KR20070037014A - Transflective liquid crystal display device and the fabrication method - Google Patents
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Abstract
본 발명은 액정표시장치(liquid crystal display device)에 관한 것으로, 특히, 반사모드(reflect mode)와 투과모드(transmit mode)를 선택적으로 사용할 수 있는 반사투과형 액정표시장치 및 그 제조방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a liquid crystal display device, and more particularly, to a reflective liquid crystal display device and a method for manufacturing the same, which can selectively use a reflection mode and a transmission mode.
본 발명은 반사투과형 액정 표시 장치에서 요철 패턴의 절연막 형성시 현상 공정에서 발생되는 불량을 방지하고 포토 마스크 쉬프트 시에 발생되는 불량을 방지할 수 있는 반사투과형 액정 표시 장치를 제공한다.The present invention provides a reflection type liquid crystal display device which can prevent a defect generated in a developing process when forming an insulating film of an uneven pattern in a reflection type liquid crystal display device and prevent a defect generated when a photo mask is shifted.
또한, 본 발명은 하프 톤 마스크를 사용하여 반사부의 요철 패턴과 콘택홀과 투과부 홀을 동시에 형성할 수 있어 마스크 수를 저감할 수도 있다.In addition, the present invention can form the uneven pattern of the reflecting portion, the contact hole and the transmissive portion hole at the same time by using a halftone mask, thereby reducing the number of masks.
반사투과형, 반사부, 투과부, 유기 절연막 패턴 Reflective type, Reflective part, Transmissive part, Organic insulating film pattern
Description
도 1 은 일반적인 반사투과형 액정표시장치를 도시한 분해 사시도.1 is an exploded perspective view showing a general reflective transmissive liquid crystal display device.
도 2는 일반적인 반사투과형 액정표시장치를 도시한 단면도.2 is a cross-sectional view showing a general reflective transmissive liquid crystal display device.
도 3은 종래의 반사투과형 액정 표시 장치의 어레이기판 일부분을 보여주는 단면도.3 is a cross-sectional view illustrating a portion of an array substrate of a conventional reflective transmissive liquid crystal display device;
도 4는 도 3에서 'A'영역을 확대하여 종래 기술의 문제점을 극명하게 보여주는 도면.4 is a view showing the problem of the prior art by expanding the area 'A' in FIG.
도 5는 본 발명에 따른 반사 투과형 어레이기판의 일부를 구체적으로 도시한 확대 평면도.5 is an enlarged plan view specifically showing a part of a reflective transmissive array substrate according to the present invention;
도 6은 도 5에서 도시한 본 발명에 따른 반사투과형 액정 표시 장치용 어레이 기판의 Ⅰ-Ⅰ'를 따라 절단하여 보여주는 단면도.FIG. 6 is a cross-sectional view taken along line II ′ of the array substrate for a transflective liquid crystal display device shown in FIG. 5. FIG.
도 7a 내지 도 7g는 본 발명에 따른 반사투과형 액정표시장치용 어레이 기판의 제조 방법에 따라 도시한 공정 단면도.7A to 7G are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing an array substrate for a transflective liquid crystal display device according to the present invention;
<도면의 주요부분에 대한 부호 설명><Description of Signs of Major Parts of Drawings>
121 : 기판 123 : 게이트 전극 121: substrate 123: gate electrode
125 : 게이트배선 127 : 게이트 패드전극 125: gate wiring 127: gate pad electrode
131 : 액티브층 135 : 소스 전극131
137 : 드레인 전극 139 : 데이터배선 137: drain electrode 139: data wiring
141 : 상기 데이터 패드전극 143 : 소스-드레인 금속층 141: the data pad electrode 143: a source-drain metal layer
145 : 보호막 147 : 유기 절연막 145: protective film 147: organic insulating film
147a : 요철형 패턴 147b : 엠보싱 패턴147a: Uneven
147c : 유기 절연막 패턴 149 : 반사전극147c an organic insulating film pattern 149 a reflective electrode
161 : 투과 전극 163 : 게이트 패드 단자전극161: transmission electrode 163: gate pad terminal electrode
165 : 데이터 패드 단자전극165: data pad terminal electrode
본 발명은 액정표시장치(liquid crystal display device)에 관한 것으로, 특히, 반사모드(reflect mode)와 투과모드(transmit mode)를 선택적으로 사용할 수 있는 반사투과형 액정표시장치 및 그 제조방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
일반적으로, 액정표시장치는 백라이트를 광원으로 이용하는 투과형 액정표시장치와, 백라이트를 광원으로 이용하지 않고 자연광 및 인조광을 이용하는 반사형 액정표시장치로 분류할 수 있다.In general, a liquid crystal display device may be classified into a transmissive liquid crystal display device using a backlight as a light source and a reflective liquid crystal display device using natural light and artificial light without using the backlight as a light source.
이때 투과형 액정표시장치는 백라이트를 광원으로 이용하여 어두운 외부환경에서도 밝은 화상을 구현한다. 하지만, 밝은 곳에서는 사용이 불가하고, 전력소모가 크다는 문제점이 있다.In this case, the transmissive liquid crystal display uses a backlight as a light source to realize a bright image even in a dark external environment. However, there is a problem that can not be used in bright places, the power consumption is large.
반면, 반사형 액정표시장치는 백라이트를 사용하지 않기 때문에 소비전력은 줄일 수 있지만 외부 자연광이 어두울 때에는 사용이 불가능하다는 한계가 있다.On the other hand, since the reflective liquid crystal display does not use a backlight, power consumption can be reduced, but there is a limitation that it cannot be used when the external natural light is dark.
이러한 한계들을 극복하기 위한 대안으로서 나온 것이 반사투과형 액정표시장치이다.As an alternative to overcome these limitations, a reflective liquid crystal display device is provided.
이와 같은 반사투과형 액정표시장치는 단위 화소영역내에 반사부와 투과부를 동시에 구비하여 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.Such a transflective liquid crystal display device has a function of a transmissive liquid crystal display device and a reflective liquid crystal display device by simultaneously providing a reflection unit and a transmissive unit in a unit pixel area, and includes backlight light and external natural light or artificial light. Since all light sources can be used, there is an advantage in that power consumption is reduced without being restricted by the surrounding environment.
도 1 은 일반적인 반사투과형 컬러액정표시장치를 도시한 분해 사시도이다.FIG. 1 is an exploded perspective view illustrating a general reflective transmissive color liquid crystal display device.
도시한 바와 같이, 일반적인 반사투과형 액정표시장치(11)는 블랙매트릭스(16)와 서브 컬러필터(17)상에 투명한 공통전극(13)이 형성된 상부기판(15)과, 화소영역(P)으로 구성되며, 스위칭소자(T)와 어레이배선(25,39)이 형성된 하부기판(21)으로 구성된다.As shown in the drawing, a general reflective transmissive liquid
상기 화소영역은 상기 투과홀(A)을 포함하는 반사전극(도 2의 49)과 투명전극(도 2의 61)을 구성되어 투과부(B)와 반사부(D)로 정의된다.The pixel area includes a reflective electrode (49 in FIG. 2) and a transparent electrode (61 in FIG. 2) including the transmission hole A, and is defined as a transmission part B and a reflection part D.
또한, 상기 상부기판(15)과 하부기판(21) 사이에는 액정(14)이 충진되어 있다.In addition, the
도 2는 일반적인 반사투과형 액정표시장치를 도시한 단면도이다.2 is a cross-sectional view showing a general reflective transmissive liquid crystal display device.
도시한 바와 같이, 반사투과형 액정표시장치(11)는 공통전극(13)이 형성된 상부기판(15)과, 투과홀(A)을 포함한 반사전극(49)과 투명전극(61)으로 구성된 화소전극이 형성된 하부기판(21)과, 상기 상부기판(15)과 하부기판(21)의 사이에 충진된 액정(14)과, 상기 하부기판(21)의 하부에 위치한 백라이트(41)로 구성된다.As shown, the reflective
이러한 구성을 갖는 반사투과형 액정표시장치(11)를 반사모드(reflective mode)로 사용할 경우에는 빛의 대부분을 외부의 자연광원 또는 인조광원을 사용하게 된다.When the reflective liquid
전술한 구성을 참조로 반사모드일 때와 투과모드일 때의 액정표시장치의 동작을 설명한다.The operation of the liquid crystal display device in the reflection mode and the transmission mode will be described with reference to the above-described configuration.
반사모드일 경우, 액정표시장치는 외부의 자연광원 또는 인조광원을 사용하게 되며, 상기 액정표시장치의 상부기판(15)으로 입사된 빛(F2)은 상기 반사전극(49)에 반사되어 상기 반사전극과 상기 공통전극(13)의 전계에 의해 배열된 액정(14)을 통과하게 되고, 상기 액정(14)의 배열에 따라 액정을 통과하는 빛(F2)의 양이 조절되어 이미지(Image)를 구현하게 된다.In the reflective mode, the liquid crystal display uses an external natural or artificial light source, and the light F2 incident on the
반대로, 투과모드(Transmission mode)로 동작할 경우에는, 광원을 상기 하부 기판(21)의 하부에 위치한 백라이트(41)의 빛(F1)을 사용하게 된다. 상기 백라이트(41)로부터 출사한 빛은 상기 투명전극(61)을 통해 상기 액정(14)에 입사하게 되며, 상기 투과홀 하부의 투명전극(61)과 상기 공통전극(13)의 전계에 의해 배열된 액정(14)에 의해 상기 하부 백라이트(41)로부터 입사한 빛의 양을 조절하여 이미지를 구현하게 된다.On the contrary, when operating in the transmission mode, the light source uses the light F1 of the
도 3은 종래의 반사투과형 액정 표시 장치의 어레이기판 일부분을 보여주는 단면도이다.3 is a cross-sectional view illustrating a portion of an array substrate of a conventional reflective transmissive liquid crystal display device.
종래 반사투과형 액정 표시 장치의 어레이 기판에는 스위칭 소자인 박막트랜지스터(T)가 매트릭스 형태(matrix type)로 위치하고, 이러한 다수의 박막 트랜지스터(T)를 교차하는 게이트 배선(25)과 데이터배선(39)이 형성된다.A thin film transistor T, which is a switching element, is disposed in a matrix type on an array substrate of a conventional reflective transmissive liquid crystal display, and the
상기 게이트 배선(25), 차광 패턴(30)이 형성된 기판(21)의 전면에 제 1 절연막인 게이트 절연막(29)을 형성한다.A
상기 차광 패턴(30)은 상기 데이터 배선(39) 인근 하부에서 빛샘을 방지하는 역할을 하며, 상기 차광 패턴(30)으로 공통 신호가 인가되어 캐패시턴스(capacitance)를 보상하는 역할도 수행할 수 있다.The
상기 게이트전극(23) 상부의 게이트 절연막(29)상에 아일랜드 형태로 액티브층(31)(active layer)과 오믹 콘택층(33)(ohmic contact layer)을 형성한다.An
상기 오믹 콘택층(33)은 소스 영역과 드레인 영역으로 분리되어 서로 소정 간격 이격되어 있다.The
다음으로, 상기 오믹 콘택층(33)과 접촉하는 소스 전극(35)과 드레인 전극(37)이 형성되어 있으며, 상기 소스 전극(35)은 상기 데이터 배선(39)과 연결되어 있으며, 상기 소스 전극(35)과 드레인 전극(37)은 서로 소정 간격 이격되어 있다.Next, a
상기 데이터 배선(39)이 형성된 기판(21)상에 절연 물질을 증착하여, 제 2 절연막인 보호막(45)을 형성한다.An insulating material is deposited on the
상기 보호막(45)은 질화 실리콘(SiNx) 또는 산화 실리콘(SiO2)을 증착하여 형성된 무기 절연막이다.The
상기 보호막(45)의 상부에 벤조사이클로부텐(BCB)과 아크릴(acryl)계 수지(resin)를 포함한 투명한 유기절연물질 그룹 중 선택된 하나를 도포하여 제 3 절연막인 유기절연막(47)을 형성한다.One selected from the group of transparent organic insulating materials including benzocyclobutene (BCB) and acrylic resin (resin) is applied on the
상기 유기절연막(47) 상부의 반사부에는 요철형 패턴(47b)이 형성되어 있다.An
상기 화소영역(P)의 일부에는 게이트 절연막, 보호막, 유기절연막(29,45,47)을 식각하여 식각홈(48)을 형성한다.An
상기 식각홈(48)은 이후 공정에서 형성하는 반사 전극의 투과홀에 대응하는 투과부(T)이다.The
그리고, 상기 기판(21)의 전면에 인듐-틴-옥사이드(ITO)와 인듐-징크-옥사이드(IZO)를 포함한 투명 도전성 금속그룹 중 선택된 하나를 증착하고 패턴하여, 상기 화소영역(P)에 구성되는 투명 화소전극(61)을 형성한다.In addition, a selected one of a transparent conductive metal group including indium tin oxide (ITO) and indium zinc oxide (IZO) is deposited and patterned on the entire surface of the
상기 화소 전극(61)은 상기 반사부(R)에서 유기절연막(47)의 요철형 패턴(47b)을 따라 요철 구조로 형성되며, 상기 드레인 전극(37)과 드레인 콘택홀(53)을 통해서 서로 접속한다.The
그리고, 상기 식각홈(48)이 형성된 기판(21)의 전면에 알루미늄(Al) 또는 알루미늄 합금과 같이 반사율이 뛰어난 금속을 증착하고 패턴하여, 상기 식각홈(48)에 대응하는 부분에 투과홀을 구성한 반사 전극(49)을 형성한다.In addition, a metal having excellent reflectivity, such as aluminum (Al) or an aluminum alloy, is deposited and patterned on the entire surface of the
이때, 상기 반사 전극(49)은 상기 반사부(R)에서 상기 유기 절연막(47)과 화소 전극(61)의 요철 구조를 따라 요철을 이룬다.In this case, the
전술한 바와 같은 방법으로 종래의 반사투과형 액정표시장치용 어레이 기판을 제작할 수 있다.As described above, a conventional array substrate for a reflective transmissive liquid crystal display device can be manufactured.
그러나, 상기 화소영역(P)의 일부에 게이트 절연막, 보호막, 유기절연막(29,45,47)을 식각하여 식각홈(48)을 형성하기 위한 포토 공정에서 포토 마스크가 오정렬되어 제 위치에서 벗어나 쉬프트(shift)하게 될 경우 상기 식각홈(48)의 위치도 쉬프트(shift)되어 변경된다.However, in the photo process for etching the gate insulating film, the protective film, and the organic insulating
도 4는 도 3에서 'A'영역을 확대하여 종래 기술의 문제점을 극명하게 보여주는 도면이다.4 is a view showing the problem of the prior art by expanding the 'A' region in FIG.
도 4의 도면은 도 3에 도시된 식각홈이 쉬프트되어 형성될 때 발생되는 문제점을 보여준다.4 illustrates a problem that occurs when the etch groove illustrated in FIG. 3 is shifted and formed.
도 4에 도시된 바와 같이, 종래 반사투과형 액정표시장치용 어레이 기판에서 상기 게이트 절연막, 보호막, 유기절연막(29, 45, 47)을 식각하여 식각홈(48)을 형성하기 위한 포토 공정에서 포토 마스크(photo mask)가 쉬프트하여 진행될 경우 공통 신호가 인가되는 차광 패턴(30)이 노출되는 현상이 발생될 수 있다.As shown in FIG. 4, a photo mask in a photo process for forming an
그리고, 상기 식각홈(48) 형성 후에 화소 전극(61)과 반사 전극(49)이 순차적으로 형성되므로, 종래 기술에 따르면 상기 노출된 차광 패턴(30)과 상기 화소 전극(61)간에 쇼트(short)가 발생되어 포인트 디펙트(point defect)를 일으키는 문제점이 있다.In addition, since the
또한, 상기 식각홈(48) 형성을 위하여 상기 유기절연막(47)을 식각하는 포토 공정에서 포토 레지스트 패턴의 현상시 현상액이 상기 유기절연막(47)과 보호막 (45) 사이에 침투하여 상기 유기절연막이 유실되는 문제점도 발생한다.In addition, a developer penetrates between the organic insulating
본 발명은 반사투과형 액정 표시 장치에서 요철 패턴의 절연막 형성시 현상 공정에서 발생되는 불량을 방지하고 포토 마스크 쉬프트 시에 발생되는 불량을 방지할 수 있는 반사투과형 액정 표시 장치를 제공하는 데 제 1 목적이 있다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a reflective liquid crystal display device which can prevent a defect caused in a developing process when forming an insulating film having an uneven pattern in a reflective liquid crystal display device, and prevent a defect that occurs during a photo mask shift. have.
또한, 본 발명은 하프 톤 마스크를 사용하여 반사부의 요철 패턴과 콘택홀과 투과부 홀을 동시에 형성할 수 있어 마스크 수를 저감하는 반사투과형 액정 표시 장치의 제조 방법을 제공하는 데 제 2 목적이 있다.In addition, a second object of the present invention is to provide a method of manufacturing a reflection-transmissive liquid crystal display device in which a concave-convex pattern, a contact hole, and a transmission hole may be simultaneously formed using a halftone mask to reduce the number of masks.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 반사투과형 액정 표시 장치는, 화소 영역에 반사부와 투과부가 정의된 기판과; 상기 기판 상에 교차 배치되어 화소 영역을 정의하는 게이트 배선 및 데이터 배선과; 상기 게이트 배선과 데이터 배선의 교차점에 형성된 박막 트랜지스터와; 상기 반사부에 요철형 패턴을 이루고 상기 투과부에 소정 두께의 잔막을 형성하는 유기 절연막과; 상기 반사부에 형성된 반사 전극과 상기 투과부에 형성된 투과 전극으로 이루어진 화소 전극;을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a reflective transmissive liquid crystal display device comprising: a substrate having a reflective portion and a transmissive portion defined in a pixel area; Gate wiring and data wiring intersecting on said substrate to define a pixel region; A thin film transistor formed at an intersection point of the gate line and the data line; An organic insulating layer forming a concave-convex pattern on the reflecting portion and forming a residual film having a predetermined thickness on the transmitting portion; And a pixel electrode formed of a reflective electrode formed on the reflective portion and a transmissive electrode formed on the transmissive portion.
상기 유기 절연막은 감광성 유기 절연막으로 이루어진 것을 특징으로 한다.The organic insulating film is formed of a photosensitive organic insulating film.
상기 데이터 배선 인근 하부에는 차광 패턴을 형성한 것을 특징으로 한다.A light shielding pattern is formed below the data line.
또한, 상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 반사투과형 액정 표시 장치의 제조 방법은, 화소 영역에 반사부와 투과부를 정의하는 기판을 준비하는 단 계와; 상기 기판 상에 게이트 전극 및 이와 연결된 게이트 배선을 형성하는 단계와; 상기 게이트 전극 및 게이트 배선이 형성된 기판의 전면에 제 1 절연막을 형성하는 단계와; 상기 게이트 전극 상부의 상기 제 1 절연막 상에 액티브층과 오믹콘택층을 형성하는 단계와; 상기 오믹 콘택층과 접촉하는 소스 및 드레인 전극과 상기 소스 전극과 연결되며 상기 게이트 배선과 교차하여 상기 화소 영역을 정의하는 데이터 배선을 형성하는 단계와; 상기 기판 전면에 제 3 절연막을 도포하는 단계와; 상기 제 3 절연막 상에 하프 톤 마스크를 배치시키는 단계와; 상기 하프 톤 마스크를 통과한 노광량에 따라 상기 제 3 절연막은 상기 반사부에 요철형 패턴을 형성하고, 상기 투과부에 잔막을 형성하는 단계와; 상기 반사부에 형성된 반사 전극과 상기 투과부에 형성된 투과 전극으로 이루어지며 상기 드레인 전극과 접속하는 화소 전극을 형성하는 단계;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.In addition, in order to achieve the above object, a method of manufacturing a reflective liquid crystal display device according to the present invention comprises the steps of preparing a substrate defining a reflecting portion and a transmission portion in the pixel region; Forming a gate electrode and a gate wiring connected to the substrate on the substrate; Forming a first insulating film on an entire surface of the substrate on which the gate electrode and the gate wiring are formed; Forming an active layer and an ohmic contact layer on the first insulating layer on the gate electrode; Forming a source and drain electrode in contact with the ohmic contact layer and a data line connected to the source electrode and crossing the gate line to define the pixel area; Applying a third insulating film to the entire surface of the substrate; Disposing a halftone mask on the third insulating film; Forming a concave-convex pattern on the reflecting portion and forming a residual film on the transmitting portion according to the exposure amount passing through the halftone mask; And forming a pixel electrode formed of the reflective electrode formed on the reflective part and the transmission electrode formed on the transmissive part and connected to the drain electrode.
상기 하프 톤 마스크는 차광영역과 투과영역과 부분 투과영역으로 나뉘어 지는 것을 특징으로 한다.The halftone mask may be divided into a light blocking area, a transmission area, and a partial transmission area.
상기 요철형 패턴은 용융 및 경화처리되어 엠보싱 형상을 가지는 것을 특징으로 한다.The uneven pattern may be melted and cured to have an embossed shape.
상기 투과부에 형성된 제 3 절연막의 잔막은 건식 식각되어 제거될 수 있는 것을 특징으로 한다.The remaining film of the third insulating film formed on the transmission part may be removed by dry etching.
이하, 첨부한 도면을 참조로 하여 본 발명에 따른 반사투과형 액정 표시 장치에 대해서 구체적으로 설명한다.Hereinafter, a reflective liquid crystal display according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 5는 본 발명에 따른 반사 투과형 어레이기판의 일부를 구체적으로 도시한 확대 평면도이고, 도 6은 도 5에서 도시한 본 발명에 따른 반사투과형 액정 표시 장치용 어레이 기판의 Ⅰ-Ⅰ'를 따라 절단하여 보여주는 단면도이다.FIG. 5 is an enlarged plan view specifically showing a part of the reflective transmissive array substrate according to the present invention, and FIG. 6 is a cut along the line II ′ of the array transparent substrate for the transmissive liquid crystal display device illustrated in FIG. 5. This is a cross-sectional view.
도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 반사 투과형 액정 표시 장치용 어레이 기판은 스위칭 소자인 박막트랜지스터(T)가 매트릭스 형태(matrix type)로 위치하고, 이러한 다수의 박막트랜지스터(T)는 다수의 게이트배선(125)과 데이터 배선(139)이 교차되는 지점에 형성된다.5 and 6, in the array substrate for a reflective transmissive liquid crystal display device according to the present invention, a thin film transistor T, which is a switching element, is positioned in a matrix type, and a plurality of such thin film transistors T are formed. Is formed at a point where the plurality of
이때, 상기 게이트 배선(125)과 데이터 배선(139)이 교차하여 정의되는 영역을 화소영역(P)이라 정의한다. 그리고, 상기 화소영역(P)은 투과부(T)와 반사부(R)로 정의된다.In this case, an area defined by the intersection of the
상기 게이트 배선(125)과 동일한 물질로 상기 데이터 배선(139)의 인근 하부에 빛샘 방지를 위한 차광 패턴(130)이 형성될 수도 있으며, 상기 차광 패턴(130)은 공통 배선(140)과 연결되어 캐패시턴스(capacitance)를 보상하는 역할도 할 수 있다.A
상기 게이트배선(125)의 일 끝단에는 게이트 패드전극(127) 형성되어 있고, 상기 게이트 패드전극(127)은 게이트배선(125)에 비해 큰 폭을 가지도록 구성된다.A
상기 게이트 배선(125), 차광 패턴(130)이 형성된 기판(121)의 전면에 제 1 절연막인 게이트 절연막(129)을 형성한다.A
상기 데이터배선(139)의 일 끝단에는 데이터 패드전극(141)이 형성되어 있고, 상기 데이터 패드전극(141) 또한 데이터배선(139)에 비해 큰 폭을 가지도록 형성된다.A
상기 게이트 패드전극(127)과 데이터 패드전극(141)은 각각 외부의 신호를 직접 인가 받는 수단인 투명한 게이트 패드 단자전극(163)과 데이터 패드 단자전극(165)과 접촉하여 구성된다.The
상기 게이트배선(125)의 일부 상부에 스토리지 캐패시터(C)가 구성되고, 상기 화소 영역에 구성된 투명한 화소전극(161)과 회로적으로 병렬로 연결된다.A storage capacitor C is formed on a portion of the
상기 박막트랜지스터(T)는 게이트 전극(123)과 소스 전극(135)및 드레인 전극(137)과 상기 게이트 전극(123) 상부에 구성된 액티브층(31)으로 이루어진다.The thin film transistor T includes a
즉, 상기 게이트전극(123) 상부의 게이트 절연막(129)상에 아일랜드 형태로 액티브층(131)(active layer)과 오믹 콘택층(133)(ohmic contact layer)을 형성한다.That is, an active layer 131 and an ohmic contact layer 133 are formed on the
상기 오믹 콘택층(133)은 소스 영역과 드레인 영역으로 분리되어 서로 소정 간격 이격되어 있다.The ohmic contact layer 133 is separated into a source region and a drain region and spaced apart from each other by a predetermined interval.
다음으로, 상기 오믹 콘택층(133)과 접촉하는 소스 전극(135)과 드레인 전극(137)이 형성되어 있으며, 상기 소스 전극(135)은 상기 데이터 배선(139)과 연결되어 있으며, 상기 소스 전극(135)과 드레인 전극(137)은 서로 소정 간격 이격되어 있다.Next, a
그리고, 상기 데이터 배선(139)이 형성된 기판(121)상에 절연 물질을 증착하여, 제 2 절연막인 보호막(145)을 형성한다.In addition, an insulating material is deposited on the
상기 보호막(145)은 질화 실리콘(SiNx) 또는 산화 실리콘(SiO2)을 증착하여 형성된 무기 절연막이다.The
상기 보호막(145)의 상부에 벤조사이클로부텐(BCB)과 포토아크릴(photoacryl)계 수지(resin)를 포함한 투명한 감광성 유기절연물질 그룹 중 선택된 하나를 도포하여 제 3 절연막인 유기절연막(147)을 형성한다.An organic insulating
상기 유기절연막(147)의 반사부(R)에는 엠보싱 패턴(147b)이 형성되어 있으며, 상기 엠보싱 패턴(147b)은 광 반사 효율을 향상시키는 역할을 수행한다.An
그리고, 상기 화소영역의 투과부(T)에는 상기 유기절연막(129,145,147)을 식각하여 식각홈(148)을 형성한다.The organic insulating
상기 식각홈(148)은 이후 공정에서 형성하는 반사 전극의 투과홀(A)에 대응하는 투과부(T)로서, 상기 식각홈(148)에는 상기 유기 절연막(147) 패턴이 소정 두께로 남아 있을 수 있다.The
이때, 상기 투과부(T)에 형성된 유기 절연막 패턴(147c)은 상기 반사부(R)에 형성된 유기 절연막(147)과 연결되어 있으므로 이는 포토 공정시 투과부(T) 모서리와 같이 현상액 등에 취약 부분에서 다른 절연막 및 보호막들을 보호할 수 있는 효과가 있다. In this case, the organic insulating
그리고, 상기 기판(121)의 전면에 인듐-틴-옥사이드(ITO)와 인듐-징크-옥사이드(IZO)를 포함한 투명 도전성 금속그룹 중 선택된 하나를 증착하고 패턴하여, 상기 화소영역(P)에 구성되는 투명 화소전극(161)을 형성한다.In addition, a selected one of a transparent conductive metal group including indium tin oxide (ITO) and indium zinc oxide (IZO) is deposited and patterned on the entire surface of the
상기 화소 전극(161)은 상기 반사부(R)에서 유기절연막(147)의 엠보싱 패턴(147b)을 따라 요철 구조로 형성되며, 상기 드레인 전극(37)과 드레인 콘택홀(53) 을 통해서 서로 접속한다.The
그리고, 상기 식각홈(148)이 형성된 기판(121)의 전면에 알루미늄(Al) 또는 알루미늄 합금과 같이 반사율이 뛰어난 금속을 증착하고 패턴하여, 상기 식각홈(148)에 대응하는 부분에 투과홀(A)을 구성한 반사 전극(149)을 형성한다.In addition, a metal having excellent reflectivity, such as aluminum (Al) or an aluminum alloy, is deposited and patterned on the entire surface of the
이때, 상기 반사 전극(149)은 상기 반사부(R)에서 상기 유기 절연막(147)과 화소 전극(161)의 요철 구조를 따라 요철을 이룬다.In this case, the
전술한 구성에서, 상기 스토리지 캐패시터(C)는 게이트 배선(125)의 일부를 제 1 캐패시터 전극으로 하고, 상기 게이트 배선의 일부 상부에 위치하고 상기 드레인 전극(137)과 동일층 동일물질로 형성한 소스-드레인 금속층(143)을 제 2 캐패시터 전극으로 한다.In the above-described configuration, the storage capacitor C is a source having a portion of the
상기 제 2 캐패시터 전극(143)은 콘택홀(155)을 통해 상기 화소 전극(161)과 연결할 수도 있고, 상기 드레인 전극(137)에 상기 반사 전극(149)의 하부를 통해 상기 게이트 배선(125)의 상부로 연장하여 형성할 수 있다. 이러할 경우에는 상기 콘택홀(155)은 필요치 않다.The
이하, 도 7a 내지 도 7g를 참조하여 본 발명에 따른 어레이 기판 제조공정을 설명한다.Hereinafter, an array substrate manufacturing process according to the present invention will be described with reference to FIGS. 7A to 7G.
도 7a 내지 도 7g는 본 발명에 따른 반사투과형 액정표시장치용 어레이 기판의 제조 방법에 따라 도시한 공정 단면도이다.7A to 7G are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing an array substrate for a transflective liquid crystal display device according to the present invention.
먼저, 도 7a를 참조하여 설명하면, 기판(121)상에 게이트 전극(123)과, 게이트 배선(125)과, 차광 패턴(130)을 형성한다.First, referring to FIG. 7A, the
상기 차광 패턴(130)은 추후 형성될 데이터 배선(139)의 인근 하부에 형성되며 빛샘을 방지하거나 캐패시턴스를 보상하는 역할을 할 수 있다.The
그리고, 상기 게이트 배선(125)등이 형성된 기판(121)의 전면에 제 1 절연막인 게이트 절연막(129)을 형성한다.The
상기 게이트 절연막(129)은 질화 실리콘(SiNx)과 산화 실리콘(SiO2)을 포함하는 무기절연물질 그룹 중 선택된 하나를 증착하여 형성한다.The
다음으로, 도 7b에 도시된 바와 같이, 상기 게이트전극(123)상부의 게이트 절연막(129)상에 아일랜드 형태로 액티브층(131)(active layer)과 오믹콘택층(133)(ohmic contact layer)을 형성한다.Next, as shown in FIG. 7B, an active layer 131 and an ohmic contact layer 133 are formed in an island form on the
상기 액티브층(131)은 일반적으로 순수한 비정질 실리콘(a-Si:H)으로 형성하 고, 상기 오믹 콘택층(133)은 불순물이 포함된 비정질 실리콘(n+a-Si:H )으로 형성한다.The active layer 131 is generally formed of pure amorphous silicon (a-Si: H), and the ohmic contact layer 133 is formed of amorphous silicon (n + a-Si: H) containing impurities. .
다음으로, 상기 오믹 콘택층(133)이 형성된 기판(121)의 전면에 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 티타늄(Ti), 텅스텐(W), 알루미늄(Al), 알루미늄 합금을 포함하는 도전성 금속 그룹 중 선택된 하나를 증착하고 패턴하여, 상기 오믹 콘택층(133)과 접촉하는 소스전극(135)과 드레인전극(137), 상기 소스전극(135)과 연결되어 상기 게이트 배선과 교차하는 데이터배선(139)을 형성한다.Next, a conductive material including chromium (Cr), molybdenum (Mo), titanium (Ti), tungsten (W), aluminum (Al), and an aluminum alloy on the entire surface of the
이때, 상기 액티브층(131)과 오믹 콘택층(133) 및 소스 및 드레인 전극(135, 137)은 연속 증착하여 하나의 마스크 공정으로 형성할 수도 있다. In this case, the active layer 131, the ohmic contact layer 133, and the source and drain
다음으로, 도 7c에 도시한 바와 같이, 기판(121) 전면에 제 2 절연막인 보호막(145)을 형성한다.Next, as shown in FIG. 7C, a
상기 보호막(145)은 질화 실리콘(SiNx) 또는 산화 실리콘(SiO2)을 증착하여 형성한 실리콘 절연막이다.The
상기 실리콘 절연막은 상기 액티브층(131)과의 계면 특성이 우수하기 때문에, 계면에 전자를 트랩하는 트랩 준위가 존재하지 않도록 한다.Since the silicon insulating film has excellent interface characteristics with the active layer 131, there is no trap level trapping electrons at the interface.
따라서, 상기 액티브층(131)을 흐르는 캐리어(carrier)의 이동도를 개선할 수 있다.Therefore, mobility of carriers flowing through the active layer 131 may be improved.
이어서, 상기 보호막(145)의 상부에 벤조사이클로부텐(BCB)과 포토아크릴(photoacryl)계 수지(resin)를 포함한 투명한 감광성 유기절연물질 그룹 중 선택된 하나를 도포하여 제 3 절연막인 유기 절연막(147)을 형성한다.Subsequently, one of a group of transparent photosensitive organic insulating materials including benzocyclobutene (BCB) and photoacryl resin is coated on the
그리고, 도 7d에 도시된 바와 같이, 상기 유기 절연막(147) 상부에 하프 톤 마스크(half-tone-mask)(190)를 간격을 두고 배치시켜서 하프 톤 노광 공정 및 현상 공정을 수행한다.As shown in FIG. 7D, half-
상기 하프 톤 노광 공정에 대해서 간단히 설명하면, 광 흡수도가 위치에 따라 다르게 형성된 광 흡수 마스크를 이용하여 상기 하프 톤 마스크(190)를 통과하는 자외선 광량을 조절함으로써 두께가 다른 포토 레지스트 패턴, 여기서는 감광성 유기 절연막(147)을 형성하는 것이다.The half-tone exposure process will be described briefly. A photoresist pattern having a different thickness by adjusting the amount of ultraviolet light passing through the half-
따라서, 상기 하프 톤 마스크(190)는 차광영역(A)과 투과영역(B)과 부분 투 과영역(C)의 3영역으로 나뉘어 지며, 상기 부분 투과 영역은 경우에 따라 다양한 광투과도를 가지도록 여러가지 부분 투과 영역(C, C')을 형성할 수 있다. Accordingly, the
상기 하프 톤 마스크(190)의 차광 영역(A)은 감광성 유기 절연막(147)이 전혀 현상되지 않으며, 상기 투과 영역(C)은 투과된 광에 의해 현상되어 감광성 유기절연막이 제거되어 콘택홀(153)을 형성한다. 또한, 상기 부분 투과 영역(C, C')에 의해서 감광성 유기 절연막(147)의 요철형 패턴(147a)의 요홈부와 투과부(T)의 식각홈(148)이 형성된다.In the light blocking region A of the
이때, 상기 감광성 유기 절연막(147)의 요철형 패턴(147a)의 요홈부의 깊이와 상기 투과부(T)의 식각홈(148)의 깊이는 서로 다를 수 있으며, 이는 상기 하프 톤 마스크(190)의 부분 투과 영역(C, C')의 광 투과도를 조절함으로써 구현될 수 있다.In this case, the depth of the recessed portion of the
여기서, 상기 투과부(T)의 유기 절연막(147)의 식각홈(148)에 의해 상기 보호막(145) 또는 게이트 절연막(129)이 노출되지 않도록 소정 두께의 유기 절연막 패턴(147c)이 상기 투과부(T)에 잔여되도록 한다.Here, the organic insulating
한편, 상기 감광성 유기 절연막(147)의 광 반응 특성에 따라 상기 하프 톤 마스크(190)에 의해 현상되는 영역이 반대로 이루어질 수도 있다.Meanwhile, the region developed by the
따라서, 상기 노광된 감광성 유기 절연막(147)이 현상된 후, 상기 유기 절연막(147)의 반사부(R)에는 사각형 모양의 요철형 패턴(147a)이 형성되며, 상기 투과부(T)에는 소정 두께의 유기 절연막 패턴(147c)이 잔막으로 남게 된다.Therefore, after the exposed photosensitive organic
상기와 같은 투과부(T)의 유기 절연막 잔여 패턴은 상기 하프 톤 마스크 (190)가 쉬프트하거나 기판이 오정렬되어 진행될 경우에도 상기 차광 패턴(130)과 상기 화소 전극(161)간의 쇼트(short)에 의한 포인트 디펙트(point defect) 불량을 방지할 수 있어 불량율을 낮추고 신뢰성을 향상시키는 장점이 있다.The organic insulating layer remaining pattern of the transparent part T may be caused by a short between the
또한, 상기 투과부(T)의 유기 절연막 잔여 패턴은 반사부(R)의 유기 절연막(147)과 연결되어 있으므로 상기 유기 절연막(147)을 식각하는 포토 공정에서 상기 감광성 유기 절연막의 현상시 현상액이 상기 감광성 유기 절연막과 보호막 사이에 침투할 수 없어 유기 절연막의 유실 및 불량을 방지할 수 있는 장점도 있다.In addition, since the residual pattern of the organic insulating layer of the transmissive part T is connected to the organic insulating
이후, 도 7e에 도시된 바와 같이, 상기 사각형 모양의 요철형 패턴(147a)에 대하여 용융 및 경화처리를 하게 되면 볼록부의 상부면이 둥근형상을 띠는 엠보싱 패턴(147b)이 반사부(R)에 형성된다. Subsequently, as shown in FIG. 7E, when the rectangular concave-
한편, 상기와 같이 요철형 패턴을 형성하는 방법은 이에 한정되는 것이 아니라 여러 가지 방법으로 형성될 수 있다.On the other hand, the method of forming the concave-convex pattern as described above is not limited to this may be formed in various ways.
이어서, 도 7f에 도시된 바와 같이, 상기 감광성 유기 절연막(147)의 콘택홀(153)에 의해 노출된 보호막을 건식 식각(dry etching)하여, 상기 드레인 전극(137)의 일부를 노출하는 드레인 콘택홀(153)을 형성한다.Subsequently, as illustrated in FIG. 7F, the drain contact that exposes a part of the
이때, 상기 보호막(145)을 건식 식각하는 조건에 따라 상기 투과부의 유기 절연막 패턴(147c)의 잔막이 소정 식각될 수 있으며, 완전히 제거될 수도 있다.In this case, the remaining layer of the organic insulating
또한, 상기 투과부(T)의 유기 절연막 패턴(147c)의 잔막뿐만 아니라, 보호막(145) 및 게이트 절연막(129)도 추가로 제거하여 형성할 수도 있다.In addition, the
여기서, 상기 유기 절연막(147)에 요철 패턴을 형성하는 공정과 상기 유기 절연막에 식각홈(148)을 형성하는 공정은 하나의 마스크공정으로 이루어질 수 있고, 별도의 마스크 공정으로 이루어질 수도 있다.The forming of the concave-convex pattern on the organic insulating
최종적으로, 도 7g에 도시된 바와 같이, 상기 기판(121)의 전면에 인듐-틴-옥사이드(ITO)와 인듐-징크-옥사이드(IZO)를 포함한 투명 도전성 금속그룹 중 선택된 하나를 증착하고 패턴하여, 상기 투과부(T)에 투과 전극(161)을 형성하며, 상기 투과 전극(161)은 상기 드레인 콘택홀(153)에 의해 상기 드레인 전극(137)과 접속한다. Finally, as shown in FIG. 7G, one of a transparent conductive metal group including indium tin oxide (ITO) and indium zinc oxide (IZO) is deposited and patterned on the entire surface of the
그리고, 상기 투과 전극(161) 상에 알루미늄(Al)또는 알루미늄 합금과 같이 반사율이 뛰어난 금속을 증착하고 패턴하여, 상기 식각홈(148)에 대응하는 부분에 투과홀(A)을 구성한 반사 전극(149)을 형성한다.In addition, a reflective electrode having a reflective hole, such as aluminum (Al) or an aluminum alloy, is deposited and patterned on the
이때, 상기 반사 전극(149)과 투과 전극(161)은 반사부(R)에 형성되어 있는 유기 절연막 상의 엠보싱 패턴(147b)에 의해 엠보싱 구조를 가진다.In this case, the
상기 반사 전극(149)과 상기 투과 전극(161)은 하나의 화소 전극을 형성한다.The
전술한 바와 같은 공정으로 본 발명에 따른 반사투과형 액정 표시 장치용 어레이기판을 제작할 수 있다.According to the above-described process, an array substrate for a reflective liquid crystal display device according to the present invention can be manufactured.
이상 전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 반사투과형 액정 표시 장치 및 그 제조 방법은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함이 명백하다.As described above, the reflective liquid crystal display device and the manufacturing method thereof according to the present invention are not limited thereto, and the modification or improvement thereof may be made by those skilled in the art within the technical idea of the present invention. It is obvious.
본 발명에 따른 반사투과형 액정 표시 장치는 유기 절연막 요철 패턴 형성시 잔여막을 투과부에 남겨둠으로써 포인트 디펙트(point defect) 불량을 방지할 수 있어 불량율을 낮추고 제조 수율을 향상시키며 신뢰성을 향상시키는 제 1의 효과가 있다.In the reflective liquid crystal display according to the present invention, when the organic insulating layer uneven pattern is formed, the remaining film may be left in the transmissive part to prevent point defect defects, thereby reducing the defect rate, improving manufacturing yield, and improving reliability. Has the effect of.
또한, 본 발명에 따른 반사투과형 액정 표시 장치는 유기 절연막 요철 패턴 형성시에 마스크가 오정렬되어도 불량이 발생되지 않으므로 공정의 진행이 용이하고 탄력성 있게 수행되는 제 2의 효과가 있다.In addition, the reflective transmissive liquid crystal display device according to the present invention has a second effect in that the process is easy and elastically performed because no defect is generated even when the mask is misaligned when the organic insulating layer uneven pattern is formed.
또한, 본 발명에 따른 반사투과형 액정 표시 장치는 유기 절연막과 보호막 사이에 현상액이 침투하여 유기 절연막이 유실되는 불량을 방지할 수 있는 제 3의 효과도 있다.In addition, the reflective liquid crystal display according to the present invention has a third effect of preventing a defect in which the organic insulating film is lost due to penetration of a developer between the organic insulating film and the protective film.
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