KR20020037891A - 반사형 및 투과반사형 액정 표시장치와 그 제조방법 - Google Patents

반사형 및 투과반사형 액정 표시장치와 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로서, 특히 반사형과 반사투과형 액정표시장치용 어레이 기판의 구조에 관한 것이다.
어레이기판에 구성되는 이웃하는 화소전극을 절연층을 개재하고 상/하로 엇갈려 구성하면, 상기 어레이기판에 구성되는 게이트배선과 데이터배선 부분까지도 상기 화소전극을 연장하여 형성할 수 있다.
따라서, 개구부 증가에 따른 휘도 증가와 이에 따른 컨트라스트 개선과 화질개선 효과를 얻을 수 있다.

Description

반사형 및 투과반사형 액정 표시장치와 그 제조방법{a method for fabricating reflective and transflective liquid crystal display device and the same}
본 발명은 액정표시장치(liquid crystal display device)에 관한 것으로 특히, 반사모드를 사용하는 반사형 액정표시장치와, 반사모드와 투과모드를 선택적으로 사용할 수 있는 반사투과형 액정표시장치(Transflective liquid crystal display device)에 관한 것이다.
일반적으로, 반사형 액정표시장치는 광원을 외부광원으로 대체할 수 있기 때문에 백라이트와 같은 부가적인 광원장치를 필요로 하지 않는다.
그리고, 상기 반사투과형 액정표시장치는 투과형 액정표시장치와 반사형 액정표시장치의 기능을 동시에 지닌 것으로, 백라이트(backlight)의 빛과 외부의 자연광원 또는 인조광원을 모두 이용할 수 있음으로 주변환경에 제약을 받지 않고,전력소비(power consumption)를 줄일 수 있는 장점이 있다.
상기 두 종류의 액정표시장치의 구조 중 상기 반사투과형 액정표시장치를 예를 들어 액정표시장치의 대략적인 구조와 구동방법을 설명한다.
도 1 은 일반적인 반사투과형 컬러액정표시장치를 도시한 분해 사시도이다.
도시한 바와 같이, 일반적인 반사투과형 액정표시장치(11)는 블랙매트릭스(16)를 포함하는 컬러필터(17)와 컬러필터 상에 투명한 공통전극(13)이 형성된 상부기판(15)과, 화소영역(P)과 화소영역에 투과부(A)와 반사부(C)가 동시에 형성된 화소전극(19)과 스위칭소자(T)와 어레이배선이 형성된 하부기판(21)으로 구성되며, 상기 상부기판(15)과 하부기판(21) 사이에는 액정(23)이 충진되어 있다.
상기 하부기판(21)은 어레이기판이라고도 하며, 스위칭 소자인 박막트랜지스터(T)가 매트릭스 형태(matrix type)로 위치하고, 이러한 다수의 박막트랜지스터를 교차하여 지나가는 게이트배선(25)과 데이터배선(27)이 형성된다.
이때, 상기 화소영역(P)은 상기 게이트배선(25)과 데이터배선(27)이 교차하여 정의되는 영역이다.
전술한 바와 같은 구성에서, 상기 투명화소전극을 제거하고, 상기 반사전극 또는 반사판에 투과홀을 형성하지 않으면 개략적인 반사형 액정표시장치의 구조가 된다.
이하, 도 2는 반사형 액정표시장치용 어레이기판의 일부 화소를 도시한 개략적인 평면도이다.
도시한 바와 같이, 반사형 액정표시장치용 어레이기판은 평면적으로 게이트배선(25)과 데이터배선(27)이 수직으로 교차하여 화소영역(P)을 정의하며 구성되고, 상기 두 배선의 교차지점에는 스위칭 소자(T)가 형성된다.
상기 스위칭 소자로(T)는 일반적으로 게이트전극(32)과 소스전극(33)및 드레인 전극(35)과 액티브층(34)으로 구성되는 박막트랜지터(thin film transistor : TFT)를 형성하여 사용한다.
상기 화소영역(P) 상에는 화소전극(19)이 위치하며, 상기 박막트랜지스터의 드레인 전극(35)과 접촉하여 액정(도 1의 23)을 구동한다.
반사 모드에서는 상기 화소전극(19)은 반사전극이며, 반사율이 뛰어난 불투명 도전성금속을 사용하여 형성한다. 이와 같은 불투명 금속물질은 대표적으로 알루미늄(Al)과 알루미늄합금(예 : AlNd)을 포함하는 알루미늄계 금속을 예를 들 수 있다.
이와 같은 구성을 가지는 어레이기판을 포함하는 반사형 액정표시장치의 동작모드를 간략히 설명한다.
반사모드의 광원은 전술한 바와 같이 외부광원을 사용함으로, 외부에서 액정패널의 상부기판(미도시)으로 입사된 빛은 상기 어레이기판(21)에 구성된 반사전극(19)에 반사되어 전압에 의해 배향된 액정(미도시)을 통과하면서 액정의 복굴절 특성에 따라 그 빛의 편광상태가 달라진 상태로 출사하게 된다.
이와 같이, 상기 액정(미도시)을 출사하는 빛이 컬러필터(미도시)를 통과하면서 상기 컬러필터를 착색하여 적/녹/청의 색감의 보이는 컬러 표시기능을 하게된다.
이와 같은 구성을 가지는 반사형 액정표시장치의 단면 구조를 이하 도 4를 참조하여 설명한다.
도 3은 상기 도 2의 Ⅳ-Ⅳ`를 따라 절단한 단면도이다.
도시한 바와 같이 먼저, 기판(21)상에 게이트 전극(32)과 게이트배선(도 2의 25)을 구성하고, 상기 데이터배선(27)과 소스전극(33)및 드레인 전극(35)은 상기 게이트전극(32)과의 사이에 게이트 절연막(41)을 사이에 두고 형성한다.
상기 액티브층(34)은 상기 소스전극(33) 및 드레인 전극(35)과 각각 겹쳐 형성된다.
상기 각 전극과 액티브층을 포함하는 박막트랜지스터(T)를 구성한 후, 상기 박막트랜지스터를 보호하기 위한 절연재질의 보호층(43)을 형성한다.
다음으로, 상기 보호층(43)을 패턴하여 상기 드레인 전극(35)의 상부에 드레인 콘택홀(45)을 형성하고, 이를 통하여 상기 드레인 전극(35)과 접촉하는 반사전극(19)을 구성하였다.
이와 같은 구성에서, 액정(미도시)은 기판(21)의 전면에 위치하게 되지만 상기 반사전극(19)의 상부에 위치한 액정만이 구동하게 된다.
따라서, 도시한 바와 같이, 상기 반사전극(19)과 반사전극의 사이영역(A)은 구동영역에서 제외된다.
특히, A 영역 중 상기 화소전극과 데이터배선의 사이는 설계오차를 감안하여 갭을 두어 형성하며, 이 영역에 위치한 액정은 전압을 인가하였을 경우, 상기 화소영역에 위치한 액정과는 다른 배향성을 하게 되며, 블랙상태를 나타내야 하는 경우에도 빛의 출사하는 빛샘 현상이 발생하게 된다.
따라서, 상부기판에 제작되는 블랙매트릭스의 형성할 때는 하부의 A 영역과 같은 비정상 구동 영역을 모두 덮도록 넓은 면적으로 제작되기 때문에 그 만큼 액정패널의 개구율이 줄어든다. 이와 같은 현상은 이하 설명하는 반사투과형 액정표시장치용 어레이기판에서도 발생한다.
도 4는 종래의 반사투과형 액정표시장치용 어레이기판의 일부 평면도이다.
도시한 바와 같이, 반사 투과형 액정표시장치는 도 1에서 설명한 바와 같이, 반사모드와 투과모드로 모두 동작할 수 있도록 한 화소영역(P)에 투과부(A)와 반사부(B)가 동시에 존재하는 구조이다.
상기 반사부와 투과부를 정의하기 위해 사용되는 수단은 투과홀(51)을 포함하는 반사전극(또는 반사판)(19a)과, 상기 반사전극(19a)의 상부 또는 하부에 직접 형성될 수도 있고 상기 반사전극(19a)과의 사이에 절연층(미도시)을 개재하여 형성될 수도 있는 투명 화소전극(19b)으로 구성된다.
이와 같은 구성의 단면구조를 이하 도 5에서 설명한다.
도 5는 도 4의 Ⅴ-Ⅴ`를 따라 절단하여 도시한 단면도이다.(도 4의 도면부호를 참조한다.)
먼저, 기판(21)상에 게이트전극(32)과 소스전극(33)및 드레인 전극(35)을 포함하는 박막트랜지스터(T)를 형성한 후, 박막트랜지스터의 상부에 제 1 보호층(43)을 형성한다.
다음으로, 상기 박막트랜지스터(T)의 드레인 전극(35)상부에 드레인 콘택홀(45)을 형성하고 동시에, 상기 화소영역(P)에 구성되는 투과홀(도 4의 51)의 위치에 대응하는 부분의 상기 보호층(43)을 표면으로부터 기판방향으로 식각하여 식각홈(53)을 형성한다.(이때, 식각홈(53)을 형성하지 않을 수 도 있다.)
다음으로, 상기 드레인 콘택홀(45)을 통해 상기 드레인 전극(35)과 접촉 하면서 화소영역(P) 상에 위치하고, 상기 식각홈(53)에 대응한 위치에 투과홀(51)을 포함하는 반사전극(19a)을 성한다.
다음으로, 상기 반사전극(19a) 상부에 절연물질인 제 2 보호층(47)을 형성한 후 패턴하여, 상기 드레인 콘택홀(45)을 통해 드레인 전극(35)과 접촉하는 부분의 반사전극(19a)을 소정 면적 노출한다.
다음으로, 패턴된 제 2 보호층(47)사이로 노출된 상기 반사전극(19a)과 접촉하면서, 상기 화소영역(P) 상에 위치하도록 투명한 화소전극(19b)을 형성한다.
이와 같은 공정으로 종래의 반사 투과형 액정표시장치용 어레이기판을 제작할 수 있다.
전술한 종래의 반사 투과형 어레이기판 또한, 상기 투과홀을 포함하는 반사전극과 반사전극 간에는 전술한 반사형 액정표시장치와 마찬가지로 액정은 위치하나 동작하지 않는 영역이 존재한다.
따라서, 종래의 반사형 액정표시장치나 반사투과형 액정표시장치는 일반적인투과형 액정표시장치에 비해 개구율이 떨어지는 단점이 있다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 상기 전극과 전극 사이의 비동작 영영을 동작영역으로 활성화하는 구조와 그 방법을 제시하여, 개구율 및 휘도(brightness)와 컨트라스트비(contrast ratio)가 더욱 개선된 반사형 액정표시장치와 반사투과형 액정표시장치를 제작하는데 그 목적이 있다.
도 1은 일반적인 반사투과형 액정표시장치를 도시한 분해 사시도이고,
도 2는 일반적인 반사형 액정표시장치용 어레이기판의 일부 화소를 개략적으로 도시한 확대 평면도이고,
도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ`를 따라 절단하여 도시한 단면도이고,
도 4는 일반적인 반사투과형 액정표시장치용 어레이기판의 일부 화소를 개략적으로 도시한 확대 평면도이고,
도 5는 도 4의 Ⅴ-Ⅴ`를 따라 절단하여 도시한 단면도이고,
도 6은 본 발명에 따른 반사형 액정표시장치용 어레이기판의 일부 화소를 개략적으로 도시한 확대 평면도이고,
도 7a 내지 도 7c는 도 6의 Ⅵ-Ⅵ`,Ⅶ-Ⅶ`를 따라 절단하여, 본 발명의 공정순서에 따라 도시한 공정 단면도이고,
도 8은 본 발명에 따른 반사투과형 액정표시장치용 어레이기판의 일부 화소를 개략적으로 도시한 확대 평면도이고,
도 9a 내지 도 9d는 도 8의 Ⅷ-Ⅷ`와 Ⅸ-Ⅸ`를 따라 절단하여, 본 발명의 공정 순서에 따라 도시한 공정 단면도이다.
〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉
T1 : N번째 박막트랜지스터 T2 : N+1번째 박막트랜지스터
119b : 반사전극 135` : 드레인 전극
147 : 제 2 보호층 149 : 드레인 콘택홀
전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 반사형 액정표시장치용 어레이기판은 투명한 기판과; 상기 기판 상에 서로 수직하게 교차하여 화소영역을 정의하는 데이터배선과, 게이트배선과; 상기 게이트배선과 데이터배선의 교차지점에 구성된 스위칭 소자와; 상기 스위칭 소자 중 n번째 스위칭 소자와 연결되어, 상기 화소영역 상에 위치하고, 상기 게이트배선과 데이터배선의 상부로 연장 형성되는 제 1 반사전극과; 상기 제 1 반사전극과 절연막을 사이에 두고 근접하게 상하로 엇갈려 구성되고, 상기 n번째 스위칭 소자와 이웃한 상/하/좌/우의 스위칭 소자와 연결된 제 2 반사전극을 포함한다.
상기 반사전극은 반사율이 뛰어난 알루미늄과 알루미늄계 합금으로 구성된 도전성 금속그룹 중 선택된 하나로 형성한다.
상기 제 1 반사전극과 제 2 반사전극 사이에 개재된 절연막은 유전율이 3 이하인 절연물질로 형성한다.
본 발명의 특징에 따른 반사형 액정표시장치용 어레이기판의 제조방법은 투명한 기판을 준비하는 단계와; 상기 기판 상에 게이트배선을 형성하는 단계와; 상기 게이트배선과 수직으로 교차하여 화소영역을 정의하는 데이터배선을 형성하는 단계와; 상기 게이트배선과 데이터배선의 교차지점에 스위칭 소자를 형성하는 단계와; 상기 스위칭 소자 중 n번째 스위칭 소자와 연결되어, 상기 화소영역 상에 위치하고, 상기 게이트배선과 데이터배선의 상부로 연장 형성되는 제 1 반사전극을 형성하는 단계와; 상기 제 1 반사전극과 절연막을 사이에 두고 근접하게 상하로 엇갈려 구성되고, 상기 n번째 스위칭 소자와 이웃한 상/하/좌/우의 스위칭 소자와 연결된 제 2 반사전극을 형성하는 단계를 포함한다.
상기 반사전극은 반사율이 뛰어난 알루미늄과 알루미늄계 합금으로 구성된 도전성 금속그룹 중 선택된 하나로 형성한다.
본 발명의 특징에 따른 반사투과형 액정표시장치용 어레이기판은 투명한 기판과; 상기 기판 상에 서로 수직하게 교차하여 화소영역을 정의하는 데이터배선과, 게이트배선과; 상기 게이트배선과 데이터배선의 교차지점에 구성된 스위칭 소자와; 상기 화소영역에 대응한 위치에 투과홀을 포함하고, 상기 게이트배선과 데이터배선 상부로 연장 형성된 반사판과; 상기 반사판 상부에 위치하며, 상기 스위칭 소자 중 n번째 스위칭 소자에 연결되고, 게이트배선과 데이터배선의 상부로 연장 형성된 제 1 투명 화소전극과; 상기 제 1 투명 화소전극과 이웃하며, 절연막을 사이에 두고 근접하게 상하로 엇갈려 구성된 제 2 투명 화소전극을 포함한다.
본 발명의 특징에 따른 반사투과형 액정표시장치용 어레이기판 제조방법은 투명한 기판을 준비하는 단계와; 상기 기판 상에 게이트배선을 형성하는 단계와;상기 게이트배선과 절연막을 사이에 두고 수직하게 교차하여 화소영역을 정의하는 데이터배선을 형성하는 단계와; 상기 게이트배선과 데이터배선의 교차지점에 구성된 스위칭 소자를 형성하는 단계와; 상기 화소영역에 대응한 위치에 투과홀을 포함하고, 상기 게이트배선과 데이터배선의 상부로 연장 형성된 반사판을 형성하는 단계와; 상기 반사판 상부에 위치하고, 상기 스위칭 소자 중 n번째 스위칭 소자에 연결되어 게이트배선과 데이터배선의 상부로 연장 형성된 제 1 투명 화소전극을 형성하는 단계와; 상기 제 1 투명 화소전극과 상,하,좌,우에서 이웃하며, 절연막을 사이에 두고 근접하게 상하로 엇갈려 구성된 제 2 투명 화소전극을 형성하는 단계를 포함한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예들을 설명한다.
-- 제 1 실시예 --
도 6은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 반사형 액정표시장치용 어레이기판의 일부 화소를 도시한 평면도이다.
도시한 바와 같이, 게이트배선(125)과 데이터배선(127)이 수직으로 교차하여 화소영역(P)을 정의하며, 상기 두 배선의 교차지점에는 스위칭 소자(T)가 위치한다.
상기 스위칭 소자(T)로 게이트전극(132)과 소스전극(133)및 드레인 전극(135)으로 구성되는 박막트랜지스터를 형성한다.
상기 화소영역 상에는 상기 드레인 전극(135)과 접촉하는 화소전극인 반사전극(119)을 형성한다.
이때, 상/하 방향과 좌/방향에서 상기 서로 이웃하는 반사전극(119)은 거의 근접하여 형성한다. 이러한 구성이 가능한 이유는 절연층(미도시)을 개재하여 서로 이웃하는 반사전극(119)을 상/하로 엇갈려 형성하여, 상기 이웃하는 반사전극 사이에 위치한 절연층에 의해 상호 전극간 영향을 최소화 활 수 있기 때문이다.
이때, 상기 두 반사전극(119) 사이에 개재되는 절연층(미도시)은 되도록 이면 유전율 값이 작은 벤조사이클로 부텐(benzocyclobutene)과 아크릴(acryl)계 수지(resin)등으로 구성된 유기절연 물질그룹 중 하나를 선택하여 사용하는 것이 바람직하다.
이하, 도 7a내지 도 7c의 공정 단면도를 참조하여, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 반사형 액정표시장치용 어레이기판의 제조공정을 설명한다.
도 7a 내지 도 7c는 도 6의 Ⅵ-Ⅵ`와 Ⅶ-Ⅶ`를 따라 절단하여 공정순서에 따라 도시한 공정 단면도이다.
먼저, 도 7a에 도시한 바와 같이, 기판 상에 알루미늄(Al), 알루미늄 합금, 몰리브덴(Mo), 구리(Cu), 텅스텐(W), 크롬(Cr)등을 포함하는 도전성금속 그룹 중 선택된 하나를 증착하고 패턴하여, 게이트배선(125)과 게이트전극(도 6의 132)을 형성한다.
이때, 상기 게이트전극(132)과 게이트배선(125)을 알루미늄으로 구성할 경우에는 상기 알루미늄배선을 보호하는 다른 도전성 금속을 적층하는 구조를 취할 수도 있다.
다음으로, 상기 게이트배선(도 6의 125)과 게이트전극(132)이 구성된 기판(111)의 전면에 실리콘 산화막(SiO2)과 실리콘 질화막(SiNx)으로 구성된 무기절연물질 그룹과, 경우에 따라서는 벤조사이클로부텐(benzocyclobutene)과 아크릴(Acryl)계 수지(resin)등으로 구성된 유기절연 물질 그룹 중 선택된 하나를 증착 또는 도포하여 게이트 절연막(141)을 형성한다.
상기 게이트 절연막(141) 상에 순수 비정질 실리콘층과 불순물 비정질 실리콘층을 적층하여 패턴하여, 상기 게이트 전극(132) 상부에 아일랜드 형상으로 반도체층(134)을 형성한다.
다음으로, 상기 반도체층(134)이 형성된 기판(111)의 전면에 전술한 바와 같은 도전성 금속물질을 증착한 후 패턴하여, 상기 게이트배선(도 6의 125)과는 수직으로 교차하여 화소영역(P)을 정의하는 데이터배선(127)과, 상기 데이터배선(127)에 연결된 소스전극(133)과 이와는 소정간격 이격된 드레인 전극(135)을 형성한다.
결과적으로, 기판(111)상에 게이트배선(도 6의 125)과 데이터배선(127)이 구성되고, 상기 두 배선이 교차하는 지점에 박막트랜지스터(T)가 형성된 구조를 얻을 수 있다.
다음으로, 도 7b에 도시한 바와 같이, 상기 박막트랜지스터(T)가 형성된 기판(111)의 전면에 절연물질인 제 1 보호층(143)을 형성한 후 패턴하여, 상기 다수의 각 화소에 대응하여 위치하는 박막트랜지스터(T)중 n번째 박막트랜지스터(T1)에구성되는 드레인 전극(135)의 일부가 노출되도록 제 1 드레인 콘택홀(145)을 형성한다.
다음으로, 상기 드레인 콘택홀(145)이 형성된 기판(111)상에 저항이 낮고 반사율이 뛰어난 알루미늄(Al)과 알루미늄합금과 같은 도전성 금속물질을 증착하고 패턴하여, 상기 n번째 박막트랜지스터(T1)의 드레인 전극(135)과 접촉하는 제 1 반사전극(119a)을 형성한다.
이때, 상기 제 1 반사전극(119a)을 상기 데이터배선(127)과 게이트배선(도 6의 125)의 일측 상부로 연장 형성한다.
다음으로, 도 7c에 도시한 바와 같이, 상기 제 1 반사전극(119a)이 형성된 기판(111)의 전면에 절연물질인 제 2 보호층(147)을 형성한 후 패턴하여, 상기 n번째 박막트랜지스터(T1)에 이웃하는 상/하 방향과 좌/우 방향에 위치한 n+1번째 박막트랜지스터(T2)의 각 드레인 전극(135`)상부의 상기 제 1 보호층(143)과 제 2 보호층(147)을 동시에 식각하여 제 2 드레인 콘택홀(149)을 형성한다.
다음으로, 상기 제 2 보호층(147)의 상부에 전술한 바와 같은 반사율이 뛰어난 도전성 금속을 증착하고 패턴하여, 상기 제 2 드레인 콘택홀(149)을 통해 제 2 드레인 전극(135`)과 접촉하는 제 2 반사전극(119b)을 형성한다.
이때, 상기 제 2 반사전극(119b) 또한 상기 데이터배선(127)과 게이트배선(도 6의 125)의 일 측 상부로 연장 형성한다.
이와 같은 구성에서, 상기 임의의 반사전극은 절연층을 사이에 두고 이웃하는 4개의 화소전극과 모두 상하로 엇갈려 구성된 결과를 얻을 수 있다.
따라서, 서로 이웃하는 반사전극(119a,119b)은 평면적으로 상기 게이트배선(도 6의 125)과 데이터배선(127) 상부로 연장되어 서로 근접하게 위치한 형상이다.
이때, 상기 반사전극(119a,119b)은 상기 박막트랜지스터(T)의 상부까지 연장하여 형성할 수 있다.
이와 같은 공정으로 본 발명에 따른 반사형 액정표시장치용 어레이기판을 제작할 수 있다. 전술한 구성을 보면, 상기 반사전극과 반사전극간에 비 구동영역이 최소화되는 구조이므로 개구율과 함께 휘도와 컨트라스트비가 개선된 반사형 액정표시장치용 어레이기판을 제작할 수 있다.
-- 제 2 실시예--
도 8은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 반사투과형 액정표시장치용 어레이기판의 일부 화소를 도시한 평면도이다.
도시한 바와 같이, 기판 상에 게이트배선(125)과 데이터배선(127)이 수직으로 교차하여 화소영역(P)을 정의하며, 상기 두 배선의 교차지점에는 박막트랜지스터(T)가 존재한다.
상기 화소영역(P)은 투과부(A)와 반사부(B)로 정의되며, 이를 위해 투과홀(141)을 포함하는 반사전극(118)을 채용하고, 상기 반사전극(118)의 상부에 투명한 화소전극(119a,119b)을 구성한다.
상기 반사전극(118)은 기판(111)의 전면에 구성하며, 상기 각 화소마다 투과홀(141)을 형성하고, 상기 각 화소에 대응하여 형성한 박막트랜지스터(T)의 드레인전극(135)의 일부 상부에 콘택홀(143)을 형성한다.
이때, 상기 반사전극(118)과 투명한 화소전극(119a,119b)으로 구성된 반투과 전극 중 임의의 투명전극(119a)은 이웃한 화소의 투명전극(119b)과 상하로 엇갈려 구성한다.
이하, 도 9a 내지 도 9d를 참조하여 도 8의 구성을 위한 제조공정을 설명한다.
도 9a 내지 도 9c는 도 8의 Ⅷ-Ⅷ`,Ⅸ-Ⅸ`를 따라 절단하여 공정순서에 따라 도시한 공정 단면도이다.
먼저, 도 9a는 상기 반사형 액정표시장치의 박막트랜지스터 형성공정과 동일하므로 상세한 설명을 생략하도록 한다.
도시한 바와 같이, 기판(111)상에 박막트랜지스터(T1,T2)를 형성하고, 게이트배선(도 8의 125)과 이와는 수직으로 교차하여 화소영역(P)을 정의하는 데이터배선(127)을 형성한다.
다음으로, 도 9b에 도시한 바와 같이, 상기 박막트랜지스터(T1,T2)가 형성된 기판(111)의 전면에 전술한 바와 같은 절연물질을 증착 또는 도포하여 제 1 보호층 (149)을 형성한 후 , 상기 화소영역(P)에 정의된 투과부에 대응하는 위치를 소정면적으로 식각하여 식각홈(151)을 형성한다.
다음으로, 상기 제 1 보호층(149)상에 반사율이 뛰어난 불투명 도전성 금속을 증착한 후 패턴하여, 상기 식각홈(151)에 대응하는 위치에 투과홀(141)을 형성하고, 상기 박막트랜지스터(T)에 구성되는 드레인 전극(135)의 일부 상부에 대응하여 소정면적 만큼 식각하여 하부 제 1 보호층(149)을 노출하는 콘택홀(143)을 형성한다. 이와 같이 구성하면 상기 반사판(118)에 의해 기판(111)의 디스플레이 영역이 대부분 가려지는 구성이 된다. (즉, 높은 반사율을 얻을 수 있는 구조이다.)
다음으로, 도 9c에 도시한 바와 같이, 상기 투과홀(141)이 형성된 반사판 (118)상부에 전술한 바와 같은 절연물질을 증착하여 제 2 보호층(153)을 형성하고 이를 패턴하여, 상기 박막트랜지스터(T1, T2) 상부의 반사판에 형성한 콘택홀(143)을 통해, 상기 드레인 전극(135) 상부의 제 1 보호층(149)과 제 2 보호층(153)을 동시에 식각하여, n번째 박막트랜지스터(T1)의 드레인 전극(135)이 노출 되도록 제 1 드레인 콘택홀(161)을 형성하고, 상기 n번째 박막트랜지스터의 상/하/좌/우 방향에 이웃한 박막트랜지스터(T2)의 드레인 전극(135`)을 노출하도록 제 2 드레인 콘택홀(163)을 형성한다.
다음으로, 상기 제 2 보호층(153)상에 인듐-틴-옥사이드(indium-tin-oxide : ITO)와 인듐-징크-옥사이드(indium-zinc-oxide : IZO)로 구성된 투명 도전성 금속그룹 중 선택된 하나를 증착하고 패턴하여, 상기 N번째 박막트랜지스터(T1)의 상부에 형성된 제 1 드레인 콘택홀(161)을 통해 드레인 전극(135)과 접촉하는 제 1 투명 화소전극(119a)을 형성한다.
이때, 상기 제 1 투명 화소전극(119a)은 서로 수직으로 교차하여 구성된 게이트배선(도 8의 125)과 데이터배선(127)의 상부로 연장하여 형성한다.
다음으로, 도 9d에 도시한 바와 같이, 상기 제 1 투명 화소전극(119a)이 구성된 기판(111)의 전면에 전술한 바와 같은 절연물질을 증착 또는 도포하여 제 3보호층(165)을 형성한다. 다음으로 이를 패턴하여 상기 n번째 박막트랜지스터(T1)와 상/하/좌/우에서 이웃한 박막트랜지스터(T2) 상부의 제 3 보호층(165)을 식각하여 제 2 드레인 콘택홀(167)을 형성한다.
다음으로, 상기 제 3 보호층(165)의 상부에 전술한 바와 같은 투명 도전성 금속그룹 중 선택된 하나를 증착하고 패턴하여, 상기 제 2 드레인 콘택홀(167)을 통해 상기 드레인 전극(135`)과 접촉하며 화소영역(P) 상에 구성되는 제 2 투명화소전극(119b)을 형성한다.
이때, 상기 제 2 투명 화소전극(119b)은 상기 게이트배선과 데이트배선 방향으로 연장 형성하여, 평면적으로 상기 제 1 투명 화소전극과 근접하도록 구성한다.
이와 같은 방법으로, 본 발명에 따른 반사 투과형 액정표시장치를 제작할 수 있다.
전술한 바와 같은 구성은 투과홀을 포함하는 반사판이 기판의 대부분에 구성되고, 상기 투명화소전극을 각 화소마다 절연층을 개재하여 상/하로 서로 근접하게 엇갈려 구성하였기 때문에 기판에서 넓은 영역을 동작영역으로 구성할 수 있다.
따라서, 반사율과 휘도가 뛰어난 반사형 액정표시장치와 반사투과형 액정표시장치를 제작할 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 반사형 액정표시장치용 어레이기판과 반사투과형 액정표시장치용 어레이기판은 화소간에 비구동 영역을 최소화한 구조이므로, 반사율이 뛰어나고 높은 콘트라스트와 휘도를 얻을 수 있는 효과가 있다.

Claims (10)

  1. 투명한 기판과;
    상기 기판 상에 서로 수직하게 교차하여 화소영역을 정의하는 데이터배선과, 게이트배선과;
    상기 게이트배선과 데이터배선의 교차지점에 구성된 스위칭 소자와;
    상기 스위칭 소자와 연결되어, 상기 화소영역 상에 위치하고, 상기 게이트배선과 데이터배선의 상부로 연장 형성되는 제 1 반사전극과;
    상기 제 1 반사전극과 절연막을 사이에 두고 근접하게 상하로 엇갈려 구성되어 상기 스위칭 소자와 연결된 제 2 반사전극
    을 포함하는 반사형 액정표시장치용 어레이기판.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 반사전극은 반사율이 뛰어난 알루미늄과 알루미늄계 합금으로 구성된 도전성 금속그룹 중 선택된 하나로 형성된 반사형 액정표시장치용 어레이기판.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 스위칭 소자는 게이트전극과, 소스전극 및 드레인 전극과, 액티브층으로 구성된 박막트랜지스터인 반사형 액정표시장치용 어레이기판.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 반사전극과 제 2 반사전극 사이에 개재된 절연막은 유전율이 3 이하인 절연물질로 형성된 반사형 액정표시장치용 어레이기판.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 절연막은 벤조사이클로부텐(BCB)과 아크릴(Acryl)계 수지(resin)로 구성된 유기절연 물질 그룹 중 선택된 하나인 반사형 액정표시장치용 어레이기판.
  6. 투명한 기판과;
    상기 기판 상에 서로 수직하게 교차하여 화소영역을 정의하는 데이터배선과, 게이트배선과;
    상기 게이트배선과 데이터배선의 교차지점에 구성된 스위칭 소자와;
    상기 화소영역에 대응한 위치에 투과홀을 포함하고, 상기 게이트배선과 데이터배선 상부로 연장 형성된 반사판과;
    상기 반사판 상부에 위치하며, 상기 스위칭 소자 중 n번째 스위칭 소자에 연결되고, 게이트배선과 데이터배선의 상부로 연장 형성된 제 1 투명 화소전극과;
    상기 제 1 투명 화소전극과 이웃하며, 절연막을 사이에 두고 근접하게 상하로 엇갈려 구성된 제 2 투명 화소전극
    을 포함하는 반사투과형 액정표시장치용 어레이기판.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 반사판은 반사율이 뛰어난 알루미늄과 알루미늄 계 합금으로 구성된 도전성 금속그룹 중 선택된 하나로 형성된 반사투과형 액정표시장치용 어레이기판.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 스위칭 소자는 게이트전극과, 소스전극 및 드레인 전극과, 액티브층으로 구성된 박막트랜지스터인 반사투과형 액정표시장치용 어레이기판.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 1 투명 화소전극과 제 2 투명 화소전극 사이에 개재된 절연막은 유전율이 3 이하인 절연물질로 형성된 반사투과형 액정표시장치용 어레이기판.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 절연막은 벤조사이클로부텐(ben)과 아크릴계 수지 등으로 구성된 유기절연 물질 그룹 중 선택된 하나인 반사투과형 액정표시장치용 어레이기판.
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