KR20060051017A

KR20060051017A - 반투과형 액정표시장치 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR20060051017A
Application number: KR1020050082096A
Authority: KR
Inventors: 유이치 마수타니; 신고 나가노
Original assignee: 미쓰비시덴키 가부시키가이샤
Priority date: 2004-09-08
Filing date: 2005-09-05
Publication date: 2006-05-19
Also published as: TW200617483A; US20060050213A1; JP3861895B2; JP2006078643A; KR100741537B1; CN100380211C; CN1760739A; US7643113B2

Abstract

소스 배선과 반사 화소전극을 동일층에 마련한 반투과형 액정표시장치에 있어서, 소스 배선과 반사 화소전극과의 양자의 간격을 유지하여 형성한 경우라도 반사 콘트라스트가 저하하지 않는 반투과형 액정표시장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 반사 화소전극(65)과 소스 배선(63)과의 간격L위에, 제 1 보조 용량전극(23) 위에 겹치는 위치에, 반사 콘트라스트의 저하를 방지하기 위한 콘트라스트 저하 방지 전극(95)을 형성한다.

소스 배선, 반사 화소전극, 반투과형 액정표시 장치, 콘트라스트

Description

반투과형 액정표시장치 및 그 제조 방법{TRANSFLECTIVE LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}

도 1은 본 발명의 실시예 1에 있어서의 반투과형 액정표시장치를 구성하는 TFT어레이 기판의 화소를 도시하는 평면도,

도 2는 본 발명의 실시예 1에 있어서의 반투과형 액정표시장치를 구성하는 TFT어레이 기판의 단면도,

도 3은 본 발명의 실시예 1에 있어서의 반투과형 액정표시장치를 구성하는 TFT어레이 기판의 제조 프로세스 플로우를 도시하는 단면도,

도 4는 본 발명의 실시예 1에 있어서의 반투과형 액정표시장치를 구성하는 TFT어레이 기판의 제조 프로세스 플로우를 도시하는 평면도,

도 5는 종래의 반투과형 액정표시장치를 구성하는 TFT어레이 기판 및 대향기판을 도시하는 단면도,

도 6은 본 발명의 실시예 1에 있어서의 반투과형 액정표시장치를 구성하는 TFT어레이 기판 및 대향기판을 도시하는 단면도,

도 7은 본 발명의 실시예 1에 있어서의 반투과형 액정표시장치를 구성하는 TFT어레이 기판의 화소를 도시하는 평면도,

도 8은 본 발명의 실시예 1에 있어서의 반투과형 액정표시장치를 구성하는 TFT어레이 기판의 화소를 도시하는 평면도이다.

※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※

1: 투명절연성 기판 21: 게이트 전극

22: 게이트 배선 23: 제 1 보조 용량전극

24: 제 2 보조 용량전극 25: 보조 용량배선

3: 제 1 절연막(게이트 절연막) 4: 반도체 능동막

5: 오믹콘택막 61: 소스 전극

62: 드레인 전극 63: 소스 배선

64: TFT 65: 반사 화소전극

66: 콘택 에어리어 7: 제 2 절연막

81: 콘택홀 91: 투과 화소전극

95: 콘트라스트 저하 방지 전극

100: 액정층 101: 대향용 투명절연성 기판

110: 대향기판 120: 블랙 매트릭스

121: 칼라필터 130: 오버코트층

195: 대향투명전극 T: 투과 영역

S: 반사 영역

R: 블랙 매트릭스가 배치된 경계

본 발명은, OA기기 등의 화상, 문자정보의 표시장치로서 이용되는 액티브 매트릭스 방식의 액정표시장치에 관한 것으로, 특히 화소영역에 빛을 투과하는 투과 영역과 주위광을 반사하는 반사 화소전극을 갖는 반투과형 액정표시장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

종래의 일반적인 반투과형 액정표시장치에 이용되는 TFT(박막트랜지스터)어레이 기판의 각 화소에는, 표시면의 배면에 설치한 백라이트 빛을 투과시키기 위한 투과 영역과, 액정층에 입사한 주위광을 반사시키기 위한 반사 영역이 마련된다.

이러한 반투과형 액정표시장치용 TFT기판에 있어서, 반사 영역을 구성하는 반사 화소전극과, 소스 전극을 구비한 소스 배선 및 드레인 전극을 동일층에 형성하고, 제조공정을 간략화하는 구조 및 제조 방법이 개시되고 있다(예를 들면 특허문헌 1참조).

하기 특허문헌 1에 개시된 반투과형 액정표시장치에 있어서, 해당 공보 도 1, 도 2에 나타나 있는 바와 같이 소스 배선(63)과 반사 화소전극(65)을 동일층에 마련한 경우, 양자의 단락에 의한 결손을 방지하기 위해, 소스 배선(63)과 반사 화소전극(65)의 간격을 유지하여 형성해야만 한다. 이 간격의 최하층에는 보조 용량전극 및 보조 용량배선(24)을 형성하고 있다. 이 때문에, TFT어레이 기판과 대향하는 대향기판에 마련된 대향전극(도시하지 않음)과, 보조 용량전극 및 보조 용량 배선(24)이 대향한다.

[특허문헌 1] 일본국 특원 2004-110299호(제3-7쪽, 도 1-2)

그러나, 특허문헌 1에 기재한 TFT어레이 기판의 구조에 있어서는, 보조 용량전극 및 보조 용량배선(24)과 대향전극은 동전위이기 때문에, 이 유지한 간격에 존재하는 액정층에는 전계가 가해지지 않는다. 이 때문에, 표시면에서 입사하여 소스 배선(63)과 반사 화소전극(65)과의 사이에 있어서의 보조 용량전극 및 보조 용량배선(24)에서 반사하는 반사광을 전계에 의해 억제할 수 없게 되므로, 반사 콘트라스트를 저하시킨다는 문제가 있었다.

본 발명은 상기 문제를 해결하기 위해 행해진 것으로, 소스 배선과 반사 화소전극을 동일층에 마련한 반투과형 액정표시장치에 있어서, 소스 배선과 반사 화소전극의 양자 간격을 유지하여 형성한 경우라도 반사 콘트라스트가 저하되지 않는 반투과형 액정표시장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 반투과형 액정표시장치는, 절연성 기판 위에 형성된 제 1 도전막으로 이루어지는 게이트 전극을 구비한 복수의 게이트 배선과 보조 용량전극을 구비한 보조 용량배선, 상기 제 1 도전막 위에 제 1 절연막을 통해 형성되고, 상기 게이트 배선과 교차하는 제 2 도전막으로 이루어지는 소스 전극을 구비한 복수의 소스 배선 및 드레인 전극, 상기 드레인 전극으로부터 연장되어 형성되고, 반사 영역을 형성하는 반사 화소전극, 상기 제 2 도전막 위에 제 2 절연막을 통해 형성된, 투과 영역을 형성하는 투과 화소전극을 구비한 TFT어레이 기판과, 상기 TFT어레이 기판과 대향하여 배치된, 대향전극을 갖는 대향기판을 구비하고, 상기 소스 배선과 상기 반사 화소전극은, 소정의 간격을 유지하여 배치되고, 상기 제 2 절연막 위의 상기 간격에 콘트라스트 저하 방지 전극을 구비한 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 반투과형 액정표시장치를 구성하는 TFT어레이 기판 및 TFT어레이 기판의 제조 방법에 관한 실시예를 도면에 의거하여 설명한다. 각 도에 있어서 동일한 부호는, 동일 또는 실질적으로 동일한 구성으로서 설명을 생략한다.

실시예 1

도 1은, 본 발명에 관한 TFT어레이 기판의 개략적인 구성을 도시하는 평면도, 도 2는 도 1에 도시하는 TFT어레이 기판의 화살표시 A-A선(소스 배선부 및 반사 영역:S), 화살표시B-B선(투과 영역:T), 시시C-C선(TFT부)으로부터 본 단면도, 도 3은 본 발명의 TFT어레이 기판의 제조 방법에 관하여 설명하기 위한 단면도, 도 4는 본 발명의 TFT어레이 기판의 제조 방법에 관하여 설명하기 위한 평면도이다.

도 1에 있어서, TFT어레이 기판(10)위에 마련된 각 화소는, 빛을 투과시키는 투과 영역T과, 액정층에 입사한 주위광을 반사시키는 반사 영역S으로 구성되어 있다.

도 1, 도 2에 있어서, 유리 기판 등의 투명절연성 기판(1) 위에는, 제 1 도전막으로 이루어지는 게이트 전극(21)을 구비한 게이트 배선(22), 백라이트로부터 의 새어나오는 빛을 방지하기 위해 및 일정 기간 전압을 유지하기 위해, 제 1 보조 용량전극(23) 및 제 2 보조 용량전극(25)을 구비한 보조 용량배선(24)이 형성되고, 이 상층에 제 1 절연막(3)이 마련된다. 게이트 전극(21) 위에는, 제 1 절연막(게이트 절연막)(3)을 통해 반도체층인 반도체 능동막(4) 및 오믹콘택막(5)이 형성되어 있다. 이 오믹콘택막(5)은 중앙부가 제거되어 2개의 영역으로 분할되고, 한쪽에는 제 2 도전막으로 이루어지는 소스 전극(61), 다른 쪽에는 마찬가지로 제 2 도전막으로 이루어지는 드레인 전극(62)이 적층되어 있다. 이들의 반도체 능동막(4)과 소스 전극(61) 및 드레인 전극(62)에 의해 스위칭소자인 TFT(64)가 구성되어 있다.

또한 소스 전극(61)으로부터 연장된 소스 배선(63)이, 제 1 절연막(3)을 통해 게이트 배선(22)과 교차하도록 마련된다. 또한 이 교차부 및 소스 배선(63)에는, 내전압을 향상시키기 위해서 반도체 능동막(4) 및 오믹콘택막(5)을 잔존시킨다.

반사 영역S은 드레인 전극(62)에서 연장된 반사 화소전극(65)으로 형성되어 있다. 즉, 반사 화소전극(65)은 제 2 도전막을 이용하여 형성되고 있으며, 이 때문에, 제 2 도전막으로서는, 적어도 그 표면층에 반사율이 높은 금속막을 갖는 박막이 이용된다. 또한 반사 화소전극(65)과 소스 배선(63)과의 단락에 의한 결함을 방지하기 위해서, 반사 화소전극(65)은 소스 배선(63)으로부터 소정의 간격L(바람직하게는 5㎛∼10㎛ 정도)을 유지하여 배치한다.

상기 구성요소를 피복하도록 제 2 절연막(7)을 마련하고, 반사 화소전극(65) 상의 제 2 절연막(7)의 일부를 제거하여 콘택홀(81)을 형성한다. 그 상층에 투과율이 높은 도전막(이하, 투명 도전막이라고 칭한다)으로 이루어지는 투과 화소전극(91)이 형성되어, 투과 영역T을 형성한다. 투과 화소전극(91)은 콘택홀(81)을 통해 반사 화소전극(65)과 전기적으로 접속되고, 또한 반사 화소전극(65)을 통해 드레인 전극(62)과 전기적으로 접속되어 있다. 또한 반사 화소전극(65)과 소스 배선(63)과의 간격L위에는, 제 2 절연막(7)을 통해 투명 도전막으로 콘트라스트 저하 방지 전극(95)을 배치한다. 본 실시예에 있어서, 콘트라스트 저하 방지 전극(95)은 소스 배선(63)을 따르도록, 소스 배선(63)과 거의 평행하게 형성한다.

다음에 본 실시예 1에 있어서의 반투과형 액정표시장치의 제조공정에 대해서, 도 3 및 도 4를 이용하여 설명한다.

우선, 도 3(a) 및 도 4(a)에 나타나 있는 바와 같이 유리 기판 등의 투명절연성 기판(1)을 세정하여 표면을 정화한 후, 이 투명절연성 기판(1) 위에 스퍼터링법 등에 의해 제 1 도전막을 막형성하고, 패터닝을 행한다. 제 1 도전막으로서는, 예를 들면 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 탄탈(Ta), 티타늄(Ti) 또는 알루미늄(A1) 이들을 주성분으로 하는 합금 등으로 이루어지는 박막이 이용된다. 본 실시예에서는, 제 1 도전막으로서 막 두께 400nm의 크롬막을 막형성한다.

또, 제 1 도전막 위에는, 후술의 공정에서 드라이에칭에 의해 콘택홀(81)이 형성되고, 콘택홀(81)내에는 전기적 접속을 얻기 위한 도전성 박막(투명 도전막)이 형성되므로, 표면산화가 잘 일어나지 않는 금속박막이나 산화되어도 도전성을 갖는 금속박막을 제 1 도전막으로서 이용하는 것이 바람직하다. 또한 제 1 도전막으로 서 Al계의 재료를 이용할 경우에는, 표면산화에 의한 도전성의 열화를 방지하기 위해서, 표면에 질화Al막을 형성하거나, Cr, Mo, Ta, Ti등의 막을 형성하면 좋다.

다음에 제 1 사진제판공정에서 제 1 도전막을 패터닝하고, 게이트 전극(21), 게이트 배선(22), 제 1 보조 용량전극(23) 및 보조 용량배선(24), 제 2 보조 용량전극(25)을 형성한다. 제 1 보조 용량전극(23)은 반사 영역S의 거의 전체면에 형성하고, 제 2 보조 용량전극(25)은 후술하는 소스 배선(63)에 따르도록 형성한다. 사진제판공정에서는, 기판을 세정 후, 감광성 레지스트를 도포, 건조한 뒤에, 소정의 패턴이 형성된 마스크를 통과시켜서 노광하고, 현상함으로써 기판 위에 마스크 패턴을 전사한 레지스트를 형성하고, 감광성 레지스트를 가열 경화시킨 뒤에 제 1 도전막의 에칭을 행하고, 그 후 감광성 레지스트를 박리한다.

또, 제 1 도전막의 에칭은, 공지의 식각액을 이용하여 습식 에칭법으로 행할 수 있다. 예를 들면 제 1 도전막이 크롬으로 구성되어 있는 경우에는, 제 2질산 셀륨 암모늄 및 질산이 혼합된 수용액이 이용된다. 또한 제 1 도전막의 에칭에 있어서는, 패턴 엣지의 단차부에 있어서의 절연막의 커버리지를 향상시켜 다른 배선과의 단차부에서의 단락을 방지하므로, 패턴 엣지 단면이 사다리꼴 형상의 테이퍼 형상이 되도록 테이퍼 에칭하는 것이 바람직하다.

다음에 도 3(b) 및 도 4(b)에 나타나 있는 바와 같이 플라즈마CVD법 등에 의해 제 1 절연막(3), 반도체 능동막(4), 오믹콘택막(5)을 연속하여 막형성하고, 패터닝을 행한다. 게이트 절연막이 되는 제 1 절연막(3)으로서는, SiNx막, SiOy막, SlOzNw막 중 어느 하나의 단층막 혹은 이것들을 적층한 다층막이 이용된다(또, x, y, z, w는 각각 화학량론 조성을 도시하는 정수이다). 제 1 절연막(3)의 막 두께는, 얇을 경우에는 게이트 배선(22)과 소스 배선(63)의 교차부에서 단락을 일으키기 쉬우며, 두꺼운 경우에는 TFT의 ON전류가 작아져 표시 특성이 저하되는 것으로, 제 1 도전막보다 두껍게 형성하지만, 될 수 있으면 얇게 하는 것이 바람직하다. 또한 제 1 절연막(3)은 핀 홀 등의 발생에 의한 층간 쇼트를 방지하기 위해, 여러번에 나누어 막형성 하는 것이 바람직하다. 본 실시예에서는, 막 두께300nm의 SiN막을 막형성한 후, 다시 막 두께100nm의 SiN막을 막형성 함으로써, 막 두께400nm의 SiN막을 제 1 절연막(3)으로서 형성한다.

반도체 능동막(4)으로서는, 비결정질 실리콘(a-Sl)막, 폴리실리콘(p-Si)막 등이 이용된다. 반도체 능동막(4)의 막 두께는, 얇을 경우에는 후술하는 오믹콘택막(5)의 드라이에칭시에 막의 소실이 발생하고, 두꺼울 경우에는 TFT의 ON전류가 작아지는 것으로부터, 오믹콘택막(5)의 드라이에칭시에 있어서의 에칭량의 제어성과, 필요로 하는 TFT의 ON전류값을 고려하여 선택한다. 본 실시예 1에서는, 반도체 능동막(4)으로서 막 두께150nm의 a-Si막을 막형성한다.

오믹콘택막(5)으로서는, a-Si에 인(P)을 미량으로 도핑한 n형a-Si막,혹은 n형p-Si막이 이용된다. 본 실시예에서는, 오믹콘택막(5)으로서 막 두께30nm의 n형a-Si막을 막형성한다.

다음에 제 2 사진제판공정에서, 반도체 능동막(4) 및 오믹콘택막(5)을 적어도 TFT부가 형성되는 부분에 잔존하도록 패터닝한다. 또, 반도체 능동막(4) 및 오믹콘택막(5)은 TFT부가 형성되는 부분 외에, 게이트 배선(22)과 소스 배선(63)이 교차하는 부분 및 소스 배선(63)이 형성되는 부분에도 잔존시킴으로써, 내전압을 크게 할 수 있다. 또, 반도체 능동막(4) 및 오믹콘택막(5)의 에칭은, 공지한 가스 조성(예를 들면 SF₆과 0₂의 혼합 가스 또는 CF₄와 0₂의 혼합 가스)을 이용하여 드라이 에칭법으로 행할 수 있다.

다음에 도 3(c) 및 도 4(c)에 나타나 있는 바와 같이 스퍼터링법 등에 의해 제 2 도전막을 막형성하여 패터닝을 행한다. 제 2 도전막으로서는, 예를 들면 크롬, 몰리브덴, 탄탈, 티타늄 또는 이들을 주성분으로 하는 합금을 제1층(6a), 알루미늄, 은(Ag) 또는 이들을 주성분으로 하는 합금을 제2층(6b)으로 한 박막을 이용하여 형성한다. 제1층(6a)은, 오믹콘택층(5) 및 제1의 절연층(3) 위에, 이들에 직접 접촉하도록 막형성되고, 제2층(6b)을 이 제1층(6a) 위에 그것에 직접 접촉하도록 중첩하여 막형성한다. 제 2 도전막은 소스 배선(63) 및 반사 화소전극(65)으로서 이용되므로, 배선 저항 및 표면층의 반사 특성을 고려하여 구성하는 것이 필요하다. 본 실시예에서는, 제 2 도전막의 제1층(6a)으로서 막 두께100nm의 크롬 막, 그 제2층(6b)으로서 막 두께300nm의 AlCu막을 막형성한다.

다음에 제 3 사진제판 공정에서 제 2 도전막을 패터닝하고, 소스 전극(61)을 구비한 소스 배선(63), 드레인 전극(62)을 구비한 반사 화소전극(65)을 형성한다. 드레인 전극(62)과 반사 화소전극(65)은 동일층으로 연속하여 형성되고 있기 때문에, 드레인 전극(62)과 반사 화소전극(65)은 동일층 내에서 전기적으로 접속되어 있다. 제 2 도전막의 에칭은, 공지의 식각액을 이용하여 습식 에칭법으로 행할 수 있다.

계속해서, TFT부의 오믹콘택막(5)의 중앙부를 에칭 제거하고, 반도체 능동막(4)을 노출시킨다. 오믹콘택막(5)의 에칭은, 공지의 가스 조성(예를 들면 SF₆과 0₂의 혼합 가스 또는 CF₄과 0₂의 혼합 가스)을 이용하여 드라이 에칭법으로 행할 수 있다.

또한 콘택홀(81)을 형성하는 부분의 AlCu로 형성한 제2층(6b)을 제거하고, 콘택 에어리어(66)를 형성한다. 제 3 사진제판공정 시, 제거 부분의 포토레지스트 두께가 얇게 마무리되도록 하프톤 노광 등의 방법을 이용하여 노광하고, 오믹콘택막(5)의 드라이에칭 후에 산소 플라즈마 등을 이용하여 레지스트의 감막처리를 함으로써 제거부의 레지스트 만을 제거하고, AlCu의 습식 에칭을 행하는 것으로 형성할 수 있다. 이에 따라 투명 도전막과 콘택하는 제 2 도전막의 표면은, 제1층(6a)의 크롬이 되고, 양호한 도전율을 갖는 콘택을 얻을 수 있다.

여기에서, 하프톤 노광의 프로세스에 대해서 설명한다. 하프톤 노광에서는, 하프톤의 마스크, 예를 들면 마스크의 Cr패턴에 농담을 갖도록 한 마스크를 통해 노광함으로써, 노광 강도를 조정하여 포토레지스트의 잔존막 두께를 제어한다. 그 후에 우선 포토레지스트가 완전하게 제거되는 부분의 막의 에칭을 행한다. 다음에 포토레지스트를 산소 플라즈마 등을 이용하여 감막처리 함으로써, 잔존막 두께가 적은 부분의 포토레지스트가 제거된다. 다음에 포토레지스트의 잔존막 두께가 적었던 부분(포토레지스트가 제거되어 있는)에서 막의 에칭을 행한다. 이에 따라 1 회의 사진제판공정에 의해 2공정분의 패터닝이 가능하게 된다.

제 2 도전막의 표면에, 질화 알루미늄합금(AlCuN)등을 형성한 경우에는, 반사율은 약간 저하하지만, 후술하는 투명 도전막(91)과의 양호한 콘택이 얻어지므로, 상기 콘택 에어리어(66)를 형성하는 공정은 생략할 수 있다.

다음에 플라즈마CVD법 등에 의해 제 2 절연막(7)을 막형성한다. 제 2 절연막(7)으로서는, 제 1 절연막(3)과 같은 재질에 의해 형성할 수 있고, 막 두께는 하층 패턴의 커버리지를 고려하여 결정하는 것이 바람직하다. 본 실시예에서는, 제 2 절연막(7)으로서 막 두께500nm의 SiN막을 막형성한다.

다음에 제 4 사진제판공정에서 제 2 절연막(7)을 패터닝하고, 반사 화소전극(65)위에 콘택홀(81)을 형성한다. 제 2 절연막(7)의 에칭은, 공지의 식각액을 이용하여 습식 에칭법, 또는 공지의 가스 조성을 이용하여 드라이 에칭법으로 행할 수 있다.

다음에 도 3(d) 및 도 4(d)에 나타나 있는 바와 같이 스퍼터링법 등에 의해 투명 도전막을 막형성하고, 패터닝을 행한다. 투명 도전막으로서는 ITO, SnO₂등을 이용할 수 있고, 특히 화학적 안정성의 관점으로부터 ITO를 이용하는 것이 바람직하다. 또, ITO는, 결정화ITO 또는 비결정질ITO(a-ITO)의 어느 것이라도 좋지만, a-ITO를 이용한 경우에는, 패터닝 후, 결정화 온도180℃ 이상으로 가열하여 결정화시킬 필요가 있다. 본 실시예에서는, 투명 도전막으로서 막 두께80nm의 a-ITO를 막형성한다.

다음에 제5의 사진제판공정에서 투명 도전막을 패터닝하고, 투과 영역T에 투과 화소전극(91)을 형성한다. 패터닝시의 조정 등을 고려하여, 반사 영역S와 투과 영역T과의 경계부에 있어서, 투과 화소전극(91)은, 제 2 절연막(7)을 통해 반사 화소전극(65)과 일부 겹치도록 형성한다. 경계부 이외의 반사영역S에는 투명 도전막을 형성하지 않도록 하여, 반사율이 저하하는 것을 방지한다. 또한 투명 도전막과 제 1 절연막(3) 및 제 2 절연막(7) 사이의 전압의 감소가 방지되므로, 투과 화소전극(91)과 반사 화소전극(65)의 전압을 거의 동전위로 할 수 있다. 또한 반사 화소전극(65)과 투과 화소전극(91)의 접속부에 상당하는 콘택홀(81)의 측벽부는 투명 도전막에 의해 피복된다.

본 실시예에서는, 반사 화소전극(65)과 소스 배선(63)과의 간격L위에, 제 2 절연막(7)을 통해, 반사 콘트라스트의 저하를 방지하기 위한 콘트라스트 저하 방지 전극(95)을 투명 도전막으로 형성한다. 콘트라스트 저하 방지 전극(95)은, 소스 배선(63)을 따라, 제 1 보조 용량전극(23) 위에 겹치는 위치에, 소스 배선(63)과 거의 평행하게 형성한다. 또한 도 1에 나타나 있는 바와 같이 적어도 상기 소스 배선과 대향하여 형성되는 상기 반사 화소전극의 단부로부터, TFT어레이 기판과 대향하여 배치되는 대향기판(후술)의 블랙 매트릭스가 배치되는 경계R에 대응하는 위치까지 형성한다. 콘트라스트 저하 방지 전극(95)은 제1절연막(3) 및 제 2 절연막(7)을 통해 반사 화소전극(65)의 일부와 겹치는 위치에 형성해도 좋다. 또, 콘트라스트 저하 방지 전극(95)은 투과 화소전극(91)으로부터 연장하여 형성하는 것으로 제조공정을 간략화할 수 있다.

이와 같이 하여 형성된 TFT어레이 기판(10)은, 그 후의 셀화 공정에 있어서 배향막이 도포되어, 일정 방향으로 러빙 처리가 실시된다. 마찬가지로, TFT어레이 기판과 대향하는 대향기판(도시하지 않음)은, 다른 투명절연성 기판 위에 화소영역을 포위하는 블랙 매트릭스를 구비하고, 이 포위된 영역에 칼라필터를 형성한다. 칼라필터의 상층에는 보호막, 대향투명전극 등을 퇴적하여, 배향막이 도포되어 러빙처리가 실시된다. 이들의 TFT어레이 기판(10)과 대향기판을 서로의 배향막이 마주 향하도록 스페이서를 통해 중첩, 기판 주연부를 씰재로 접착하고, 양 기판 사이에 액정을 밀봉한다. 이와 같이 하여 형성된 액정 셀의 양면에 편광판을 점착한 후, 배면에 백라이트 유닛에 부착함으로써, 반투과형 액정표시장치가 완성된다.

또, 대향기판에 있어서의, TFT어레이 기판 상의 반사 영역S과 대향하는 부분에는, 투명 유기막을 형성하고, 반사 영역S의 액정층의 두께가 투과 영역T보다 얇아지도록 하는 것으로 반사와 투과의 전기광학특성을 쉽게 맞출 수 있다.

도 5는 종래의 TFT어레이 기판의 단면도와, 이 TFT어레이 기판과 대향하는 대향기판의 단면도, 도 6은 도 1에 도시하는 TFT어레이 기판의 화살표시A-A선에서 본 단면도와, 이 TFT어레이 기판과 대향하는 대향기판의 단면도이다.

도 5, 도 6을 이용하여 본 발명의 동작을 설명한다. 도 5, 도 6에 있어서, TFT어레이 기판(10)과 대향하여 배치되는 대향기판(110)은, 대향용 투명절연성 기판(101) 위에 차광을 위한 블랙 매트릭스(120), 칼라필터(121), 오버코트층(130), 대향투명전극(195)이 형성되어 이루어진다.

도 5에 도시하는 것과 같이, 종래의 반투과형 액정표시장치에, 일반적인 통 상적인 화이트 모드(전계의 인가가 없을 때 화이트 표시가 되는 모드)를 채용했을 때 전계를 인가하면, 소스 배선(63)과 반사 화소전극(65)과의 사이에 마련한 간격L에 형성한 보조 용량전극(23)과, 대향하는 대향전극기판(110)상의 대향전극(195)이 거의 동 전위가 되고, 이 부분의 액정층(100)에는 전계가 가해지지 않고 늘 화이트표시 상태가 된다.

따라서 도면 중D로 나타내는 바와 같이 표시면(111)(주위광 입사면)으로부터 들어온 빛은, 보조 용량전극(23)에서 반사하여, 다시 표시면(111)으로 출사하게 되고, 반사 콘트라스트 저하의 원인이 된다. 본 발명에 있어서는 도 6에 나타나 있는 바와 같이 소스 배선(63)과 반사 화소전극(65)의 간격L위에 적어도 상기 소스 배선과 대향하여 형성되는 상기 반사 화소전극의 단부로부터, 대향기판의 블랙 매트릭스가 배치되는 경계R에 대응하는 위치까지, 제 1 절연막(3) 및 제 2 절연막(7)을 통해 콘트라스트 저하 방지 전극(95)을 마련하는 것으로, 콘트라스트 저하 방지 전극(95)과 대향전극(195) 사이의 액정층(100)에 전계가 인가되므로, 간격L으로부터의 보조 용량전극(23)의 반사광이 표시면(111)에 출사하지 않고, 반사 콘트라스트가 높은 양호한 표시 특성을 얻을 수 있다.

이상과 같이, 본 발명에 있어서의 반투과형 액정표시장치는, 소스 배선(63)과 반사 화소전극(65)과의 간격L에 콘트라스트 저하 방지 전극(95)을 마련했기 때문에, 콘트라스트 저하 방지 전극(95)과 대향전극(195) 사이의 액정층(100)에 전계가 인가되고, 상기 간격L에 마련한 보조 용량전극(23)으로부터의 반사광이 표시면(111)에 출사하지 않아, 반사 콘트라스트가 높은 양호한 표시 특성을 얻을 수 있 다.

또한 콘트라스트 저하 방지 전극(95)은 투과 화소전극(91)과 전기적으로 접속하고, 대향전극(195) 사이에 전계를 인가하는 구성이면 되고, 투과 화소전극(91)과 별도 공정, 혹은 별도 재료로 형성하도록 해도 된다. 본 실시예와 같이 투과 화소전극(91)으로부터 연장되어 형성시키는 것에 의해, 제조공정을 늘리지 않고 형성할 수 있다.

도 7은 본 실시예의 변형예를 도시한 도면이다. 도 7의 평면도에 나타나 있는 바와 같이 본 변형예의 반사 화소전극(65)은 제 1 절연막(3)을 통해 보조 용량전극(23)을 겹치는 위치에 형성된다. 간격L에는, 제 2 절연막(7)을 통해 콘트라스트 저하 방지 전극(95)을 형성한다. 그 외의 구성은 도 1, 2와 같다.

본 변형예에 있어서, 반사 화소전극(65)은, 제 1 절연막(3)을 통해 보조 용량전극(23)을 겹치는 위치에 형성하고, 소스 배선(63)과 반사 화소전극(65)과의 간격L에 콘트라스트 저하 방지 전극(95)을 마련했기 때문에, 콘트라스트 저하 방지 전극(95)과 대향전극과의 사이의 액정층에 전계가 인가되므로, 간격L으로부터 백라이트 빛이 표시면에 출사하는 것을 방지할 수 있고, 반사 및 투과 콘트라스트가 높은 양호한 표시 특성을 얻을 수 있으며, 소스 배선(63)과 제 1 보조 용량전극(23)과의 사이의 용량을 감소 할 수 있어, 저소비 전력화가 가능하게 된다.

도 8은 본 실시예의 다른 변형예를 도시한 도면이다. 도 8의 평면도에 나타나 있는 바와 같이 본 변형예의 보조 용량전극(23)을 소스 배선(63)의 하부까지 늘려 형성한다. 간격L에는 제 2 절연막(7)을 통해 콘트라스트 저하 방지 전극(95)을 형성한다. 그 밖의 구성은 도 1, 2와 동일하다.

본 변형예에 있어서, 보조 용량전극(23)을 소스 배선(63)의 하부까지 연장시켜서 형성하고, 소스 배선(63)과 반사 화소전극(65)과의 간격L에 콘트라스트 저하 방지 전극(95)을 마련함으로써, 콘트라스트 저하 방지 전극(95)과 대향전극 사이의 액정층에 전계가 인가되므로, 간격L으로부터 백라이트 빛이 표시면에 출사하지 않고, 반사 및 투과 콘트라스트가 높은 양호한 표시 특성을 얻을 수 있다. 또, 보조 용량전극(23)을 소스 배선(63)의 하부까지 연장시켜서 형성하고, 콘트라스트 저하 방지 전극(95)을 연재시켜서 형성하는 것으로, 블랙 매트릭스를 배치하여 화소영역을 포위하는 면적을 작게 할 수 있기 때문에, 화소 개구율을 향상시킬 수 있다.

본 발명에 있어서의 반투과형 액정표시장치의 구성에 의하면, 소스 배선과 반사 화소전극과의 간격에 콘트라스트 저하 방지 전극을 마련했기 때문에, 콘트라스트 저하 방지 전극과 대향전극과의 사이의 액정층에 전계가 인가되어, 보조 용량전극으로부터의 반사광이 표시면에 출사하지 않고, 반사 콘트라스트가 높은 양호한 표시 특성을 얻을 수 있다.

Claims

화소영역에 백라이트 빛을 투과시키는 투과 영역과 외부로부터 입사한 주위광을 반사시키는 반사 영역을 액정을 구동시키는 박막트랜지스터와 함께 절연성 기판 위에 배치해서 구성되는 반투과형 액정표시장치에 있어서,

상기 절연성 기판 위에 형성된 제 1 도전막으로 이루어지는 게이트 전극을 구비한 복수의 게이트 배선과 보조 용량전극을 구비한 보조 용량배선,

상기 제 1 도전막 위에 제 1 절연막을 통해 형성되고, 상기 게이트 배선과 교차하는 제 2 도전막으로 이루어지는 소스 전극을 구비한 복수의 소스 배선 및 드레인 전극,

상기 드레인 전극으로부터 연장되어서 형성되고, 상기 반사 영역을 형성하는 반사 화소전극,

상기 제 2 도전막 위에 제 2 절연막을 통해 형성된, 상기 투과 영역을 형성하는 투과 화소전극을 구비한 TFT어레이 기판과,

상기 TFT어레이 기판과 대향하여 배치된 대향전극을 갖는 대향기판을 구비하고,

상기 소스 배선과 상기 반사 화소전극은, 소정의 간격을 유지하여 배치되고, 상기 제 2 절연막 상의 상기 간격에 콘트라스트 저하 방지 전극을 구비한 것을 특징으로 하는 반투과형 액정표시장치.
제 1항에 있어서,

상기 콘트라스트 저하 방지 전극은, 적어도 상기 소스 배선과 대향하여 형성되는 상기 반사 화소전극의 단부로부터, 상기 대향기판의 블랙 매트릭스가 배치되는 경계에 대응하는 위치까지 형성되는 것을 특징으로 하는 반투과형 액정표시장치.
제 1항에 있어서,

상기 콘트라스트 저하 방지 전극은 상기 투과 화소전극과 같은 재료로 형성된 것을 특징으로 하는 반투과형 액정표시장치.
제 1항에 있어서,

상기 콘트라스트 저하 방지 전극은 상기 투과 화소전극으로부터 연장하여 형성된 것을 특징으로 하는 반투과형 액정표시장치.
화소영역에 백라이트 빛을 투과시키는 투과 영역과 외부로부터 입사한 주위광을 반사시키는 반사 영역을 액정을 구동시키는 박막트랜지스터와 함께 절연성 기 판 위에 배치하여 구성되는 반투과형 액정표시장치의 제조 방법에 있어서,

상기 절연성 기판 위에 제 1 도전막으로 이루어지는 게이트 전극을 구비한 복수의 게이트 배선과 보조 용량전극을 구비한 보조 용량배선을 형성하는 공정,

상기 제 1 도전막 위에 제 1 절연막을 통해, 상기 게이트 배선과 교차하는 제 2도전막으로 이루어지는 소스 전극을 구비한 복수의 소스 배선 및 드레인 전극과, 상기 드레인 전극으로부터 연장되어, 상기 반사 영역에 반사 화소전극을 형성하는 공정과,

상기 제 2 도전막 위에 제 2 절연막을 통해, 상기 투과 영역에 투과 화소전극을 형성하는 공정을 포함하고,

상기 소스 배선과 상기 반사 화소전극이 소정의 간격을 유지하여 배치되고, 상기 제 2 절연막 위의 상기 간격에 콘트라스트 저하 방지 전극을 형성하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 반투과형 액정표시장치의 제조 방법.
제 5항에 있어서,

상기 콘트라스트 저하 방지 전극을 형성하는 공정은, 투과 화소전극을 형성하는 공정과 동일 공정인 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조 방법.