KR101665062B1 - 반사투과형 액정표시장치용 어레이 기판 및 이의 제조방법 - Google Patents

반사투과형 액정표시장치용 어레이 기판 및 이의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 소자영역과 반사영역 및 투과영역을 갖는 화소영역이 정의된 기판 상에 상기 반사영역에서는 그 표면이 올록볼록한 엠보싱 형태를 가지며 상기 투과영역에 있어서는 평탄한 표면을 가지며 형성된 제 1 절연층과; 상기 제 1 절연층 상부로 상기 반사영역에 그 표면이 올록볼록한 엠보싱 형태를 가지며 형성된 반사판과; 상기 반사판 위로 상기 반사영역에 그 표면이 평탄한 상태를 가지며 형성된 제 2 절연층과; 상기 제 2 절연층 및 제 1 절연층 위로 상기 화소영역의 경계에 형성된 게이트 배선과; 상기 제 2 절연층 및 제 1 절연층 위로 상기 화소영역을 관통하며 상기 게이트 배선과 나란하게 형성된 공통배선과; 상기 소자영역에 상기 제 2 절연층 위로 상기 게이트 배선과 연결되며 형성된 게이트 전극과; 상기 게이트 배선과 공통배선 및 게이트 전극 위로 전면에 형성된 게이트 절연막과; 상기 게이트 절연막 위로 상기 화소영역의 경계에 상기 게이트 배선과 교차하며 형성된 데이터 배선과; 상기 게이트 절연막 위로 상기 소자영역에 형성된 반도체층과; 상기 반도체층 위로 상기 데이터 배선과 연결되며 형성된 소스 전극과, 이와 상기 반도체층 상에서 이격하며 형성된 드레인 전극과; 상기 게이트 절연막 위로 상기 드레인 전극과 접촉하며 상기 화소영역에 형성된 판 형태의 화소전극과; 상기 화소전극 위로 전면에 형성된 보호층과; 상기 보호층 위로 전면에 상기 각 화소영역에 대응하여 바(bar) 형태의 다수의 개구를 가지며 형성된 공통전극을 포함하는 반사투과형 액정표시장치용 어레이 기판 및 이의 제조 방법을 제공한다.
반사투과형, 액정표시장치, 프린지필드, 마스크공정, 공정단순화

Description

반사투과형 액정표시장치용 어레이 기판 및 이의 제조방법{An array substrate for trans-flective liquid crystal display device and method of fabricating the same}
본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 제조공정을 단순화 할 수 있는 구조를 갖는 반사투과형 액정표시장치용 어레이 기판 및 이의 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 device)와 전계 방 출 표시장치(field emission display device), 전계 발광 표시 장치(electro luminescence display device) 등이 있으며, 수광형 표시 장치로는 액정표시장치(liquid crystal display device)가 있다.
이중 액정표시장치가 해상도, 컬러표시, 화질 등이 우수하여 노트북이나 데스크탑 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 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 형성한다.
또한, 반사투과형 액정표시장치는 투과형 및 반사형 액정표시장치의 장점을 모두 갖춘 것으로, 실내 또는 외부광이 없는 곳에는 백라이트 광을 이용하는 투과모드로 사용하고, 외부광원이 존재하는 곳에서는 상기 외부광을 광원으로 이용하는 반사모드로 선택 사용할 수 있는 것이 특징이 되고 있다.
따라서 최근에는 두 모드로 모드 이용할 수 있는 반사투과형 액정표시장치가 많은 관심을 받고 있다.
도 1은 종래의 반사투과형 액정표시장치용 어레이 기판을 박막트랜지스터와 반사영역 및 투과영역을 관통하도록 절단한 부분에 대한 단면도이다.
도시한 바와같이, 절연기판(101) 상에 일방향으로 연장하는 게이트 배선(미도시)이 형성되어 있으며, 이와 나란하게 이격하며 공통배선(6)이 형성되어 있다. 또한, 스위칭 영역(TrA)에는 상기 게이트 배선(미도시)과 연결되며 게이트 전극(8)이 형성되어 있다.
상기 게이트 배선(미도시)과 게이트 전극(8) 위로는 게이트 절연막(10)이 형성되어 있다. 또한, 상기 게이트 절연막(10) 상부에는 상기 게이트 배선(미도시)과 교차하여 상기 화소영역(P)을 정의하며 데이터 배선(30)이 형성되어 있으며, 상기 스위칭 영역(TrA)에 있어서는 순차적으로 순수 비정질 실리콘의 액티브층(20a)과 서로 이격하며 불순물 비정질 실리콘으로 이루어진 오믹콘택층(20b)으로 구성된 반도체층(20)과, 서로 이격하며 소스 및 드레인 전극(33, 36)이 형성되어 있다. 이때, 상기 소스 전극(33)은 상기 데이터 배선(30)과 연결되고 있다.
다음, 상기 데이터 배선(30)과 상기 박막트랜지스터(Tr) 위로 제 1 보호층(40)이 형성되어 있으며, 상기 제 1 보호층(40) 상부로 반사영역(RA)에 있어서는 그 표면이 올록볼록한 요철구조를 가지며, 상기 투과영역(TA)에는 그 표면이 평탄한 상태를 갖는 제 2 보호층(43)이 형성되고 있다.
또한, 반사영역(RA)에 있어서 상기 제 2 보호층(43) 위로는 반사능력이 우수한 금속물질 예를들면 알루미늄(Al), 알루미늄 합금(AlNd)로서 상기 제 2 보호층(43) 표면의 요철구조를 반영하여 그 표면이 요철구조를 갖는 반사판(50)이 형성되어 있다.
다음, 상기 반사영역(RA)에 있어 상기 반사판(50) 상부에는 표면이 평탄한 상태를 갖는 제 3 보호층(55)이 형성되어 있다. 이때, 상기 제 3 보호층(55)은 상기 투과영역(TA)과의 단차를 형성함으로써 액정표시장치 구현 시 반사영역(RA)과 투과영역(TA)의 액정층(미도시)의 두께를 달리하기 위함이며, 더불어 그 하부의 위치한 반사판(50)에 구현된 요철구조가 더 이상 그 상부에 구성되는 구성요소에 대해서는 적용되지 않도록 하기 위함이다. 반사영역(RA)의 경우 외부광이 입사되어 상기 반사판(50)에 의해 반사되는 빛을 사용자가 보게 되므로 액정층(미도시)을 2회 통과하게 되는 반면, 투과영역(TA)에 있어서는 하부의 백라이트 유닛(미도시)로 부터 나온 빛이 상기 액정층(미도시)을 1회 통과한 것을 사용자가 보게 되므로 사용자는 상기 두 영역(TA, RA)에서 위상 차이를 느끼게 된다. 따라서 이러한 반사영역(RA)과 투과영역(TA)에서의 위상차 문제를 극복하기 위해 반사영역(RA)의 액정층(미도시)보다 투과영역(TA)의 액정층(미도시)의 두께를 2배 더 두껍게 형성해야 하며, 이러한 액정층(미도시)의 두께 차를 실현시키기 위해 상기 반사영역(RA)에 있어서 제 3 보호층(55)을 더욱 형성하고 있는 것이다.
이때, 상기 제 3 보호층(55)과 그 하부에 위치하는 제 2 보호층(43)은 상기 공통배선(06)이 형성된 부분에 대응하여 중첩 형성된 상기 드레인 전극(36)을 노출시키는 드레인 콘택홀(58)이 구비되고 있다.
다음, 상기 반사영역(RA)의 제 3 보호층(55)과 상기 투과영역(TA)의 제 2 보호층(43) 상부에는 각 화소영역(P)별로 분리되며 상기 드레인 콘택홀(58)을 통해 상기 드레인 전극과(36) 접촉하며 판형태의 화소전극(62)이 형성되어 있다.
다음, 상기 화소전극(62) 상부에는 제 4 보호층(65)이 전면에 형성되어 있으며, 상기 제 4 보호층(65) 상부로 전면에 투명 도전성 물질로써 투과영역(TA)에 대응해서는 각 화소영역(P) 내에 상기 데이터 배선(30)과 나란한 장축을 갖는 바(bar) 형태의 다수의 제 1 개구(op1)를 구비하며, 상기 반사영역(RA)에 대응해서는 화소영역(P)간의 구별없이 상기 데이터 배선(30)에 대해 소정의 각도로 배치된 장축을 갖는 다수의 제 2 개구(op2)를 구비한 공통전극(70)이 형성되어 있다.
한편, 도면에 나타나지 않았지만, 상기 기판(1) 전면에 형성되는 상기 공통전극(70)은 그 하부에 형성된 다수의 보호층에 구비된 공통 콘택홀(미도시)을 통해 노출된 상기 공통배선(6)과 접촉함으로써 전기적으로 연결되고 있다.
이러한 구성을 갖는 반사투과형 액정표시장치를 제조하는 데에는 총 9회의 마스크 공정을 필요로 하고 있다.
즉, 게이트 배선과 게이트 전극을 형성하기 위한 제 1 마스크 공정, 반도체층과 소스 및 드레인 전극과 데이터 배선을 형성하기 위한 제 2 마스크 공정, 요철구조를 갖는 제 2 보호층 형성을 위한 제 3 마스크 공정, 반사판 형성을 위한 제 4 마스크 공정, 반사영역과 투과영역의 단차를 갖는 제 3 보호층 형성을 위한 제 5 마스크 공정, 드레인 콘택홀 형성을 위한 제 6 마스크 공정, 화소전극 형성을 위한 제 7 마스크 공정, 제 4 보호층 형성을 위한 제 8 마스크 공정 및 다수의 개구를 갖는 공통전극을 형성하기 위한 제 9 마스크 공정이 진행됨으로서 전술한 구성을 갖는 반사투과형 액정표시장치용 어레이 기판을 완성하고 있다.
하지만, 마스크 공정은 포토레지스트의 도포, 노광 마스크를 이용한 노광, 노광된 포토레지스트의 현상, 패터닝을 위한 식각 및 포토레지스트 제거를 위한 스트립 공정을 포함하여 총 5개의 단위 공정으로 이루어지고 있다.
따라서, 제품 제조를 위한 비용절감 및 생산성 향상을 위해서는 1회의 마스크 공정이라도 줄이는 것이 요구되고 있다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 새로운 구성을 갖는 반사투과형 액정표시장치를 제안함으로써 종래대비 최소 1회의 마스크 공정을 줄여 제품의 비용저감 및 생산성을 향상시키는 것을 그 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 실시예에 의한 반사투과형 액정표시장치용 어레이 기판은, 소자영역과 반사영역 및 투과영역을 갖는 화소영역이 정의된 기판 상에 상기 반사영역에서는 그 표면이 올록볼록한 엠보싱 형태를 가지며 상기 투과영역에 있어서는 평탄한 표면을 가지며 형성된 제 1 절연층과; 상기 제 1 절연층 상부로 상기 반사영역에 그 표면이 올록볼록한 엠보싱 형태를 가지며 형성된 반사판과; 상기 반사판 위로 상기 반사영역에 그 표면이 평탄한 상태를 가지며 형성된 제 2 절연층과; 상기 제 2 절연층 및 제 1 절연층 위로 상기 화소영역의 경계에 형성된 게이트 배선과; 상기 제 2 절연층 및 제 1 절연층 위로 상기 화소영역을 관통하며 상기 게이트 배선과 나란하게 형성된 공통배선과; 상기 소자영역에 상기 제 2 절연층 위로 상기 게이트 배선과 연결되며 형성된 게이트 전극과; 상기 게이트 배선과 공통배선 및 게이트 전극 위로 전면에 형성된 게이트 절연막과; 상기 게이트 절연막 위로 상기 화소영역의 경계에 상기 게이트 배선과 교차하며 형성된 데이터 배선과; 상기 게이트 절연막 위로 상기 소자영역에 형성된 반도체층과; 상기 반도체층 위로 상기 데이터 배선과 연결되며 형성된 소스 전극과, 이와 상기 반도체층 상에서 이격하며 형성된 드레인 전극과; 상기 게이트 절연막 위로 상기 드레인 전극과 접촉하며 상기 화소영역에 형성된 판 형태의 화소전극과; 상기 화소전 극 위로 전면에 형성된 보호층과; 상기 보호층 위로 전면에 상기 각 화소영역에 대응하여 바(bar) 형태의 다수의 개구를 가지며 형성된 공통전극을 포함한다.
이때, 상기 다수의 개구는 다수의 제 1 개구와 다수의 제 2 개구로 나뉘며, 상기 투과영역에는 제 1 방향으로 그 장축이 배치된 상기 다수의 제 1 개구가 구비되며, 상기 반사영역에는 제 2 방향으로 그 장축이 배치된 상기 다수의 제 2 개구가 구비된 것이 특징이며, 상기 제 1 방향은 상기 데이터 배선과 나란하며, 상기 제 2 방향은 상기 데이터 배선에 대해 30도 내지 60도 기울어진 것이 특징이다.
또한, 상기 공통전극에는 상기 소자영역을 노출시키는 제 3 개구가 형성된 것이 특징이다.
또한, 상기 제 1, 2 절연층은 유기절연물질인 벤조사이클로부텐(BCB) 또는 포토아크릴(phot acryl)로 이루어진 것이 특징이다.
또한, 상기 기판과 상기 제 1 절연층 사이에는 제 1 버퍼층이 형성되며, 상기 제 1 절연층과 상기 반사판 사이에는 제 2 버퍼층이 형성되며, 상기 반사판과 상기 제 2 절연층 사이에는 제 3 버퍼층이 형성되며, 상기 제 2 절연층과 상기 게이트 배선 및 게이트 배선 사이에는 제 4 버퍼층이 형성되며, 상기 제 1 내지 제 4 버퍼층은 무기절연물질인 산화실리콘(SiO2) 또는 질화실리콘(SiNx)으로 이루어진 것이 특징이다.
또한, 상기 공통전극은 상기 보호층 내에 구비된 공통 콘택홀을 통해 상기 공통배선과 접촉하도록 구성된 것이 특징이다.
본 발명의 실시예에 의한 반사투과형 액정표시장치용 어레이 기판의 제조 방법은, 소자영역과 반사영역 및 투과영역을 갖는 화소영역이 정의된 기판 상에 상기 반사영역에서는 그 표면이 올록볼록한 엠보싱 형태를 가지며 상기 투과영역에 있어서는 평탄한 표면을 갖는 제 1 절연층을 형성하는 단계와; 상기 제 1 절연층 상부로 상기 반사영역에 그 표면이 올록볼록한 엠보싱 형태를 갖는 반사판을 형성하는 단계와; 상기 반사판 위로 상기 반사영역에 그 표면이 평탄한 상태를 갖는 제 2 절연층을 형성하는 단계와; 상기 제 2 절연층과 이의 외측으로 노출된 상기 제 1 절연층 위로 상기 화소영역의 경계에 게이트 배선을 형성하고, 상기 게이트 배선과 나란하게 이격하는 공통배선을 상기 제 1 및 제 2 절연층의 경계에 형성하고, 동시에 상기 소자영역에 상기 제 2 절연층 위로 상기 게이트 배선과 연결된 게이트 전극을 형성하는 단계와; 상기 게이트 배선과 공통배선 및 게이트 전극 위로 전면에 게이트 절연막을 형성하는 단계와; 상기 게이트 절연막 위로 상기 게이트 배선과 교차하는 데이터 배선을 형성하고, 동시에 상기 소자영역에 반도체층과, 상기 반도체층 상부에 상기 데이터 배선과 연결된 소스 전극과 이와 이격하는 드레인 전극을 형성하는 단계와; 상기 게이트 절연막 상에 각 화소영역에 상기 드레인 전극과 접촉하는 판 형태의 화소전극을 형성하는 단계와; 상기 화소전극 위로 전면에 상기 공통배선을 노출시키는 공통콘택홀을 갖는 보호층을 형성하는 단계와; 상기 보호층 위로 상기 각 화소영역에 대응하여 바(bar) 형태의 다수의 개구를 가지며 상기 공통콘택홀을 통해 상기 공통배선과 접촉하는 공통전극을 형성하는 단계를 포함한다.
상기 다수의 개구는 다수의 제 1 개구와 다수의 제 2 개구로 나뉘며, 상기 투과영역에는 제 1 방향으로 그 장축이 배치된 상기 다수의 제 1 개구가 구비되며, 상기 반사영역에는 제 2 방향으로 그 장축이 배치된 상기 다수의 제 2 개구가 구비되도록 상기 공통전극을 형성하며, 이때, 상기 제 1 방향은 상기 데이터 배선과 나란하며, 상기 제 2 방향은 상기 데이터 배선에 대해 30도 내지 60도 기울어진 것이 특징이다.
또한, 상기 공통전극에는 상기 소자영역을 노출시키는 제 3 개구를 형성하는 것이 특징이다.
또한, 상기 기판과 상기 제 1 절연층 사이에 제 1 버퍼층을 형성하는 단계와; 상기 제 1 절연층과 상기 반사판 사이에 제 2 버퍼층을 형성하는 단계와; 상기 반사판과 상기 제 2 절연층 사이에 제 3 버퍼층을 형성하는 단계와; 상기 제 2 절연층과 상기 게이트 배선 및 게이트 배선 사이에 제 4 버퍼층을 형성하는 단계를 포함하며, 상기 제 1 내지 제 4 버퍼층은 무기절연물질인 산화실리콘(SiO2) 또는 질화실리콘(SiNx)으로 이루어진 것이 특징이다.
또한, 소자영역과 반사영역 및 투과영역을 갖는 화소영역이 정의된 기판 상에 상기 반사영역에서는 그 표면이 올록볼록한 엠보싱 형태를 가지며 상기 투과영역에 있어서는 평탄한 표면을 갖는 제 1 절연층을 형성하는 단계는, 상기 기판상에 유기절연물질을 도포하여 그 표면이 평탄한 유기절연물질층을 형성하는 단계와; 상기 유기절연물질층에 반투과부와 투과부를 갖는 노광 마스크를 이용한 노광 및 현상을 진행하여 상기 반사영역에 대응하여 요철구조를 갖도록 하는 단계와; 상기 요 철구조를 갖는 유기절연물질층이 구비된 기판을 열처리하여 상기 요철을 그 테두리가 완만한 엠보싱 구조를 갖도록 하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 공통콘택홀을 갖는 보호층을 형성하는 단계는, 상기 게이트 배선의 일끝단을 노출시키는 게이트 패드 콘택홀과 상기 데이터 배선의 일끝단을 노출시키는 데이터 패드 콘택홀을 형성하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 공통콘택홀을 갖는 보호층을 형성하는 단계는, 상기 게이트 배선의 일끝단을 노출시키는 게이트 패드 콘택홀과 상기 데이터 배선의 일끝단을 노출시키는 데이터 패드 콘택홀을 형성하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 화소전극을 형성하는 단계는, 상기 화소전극 내부에 상기 공통콘택홀이 관통하는 보조공통콘택홀을 형성하는 것이 특징이다.
전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 반사투과형 액정표시장치용 어레이 기판은 요철구조를 반사판을 박막트랜지스터 하부에 위치하도록 형성함으로써 박막트랜지스터와 화소전극의 전기적 연결을 위한 콘택홀 형성 공정을 생략할 수 있어 1회의 마스크 공정을 줄여 비용 저감과 공정 단순화 및 생산성을 향상시키는 효과를 갖는다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 반사투과형 액정표시장치용 어레이 기판의 하나의 화소영역에 대한 평면도이다. 설명의 편의를 위해 각 화소영역(P) 내의 박막트랜지스터(Tr)가 형성되는 영역을 소자영역(TrA)이라 정의한다.
도시한 바와 같이, 서로 교차하여 화소영역(P)을 정의하며 게이트 및 데이터 배선(113, 140)이 형성되어 있으며, 상기 화소영역(P)을 관통하며 상기 게이트 배선(113)과 나란하게 공통배선(119)이 형성되어 있다. 이때, 상기 화소영역(P)은 상기 공통배선(119)에 의해 다시 투과영역(TA)과 반사영역(RA)으로 나뉘고 있다.
한편, 각 화소영역(P) 내의 반사영역(RA)에는 상기 게이트 배선(113) 및 데이터 배선(140)과 연결되며, 스위칭 소자로서 게이트 전극(116)과 게이트 절연막(미도시)과 반도체층(123)과 서로 이격하는 소스 및 드레인 전극(145, 148)을 포함하는 박막트랜지스터(Tr)가 형성되어 있다.
또한, 상기 박막트랜지스터(Tr)의 드레인 전극(148)과 직접 접촉하며 판 형태를 가지며 화소전극(155)이 각 화소영역(P)별로 형성되어 있다.
한편, 상기 각 화소영역(P)별로 형성된 화소전극(155)에 대응하여 상기 공통배선(119)과 공통콘택홀(162)을 통해 연결되며 화소영역(P)의 구분없이 기판(101)의 표시영역 전면과 비표시영역 일부에 대응하여 공통전극(미도시)이 형성되어 있다. 이때, 도면에 있어서는 상기 공통 콘택홀(162)은 각 화소영역(P)에 형성되고 있음을 보이고 있지만, 이는 일례를 나타낸 것이며, 상기 공통 콘택홀(162)은 상기 공통배선(119)의 끝단이 위치하는 비표시영역(미도시)에 형성될 수도 있다.
이때, 상기 보호층(160)을 개재하여 서로 중첩하는 상기 화소전극(155)과 공 통전극(미도시)은 스토리지 커패시터(미도시)를 이룬다.
또한, 상기 공통전극(미도시)에는 각 화소영역(P)의 투과영역(TA)에 대응해서는 상기 데이터 배선(140)과 나란하게 다수의 제 1 개구(op1)가 형성되어 있으며, 이때 상기 다수의 제 1 개구(op1)는 그 끝단이 각각 상기 게이트 배선(113)과 공통배선(119)과 중첩하도록 형성되어 있는 것이 특징이다.
또한, 상기 반사영역(RA)에 대응하는 공통전극(미도시) 있어서는 다수의 제 2 개구(op2)가 상기 데이터 배선(140)과 소정의 각도 바람직하게는 30도 내지 60도를 이루며 비스듬이 형성되고 있다. 이때, 상기 다수의 각 제 2 개구(op2)는 좌우로 이웃하는 화소영역(P)에 관계없이 직선의 바(bar) 형태를 가지며 연장되어 형성되고 있다. 즉, 상기 다수의 제 2 개구(op2)는 그 일끝단이 상기 투과영역(TA)과 반사영역(RA)의 경계가 되는 상기 공통배선(1119) 상에 위치하며, 그 타끝단은 각 상하로 이웃한 화소영역(P)간의 경계를 이루는 게이트 배선(113)과 중첩되며 형성되고 있다.
한편, 반사영역(RA)에 있어서는 반사효율을 향상시키기 위해 그 표면이 랜덤하게 올록볼록한 엠보싱 구조를 갖는 반사판(106)이 구비되고 있다. 이때, 본 발명의 가장 특징적인 구성으로서 상기 그 표면이 엠보싱 구조를 갖는 상기 반사판(106)이 반사영역(RA) 내에서 상기 박막트랜지스터(Tr)의 하부에 형성되고 있는 것이다. 이러한 구성에 의해 본 발명에 따른 반사투과형 액정표시장치용 어레이 기판(101)은 별도의 드레인 콘택홀 형성없이 상기 박막트랜지스터(Tr)의 드레인 전극(148)과 화소전극(155)을 직접 접촉하며 동일한 층에 형성하는 것이 가능함으로 써 1회의 마스크 공정을 생략할 수 있는 것이다. 이러한 구성적 특징은 단면도를 통해 잘 나타나므로 이후에는 전술한 구성을 갖는 본 발명의 실시예에 따른 반사투과형 액정표시장치용 어레이 기판(101)의 단면 구조에 대해 설명한다.
도 3은 도 2를 절단선 Ⅲ-Ⅲ를 따라 절단한 부분에 대한 단면도이다. 설명의 편의를 위해 각 화소영역(P) 내에 스위칭 소자인 박막트랜지스터(Tr)가 형성된 부분을 스위칭 영역(TrA)이라 정의한다.
절연기판(101) 상에는 유기절연물질로 이루어진 제 1 절연층이 상기 기판 전면에 형성되어 있다. 이때, 상기 제 1 절연층은 반사영역에 있어는 그 표면에 랜덤한 상태의 요철이 형성되어 있으며, 투과영역에 있어서는 그 표면이 평탄한 상태를 갖는 것이 특징이다. 이때 도면에 나타내지 않았지만, 상기 유기절연물질로 이루어진 상기 제 1 절연층과 상기 기판과의 접합력 강화를 위해 상기 기판표면과 상기 제 1 절연층 사이에 무기절연물질로 이루어진 버퍼층이 더욱 형성될 수도 있다.
상기 반사영역에 그 표면이 올록볼록한 엠보싱 구조를 갖는 상기 제 1 절연층 위로 그 하부에 영향을 받아 그 표면이 올록볼록한 엠보싱 구조를 가지며, 반사효율이 우수한 금속물질 예를들면 알루미늄(Al), 알루미늄 합금(AlNd)으로서 이루어진 반사판이 상기 반사영역에 형성되고 있다. 이때, 도면에 있어서는 상기 반사판과 제 1 절연층과 접합력 향상을 위해 상기 반사판과 상기 제 1 절연층 사이에 무기절연물질로 이루어진 제 2 절연층이 기판 전면에 형성됨을 보이고 있지만, 상기 제 2 절연층은 생략될 수도 있다.
다음, 상기 제 2 절연층 위로 상기 반사영역에 있어서는 상기 투과영역과의 단차 형성을 위해 유기절연물질로서 그 표면이 평탄한 상태를 갖는 제 3 절연층이 형성되어 있다.
또한, 상기 제 3 절연층 및 이의 외부로 노출된 상기 제 2 절연층 위로는 기판 전면에 상기 제 3 절연층과의 접합력 강화를 위해 무기절연물질로 이루어진 제 4 절연층이 형성되어 있다. 이때, 상기 제 4 절연층은 생략될 수도 있다.
상기 제 4 절연층 위로는 각 화소영역의 경계에 일방향으로 연장하는 게이트 배선(미도시)이 형성되어 있으며, 이와 나란하게 이격하며 공통배선(106)이 형성되어 있다. 또한, 각 스위칭 영역(TrA)에는 상기 게이트 배선(미도시)과 연결되며 게이트 전극(108)이 형성되어 있다.
다음, 상기 게이트 배선(미도시)과 게이트 전극(108) 위로는 무기절연물질 예를들면 산화실리콘(SiO2) 또는 질화실리콘(SiNx)으로써 게이트 절연막(110)이 기판 전면에 형성되어 있다.
또한, 상기 게이트 절연막(110) 위로는 상기 게이트 배선(미도시)과 교차하여 상기 화소영역(P)을 정의하며 데이터 배선(130)이 형성되어 있으며, 상기 스위칭 영역(TrA)에 있어서는 순수 비정질 실리콘의 액티브층(120a)과 그 상부로 서로 이격하며 불순물 비정질 실리콘으로 이루어진 오믹콘택층(120b)으로 구성된 반도체층(120)과, 상기 오믹콘택층(120b) 상부로 서로 이격하며 소스 및 드레인 전극(133, 136)이 형성되어 있다. 이때, 상기 소스 전극(133)은 상기 데이터 배선(130)과 연결되고 있으며, 상기 스위칭 영역(TrA)에 순차 적층된 상기 게이트 전 극(108)과, 게이트 절연막과(110), 반도체층(120)과, 서로 이격하는 소스 및 드레인 전극(133, 136)은 박막트랜지스터(Tr)를 이룬다.
한편, 도면에 있어서 상기 데이터 배선(233) 하부에는 상기 액티브층(220a)과 오믹콘택층(220b)을 이루는 동일한 물질로 제 1 및 제 2 반도체 패턴(221a, 221b)이 형성됨을 보이고 있지만, 이는 일례를 보인 것이며 상기 제 1 및 제 2 반도체 패턴(221a, 221b)은 생략될 수도 있다.
또한, 상기 게이트 절연막 위로는 상기 각 화소영역 별로 반사영역과 투과영역에 대응하여 단절없이 연결되며 상기 드레인 전극의 일끝단과 접촉하며 투명 도전성 물질 예를들면 인듐-틴-옥사이드(ITO) 또는 인듐-징크-옥사이드(IZO)로써 판 형태의 화소전극(255)이 형성되어 있다.
또한, 상기 화소전극(255) 위로 기판 전면에 무기절연물질 예를들면 산화실리콘(SiO2) 또는 질화실리콘(SiNx) 중 하나로서 기판(201) 전면에 보호층(260)이 형성되어 있다.
또한, 상기 보호층(260) 위로 투명 도전성 물질 예를들면 예를들면 인듐-틴-옥사이드(ITO) 또는 인듐-징크-옥사이드(IZO)로써 각 화소영역에 대응하여 투과영역에 대응해서는 제 1 방향으로 장축이 배치된 다수의 제 1 개구를 가지며, 상기 반사영역에 대응해서는 제 2 방향으로 장축이 배치된 다수의 제 2 개구를 갖는 공통전극(270)이 화상을 표시하는 표시영역과 이의 외측에 위치하는 비표시영역 일부에 형성되어 있다.
이때 상기 공통전극은 그 하부에 위치하는 상기 공통배선과 상기 각 화소영역 내부 또는 상기 표시영역 외측의 비표시영역에 형성된 공통 콘택홀을 통해 전기적으로 연결되도록 형성되고 있는 것이 특징이다.
이러한 구성을 갖는 본 발명의 실시예에 따른 반사투과형 액정표시장치용 어레이 기판의 경우, 그 표면이 엠보싱 구조를 갖는 반사판 상부로 상기 박막트랜지스터가 형성되며, 상기 화소전극이 게이트 절연막 상에 상기 드레인 전극의 일끝단과 직접 접촉하며 형성되고 있으므로 종래의 반사투과형 액정표시장치용 어레이 기판에서와 같이 보호층을 개재하여 드레인 전극과 화소전극이 형성됨으로써 필요로 되는 드레인 콘택홀을 형성할 필요가 없다. 따라서, 보호층 내에 드레인 콘택홀 형성을 위한 1회의 마스크 공정을 생략할 수 있는 것이 특징이다.
이후에는 이러한 구성을 갖는 반사투과형 액정표시장치용 어레이 기판의 제조 방법에 대해 설명한다.
도 4a 내지 도 4k는 본 발명의 실시예에 따른 반사투과형 액정표시장치용 어레이 기판에 대한 제조 단계별 공정 단면도이다.
우선, 도 4a에 도시한 바와같이, 투명한 절연기판(101) 상에 유기절연물질 예를들면 포토아크릴(photo acryl) 또는 벤조사이클로부텐(BCB)을 도포하여 전면에 그 표면이 평탄한 형태를 갖는 제 1 절연층(103)을 형성한다. 이때, 도면에 나타내지 않았지만, 상기 유기절연물질로 이루어진 상기 제 1 절연층(103)을 형성하기 전 상기 기판(101)상에 우선적으로 무기절연물질 예를들면 산화실리콘(SiO2) 또는 질화 실리콘(SiNx)을 증착하여 제 1 버퍼층(미도시)을 더욱 형성할 수도 있다. 이는 유기절연물질로 이루어진 상기 제 1 절연층(103)과 상기 기판(101)간의 접합력을 향상시키기 위함이다. 무기절연물질과 기판(101)과의 접착력과 무기절연물질과 유기절연물질간의 접합력이 유기절연물질과 기판(101)과의 접합력보다 우수하기 때문이다.
이후, 상기 제 1 절연층(103)에 대해 빛의 투과부(미도시)와 빛의 투과량를 적적히 조절할 수 있는 반투부(미도시)을 갖는 노광 마스크(미도시)를 이용하여 노광을 실시하고, 노광된 상기 제 1 절연층(103)을 현상함으로서 상기 반사영역(RA)에 다수의 랜덤한 형태의 요철을 형성한다 .
다음, 도 4b에 도시한 바와같이, 이렇게 반사영역(RA)에 대응하여 요철이 형성된 제 1 절연층(103)이 형성된 기판(101)에 대해 열처리를 실시하여 상기 다수의 요철의 테두리부가 완만한 형태를 가져 올록볼록한 엠보싱 형태를 갖도록 한다.
다음, 도 4c에 도시한 바와 같이, 반사영역(RA)에 대응하여 그 표면이 올록볼록한 엠보싱 형태를 갖는 상기 제 1 절연층(103) 위로 반사효율이 우수한 금속물질 예를들면 알루미늄(Al) 또는 알루미늄 합금(AlNd)을 증착하여 제 1 금속층(alehtl)을 형성하고, 이를 포토레지스트의 도포, 노광 마스크를 이용한 노광, 노광된 포토레지스트의 현상, 식각 및 스트립(strip) 등 일련의 단위공정을 포함하는 마스크 공정을 진행하여 패터닝함으로써 상기 반사영역(RA)에 그 하부에 위치하는 제 1 절연층(103)을 형태를 따라 그 표면이 올록볼록한 엠보싱 형태를 갖는 반사판(106)을 형성한다.
이때, 도면에 나타나지 않았지만, 상기 제 1 절연층(103) 상부에 무기절연물질 예를들면 산화실리콘(SiO2) 또는 질화실리콘(SiNx)을 우선적으로 증착하여 제 2 버퍼층(미도시)을 형성한 후, 상기 제 2 버퍼층(미도시) 상에 상기 반사판(106)을 형성할 수도 있다. 이렇게 무기절연물질로 이루어진 상기 제 2 버퍼층(미도시)을 형성하는 이유는 금속물질과 유기절연물질간의 접합력보다는 금속물질과 무기절연물질간, 무기절연물질과 유기절연물질간의 접합력이 우수하기 때문이다.
다음, 도 4d에 도시한 바와같이, 상기 반사판(106) 위로 유기절연물질 예를들면 포토아크릴(photo acryl) 또는 벤조사이클로부텐(BCB)을 도포하여 유기절연층(미도시)을 형성하고, 이에 대해 마스크 공정을 실시함으로써 상기 반사영역(RA)에 대해서만 그 표면이 평탄한 형태를 갖는 제 2 절연층(110)을 형성한다. 이렇게 상기 제 2 절연층(110)을 상기 반사영역(RA)에 대응해서만 형성하는 이유는 상기 투과영역(TA)과 단차를 형성함으로써 액정표시장치 구현 시 반사영역(RA)과 투과영역(TA)의 액정층(미도시)의 두께를 달리하기 위함이며, 나아가 그 하부의 위치한 반사판(1106)에 구현된 엠보싱 구조가 더 이상 그 상부에 구성되는 구성요소에 대해서는 적용되지 않도록 하기 위함이다.
반사영역(RA)의 경우 외부광이 입사되어 상기 반사판(106)에 의해 반사되는 빛을 사용자가 보게 되므로 액정층(미도시)을 2회 통과하게 되는 반면, 투과영역(TA)에 있어서는 하부의 백라이트 유닛(미도시)로부터 나온 빛이 상기 액정층(미도시)을 1회 통과한 것을 사용자가 보게 되므로 사용자는 상기 두 영역(TA, RA)에 서 위상 차이를 느끼게 된다.
따라서, 이러한 반사영역(RA)과 투과영역(TA)에서의 위상차 문제를 극복하기 위해 반사영역(RA)의 액정층(미도시)보다 투과영역(TA)의 액정층(미도시)의 두께를 2배 더 두껍게 형성해야 하며, 이러한 액정층(미도시)의 두께 차를 실현시키기 위해 상기 반사영역(RA)에 있어서 제 2 절연층(110)을 더욱 형성하고 있는 것이다.
이때, 상기 제 2 절연층(110)의 두께는 액정표시장치를 이룰 경우 투과영역(TA)에 대응하는 액정층(미도시)의 두께의 1/2 정도가 되도록 형성하는 것이 바람직하다.
다음, 도 4e에 도시한 바와같이, 상기 제 2 절연층(110)과 이외 외부로 노출된 상기 제 1 절연층(103) 위로 저저항 특성을 갖는 금속물질 예를들면 금속물질 예를들면 알루미늄(Al), 알루미늄 합금(AlNd), 구리(Cu), 구리합금, 몰리브덴(Mo), 몰리브덴합금(MoTi) 및 크롬(Cr) 중 어느 하나 또는 2개 이상을 연속 증착하여 제 2 금속층(미도시)을 형성하고, 이를 마스크 공정을 진행하여 패터닝함으로써 각 화소영역(P)의 경계에 일방향으로 연장하는 게이트 배선(미도시)과 이와 이격하여 상기 화소영역(P)을 관통하는 공통배선(119)을 형성하고, 동시에 각 소자영역(TrA)에 상기 게이트 배선(미도시)과 연결된 게이트 전극(116)을 형성한다. 이때, 상기 게이트 배선(미도시)과 공통배선(119) 및 게이트 전극(116)은 전술한 저저항 특성을 갖는 금속물질 중 하나의 금속물질만으로 이루어져 단일층 구조를 이룰 수도 있으며, 또는 서로 다른 2개 이상의 금속물질을 증착함으로서 이중층 또는 3중층 구조를 이룰 수도 있다. 일례로 이중층 구조의 경우 알루미늄 합금(AlNd)/몰리브덴(Mo) 로 이루어질 수 있으며, 3중층의 경우 몰리브덴(Mo)/알루미늄 합금(AlNd)/몰리브덴(Mo)로 이루어질 수도 있다. 도면에 있어서는 편의상 단일층 구조를 갖는 게이트 배선(미도시)과 공통배선(119) 및 게이트 전극(116)을 도시하였다.
한편, 도면에 나타내지 않았지만, 상기 제 2 금속층(미도시)을 형성하기 전, 상기 제 1 및 제 2 절연층(103, 110) 상부로 기판(101) 전면에 무기절연물질을 증착하여 제 3 버퍼층(미도시)을 형성하고, 상기 제 3 버퍼층(미도시) 상부로 상기 제 2 금속층(미도시)을 형성하고 패터닝하여 상기 게이트 배선(미도시)과 공통배선(119) 및 게이트 전극(116)을 형성할 수도 있다.
다음, 도 4f에 도시한 바와 같이, 상기 게이트 배선(미도시)과 공통배선(119) 및 게이트 전극(116) 위로 무기절연물질 예를들면 산화실리콘(SiO2) 또는 질화실리콘(SiNx)을 증착하여 기판(101) 전면에 게이트 절연막(120)을 형성하고, 연속하여 상기 게이트 절연막(120) 위로 순수 비정질 실리콘과 불순물 비정질 실리콘을 순차적으로 증착함으로써 순수 비정질 실리콘 물질층(125)과 불순물 비정질 실리콘 물질층(130)을 형성한다. 이후, 상기 불순물 비정질 실리콘 물질층(130) 위로 제 3 금속물질 예를들면 몰리브덴(Mo), 몰리브덴 합금(MoTo), 구리(Cu) 및 구리합금 중 하나 또는 둘 이상을 증착함으로써 제 3 금속층(135)을 형성한다.
이후, 상기 제 3 금속층(135) 위로 포토레지스트를 도포하여 포토레지스트층(미도시)을 형성한 후, 투과부(미도시)과 반투과부(미도시) 및 차단부(미도시)을 갖는 노광 마스크(미도시)를 위치시킨 후, 이를 통해 상기 포토레지스트층(미도시) 을 노광하고, 현상함으로써 제 1 두께를 갖는 제 1 포토레지스트 패턴(191a)과, 상기 제 1 두께보다 얇은 제 2 두께를 갖는 제 2 포토레지스트 패턴(191b)을 형성한다. 이때, 도면에 있어서는 상기 포토레지스트층(미도시)이 반사영역(RA)과 투과영역(TA) 중 어느 영역에 형성되는 가에 따라서 상기 제 1 포토레지스트 패턴(191a) 또한 그 두께 차이를 갖지만, 이들 두께는 모두 상기 제 2 포토레지스트 패턴(191b)의 제 2 두께보다 더 두꺼운 두께를 이룬다는 점에서 편의를 위해 제 1 두께를 갖는 제 1 포토레지스트 패턴(191a)이라 통칭하였다.
다음, 도 4g에 도시한 바와 같이, 상기 제 1, 2 포토레지스트 패턴(191a, 도 4f의 191b) 외부로 노출된 상기 제 3 금속층(도 4f의 135)과 그 하부의 불순불 비정질 실리콘층(도 4f의 130) 및 순수 비정질 실리콘층(도 4f의 125)을 연속하여 식각함으로써 상기 각 화소영역(P)의 경계에 상기 게이트 배선(미도시)과 교차하여 상기 화소영역(P)을 정의하는 데이터 배선(140)을 형성하고, 동시에 각 소자영역(TrA)에 있어서는 동일한 형태로서 상기 데이터 배선(140)과 연결된 금속패턴(142)과, 그 하부로 불순물 비정질 실리콘 패턴(131)과 순수 비정질 실리콘의 액티브층(126)을 형성한다.
이때, 도면에 있어서는 절단면 특성상 상기 데이터 배선(140)은 투과영역(TA)에 형성된 것으로 나타나고 있지만, 상기 데이터 배선(140)은 평면적으로 투과영역(TA)과 반사영역(RA)을 관통하는 형태로 투과영역(TA) 및 반사영역(RA) 모두에 형성된다.
이후, 애싱(ashing)을 실시함으로써 상기 제 2 두께를 갖는 제 2 포토레지스 트 패턴(도 4f의 191b)을 제거한다. 이때, 상기 애싱(ashing)에 의해 상기 제 1 두께를 갖는 제 1 포토레지스트 패턴(도 191a) 또한 그 두께가 줄어들게 되지만 여전히 상기 데이터 배선(140)과 상기 금속패턴(142) 상에 남아있게 된다.
다음, 도 4h에 도시한 바와 같이, 상기 제 1 포토레지스트 패턴(191a)을 식각 마스크로 하여 드라이 에칭(dry etching)함으로써 상기 소자영역(TrA)에 상기 제 1 포토레지스트 패턴(191a) 외부로 노출된 상기 금속패턴(도 4g의 142)과 그 하부의 불순물 비정질 실리콘 패턴(도 4f의 131)을 제거함으로써 서로 이격하는 소스 및 드레인 전극(145, 148)과, 그 하부로 상기 소스 및 드레인 전극(145, 148) 각각과 동일한 형태를 갖는 불순물 비정질 실리콘의 오믹콘택층(132)을 형성한다. 이때, 서로 이격하는 소스 및 드레인 전극(145, 148) 사이로 상기 액티브층(126)이 노출된다.
이러한 제조 공정 진행에 의해, 상기 소스 및 드레인 전극(67, 69)과 함께 형성되는 데이터 배선(65) 하부에 있어서도 상기 오믹콘택층(60b)을 형성한 동일 물질로써 불순물 비정질 실리콘으로 이루어진 제 1 더미패턴(62b)이 형성되며, 그 하부로 순수 비정질 실리콘의 제 2 더미패턴(62b)이 형성된다.
한편, 상기 소자영역(TrA)에 순차 적층된 상기 액티브층(126)과 오믹콘택층(132)은 반도체층(123)을 이루며, 상기 게이트 전극(116)과 게이트 절연막(120)과 반도체층(123)과 서로 이격하는 소스 및 드레인 전극(145, 148)은 박막트랜지스터(Tr)를 이룬다.
다음, 도 4i에 도시한 바와 같이, 스트립(strip)을 진행하여 상기 데이터 배 선(140)과 소스 및 드레인 전극(145, 148) 상부에 남아있는 상기 제 1 포토레지스트 패턴(도 4h의 191a)을 제거한다.
이후, 상기 데이터 배선(140)과 소스 및 드레인 전극(145, 148) 위로 투명 도전성 물질 예를들면 인듐-틴-옥사이드(ITO) 또는 인듐-징크-옥사이드(IZO)를 증착하여 제 1 투명 도전성 물질층(미도시)을 형성하고, 이에 대해 마스크 공정을 실시하여 패터닝함으로서 상기 드레인 전극(148)의 일끝단과 접촉하며 각 화소영역(P)내의 반사영역(RA)과 투과영역(TA)에 대응하여 판 형태의 화소전극(155)을 형성한다.
이때, 공통배선(119)과 공통전극(도 5k의 1165)을 연결시키는 공통콘택홀(미도시)이 화소영역(P) 내에 형성되는 경우, 상기 공통배선(119) 상의 상기 공통콘택홀(미도시)이 형성될 부분에 대응해서는 상기 화소전극(155) 내에 상기 공통콘택홀(미도시)보다 넓은 폭을 갖는 공통보조콘택홀(미도시)이 형성되도록 형성하는 것이 바람직하다.
다음, 도 4j에 도시한 바와 같이, 상기 화소전극(155) 위로 무기절연물질 예를들면 산화실리콘(SiO2) 또는 질화실리콘(SiNx)을 증착하여 보호층(160)을 형성하고, 이에 대해 마스크 공정을 실시하여 패터닝함으로써 도면에 나타나지 않았지만 상기 공통배선(119)을 노출시키는 공통콘택홀(미도시)과 상기 게이트 배선(미도시)과 데이터 배선(140)의 일끝단을 각각 노출시키는 게이트 및 데이터 패드 콘택홀(미도시)을 형성한다. 이때, 상기 공통콘택홀(미도시)이 화소영역(P) 내에 형성되 는 경우, 상기 공통콘택홀(미도시)은 상기 화소전극(155) 내에 구비된 공통보조콘택홀(미도시) 내측에 위치하도록 형성하는 것이 바람직하다. 이는 상기 화소전극(155)과 공통전극(도 5k의 165)간의 쇼트를 방지하기 위함이다.
다음, 도 4k에 도시한 바와같이, 상기 공통콘택홀(미도시)과 게이트 및 데이터 패드 콘택홀(미도시)을 갖는 보호층(160) 위로 투명 도전성 물질 예를들면 인듐-틴-옥사이드(ITO) 또는 인듐-징크-옥사이드(IZO)를 증착하여 제 2 투명 도전성 물질층(미도시)을 형성하고, 이에 대해 마스크 공정을 실시하여 각 화소영역(P) 내의 각 투과영역(TA)에 대응하여 제 1 방향으로 그 장축이 배치된 다수의 제 1 개구(op1)와, 상기 반사영역(RA)에 대응하여 제 2 방향으로 그 장축이 배치된 다수의 제 2 개구(op2)를 갖는 공통전극(165)을 표시영역 전면과 일부 비표시영역에 형성함으로써 본 발명의 실시예에 따른 반사투과형 액정표시장치용 어레이 기판(101)을 완성한다.
이때, 상기 공통전극(165)은 상기 제 1 및 제 2 개구(op1, op2) 이외에 상기 소자영역(TrA)에 있어 상기 박막트랜지스터(Tr)에 대응해서는 중첩되지 않도록 제 3 개구(op3)를 갖도록 형성될 수도 있다. 본 발명에 특징상 상기 박막트랜지스터(Tr)는 반사판(106) 등에 의해 가려지지 않고 있으므로 상기 공통전극(165)이 상기 액티브층(126)과 소스 및 드레인 전극(145, 148)과 중첩하는 경우 기생용량이 증가될 수 있으므로 이를 방지하기 위함이다.
한편, 상기 공통전극(165)은 상기 공통콘택홀(미도시)을 통해 상기 공통배선(119)과 접촉하고 있으며, 도면에 나타내지 않았지만, 상기 공통전극(165)을 형 성하는 단계는 상기 보호층(160) 위로 상기 게이트 및 데이터 패드 콘택홀(미도시)을 통해 각각 상기 게이트 배선(미도시)의 일끝단 및 데이터 배선(140)의 일끝단과 접촉하는 게이트 및 데이터 패드전극(미도시)을 형성하는 단계를 포함한다.
전술한 바와같이 제조된 반사투과형 액정표시장치용 어레이 기판(101)은 엠보싱 구조를 갖는 제 1 절연층 형성을 위한 제 1 마스크 공정, 반사판 형성을 위한 제 2 마스크 공정, 반사영역과 투과영역의 단차를 갖는 제 2 절연층 형성을 위한 제 3 마스크 공정, 게이트 배선과 게이트 전극을 형성하기 위한 제 4 마스크 공정, 반도체층과 소스 및 드레인 전극과 데이터 배선을 형성하기 위한 제 5 마스크 공정, 화소전극 형성을 위한 제 6 마스크 공정, 공통콘택홀과 게이트 및 데이터 패드 콘택홀을 갖는 보호층 형성을 위한 제 7 마스크 공정, 다수의 제 1 및 제 2 개구를 갖는 공통전극 형성을 위한 제 8 마스크 공정을 포함하여 총 8회의 마스크 공정 진행을 통해 완성될 수 있으므로 종래의 9회의 마스크 공정을 통해 제조되는 반사투과형 액정표시장치용 어레이 기판(101)대비 1회의 마스크 공정을 저감시킬 수 있는 것이 특징이다.
도 1은 종래의 반사투과형 액정표시장치용 어레이 기판을 박막트랜지스터와 반사영역 및 투과영역을 관통하도록 절단한 부분에 대한 단면도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 반사투과형 액정표시장치용 어레이 기판의 하나의 화소영역에 대한 평면도.
도 3은 도 2를 절단선 Ⅲ-Ⅲ를 따라 절단한 부분에 대한 단면도.
도 4a 내지 도 4k는 본 발명의 실시예에 따른 반사투과형 액정표시장치용 어레이 기판에 대한 제조 단계별 공정 단면도.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
101 : 어레이 기판 103 : 제 1 절연층
106 : 반사판 116 : 게이트 전극
119 : 공통배선 120 : 게이트 절연막
120 : 반도체층 126 : 액티브층
128 : 제 2 더미패턴 132 : 오믹콘택층
133 : 제 1 더미패턴 140 : 데이터 배선
145 : 소스 전극 148 : 드레인 전극
155 : 화소전극 160 : 보호층
165 : 공통전극
op1, op2, op3 : 제 1, 2, 3 개구
P : 화소영역 RA : 반사영역
TA : 투과영역 Tr : 박막트랜지스터 TrA : 소자영역

Claims (16)

  1. 소자영역과 반사영역 및 투과영역을 갖는 화소영역이 정의된 기판 상에 상기 반사영역에서는 그 표면이 올록볼록한 엠보싱 형태를 가지며 상기 투과영역에 있어서는 평탄한 표면을 가지며 형성된 제 1 절연층과;
    상기 제 1 절연층 상부로 상기 반사영역에 그 표면이 올록볼록한 엠보싱 형태를 가지며 형성된 반사판과;
    상기 반사판 위로 상기 반사영역에 그 표면이 평탄한 상태를 가지며 형성된 제 2 절연층과;
    상기 제 2 절연층 및 제 1 절연층 위로 상기 화소영역의 경계에 형성된 게이트 배선과;
    상기 제 2 절연층 및 제 1 절연층 위로 상기 화소영역을 관통하며 상기 게이트 배선과 나란하게 형성된 공통배선과;
    상기 소자영역에 상기 제 2 절연층 위로 상기 게이트 배선과 연결되며 형성된 게이트 전극과;
    상기 게이트 배선과 공통배선 및 게이트 전극 위로 전면에 형성된 게이트 절연막과;
    상기 게이트 절연막 위로 상기 화소영역의 경계에 상기 게이트 배선과 교차하며 형성된 데이터 배선과;
    상기 게이트 절연막 위로 상기 소자영역에 형성된 반도체층과;
    상기 반도체층 위로 상기 데이터 배선과 연결되며 형성된 소스 전극과, 이와 상기 반도체층 상에서 이격하며 형성된 드레인 전극과;
    상기 게이트 절연막 위로 상기 드레인 전극과 접촉하며 상기 화소영역에 형성된 판 형태의 화소전극과;
    상기 화소전극 위로 전면에 형성된 보호층과;
    상기 보호층 위로 전면에 상기 각 화소영역에 대응하여 바(bar) 형태의 다수의 개구를 가지며 형성된 공통전극
    을 포함하는 반사투과형 액정표시장치용 어레이 기판.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 다수의 개구는 다수의 제 1 개구와 다수의 제 2 개구로 나뉘며, 상기 투과영역에는 제 1 방향으로 그 장축이 배치된 상기 다수의 제 1 개구가 구비되며, 상기 반사영역에는 제 2 방향으로 그 장축이 배치된 상기 다수의 제 2 개구가 구비된 것이 특징인 반사투과형 액정표시장치용 어레이 기판.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 방향은 상기 데이터 배선과 나란하며, 상기 제 2 방향은 상기 데이터 배선에 대해 30도 내지 60도 기울어진 것이 특징인 반사투과형 액정표시장치 용 어레이 기판.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 공통전극에는 상기 소자영역을 노출시키는 제 3 개구가 형성된 것이 특징인 반사투과형 액정표시장치용 어레이 기판.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1, 2 절연층은 유기절연물질인 벤조사이클로부텐(BCB) 또는 포토아크릴(photo acryl)로 이루어진 것이 특징인 반사투과형 액정표시장치용 어레이 기판.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판과 상기 제 1 절연층 사이에는 제 1 버퍼층이 형성되며,
    상기 제 1 절연층과 상기 반사판 사이에는 제 2 버퍼층이 형성되며,
    상기 제2절연층과 상기 게이트배선 사이와 상기 제2 절연층과 상기 게이트 전극 사이에는 제3 버퍼층이 형성되며,
    상기 제 1 내지 제 3 버퍼층은 무기절연물질인 산화실리콘(SiO2) 또는 질화실리콘(SiNx)으로 이루어진 것이 특징인 반사투과형 액정표시장치용 어레이 기판.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 공통전극은 상기 보호층 내에 구비된 공통 콘택홀을 통해 상기 공통배선과 접촉하도록 구성된 것이 특징인 반사투과형 액정표시장치용 어레이 기판.
  8. 소자영역과 반사영역 및 투과영역을 갖는 화소영역이 정의된 기판 상에 상기 반사영역에서는 그 표면이 올록볼록한 엠보싱 형태를 가지며 상기 투과영역에 있어서는 평탄한 표면을 갖는 제 1 절연층을 형성하는 단계와;
    상기 제 1 절연층 상부로 상기 반사영역에 그 표면이 올록볼록한 엠보싱 형태를 갖는 반사판을 형성하는 단계와;
    상기 반사판 위로 상기 반사영역에 그 표면이 평탄한 상태를 갖는 제 2 절연층을 형성하는 단계와;
    상기 제 2 절연층과 이의 외측으로 노출된 상기 제 1 절연층 위로 상기 화소영역의 경계에 게이트 배선을 형성하고, 상기 게이트 배선과 나란하게 이격하는 공통배선을 상기 제 1 및 제 2 절연층의 경계에 형성하고, 동시에 상기 소자영역에 상기 제 2 절연층 위로 상기 게이트 배선과 연결된 게이트 전극을 형성하는 단계와;
    상기 게이트 배선과 공통배선 및 게이트 전극 위로 전면에 게이트 절연막을 형성하는 단계와;
    상기 게이트 절연막 위로 상기 게이트 배선과 교차하는 데이터 배선을 형성하고, 동시에 상기 소자영역에 반도체층과, 상기 반도체층 상부에 상기 데이터 배선과 연결된 소스 전극과 이와 이격하는 드레인 전극을 형성하는 단계와;
    상기 게이트 절연막 상에 각 화소영역에 상기 드레인 전극과 접촉하는 판 형태의 화소전극을 형성하는 단계와;
    상기 화소전극 위로 전면에 상기 공통배선을 노출시키는 공통콘택홀을 갖는 보호층을 형성하는 단계와;
    상기 보호층 위로 상기 각 화소영역에 대응하여 바(bar) 형태의 다수의 개구를 가지며 상기 공통콘택홀을 통해 상기 공통배선과 접촉하는 공통전극을 형성하는 단계
    를 포함하는 반사투과형 액정표시장치용 어레이 기판의 제조 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 다수의 개구는 다수의 제 1 개구와 다수의 제 2 개구로 나뉘며, 상기 투과영역에는 제 1 방향으로 그 장축이 배치된 상기 다수의 제 1 개구가 구비되며, 상기 반사영역에는 제 2 방향으로 그 장축이 배치된 상기 다수의 제 2 개구가 구비되도록 상기 공통전극을 형성하는 것이 특징인 반사투과형 액정표시장치용 어레이 기판의 제조 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 1 방향은 상기 데이터 배선과 나란하며, 상기 제 2 방향은 상기 데이터 배선에 대해 30도 내지 60도 기울어진 것이 특징인 반사투과형 액정표시장치용 어레이 기판의 제조 방법.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 공통전극에는 상기 소자영역을 노출시키는 제 3 개구를 형성하는 것이 특징인 반사투과형 액정표시장치용 어레이 기판의 제조 방법.
  12. 제 8 항에 있어서,
    상기 기판과 상기 제 1 절연층 사이에 제 1 버퍼층을 형성하는 단계와;
    상기 제 1 절연층과 상기 반사판 사이에 제 2 버퍼층을 형성하는 단계와;
    상기 제2 절연층과 상기 게이트 배선 사이와 상기 제2 절연층과 상기 게이트 전극 사이에 제3 버퍼층을 형성하는 단계
    를 포함하며, 상기 제 1 내지 제 3 버퍼층은 무기절연물질인 산화실리콘(SiO2) 또는 질화실리콘(SiNx)으로 이루어진 것이 특징인 반사투과형 액정표시장치용 어레이 기판의 제조 방법.
  13. 제 8 항에 있어서,
    소자영역과 반사영역 및 투과영역을 갖는 화소영역이 정의된 기판 상에 상기 반사영역에서는 그 표면이 올록볼록한 엠보싱 형태를 가지며 상기 투과영역에 있어서는 평탄한 표면을 갖는 제 1 절연층을 형성하는 단계는,
    상기 기판상에 유기절연물질을 도포하여 그 표면이 평탄한 유기절연물질층을 형성하는 단계와;
    상기 유기절연물질층에 반투과부와 투과부를 갖는 노광 마스크를 이용한 노광 및 현상을 진행하여 상기 반사영역에 대응하여 요철구조를 갖도록 하는 단계와;
    상기 요철구조를 갖는 유기절연물질층이 구비된 기판을 열처리하여 상기 요철을 그 테두리가 완만한 엠보싱 구조를 갖도록 하는 단계
    를 포함하는 반사투과형 액정표시장치용 어레이 기판의 제조 방법.
  14. 제 8 항에 있어서,
    상기 공통콘택홀을 갖는 보호층을 형성하는 단계는,
    상기 게이트 배선의 일끝단을 노출시키는 게이트 패드 콘택홀과 상기 데이터 배선의 일끝단을 노출시키는 데이터 패드 콘택홀을 형성하는 단계를 포함하는 반사투과형 액정표시장치용 어레이 기판의 제조 방법.
  15. 삭제
  16. 제 8 항에 있어서,
    상기 화소전극을 형성하는 단계는,
    상기 화소전극 내부에 상기 공통콘택홀이 관통하는 보조공통콘택홀을 형성하는 것이 특징인 반사투과형 액정표시장치용 어레이 기판의 제조 방법.
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