KR20040022357A - Reflective-transmissive type liquid crystal display device and method of manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 반사-투과형 액정 표시 장치 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 유기 보호막 패터닝시 현상 공정 등에서 발생하는 얼룩 불량을 줄일 수 있고 공정 단순화를 도모할 수 있는 반사-투과형 액정표시 장치 및 반사-투과형 액정표시 장치의 제조 방법을 제공함에 있다.The present invention relates to a reflection-transmissive liquid crystal display device and a manufacturing method thereof, and more particularly to a reflection-transmissive liquid crystal display device which can reduce unstaining defects generated in a developing process or the like during organic patterning and can simplify the process. Disclosed is a method of manufacturing a reflection-transmissive liquid crystal display device.
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.Among the various flat panel display devices currently developed, liquid crystal displays are thinner and lighter than other display devices, have low power consumption and low driving voltage, and are widely used in various electronic devices because they can display images close to cathode ray tubes. Is being used.
액정표시장치는 백라이트와 같은 광원을 이용하여 화상을 표시하는 투과형액정표시장치와 자연광을 이용한 반사형 액정표시장치, 그리고 실내나 외부 광원이 존재하지 않는 어두운 곳에서는 표시소자 자체의 내장 광원을 이용하여 디스플레이 하는 투과 표시모드로 작동하고 실외의 고조도 환경에서는 외부의 입사광을 반사시켜 디스플레이 하는 반사 표시모드로 작동하는 반사-투과형 액정표시장치로 구분될 수 있다.The liquid crystal display device uses a transmissive liquid crystal display device that displays an image using a light source such as a backlight, a reflective liquid crystal display device using natural light, and a built-in light source of the display device itself in a dark place where an indoor or external light source does not exist. The display may be classified into a reflection-transmissive liquid crystal display device that operates in a transmissive display mode for displaying and operates in a reflective display mode for reflecting and displaying external incident light in an outdoor high illumination environment.
액정표시장치 중에서도 현재 주로 사용되는 것은 두 장의 기판에 각각 전극이 형성되어 있고 각 전극에 인가되는 전압을 스위칭 하는 박막 트랜지스터(thin film transistor; TFT)를 구비하는 장치이며, 상기 박막 트랜지스터는 두 장의 기판 중 하나에 형성되는 것이 일반적이다. 화소부에 박막 트랜지스터를 이용하는 액정표시장치는 비정질형과 다결정형으로 구분된다.Among the liquid crystal display devices currently used, a device including a thin film transistor (TFT) for forming electrodes on two substrates and switching a voltage applied to each electrode, the thin film transistor includes two substrates. It is usually formed in one of them. Liquid crystal displays using thin film transistors in the pixel portion are classified into an amorphous type and a polycrystalline type.
도 1은 종래의 반사-투과형 액정표시 장치에 있어서 박막 트랜지스터(TFT) 기판의 화소부의 단면도이다.1 is a cross-sectional view of a pixel portion of a thin film transistor (TFT) substrate in a conventional reflection-transmissive liquid crystal display device.
도 1을 참조하면, 종래의 반사-투과형 액정표시 장치의 화소부는 기판 상에 박막 트랜지스터(25)가 형성되고, 박막 트랜지스터(25)와 기판(10) 전면에 걸쳐 무기 보호막(30), 유기 보호막(32)이 형성되며, 순차적으로 투명 전극(40) 및 반사 전극(50)이 형성된다. 화소부 중 투명 전극(40)만이 형성된 영역은 투과창(T)이 형성되어 투과 영역으로 동작하며, 외부 광원에서 발생된 외부 광이 투과창(T)을 투과하여 TFT 기판 상부에 형성되는 칼라 필터 기판(C/F 기판; color filter substrate) 쪽으로 진행한다. 반면에 화소부 중 반사 전극(50)이 형성된 영역은 반사 영역으로 동작하고, 반사 영역에서는 태양광 등이 반사되어 TFT 기판 상부에 형성되는 C/F 기판 쪽으로 진행하며 투과한다.Referring to FIG. 1, a thin film transistor 25 is formed on a substrate in a pixel portion of a conventional reflection-transmissive liquid crystal display, and an inorganic passivation layer 30 and an organic passivation layer are formed over the entire surface of the thin film transistor 25 and the substrate 10. 32 is formed, and the transparent electrode 40 and the reflective electrode 50 are sequentially formed. In the region where only the transparent electrode 40 is formed in the pixel portion, a transmission window T is formed to operate as a transmission region, and color light in which external light generated from an external light source passes through the transmission window T is formed on the TFT substrate. Proceed toward the substrate (C / F substrate; color filter substrate). On the other hand, the region in which the reflective electrode 50 is formed in the pixel portion is operated as the reflective region, and in the reflective region, sunlight and the like are reflected and propagate toward the C / F substrate formed on the TFT substrate.
도 2a 내지 도 2g는 종래의 반사-투과형 액정표시 장치에 있어서 박막 트랜지스터 기판의 화소부의 제조방법을 설명하기 위한 단면도들이다.2A to 2G are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a pixel portion of a thin film transistor substrate in a conventional reflection-transmissive liquid crystal display device.
도 2a를 참조하면, 유리, 석영 등과 같은 절연 물질로 이루어진 기판(10) 상에 제1 금속 막을 증착한 후, 제1 마스크를 이용한 사진 식각 공정으로 상기 제1 금속 막을 패터닝하여 제1 방향으로 신장하는 게이트 라인(도시하지 않음), 상기 게이트 라인으로부터 분기된 게이트 전극(12) 및 상기 게이트 라인의 끝단에 연결되어 상기 게이트 전극(12)에 주사 전압을 인가하기 위한 게이트 패드(도시하지 않음)를 포함하는 게이트 배선을 형성한다.Referring to FIG. 2A, after depositing a first metal film on a substrate 10 made of an insulating material such as glass and quartz, the first metal film is patterned and stretched in a first direction by a photolithography process using a first mask. A gate pad (not shown) connected to a gate line (not shown), a gate electrode 12 branched from the gate line, and an end of the gate line to apply a scan voltage to the gate electrode 12. A gate wiring is formed.
도 2b를 참조하면, 상기 게이트 배선이 형성된 기판(10) 상에 실리콘 질화물로 이루어진 게이트 절연막(14)을 증착하고, 그 위에 비정질 실리콘막 및 n+도핑된 비정질 실리콘막을 순차적으로 증착한다.Referring to FIG. 2B, a gate insulating film 14 made of silicon nitride is deposited on the substrate 10 on which the gate wiring is formed, and an amorphous silicon film and an n + doped amorphous silicon film are sequentially deposited thereon.
이어서, 제2 마스크를 이용한 사진 식각 공정으로 상기 n+도핑된 비정질 실리콘막 및 비정질 실리콘막을 연속적으로 패터닝하여 비정질 실리콘막으로 이루어진 액티브 패턴(16) 및 n+도핑된 비정질 실리콘막으로 이루어진 오믹 콘택 패턴(18)을 형성한다.Subsequently, the n + doped amorphous silicon film and the amorphous silicon film are successively patterned by a photolithography process using a second mask to form an active pattern 16 made of an amorphous silicon film and an ohmic contact pattern made of n + doped amorphous silicon film. (18) is formed.
도 2c를 참조하면, 상기 오믹 콘택 패턴(18) 및 게이트 절연막(14) 상에 제2 금속막을 증착한 후, 제3 마스크를 이용한 사진 식각 공정으로 상기 제2 금속막을 패터닝하여 상기 게이트 라인과 직교하는 제2 방향으로 신장하는 데이터 라인(도시하지 않음), 상기 데이터 라인으로부터 분기된 소오스 전극(20) 및 드레인 전극(22), 그리고 상기 데이터 라인의 끝단에 연결되어 상기 소오스 전극(20)으로 신호 전압을 인가하기 위한 데이터 패드(도시하지 않음)를 포함하는 데이터 배선을 형성한다. 계속해서, 상기 소오스 전극(20)과 드레인 전극(22) 사이로 노출된 오믹 콘택 패턴(18)을 건식 식각하여 박막 트랜지스터의 채널 영역을 형성한다.Referring to FIG. 2C, after depositing a second metal layer on the ohmic contact pattern 18 and the gate insulating layer 14, the second metal layer is patterned by a photolithography process using a third mask to be orthogonal to the gate line. A data line (not shown) extending in a second direction, a source electrode 20 and a drain electrode 22 branched from the data line, and a signal connected to an end of the data line to the source electrode 20. A data line including a data pad (not shown) for applying a voltage is formed. Subsequently, the ohmic contact pattern 18 exposed between the source electrode 20 and the drain electrode 22 is dry etched to form a channel region of the thin film transistor.
도 2d를 참조하면, 상기 데이터 배선 및 게이트 절연막(14) 상에 무기 보호막(30)을 증착한 후, 제4 마스크를 이용한 사진식각 공정으로 상기 드레인 전극(22) 위의 무기 보호막(30)을 제거한다. 이때, 상기 게이트 패드 및 데이터 패드를 각각 노출시키는 패드 콘택홀들(도시하지 않음)이 함께 형성된다.Referring to FIG. 2D, after depositing the inorganic protective film 30 on the data line and the gate insulating layer 14, the inorganic protective film 30 on the drain electrode 22 is formed by a photolithography process using a fourth mask. Remove In this case, pad contact holes (not shown) that expose the gate pad and the data pad, respectively, are formed together.
도 2e를 참조하면, 상기 결과물의 전면에 유기 보호막(32)을 형성한 후, 제5 마스크를 이용한 노광 및 현상 공정으로 드레인 전극(22) 및 패드부의 유기 보호막(32)을 제거하여 상기 드레인 전극(22)을 노출시키는 콘택홀(45)을 형성한다. 여기서 유기 보호막(32)의 두께는 약 3.6 마이크로미터(um) 정도이다. 이와 동시에, 제6 마스크를 이용하여 상기 유기 보호막(26)의 표면에 광 산란을 위한 다수의 엠보싱(embossing)들을 형성한다. 즉, 두 개의 마스크를 이용한 두 번의 노광 공정과 한 번의 현상 공정으로 콘택홀(45) 및 다수의 엠보싱들을 동시에 형성한다.Referring to FIG. 2E, after forming the organic passivation layer 32 on the entire surface of the resultant, the drain electrode 22 and the organic passivation layer 32 of the pad part are removed by an exposure and development process using a fifth mask. A contact hole 45 exposing 22 is formed. Here, the thickness of the organic protective film 32 is about 3.6 micrometers (um). At the same time, a plurality of embossing for light scattering is formed on the surface of the organic passivation layer 26 using a sixth mask. That is, the contact hole 45 and the plurality of embossings are simultaneously formed by two exposure processes and one development process using two masks.
도 2f를 참조하면, 상기 결과물의 전면에 ITO(indium-tin-oxide) 또는 IZO(indium-zinc oxide)와 같은 투명 도전막을 증착하여 투명 전극(40)을 형성한다.Referring to FIG. 2F, a transparent conductive film such as indium-tin-oxide (ITO) or indium-zinc oxide (IZO) is deposited on the entire surface of the resultant to form a transparent electrode 40.
도 2g를 참조하면, 상기 엠보싱을 가지는 유기 절연막(32) 및 투명 전극(40)상에 반사 전극(50)을 구성하는 반사막을 식각하는 에천트에 대해 상기 반사막과 유사한 식각율을 갖는 금속, 예컨대 몰리브덴-텅스텐(MoW)을 약 500Å의 두께로 장벽 금속층을 형성한다. 상기 장벽 금속층 상에 알루미늄-내드뮴(AlNd)을 소정 두께로 증착하여 반사막을 형성한다. 이어서, 후속의 현상 공정시 상기 반사막의 리프팅을 방지하기 위하여 어닐링을 실시한다. 계속해서, 제9 마스크를 이용한 사진 공정 및 습식 식각 공정으로 상기 반사막 및 장벽 금속층을 패터닝하여 콘택홀(45)을 통해 드레인 전극(22)과 접속되고 반사막 하부의 일부 투명 전극(40)을 노출시키는 투과창(T)을 갖는 반사 전극(50) 및 장벽 금속층 패턴(48)을 형성한다. 이와 동시에, 게이트 패드와 접속되는 게이트 패드 전극(도시하지 않음) 및 데이터 패드와 접속되는 데이터 패드 전극(도시하지 않음)이 형성된다.Referring to FIG. 2G, a metal having an etching rate similar to that of the reflective film for an etchant for etching the organic insulating film 32 having the embossing and the reflective film constituting the reflective electrode 50 on the transparent electrode 40, for example Molybdenum-tungsten (MoW) forms a barrier metal layer with a thickness of about 500 mm 3. Aluminum-dadmium (AlNd) is deposited to a predetermined thickness on the barrier metal layer to form a reflective film. Subsequently, annealing is performed to prevent lifting of the reflective film during the subsequent development process. Subsequently, the reflective film and the barrier metal layer are patterned by a photolithography process and a wet etching process using a ninth mask to be connected to the drain electrode 22 through the contact hole 45 to expose some transparent electrodes 40 under the reflective film. The reflective electrode 50 having the transmission window T and the barrier metal layer pattern 48 are formed. At the same time, a gate pad electrode (not shown) connected with the gate pad and a data pad electrode (not shown) connected with the data pad are formed.
상술한 종래 방법에 의하면, 유기 보호막 형성시에 박막 트랜지스터의 드레인 전극을 노출시키는 콘택홀을 형성하기 위하여 두껍게 형성된 유기 보호막을 패터닝 할 경우 현상 공정 등으로부터 유기 보호막의 얼룩 불량이 발생한다.According to the conventional method described above, when the organic protective film is thickly formed in order to form a contact hole for exposing the drain electrode of the thin film transistor when the organic protective film is formed, defects of the organic protective film occur from a developing process or the like.
또한, 유기 보호막 상부에 투과 전극 및 반사 전극이라는 2중 막이 존재하므로 접착(adhesion) 불량이 발생한다.In addition, since a double layer of a transmissive electrode and a reflective electrode exists on the organic passivation layer, adhesion failure occurs.
또한, 콘택홀의 두께 단차에 의하여 접촉 저항에 관련하여 전처리 공정에 대한 관리가 필요한 단점이 있다.In addition, there is a disadvantage that the management of the pretreatment process in relation to the contact resistance by the thickness step of the contact hole is required.
따라서, 본 발명의 일 목적은 유기 보호막 패터닝시의 발생하는 얼룩 불량을 줄일 수 있고 유기 보호막의 엠보싱 패턴을 형성함과 동시에 콘택홀을 형성함으로써 공정 단순화를 도모할 수 있는 반사-투과형 액정표시 장치를 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a reflection-transmissive liquid crystal display device which can reduce unstaining defects generated during organic protective film patterning and can simplify the process by forming an embossing pattern of the organic protective film and simultaneously forming contact holes. In providing.
본 발명의 다른 목적은 유기 보호막 패터닝시의 발생하는 얼룩 불량을 줄일 수 있고 유기 보호막의 엠보싱 패턴을 형성함과 동시에 콘택홀을 형성함으로써 공정 단순화를 도모할 수 있는 반사-투과형 액정표시 장치의 제조 방법을 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide a method of manufacturing a reflection-transmissive liquid crystal display device, which can reduce unstaining defects generated during organic protective film patterning and simplify the process by forming an embossing pattern of the organic protective film and forming a contact hole. In providing.
도 1은 종래의 반사-투과형 액정표시 장치에 있어서 박막 트랜지스터 기판의 화소부의 단면도이다.1 is a cross-sectional view of a pixel portion of a thin film transistor substrate in a conventional reflection-transmissive liquid crystal display device.
도 2a 내지 도 2g는 종래의 반사-투과형 액정표시 장치에 있어서 박막 트랜지스터 기판의 화소부의 제조방법을 설명하기 위한 단면도들이다.2A to 2G are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a pixel portion of a thin film transistor substrate in a conventional reflection-transmissive liquid crystal display device.
도 3은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 반사-투과형 액정표시 장치에 있어서 박막 트랜지스터 기판의 화소부의 단면도이다.3 is a cross-sectional view of a pixel portion of a thin film transistor substrate in a reflection-transmissive liquid crystal display device according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 4a 내지 도 4g는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 반사-투과형 액정표시 장치에 있어서 박막 트랜지스터 기판의 화소부의 제조방법을 설명하기 위한 단면도들이다.4A to 4G are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a pixel portion of a thin film transistor substrate in a reflection-transmissive liquid crystal display device according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 반사-투과형 액정표시 장치에 있어서 박막 트랜지스터 기판의 화소부의 제조방법을 설명하기 위한 단면도들이다.5A and 5B are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a pixel portion of a thin film transistor substrate in a reflection-transmissive liquid crystal display device according to another exemplary embodiment of the present invention.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 바람직한 또 다른 실시예에 따른 반사-투과형 액정표시 장치에 있어서 박막 트랜지스터 기판의 화소부의 제조방법을 설명하기 위한 단면도들이다.6A and 6B are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a pixel portion of a thin film transistor substrate in a reflection-transmissive liquid crystal display device according to another exemplary embodiment of the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉<Explanation of symbols for main parts of the drawings>
10, 110 : 기판12, 112 : 게이트 전극10, 110: substrate 12, 112: gate electrode
20, 120 : 소오스 전극20, 120: source electrode
22, 122 : 드레인 전극22, 122: drain electrode
30, 130 : 무기 보호막32, 132 : 유기 보호막30, 130: inorganic protective film 32, 132: organic protective film
40, 140 : 투명 전극 48, 148 : 장벽 금속층 패턴40, 140: transparent electrode 48, 148: barrier metal layer pattern
50, 150 : 반사 전극50, 150: reflective electrode
45, 145 : 콘택홀45, 145: contact hole
상술한 본 발명의 일 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 절연물질로 이루어진 기판과, 상기 기판 상에 게이트 전극, 제1 및 제2 전극 및 액티브 패턴을 포함하여 형성된 박막 트랜지스터와, 상기 박막 트랜지스터 및 상기 기판 상에 상기 제2 전극을 노출하는 콘택홀을 갖도록 형성된 제1 보호막과, 적어도 상기 콘택홀에 대응하는 제1 보호막 부분을 덮도록 상기 제1 보호막 상에 형성된 투명 전극과, 상기 제1 보호막 및 투명 전극 상에 형성되고 표면에 복수의 요철부를 가지는 제2 보호막 및 상기 요철부를 가지는 투명 전극 상에 형성되고, 상기 투명 전극의 일부분을 노출시키는 투과창을 갖는 반사 전극을 구비하는 반사-투과형 액정표시 장치를 제공한다.In order to achieve the above object of the present invention, the present invention provides a substrate comprising an insulating material, a thin film transistor including a gate electrode, first and second electrodes, and an active pattern on the substrate, the thin film transistor and A first passivation layer formed to have a contact hole exposing the second electrode on the substrate, a transparent electrode formed on the first passivation layer to cover at least a portion of the first passivation layer corresponding to the contact hole, and the first passivation layer And a second protective film formed on the transparent electrode and having a plurality of uneven parts on the surface thereof, and a reflective electrode formed on the transparent electrode having the uneven parts, the transmissive window exposing a portion of the transparent electrode. Provided is a display device.
상술한 본 발명의 다른 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 기판의 표시 영역에 게이트 전극, 제1 전극, 제2 전극 및 액티브 패턴을 포함하는 박막 트랜지스터를 형성하고, 상기 박막 트랜지스터 및 상기 기판상에 상에 제1 보호막을 형성하고, 상기 제1 보호막을 식각하여 상기 제2 전극을 노출시키는 콘택홀을 형성하고, 상기 제1 보호막 상에 적어도 상기 콘택홀에 대응하는 제1 보호막 부분을 덮도록투명 전극을 형성하고, 상기 제1 보호막 및 투명 전극 상에 표면에 복수의 요철부를 가지는 제2 보호막을 형성하고, 상기 요철부를 가지는 투명 전극 상에 상기 투명 전극의 일부분을 노출시키는 투과창을 갖도록 반사 전극을 형성하는 단계를 포함하는 반사-투과형 액정표시 장치의 제조방법을 제공한다.According to another aspect of the present invention, a thin film transistor including a gate electrode, a first electrode, a second electrode, and an active pattern is formed in a display area of a substrate, and the thin film transistor is formed on the thin film transistor and the substrate. A first passivation layer is formed thereon, the first passivation layer is etched to form a contact hole exposing the second electrode, and the first passivation layer is transparent to cover at least a portion of the first passivation layer corresponding to the contact hole. A reflective electrode is formed to form an electrode, a second protective film having a plurality of uneven parts on the surface of the first protective film and the transparent electrode, and a transmissive window exposing a portion of the transparent electrode on the transparent electrode having the uneven part. It provides a method of manufacturing a reflection-transmissive liquid crystal display device comprising the step of forming a.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하고자 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 3은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 반사-투과형 액정표시 장치에 있어서 박막 트랜지스터 기판의 화소부의 단면도이다.3 is a cross-sectional view of a pixel portion of a thin film transistor substrate in a reflection-transmissive liquid crystal display device according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 반사-투과형 액정표시 장치의 화소부는 기판(110) 상에 게이트 전극(112), 소스 전극(120) 및 드레인 전극(122)을 가지는 박막 트랜지스터(125)가 형성되고, 박막 트랜지스터(125)와 기판(110) 전면에 걸쳐 드레인 전극(122)과 연결되는 콘택홀을 가지는 무기 보호막(130)이 형성된다. 무기 보호막(130) 상에 종래와 달리 유기 보호막(132) 대신 투명 전극(140)이 형성되고, 반사 전극(140) 상에 엠보싱을 가지는 유기 보호막(132)이 종래 보다 얇은 소정 두께로 형성된다. 반사 영역을 형성하기 위해 유기 보호막(132) 및 반사 전극(140) 상에 반사 전극(150)이 형성된다.Referring to FIG. 3, a pixel portion of a reflective-transmissive liquid crystal display device according to an exemplary embodiment of the present invention includes a thin film having a gate electrode 112, a source electrode 120, and a drain electrode 122 on a substrate 110. The transistor 125 is formed, and an inorganic passivation layer 130 having a contact hole connected to the drain electrode 122 is formed over the entire surface of the thin film transistor 125 and the substrate 110. Unlike the conventional method, the transparent electrode 140 is formed on the inorganic passivation layer 130 instead of the organic passivation layer 132, and the organic passivation layer 132 having embossing is formed on the reflective electrode 140 to have a predetermined thickness thinner than that of the conventional art. The reflective electrode 150 is formed on the organic passivation layer 132 and the reflective electrode 140 to form the reflective region.
화소부 중 투명 전극(140)만이 형성된 영역은 투과창(T)이 형성되어 투과 영역으로 동작하며, 외부 광원에서 발생된 외부 광이 투과창(T)으로 투과되어 TFT 기판 상부에 형성되는 C/F 기판 쪽으로 진행한다. 반면에 화소부 중 반사 전극(150)이 형성된 영역은 반사 영역으로 동작하며, 태양광 등이 반사 영역에서 반사되어C/F 기판 쪽으로 진행하며 투과한다.Transmissive window T is formed in the region where only the transparent electrode 140 is formed in the pixel portion to operate as a transmissive region, and external light generated from an external light source is transmitted through the transmissive window T and formed on the TFT substrate. Proceed to the F substrate. On the other hand, the region in which the reflective electrode 150 is formed in the pixel portion acts as a reflective region, and sunlight, etc., is reflected in the reflective region and passes through the C / F substrate.
본 발명에 따른 반사-투과형 액정표시 장치의 화소부는 엠보싱을 가지는 유기 보호막(132)이 종래 보다 얇은 소정 두께로 형성됨에 따라 유기 보호막(132) 패터닝시의 발생하는 얼룩 불량을 줄일 수 있고, 유기 보호막(132)의 사용량도 적게된다. 종래에는 유기 보호막(132)의 상부에 투명 전극과 반사 전극이 형성되었으나, 본 발명에 따른 반사-투과형 액정표시 장치의 화소부의 경우는 유기 보호막(132)의 상부에 반사 전극만을 가지므로 접착(adhesion) 불량을 방지할 수 있다.Since the pixel portion of the reflective-transmissive liquid crystal display device according to the present invention is formed with an organic protective film 132 having embossing to a predetermined thickness thinner than the conventional one, it is possible to reduce unstaining defects generated during patterning of the organic protective film 132, and the organic protective film 132 is also used less. Conventionally, the transparent electrode and the reflective electrode are formed on the organic passivation layer 132, but in the case of the pixel portion of the reflective-transmissive liquid crystal display device according to the present invention, since only the reflective electrode is formed on the organic passivation layer 132, an adhesion is achieved. ) Can prevent defects.
이하, 본 발명에 따른 반사-투과형 액정표시 장치의 화소부 제조 공정에 대해 설명한다.Hereinafter, a process of manufacturing the pixel portion of the reflection-transmissive liquid crystal display device according to the present invention will be described.
도 4a 내지 도 4g는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 반사-투과형 액정표시 장치에 있어서 박막 트랜지스터 기판의 화소부의 제조방법을 설명하기 위한 단면도들이다.4A to 4G are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a pixel portion of a thin film transistor substrate in a reflection-transmissive liquid crystal display device according to an exemplary embodiment of the present invention.
본 발명에 따른 반사-투과형 액정표시 장치의 화소부 제조 공정은 박막 트랜지스터의 소스 전극(120) 및 드레인 전극(122), 무기 절연막(130)을 형성하는 과정(도 4a, 4b, 4c, 4d)까지는 종래의 반사-투과형 액정 표시 장치의 화소부 제조 공정과 동일하므로 이하 개략적으로 설명한다.In the process of manufacturing the pixel portion of the reflective-transmissive liquid crystal display device according to the present invention, a process of forming the source electrode 120, the drain electrode 122, and the inorganic insulating layer 130 of the thin film transistor (FIGS. 4A, 4B, 4C, and 4D) is performed. Since it is the same as the manufacturing process of the pixel part of the conventional reflection-transmission type liquid crystal display device, it demonstrates briefly below.
도 4a를 참조하면, 유리, 석영 등과 같은 절연 물질로 이루어진 기판(110) 상에 제1 금속막을 증착한 후, 제1 마스크를 이용한 사진식각 공정으로 상기 제1 금속막을 패터닝하여 게이트 패드(도시하지 않음) 및 게이트 전극(112) 등을 포함하는 게이트 배선을 형성한다.Referring to FIG. 4A, after depositing a first metal film on a substrate 110 made of an insulating material such as glass and quartz, the first metal film is patterned by a photolithography process using a first mask to form a gate pad (not shown). Gate wiring 112) and the gate electrode 112, and the like.
도 4b를 참조하면, 상기 게이트 배선이 형성된 기판(110) 상에 실리콘 질화물로 이루어진 게이트 절연막(114)을 증착한다. 게이트 절연막(114) 위에 비정질 실리콘막 및 n+도핑된 비정질 실리콘막을 순차적으로 증착한 후 제2 마스크를 이용한 사진식각 공정으로 상기 n+도핑된 비정질 실리콘막 및 비정질 실리콘막을 연속적으로 패터닝하여 비정질 실리콘막으로 이루어진 액티브 패턴(116) 및 n+도핑된 비정질 실리콘막으로 이루어진 오믹 콘택 패턴(118)을 형성한다.Referring to FIG. 4B, a gate insulating layer 114 made of silicon nitride is deposited on the substrate 110 on which the gate wiring is formed. After sequentially depositing an amorphous silicon film and an n + doped amorphous silicon film on the gate insulating layer 114, the n + doped amorphous silicon film and the amorphous silicon film by successive patterning by a photolithography process using a second mask to form an amorphous silicon film An ohmic contact pattern 118 formed of an active pattern 116 consisting of an n + doped amorphous silicon film is formed.
도 4c를 참조하면, 상기 오믹 콘택 패턴(118) 및 게이트 절연막(114) 상에 제2 금속막을 증착한 후, 제3 마스크를 이용한 사진식각 공정으로 상기 제2 금속막을 패터닝하여 소오스 전극(120) 및 드레인 전극(122) 등을 포함하는 데이터 배선을 형성한다. 계속해서, 상기 소오스 전극(120)과 드레인 전극(122) 사이로 노출된 오믹 콘택 패턴(118)을 건식 식각하여 박막 트랜지스터의 채널 영역을 형성한다.Referring to FIG. 4C, after depositing a second metal layer on the ohmic contact pattern 118 and the gate insulating layer 114, the second metal layer is patterned by a photolithography process using a third mask to form a source electrode 120. And a data wiring including the drain electrode 122 and the like. Subsequently, the ohmic contact pattern 118 exposed between the source electrode 120 and the drain electrode 122 is dry-etched to form a channel region of the thin film transistor.
도 4d를 참조하면, 상기 데이터 배선 및 게이트 절연막(114) 상에 무기 보호막(130)을 증착한 후, 제4 마스크를 이용한 사진식각 공정으로 콘택홀을 만들기 위하여 상기 드레인 전극(122) 위의 무기 보호막(130)을 제거한다.Referring to FIG. 4D, after depositing the inorganic passivation layer 130 on the data line and the gate insulating layer 114, the inorganic layer on the drain electrode 122 may be used to form a contact hole by a photolithography process using a fourth mask. The protective film 130 is removed.
도 4e를 참조하면, 상기 결과물의 전면에 ITO(indium-tin-oxide) 또는 IZO(indium-zinc oxide)와 같은 투명 도전막을 증착한 후, 제5 마스크를 이용한 사진 식각 공정으로 상기 투명 도전막을 패터닝하여 콘택홀(145)을 통해 드레인 전극(22)과 접속되는 투명 전극(140)을 형성한다. 도 4e에서는 도시되어 있지 않지만 투명 전극(140)은 박막 트랜지스터의 소스 전극, 채널 영역층 및 드레인 전극의 상부에도 형성될 수 있음은 물론이다.Referring to FIG. 4E, after depositing a transparent conductive film such as indium-tin-oxide (ITO) or indium-zinc oxide (IZO) on the entire surface of the resultant, patterning the transparent conductive film by a photolithography process using a fifth mask As a result, the transparent electrode 140 connected to the drain electrode 22 through the contact hole 145 is formed. Although not shown in FIG. 4E, the transparent electrode 140 may be formed on the source electrode, the channel region layer, and the drain electrode of the thin film transistor.
도 4f를 참조하면, 상기 결과물의 전면에 소정 두께- 바람직하게는 약 1 마이크로 미터(um)-의 유기 보호막(132)을 형성한다. 이어서, 제6 마스크를 이용한 노광 및 현상 공정으로 유기 보호막(132)의 표면에 광 산란을 위한 다수의 엠보싱(embossing)들을 형성한다. 도 4f에 도시된 바와 같이, 상기 엠보싱 패턴 중 오목부 중 일부는 투명 전극(140)이 노출되도록 형성된다. 또는, 엠보싱 패턴은 투명 전극(140)을 전부 덮도록 형성될 수도 있다.(도 6a 및 6b 참조) 유기 보호막(132)의 두께를 종래 보다 얇게 형성하기 때문에 엠보싱 패턴을 형성하는 공정에서 동시에 콘택홀(145)에 상응하는 유기 보호막(132) 부분을 제거할 수 있다. 즉, 별도의 콘택홀(145)을 형성하기 위한 마스크를 사용하지 않으므로 종래에 비하여 마스크 수를 1개 줄일 수 있다. 엠보싱 패턴을 가지는 유기 절연막을 이용하여 멀티 도메인 패턴을 형성함으로써 광 시야각 기술에 응용할 수 있다.Referring to FIG. 4F, an organic protective film 132 having a predetermined thickness, preferably about 1 micrometer (um), is formed on the entire surface of the resultant product. Subsequently, a plurality of embossings for light scattering are formed on the surface of the organic passivation layer 132 by an exposure and development process using a sixth mask. As shown in FIG. 4F, some of the recesses of the embossing pattern are formed to expose the transparent electrode 140. Alternatively, the embossing pattern may be formed to cover the entire transparent electrode 140 (see FIGS. 6A and 6B). Since the thickness of the organic protective layer 132 is formed thinner than that of the conventional art, the contact hole is simultaneously formed in the process of forming the embossing pattern. The portion of the organic passivation layer 132 corresponding to 145 may be removed. That is, since the mask for forming the separate contact hole 145 is not used, the number of masks can be reduced by one. By forming a multi-domain pattern using an organic insulating film having an embossed pattern, it can be applied to a wide viewing angle technology.
한편, 콘택홀(145)에 상응하는 유기 보호막(132) 부분을 도 4f에 도시된 바와 같이 제거할 수도 있고, 콘택홀(145)에 상응하는 유기 보호막(132) 부분에 엠보싱의 볼록부를 형성하도록 할 수도 있다.(도 5a 및 5b 참조)Meanwhile, the portion of the organic passivation layer 132 corresponding to the contact hole 145 may be removed as shown in FIG. 4F, and the convex portion of the embossing may be formed in the portion of the organic passivation layer 132 corresponding to the contact hole 145. (See FIGS. 5A and 5B).
도 4g를 참조하면, 상기 엠보싱을 가지는 유기 절연막(132) 및 투명 전극(140) 상에 반사 전극(150)을 구성하는 반사막을 식각하는 에천트에 대해 상기 반사막과 유사한 식각율을 갖는 금속, 예컨대 몰리브덴-텅스텐(MoW)을 약 500Å의 두께로 장벽 금속층을 형성한다. 상기 장벽 금속층 상에 알루미늄-내드뮴(AlNd)을상온 내지 150℃의 온도, 바람직하게는 약 50℃의 온도에서 약 2000Å의 두께로 증착하여 반사막을 형성한다. 이어서, 후속의 현상 공정시 상기 반사막의 리프팅을 방지하기 위하여 100℃ 이상의 온도에서 30분 이상, 바람직하게는 200℃의 온도에서 1시간 동안 어닐링을 실시한다. 계속해서, 제7 마스크를 이용한 사진 공정 및 습식 식각 공정으로 상기 반사막 및 장벽 금속층을 패터닝하여 콘택홀(145)을 통해 드레인 전극(122)과 접속되고 일부 투명 전극(130)을 노출시키는 투과창(T)을 갖는 반사 전극(150) 및 장벽 금속층 패턴(148)을 형성한다. 장벽 금속층 패턴(148)은 투명 전극(140)과 반사 전극(150) 간에 갈바니 부식의 발생을 방지하기 위한 것이다. 이와 동시에, 게이트 패드와 접속되는 게이트 패드 전극(도시하지 않음) 및 데이터 패드와 접속되는 데이터 패드 전극(도시하지 않음)이 형성된다.Referring to FIG. 4G, a metal having an etch rate similar to that of the reflective film for an etchant for etching the organic insulating film 132 having the embossing and the reflective film constituting the reflective electrode 150 on the transparent electrode 140, for example Molybdenum-tungsten (MoW) forms a barrier metal layer with a thickness of about 500 mm 3. Aluminum-dadmium (AlNd) is deposited on the barrier metal layer at a temperature of room temperature to 150 ° C., preferably at a temperature of about 50 ° C. to a thickness of about 2000 Pa to form a reflective film. Subsequently, annealing is performed at a temperature of 100 ° C. or higher for at least 30 minutes, preferably at 200 ° C. for 1 hour, in order to prevent the lifting of the reflective film during the subsequent development process. Subsequently, the reflective film and the barrier metal layer are patterned by a photolithography process and a wet etching process using a seventh mask to be connected to the drain electrode 122 through the contact hole 145 and to expose some transparent electrodes 130. The reflective electrode 150 having the T) and the barrier metal layer pattern 148 are formed. The barrier metal layer pattern 148 is for preventing the occurrence of galvanic corrosion between the transparent electrode 140 and the reflective electrode 150. At the same time, a gate pad electrode (not shown) connected with the gate pad and a data pad electrode (not shown) connected with the data pad are formed.
본 실시예에서는 액티브 패턴(116), 오믹 콘택 패턴(118) 및 데이터 배선을 2매의 마스크를 이용하여 형성한다. 그러나, 본 출원인은 하나의 마스크를 이용하여 액티브 패턴(116), 오믹 콘택 패턴(118) 및 데이터 배선을 형성함으로써, 하부-게이트 구조의 박막 트랜지스터-액정표시장치를 제조하는데 사용되는 마스크의 수를 줄일 수 있는 방법을 발명하여 대한민국 특허청에 출원번호 1998-049710호로 출원한 바 있다. 이 방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.In this embodiment, the active pattern 116, the ohmic contact pattern 118 and the data wirings are formed using two masks. However, the Applicant forms the active pattern 116, the ohmic contact pattern 118, and the data wiring using one mask, thereby reducing the number of masks used to manufacture the thin film transistor-liquid crystal display device having a bottom-gate structure. Invented a method that can be reduced by the Republic of Korea Patent Application No. 1998-049710. This method is described in detail as follows.
먼저, 게이트 절연막(114) 상에 액티브층, 오믹 콘택층 및 제2 금속막을 순차적으로 증착한다. 상기 제2 금속막 상에 감광막을 도포하고 이를 노광 및 현상하여 박막 트랜지스터의 채널부 위에 위치하며 제1 두께를 갖는 제1 부분, 데이터 배선부 위에 위치하며 상기 제1 두께보다 두꺼운 두께를 갖는 제2 부분 및 감광막이완전히 제거된 제3 부분을 포함하는 감광막 패턴(도시하지 않음)을 형성한다. 그런 다음, 상기 제3 부분 아래의 제2 금속막, 오믹 콘택층 및 액티브층, 상기 제1 부분 아래의 제2 금속막, 그리고 상기 제2 부분의 일부 두께를 식각하여 상기 제2 금속막으로 이루어진 데이터 배선, n+도핑된 비정질실리콘막으로 이루어진 오믹 콘택 패턴(118) 및 비정질실리콘막으로 이루어진 액티브 패턴(116)을 동시에 형성한다. 이어서, 남아있는 감광막 패턴을 제거하면, 하나의 마스크를 이용하여 액티브 패턴(118), 오믹 콘택 패턴(116) 및 데이터 배선이 동시에 형성된다.First, an active layer, an ohmic contact layer, and a second metal film are sequentially deposited on the gate insulating layer 114. Applying a photoresist film on the second metal film and exposing and developing the photoresist film, the first portion having a first thickness and a second portion located on the channel portion of the thin film transistor and the data wiring portion and having a thickness greater than the first thickness. A photosensitive film pattern (not shown) including a portion and a third portion from which the photosensitive film is completely removed is formed. Then, the second metal film under the third portion, the ohmic contact layer and the active layer, the second metal film under the first portion, and the partial thickness of the second portion is etched to form the second metal film. A data line, an ohmic contact pattern 118 made of an n + doped amorphous silicon film, and an active pattern 116 made of an amorphous silicon film are simultaneously formed. Subsequently, when the remaining photoresist pattern is removed, the active pattern 118, the ohmic contact pattern 116, and the data wiring are simultaneously formed using one mask.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 반사-투과형 액정표시 장치에 있어서 박막 트랜지스터 기판의 화소부의 제조방법을 설명하기 위한 단면도들이다. 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 박막 트랜지스터 기판의 화소부의 제조방법은 투명 전극(140)을 형성하는 과정까지는 도 4a 내지 도 4e에서 설명한 바와 같다.5A and 5B are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a pixel portion of a thin film transistor substrate in a reflection-transmissive liquid crystal display device according to another exemplary embodiment of the present invention. The method of manufacturing the pixel portion of the thin film transistor substrate according to another exemplary embodiment of the present invention is as described with reference to FIGS. 4A to 4E until the process of forming the transparent electrode 140.
도 5a 및 도 5b를 참조하면, 콘택홀(145)에 상응하는 유기 보호막(132) 부분을 제거하지 않고 엠보싱의 볼록부를 형성하도록 유기 보호막(132)을 패터닝 한다. 그 후 유기 보호막(132) 및 투명 전극(140) 상에 장벽 금속층 패턴(148)을 형성하고, 반사 영역과 투과 영역을 가지는 반사 전극(150)을 형성한다.5A and 5B, the organic passivation layer 132 is patterned to form the convex portion of the embossing without removing the portion of the organic passivation layer 132 corresponding to the contact hole 145. Thereafter, the barrier metal layer pattern 148 is formed on the organic passivation layer 132 and the transparent electrode 140, and the reflective electrode 150 having the reflective and transmissive regions is formed.
즉, 도 5a 및 5b에 도시된 바와 같이 반사 전극(150)이 콘택홀(145)에 상응하는 투명 전극(140)에 직접 접촉하기 않도록 할 수 있다. 다만, 이 경우 반사 전극(150)과 투명 전극(140)의 충분한 접촉 면적을 확보하기 위하여 상기 엠보싱 패턴 중 오목부 중 일부는 투명 전극(140)이 노출되도록 형성하고, 투명 전극(140) 중 일부 노출된 부분에는 반사 전극(150)이 형성되도록 한다.That is, as illustrated in FIGS. 5A and 5B, the reflective electrode 150 may not directly contact the transparent electrode 140 corresponding to the contact hole 145. However, in this case, in order to secure a sufficient contact area between the reflective electrode 150 and the transparent electrode 140, some of the recesses of the embossing pattern are formed to expose the transparent electrode 140, and some of the transparent electrodes 140 are exposed. The reflective electrode 150 is formed on the exposed portion.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 바람직한 또 다른 실시예에 따른 반사-투과형 액정표시 장치에 있어서 박막 트랜지스터 기판의 화소부의 제조방법을 설명하기 위한 단면도들이다. 본 발명의 바람직한 또 다른 실시예에 따른 박막 트랜지스터 기판의 화소부의 제조방법은 투명 전극(140)을 형성하는 과정까지는 도 4a 내지 도 4e에서 설명한 바와 같다.6A and 6B are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a pixel portion of a thin film transistor substrate in a reflection-transmissive liquid crystal display device according to another exemplary embodiment of the present invention. In the method of manufacturing the pixel portion of the thin film transistor substrate according to another exemplary embodiment of the present invention, the process of forming the transparent electrode 140 is as described with reference to FIGS. 4A through 4E.
도 6a 및 도 6b를 참조하면, 유기 절연막(132)의 엠보싱 패턴은 투명 전극(140)을 전부 덮도록 형성되고, 콘택홀(145)에 상응하는 유기 보호막(132) 부분을 제거한다. 그 후, 유기 보호막(132) 상에 장벽 금속층 패턴(148)을 형성하고, 장벽 금속층 패턴(148) 상에 반사 전극(150)을 형성하되, 콘택홀(145) 부분이 반사 전극(150)으로 덮이도록 한다. 콘택홀(145) 부분이 반사 전극(150)으로 덮여 반사 전극(150)과 투명 전극(140)의 충분한 접촉 면적이 확보되므로 투명 전극(140)이 노출되지 않도록 유기 절연막(132)의 엠보싱 패턴이 투명 전극(140)을 전부 덮도록 할 수 있다.6A and 6B, the embossing pattern of the organic insulating layer 132 is formed to completely cover the transparent electrode 140, and the portion of the organic protective layer 132 corresponding to the contact hole 145 is removed. Thereafter, the barrier metal layer pattern 148 is formed on the organic passivation layer 132, and the reflective electrode 150 is formed on the barrier metal layer pattern 148, but the portion of the contact hole 145 is the reflective electrode 150. Cover it. Since the contact hole 145 is covered with the reflective electrode 150 to secure a sufficient contact area between the reflective electrode 150 and the transparent electrode 140, the embossing pattern of the organic insulating layer 132 is formed so that the transparent electrode 140 is not exposed. The transparent electrode 140 may be completely covered.
상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 엠보싱을 가지는 유기 보호막이 종래 보다 얇은 두께로 형성됨에 따라 유기 보호막의 사용량이 적어지고, 유기 보호막 패터닝에 따른 현상 공정 등에서 발생하는 얼룩 불량을 줄일 수 있다.As described above, according to the present invention, since the organic protective film having the embossing is formed to a thinner thickness than the conventional one, the amount of the organic protective film used is reduced, and stain defects generated in the developing process according to the organic protective film patterning and the like can be reduced.
또한, 본 발명에서는 유기 보호막의 상부에 반사 전극만을 형성하므로 종래유기 보호막의 상부에 투명 전극과 반사 전극이 형성됨으로 인한 접착(adhesion) 불량을 방지할 수 있다.In addition, in the present invention, since only the reflective electrode is formed on the organic passivation layer, it is possible to prevent adhesion failure due to the formation of the transparent electrode and the reflecting electrode on the conventional organic passivation layer.
또한, 유기 보호막의 엠보싱 패턴을 형성함과 동시에 콘택홀을 형성할 수 있으므로 종래에 비해 별도의 콘택홀 형성을 위한 마스크를 줄일 수 있어 공정 단순화를 도모할 수 있다.In addition, since the contact hole may be formed at the same time as forming the embossing pattern of the organic protective film, a mask for forming a separate contact hole may be reduced compared to the conventional art, thereby simplifying the process.
또한, 본 발명의 콘택홀의 두께 감소에 따라 단차가 감소하고 본 발명에서 투명 전극을 형성하는 공정까지는 노멀(normal) TN(twisted nematic) 투과형 공정을 사용하므로 접촉 저항에 대한 관리가 용이하다.In addition, as the thickness of the contact hole of the present invention decreases, the step decreases, and the process of forming a transparent electrode in the present invention uses a normal TN (twisted nematic) transmissive process, thereby easily managing the contact resistance.
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.As described above, although described with reference to a preferred embodiment of the present invention, those skilled in the art will be variously modified and modified within the scope of the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention described in the claims below. It will be appreciated that it can be changed.
Claims (12)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020020053633A KR20040022357A (en) | 2002-09-05 | 2002-09-05 | Reflective-transmissive type liquid crystal display device and method of manufacturing the same |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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| KR20040022357A true KR20040022357A (en) | 2004-03-12 |
Family
ID=37326189
Family Applications (1)
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| KR1020020053633A KR20040022357A (en) | 2002-09-05 | 2002-09-05 | Reflective-transmissive type liquid crystal display device and method of manufacturing the same |
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-
2002
- 2002-09-05 KR KR1020020053633A patent/KR20040022357A/en not_active Application Discontinuation
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