가된 후 해당 화소의 다이오드(D1, D2)가 오프(Off) 상태가 되면, 해당 화소에 인가된 전압은 다음의 구동 전압이 인가될 때까지 화소 전극(116) 및, 화소 전극(116)과 액정층을 사이에 두고 대향되게 형성된 데이터 라인으로 이루어진 액정셀(clc)에 충전된다.

스위칭 소자로 이용되는 상기의 다이오드(D1, D2)는 제1 스캔 전극(134a)과 접속된 제1 다이오드(D1) 및 상기 제1 다이오드(D1)과 대칭되게 형성되며 제2 스캔 전극(134b)과 접속된 제2 다이오드(D2)로 형성될 수 있다. 제1 스캔 전극(134a)은 제1 스캔 라인(114a)과 연결되고, 제2 스캔 전극(134b)은 제2 스캔 라인(114b)과 연결된다. 이와 같은 제1 다이오드(D1) 및 제2 다이오드(D2)는 제1 및 제2 스캔 라인(114a, 114b)을 통해 서로 반대의 극성을 가지는 신호를 인가받아 화소를 구동한다. 다이오드는 극성에 따라 전압이 달라지는 비대칭성의 특성을 가진다. 그러나 하나의 화소에 서로 반대의 극성 신호를 인가받는 이중의 다이오드(D1, D2)가 접속됨에 따라 화소 전극(116)에 안정적으로 전압이 인가되게 된다. 이에 따라 극성에 따라 전압이 달라지는 다이오드의 비대칭성으로 인한 액정 표시패널의 대비비나 화질의 균일성 문제를 개선할 수 있다.

이러한 구성을 갖는 본 발명의 실시 예에 따른 반투과형 다이오드 기판은 다음과 같이 3마스크 공정으로 형성된다.

도 4a 및 도 4b는 본 발명의 실시 예에 따른 반투과형 다이오드 기판의 제조 방법 중 제1 마스크 공정을 설명하기 위한 평면도 및 단면도를 도시한 것이고, 도 5a 및 도 5d는 제1 마스크 공정을 구체적으로 설명하기 위한 단면도들을 도시한 것이다.

도 4a 및 도 4b를 참조하면, 제1 마스크 공정으로 하부 기판(112) 상에 스캔 라인(114a, 114b) 및 스캔 라인(114a, 114b)과 연결된 스캔 패드 하부 전극(134a, 134b)이 형성되고, 스캔 라인(114a, 114b) 상부에 중첩된 절연 패턴(130)이 형성된다.

도 5a 내지 도 5d를 참조하여 제1 마스크 공정을 구체적으로 설명하면, 하부 기판(112) 상에 스퍼터링 방법 등의 증착 방법을 통해 Mo, Ti, Cu, Al(Nd)계 등과 같은 스캔 금속 물질(170)을 증착한다. 스캔 금속 물질(170)상에는 실리콘(Si) 함량이 높은 실리콘 질화물(SiNx:H) 등과 같은 무기 절연 물질(172)이 증착된다.

그리고, 무기 절연 물질(172) 위에 포토레지스트가 도포된 다음, 제1 마스크(251)를 이용한 포토리소그래피 공정으로 포토레지스트를 노광 및 현상함으로써 도 5a에 도시된 바와 같이 제1 및 제2 포토레지스트 패턴(202a, 202b)이 형성된다.

이 때 제1 마스크(251)는 차단부(P1), 반투과부(P2) 및 투과부(P3)를 구비하는 반투과 마스크이다. 이러한 제1 마스크(251)를 이용하여 포토레지스트를 노광 및 현상하면, 차단부(P1)에 대응하는 부분에는 제1 높이를 가지는 제1 포토레지스트 패턴(202a)이 형성되고, 반투과부(P2)에 대응하는 부분에는 제1 높이보다 낮은 제2 높이를 가지는 제2 포토레지스트 패턴(202b)이 형성된다. 그리고 투과부(P3)에 대응하는 포토레지스트는 제거되어, 무기 절연 물질(172)을 노출시킨다.

상술한 바와 같은 제1 및 제2 포토레지스트 패턴(202a, 202b)을 이용하여 노출된 무기 절연물질(172) 및 그 하부의 스캔 금속 물질(170)을 식각 공정으로 제거하면, 도 5b에 도시된 바와 같이 하부 기판(112) 상에 스캔 라인(114a, 114b) 및 스캔 패드 하부 전극(134a)이 형성되고, 이들 상부에 절연 패턴(130)이 형성된다.

이 후, 제1 및 제2 포토레지스트 패턴(202a, 202b)을 애싱(ashing)하면, 도 5c에 도시된 바와 같이 제1 포토레지스트 패턴(202a)의 높이는 낮아진다. 그리고 제2 포토레지스트 패턴(202b)은 제거된다. 애싱 공정으로 제2 포토레지스트 패턴(202b)이 제거됨에 따라 제2 포토레지스트 패턴(202b) 하부에 있던 절연 패턴(130)이 노출된다.

그리고 높이가 낮아진 제1 포토레지스트 패턴(202a)을 이용하여 노출된 절연 패턴(130)을 식각하면, 도 5d에 도시된 바와 같이 스캔 패드 하부 전극(134a)이 노출된다. 이 후, 스트립 공정으로 잔존하는 포토레지스트 패턴(202a)이 도 5d와 같이 제거된다.

상술한 제1 마스크(251)는 반투과 마스크 외에 차단부, 회절 노광부 및 투과 부를 포함하는 회절 노광 마스크일 수 있다.

도 6a 및 도 6b는 본 발명의 실시 예에 따른 반투과형 다이오드 기판의 제조 방법 중 제2 마스크 공정을 설명하기 위한 평면도 및 단면도를 도시한 것이고, 도 7a 및 도 7b는 제2 마스크 공정을 구체적으로 설명하기 위한 단면도들을 도시한 것이다.

도 6a 및 도 6b를 참조하면, 제2 마스크 공정으로 반사 영역에 엠보싱 표면을 갖는 유기재료 패턴(138)이 형성된다.

도 7a 및 도 7b를 참조하여 제2 마스크 공정을 구체적으로 설명하면, 스캔 라인(114a, 114b), 스캔 패드 하부 전극(146a) 및 절연 패턴(130)이 형성된 하부 기판(112) 상에 스핀 코팅 등의 증착방법으로 아크릴 등과 같은 감광성 유기 물질(176)이 증착된다.

그 다음, 제2 마스크(252)를 이용한 포토리소그래피 공정으로 감광성 유기 물질(176)을 패터닝함으로써 유기재료 패턴(138)이 형성된다. 감광성 유기 물질(176)은 제2 마스크(252)의 투과부(P3)에 대응하는 투과 영역에서 제거된다. 또한 감광성 유기 물질(176)은 제2 마스크(252)의 투과부(P3)에 대응하는 패드 영역에서 제거됨으로써 스캔 패드 하부 전극(146a)을 노출시키는 접촉홀(150a)이 형성된다. 그리고 스캔 전극(134a, 134b)과 중첩된 감광성 유기 물질(176)은 제2 마스크(252)의 투과부(P3)에 대응하는 반사 영역에서 제거된다. 스캔 전극(134a, 134b)과 중첩된 감광성 유기 물질(176)이 제거됨으로써 스캔 전극(134a, 134b)상부의 절연 패턴(130)을 노출시키는 유기홀(152a, 152b)이 형성된다. 또한, 제2 마스 크(252)에서 투과부(P3)를 제외한 나머지 부분(P4)이 차단부와 회절 노광부(또는 반투과부)가 반복되는 구조를 갖게 되고, 이에 따라 감광성 유기 물질(176)은 차단부에 대응하여 돌출된 형상인 돌출부 및 회절 노광부에 대응하여 움푹 패인 형상인 홈부가 반복되는 구조로 패터닝된다. 이어서, 돌출부 및 홈부가 반복된 감광성 유기 물질(176)을 소성함으로써 반사 영역에서 엠보싱 형상의 표면을 갖는 유기재료 패턴(138)이 형성된다.

도 8a 및 도 8b는 본 발명의 실시 예에 따른 반투과형 다이오드 기판의 제조 방법 중 제3 마스크 공정을 설명하기 위한 평면도 및 단면도를 도시한 것이고, 도 9a 내지 도 9d는 제3 마스크 공정을 구체적으로 설명하기 위한 단면도들을 도시한 것이다.

도 8a 및 도 8b를 참조하면, 제3 마스크 공정으로 유기홀(152a, 152b)을 덮도록 화소 전극(116)이 형성되고, 반사 영역에 반사전극(142)이 형성된다. 또한 제3 마스크 공정으로 화소 전극(116)과 반사전극(142) 사이에 보호막 패턴(140)이 추가로 형성될 수 있다.

도 9a 내지 도 9d를 참조하여 제3 마스크 공정을 구체적으로 설명하면, 유기재료 패턴(138) 및 하부 기판(112) 상에 스퍼터링 등의 증착 방법을 통해 ITO, TO, IZO 등과 같은 투명 도전성 물질(180) 및 AlNd 등과 같이 반사율이 높은 반사 금속(184)이 증착된다. 상기 반사 금속(184)이 증착되기 전 산화 실리콘(Si0x), 질화 실리콘(SiNx) 등과 같은 무기 절연 물질(182)이 증착될 수 있다.

그리고, 반사 금속(184) 위에 포토레지스트가 도포된 다음, 제3 마스크(253) 를 이용한 포토리소그래피 공정으로 포토레지스트를 노광 및 현상함으로써 도 9a에 도시된 바와 같이 제3 및 제4 포토레지스트 패턴(204a, 204b)이 형성된다.

이 때 제3 마스크(253)는 도 5a에서 상술한 제1 마스크(251)와 같이 차단부(P1), 반투과부(P2) 및 투과부(P3)를 구비하는 반투과 마스크이다. 따라서 제3 마스크(253)를 이용하여 포토레지스트를 노광 및 현상하면 도 5a에서 상술한 바와 같이 서로 다른 높이의 제3 및 제4 포토레지스트 패턴(204a, 204b)이 형성된다. 그리고 투과부(P3)에 대응하는 포토레지스트는 제거되어, 반사 금속(184)을 노출시킨다. 여기서 제3 포토레지스트 패턴(204a)은 제4 포토레지스트 패턴(204b)보다 높게 형성된다.

제3 및 제4 포토레지스트 패턴(204a, 204b)을 이용하여 노출된 반사 금속(184) 및, 그 하부의 무기 절연 물질(182)과 투명 도전성 물질(180)을 식각 공정으로 제거하면, 도 9b에 도시된 바와 같이 화소 전극(116) 및 스캔 패드 상부 전극(148a)이 형성된다.

이 후, 제3 및 제4 포토레지스트 패턴(204a, 204b)을 애싱(ashing)하면, 도 9c에 도시된 바와 같이 제3 포토레지스트 패턴(202a)의 높이는 낮아진다. 그리고 제4 포토레지스트 패턴(204b)은 제거된다. 애싱 공정으로 제4 포토레지스트 패턴(204b)이 제거됨에 따라 제4 포토레지스트 패턴(204b) 하부에 있던 반사 금속(184)이 노출된다.

그리고 높이가 낮아진 제3 포토레지스트 패턴(204a)을 이용하여 노출된 반사 금속(184) 및 그 하부의 무기 절연 물질(182)을 식각하면, 도 9d에 도시된 바와 같 이 반사 전극(142) 및 그 하부의 보호막 패턴(140)이 형성되고, 투과영역에 반사 전극(142) 및 보호막 패턴(140)을 관통하여 화소 전극(116)을 노출시키는 투과홀(160)이 형성되며 스캔 패드 하부 전극(134a)이 노출된다. 이 후, 스트립 공정으로 잔존하는 포토레지스트 패턴(204a)이 도 9d와 같이 제거된다.

상술한 제3 마스크(253)는 반투과 마스크 외에 차단부, 회절 노광부 및 투과부를 포함하는 회절 노광 마스크일 수 있다.

이와 같이 본 발명은 3단자형인 박막트랜지스터와 비교하여 2단자형인 다이오드를 스위칭 소자로 사용하여 반투과형 액정 표시패널의 기판 구조나 제조 공정이 단순화될 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 반투과형 다이오드 기판 및 그 제조 방법은 3단자형인 박막트랜지스터와 비교하여 2단자형인 다이오드를 스위칭 소자로 적용함으로써 공정이 단순화 됨에 따라 3 마스크 공정으로 기판을 제조할 수 있다. 이와 같이 본 발명은 제조 공정이 단순화됨에 따라 반투과형 액정표시장치의 생산성을 향상시킬 수 있다.

이와 더불어 본 발명에 따른 다이오드 기판 및 그 제조 방법은 데이터 라인과 스캔 라인이 하나의 기판 상에서 교차되는 구조가 아니므로 두 라인간에 단락 불량이 근본적으로 발생하지 않은 장점이 있다.

또한 본 발명은 다이오드 스위칭 소자를 반투과형 액정표시패널의 기판에 적 용함으로써 다이오드 스위칭 소자의 활용도를 높일 수 있다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.

Claims

다수의 광을 반사시키는 반사영역과 상기 반사 영역들 사이에 배치되어 광을 투과시키는 투과영역을 구비하고,

상기 반사영역은 다이오드와 상기 다이오드 주위에 형성된 유기재료 패턴과 상기 유기재료 패턴 상에 중첩되어 형성된 반사전극을 포함하고,

상기 유기재료 패턴은 상기 반사영역에 유기홀과 상기 투과영역에 투과홀을 포함하고,

상기 다이오드는 스캔 전극과 상기 스캔 전극 상에 상기 스캔 전극과 중첩되게 형성된 절연패턴과 화소전극을 포함하고,

상기 화소전극은 상기 반사영역과 상기 투과영역에 형성되고, 상기 유기홀을 통해 상기 절연패턴과 직접 접촉하여 형성되는 것을 특징으로 하는 반투과형 다이오드 기판.
삭제
제 1 항에 있어서,

상기 다이오드는

제1 스캔 전극과 상기 화소 전극 사이에 형성되는 제1 다이오드와;

제2 스캔 전극과 상기 화소 전극 사이에 형성되는 제2 다이오드를 구비하는 것을 특징으로 하는 반투과형 다이오드 기판.
제 3 항에 있어서,

상기 제1 스캔 전극에 연결되는 제1 스캔라인과;

상기 제2 스캔 전극에 연결되는 제2 스캔라인을 구비하는 것을 특징으로 하는 반투과형 다이오드 기판.
제 1 항에 있어서,

상기 스캔전극에 연결되는 스캔 라인과;

상기 스캔 라인과 접속된 스캔 패드를 구비하고,

상기 스캔 패드는 상기 스캔 라인과 연결된 스캔 패드 하부 전극과; 상기 스캔 패드 하부 전극 상에 직접 중첩된 스캔 패드 상부 전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 반투과형 다이오드 기판.
제 5 항에 있어서,

상기 스캔 패드 하부 전극과 상기 스캔 패드 상부 전극 사이에는

상기 유기재료 패턴이 구비되고,

상기 스캔 패드 하부 전극 및 상기 스캔 패드 상부 전극은 상기 유기재료 패턴을 관통하여 스캔 패드 하부 전극을 노출시키는 접촉홀을 통해 접속되는 것을 특징으로 하는 반투과형 다이오드 기판.
제 1 항에 있어서,

상기 화소 전극 및 반사 전극 사이에는

상기 반사 전극과 동일한 패턴의 보호 패턴이 추가로 형성되는 것을 특징으로 하는 반투과형 다이오드 기판.
다수의 반사영역과 투과영역을 구비하는 기판 상에 제1 마스크를 이용하여 스캔 라인, 상기 스캔 라인과 연결된 스캔 전극 및, 상기 스캔 라인 및 상기 스캔 전극 상에 직접 중첩된 절연 패턴을 형성하는 단계와;

제2 마스크를 이용하여 상기 기판 상에 유기재료 패턴 및 상기 유기재료 패턴을 관통하여 상기 절연 패턴을 노출시키는 유기홀을 형성하는 단계와;

상기 유기재료 패턴과 유기홀이 형성된 기판 상에 화소 전극을 형성하고, 상기 스캔 전극과 절연패턴과 화소전극으로 이루어진 다이오드를 완성하는 단계와;

제3 마스크를 이용하여 상기 반사영역에 상기 화소 전극 상에 상기 유기재료 패턴과 중첩되는 반사 전극을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반투과형 다이오드 기판의 제조 방법.
제 8 항에 있어서,

상기 스캔 라인은

상기 화소 전극의 제1 변과 인접한 제1 스캔 라인과;

상기 화소 전극의 제2 변과 인접한 제2 스캔 라인을 포함하고,

상기 다이오드는 상기 제1 스캔 라인과 접속된 제1 다이오드 및 상기 제2 스캔 라인에 접속된 제2 다이오드를 포함하는 것을 특징으로 하는 반투과형 다이오드 기판의 제조 방법.
제 8 항에 있어서,

상기 제1 마스크를 이용하여 상기 스캔 라인, 스캔 전극 및 절연 패턴을 형성하는 단계는

상기 스캔 라인과 연결된 스캔 패드 하부 전극을 상기 스캔 라인 및 스캔 전극과 동시에 형성하는 것을 특징으로 하는 반투과형 다이오드 기판의 제조 방법.
제 8 항에 있어서,

상기 제1 마스크를 이용하여 상기 스캔 라인, 상기 스캔 전극, 상기 절연 패턴 및 상기 스캔 패드 하부 전극을 형성하는 단계는

상기 기판 상에 스캔 금속 물질, 무기 절연물질 및 포토레지스트를 순차적으로 적층하는 단계와;

상기 제1 마스크를 이용한 포토리쏘그래피 공정으로 제1 높이의 제1 포토레지스트 패턴 및 제1 높이보다 낮은 제2 높이의 제2 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계와;

상기 제1 및 제2 포토레지스트 패턴을 이용하여 상기 무기 절연 물질 및 상기 스캔 금속 물질을 식각하여 상기 제1 포토레지스트 패턴과 대응하는 영역에 상기 스캔 라인, 상기 스캔 전극과 이들 상부에 중첩된 절연 패턴을, 상기 제2 포토레지스트 패턴과 대응하는 영역에 상기 스캔 패드 하부 전극 및 그 상부에 중첩된 절연패턴을 형성하는 단계와;

상기 제1 및 제2 포토레지스트 패턴을 애싱하여 상기 스캔 패드 하부 전극 상의 절연 패턴을 노출시키는 단계와;

상기 노출된 절연 패턴을 식각하여 상기 스캔 패드 하부 전극을 노출시키는 단계와;

스트립 공정으로 남은 포토레지스트 패턴을 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반투과형 다이오드 기판의 제조 방법.
제 10 항에 있어서,

상기 제3 마스크를 이용하여 상기 화소 전극, 상기 다이오드 및 상기 반사 전극을 형성하는 단계는

상기 스캔 패드 하부 전극과 접속되는 스캔 패드 상부 전극을 상기 화소 전극, 상기 다이오드 및 상기 반사 전극과 동시에 형성하는 것을 특징으로 하는 반투과형 다이오드 기판의 제조방법.
제 12 항에 있어서,

상기 제2 마스크를 이용하여 상기 유기재료 패턴을 형성하는 단계는

상기 스캔 패드 하부 전극과 상기 스캔 패드 상부 전극 사이에 상기 스캔 패드 하부 전극을 노출시키는 접촉홀을 포함하는 유기재료 패턴을 추가로 형성하는 것을 특징으로 하는 반투과형 다이오드 기판의 제조방법.
제 8 항에 있어서,

상기 제3 마스크를 이용하여 상기 화소 전극, 상기 다이오드 및 상기 반사 전극을 형성하는 단계는

상기 화소 전극 및 상기 반사 전극 사이에 보호막 패턴을 상기 화소 전극, 상기 다이오드 및 상기 반사 전극과 동시에 형성하는 것을 특징으로 하는 반투과형 다이오드 기판의 제조방법.