KR20070114533A - 반투과 표시 장치 및 그 제조 방법 - Google Patents

반투과 표시 장치 및 그 제조 방법 Download PDF

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KR20070114533A
KR20070114533A KR1020060048242A KR20060048242A KR20070114533A KR 20070114533 A KR20070114533 A KR 20070114533A KR 1020060048242 A KR1020060048242 A KR 1020060048242A KR 20060048242 A KR20060048242 A KR 20060048242A KR 20070114533 A KR20070114533 A KR 20070114533A
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Abstract

종래의 반투과 표시 장치는 요철부가 형성된 절연막 상부에 화소 전극, 반사 전극의 순서로 적층된 구조의 단면을 가졌다. 즉 반사 전극이 최 상층에 형성되었다. 상기 반사 전극은 후속 공정을 거치면서 반사 전극을 형성하는 금속 이온이 용출되어 잔상 문제를 유발하는 단점이 있었다.
이를 해결하고자 본 발명은 박막 트랜지스터, 상기 박막 트랜지스터 상부에 형성된 절연막, 상기 절연막 상부에 형성된 반사 전극 및 상기 반사 전극 상부에 화소 전극이 형성되어 잔상 문제를 유발하지 않는 표시 장치 및 그 제조 방법을 제공한다.
반투과 표시 장치, 비정질 산화 인듐 주석, 반사 전극, 잔상

Description

반투과 표시 장치 및 그 제조 방법{TRANSFLECTIVE DISPLAY DEVICE AND MANUFACTURING METHOD OF THE SAME}
도 1은 종래의 구조에 따른 반투과 액정 표시 장치의 단면도이다.
도 2는 액정 표시 장치의 구동 원리를 설명하기 위한 개략도이다.
도 3는 본 발명의 실시 예에 따른 반투과 액정 표시 장치의 단면도이다.
도 4 내지 도 12b는 본 발명의 실시 예에 따른 반투과 액정 표시 장치의 제조 방법을 도시한 단면도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
11, 12, 13, 14: 컨택홀 20 : 게이트 구동부
30 : 데이터 구동부 40 : 게이트 라인
50 : 데이터 라인 60 : 화소부
100 : 기판 111 : 게이트 전극
112 : 보조 용량 게이트 전극 113 : 게이트 패드 전극
120 : 게이트 절연막 130 : 반도체 층
140 : 저항성 접촉 부재 151 : 소스 전극
152 : 드레인 전극 153 : 보조 용량 데이터 전극
154 : 게이트 패드 버퍼 막 160 : 패시베이션 막
170 : 절연막 180 : 화소 전극 용 금속
181 : 화소 전극 182 : 게이트 패드 화소 전극
190 : 반사 전극
본 발명은 반투과 표시 장치의 구조 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 보다 자세하게는 잔상을 유발하지 않는 반투과 표시 장치의 구조 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로 표시 장치는 정보 처리 장치에서 처리된 데이터를 육안으로 인식할 수 있도록 하는 인터페이스 장치의 하나이다.
표시 장치는 CRT 표시 장치(Cathode Ray Tube Display Device) 및 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display Device, LCD), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel, PDP), 유기 전계 발광 표시 장치(Organic Light Emitting Device, OLED) 등의 평판 표시 장치(Flat Panel Display, FPD)가 있다.
상기 평판 표시 장치(FPD) 중 액정 표시 장치는 백라이트와 같은 광원을 이용하여 화상을 표시하는 투과형 액정 표시 장치, 자연광을 이용한 반사형 액정 표시 장치, 그리고 실내나 외부 광원이 존재하지 않는 어두운 곳에서는 표시소자 자체의 내장 광원을 이용하여 디스플레이하는 투과 표시 모드로 작동하고 실외의 고조도 환경에서는 외부의 입사광을 반사시켜 디스플레이하는 반사 표시 모드로 작동 하는 반투과형 액정 표시 장치로 구분될 수 있다.
액정 표시 장치는 액정 패널의 뒷면에 백라이트를 배치하고, 백라이트로부터 출사된 빛이 액정 패널을 투과하도록 한 투과형이 일반적이다. 그러나 투과형의 경우 실외의 고조도 환경에서는 액정 표시 장치의 낮은 투과율로 인해 영상을 시인하기 곤란한 문제가 있다. 또한 상기의 문제를 해결할 수 있는 반사층을 포함하는 액정 패널을 이용한 반사형 액정 표시 장치의 경우 외부에서는 영상을 시인하기 용이하지만, 외부 조도가 낮은 실내나 야간에는 문제가 있다. 이에 상기의 문제를 동시에 해결할 수 있는 반투과 액정 표시 장치가 개발되었다.
반투과 액정 표시 장치는 위와 같은 투과형과 반사형, 두 가지 형태의 장점을 살린 것으로, 주변 광도의 변화에 관계없이 사용 환경에 맞게 적절한 휘도를 확보할 수 있는 형태로 그 중요성이 커지고 있다.
도 1은 종래의 방법에 따른 반투과형 액정 표시 장치의 단면도이다.
종래의 반투과형 액정 표시 장치는 도 1에 도시된 바와 같이 박막 트랜지스터의 드레인 전극과 직접 접촉하는 화소 전극(181) 및 반사 영역에 대응하는 화소 전극(181) 위에 형성되는 반사 전극(190)을 포함한다. 일반적으로 상기 반사 전극(190)은 알루미늄(Al) 또는 은(Ag) 등의 금속을 포함하는데, 반사 전극을 형성하고 후속 공정을 진행하는 과정에서 유발되는 다양한 화학적 반응에 의해 상기 반사 전극의 금속 이온이 용출되어 화면에 잔상을 유발하는 문제가 발생하였다.
따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 잔상 문제를 해결할 수 있 는 반투과 액정 표시 장치의 구조 및 상기 표시 장치의 제조 방법을 제공한다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 표시 장치는 게이트 라인과 데이터 라인에 의해 구획되는 다수의 화소부를 포함하고 상기 화소부는 박막 트랜지스터, 상기 박막 트랜지스터 상부에 형성된 절연막, 상기 절연막 상부에 형성된 반사 전극 및 상기 반사 전극 상부에 형성된 화소 전극을 포함하고, 상기 절연막은 화소부와 화소부 사이 부분의 절연막 두께와 상기 반사 전극이 형성된 부분의 절연막 두께가 서로 다르게 형성된다. 즉 상기 화소부와 화소부 사이 부분의 절연막 두께는 상기 반사 전극이 형성된 부분의 절연막 두께보다 얇게 형성될 수 있다.
이 때 상기 화소 전극은 직접 상기 박막 트랜지스터의 드레인 전극과 접촉한다.
또한 상기 표시 장치는 상기 박막 트랜지스터의 게이트 전극과 동일 층에 형성된 게이트 패드 전극, 상기 게이트 패드 전극 상부에 형성되고, 제 1 컨택홀을 포함하는 게이트 절연막, 상기 게이트 절연막 상부에 형성되고, 제 1 컨택홀을 통해 상기 게이트 패드 전극과 접촉하는 게이트 패드 버퍼 막, 상기 게이트 패드 버퍼 막 상부에 형성되고, 제 2 컨택홀을 포함하는 패시베이션막 및 상기 패시베이션막 상부에 형성되고, 제 2 컨택홀을 통해 상기 게이트 패드 버퍼 막과 접촉하는 게이트 패드 화소 전극을 포함하는 게이트 패드부를 더 포함할 수 있다.
또한 상기 화소 전극은 비정질 산화인듐주석 막(Indium Tin Oxide, ITO)을 포함하고, 상기 반사 전극은 요철부가 형성된 절연막 상부에 형성된다.
상기 박막 트랜지스터의 소스 전극 및 드레인 전극은 몰리브덴 또는 알루미늄을 포함하는 금속으로 형성된다.
본 발명의 실시 예에 따른 표시 장치의 제조 방법은 기판 상에 게이트 전극 및 게이트 패드 전극을 형성하는 단계, 상기 게이트 전극 및 게이트 패드 전극 상부에 게이트 절연막을 형성하는 단계, 상기 게이트 절연막 상부에 반도체 층을 증착하고 패터닝하는 단계, 상기 게이트 절연막에 상기 게이트 패드 전극을 외부로 노출시키는 제 1 컨택홀을 형성하는 단계, 상기 패터닝 된 반도체 층 및 게이트 절연막 상에 데이터 금속을 증착하고, 패터닝하여 소스 전극, 드레인 전극 및 제 1 컨택홀을 통해 상기 게이트 패드 전극과 접촉하는 게이트 패드 버퍼 막을 형성하는 단계, 상기 소스 전극, 드레인 전극 및 게이트 패드 버퍼 막 상에 패시베이션 막 및 절연막을 도포하는 단계, 상기 드레인 전극 및 게이트 패드 버퍼 막 상부의 절연막에 패시베이션 막을 외부로 노출시키는 제 2 컨택홀을 형성하는 단계, 상기 절연막 상부에 반사 전극용 금속을 증착하고 패터닝하여 반사 전극을 형성하는 단계, 상기 제 2 컨택홀을 통해 외부로 노출된 패시베이션 막을 패터닝하여 상기 드레인 전극 및 게이트 패드 버퍼 막을 외부로 노출시키는 제 3 컨택홀 및 제 4 컨택홀을 형성하는 단계 및 상기 반사 전극 및 절연막 상부에 화소 전극용 금속을 증착하고 패터닝하여 상기 드레인 전극과 접촉하는 화소 전극 및 상기 게이트 패드 버퍼 막과 접촉하는 게이트 패드 화소 전극을 형성하는 단계를 포함한다.
또한 상기 절연막에 제 2 컨택홀을 형성하는 단계는 동시에 상기 절연막 상 에 요철부를 형성할 수 있다.
기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실기예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예를 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
본 명세서에서 사용된 용어들은 실시예들을 설명하기 위한 것으로 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 본 명세서에서 사용되는 “포함한다(comprise)” 및/또는 “포함하는(comprising)”은 언급된 구성 요소, 단계, 동작 및/또는 소자에 하나 이상의 다른 구성 요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 또한 본 명세서에서 층 또는 막의 “위”,”상”,”상부” 또는 “아래”,”하부”로 지칭되는 것은 중간에 다른 층 또는 막을 개재한 경우를 포함한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 “중첩”은 하부 구조물과 상부 구조물이 서로 공통된 중심을 갖고 겹쳐져 있는 형상을 나타내고, 하부 구조물과 상부 구조물 사이에 다른 구조물이 개재한 경우를 포함하며, 상부 구조물과 하부 구조물 중 어느 하나의 구조물은 다른 구조물에 완전히 겹쳐지는 것을 의미한다. 또한 본 명세서에 서 사용되는 용어에 대해 다른 정의가 없다면, 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어 포함)는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다.
이하에서는 도 2 내지 도 12b에 도시된 도면을 참고로 본 발명의 실시 예에 따른 표시 장치 및 그 제조 방법을 설명한다.
도 2는 액정 표시 장치의 구동 원리를 설명하기 위한 개략도이다.
도 2를 참조하면, 기판 위에 복수의 데이터 배선(50)이 제 1 방향으로 일정 거리만큼 이격되어 형성되고, 복수의 게이트 배선(40)이 상기 제 1방향과 수직한 제 2 방향으로 일정 거리만큼 이격되어 형성된다.
각 데이터 배선(50)과 각 게이트 배선(40)으로 둘러싸인 영역에 의해 하나의 화소부(60)가 정의된다. 하나의 화소부(60)는 박막 트랜지스터(M), 스토리지 커패시터(Cst) 및 액정 커패시터(Clc)를 포함한다. 박막 트랜지스터 (M)는 게이트 전극, 드레인 전극, 소오스 전극 및 반도체층 패턴을 포함한다.
박막 트랜지스터(M)의 게이트 전극은 게이트 배선(40)에 전기적으로 연결되어 있다. 박막 트랜지스터(M)의 소오스 전극은 데이터 배선(50)에 전기적으로 연결되어 있다. 또한, 박막 트랜지스터(M)의 드레인 전극은 스토리지 커패시터(Cst) 및 액정 커패시터(Clc)와 전기적으로 연결되어 있다.
게이트 전극에 게이트 전압이 인가되면, 박막 트랜지스터(M)가 턴온(turn on)된다. 박막 트랜지스터(M)가 턴온 되면, 데이터 배선(50)의 화소 전압이 박막 트랜지스터(M)를 통해서 스토리지 커패시터(Cst) 및 액정 커패시터(Clc)에 인가된 다. 액정 커패시터(Clc)에 화소 전압이 인가되면, 액정 커패시터를 구성하는 공통전극과 화소 전극 사이에 게재된 액정의 배열이 변화하여 광학적 특성이 변화한다. 이러한 광학적 특성의 변화에 의해서 영상이 표현된다.
스토리지 커패시터(Cst)는 데이터 전압 입력이 끝난 후, 주변의 전압이 변할 때 액정 커패시터(Clc)의 화소 전극에 인가된 데이터 전압이 변하는 것을 방지해 준다.
액정 커패시터(Clc)의 화소 전극은 인듐 틴 옥사이드(Indium Tin Oxide:ITO) 또는 인듐 징크 옥사이드(Indium Zinc Oxide)를 포함한다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 표시 장치의 단면도이다.
도 3은 하나의 화소부(60)의 박막 트랜지스터, 스토리지 커패시터(Cst) 및 게이트 패드부의 단면도이다.
박막 트랜지스터는 게이트 전극(111), 반도체층(130), 저항성 접촉 부재(140), 소스 전극(151) 및 드레인 전극(152)을 포함한다.
전술한 바와 같이 상기 게이트 전극(111)은 게이트 라인(40)과 전기적으로 연결되며, 게이트 구동부(20)로부터 인가되는 주사 신호를 상기 박막 트랜지스터에 전달하는 역할을 한다.
게이트 전극(111) 위에는 게이트 절연막(120)이 형성되어, 상기 게이트 전극(111)과 반도체 층(130)을 절연하는 역할을 한다. 게이트 절연막(120)은 산화 규소(실리콘 옥사이드, SiOx) 또는 질화 규소(실리콘 나이트라이드, SiNx)로 형성될 수 있다.
상기 반도체 층(130)은 비정질 실리콘, 다결정 실리콘 등으로 형성될 수 있다. 반도체 층은 박막 트랜지스터의 채널층 역할을 한다. 본 발명의 실시 예는 상기 반도체 층(130)이 게이트 전극(111) 상부에 형성된 바텀 게이트(bottom gate) 구조에 대해 설명하고 있으나, 반도체 층 하부에 게이트 전극이 형성되는 탑 게이트(top gate) 구조로 형성될 수도 있다.
상기 저항성 접촉 부재(140)는 채널 형성 영역을 제외한 반도체 층(130) 상부에 형성되고, 인(P)을 다량 포함하는 실리콘 층으로 형성되어 상기 반도체 층(130)에서 누출되는 오프 전류를 막아주는 역할을 한다.
상기 소스 전극(151)은 상기 반도체 층(130) 및 저항성 접촉 부재(140) 위에 형성되고 데이터 배선(50)에 전기적으로 연결된다. 상기 소스 전극(151)은 데이터 구동부(30)에서 인가되는 데이터 신호를 상기 박막 트랜지스터에 전달하는 역할을 한다.
상기 드레인 전극(152)은 소스 전극(151)과 상기 박막 트랜지스터의 채널층을 사이에 두고 마주보게 형성되며, 소스 전극(151)에 인가되는 데이터 신호를 화소 전극에 전달하는 역할을 한다.
기판의 대형화 및 고 해상도화 되면서 상기 소스 전극(151) 및 드레인 전극(152)은 저 저항의 특성을 갖는 금속을 사용하여 형성하여야 한다. 일반적으로 상기 소스 및 드레인 전극(151, 152)은 알루미늄(Al), 구리(Cu), 몰리브덴(Mo) 및 티탄(Ti) 등의 단일 금속 또는 상기 금속을 포함하는 합금으로 형성될 수 있다.
상기 게이트 전극(111), 반도체 층(130), 소스 전극(151) 및 드레인 전 극(152)을 포함하는 박막 트랜지스터 위에는 패시베이션 막(160) 및 절연막(170)이 형성된다. 상기 패시베이션 막(160) 및 절연막(170)은 상기 드레인 전극(152)과 화소 전극(181)이 전기적으로 연결될 수 있는 컨택홀을 포함한다.
상기 패시베이션 막(160)은 산화 규소(실리콘 옥사이드, SiOx) 또는 질화 규소(실리콘 나이트라이드, SiNx)로 형성될 수 있다.
상기 절연막(170)은 외부에서 입사된 빛을 반사시키는 반사 영역에 대응하는 위치에 형성된 요철부(미도시)를 포함한다. 상기 요철부는 표시 장치의 외부에서 입사된 빛이 원하는 방향으로 반사될 수 있는 형상 및 배열을 갖는다. 또한 상기 절연막(170) 중 표시 패널 하부의 광원으로부터 입사된 빛을 투과시키는 투과 영역에는 대응하는 위치에는 요철부가 형성되어 있지 않다. 또한 상기 절연막(170)은 화소부와 화소부 사이의 절연막 두께가 반사 전극(190) 및 화소 전극(181)이 형성된 부위의 절연막 두께보다 얇게 형성된다.
상기 요철부가 형성된 절연막 상부에는 반사 전극(190)이 형성된다. 상기 반사 전극은 외부에서 입사된 빛을 반사 시킬 수 있는 재질로 형성되며, 알루미늄(Al)을 포함하는 단일 금속 막 또는 합금으로 형성될 수 있다. 상기 반사 전극(190)은 화소부의 반사 영역에 대응하는 요철부가 형성된 절연막 상부에 형성된다.
상기 반사 전극(190) 및 요철부가 형성되지 않은 절연막(170) 위에는 투명한 화소 전극(181)이 형성된다. 상기 화소 전극(181)은 절연막(170) 및 패시베이션 막(160)에 형성된 컨택홀을 통해 박막 트랜지스터의 드레인 전극(152)과 전기적으 로 연결된다. 상기 화소 전극은 비정질 산화 인듐 주석(Amorphous Indium Tin Oxide, a-ITO)을 포함한다.
종래의 화소 전극으로 사용하던 산화 인듐 주석(ITO)의 경우 반사 전극으로 사용하는 알루미늄(Al)과 접촉 시 밧데리 효과에 의해 상기 반사 전극이 부식되는 문제가 있었다. 이를 해결하고자 상기 산화 인듐 주석(ITO)과 상기 반사 전극 사이에 버퍼 층을 형성하여 준다. 일반적으로 상기 버퍼 층은 불투명한 금속으로 형성되므로, 반투과 표시 장치의 겅우 화소 전극은 반사 전극 하부에 형성되고, 상기 화소 전극은 후속 공정을 거치면서 일부 반사 전극을 구성하는 금속 이온이 용출되어 잔상 문제를 유발하였다.
본 발명의 실시 예에 따른 표시 장치의 화소 전극은 전술한 바와 같이 비정질 산화 인듐 주석(a-ITO)을 포함한다. 상기 비정질 산화 인듐 주석(a-ITO)은 증착 공정 진행 시 챔버에 수증기(H2O)를 의도적으로 유입시켜 줘 기존 화소 전극으로 사용하던 산화 인듐 주석(ITO)에 비해 다량의 수산화 기(OH)를 포함한다.
상기 수산화 기(OH)는 산화 인듐 주석 합금의 결정 주변에 위치하여, 알루미늄(Al)과의 접촉 시 밧데리 효과의 발생 가능성을 낮춰 주는 역할을 한다. 즉, 종래의 화소 전극으로 사용한 산화 인듐 주석(ITO)의 표준 환원 전위 값은 -0.82V 인데 반해, 본 발명의 실시 예에 따른 비정질 산화 인듐 주석(a-ITO)의 경우는 -1.39V로 반사전극으로 사용하는 알루미늄(Al, 표준 환원 전위는 -1.58V) 대비 기전력의 값이 1/4로 줄어드는 효과가 있다. 이에 따라 종래의 반투과 표시 장치의 불투명 버퍼 층 없이 상기 화소 전극과 반사 전극을 직접 접촉시킬 수 있다.
이러한 비정질 산화 인듐 주석(a-ITO)의 특성을 이용하여 별도의 버퍼 층 없이 상기 화소 전극(181)을 반사 전극(190) 위에 형성할 수 있다.
스토리지 커패시터(Cst)는 보조 용량 게이트 전극(112), 게이트 절연막 및 보조 용량 데이터 전극(153)을 포함한다. 전술한 바와 같이 상기 스토리지 커패시터(Cst)는 게이트 전극(111)이 턴 오프(Turn-Off)된 후, 충전된 데이터 전압을 한 프레임 동안 유지시키는 역할을 한다.
상기 보조 용량 게이트 전극(112)은 게이트 전극(111)과 동일한 층에 형성된다. 본 발명의 실시 예에서는 상기 보조 용량 게이트 전극(112)이 상기 게이트 전극(111)과 별도로 형성된 독립 배선 방식의 스토리지 커패시터(Cst)에 관해 도시하고 있으나, 전단의 게이트 라인과 보조 용량 데이터 전극(153)이 중첩된 전단 게이트 방식의 스토리지 커패시터(Cst)가 형성될 수도 있다.
상기 보조 용량 게이트 전극(112) 위에는 게이트 절연막(120)이 형성되며, 커패시터의 절연체 역할을 한다.
게이트 절연막(120) 위에는 보조 용량 데이터 전극(153)이 형성된다. 상기 보조 용량 데이터 전극(153)은 박막 트랜지스터의 소스 전극(151) 및 드레인 전극(152)과 동일층에 위치하고, 동일한 금속으로 형성된다.
게이트 패드 부는 게이트 패드 전극(113), 게이트 패드 버퍼 막(154) 및 게이트 패드 화소 전극(182)을 포함한다. 상기 게이트 패드 부는 각 게이트 라인(40)의 끝단에 형성되어 외부에서 인가되는 게이트 전압을 박막 트랜지스터에 전달하는 역할을 한다.
상기 게이트 패드 전극(113)은 게이트 전극(111) 및 보조 용량 게이트 전극(112)과 동일한 층에 형성된다.
상기 게이트 전극 상부에는 게이트 절연막(160) 및 게이트 패드 버퍼 막(154)이 형성된다. 상기 게이트 패드 버퍼 막(154)은 소스 전극(151), 드레인 전극(152) 및 보조 용량 데이터 전극(153)과 동일한 층에 위치하고, 동일한 금속으로 형성된다. 상기 게이트 패드 버퍼 막(154)은 게이트 절연막(120)에 형성된 컨택홀을 통해 게이트 패드 전극(113)과 전기적으로 연결된다.
상기 게이트 패드 버퍼 막(154) 위에는 패시베이션 막(160), 절연막(170) 및 게이트 패드 화소 전극(182)이 형성된다. 상기 게이트 패드 화소 전극(182)은 화소 전극(181)과 동일한 비정질 산화 인듐 주석(a-ITO)으로 형성된다. 상기 게이트 패드 화소 전극(182)은 절연막 및 패시베이션 막에 형성된 컨택홀을 통해 상기 게이트 패드 버퍼 막(154)과 전기적으로 연결된다.
상기 게이트 패드 화소 전극(182)은 도 2에 도시된 게이트 구동부(20)와 전기적으로 접촉하여 각 게이트 라인(40) 별로 게이트 전압을 인가한다.
이하에서는 도 4 내지 도 12b를 참고하여 본 발명의 실시 예에 따른 표시 장치의 제조 방법에 대해 자세히 설명한다.
먼저 도 4에 도시된 바와 같이, 기판(100) 위에 게이트 라인, 게이트 전극(111), 보조 용량 게이트 전극(112) 및 게이트 패드 전극(113)을 형성한다.
그 후 도 5에 도시된 바와 같이, 게이트 전극(111), 보조 용량 게이트 전극(112) 및 게이트 패드 전극(113) 위에 게이트 절연막(120), 반도체 층(130) 및 저항성 접촉 부재(140)을 도포한다. 이때 상기 반도체 층(130)은 비정질 실리콘 층 또는 다결정 실리콘 층으로 형성될 수 있다.
그 후 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 반도체 층(130) 및 저항성 접촉 부재(140)를 패터닝하고, 게이트 패드 부의 게이트 절연막(120)에 게이트 패드 전극(113)을 외부로 노출시키는 제 1 컨택홀(11)을 형성한다.
그 후 상기 반도체 층(130), 저항성 접촉 부재(140) 및 게이트 절연막(120) 위에 데이터 금속을 증착한다. 그 후 도 8에 도시된 바와 같이, 데이터 라인, 소스 전극(151), 드레인 전극(152), 보조 용량 데이터 전극(153) 및 게이트 패드 버퍼 막(154)을 형성한다.
상기 소스 전극(151) 및 드레인 전극(152)은 반도체 층(130)의 채널 형성 영역을 사이에 두고 서로 마주보게 형성된다. 또한 저항성 접촉 부재(140) 역시 채널 형성 영역을 사이에 두고 서로 분리되게 패터닝된다.
도 5 내지 도 8에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시 예에 따른 표시 장치의 제조 방법은 상기 반도체 층(130) 및 소스/드레인 전극(151,152)을 서로 다른 마스크를 사용하여 형성하는 방법에 대해 설명하고 있으나, 상기 반도체 층(130) 및 소스/드레인 전극(151,152)을 동일한 마스크를 사용하여 형성할 수도 있다.
게이트 패드 버퍼 막(154)은 게이트 패드 부의 게이트 절연막(120)에 형성된 제 1 컨택홀(11)을 통해 상기 게이트 패드 전극(113)과 전기적으로 연결된다.
그 후, 상기 소스 전극(151), 드레인 전극(152), 보조 용량 데이터 전극(153) 및 게이트 패드 버퍼 막(154) 위에 패시베이션 막(160) 및 절연막(170)을 형성한다.
그리고 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 절연막(170)에 드레인 전극(152) 및 게이트 패드 버퍼 막(154)에 대응하는 패시베이션 막(160)을 외부로 노출시키는 제 2 컨택홀(12)을 형성한다. 상기 절연막에 제 2 컨택홀(12)을 형성하는 것과 동시에 반사 영역에 대응하는 부위에 요철부(미도시)를 형성할 수 있다.
그 후 도 10에 도시된 바와 같이 상기 절연막(170) 위에 반사 전극(190)을 증착한다. 상기 반사 전극은 외부에서 입사하는 빛에 대한 반사율이 높은 알루미늄(Al)또는 은(Ag)을 포함하는 단일 금속층이거나 합금으로 형성될 수 있다.
그리고 도 11a에 도시된 바와 같이 포토 레지스트 막(Photo Resist, PR)을 도포한 후, 마스크를 통과한 자외선 등의 빛에 의한 노광 공정을 통해 상기 포토 레지스트 막을 패터닝한다.
그 후 도 11b에 도시된 바와 같이 상기의 패터닝된 포토 레지스트 막을 이용한 식각 공정을 진행하여 화소부의 반사 영역에 반사 전극을 형성한다.
상기 반사 전극을 형성한 후, 도 11c에 도시된 바와 같이 절연막에 형성된 제 2 컨택홀(12)을 통해 노출된 패시베이션 막(160)에 박막 트랜지스터의 드레인 전극(152) 및 게이트 패드부의 게이트 패드 버퍼막(154)을 외부로 노출시키는 제 3 컨택홀(13) 및 제 4 컨택홀(14)을 형성한다. 제 3 컨택홀(13) 및 제 4 컨택홀(14)은 절연막에 형성된 제 2 컨택홀(12)을 통해 식각 공정을 진행하여 형성한다. 일반적으로 패시베이션 막(160)은 건식 식각 공정을 통해 원하는 패턴을 형성한다.
이때 상기 반사 전극(190)이 형성되지 않은 부분의 절연막(170) 두께는 도 11c에 도시된 바와 같이 패시베이션 막에 제 3 컨택홀(13) 및 제 4 컨택홀(14)을 형성하는 식각 공정에 의해 반사 전극(190)이 형성된 부분의 절연막(170) 두께보다 낮게 형성된다. 즉 반사 전극이 형성되지 않은 절연막(170)의 상층부는 패시베이션 막(160)에 제 3 컨택홀(13) 및 제 4 컨택홀(14)을 형성하는 건식 식각 공정에 의해 일부 식각되어 절연막의 두께가 반사 전극이 형성된 부분의 절연막(170)의 두께보다 낮게 형성된다. 일반적으로 반투과 표시 장치의 반사 전극은 데이터 라인과 게이트 라인과 인접하여 형성된다. 따라서 데이터 라인과 게이트 라인에 의해 구획되는 화소부와 화소부 사이의 절연막의 두께는 반사 전극이 형성된 부분의 절연막의 두께보다 낮게 형성된다.
제 3 컨택홀(13) 및 제 4 컨택홀(14)을 형성한 후, 도 12a에 도시된 바와 같이 화소 전극용 금속층(180)을 상기 절연막(170) 및 반사 전극(190) 위에 증착한다. 상기 화소 전극용 금속층(180)은 전술한 바와 같이 비정질 산화 인듐 주석(a-ITO)으로 형성된다.
그 후, 도 12b에 도시된 바와 같이 상기 화소 전극용 금속층(180)을 패터닝하여 화소 전극(181) 및 게이트 패드 화소 전극(182)을 형성한다.
이상에서 설명한 표시 장치의 제조 방법에 의해 박막 트랜지스터를 포함하는 하부 기판을 형성한다.
그리고 상기의 하부 기판과 컬러 필터 및 상기 화소 전극과 대향하는 공통 전극을 포함하는 상부 기판을 협착한다. 그 후 상기 하부 기판과 상부 기판 사이에 액정층을 개재하여 본 발명의 실시 예에 따른 표시 장치를 제조한다.
이상에서 설명한 본 발명의 실시 예에 따른 표시 장치의 구조 및 그 제조 방법에 의하여 잔상 문제를 유발하지 않는 반투과 액정 표시 장치를 구현할 수 있다.

Claims (10)

  1. 게이트 라인과 데이터 라인에 의해 구획되는 다수의 화소부를 포함하는 표시 장치에 있어서,
    상기 화소부는 박막 트랜지스터;
    상기 박막 트랜지스터 상부에 형성된 절연막;
    상기 절연막 상부에 형성된 반사 전극 및
    상기 반사 전극 상부에 형성된 화소 전극을 포함하고,
    상기 절연막은 화소부와 화소부 사이 부분의 절연막 두께와 상기 반사 전극 이 형성된 부분의 절연막 두께가 서로 다른 표시 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 화소부와 화소부 사이 부분의 절연막 두께는 상기 반사 전극이 형성된 부분의 절연막 두께보다 얇은 표시 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 화소 전극은 전극은 비정질 산화인듐주석 막(Indium Tin Oxide, ITO)을 포함하는 표시 장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 화소 전극은 직접 상기 박막 트랜지스터의 드레인 전극과 접촉하는 표시 장치.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 표시 장치는 상기 박막 트랜지스터의 게이트 전극과 동일 층에 형성된 게이트 패드 전극;
    상기 게이트 패드 전극 상부에 형성되고, 제 1 컨택홀을 포함하는 게이트 절연막;
    상기 게이트 절연막 상부에 형성되고, 제 1 컨택홀을 통해 상기 게이트 패드 전극과 접촉하는 게이트 패드 버퍼 막;
    상기 게이트 패드 버퍼 막 상부에 형성되고, 제 2 컨택홀을 포함하는 패시베이션막; 및
    상기 패시베이션막 상부에 형성되고, 제 2 컨택홀을 통해 상기 게이트 패드 버퍼 막과 접촉하는 게이트 패드 화소 전극을 포함하는 게이트 패드부를 더 포함하는 표시 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 게이트 패드 화소 전극은 비정질 산화인듐주석 막(Indium Tin Oxide, ITO)을 포함하는 표시 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 반사 전극은 요철부가 형성된 절연막 상부에 형성된 표시 장치.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 박막 트랜지스터의 소스 전극 및 드레인 전극은 몰리브덴 또는 알루미늄을 포함하는 표시 장치.
  9. 기판 상에 게이트 전극 및 게이트 패드 전극을 형성하는 단계;
    상기 게이트 전극 및 게이트 패드 전극 상부에 게이트 절연막을 형성하는 단계;
    상기 게이트 절연막 상부에 반도체 층을 증착하고 패터닝하는 단계;
    상기 게이트 절연막에 상기 게이트 패드 전극을 외부로 노출시키는 제 1 컨택홀을 형성하는 단계;
    상기 패터닝 된 반도체 층 및 게이트 절연막 상에 데이터 금속을 증착하고, 패터닝하여 소스 전극, 드레인 전극 및 제 1 컨택홀을 통해 상기 게이트 패드 전극과 접촉하는 게이트 패드 버퍼 막을 형성하는 단계;
    상기 소스 전극, 드레인 전극 및 게이트 패드 버퍼 막 상에 패시베이션 막 및 절연막을 도포하는 단계;
    상기 드레인 전극 및 게이트 패드 버퍼 막 상부의 절연막에 패시베이션 막을 외부로 노출시키는 제 2 컨택홀을 형성하는 단계;
    상기 절연막 상부에 반사 전극용 금속을 증착하고 패터닝하여 반사 전극을 형성하는 단계;
    상기 제 2 컨택홀을 통해 외부로 노출된 패시베이션 막을 패터닝하여 상기 드레인 전극 및 게이트 패드 버퍼 막을 외부로 노출시키는 제 3 컨택홀 및 제 4 컨택홀을 형성하는 단계; 및
    상기 반사 전극 및 절연막 상부에 화소 전극용 금속을 증착하고 패터닝하여 상기 드레인 전극과 접촉하는 화소 전극 및 상기 게이트 패드 버퍼 막과 접촉하는 게이트 패드 화소 전극을 형성하는 단계를 포함하는 표시 장치의 제조 방법.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 절연막에 제 2 컨택홀을 형성하는 것과 동시에 상기 절연막 상에 요철부를 형성하는 표시 장치의 제조 방법.
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