KR20030058727A - 반사형 액정표시장치 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 반사형 액정표시장치 및 그 제조방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 반사형 액정표시장치 및 그 제조방법은, 투명절연기판상에 형성된 게이트와, 상기 게이트를 포함한 투명전극상에 형성된 절연막과, 상기 절연막상에 적층된 비정질실리콘층패턴, 오믹층패턴, 소오스/드레인을 포함하여 구성되는 액정표시장치에 있어서, 상기 소오스/드레인을 포함한 전체 구조의 상면에 형성되고 상기 드레인의 일부분을 노출시키는 수지층과, 상기 드레인을 포함한 수지층상에 형성된 제1반사전극과, 상기 제1반사전극상에 형성된 요철형상의 제2반사전극을 포함하여 구성된다.

Description

반사형 액정표시장치 및 그 제조방법{ reflective type LCD and method for fabricating the same}
본 발명은 반사형 액정표시장치 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 액정표시장치 제조공정시에 반사율을 높이는 표면 요철설계를 유지하면서 기존의 반사형 LCD에서 사용되던 러빙공정을 제거하여 공정을 단순화시킬 수 있는 반사형 액정표시장치 및 그 제조방법방법에 관한 것이다.
종래기술에 따른 액정표시장치의 제조방법을 도 1을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 1은 종래기술에 따른 반사형 액정표시장치 및 그 제조방법을 설명하기 위한 단면도로서, 투과형 4마스크를 이용하여 형성된 어레이기판 구조를 도시한 단면도이다.
종래기술에 따른 액정표시장치의 제조방법에 있어서의 어레이기판구조는, 도 1에 도시된 바와같이, 투명기판(11)상에 제1마스크공정에 의해 게이트(13)를 형성한후 게이트(13)를 포함한 투명기판(11)상에 SiNx으로 이루어진 절연막(15)을 형성한다.
그다음, 상기 절연막(15)상에 비정질실리콘층(미도시)과 오믹층(미도시) 및 소오스/드레인을 형성하기 위한 도전층(미도시)을 적층한후 제2마스크공정에 의해이들을 순차적으로 패터닝하여 비정질실리콘층패턴(17)과 오믹층패턴(19) 및 소오스/드레인영역(21) 및 채널영역을 형성한다.
이어서, 상기 전체 구조의 상면에 보호막(23)을 증착한후 이를 제3마스크공정에 의해 선택적으로 패터닝하여 상기 드레인(21)을 노출시킨다.
그다음, 상기 노출된 드레인(21)을 포함한 전체 구조의 상면에 ITO를 증착한후 제4마스크공정에 의해 상기 ITO를 패터닝하여 화소전극(25)을 형성한다.
이러한 어레이기판구조를 구비한 일반적인 액정표시장치는 투명한 두장의 기판사이에 액정을 삽입시키고, 외부면에는 편광판을 부착시켜 액정층과 두장의 기판사이에 위치한 투명전극에 입력시킨 전기신호에 따라 액정을 움직이게 하여 편광판을 지난 빛의 편광방향을 조절, 빛의 통과 및 차단을 조절할 수 있도록 되어 있다.
종래의 액정표시장치중 TN 모드는 상하 평행전극판사이에 액정이 전기장 인가하에 배향하게 되는데, 이때 액정의 광학 이방성 보상 효과가 없어 좁은 시야각이 큰 문제이다.
이를 해결하기 위한 방안으로 보상필름인 WV 필름을 부착하는 방법이 제안되었으나 가격 상승의 문제가 있다.
또한, 액정 모드는 전기장의 방향에 대해 배향되는 액정을 적용하게 되는데, 이때 액정의 전기장에 대한 배향이 오른쪽, 왼쪽 2가지로 디제너러시(degeneracy)가 발생하게 된다.
따라서, 움직일 수 있는 낮은 응답속도 특성이 발생하게 되며, 디스클리레이션 라인(disclination line)이 발생하여 화질 품위가 저하된다.
이를 개선하기 위해 초기 러빙처리로서 배향을 제어하는 것이 일반적인 공정방법이다. 그러나, 러빙공정은 정전기와 더스트(dust) 발생 등의 불량 우려가 매우 높은 공정으로 문제가 많이 남아 있다.
이에 본 발명은 상기 종래기술의 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 액정표시장치 제조공정시에 반사율을 높이는 표면 요철설계를 유지하면서 기존의 반사형 LCD에서 사용되던 러빙공정을 제거하여 공정을 단순화시킬 수 있는 반사형 액정표시장치 및 그 제조방법을 제공함에 그 목적이 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은, 러빙공정을 생략하여 액정의 배향 디제너러시 를 방지하고 콘트라스트비를 높이며 시야각과 휘도 및 응답속도를 개선한 반사형 액정표시장치 및 그 제조방법을 제공함에 있다.
도 1 내지 도 5는 종래기술에 따른 액정표시장치를 설명하기 위한 공정별 단면도.
도 2는 본 발명에 따른 반사형 액정표시장치 및 그 제조방법을 설명하기 위한 단면도로서, 투과형 4마스크를 이용한 도 1의 어레이기판구조에 반사요철구조 마스크를 추가하여 형성한 어레이기판구조를 도시한 단면도.
도 3는 본 발명에 따른 반사형 5 마스크공정에 의해 형성된 화소전극의 평면도로서, 도 3a는 4 도메인 화소구조를 나타낸 것이고, 도 3b는 2 도메인 화소구조를 나타낸 도면.
도 4는 본 발명에 따른 반사형 액정표시장치에 있어서 요철 반사전극의 배열방법을 도시한 것으로, 도 4a는 요철반사전극을 사방으로 배열하는 경우이고, 도 4b는 요철반사전극을 정방형으로 배열하는 경우.
[도면부호의설명]
31 : 투명기판33 : 게이트
35 : 절연막37 : 비정질실리콘층패턴
39 : 오믹층패턴41 : 소오스/드레인영역
43 : 아크릴수지층45 : 제1반사전극
47 : 제2반사전극
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 반사형 액정표시장치 및 그 제조방법은, 투명절연기판상에 형성된 게이트와, 상기 게이트를 포함한 투명전극상에 형성된 절연막과, 상기 절연막상에 적층된 비정질실리콘층패턴, 오믹층패턴, 소오스/드레인을 포함하여 구성되는 액정표시장치에 있어서, 상기 소오스/드레인을 포함한 전체 구조의 상면에 형성되고 상기 드레인의 일부분을 노출시키는 수지층과, 상기 드레인을 포함한 수지층상에 형성된 제1반사전극과, 상기 제1반사전극상에 형성된 요철형상의 제2반사전극을 포함하여 구성되는 것을 특징으로한다.
또한, 본 발명에 따른 반사형 액정표시장치의 제조방법은, 투명절연기판상에게이트를 형성하는 단계와, 상기 게이트를 포함한 투명전극상에 절연막과, 상기 절연막상에 비정질실리콘층패턴, 오믹층패턴 및 소오스/드레인을 형성하는 단계를 포함하여 구성되는 액정표시장치의 제조방법에 있어서, 상기 소오스/드레인을 포함한 전체 구조의 상면에 수지층을 형성하는 단계와, 상기 수지층내에 상기 드레인을 노출시키는 콘택홀을 형성하는 단계와, 상기 드레인을 포함한 수지층상에 제1반사전극을 형성하는 단계와, 상기 제1반사전극상에 요철형상의 제2반사전극을 형성하는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로한다.
(실시예)
이하, 본 발명에 따른 반사형 액정표시장치 및 그 제조방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 반사형 액정표시장치 및 그 제조방법을 설명하기 위한 단면도로서, 투과형 4마스크를 이용한 도 1의 어레이기판구조에 반사요철구조마스크를 추가하여 형성한 어레이기판구조를 도시한 단면도이다.
본 발명에 따른 액정표시장치의 제조방법에 있어서의 어레이기판구조는, 도 2에 도시된 바와같이, 소오스/드레인(41)을 형성하는 공정까지는 도 1에 도시된 부분과 동일하다.
이를 간략하게 설명하면, 먼저 투명기판(31)상에 제1마스크공정에 의해 게이트(33)를 형성한후 게이트(33)를 포함한 투명기판(31)상에 SiNx으로 이루어진 절연막 (35)을 형성한다.
그다음, 상기 절연막(35)상에 비정질실리콘층(미도시)과 오믹층(미도시) 및소오스/드레인을 형성하기 위한 도전층(미도시)을 적층한후 제2마스크공정에 의해 이들을 순차적으로 패터닝하여 비정질실리콘층패턴(37)과 오믹층패턴(39) 및 소오스 /드레인영역(41) 및 채널영역을 형성한다.
이어서, 상기 소오스/드레인(41)을 포함한 전체 구조의 상면에 아크릴 수지층 (43)를 두껍게 형성한후 제3마스크공정에 의해 상기 아크릴수지층(43)을 선택적으로 패터닝하여 상기 드레인(41)부분을 노출시킨다.
그다음, 상기 드레인(41)부분을 포함한 아크릴수지층(43)상에 제1반사전극 (45)을 형성한후 제4마스크공정에 의해 선택적으로 패터닝한다.
이어서, 상기 제1반사전극(45)상에 하프톤 방식에 의한 제5마스크공정에 의해 요철형상의 제2반사전극(47)을 형성한다. 이때, 상기 요철형상의 제2반사전극(47)은 반사율을 높이고 공정특성을 향상시키기 위해 Al 단일층으로 형성하지 않고, AlNd, Mo/Al, Al/Mo/Al을 사용한다. 또한, 상기 요철형상의 제2반사전극(47)은 정사각형 또는 지그-재그 형태로 형성할 수 있다.
그리고, 상기 요철형상의 제2반사전극(47)은 5 내지 48 μm의 크기(폭)에 1μm 이하의 높이로 할 수 있으며, 모양은 도 1에 도시된 형태로 할 수 있다.
더욱이, 요철형상은 월뿔각과 반타원구 모양을 베이킹온도에 따라 형성할 수 있다. 이때, 상기 100 ℃ 이하 온도의 열처리시에는 원뿔각 모양으로, 100 ℃ 이상 온도의 열처리시에는 반타원 구 모양으로 형성한다.
한편, 요철반사전극의 모양을 음의 요철과 양의 요철모양을 혼합하여 형성할 수도 있다.
상기 요철 반사전극(47) 주변으로 액정의 배열만 균일하다면 디스크리네이션 라인이 없게 된다. 하지만, 일정 높이를 가지고 형성되어 있는 요철반사전극 주위로 전기장의 왜곡으로 인한 액정분자의 광학 이방성 보상효과가 발생하여 이를 이용하여 시야각의 이득을 얻을 수 있게 한다.
이렇게 요철반사전극(47)을 형성한 어레이기판과 칼라필터기판을 배향처리한후 합착한뒤 액정은 수직배향(VA)을 도모하며, 수직배향제용 음의 액정을 사용한다.
한편, 도 3는 본 발명에 따른 반사형 5 마스크공정에 의해 형성된 화소전극의 평면도로서, 도 3a는 4 도메인 화소구조를 나타낸 것이고, 도 3b는 2 도메인 화소구조를 나타낸 것이다.
또한, 도 4는 본 발명에 따른 반사형 액정표시장치에 있어서 요철 반사전극의 배열방법을 도시한 것으로, 도 4a는 요철반사전극을 사방으로 배열하는 경우이고, 도 4b는 요철반사전극을 정방형으로 배열하는 경우이다.
상기에서 설명한 바와같이, 본 발명에 따른 반사형 액정표시장치 및 그 제조방법에 있어서는 다음과 같은 효과가 있다.
본 발명에 따른 반사형 액정표시장치 및 그 제조방법에 의하면, 전기장의 왜곡을 방지하기 위해 어레이기판에 제1반사전극과 요철형상의 제2반사전극을 형성하므로써 액정의 배향 디제너러시를 방지하고 콘트라스트비를 높일 수 있으며, 시야각과 휘도, 응답속도를 개선시킬 수 있다.
한편, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능할 것이다.

Claims (9)

  1. 투명절연기판상에 형성된 게이트와, 상기 게이트를 포함한 투명전극상에 형성된 절연막과, 상기 절연막상에 적층된 비정질실리콘층패턴, 오믹층패턴, 소오스/드레인을 포함하여 구성되는 액정표시장치에 있어서,
    상기 소오스/드레인을 포함한 전체 구조의 상면에 형성되고 상기 드레인의 일부분을 노출시키는 수지층과,
    상기 드레인을 포함한 수지층상에 형성된 제1반사전극과,
    상기 제1반사전극상에 형성된 요철형상의 제2반사전극을 포함하여 구성되는 것을 특징으로하는 반사형 액정표시장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 요철형상의 제2반사전극으로는 Cr/Al, AlNd, Mo/Al, Al/Mo/Al, ITO/Mo/Al 중에서 어느 하나를 선택하여 사용하는 것을 특징으로하는 반사형 액정표시장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 요철형상의 제2반사전극은 정사각형 또는 지그-재그 형태, 원뿔각 또는 반타원구 형태로 형성되는 것을 특징 으로 하는 반사형 액정표시장치.
  4. 제1항에 있어서, 요철형상의 제2반사전극은 5 내지 48 μm의 크기와 1 μm이하의 높이로 형성되는 것을 특징으로하는 반사형 액정표시장치.
  5. 투명절연기판상에 게이트를 형성하는 단계와, 상기 게이트를 포함한 투명전극상에 절연막과, 상기 절연막상에 비정질실리콘층패턴, 오믹층패턴 및 소오스/드레인을 형성하는 단계를 포함하여 구성되는 액정표시장치의 제조방법에 있어서,
    상기 소오스/드레인을 포함한 전체 구조의 상면에 수지층을 형성하는 단계 와,
    상기 수지층내에 상기 드레인을 노출시키는 콘택홀을 형성하는 단계와,
    상기 드레인을 포함한 수지층상에 제1반사전극을 형성하는 단계와,
    상기 제1반사전극상에 요철형상의 제2반사전극을 형성하는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로하는 반사형 액정표시장치의 제조방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 요철형상의 제2반사전극으로는 Cr/Al, AlNd, Mo/Al, Al/Mo/Al, ITO/Mo/Al 중에서 어느 하나를 선택하여 사용하는 것을 특징으로하는 반사형 액정표시장치의 제조방법.
  7. 제5항에 있어서, 요철형상의 제2반사전극은 5 내지 48 μm의 크기와 1 μm이하의 높이로 형성하는 것을 특징으로하는 반사형 액정표시장치 제조방법.
  8. 제5항에 있어서, 상기 요철형상의 제2반사전극은 하프톤방식을 이용한 마스크공정에 의해 형성하는 것을 특징으로하는 반사형 액정표시장치의 제조방법.
  9. 제5항에 있어서, 상기 요철형상의 제2반사전극은 음의 요철과 양의 요철모양을 혼합하여 형성하는 것을 특징으로하는 반사형 액정표시장치의 제조방법.
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