KR20080061540A - Method for fabricating transflective type liquid crystal display device - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 종래 기술에 의한 반투과형 액정표시소자의 단면도.1 is a cross-sectional view of a transflective liquid crystal display device according to the prior art.
도 2는 본 발명에 의한 반투과형 액정표시소자의 단면도.2 is a cross-sectional view of a transflective liquid crystal display device according to the present invention;
도 3a, 4a, 5a, 6a, 7a 및 8a는 본 발명에 의한 반투과형 액정표시소자의 공정평면도.3A, 4A, 5A, 6A, 7A, and 8A are process plan views of a transflective liquid crystal display device according to the present invention;
도 3b, 4b, 5b, 6b, 7b 및 8b는 본 발명에 의한 반투과형 액정표시소자의 공정단면도.3B, 4B, 5B, 6B, 7B, and 8B are process cross-sectional views of the transflective liquid crystal display device according to the present invention;
도 9 및 도 10은 본 발명에 의한 쉐도우 마스크의 평면도.9 and 10 are plan views of shadow masks according to the present invention;
*도면의 주요 부분에 대한 부호설명* Explanation of symbols on the main parts of the drawings
111 : TFT 어레이 기판 112 : 게이트 배선111: TFT array substrate 112: gate wiring
113 : 게이트 절연막 115 : 데이터 배선 113: gate insulating film 115: data wiring
116 : 보호막 117 : 투과전극 116: protective film 117: transmission electrode
118 : 콘택홀 119 : 콘택홀 118: contact hole 119: contact hole
122 : 게이트 패드 124 : 반사전극 122: gate pad 124: reflective electrode
125 : 데이터 패드 160 : 유기절연막125: data pad 160: organic insulating film
162, 165 : 제 1 ,제 2 산화방지막162, 165: first and second antioxidant film
501, 503 : 제 1 ,제 2 쉐도우 마스크501 and 503: first and second shadow masks
502, 504 : 프레임 502, 504: frame
본 발명은 액정표시소자에 관한 것으로 특히, 노광마스크의 사용횟수를 줄임으로써 공정 시간 및 공정 단가를 절감하고자 하는 반투과형 액정표시소자의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a liquid crystal display device, and more particularly, to a method of manufacturing a transflective liquid crystal display device which is intended to reduce process time and cost by reducing the number of times of use of an exposure mask.
최근, 계속해서 주목받고 있는 평판표시소자 중 하나인 액정표시소자는 액체의 유동성과 결정의 광학적 성질을 겸비하는 액정에 전계를 가하여 광학적 이방성을 변화시키는 소자로서, 종래 음극선관(Cathod Ray Tube)에 비해 소비전력이 낮고 부피가 작으며 대형화 및 고정세가 가능하여 널리 사용하고 있다.Recently, the liquid crystal display device, one of the flat panel display devices that are attracting attention, is an element that changes the optical anisotropy by applying an electric field to a liquid crystal that combines the liquidity and the optical properties of the crystal, which is applied to a conventional cathode ray tube. Compared with its low power consumption, small volume, large size, and high definition, it is widely used.
이러한 액정표시소자는 백라이트를 광원으로 이용하는 투과형 액정표시소자와 백라이트를 광원으로 이용하지 않고 외부 자연광을 이용하는 반사형 액정표시소자의 두 종류로 분류할 수 있는데, 상기 투과형 액정표시소자는 어두운 외부환경에서도 밝은 화상 구현이 가능하지만, 전력소모가 크다는 문제점이 있고, 반사형 액정표시소자는 백라이트를 사용하지 않기 때문에 소비전력이 감소하지만, 외부 자연광이 어두울 때에는 사용이 불가능하다는 한계가 있다. The liquid crystal display may be classified into two types, a transmissive liquid crystal display device using a backlight as a light source and a reflective liquid crystal display device using external natural light without using the backlight as a light source. Although it is possible to realize a bright image, the power consumption is large, and the reflection type liquid crystal display device does not use a backlight, so power consumption is reduced. However, when the external natural light is dark, there is a limitation that it is impossible to use.
따라서, 시계나 계산기와 같이 전력 소모를 최소화해야 하는 전자 기기에서는 반사형 액정표시소자를 많이 사용하고, 대화면 고품위의 화상표시를 요구하는 노트북 컴퓨터에는 투과형 액정표시소자를 많이 사용하는 것이 일반적이다. Therefore, it is common to use a large number of reflective liquid crystal display elements in electronic devices such as clocks and calculators, and a large number of transmissive liquid crystal display elements in notebook computers requiring high quality image display.
최근에는 상기 반사형 액정표시소자와 투과형 액정표시소자의 단점을 보완한 반투과형 액정표시소자에 대한 연구가 활발한데, 이는 서브-픽셀 내에 반사부와 투과부를 동시에 가지므로 필요에 따라 반사형 및 투과형의 양용이 가능하다.Recently, researches on semi-transmissive liquid crystal display devices that compensate for the disadvantages of the reflective liquid crystal display device and the transmissive liquid crystal display device have been actively conducted. It is possible to use both ways.
즉, 백라이트를 사용하지 않고도 표시기능이 가능할 만큼 외부 자연광이 밝을 때에는 상부기판을 통해 입사하는 외부 광을 반사 전극에 의해 반사시켜 반사형 액정표시소자로서 동작하고, 외부 광이 밝지 않을 때에는 백라이트를 사용하며 투과전극을 통해 백라이트의 빛이 액정층으로 입사하여 투과형 액정표시소자로서 동작한다.That is, when the external natural light is bright enough to enable the display function without using the backlight, the external light incident through the upper substrate is reflected by the reflective electrode to operate as a reflective liquid crystal display device, and when the external light is not bright, the backlight is used. The light of the backlight enters the liquid crystal layer through the transmissive electrode to operate as a transmissive liquid crystal display device.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 종래 기술에 의한 반투과형 액정표시소자에 대해 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.Hereinafter, a translucent liquid crystal display device according to the prior art will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 종래 기술에 의한 반투과형 액정표시소자의 단면도이다.1 is a cross-sectional view of a transflective liquid crystal display device according to the prior art.
하나의 서브-픽셀이 반사부(R)와 투과부(T)로 구분되는 반투과형 액정표시소자는, 복수개의 배선과 박막트랜지스터가 형성되어 있는 박막트랜지스터 어레이 기판과, 상기 박막트랜지스터 어레이 기판에 대향하는 컬러필터층 어레이 기판과, 상기 박막트랜지스터 어레이 기판과 컬러필터층 어레이 기판 사이에 봉입된 액정층으로 구성된다. 이때, 반투과형 액정표시소자 하부에는 빛을 공급하는 백라이트 어셈블리(도시하지 않음)가 더 구비된다. A semi-transmissive liquid crystal display device in which one sub-pixel is divided into a reflecting portion R and a transmitting portion T includes a thin film transistor array substrate having a plurality of wirings and a thin film transistor, and a thin film transistor array substrate facing the thin film transistor array substrate. And a liquid crystal layer encapsulated between the color filter layer array substrate and the thin film transistor array substrate and the color filter layer array substrate. In this case, a backlight assembly (not shown) for supplying light is further provided below the transflective liquid crystal display.
이 때, 상기 박막트랜지스터 어레이 기판(11)에는, 도 1에 도시된 바와 같이, 서로 수직교차하여 서브-픽셀을 정의하는 게이트 배선(미도시) 및 데이터 배 선(15)과, 상기 게이트 배선 및 데이터 배선의 교차 지점에 형성되는 박막트랜지스터(TFT)와, 상기 서브-픽셀의 투과부(T)에 형성되는 투과전극(17)과, 상기 서브-픽셀의 반사부(R)에 형성되는 반사전극(24)이 구비되어 있다.In this case, as shown in FIG. 1, the thin film
상기 게이트 배선이 구비되어 있는 층과 데이터 배선(15)이 구비되어 있는 층 사이에는 게이트 절연막(13)이 더 구비되고, 상기 데이터 배선(15)이 구비되어 있는 층과 투과전극(17)이 형성되어 있는 층 사이에는 보호막(16)이 더 구비되어 두층을 서로 절연시킨다. A
상기 투과전극(17)은 투과부(T) 뿐만 아니라 반사부(R)에까지 연장형성되고 상기 반사전극(24)은 반사부(R)에 한정형성되는데, 상기 투과전극(17)과 상기 반사전극(24)은 서로 콘택되어 동일한 전압이 인가된다. 상기 투과전극(17) 및 반사전극(24)은 공통적으로 픽셀전압을 인가받는데, 이를 위해서, 박막트랜지스터의 드레인 전극(15b)에 연결된다.The
한편, 상기 반사전극(24)은 표면에 요철이 형성되는데, 이것은 반사전극 하부에 형성되고 그 표면에 요철패턴을 가지는 유기절연막(60)에 의해 형성된다. On the other hand, the
상기와 같은 종래기술에 의한 반투과형 액정표시소자는 다음과 같은 문제점이 있었다. The transflective liquid crystal display device according to the prior art as described above has the following problems.
즉, 종래 기술에 의한 반투과형 액정표시소자의 TFT 어레이 기판에 게이트 배선층, 반도체층, 데이터 배선층, 보호막의 콘택홀, 요철패턴, 투과전극 및 반사전극을 형성하기 위해서, 최소한 총 7번의 노광마스크를 사용하는데, 이와 같이 노 광마스크의 사용횟수가 많아지면 공정이 복잡해지고 공정 시간 및 공정 비용이 많이 소요되므로 공정효율이 크게 떨어진다. That is, in order to form the gate wiring layer, the semiconductor layer, the data wiring layer, the contact hole of the protective film, the concave-convex pattern, the transmissive electrode and the reflective electrode in the TFT array substrate of the transflective liquid crystal display device according to the prior art, at least seven exposure masks are In this case, as the number of times of use of the photomask is increased, the process is complicated and the process time and the process cost are high, so the process efficiency is greatly reduced.
최근, 노광마스크의 사용횟수를 줄이기 위한 연구가 활발하게 진행되고 있으며, 일예로, 상기 반도체층과 데이터 배선층을 일괄 패터닝하기 위해 회절노광마스크를 사용하여 패터닝 공정을 수행하고 있다.Recently, researches for reducing the number of times of use of the exposure mask have been actively conducted. For example, a patterning process is performed using a diffraction exposure mask to collectively pattern the semiconductor layer and the data wiring layer.
그러나, 회절노광마스크를 사용하여 반도체층과 데이터 배선층을 일괄패터닝하더라도 최소한 6번의 노광마스크를 사용하여야 반투과형 액정표시소자의 TFT 어레이 기판을 완성할 수 있으므로, 여전히 공정 시간 및 공정비용이 많이 소요되고 있는 실정이다. However, even if the semiconductor layer and the data wiring layer are patterned by using the diffraction exposure mask, at least six exposure masks are required to complete the TFT array substrate of the transflective liquid crystal display device. There is a situation.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 반사전극 및 요철패턴을 형성하는 공정에서 쉐도우 마스크를 이용함으로써 노광 마스크의 사용횟수를 보다 줄이고자 하는 반투과형 액정표시소자의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems, the method of manufacturing a transflective liquid crystal display device to reduce the number of times of use of the exposure mask by using a shadow mask in the process of forming the reflective electrode and uneven pattern. The purpose is to provide.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 반투과형 액정표시소자의 제조방법은 기판 상에 게이트 배선 및 데이터 배선을 수직교차 형성하여 반사부 및 투과부로 구분되는 서브-픽셀을 정의하고 두 배선의 교차 지점에 박막트랜지스터를 형성하는 단계와, 상기 투과부를 소정영역에 상기 박막트랜지스터의 드레인 전극에 콘택되는 투과전극을 형성하는 단계와, 상기 반사부에 개구부를 가지는 제 1 쉐도우 마스크를 배치하고 유기절연물질을 불균일하게 도포하여 표면이 러프한 유기절 연막을 형성하는 단계와, 상기 유기절연막 상에 상기 투과전극과 콘택되는 반사전극을 형성하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.The method of manufacturing a transflective liquid crystal display device of the present invention for achieving the above object is to form a vertical intersection of the gate wiring and data wiring on the substrate to define a sub-pixel divided into a reflecting portion and a transmitting portion, and the intersection of the two wirings Forming a thin film transistor at a point; forming a transmissive electrode in contact with a drain electrode of the thin film transistor in a predetermined region; and placing a first shadow mask having an opening in the reflecting portion, and forming an organic insulating material. And forming an organic insulating film having a rough surface by unevenly applying the same, and forming a reflective electrode contacting the transmissive electrode on the organic insulating film.
본 발명의 다른 목적을 달성하기 위한 반투과형 액정표시소자의 제조방법은 기판 상에 게이트 배선 및 데이터 배선을 수직교차 형성하여 반사부 및 투과부로 구분되는 서브-픽셀을 정의하고 두 배선의 교차 지점에 박막트랜지스터를 형성하는 단계와, 상기 투과부를 소정영역에 상기 박막트랜지스터의 드레인 전극에 콘택되는 투과전극을 형성하는 단계와, 상기 반사부에 요철패턴을 가지는 유기절연막을 형성하는 단계와, 상기 유기절연막 상에 쉐도우 마스크를 배치하고 반사물질을 증착하여 상기 투과전극에 콘택되는 반사전극을 형성하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다. According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a transflective liquid crystal display device, which defines a sub-pixel divided into a reflective part and a transmissive part by vertically forming a gate line and a data line on a substrate, and at the intersection of the two lines. Forming a thin film transistor, forming a transmissive electrode in contact with a drain electrode of the thin film transistor in a predetermined region of the thin film transistor, forming an organic insulating film having an uneven pattern on the reflecting portion, and forming the organic insulating film Arranging a shadow mask on the substrate and depositing a reflective material to form a reflective electrode in contact with the transmissive electrode.
상기와 같은 특징을 갖는 본 발명에 따른 반투과형 액정표시소자의 제조방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a method of manufacturing a transflective liquid crystal display device according to the present invention having the above characteristics will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명에 의한 반투과형 액정표시소자의 단면도이고, 도 3a, 4a, 5a, 6a, 7a 및 8a는 본 발명에 의한 반투과형 액정표시소자의 공정평면도이며, 도 3b, 4b, 5b, 6b, 7b 및 8b는 본 발명에 의한 반투과형 액정표시소자의 공정단면도이다.2 is a cross-sectional view of a transflective liquid crystal display device according to the present invention, and FIGS. 3A, 4A, 5A, 6A, 7A and 8A are process plan views of the transflective liquid crystal display device according to the present invention, and FIGS. 3B, 4B, 5B, 6b, 7b and 8b are process cross-sectional views of the transflective liquid crystal display device according to the present invention.
본 발명에 반투과형 액정표시소자의 박막트랜지스터 어레이 기판(111)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 수직교차하여 반사부(R)와 투과부(T)로 구분되는 서브-픽셀을 정의하는 게이트 배선(미도시) 및 데이터 배선(115)과, 상기 게이트 배선과 데이터 배선 사이의 전면에 형성되는 게이트 절연막(113)과, 상기 게이트 배선 및 데 이터 배선의 교차 지점에 형성되는 박막트랜지스터(TFT)와, 상기 배선 및 박막트랜지스터를 포함한 전면에 형성되어 콘택홀을 가지는 보호막(116)과, 상기 보호막 상에서 박막트랜지스터의 드레인 전극(115b)에 콘택되고 상기 투과부(T)를 포함한 서브-픽셀에 형성되는 투과전극(117)과, 상기 반사부(R)에 한정형성되고 상부 표면이 엠보싱처리되어 요철패턴을 가지는 유기절연막(160)과, 상기 반사부(R)에 한정형성되고 상기 유기절연막을 관통하여 투과전극(117)에 콘택되는 반사전극(124)이 구비되어 있다.As shown in FIG. 2, the thin film
이때, 상기 게이트 배선층, 반도체층, 데이터 배선층, 보호막의 콘택홀 및 투과전극을 형성하기 위해서 노광마스크를 사용하고, 상기 요철패턴 또는 반사전극을 형성하기 위해서 쉐도우 마스크를 사용한다. 상기 반도체층 및 데이터 배선층을 회절노광마스크를 사용하여 일괄패터닝함으로써 노광마스크의 사용횟수를 1회 더 줄일 수 있다.In this case, an exposure mask is used to form the gate wiring layer, the semiconductor layer, the data wiring layer, the contact hole and the transparent electrode of the passivation layer, and a shadow mask is used to form the uneven pattern or the reflective electrode. By collectively patterning the semiconductor layer and the data wiring layer using a diffraction exposure mask, the number of times of use of the exposure mask can be further reduced.
구체적으로, 노광마스크를 사용한 포토식각공정은 어떤 특정한 포토레지스트(photoresist)가 빛을 받으면 화학반응을 일으켜서 성질이 변화하는 원리를 이용한 것으로, 기판 상에 필름을 증착하고 그 위에 포토레지스트(photoresist)를 도포하는 단계와, 자외선 파장을 이용하여 상기 포토레지스트를 선택적으로 노광(exposure)하는 단계와, 노광된 포토레지스트를 현상(develop)하는 단계와, 현상된 포토레지스트를 마스크로 하여 상기 필름을 식각하는 단계와, 상기 포토레지스트를 박리하는 단계의 순으로 진행되는바, 그 과정이 복잡하고 번거로우며, 장비가 차지하는 면적이 넓어지고 공정시간 및 공정비용도 많이 소비된다.Specifically, the photo-etching process using an exposure mask uses a principle of changing a property by causing a chemical reaction when a specific photoresist receives light, depositing a film on a substrate, and applying a photoresist thereon. Applying the light, selectively exposing the photoresist using ultraviolet wavelengths, developing the exposed photoresist, and etching the film using the developed photoresist as a mask. Step and the step of peeling off the photoresist, the process is complicated and cumbersome, the area occupied by the equipment is large, and process time and process costs are also consumed.
이에 반해서, 쉐도우 마스크는 원하는 패턴의 개구부를 가지도록 프레임이 설계되는데, 상기 개구부를 통해 포토레지스트 또는 원하는 물질을 인쇄하여 개구부와 동일한 패턴을 형성하므로 그 과정이 포토식각공정에 비해서 훨씬 용이하고 간소하다는 장점이 있다. In contrast, a shadow mask has a frame designed to have an opening of a desired pattern. The process of printing a photoresist or a desired material through the opening forms the same pattern as the opening, which makes the process much easier and simpler than the photo etching process. There is an advantage.
도 3a 내지 도 8b를 참고로 하여 보다 구체적으로 살펴보기로 한다. With reference to Figures 3a to 8b will be described in more detail.
먼저, 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 투명하고 내열성이 우수한 기판(111) 상에 구리(Cu), 구리합금(Cu Alloy), 알루미늄(Al), 알루미늄 합금(AlNd : Aluminum Neodymium), 몰리브덴(Mo), 몰리브덴 합금, 크롬(Cr), 크롬 합금, 티타늄(Ti), 티타늄 합금, 은(Ag), 은 합금 등의 금속물질 바람직하게는, 몰리브덴과 AlNd의 적층막을 스퍼터링(sputtering) 방법으로 차례로 증착한 뒤, 노광마스크를 이용한 포토식각공정으로 패터닝하여 게이트 배선(112)과, 상기 게이트 배선으로부터 분기되는 TFT영역의 게이트 전극(112a)과, 스토리지 커패시터 영역(Cst)의 커패시터 하부전극(132)과, 게이트 패드부 영역(GP)의 게이트 패드(122)를 형성한다. First, as shown in FIGS. 3A and 3B, copper (Cu), copper alloy (Cu Alloy), aluminum (Al), aluminum alloy (AlNd: Aluminum Neodymium), Metal materials, such as molybdenum (Mo), molybdenum alloy, chromium (Cr), chromium alloy, titanium (Ti), titanium alloy, silver (Ag), silver alloy, etc. Preferably, the sputtering method of the laminated film of molybdenum and AlNd After deposition in turn, patterning is performed by a photolithography process using an exposure mask to form the
그리고, 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 상기 게이트 전극(112a)을 포함한 전면에 실리콘 질화물(SiNx) 또는 실리콘 산화물(SiOx) 등의 무기물질을 고온에서 증착하여 게이트 절연막(113)을 형성한다. 4A and 4B, an inorganic material such as silicon nitride (SiNx) or silicon oxide (SiOx) is deposited on the entire surface including the
이어서, 상기 게이트 절연막(113) 위에 비정질 실리콘(amorphous silicon, a-Si) 및 불순물을 이온주입한 n+a-Si를 적층하고, 그 위에 구리(Cu), 구리합금(Cu Alloy), 알루미늄(Al), 알루미늄 합금(AlNd : Aluminum Neodymium), 몰리브덴(Mo), 몰리브덴 합금, 크롬(Cr), 크롬 합금, 티타늄(Ti), 티타늄 합금, 은(Ag), 은 합금 등의 금속물질을 스퍼터링(sputtering) 방법으로 증착한다. Subsequently, n + a-Si in which amorphous silicon (a-Si) and impurities are ion-implanted is laminated on the
이후, 상기 비정질 실리콘, n+a-Si 및 금속물질의 적층막을 일괄패터닝하기 위해서 회절노광마스크를 사용하는데, 구체적으로, 상기 금속물질 상에 포토 레지스트(Photo resist)를 도포한 후, 상기 포토 레지스트 상부에 소정의 패턴이 형성된 회절 노광마스크(도시하지 않음)를 씌워서 UV 또는 x-선 파장에 노출시켜 노광시킨 뒤, 노광된 포토 레지스트를 현상하여 2중 단차의 포토레지스트 패턴을 형성한다. Thereafter, a diffraction exposure mask is used to collectively pattern the laminated film of amorphous silicon, n + a-Si, and a metal material. Specifically, after applying a photo resist on the metal material, the photoresist is applied. The photoresist is exposed to UV or x-ray wavelengths by exposing a diffraction exposure mask (not shown) having a predetermined pattern formed thereon, and the exposed photoresist is developed to form a double-stage photoresist pattern.
여기서, 상기 회절노광마스크는 투명기판 상에 금속재질의 차광층 및 반투명층이 형성되어, 투명영역, 반투명 영역, 차광영역의 3영역으로 분할되는데, 투명영역에는 광투과율이 100%이고, 차광영역은 광투과율이 0%이며, 반투명 영역은 광투과율이 0%~100%이하가 되어 포토레지스트 패턴을 2중 단차로 형성할 수 있게 된다. Here, the diffraction exposure mask is formed of a metal light shielding layer and a semi-transparent layer on a transparent substrate, divided into three regions, a transparent region, a semi-transparent region, a light shielding region, the light transmittance is 100% in the transparent region, Silver has a light transmittance of 0% and a translucent region has a light transmittance of 0% to 100% or less to form a photoresist pattern in a double step.
이후, 2중 단차의 포토레지스트 패턴을 마스크로 하여 상기 비정질 실리콘, n+a-Si 및 금속물질의 적층막을 일괄식각함으로써 데이터 배선(115)과, TFT영역의 반도체층(114), 오믹콘택층(114a) 및 소스/드레인 전극(115a/115b)의 적층막과, 데이터 패드부의 데이터 패드(125)를 형성한다. 이때, 상기 소스전극과 드레인 전극은 일체형으로 연결된다.Thereafter, the stacked layers of the amorphous silicon, n + a-Si, and metal materials are collectively etched using the double-stage photoresist pattern as a mask, thereby forming the
다음, 낮은 단차의 포토레지스트 패턴이 완전히 제거될 때까지 포토레지스트 패턴을 에싱하고, 에싱된 포토레지스트 패턴 사이로 노출된 소스전극과 드레인 전극 사이의 n+a-Si 및 금속물질을 식각하여 소스전극과 드레인 전극을 분리한다. 소스전극과 드레인 전극 사이의 반도체층은 채널영역이 된다. Next, the photoresist pattern is etched until the low stepped photoresist pattern is completely removed, and n + a-Si and metal material between the exposed source and drain electrodes are etched between the photoresist patterns and the source electrode and Disconnect the drain electrode. The semiconductor layer between the source electrode and the drain electrode becomes a channel region.
이로써, 데이터 배선(115) 및 데이터 패드(125) 하부에는 비정질실리콘(104) 및 n+a-Si(104a)가 동일한 패턴으로 구비되고, 소스/드레인 전극(115a, 115b) 하부에는 상기 소스/드레인 전극과 동일한 패턴을 가지며 n+a-Si 물질로 형성되는 오믹콘택층(114a)이 구비되며, 상기 오믹콘택층 하부에는 채널영역을 포함하며 비정질실리콘 물질로 형성되는 반도체층(114)이 구비된다. Thus, amorphous silicon 104 and n + a-Si 104a are provided under the
여기서, 게이트 전극(112a)과, 상기 게이트 전극 상에 형성된 게이트 절연막(113)과, 상기 게이트 전극 상부의 게이트 절연막 상에 형성된 반도체층(114)과, 상기 반도체층 양끝에 형성된 소스/드레인 전극(115a,115b)이 박막트랜지스터를 구성하며, 반투과형 액정표시소자의 경우 박막트랜지스터는 일반적으로 반사부에 형성되며 후공정에서 형성되는 반사전극에 의해 오버랩된다.Here, the
이후, 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이, 에싱된 포토레지스트 패턴을 완전히 제거하고, 상기 소스/드레인 전극을 포함한 전면에 실리콘 질화물(SiNx), 실리콘 산화물(SiOx) 등의 무기절연물질을 증착하거나 또는 BCB(Benzocyclobutene), 아크릴 수지 등의 유기절연물질을 도포하여 보호막(116)을 형성한다. Subsequently, as illustrated in FIGS. 5A and 5B, the ashed photoresist pattern is completely removed and an inorganic insulating material such as silicon nitride (SiNx) or silicon oxide (SiOx) is deposited on the entire surface including the source / drain electrode. Alternatively, a
이어서, 노광마스크를 이용한 포토식각공정으로 상기 게이트 절연막(113) 또는 보호막(116)을 선택적으로 패터닝하여 게이트 패드(122)가 노출되는 제 1 오픈영역(152)과, 데이터 패드(125)가 노출되는 제 2 오픈영역(155)과, 드레인 전극(115b)이 노출되는 콘택홀(118)을 형성한다. Subsequently, the
계속해서, 도 6a 및 도 6b에 도시된 바와 같이, 상기 보호막(116)을 포함한 전면에 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), AZO, ZnO 등의 투명한 도 전물질을 증착하고, 노광마스크를 이용한 포토식각공정으로 패터닝하여, 상기 드레인 전극(115b)에 콘택되며 투과부를 포함하는 서브-픽셀의 소정부위에 구비되는 투과전극(117)과, 상기 투과전극과 일체형으로 연결되고 상기 커패시터 하부전극(132)에 오버랩되는 커패시터 상부전극(135)과, 게이트 패드(122)에 콘택되는 제 1 산화방지막(162)과, 데이터 패드(125)에 콘택되는 제 2 산화방지막(165)을 형성한다. 6A and 6B, transparent conductive materials such as indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO), AZO, and ZnO are deposited on the entire surface including the
제 1 ,제 2 산화방지막은 게이트 패드 및 데이터 패드가 산화되는 것을 방지하고 상기 게이트 패드 및 데이터 패드와 외부 구동회로와의 접촉특성을 향상시키는 역할을 한다. The first and second antioxidant films prevent the gate pad and the data pad from being oxidized and improve the contact characteristics between the gate pad and the data pad and the external driving circuit.
계속해서, 도 7a 및 도 7b에 도시된 바와 같이, 투과전극(117)이 형성되어 있는 기판에 제 1 쉐도우 마스크(shadow mask)(도 9의 501)를 배치한 후, 스프레이 방식으로 BCB(Benzocyclobutene), 아크릴 수지 등의 유기절연물질을 불균일하게 도포하여 그 표면에 러프한 요철패턴(160a)을 가지는 유기절연막(160)을 반사부에 한정하여 형성한다.Subsequently, as shown in FIGS. 7A and 7B, the first shadow mask (501 in FIG. 9) is disposed on the substrate on which the
스프레이 방식은 쉐도우 마스크를 씌운 상태에서 분사노즐을 기판의 일측 모서리에서 다른 일측 모서리로 스캔하면서 유기절연물질을 분사시키는 방식이다. The spray method is a method of spraying an organic insulating material while scanning the spray nozzle from one edge of the substrate to the other edge while the shadow mask is covered.
상기 유기절연물질로는 열경화성 절연물질과 광경화성 절연물질이 있는데, 열경화성 절연물질은 열에 의해 경화되고, 광경화성 절연물질은 광 특히, UV에 의해 경화되는 것이다. 열경화성 절연물질을 사용할 때에는 제 1 쉐도우 마스크를 씌운 상태에서 열경화가 가능하지만, 광경화성 절연물질을 사용할때에는 제 1 쉐도우 마스크를 제거한 상태에서 광경화를 수행한다. 그리고 광경화를 수행한 이후에는 하드 베이크(hard bake)를 추가수행한다The organic insulating material includes a thermosetting insulating material and a photocurable insulating material, the thermosetting insulating material is cured by heat, and the photocurable insulating material is cured by light, in particular UV. When the thermosetting insulating material is used, thermosetting may be performed while the first shadow mask is covered, but when the thermosetting insulating material is used, photocuring is performed with the first shadow mask removed. After the photocuring, hard bake is additionally performed.
이때, 요철패턴은 반구형 형상의 정형화된 패턴이 아니라, 유기절연막이 스프레이 방식에 의해서 불균일하게 도포될때 그 표면이 러프(rough)해지는데 이와같이 러프한 표면이 요철패턴과 동일한 역할을 하게 된다. 외부 자연광을 광원으로 사용할 경우 외부 자연광의 반사각을 국부적으로 변화시켜 시야각을 넓혀주는 역할을 할 수 있도록 유기절연막의 표면이 러프하면 되므로 종래에서와 같이 요철패턴이 정형화된 패턴일 필요는 없을 것이다. At this time, the uneven pattern is not a hemispherical shaped pattern, but the surface becomes rough when the organic insulating film is unevenly applied by the spray method. Thus, the rough surface plays the same role as the uneven pattern. When the external natural light is used as the light source, the surface of the organic insulating layer may be rough so as to locally change the reflection angle of the external natural light to widen the viewing angle, and thus it may not need to be a pattern in which the uneven pattern is conventional.
상기 제 1 쉐도우 마스크(501)는, 도 9에 도시된 바와 같이, 반사부에 해당되는 영역에 개구부(500a, 500b)를 가지도록 프레임(502)이 설계되는데, 상기 제 1 쉐도우 마스크를 배치한 후 유기절연물질을 스프레이 방식으로 도포하면 상기 개구부(500a, 500b)에 그 표면이 러프한 유기절연막이 형성된다. 이때, 500b와 같이 오픈영역을 다수개의 원형이 오버랩되어 있는 구조로 설계하여 유기절연막을 형성함으로써 종래의 반구형 요철패턴과 동일한 효과를 가질수 있을 것이다. As shown in FIG. 9, the
다음, 도 8a 및 도 8b에 도시된 바와 같이, 표면이 러프한 유기절연막(160)이 형성되어 있는 기판에 제 2 쉐도우 마스크(shadow mask)(도 10의 503)를 배치한 후, 기상증착 방식으로 반사물질을 증착하여 반사부에 한정하여 반사전극(124)을 형성한다. 이때, 반사전극을 유기절연막보다 큰 패턴으로 형성하여 투과전극에 콘택되도록 하며, 표면에 러프한 요철패턴(160a)을 가지는 유기절연막(160)을 따라 형성되므로 반사전극 표면에도 빛을 여러방향으로 반사시킬 수 있는 반사요철이 형 성된다. Next, as shown in FIGS. 8A and 8B, after the second shadow mask (503 of FIG. 10) is disposed on the substrate on which the rough surface of the organic insulating
상기 반사물질은 고반사율의 금속 일예로 알루미늄(Al), 알루미늄 합금(AlNd), 구리(Cu), 은(Ag), 몰리브덴(Mo), 크롬(Cr), 티타늄(Ti), 탄탈륨(Ta), 몰리브덴-텅스텐(MoW) 등을 사용할 수 있다. The reflective material is a metal having high reflectance, for example, aluminum (Al), aluminum alloy (AlNd), copper (Cu), silver (Ag), molybdenum (Mo), chromium (Cr), titanium (Ti), tantalum (Ta) , Molybdenum-tungsten (MoW) and the like can be used.
상기 제 2 쉐도우 마스크(503)는, 도 10에 도시된 바와 같이, 반사부(R)에 해당되는 영역이 오픈되어 있는 프레임(504)을 가지는데, 오픈된 영역에 반사물질이 증착되어 오픈된 영역의 패턴과 동일하게 반사전극이 형성된다. 반사전극이 투과전극과 콘택되기 위해서는 반사전극이 유기절연막의 크기보다 커야하므로 반사전극을 형성하기 위한 제 2 쉐도우 마스크의 오픈영역이 유기절연막을 형성하기 위한 제 1 쉐도우 마스크의 오픈영역보다 넓어야 할 것이다. As shown in FIG. 10, the
전술한 실시예에서는 유기절연막을 형성하고 반사전극을 형성하는 모든 단계에서 쉐도우 마스크를 사용하는 것으로 설명하였으나, 이에 한정하지 않고 유기절연막을 형성하는 단계에서만 쉐도우 마스크를 사용하거나 또는 반사전극을 형성하는 단계에서만 쉐도우 마스크를 사용할 수도 있을 것이다. In the above-described embodiment, the shadow mask is used in all the steps of forming the organic insulating film and forming the reflective electrode. However, the present invention is not limited thereto, and the shadow mask is used only in the step of forming the organic insulating film or the reflective electrode is formed. You can only use shadow masks.
이와같이 형성된 TFT 어레이 기판은 액정층을 사이에 두고 컬러필터층 어레이 기판에 대향합착되는데, 도시하지 않았지만, 상기 컬러필터층 어레이 기판에는 R,G,B 셀 사이의 구분과 전계가 불안한 영역에서의 빛샘을 차광하는 블랙 매트릭스와, 각 단위 픽셀별로 일정한 순서로 배열되어 색상을 구현하는 적색(Red), 녹색(Green), 청색(Blue)의 컬러필터층과, 상기 R,G,B의 컬러필터층을 포함한 전면에 형성되어 표면을 평탄화시키는 오버코트층과, 투과전극 및 반사전극에 대향하여 액 정을 제어하기 위한 전계를 형성하는 공통전극이 형성된다.The TFT array substrate thus formed is oppositely bonded to the color filter layer array substrate with the liquid crystal layer interposed therebetween. Although not shown, the color filter layer array substrate shields light leakage in an area where the separation between R, G, and B cells and the electric field is unstable. A black matrix, a red, green, and blue color filter layers arranged in a predetermined order for each unit pixel to implement colors, and the color filter layers of the R, G, and B colors. An overcoat layer is formed to planarize the surface, and a common electrode is formed to form an electric field for controlling the liquid crystal opposite to the transmission electrode and the reflection electrode.
한편, 이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.On the other hand, the present invention described above is not limited to the above-described embodiment and the accompanying drawings, it is possible that various substitutions, modifications and changes within the scope without departing from the technical spirit of the present invention. It will be apparent to those of ordinary skill in Esau.
상기와 같은 본 발명에 따른 반투과형 액정표시소자의 제조방법은 다음과 같은 효과가 있다.The method of manufacturing a transflective liquid crystal display device according to the present invention as described above has the following effects.
첫째, 상기 게이트 배선층, 반도체층, 데이터 배선층, 보호막의 콘택홀 및 투과전극을 형성하기 위해서 노광마스크를 사용하고, 상기 요철패턴 또는 반사전극을 형성하기 위해서 쉐도우 마스크를 사용하므로 노광마스크 사용횟수를 최대 2회 줄일 수 있다. First, an exposure mask is used to form the contact hole and the transmission electrode of the gate wiring layer, the semiconductor layer, the data wiring layer, the passivation layer, and a shadow mask is used to form the uneven pattern or the reflective electrode. Can be reduced twice.
그리고, 상기 반도체층 및 데이터 배선층을 회절노광마스크를 사용하여 일괄패터닝함으로써 노광마스크의 사용횟수를 1회 더 줄일 수 있다.In addition, by collectively patterning the semiconductor layer and the data wiring layer using a diffraction exposure mask, the number of times of use of the exposure mask can be further reduced.
결국, 최대 2~3회의 포토식각공정을 수행하지 않아도 되므로 공정시간 및 공정비용이 획기적으로 감소된다. As a result, the process time and the process cost are drastically reduced because the photo-etching process does not need to be performed up to two or three times.
둘째, 반사전극 위에 투과전극을 형성하였던 종래에는 투과전극을 형성하기 위한 습식식각을 수행하는 과정에서 반사전극이 뜯기는 현상 등이 발생하여 그 수율이 저하되는 단점이 있었으나, 쉐도우 마스크를 이용하여 단순한 증착방법으로서 패터닝을 완성하고 별도의 습식식각을 수행하지 않으므로 수율의 저감이 개선된다. Second, in the prior art in which the transmissive electrode was formed on the reflective electrode, the yield of the reflective electrode was torn during wet etching to form the transmissive electrode. As the deposition method completes the patterning and does not perform a separate wet etching, the reduction of the yield is improved.
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