KR20030034820A - 반사-투과형 액정표시장치 및 그 제조방법 - Google Patents
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Abstract
반사-투과형 액정표시장치 및 그 제조방법이 개시되어 있다. 상기 장치는 기판, 기판 상에 게이트 전극, 소오스 전극, 드레인 전극 및 액티브 패턴을 포함하여 형성된 박막 트랜지스터; 박막 트랜지스터 및 기판 상에 드레인 전극을 노출시키는 콘택홀을 갖고 형성된 보호막; 보호막 상에 콘택홀을 통해 드레인 전극과 접속되도록 형성된 투명 전극; 및 투명 전극 상에 형성되며 상기 기판을 향하는 방향으로 공급된 광은 반사시키고 상기 기판을 통과하여 공급된 광은 투과시키는 반사/투과 전극을 구비한다. 광량이 풍부한 곳에서는 외부 광을 반사시켜 액정으로 공급하고, 광량이 부족한 곳에서는 자체 생산한 광을 액정으로 공급하기 위하여 광의 반사/투과가 모두 가능한 반사/투과 전극을 사용함으로써, 광의 이용 효율을 높여 고휘도의 디스플레이를 달성할 수 있다.
Description
본 발명은 액정표시장치 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 광량이 풍부한 곳에서는 저소비전력 모드인 반사 모드에서 디스플레이를 수행하고, 광량이 부족한 곳에서는 고휘도 모드인 투과 모드에서 디스플레이가 수행될 수 있도록 한 반사-투과형 액정표시장치 및 그 제조 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.
일반적으로 전자 디스플레이 장치란 다양한 정보를 시각을 통해 인간에게 전달하는 장치를 말한다. 즉, 전자 디스플레이 장치란 각종 전가 기기로부터 출력되는 전기적 정보 신호를 인간의 시각으로 인식 가능한 광 정보 신호로 변환하는 전자 장치라고 정의할 수 있으며, 인간과 전자 기기를 연결하는 가교적 역할을 담당하는 장치로 정의될 수도 있다.
이러한 전자 디스플레이 장치에 있어서, 광 정보 신호가 발광 현상에 의해표시되는 경우에는 발광형 표시(emissive display) 장치로 불려지며, 반사, 산란, 간섭 현상 등에 의해 광 변조를 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 액정표시장치(liquid crystal display; LCD), 전기화학 표시장치(electrochemical display; ECD) 및 전기 영동 표시장치(electrophoretic image display; EPID) 등이 해당된다.
텔레비전이나 컴퓨터용 모니터 등과 같은 화상표시장치에 사용되는 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 의해 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 중에서 액정표시장치는 다른 디스플레이 장치에 비해 얇고 가벼우며, 낮은 소비 전력 및 낮은 구동 전압을 갖추고 있을 뿐만 아니라, 음극선관에 가까운 화상 표시가 가능하기 때문에 다양한 전자 장치에 광범위하게 사용되고 있다.
일반적으로 액정표시장치는 전계에 따라서 광투과도가 바뀌는 액정의 전기-광학적 특성을 이용하여 문자, 영상, 동영상을 디스플레이 하는 디스플레이 장치로 정의할 수 있다. 이와 같이 정의된 액정표시장치가 디스플레이를 수행하기 위해서는 어떠한 형태로든 광을 필요로 한다. 이는 액정표시장치에서 디스플레이를 구현하는데 필수적인 액정 자체는 발광하지 않고 단지 광의 투과도만을 정밀하게 조절하기 때문이다. 이와 같은 액정의 특성에 의하여 액정표시장치는 크게 보아 반사형 액정표시장치 및 투과형 액정표시장치 2가지 종류로 나뉘어진다.
반사형 액정표시장치는 TFT 기판, 액정, 컬러필터 기판으로 이루어진 액정표시패널 및 액정표시패널 구동장치로 구성된다.
TFT 기판은 기판에 게이트 전극, 소오스 전극, 드레인 전극을 갖는 박막 트랜지스터를 매트릭스 형태로 형성한 후, 박막 트랜지스터의 드레인 전극에 광을 반사시키는 금속 재질의 반사 전극을 형성하여 제작된다. 컬러필터 기판은 투명 기판 상에 RGB 화소를 형성하고, RGB 화소의 밑에 투명한 공통 전극을 형성하여 제작된다. 이때, RGB 화소는 TFT 기판에 형성된 각 반사 전극과 대응되도록 형성된다.
이와 같이 제작된 TFT 기판의 반사 전극과 컬러필터 기판의 RGB 화소가 정확하게 얼라인먼트 되도록 조립한 상태에서 TFT 기판과 컬러필터 기판 사이에는 액정이 주입된다. 이로서, 각 반사 전극에 가해지는 전원의 세기를 액정표시패널 구동장치에 의하여 개별적으로 정밀하게 조절할 경우, 각 반사 전극과 공통 전극의 사이에는 서로 다른 전계가 형성된다. 이처럼 각 반사 전극과 공통 전극의 사이에 서로 다른 전계가 형성될 경우, 이들 사이에 위치하는 액정은 전계에 대응하여 각기 다른 광투과도를 갖도록 배열된다. 이와 같은 상태에서 외부로부터 반사 전극을 향하는 방향으로 인가된 광이 존재할 경우, 광은 반사 전극에 반사된 후, 액정으로 입사된다. 이로써 광은 액정으로부터 광량이 조절된 상태에서 RGB 화소를 통과하여 소정 색이 발현된다.
그러나 이와 같은 구조 및 작동 원리를 갖는 반사형 액정표시장치의 디스플레이는 외부 광의 존재 여부에 의존하기 때문에 광량이 부족한 곳에서는 디스플레이를 수행할 수 없는 치명적인 단점을 갖는다. 이러한 반사형 액정표시장치의 치명적인 단점은 투과형 액정표시장치에 의하여 극복이 가능하다.
투과형 액정표시장치는 TFT 기판, 액정, 컬러필터 기판으로 구성된 액정표시패널, 액정표시패널 구동장치 및 이에 더하여 백라이트 어셈블리로 구성된다.
투과형 액정표시장치의 TFT 기판은 투명한 기판의 상면에 게이트 전극, 소오스 전극, 드레인 전극을 갖는 박막 트랜지스터를 해상도에 적합한 개수로 형성하고, 드레인 전극에 광 투과가 가능한 투명한 화소 전극을 형성하여 제작된다. 이때, 박막 트랜지스터의 소오스 전극 및 게이트 전극에는 액정표시패널 구동장치로부터 구동 신호가 인가된다. 한편, 컬러필터 기판은 투명 기판 상에 투명한 화소 전극과 대응하는 RGB 화소를 형성하고, RGB 화소의 밑에 투명한 공통 전극을 형성하여 제작된다.
이와 같이 제작된 TFT 기판 및 컬러필터 기판은 투명한 화소 전극 및 RGB 화소가 정확하게 얼라인먼트 되도록 조립된다. 이후, TFT 기판과 컬러필터 기판 사이에는 액정이 주입된다. 이때, 각 화소 전극에 가해지는 전원의 세기를 개별적으로 정밀하게 조절할 경우 각 화소 전극과 공통 전극의 사이에는 서로 다른 전계가 형성된다. 이처럼 각 화소 전극과 공통 전극의 사이에 서로 다른 전계가 형성될 경우, 이들 사이에 위치하는 액정은 전계에 대응하여 각기 다른 광투과도를 갖도록 배열된다.
한편, 이와 같은 액정표시패널에 의하여 디스플레이를 수행하기 위해서 액정표시패널의 후면에는 면광원 형태의 광이 액정을 향하도록 광을 생성 및 공급하는 백라이트 어셈블리가 설치된다. 백라이트 어셈블리에서 공급된 광은 투명한 화소 전극을 통과한 후, 액정에 의하여 광량이 조절된 상태에서 공통전극 및 RGB 색화소를 통과하여 소정 색이 발현된다.
이와 같은 구조 및 작동 원리를 갖는 투과형 액정표시장치는 앞서 설명한 반사형 액정표시장치의 치명적인 단점인 광량이 부족한 어두운 곳에서도 디스플레이를 수행할 수 있는 장점을 갖는다.
그러나, 투과형 액정표시장치는 백라이트 어셈블리에 의하여 액정표시장치의 부피 및 무게가 증가되고, 전기 에너지를 소모하여 광을 발생시키기 때문에 소비전력이 비약적으로 증가되는 또 다른 문제점을 갖는다.
따라서, 본 발명의 제1의 목적은 어두운 곳에서는 투과형 액정표시장치와 같은 메커니즘으로 작동되고, 광량이 풍부한 곳에서는 반사형 액정표시장치와 같은메커니즘으로 작동함으로써 어두운 곳에서도 디스플레이를 수행할 수 있도록 함은 물론 광량이 풍부한 곳에서는 외부 광에 의하여 디스플레이를 수행하는데 필요한 반사-투과형 액정표시장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 제2의 목적은 상기 반사-투과형 액정 표시 장치를 제조하는 데 특히 적합한 반사-투과형 액정 표시 장치의 제조방법을 제공함에 있다.
도 1 및 도 2는 4매 마스크 공정에 의하여 게이트 전극을 형성하는 공정을 설명하기 위한 단면도이다.
도 3은 4매 마스크 공정에 의하여 게이트 전극 상에 게이트 절연막, 제1 및 제2 반도체층, 소오스/드레인 전극용 금속막이 증착되는 공정을 설명하기 위한 단면도이다.
도 4는 4매 마스크 공정에 의하여 소오스/드레인 전극용 금속막 상에 슬릿 마스크를 사용하여 포토레지스트 패턴을 형성하는 공정을 설명하기 위한 단면도이다.
도 5는 도 4에서 패터닝된 포토레지스트 패턴의 단면도이다.
도 6은 도 5의 포토레지스트 패턴을 마스크로 하여 소오스/드레인 전극용 금속막과 제1 및 제2 반도체층의 일부를 식각한 것을 도시한 단면도이다.
도 7은 에치백 공정에 의하여 도 6의 소오스/드레인 전극용 금속막을 식각한 것을 도시한 단면도이다.
도 8은 소오스 전극 및 드레인 전극을 마스크로 제2 반도체층을 식각한 후 그 위에 유기 보호막이 도포된 것을 도시한 단면도이다.
도 9는 유기 보호막의 상면에 엠보싱 처리 및 콘택홀이 형성된 것을 도시한 단면도이다.
도 10은 유기 보호막 상에 투명 전극 및 반사/투과 금속막을 증착한 것을 도시한 단면도이다.
도 11은 반사/투과 금속막을 패터닝하여 반사/투과 전극을 형성하기 위하여 포토레지스트막이 형성된 것을 도시한 단면도이다.
도 12는 반사/투과 금속막의 반사율 및 투과율을 설명하기 위한 그래프이다.
도 13은 도 11에서 포토레지스트막을 패터닝하여 형성된 포토레지스트 패턴을 도시한 단면도이다.
도 14는 본 발명의 제1 실시예에 의해 제조된 반사-투과형 액정표시장치의 단면도이다.
도 15 내지 도 22는 본 발명의 제2 실시예에 의한 반사-투과형 액정표시장치의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 23은 본 발명의 제3 실시예에 의해 제조된 반사-투과형 액정표시장치의 단면도이다.
도 24a 및 도 24b는 크롬 박막의 투과율 및 반사율을 각각 나타낸 그래프이다.
도 25a 및 도 25b는 몰리브덴-텅스텐 박막의 투과율 및 반사율을 각각 나타낸 그래프이다.
도 26a 및 도 26b는 알루미늄-내드뮴 박막의 투과율 및 반사율을 각각 나타낸 그래프이다.
도 27a 및 도 27b는 은 박막의 투과율 및 반사율을 각각 나타낸 그래프이다.
도 28 내지 도 31은 본 발명의 제3 실시예에 의한 반사-투과형 액정표시장치의 제조방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
상기한 본 발명의 제1의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 기판; 상기 기판 상에 게이트 전극, 소오스 전극, 드레인 전극 및 액티브 패턴을 포함하여 형성된 박막 트랜지스터; 상기 박막 트랜지스터 및 기판 상에 상기 드레인 전극을 노출시키는 콘택홀을 갖고 형성된 보호막; 상기 보호막 상에 상기 콘택홀을 통해 상기 드레인 전극과 접속되도록 형성된 투명 전극; 및 상기 투명 전극 상에 형성되며, 상기 기판을 향하는 방향으로 공급된 광은 반사시키고, 상기 기판을 통과하여 공급된 광은 투과시키는 반사/투과 전극을 구비하는 것을 특징으로 하는 반사-투과형 액정표시장치를 제공한다.
또한, 본 발명의 상기한 제1의 목적은 기판; 상기 기판 상에 게이트 전극, 소오스 전극, 드레인 전극 및 액티브 패턴을 포함하여 형성된 박막 트랜지스터; 상기 박막 트랜지스터 및 기판 상에 드레인 전극을 노출시키는 콘택홀을 갖고 형성된 보호막; 및 상기 보호막 상에 상기 콘택홀을 통해 드레인 전극과 접속되도록 형성되고, 기판을 향하는 방향으로 공급된 광은 반사시키고 기판을 통과하여 공급된 광은 투과시키는 반사/투과 전극을 구비하는 것을 특징으로 하는 반사-투과형 액정표시장치를 제공한다.
상기한 본 발명의 제2의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 ⅰ) 기판 상에 게이트 전극, 소오스 전극, 드레인 전극 및 액티브 패턴을 갖는 박막 트랜지스터를 제1 및 제2 마스크를 사용하여 형성하는 단계; ⅱ) 상기 박막 트랜지스터 및 기판 상에 드레인 전극을 노출시키는 콘택홀을 갖는 보호막을 제3 마스크를 사용하여 형성하는 단계; ⅲ) 상기 보호막 상에 상기 콘택홀을 통해 드레인 전극과 접속되도록 투명 도전막을 형성하는 단계; 및 ⅳ) 상기 투명 도전막의 상면과 접촉되며, 보호막의 상부로부터 공급된 광은 반사시키고, 보호막의 하부로부터 공급된 광은 투과시키는 반사/투과 전극을 제4 마스크를 사용하여 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반사-투과형 액정표시 장치의 제조방법을 제공한다.
또한, 본 발명의 상기한 제2의 목적은 ⅰ) 기판 상에 게이트 전극, 소오스 전극, 드레인 전극 및 액티브 패턴을 갖는 박막 트랜지스터를 형성하는 단계; ⅱ) 상기 박막 트랜지스터 및 기판 상에 드레인 전극을 노출시키는 콘택홀을 갖는 보호막을 형성하는 단계; 및 ⅲ) 상기 보호막 상에 콘택홀을 통해 드레인 전극과 접속되도록 형성되며, 보호막의 상부로부터 공급된 광은 반사시키고, 보호막의 하부로부터 공급된 광은 투과시키는 반사/투과 전극을 형성하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 반사-투과형 액정표시장치를 제공한다.
본 발명에 의하면, 광량이 풍부한 곳에서는 반사광을 이용하여 반사 모드에서 디스플레이를 수행하고 광량이 부족한 곳에서는 투과광을 이용하여 투과 모드에서 디스플레이를 수행할 수 있도록 함으로써, 어떠한 환경에서도 디스플레이를 수행할 수 있으며 투과 모드에서의 광 효율을 더욱 상승시킬 수 있다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하고자 한다.
첨부된 도 14에는 본 발명의 일 실시예에 의한 반사-투과형 액정표시장치(1300)가 도시되어 있다.
반사-투과형 액정표시장치(1300)는 전체적으로 보아 제1 기판(100), 박막 트랜지스터(780), 유기 보호막(900), 반사/투과 전극(1100), 제2 기판(150), 액정층 및 광 공급 장치로 구성된다.
상기 제1 기판(100)은 광 투과율이 높은 투명한 기판이 사용된다. 이때, 제1 기판(100)으로는 바람직하게 무 알칼리성 유리 기판이 사용될 수 있다.
제1 기판(100) 상에는 매트릭스 형태로 배열된 박막 트랜지스터(780)가 형성된다. 이들 박막 트랜지스터들 중 어느 하나의 박막 트랜지스터(780)의 보다 구체적인 구성을 첨부된 도 14를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
제1 기판(100)의 제1 영역에 게이트 구동 신호가 인가되도록 게이트 전극(350)이 형성된다. 상기 게이트 전극(350) 상에 소정 두께로 게이트 절연막(400)이 형성된다. 게이트 절연막(400)은 바람직하게는 실리콘 질화물(SiNx)을 사용하여 형성한다. 게이트 절연막(400)은 게이트 전극(350)이 다른 도전성 패턴과 접촉되어 쇼트되는 것을 방지하는 역할을 한다.
상기 게이트 절연막(400) 상에는 비정질실리콘으로 이루어진 액티브 패턴(550) 및 n+ 비정질실리콘으로 이루어진 오믹 콘택 패턴(650)이 순차적으로 적층된다. 구체적으로, 액티브 패턴(550)은 게이트 전극(350)에 전원이 인가될 경우, 도체와 같이 전자의 흐름이 발생하도록 하고, 게이트 전극(350)에 전원이 인가되지 않을 경우 부도체와 같이 전자의 흐름이 발생되지 않도록 한다. 오믹 콘택 패턴(650)은 게이트 전극(350)의 가운데를 기준으로 두 개의 부분으로 나뉘어지도록 형성된다.
액티브 패턴(550) 위에서 두 개로 나뉘어진 오믹 콘택 패턴(650) 상에는 각각 소오스 전극(770) 및 드레인 전극(760)이 형성된다. 본 발명에서는 도면번호 770으로 도시된 패턴을 소오스 전극, 도면번호 760으로 도시된 패턴을 드레인 전극이라 정의하기로 한다.
이와 같은 구성을 갖는 박막트랜지스터(780)를 포함하는 제1 기판(100) 상에는 소정 두께를 갖는 유기 절연막으로 이루어진 보호막(900)이 형성된다. 상기 유기 보호막(900)에는 박막 트랜지스터(780)의 드레인 전극(760)을 노출시키는 콘택홀(910)이 형성되며, 유기 보호막(900) 중 콘택홀(910)을 제외한 나머지 상면에는 불규칙한 엠보싱 패턴(920)이 형성된다.
상기 유기 보호막(900) 상에는 일 실시예로 ITO 또는 IZO로 구성된 투명 전극(1000)이 소정 두께를 갖도록 형성된다. 이때, 투명 전극(100)은 상기 콘택홀(910)을 통해 드레인 전극(760)과 접속된다.
상기 투명 전극(1000) 상에는 알루미늄(Al), 알루미늄-네드뮴(Al-Nd) 합금, APC(Ag-Pd-Cu) 등의 재질로 이루어진 반사/투과 전극(1100)이 형성된다. 이때, 반사/투과 전극(1100)은 투명 전극(1000)을 매개로 드레인 전극(760)으로부터 전원이인가된다. 반사/투과 전극(1100)의 두께는 매우 중요한 바, 바람직하게 50Å∼1500Å의 두께를 갖도록 한다.
반사/투과 전극(1100)을 50Å∼1500Å의 두께를 갖도록 얇게 형성할 경우, 반사/투과 전극(1100)은 반사/투과 전극(1100)으로 향하는 외부 광은 반사시키고, 제1 기판(100)으로부터 반사/투과 전극(1100)을 향하는 광은 반사/투과 전극(1100)을 투과하도록 한다.
이와 같이 형성된 반사/투과 전극(1100)에서 투과 또는 반사된 광의 광량을 조절하기 위하여 제1 기판(100)에는 제2 기판(150)이 마주보도록 결합된다.
상기 제2 기판(150)에는 RGB 화소(160)가 형성되고, RGB 화소(160)의 위에 투명 공통 전극(170)이 형성된다.
한편, 반사 모드일 경우에는 별도의 광원이 필요 없지만, 투과 모드일 경우에는 별도의 광원이 필요하기 때문에, 제1 기판(100)의 후면에 면광원 형태의 광을 발생시키는 광 공급 장치가 설치된다.
이하, 상술한 구성을 갖는 반사-투과형 액정표시장치를 제조하는 두가지 방법들을 첨부된 도면들을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
실시예 1
앞서 설명한 반사-투과형 액정표시장치를 제조함에 있어, 마스크의 개수는 매우 중요하다.
구체적으로, 반사-투과형 액정표시장치를 제조함에 있어 1매의 마스크가 더사용될 경우에는 세정 공정, 포토레지스트 도포 공정, 노광 공정, 현상 공정, 식각 공정, 또 한번의 세정 공정을 더 필요로 한다. 이처럼 1매의 마스크가 더 사용됨에 따라 추가되는 공정은 공정 불량의 발생에 따라 반사-투과형 액정표시장치의 수율(yield)을 저하시키는 원인으로 작용한다.
본 발명에서 이하 개시되는 실시예 1은 단지 4매의 마스크를 사용하여 반사-투과형 액정표시장치를 제작하는 방법을 설명한다. 도 1 내지 도 14는 본 발명의 제1 실시예에 따른 반사-투과형 액정 표시 소자의 제조방법을 설명하기 위한 단면도 및 그래프이다.
도 1을 참조하면, 제1 기판(100) 상에 스퍼터링 공정 등을 통하여 소정 두께를 갖는 게이트 박막(300)을 형성한다. 이때, 게이트 박막(300)을 이루는 재질로는 알루미늄(Al), 알루미늄-네드뮴 합금(Al-Nd alloy) 또는 크롬(Cr) 등이 사용될 수 있다.
게이트 박막(300)으로 순수 알루미늄을 사용할 경우, 공정 온도 설정에 신중을 기하지 않으면, 힐락(hillock)과 같은 트러블이 발생될 수 있음으로 공정 온도 설정에 신중을 기하도록 한다. 게이트 박막(300)은 예를 들어, 약 2500Å 정도의 두께를 갖는 알루미늄-네드뮴 합금을 제1 기판(100)의 전면에 증착시킨 후, 그 위에 약 500Å의 크롬을 증착한 이중막으로 형성된다. 이처럼 게이트 박막(300)으로 알루미늄-네드뮴 합금 및 크롬을 사용할 경우, 낮은 전기 저항 및 높은 강도를 갖는 게이트 전극을 얻을 수 있다.
여기서, 미설명 도면부호 200은 약 1000Å 정도의 두께를 갖는 블록킹층을나타낸다. 상기 블록킹층(200)은 제1 기판(100)을 알칼리성 유리 기판으로 사용할 경우, 유리 기판에 포함된 나트륨 등과 같은 이온이 박막 트랜지스터로 확산되어 박막 트랜지스터의 특성이 저하되는 것을 방지하는 것으로 필요에 따라 생략할 수도 있다.
도 2를 참조하면, 제1 마스크를 이용한 사진식각 공정으로 제1 기판(100)에 증착된 게이트 박막(300)을 패터닝하여 소정 형상의 게이트 전극(350)을 형성한다. 이때, 제1 기판(1000 중 게이트 전극(350)이 차지하는 부분을 “제1 영역”이라 정의하기로 한다.
도 3을 참조하면, 상기 게이트 전극(350)이 형성된 제1 기판(100)의 전면에 플라즈마 증대 화학 기상 증착(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition; PECVD) 방법에 의해 박막들을 연속으로 증착한다.
구체적으로, 게이트 전극(350)이 형성된 제1 기판(100) 상에 순차적으로 증착되는 박막들은 게이트 절연막(400), 제1, 제2 반도체층(500,600) 및 소오스/드레인 전극용 금속막(700)이다.
보다 구체적으로, 게이트 절연막(400)은 게이트 전극(350)이 포함되도록 제1 기판(100)의 전면에 실리콘 질화물을 약 4500Å 정도의 두께로 증착하여 형성된다. 상기 게이트 절연막(400) 상에는 제1 반도체층(500)이 형성된다. 상기 제1 반도체층(500)은 비정질실리콘을 약 2000Å 정도의 두께로 증착하여 형성된다. 제1 반도체층(500)은 게이트 전극(350)에 전원이 인가될 경우, 후술될 소오스 전극으로부터 드레인 전극으로 전원이 공급되도록 하는 채널 역할을 한다.
이어서, 제1 반도체층(500) 상에 제2 반도체층(600)이 형성된다. 제2 반도체층(600)은 비정질실리콘에 n+ 불순물이 도핑된 n+비정질실리콘을 약 500Å의 두께로 증착하여 형성된다.
그런 다음, 상기 제2 반도체층(600) 상에 소오스/드레인 전극용 금속막(700)으로서, 예컨대 크롬을 스퍼터링 방식에 의하여 약 1500Å 두께로 증착한다.
도 4를 참조하면, 제1 기판(100)에 소오스/드레인 전극용 금속막(700)까지 형성된 상태에서 제1 기판(100) 상에 스핀 코팅 등의 방법에 의하여 후박한 포토레지스트막(800)을 형성한다. 이어서, 포토레지스트막(800)에 슬릿(835a)이 지정된 위치에 형성된 제2 마스크(835)를 얼라인한 후 노광 공정을 진행한다.
이때, 제2 마스크(835)에 의하여 포토레지스트막(800)에는 부분 노광 및 전면 노광이 동시에 수행된다. 부분 노광은 소오스/드레인 전극용 금속막(700) 중 소오스 전극 및 드레인 전극이 위치할 곳(825)으로, 부분 노광은 제2 마스크(835)에 형성된 슬릿(835a)을 형성하여 빛의 회절 현상을 이용한다.
한편, 전면 노광이 수행되는 곳(810,815)은 인접한 박막 트랜지스터와 절연되어야 할 부분으로서, 빛이 완전히 투과되는 개구를 형성한다.
이와 같이 제2 마스크(835)에 의한 부분 노광 및 전면 노광이 완료되면, 현상 공정에 의하여 포토레지스트막을 현상하여 도 5에 도시한 바와 같은 포토레지스트 패턴(840)을 형성한다. 이때, 제1 기판(100)에 남아 있는 포토레지스트 패턴(840)은 부분 노광된 곳의 두께가 부분 노광되지 않은 곳에 비하여 얇게 형성된다.
도 6을 참조하면, 제1 기판(100)에 형성된 소오스/드레인 전극용 금속막(700)과 제1 및 제2 반도체층(500,600)들 중 포토레지스트 패턴(840)으로 보호받지 못하는 부분을 식각 공정으로 제거한다. 그러면, 제1 반도체층으로 이루어진 액티브 패턴(550) 및 제2 반도체층으로 이루어진 오믹 콘택 패턴(650)이 형성된다.
도 7을 참조하면, 포토레지스트 패턴(840)의 전면에 걸쳐 동일한 비율로 식각되는 에치백(etch back) 공정을 수행한다. 그러면, 시간이 경과됨에 따라 포토레지스트 패턴(840)의 두께가 점차 얇아지게 되며, 그 결과 포토레지스트 패턴(840) 중 두께가 가장 얇은 부분, 즉, 부분 노광된 부분이 가장 먼저 제거되어 개구된다.
이로써, 포토레지스트 패턴(840) 중 부분 노광된 부분에서는 소오스/드레인 전극용 금속막(750)이 외부에 대하여 노출된다. 이와 같이 노출된 소오스/드레인 전극용 금속막(750)은 소오스/드레인 전극용 금속막(750)을 선택적으로 식각하는 에천트에 의하여 식각되어 소오스 전극(770) 및 드레인 전극(760)으로 형성된다.
도 8을 참조하면, 드레인 전극(760) 및 소오스 전극(770)을 형성하는 과정에서 외부로 노출된 오믹 콘택 패턴(650)은 소오스/드레인 전극(770, 760)을 식각 마스크로 이용하여 식각된다. 그러면, 액티브 패턴(550) 중 오믹 콘택 패턴(650)에 의해 노출되어진 부분이 박막 트랜지스터의 채널 영역으로 제공되며, 게이트 전극(350), 소오스/드레인 전극(770, 760) 및 액티브 패턴(550)을 포함하는 박막 트랜지스터(780)가 완성된다.
도 9를 참조하면, 박막 트랜지스터(780)가 형성된 제1 기판(100) 상에 후박한 두께를 갖도록 아크릴계 유기 보호막(900)을 도포한 후, 상기 유기 보호막(900) 상에 포토레지스트막을 도포한다.
이어서, 제3 마스크를 이용한 노광 및 현상 공정으로 드레인 전극(760) 위의 유기 보호막(900)을 관통하는 콘택홀(920)을 형성한다. 이와 동시에, 상기 유기 보호막(900)의 상면에 엠보싱 처리를 실시하여 다수의 요철부를 형성한다.
도 10을 참조하면, 상기 유기 보호막(900) 상에 투명 전극(1000) 및 반사/투과 전극(1100)을 연속적으로 형성한다.
상기 투명 전극(1000)은 ITO 또는 IZO와 같은 도전성 산화막으로 형성되고, 상기 반사/투과 전극(1100)은 알루미늄, 알루미늄-내드뮴 또는 APC(Ag-Pd-Cu)로 형성된다. 특히, 반사/투과 전극(1100)을 제작할 때 도 12에 도시된 그래프에 의하여 반사율 및 투과율이 최적화되도록 조절한다.
바람직한 일 실시예로 반사/투과 전극(1100)의 박막 두께는 50Å∼1500Å의 두께를 갖도록 한다. 이는 반사/투과 전극(1100)의 박막 두께가 1500Å 이상일 경우에는 광의 투과율이 현저하게 저하되며, 박막 두께가 50Å 이하일 경우에는 광의 반사율이 현저하게 저하되기 때문이다.
도 11을 참조하면, 상기 반사/투과 전극(1100)을 픽셀 단위로 패터닝하여 그 하부의 투명 전극(1000)을 노출시키는 개구창을 형성한다.
구체적으로, 반사/투과 전극(1100) 상에 후박한 포토레지스트막(1200)을 도포한 후, 제4 마스크를 이용하여 광 투과창이 형성될 부분에 해당하는 포토레지스트막(1200)에는 부분 노광을 수행하고 픽셀을 분리하기 위한 부분에도 부분 노광을 수행한다. 이때, 광 투과창이 형성될 곳은 앞서 정의된 제1 영역으로부터 소정 거리 이격되어 박막 트랜지스터(780)와 오버랩되지 않는 “제2 영역”에 형성된다.
이때, 광 투과창이 형성될 부분 및 픽셀을 분리하기 위한 부분의 포토레지스트막 두께는 서로 상이하다. 바람직하게는, 광 투과창(1120)이 형성될 부분(1220)의 포토레지스트막(1200)의 노광/현상 후 두께는 반사/투과 전극(1100)만이 외부로 노출되기에 적합한 제1 두께(h1)를 갖는다. 한편, 픽셀이 분리되도록 할 부분(1240)의 포토레지스트막(1200)의 노광/현상 후의 두께는 제1 두께에서 투명 전극(1000)의 두께만큼을 뺀 제2 두께(h2)를 갖는다.
이어서, 상기와 같이 부분 노광 및 현상된 포토레지스트막을 에치백 방법에 의해 균일하게 식각함으로써, 일부에서는 포토레지스트막이 완전히 제거되어 반사/투과 전극(1100)이 외부에 노출되는 한편, 광 투과창(1120)이 형성될 부분(1220)에 해당하는 반사/투과 전극(1100)의 상에서는 투명 전극(1000)의 두께에 대응하는 만큼 포토레지스트막이 남도록 한다.
이 상태에서 식각을 진행하면, 도면부호 1240 부분에서는 반사/투과 전극(1100) 및 투명 전극(1000)이 모두 제거되고, 도면부호 1220 부분에서는 반사/투과 전극(1100)만이 제거된다.
그런 다음, 이와 같이 박막트랜지스터(780), 유기 보호막(900), 투명 전극(1000) 및 반사/투과 전극(1100)까지 형성된 제1 기판(100)에 RGB 화소 및 공통전극이 형성된 제2 기판을 결합시킴으로써 도 14에 도시한 바와 같은 반사/투과형 액정표시 패널을 완성한다.
실시예 2
앞서 실시예 1에서는 4매의 마스크를 사용하여 액정표시장치를 제조하는 방법이 개시되었으나, 본 실시예에서는 5매의 마스크를 사용하여 액정표시장치를 제조하는 방법을 설명한다. 도 15 내지 도 22는 본 발명의 제2 실시예에 따른 액정표시장치의 제조방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 15를 참조하면, 제1 기판(1300) 상에 스퍼터링 공정 등을 통하여 소정 두께를 갖는 게이트 박막(1500)을 형성한다. 바람직하게는, 상기 게이트 박막(1500)은 약 2500Å의 두께를 갖는 알루미늄-네드뮴 합금을 제1 기판(1300)의 전면적에 증착시킨 후, 이 위에 약 500Å의 크롬을 증착하여 형성한다. 이처럼 알루미늄-네드뮴 합금-크롬의 적층 구조를 사용할 경우, 낮은 전기 저항 및 높은 강도를 갖는 게이트 전극을 얻을 수 있다.
여기서, 미설명 도면부호 1400은 블록킹층을 나타낸다. 상기 블록킹층(1400)은 제1 기판(1300)을 유리 기판으로 사용할 경우, 유리 기판에 포함된 나트륨 등과 같은 이온이 박막 트랜지스터로 확산되어 박막 트랜지스터의 특성이 저하되는 것을 방지하는 것으로, 필요에 따라 생략될 수 있다.
도 16을 참조하면, 제1 마스크를 이용한 사진식각 공정으로 상기 제1 기판(1300) 상에 형성된 게이트 박막(1500)을 패터닝하여 소정 형상의 게이트 전극(1550)을 형성한다. 이때, 게이트 전극(1550)이 제1 기판(1300) 중 차지하는부분을 “제1 영역”이라 정의하기로 한다.
도 17을 참조하면, 상기 게이트 전극(1550)이 형성된 제1 기판(1300) 상에 PECVD 공정에 의하여 게이트 절연막(1600)과 제1 및 제2 반도체층(1700,1800)을 순차적으로 증착한다.
구체적으로, 게이트 절연막(1600)은 게이트 전극(1550)이 포함되도록 제1 기판(130)의 전면에 실리콘 질화물을 약 4500Å의 두께로 증착하여 형성한다.
상기 게이트 절연막(1600) 상에는 제1 반도체층(1700)이 형성된다. 제1 반도체층(1700)은 비정질실리콘을 약 2000Å의 두께로 증착하여 형성한다. 제1 반도체층(1700)은 게이트 전극에 전원이 인가될 경우, 후술될 소오스 전극으로부터 드레인 전극으로 전원이 공급되도록 하는 채널 역할을 한다.
상기 제1 반도체층(1700) 상에는 제2 반도체층(1800)이 형성된다. 제2 반도체층(1800)은 비정질실리콘에 n+ 불순물이 이온 도핑된 n+ 비정질실리콘을 약 500Å의 두께로 증착하여 형성한다.
이어서, 상기 제1 및 제2 반도체층(1700,1800) 상에 포토레지스트막(1860)을 도포한다.
도 18을 참조하면, 제2 마스크를 이용한 사진 공정으로 상기 포토레지스트막(1860)을 패터닝하여 포토레지스트 패턴(1870)을 형성한다. 이어서, 상기 포토레지스트 패턴(1870)을 식각 마스크로 이용하여 제1 및 제2 반도체층(1700, 1800)을 패터닝함으로써, 제1 반도체층(1700)으로 이루어진 액티브 패턴(1750) 및 제2 반도체층(1800)으로 이루어진 오믹 콘택 패턴(1850)을 형성한다.
그런 다음, 남아있는 포토레지스트 패턴(1870)을 에싱(ashing) 및 스트립 공정으로 제거한다.
도 19를 참조하면, 상기 결과물의 전면에 소오스/드레인 전극용 금속막(1900)을 스퍼터링 방식으로 증착한다. 상기 소오스/드레인 전극용 금속막(1900)이 증착된 제1 기판(1300)의 전면에 포토레지스트막을 소정 두께로 도포한 후, 제3 마스크를 이용한 노광 및 현상 공정을 진행한다. 그러면, 소오스/드레인용 금속막(1900) 상에 소오스 전극(1960) 및 드레인 전극(1930)의 형상대로 포토레지스트막이 남게 된다.
도 20을 참조하면, 상기 포토레지스트막을 식각 마스크로 이용하여 소오스/드레인 전극용 금속막(1900)을 식각한다. 그러면, 상기 오믹 콘택 패턴(1850) 상에 소오스 전극(1960) 및 드레인 전극(1930)이 형성된다.
이어서, 상기 소오스 전극(1960) 및 드레인 전극(1930)을 식각 마스크로 이용하여 노출된 오믹 콘택 패턴(1850)을 선택적으로 식각한다.
이어서 진행되는 <제4 마스크 공정> 및 <제5 마스크 공정>은 앞서 설명한 실시예 1과 동일함으로 그 중복된 설명은 생략하기로 한다.
이때, 도 22에 도시된 바와 같이 반사/투과 전극(2200)은 약 50Å∼1500Å의 두께를 갖도록 하여 하나의 반사/투과 전극(2200)에 의하여 광의 반사 및 광의 투과가 모두 이루어질 수 있도록 한다.
여기서, 미설명 도면부호 2000은 유기 보호막, 2100은 투명 전극을 나타낸다. 또한, 미설명 도면부호 1350은 제2 기판, 1360은 RGB 화소, 1370은 공통 전극을 나타낸다.
실시예 3
도 23은 본 발명의 제3 실시예에 의한 반사-투과형 액정표시장치의 단면도로서, 하부-게이트 구조의 비정질실리콘 박막 트랜지스터-액정표시장치를 도시한다.
도 23을 참조하면, 유리, 석영, 사파이어와 같은 절연 기판(3000) 상에 크롬(Cr)/알루미늄-내드뮴(AlNd)과 같은 제1 금속막으로 이루어진 게이트 배선이 형성된다. 상기 게이트 배선은 제1 방향으로 신장되는 게이트 라인(도시하지 않음), 상기 게이트 라인으로부터 분기된 박막 트랜지스터의 게이트 전극(3010) 및 상기 게이트 라인의 끝단에 연결되어 게이트 전극(3010)에 주사 전압을 인가하기 위한 게이트 패드(도시하지 않음)를 포함한다.
상기 게이트 배선 및 기판(3000) 상에는 무기물, 예컨대 실리콘 질화물(SiNx)로 이루어진 게이트 절연막(3015)이 형성된다. 상기 게이트 전극(3010) 위의 게이트 절연막(3015) 상에는 비정질실리콘으로 이루어진 액티브 패턴(3020) 및 n+로 도핑된 비정질실리콘으로 이루어진 오믹 콘택 패턴(3025)이 순차적으로 적층된다.
상기 게이트 절연막(3015) 상에는 크롬(Cr)이나 알루미늄(Al) 등의 제2 금속막으로 이루어진 데이터 배선이 형성된다. 상기 데이터 배선은 상기 게이트 라인과교차하는 제2 방향으로 신장되어 상기 게이트 라인과 함께 화소부를 구획하는 데이터 라인(도시하지 않음), 상기 데이터 라인으로부터 분기되어 상기 오믹 콘택 패턴(3025) 위에서 서로 분리된 소오스 전극(3030) 및 드레인 전극(3035), 그리고 상기 데이터 라인의 끝단에 연결되어 상기 소오스 전극(3030)으로 신호 전압을 인가하기 위한 데이터 패드(도시하지 않음)를 포함한다. 따라서, 상기 기판(3000)의 화소부에는 게이트 전극(3010), 게이트 절연막(3015), 액티브 패턴(3020), 오믹 콘택 패턴(3025), 소오스 전극(3030) 및 드레인 전극(3035)을 포함한 박막 트랜지스터(3050)가 형성된다.
상기 데이터 배선 및 게이트 절연막(3015) 상에는 실리콘 질화물로 이루어진 무기 보호막(3100)과 아크릴계 수지로 이루어진 유기 보호막(3120)이 차례로 적층된다. 상기 무기 보호막(3100)은 트랜지스터 및 패드의 신뢰성 확보 및 COG 본딩의 접착력 향상을 위해 제공되는 것으로, 이를 위해 패드부의 유기 보호막(3120)을 제거한다.
상기 유기 보호막(3120) 상에는 드레인 전극(3035) 위로 무기 보호막(3100) 및 유기 보호막(3120)을 거쳐 형성된 콘택홀(3125)을 통해 상기 드레인 전극(3035)과 접속되는 반사/투과 전극(3150)이 형성된다.
상기 반사/투과 전극(3150)은 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 은(Ag), 탄탈륨(Ta), 티타늄(Ti) 또는 이들의 합금으로 형성하며, 약 10∼300Å의 두께를 갖는 초박막으로 형성된다. 상기 반사/투과 전극(3150)은 기판(3000)을 향하는 방향으로 공급된 광은 반사시키고, 기판(3000)을 통과하여 공급된 광은 투과시키는 화소 전극으로 제공되기 때문에, 게이트 라인과 데이터 라인에 의해 구획되는 화소부 내에 형성된다. 상기 반사/투과 전극(3150)은 박막 트랜지스터(3050)로부터 화상 신호를 받아 상부 기판(즉, 컬러필터 기판)의 투명 공통 전극(도시하지 않음)과 함께 전기장을 생성하는 역할을 한다.
이와 같이 본 발명의 제3 실시예에 의하면, 반사막과 투과막의 효과를 동시에 나타내는 초박막의 반사/투과 전극을 사용하여 반사-투과형 액정표시장치를 제조할 수 있다.
도 24a 및 도 24b는 크롬(Cr) 박막의 투과율 및 반사율을 각각 나타내고, 도 25a 및 도 25b는 몰리브덴-텅스텐(MoW) 박막의 투과율 및 반사율을 각각 나타내며, 도 26a 및 도 26b는 알루미늄-내드뮴(AlNd) 박막의 투과율 및 반사율을 각각 나타내고, 도 27a 및 도 27b는 은(Ag) 박막의 투과율 및 반사율을 각각 나타낸 그래프들이다. 여기서, 투과율은 배어 글래스(bare glass)의 투과율을 100%로 하여 나타내었고, 반사율은 실리콘 웨이퍼 표면의 반사율을 100%로 하여 나타내었다.
상기 그래프들을 참조하면, 모든 금속의 두께가 얇아질수록 투과율이 높아져서 투과성을 나타냄을 알 수 있다. 즉, 도 12에 도시한 바와 같이 반사율과 투과율이 모두 최적화되도록 금속 박막의 두께를 조절할 경우, 단일 박막으로 반사막 및 투과막의 기능을 모두 수행할 수 있다. 바람직하게는, 금속 박막의 두께가 10Å∼300Å의 사이에 있으면, 투과율 및 반사율을 모두 최적화할 수 있다.
도 28 내지 도 31은 본 발명의 제3 실시예에 의한 반사-투과형 액정표시장치의 제조방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 28을 참조하면, 유리와 같은 절연 물질로 이루어진 제1 기판(3000) 상에 약 2500Å의 알루미늄-내드뮴(AlNd) 및 약 500Å의 크롬으로 이루어진 제1 금속막을 증착한 후, 제1 마스크를 이용한 사진식각 공정으로 박막 트랜지스터의 게이트 전극(3010)을 포함하는 게이트 배선을 형성한다.
이어서, 상기 게이트 전극(3010)이 형성된 제1 기판(3000)의 전면에 실리콘 질화물을 PECVD) 방법에 의해 약 4500Å의 두께로 증착하여 게이트 절연막(3015)을 형성한다.
상기 게이트 절연막(3015) 상에 제1 반도체층으로서, 예컨대 비정질실리콘막을 PECVD 방법에 의해 약 2000Å의 두께로 증착하고, 그 위에 제2 반도체층으로서, 예컨대 n+도핑된 비정질실리콘막을 PECVD 방법에 의해 약 500Å의 두께로 증착한다. 이때, 상기 제1 및 제2 반도체층은 PECVD 설비의 동일 챔버 내에서 인-시튜(in-situ)로 증착한다. 이어서, 제2 마스크를 이용한 사진식각 공정으로 상기 층들을 패터닝하여 게이트 전극(3010) 윗부분의 게이트 절연막(3015) 상에 비정질실리콘막으로 이루어진 액티브 패턴(3020) 및 n+도핑된 비정질실리콘막으로 이루어진 오믹 콘택 패턴(3025)을 형성한다.
상기 오믹 콘택 패턴(3025) 및 게이트 절연막(3015) 상에 크롬(Cr), 크롬-알루미늄(Cr-Al) 또는 크롬-알루미늄-크롬(Cr-Al-Cr)과 같은 제2 금속막을 약 1500∼4000Å의 두께로 증착한다. 제3 마스크를 이용한 사진식각 공정으로 상기 제2 금속막을 패터닝하여 상기 오믹 콘택 패턴(3025) 위에서 서로 분리되는 소오스전극(3030) 및 드레인 전극(3035)을 포함하는 데이터 배선을 형성한다. 계속해서, 상기 소오스 전극(3030)과 드레인 전극(3035) 사이의 노출된 오믹 콘택 패턴(3025)을 반응성 이온 식각(reactive ion etching; RIE) 방법에 의해 제거해낸다. 그러면, 상기 소오스/드레인 전극(3030, 3035) 사이의 노출된 액티브 영역이 박막 트랜지스터(3050)의 채널 영역으로 제공된다.
본 실시예에서는 액티브 패턴(3020), 오믹 콘택 패턴(3025) 및 데이터 배선을 두 개의 마스크를 이용하여 형성하는 방법을 설명하였다. 그러나, 상술한 제1 실시예와 동일하게 하나의 마스크를 이용하여 액티브 패턴(3020), 오믹 콘택 패턴(3025) 및 데이터 배선을 형성할 수 있음은 명백하다.
도 29를 참조하면, 상기 박막 트랜지스터(3050)가 형성된 제1 기판(3000)의 전면에 실리콘 질화물을 약 2000Å의 두께로 증착하여 무기 보호막(3100)을 형성한다. 상기 무기 보호막(3100)은 트랜지스터 및 패드의 신뢰성을 확보하고 COG 본딩시 집적회로 부위의 접착력을 향상시키는 역할을 한다.
이어서, 제4 마스크를 이용한 사진식각 공정으로 상기 무기 보호막(3100) 및 게이트 절연막(3015)을 식각하여 드레인 전극(3035)을 노출시키는 제1 콘택홀(3115)을 형성한다.
도 30을 참조하면, 상기 제1 콘택홀(3115) 및 무기 보호막(3100) 상에 감광성 유기 절연물질을 2㎛ 이상의 두께로 두껍게 도포하여 유기 보호막(3120)을 형성한다.
이어서, 제5 마스크를 이용한 노광 및 현상 공정으로 상기 유기보호막(3120)에 상기 제1 콘택홀(3115)로부터 연장되어 드레인 전극(3035)을 노출시키는 콘택홀(3125)을 형성한다. 이와 동시에, 상기 유기 보호막(3120)의 상면에 엠보싱 처리에 의한 다수의 요철부들을 형성한다.
도 31을 참조하면, 상기 콘택홀(31250 및 유기 보호막(3120) 상에 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 은(Ag), 탄탈륨(Ta), 티타늄(Ti) 또는 이들의 합금으로 이루어진 반사/투과 금속막(3140)을 증착한다. 바람직하게는, 상기 반사/투과 금속막(3140)은 10Å∼300Å의 두께로 매우 얇게 형성한다.
이어서, 제6 마스크를 이용한 사진식각 공정으로 상기 반사/투과 금속막(3140)을 패터닝하여 적정한 반사도 및 투과도를 모두 갖는 반사/투과 전극(3150)을 형성한다. 그런 다음, 이와 같이 박막트랜지스터(3050), 유기 보호막(3120) 및 반사/투과 전극(3150)까지 형성된 제1 기판(3000)에 RGB 화소 및 공통전극이 형성된 제2 기판을 결합시킴으로써 반사/투과형 액정표시 패널을 완성한다.
본 제3 실시예에서는 보호막을 무기막과 유기막의 적층 구조로 형성하기 때문에 제1 기판(3000)을 완성하는데 총 6매의 마스크가 소요된다. 그러나, 상술한 바와 같이 제1 실시예와 동일하게 하나의 마스크를 이용하여 액티브 패턴(3020), 오믹 콘택 패턴(3025) 및 소오스/드레인 전극(3030, 3035)을 동시에 형성하고, 보호막을 유기막의 단일층으로 형성할 경우에는 총 4매의 마스크로써 제1 기판, 즉 박막 트랜지스터 기판을 제작할 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 4매 또는 5매의 마스크를 이용하여 반사-투과형 액정표시장치를 제조할 수 있음은 물론, 반사-투과형 액정표시장치를 가능하게 하는 반사/투과 전극의 두께를 최적화하여 높은 광 투과율 및 광 반사율을 동시에 갖는 고휘도 디스플레이를 달성할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
Claims (22)
- 기판;상기 기판 상에 게이트 전극, 소오스 전극, 드레인 전극 및 액티브 패턴을 포함하여 형성된 박막 트랜지스터;상기 박막 트랜지스터 및 기판 상에 상기 드레인 전극을 노출시키는 콘택홀을 갖고 형성된 보호막;상기 보호막 상에 상기 콘택홀을 통해 상기 드레인 전극과 접속되도록 형성된 투명 전극; 및상기 투명 전극 상에 형성되며, 상기 기판을 향하는 방향으로 공급된 광은 반사시키고, 상기 기판을 통과하여 공급된 광은 투과시키는 반사/투과 전극을 구비하는 것을 특징으로 하는 반사-투과형 액정표시장치.
- 제1항에 있어서, 상기 반사/투과 전극의 두께는 50Å∼1500Å 사이인 것을 특징으로 하는 반사-투과형 액정표시장치.
- 제1항에 있어서, 상기 반사/투과 전극의 일부는 개구되어 상기 투명 전극이 노출되는 것을 특징으로 하는 반사-투과형 액정표시장치.
- 제1항에 있어서, 상기 보호막은 유기 절연막으로 이루어진 것을 특징으로 하는 반사-투과형 액정표시장치.
- 제4항에 있어서, 상기 보호막의 표면에 광 산란을 위한 다수의 요철부가 형성된 것을 특징으로 하는 반사-투과형 액정표시장치.
- 기판;상기 기판 상에 게이트 전극, 소오스 전극, 드레인 전극 및 액티브 패턴을 포함하여 형성된 박막 트랜지스터;상기 박막 트랜지스터 및 기판 상에 상기 드레인 전극을 노출시키는 콘택홀을 갖고 형성된 보호막; 및상기 보호막 상에 상기 콘택홀을 통해 상기 드레인 전극과 접속되도록 형성되며, 상기 기판을 향하는 방향으로 공급된 광은 반사시키고, 상기 기판을 통과하여 공급된 광은 투과시키는 반사/투과 전극을 구비하는 것을 특징으로 하는 반사-투과형 액정표시장치.
- 제6항에 있어서, 상기 반사/투과 전극의 두께는 10Å∼300Å 사이인 것을 특징으로 하는 반사-투과형 액정표시장치.
- 제6항에 있어서, 상기 반사/투과 전극은 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 은(Ag), 탄탈륨(Ta), 티타늄(Ti) 또는 이들의 합금으로 형성된 것을특징으로 하는 반사-투과형 액정표시장치.
- 제6항에 있어서, 상기 보호막은 유기 절연막으로 이루어진 것을 특징으로 하는 반사-투과형 액정표시장치.
- 제9항에 있어서, 상기 보호막의 표면에 광 산란을 위한 다수의 요철부가 형성된 것을 특징으로 하는 반사-투과형 액정표시장치.
- ⅰ) 기판 상에 게이트 전극, 소오스 전극, 드레인 전극 및 액티브 패턴을 갖는 박막 트랜지스터를 형성하는 단계;ⅱ) 상기 박막 트랜지스터 및 기판 상에 상기 드레인 전극을 노출시키는 콘택홀을 갖는 보호막을 형성하는 단계;ⅲ) 상기 보호막 상에 상기 콘택홀을 통해 상기 드레인 전극과 접속되도록 투명 도전막을 형성하는 단계; 및ⅳ) 상기 투명 도전막과 접속되며, 상기 보호막의 상부로부터 공급된 광은 반사시키고, 상기 보호막의 하부로부터 공급된 광은 투과시키는 반사/투과 전극을 형성하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 반사-투과형 액정표시장치의 제조방법.
- 제11항에 있어서, 상기 반사/투과 전극은 알루미늄(Al), 알루미늄네드뮴(Al-Nd) 및 APC(Ag-Pd-Cu) 중 어느 하나로 형성되며 50Å∼1500Å 사이의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 반사-투과형 액정표시장치의 제조 방법.
- 제11항에 있어서, 상기 반사/투과 전극을 형성하는 단계 후, 상기 반사/투과 전극의 일부를 개구시켜 상기 투명 전극을 노출시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반사-투과형 액정표시장치의 제조 방법.
- 제11항에 있어서, 상기 박막 트랜지스터는 두 개의 마스크를 사용하여 형성하는 것을 특징으로 하는 반사-투과형 액정표시장치의 제조방법.
- 제11항에 있어서, 상기 박막 트랜지스터는 세 개의 마스크를 사용하여 형성하는 것을 특징으로 하는 반사-투과형 액정표시장치의 제조방법.
- 제11항에 있어서, 상기 보호막은 유기 절연막으로 형성하는 것을 특징으로 하는 반사-투과형 액정표시장치의 제조방법.
- 제16항에 있어서, 상기 보호막을 형성하는 단계에서, 상기 보호막의 표면에 광 산란을 위한 다수의 요철부를 형성하는 것을 특징으로 하는 반사-투과형 액정표시장치의 제조방법.
- ⅰ) 기판 상에 게이트 전극, 소오스 전극, 드레인 전극 및 액티브 패턴을 갖는 박막 트랜지스터를 형성하는 단계;ⅱ) 상기 박막 트랜지스터 및 기판 상에 상기 드레인 전극을 노출시키는 콘택홀을 갖는 보호막을 형성하는 단계; 및ⅲ) 상기 보호막 상에 상기 콘택홀을 통해 상기 드레인 전극과 접속되며, 상기 보호막의 상부로부터 공급된 광은 반사시키고, 상기 보호막의 하부로부터 공급된 광은 투과시키는 반사/투과 전극을 형성하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 반사-투과형 액정표시장치의 제조방법.
- 제18항에 있어서, 상기 반사/투과 전극은 10Å∼300Å 사이의 두께로 형성하는 것을 특징으로 하는 반사-투과형 액정표시장치의 제조방법.
- 제18항에 있어서, 상기 반사/투과 전극은 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 은(Ag), 탄탈륨(Ta), 티타늄(Ti) 또는 이들의 합금으로 형성하는 것을 특징으로 하는 반사-투과형 액정표시장치의 제조방법.
- 제18항에 있어서, 상기 보호막은 유기 절연막으로 형성하는 것을 특징으로 하는 반사-투과형 액정표시장치의 제조방법.
- 제21항에 있어서, 상기 보호막을 형성하는 단계에서, 상기 보호막의 표면에광 산란을 위한 다수의 요철부를 형성하는 것을 특징으로 하는 반사-투과형 액정표시장치의 제조방법.
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- 2001-10-27 KR KR1020010066575A patent/KR20030034820A/ko not_active Application Discontinuation
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