KR20090060634A - 반사 투과형 액정 표시 장치 및 이의 제조 방법 - Google Patents

반사 투과형 액정 표시 장치 및 이의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 공정 순서를 변경하여 이중 셀 갭을 갖는 반사 투과형에서 상대적으로 셀 갭이 작은 부위에서 금속 이물이 상하 기판의 전극과 접하여 단락이 발생됨을 방지한 반사 투과형 액정 표시 장치 및 이의 제조 방법에 관한 것으로, 본 발명의 반사 투과형 액정 표시 장치는, 매트릭스 형상의 복수개의 화소 영역을 포함하며, 각 화소 영역에 반사부와 투과부가 정의되며, 서로 대향되어 형성된 제 1, 제 2 기판과, 상기 제 1 기판 상에 서로 교차하여 상기 화소 영역들을 정의하는 게이트 라인 및 데이터 라인과, 상기 게이트 라인과 데이터 라인의 교차부에 형성된 박막 트랜지스터와, 상기 박막 트랜지스터를 덮도록 형성되며, 상기 반사부에 대응된 표면에 요철을 구비한 보호층과, 상기 박막 트랜지스터와 연결되어 상기 보호층 상에 형성된 화소 전극과, 상기 반사부의 화소 전극 상에 형성된 반사 전극과, 상기 제 2 기판 상에 화소 영역을 제외한 영역에 대응되어 형성된 블랙 매트릭스층과, 상기 블랙 매트릭스층 상부의 화소 영역에 대응되어 형성된 컬러 필터층과, 상기 블랙 매트릭스층 및 컬러 필터층을 포함한 상기 제 2 기판 전면에 형성된 공통 전극층과, 상기 반사부에 대하여 상기 공통 전극층 상에 형성된 오버코트층 및 상기 제 1, 제 2 기판 사이의 액정층을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
금속계 이물, 공통 전극, 오버코트층, 이중 셀 갭, 반사투과형

Description

반사 투과형 액정 표시 장치 및 이의 제조 방법{Reflection-Transmission type Liquid Crystal Display and Method for Manafacuring the Same}
본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것으로 특히, 공정 순서를 변경하여 이중 셀 갭을 갖는 반사 투과형에서 상대적으로 셀 갭이 작은 부위에서 금속 이물이 상하 기판의 전극과 접하여 단락이 발생됨을 방지한 반사 투과형 액정 표시 장치 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
최근 정보화 사회로 시대가 급발전함에 따라 박형화, 경량화, 저 소비전력화 등의 우수한 특성을 가지는 평판 표시 장치(flat panel display)의 필요성이 대두되었다.
이러한 평판 표시 장치는 스스로 빛을 발하느냐 그렇지 못하냐에 따라 나눌 수 있는데, 스스로 빛을 발하여 화상을 표시하는 것을 발광형 표시장치라 하고, 그렇지 못하고 외부의 광원을 이용하여 화상을 표시하는 것을 수광형 표시장치라고 한다. 발광형 표시장치로는 플라즈마 표시장치(plasma display panel)와 전계 방출 표시장치(field emission display), 전계 발광 표시 장치(electro luminescence display) 등이 있으며, 수광형 표시 장치로는 액정표시장치(liquid crystal display)가 있다.
이중 액정표시장치가 해상도, 컬러표시, 화질 등이 우수하여 노트북이나 데스크탑 모니터에 활발하게 적용되고 있다.
일반적으로 액정표시장치는 전극이 각각 형성되어 있는 두 기판을 두 전극이 형성되어 있는 면이 서로 대향하도록 배치하고, 두 기판 사이에 액정을 주입한 다음, 두 전극에 전압을 인가하여 생성되는 전기장에 의해 액정 분자를 움직여 빛의 투과율을 조절하여 화상을 표현하는 장치이다.
그런데, 액정표시장치는 앞서 언급한 바와 같이 스스로 빛을 발하지 못하므로 별도의 광원이 필요하다.
따라서, 액정 패널 뒷면에 백라이트(backlight) 유닛을 구성하고, 상기 백라이트 유닛으로부터 나오는 빛을 액정패널에 입사시켜, 액정의 배열에 따라 빛의 양을 조절함으로써 화상을 표시한다.
이러한 액정표시장치를 투과형(transmission type) 액정표시장치라고 하는데, 투과형 액정표시장치는 백라이트와 같은 인위적인 배면 광원을 사용하므로 어두운 외부 환경에서도 밝은 화상을 구현할 수 있으나, 백라이트로 인한 전력소비(power consumption)가 큰 단점이 있다.
이와 같은 단점을 보완하기 위해 반사형(reflection type) 액정표시장치가 제안되었다. 반사형 액정표시장치는 외부의 자연광이나 인조광을 반사시킴으로써 액정의 배열에 따라 빛의 투과율을 조절하는 형태로 투과형 액정표시장치에 비해 전력소비가 적다. 이러한 반사형 액정표시장치에서 하부 어레이 기판 상에 형성되 는 화소전극은 반사가 잘 되는 도전 물질로 형성하고, 상부의 컬러필터 기판에 형성되는 공통전극은 외부광을 투과시키기 위해 투명 도전 물질로 형성한다.
그러나 전술한 반사형 액정표시장치는 사용하는 소비전력을 낮출 수 있는 장점이 있는 반면, 외부광이 충분하지 못할 경우 휘도가 낮아져 표시장치로 사용할 수 없는 단점이 있다.
따라서 상기 문제를 극복하고자 반사투과형 액정표시장치가 개발되었다. 상기 투과형 액정표시장치는 반사형 액정표시장치에 있어 외부광이 충분하지 못할 경우 휘도가 급격히 낮아져 표시 장치로써 역할을 할 수 없는 단점과 투과형 액정표시장치에 있어 소비전력이 높다는 단점을 각각 보완하여 백라이트 광을 이용하는 투과모드 및 외부광을 이용하는 반사모드로 선택 사용할 수 있는 제품이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 종래의 반사투과형 액정 표시 장치를 설명하면 다음과 같다.
도 1 은 일반적인 반사투과형 액정표시장치를 나타낸 단면도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 하부기판(1)에 있어 투명한 기판(2) 상에는 게이트 전극(6)이 형성되어 있으며, 그 위에 게이트 절연막(10)이 형성되어 있다. 게이트 절연막(10) 하부에는 게이트 전극(6)과 연결된 게이트 배선(미도시)이 더 형성되어 있다. 다음으로, 게이트 전극(6) 상부의 게이트 절연막(10) 위에는 액티브층(13)과 오믹콘택층(16a, 16b)이 차례로 형성되어 있다. 상기 오믹콘택층(16a, 16b) 위에는 소스 및 드레인 전극(23, 26)이 형성되어 있는데, 소스 및 드레인 전 극(23, 26)은 게이트 전극(6)과 함께 박막 트랜지스터(Tr)를 이룬다.
한편, 소스 및 드레인 전극(23, 26)과 같은 물질로 이루어진 데이터 배선(20)이 게이트 절연막(10) 위에 형성되어 있으며, 도면에는 나타나지 않았지만 데이터 배선(20)은 소스 전극(23)과 연결되어 있다. 또한, 상기 데이터 배선(20)은 게이트 배선(미도시)과 교차하여 화소(SP)를 정의한다.
다음, 상기 박막 트랜지스터(Tr) 위로 저유전율을 갖는 유기물질로 이루어진 제 1 보호층(30)이 형성되어 있다. 그 위로 반사율이 좋은 금속물질로 이루어진 반사판(40)이 반사영역(RA)에 형성되어 있으며, 그 위로 무기물질로 이루어진 제 2 보호층(45)이 형성되어 있으며, 상기 제 2 보호층(45) 위로 박막 트랜지스터(Tr)의 드레인 전극(26)과 드레인 콘택홀(55)을 통해 접촉하는 화소전극(50)이 화소(SP)별로 형성되어 있다.
한편, 상부기판(70)에 있어, 투명한 기판(71)의 안쪽면에는 블랙 매트릭스(75)가 형성되어 있고, 그 하부에 적(R), 녹(G), 청(B)의 색이 순차적으로 반복되어 있는 컬러필터(80a, 80b, 80c)가 형성되어 있으며, 컬러필터(80a, 80b, 80c) 하부에는 오버코트층(85)과 투명 도전성 물질로 이루어진 공통전극(90)이 순차적으로 형성되어 있다. 여기서, 컬러필터(80a, 80b, 80c)는 하나의 색이 하나의 화소전극(50)과 대응하며 성형되어 있으며, 블랙 매트릭스(75)는 화소전극(50)의 가장자리와 일부 오버랩되며 데이터 배선(20)에 대응되는 위치에 형성되어 있다.
다음, 화소전극(50)과 공통 전극(90) 사이에는 액정층(60)이 위치하며, 액정층(60)의 액정 분자는 화소전극(50)과 공통 전극(90)에 전압이 인가되었을 때, 두 전극(50, 90) 사이에 생성된 전기장에 의해 배열 상태가 변화된다. 이때, 도시하지 않았지만 화소전극(50) 상부와 공통 전극(90) 하부에는 각각 배향막이 형성되어 있어, 액정 분자의 초기 배열 상태를 결정한다.
다음, 상기 하부기판(1) 및 상부기판(70)의 바깥면에는 빛의 위상 조절을 위한 위상차 필름(95, 97) 각각 구비되어 있다.
전술한 구조의 반사투과형 액정표시장치는 반사부(RA)의 셀갭(d1)과 투과부(TA)의 셀갭(d2)이 거의 동일한 두께로 형성된다. 따라서 반사부(RA)나 투과부(TA)의 셀효율이 최적화되지 않아 투과도 및 휘도 저하 등의 문제가 발생한다.
그러나, 도 1의 반사투과형 액정표시장치는 투과모드로 구동시의 색특성 저하의 문제점을 가지고 있다. 즉, 반사광은 반사판의 입사전과 반사판 반사 후의 총 2회에 걸쳐 컬러필터층을 통과하게 되는 반면, 투과모드 구동시에는 하부의 백라이트로부터 나온 빛이 컬러필터층을 단 1 회 통과하게 된다. 따라서 반사모드와 투과모드의 색특성에 차이가 발생하는 단점을 갖는다. 또한 평평한 반사판 구성으로 인해 반사효율이 극대화되지 못한 점도 단점이라 할 수 있다.
전술한 문제점을 해결하고자 최근에는 컬러필터층에 홀을 형성하여 반사부의 색특성을 조절할 수 있는 투과홀 구성 및 요철구조의 반사판을 갖는 반사투과형 액정표시장치가 제안되었다.
상기와 같은 종래의 반사 투과형 액정 표시 장치는 다음과 같은 문제점이 있다.
즉, 반사모드와 투과모드에 있어서, 각각 컬러 필터층을 투과하는 회수가 달라져 색특성에 차이가 발생한다. 또한, 반사부의 요철을 형성하는데 있어, 물질의 증착과 요철 패턴 형성에 있어서, 2회 이상의 마스크 공정이 소요되어 제조 공정의 부담이 크다.
이러한 문제점을 개선하기 위하여 오버코트층의 두께 조절에 의해 이중 셀 갭을 갖는 반사 투과형 액정 표시 장치를 구현하였는데, 상기 오버코트층 상의 공통 전극과 하판(박막 트랜지스터 어레이 기판) 상의 화소 전극 사이에 금속 이물이 남아있을 때, 두 기판 상의 공통 전극과 화소 전극이 상기 금속 이물에 의해 단락되는 문제점이 발생하였다. 즉, 이중 셀 갭을 갖는 반사 투과형 액정 표시 장치에 있어서, 오버코트층 상부에 있는 공통 전극과 박막 트랜지스터 어레이 기판측의 화소 전극간의 거리가 가까움에 따라 금속계 이물에 의한 공통 전극과 화소 전극간의 단락(short)이 발생한다. 이렇게 단락이 발생하면, 화면에 점결함(PD: Point Defect) 또는 라인 결함(LD: Line Defect) 등의 형태로 보이게 되어 리페어가 요구되고, 경우에 따라 리페어가 불가능한 경우도 발생하여 수율이 떨어지게 된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로 공정 순서를 변경하여 이중 셀 갭을 갖는 반사 투과형에서 상대적으로 셀 갭이 작은 부위에서 금속 이물이 상하 기판의 전극과 접하여 단락이 발생됨을 방지한 반사 투과형 액정 표시 장치 및 이의 제조 방법을 제공하는 데, 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 반사 투과형 액정 표시 장치는, 매트릭스 형상의 복수개의 화소 영역을 포함하며, 각 화소 영역에 반사부와 투과부가 정의되며, 서로 대향되어 형성된 제 1, 제 2 기판과, 상기 제 1 기판 상에 서로 교차하여 상기 화소 영역들을 정의하는 게이트 라인 및 데이터 라인과, 상기 게이트 라인과 데이터 라인의 교차부에 형성된 박막 트랜지스터와, 상기 박막 트랜지스터를 덮도록 형성되며, 상기 반사부에 대응된 표면에 요철을 구비한 보호층과, 상기 박막 트랜지스터와 연결되어 상기 보호층 상에 형성된 화소 전극과, 상기 반사부의 화소 전극 상에 형성된 반사 전극과, 상기 제 2 기판 상에 화소 영역을 제외한 영역에 대응되어 형성된 블랙 매트릭스층과, 상기 블랙 매트릭스층 상부의 화소 영역에 대응되어 형성된 컬러 필터층과, 상기 블랙 매트릭스층 및 컬러 필터층을 포함한 상기 제 2 기판 전면에 형성된 공통 전극층과, 상기 반사부에 대하여 상기 공통 전극층 상에 형성된 오버코트층 및 상기 제 1, 제 2 기판 사이의 액정층을 포함하여 이루어진 것에 그 특징이 있다.
여기서, 상기 반사부에서, 상기 오버코트층의 두께는 상기 액정층의 두께의 1/2배에 상당한다.
상기 각 화소 영역의 컬러 필터층 사이에는 화이트 레진이 더 형성된다.
또한, 동일한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 액정 표시 장치의 제조 방법은, 매트릭스 형상의 복수개의 화소 영역을 포함하며, 각 화소 영역에 반사부와 투과부가 정의되는 제 1, 제 2 기판을 준비하는 단계와, 상기 제 1 기판 상에 서로 교차하여 상기 화소 영역들을 정의하는 게이트 라인 및 데이터 라인을 형성하는 단계와, 상기 게이트 라인과 데이터 라인의 교차부에 박막 트랜지스터를 형성하는 단계와, 상기 박막 트랜지스터를 덮도록 형성되며, 상기 반사부에 대응된 표면에 요철을 구비한 보호층을 형성하는 단계와, 상기 박막 트랜지스터와 연결되어 상기 보호층 상에 형성된 화소 전극을 형성하는 단계와, 상기 반사부의 화소 전극 상에 형성된 반사 전극을 형성하는 단계와, 상기 제 2 기판 상에 화소 영역을 제외한 영역에 대응되어 블랙 매트릭스층을 형성하는 단계와, 상기 블랙 매트릭스층 상부의 화소 영역에 대응되어 형성된 컬러 필터층을 형성하는 단계와, 상기 블랙 매트릭스층 및 컬러 필터층을 포함한 상기 제 2 기판 전면에 공통 전극층을 형성하는 단계와, 상기 반사부에 대하여 상기 공통 전극층 상에 오버코트층을 형성하는 단계 및 상기 제 1, 제 2 기판 사이의 액정층을 형성하는 단계를 포함하여 이루어진 것에 또 다른 특징이 있다.
상기와 같은 본 발명의 반사 투과형 액정 표시 장치 및 이의 제조 방법은 다음과 같은 효과가 있다.
반사 투과형 액정 표시 장치에 있어서, 일반적으로 셀 갭은 사용하는 액정의 종류, 반응 시간(response time), 화소 구조 등을 고려하여 설계된다. 투과부의 셀 갭이 결정되면 반사부의 셀 갭은 투과부와 광위상차를 맞추기 위해서 셀 갭을 정하게 되는데 일반적으로 투과부 셀 갭의 1/2로 반사부 셀 갭을 설정하게 된다. 최근에는 반투과 모델에서 이중 셀 갭(dual cell gap)을 적용하지 않고, 보상층을 적용하여 단일 셀 갭으로 제작하기도 하지만 본 발명에서는 이중 셀 갭이 적용된 반투과 컬러 필터에서의 수율 향상 구조를 제안하고자 한다.
본 발명에서는 상판(컬러 필터 어레이 기판)의 공정 순서를, '블랙 매트릭스층, 컬러 필터층, 공통 전극 및 오버코트층'의 순서로 진행하여, 금속성 이물이 액정층 사이에 개재되더라도, 낮은 셀 갭을 갖는 반사부에서, 상판층은 절연성의 오버코트층이 최상측에 오게 되어, 상판측의 공통 전극과 하판측의 화소 전극이 쇼트되는 현상을 방지할 수 있다. 이로 인해 이러한 금속성 이물이 발생할 경우 요구되는 리페어 공정을 생략할 수 있어, 수율 향상을 기대할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 반사 투과형 액정 표시 장치 및 이의 제조 방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2는 이중 셀 갭을 갖는 반사 투과형 액정 표시 장치의 일예를 나타낸 단면도이다.
도 2와 같이, 이중 셀 갭을 갖는 반사 투과형 액정 표시 장치는 다음과 같이 이루어진다.
즉, 서로 대향되어, 동일 부위에 복수개의 화소 영역이 정의되며, 각 화소 영역에 반사부과 투과부를 구비한 제 1 기판(100) 및 제 2 기판(150)과, 상기 제 1 기판(100) 상에는 형성된 박막 트랜지스터와, 상기 박막 트랜지스터를 덮도록 형성되며, 상기 반사부에 대응된 표면에 요철이 형성된 유기 보호막(108)과, 상기 유기 보호막(108) 상에, 상기 드레인 전극(107b)과 연결되는 화소 전극(109)과, 상기 화소 전극(109)의 반사부 상에 형성된 반사 전극(110)과, 상기 제 2 기판(150)에는 화소 영역을 제외한 영역에 대응되는 블랙 매트릭스층(미도시)와, 상기 적어도 화소 영역에 대응되어 형성된 컬러 필터층(152)과, 상기 블랙 매트릭스층 및 컬러 필터층(152)을 포함한 상기 제 2 기판(150) 상의 반사부에 대응되어 형성된 오버코트층(153)과, 상기 오버코트층(153)을 포함하여 상기 블랙 매트릭스층 및 컬러 필터층(152)을 포함한 전면에 형성된 공통 전극(154)과, 상기 제 1, 제 2 기판(100, 150) 사이에 형성된 액정층(180) 및 상기 제 1, 제 2 기판(100, 150) 사이를 지지하도록 상기 화소 전극(109) 및 상기 공통 전극(154) 사이에 형성된 칼럼 스페이서(190)를 포함하여 이루어진다.
그러나, 이와 같은 구성에 있어서, 각각 도전성을 갖는 공통 전극(154)과, 화소 전극(109) 및 반사 전극(110)이 제 1, 제 2 기판(100, 150) 상의 최상부에 형성되는데, 이들 사이에 금속성 이물(B)가 남아있을 때, 상기 공통 전극(154)과 반사 전극(110) 및 화소 전극(109)이 전기적으로 연결되어 단락(쇼트:short)가 발생할 수 있어, 이러한 금속성 이물이 남은 화소는 불량으로 관찰된다.
이하에서는 도면을 참조하여 상술한 문제점을 해결하기 위한 상기 제 2 기판(150)측의 가장 상부에 올라오는 패턴을 절연성 재질의 성분을 증착하는 안을 제 안한 것이다. 이하, 제안된 구조를 살펴본다.
도 3은 본 발명의 반사 투과형 액정 표시 장치를 나타낸 단면도이다.
도 3과 같이, 본 발명의 반사 투과형 액정 표시 장치는, 매트릭스 형상의 복수개의 화소 영역을 포함하며, 각 화소 영역에 반사부(R)와 투과부(T)가 정의되며, 서로 대향되어 형성된 제 1, 제 2 기판(200, 250)과, 상기 제 1 기판(200) 상에 서로 교차하여 상기 화소 영역들을 정의하는 게이트 라인(미도시, 205a과 동일층) 및 데이터 라인(미도시, 207a와 동일층)과, 상기 게이트 라인과 데이터 라인의 교차부에 형성된 박막 트랜지스터(TFT)와, 상기 박막 트랜지스터(TFT)를 덮도록 형성되며, 상기 반사부(R)에 대응된 표면에 요철을 구비한 유기 보호막(208)과, 상기 박막 트랜지스터(TFT)와 연결되어 상기 유기 보호막(208) 상에 형성된 화소 전극(209)과, 상기 반사부(R)의 화소 전극(209) 상에 형성된 반사 전극(210)과, 상기 제 2 기판(250) 상에 화소 영역을 제외한 영역에 대응되어 형성된 블랙 매트릭스층(도 4b의 251 참조)과, 상기 블랙 매트릭스층 상부의 화소 영역에 대응되어 형성된 컬러 필터층(252)과, 상기 블랙 매트릭스층(251) 및 컬러 필터층(252)을 포함한 상기 제 2 기판(250) 전면에 형성된 공통 전극층(253)과, 상기 반사부(R)에 대하여 상기 공통 전극층(253) 상에 형성된 오버코트층(254) 및 상기 제 1, 제 2 기판(200, 250) 사이의 액정층(280)을 포함하여 이루어진다.
여기서, 상기 박막 트랜지스터(TFT)는, 그 양측이 도핑되어 소오스/드레인 영역(203a)으로 정의된 폴리 실리콘으로 이루어진 반도체층(203)과, 상기 소오스/드레인 영역(203a)과 접하며 그 상부에 위치한 소오스/드레인 전극(207a/207b) 및 상기 반도체층(203) 상측 상기 소오스/드레인 전극(207a/207b) 사이에 대응되어 형성된 게이트 전극(205a)를 포함하여 이루어진다.
구체적으로, 상기 박막 트랜지스터(TFT)를 포함한 상기 제 1 기판(200) 상의 제조 방법을 살펴보면 다음과 같다.
상기 제 1 기판(200) 및 제 2 기판(250)은 각각 반사부와 투과부를 포함한 화소 영역을 매트릭스 형태로 정의되는 것으로, 이 때, 각 화소 영역들 사이는 비화소영역으로 정의되며, 이러한 비화소 영역의 크기는 상기 비화소 영역에 형성되는 게이트 라인(미도시) 및 데이터 라인(미도시)의 폭에 의해 좌우될 수 있다.
먼저, 상기 제 1 기판(200) 상의 비화소 영역의 소정 부위에 해당하여 차광 패턴(201)을 형성한다. 이러한 상기 차광 패턴(201)은 이후 형성될 반도체층(도 3의 203) 참조)이 하부로부터 광을 받아 광전류(photo-current)가 흐르는 것을 발생하기 위해, 반도체층 하측에 대응되어 형성하는 것이다.
이어, 상기 제 1 기판(200) 전면에 제 1 층간 절연막(202)을 형성한다.
이어, 상기 제 1층간 절연막(202) 상에 폴리실리콘층(203과 동일층)을 전면 증착하고, 이를 패터닝하여, 상기 차광 패턴(201) 상부에 대응되는 상기 제 1 층간 절연막(202)의 상부에 반도체층(203)을 형성한다.
이어, 상기 반도체층(203)을 포함한 상기 제 1 층간 절연막(202) 전면에 게이트 절연막(204)을 증착한다.
이어, 상기 게이트 절연막(204) 상에 금속을 증착하고 이를 선택적으로 제거하여 상기 반도체층(203) 중앙 상부에 대응되어 게이트 전극(205a)을 형성하고, 이 와 이격한 스토리지 전극(205b)을 형성한다. 동시에, 상기 게이트 전극(205a)과 연결되어, 상기 제 1 기판(200) 상의 비화소 영역에 일 방향으로 게이트 라인(미도시)을 형성한다.
이어, 상기 게이트 전극(205a)을 마스크로 이용하여, 상기 반도체층(203)의 양측에 불순물을 도핑하여 소오스/드레인 영역(203a)을 정의한다.
이어, 상기 게이트 전극(205a) 및 스토리지 전극(205b)을 포함한 게이트 절연막(204) 상에 제 2 층간 절연막(206)을 증착한다.
이어, 상기 반도체층(203)의 양측의 소오스/드레인 영역(203a)이 노출되도록 상기 제 2 층간 절연막(206) 및 게이트 절연막(204)을 선택적으로 제거하여 제 1, 제 2 콘택홀을 형성한다.
이어, 상기 제 1, 제 2 콘택홀이 매립되도록 금속을 제 2 층간 절연막(206) 상에 증착하고, 이를 선택적으로 제거하여, 상기 제 1 콘택홀에는 소오스 전극(207a)을 형성하고, 제 2 콘택홀에는 상기 드레인 전극(207b)을 형성한다. 여기서, 상기 소오스 전극(207a) 및 드레인 전극(207b)의 형성과 동시에, 상기 게이트 라인과 교차하는 방향의 데이터 라인(미도시)을 형성하고, 상기 드레인 전극(207b)을 연장하고, 상기 스토리지 전극(205b)을 덮도록 한다. 여기서, 상기 드레인 전극(207b)과 상기 스토리지 전극(205b)과 그 사이의 개재된 제 2 층간 절연막(206)은 스토리지 캐패시터(storage capacitor)로 기능한다.
이어, 상기 소오스/드레인 전극(207a/207b)을 포함한 제 2 층간 절연막(206) 상에 유기 보호막(208)을 전면 증착한다. 그리고, 상기 반사부(R)에 한하여 상기 유기 보호막(208) 표면에 요철을 형성한다. 여기서, 상기 요철의 형성은, 스탬핑 공정에 이루어질 수도 있고, 혹은 마스크를 이용한 노광 및 현상 공정에 의해서 이루어질 수도 있다. 여기서, 요철의 형성시 상기 드레인 전극(207b) 상부를 노출시키도록 상기 유기 보호막(208)에 제 3 콘택홀을 형성한다.
이어, 상기 제 3 콘택홀을 포함한 유기 보호막(208) 상에 투명 전극을 증착한 후, 이를 선택적으로 제거하여 상기 제 3 콘택홀의 저면 및 측벽을 포함한 상기 화소 영역에 화소 전극(209)을 형성한다.
이어, 상기 화소 전극(209) 상에 반사성 금속을 증착한 후 이를 선택적으로 제거하여 상기 반사부의 화소 전극(209) 상에 반사 전극(209)을 형성한다.
이하, 상기 제 2 기판(250) 상에 이루어지는 공정을 도 3 및 도 4a 내지 도 4f를 참조하여 살펴본다.
먼저, 도 4a와 같이, 제 2 기판(250)을 준비한다.
이어, 도 4b와 같이, 상기 제 2 기판(250) 상의 비화소 영역에 대응되어 블랙 매트릭스층(251)을 형성한다.
이어, 도 4c와 같이, 상기 블랙 매트릭스층(251)을 포함한 상기 제 2 기판(250) 상에 화소 영역에 컬러 필터층(252: 252a, 252b, 252c)을 형성한다. 여기서, 상기 컬러 필터층(252a, 252b, 252c)는 도시된 바와 같이, 블랙 매트릭스층(251)이 형성되지 않은 부위에 형성하여도 되고, 혹은 상기 블랙 매트릭스층(251)과 일부 또는 전부 오버랩하여 형성될 수도 있다. 이때, 상기 컬러필터 층(252)은 적, 녹, 청색 컬러필터 패턴이 순차적으로 반복 배열된 형태가 되며, 각 색의 컬러필터 패턴(252a, 252b, 252c)은 각 화소영역과 대응하며 형성된다.
만일, 상기 컬러 필터층(252a, 252b, 252c)들간 이격 공간이 있다면 도 3과 같이, 화이트 레진(253: white resin)을 채워 인접한 컬러 필터층(252)과 평탄화할 수도 있고, 경우에 따라, 화이트 레진을 생략하여 형성할 수도 있다.
도 4d와 같이, 상기 블랙 매트릭스층(251) 및 컬러 필터층(252)을 포함한 상기 제 2 기판(250) 상에 전면 공통 전극(254)을 형성한다.
도 4e와 같이, 상기 공통 전극(254) 상 중 상기 반사부(R)에 대응하여 오버코트층(255)을 형성한다.
이 때, 여기서, 상기 반사부(R)에서, 상기 오버코트층(255)의 두께는 상기 액정층(280)의 두께의 1/2배에 상당하게 형성한다. 이와 같이, 반사부(R)에서는 상기 투과부(T)에 비해 상기 오버코트층(255)만큼 두께를 더 갖고 되고, 예를 들어, 반사과정에서 상기 반사부(R)에서 상기 액정층(280)에서 이중으로 경로가 발생하여도, 결과적으로 사용자측에서는 상기 반사부(R)측에서 약 λ/2의 광경로가 2번 발생한 것으로 인식하여 투과부측의 광경로 λ와 동일하게 느낄 수 있다. 이에 따라 영역별로 광경로 차이를 거의 느끼지 않을 수 있게 된다.
도 4f와 같이, 상기 오버코트층(255) 상부의 소정 부위에 대응되어 상기 제 1, 제 2 기판(200, 250) 사이에 셀 갭을 지지하는 칼럼 스페이서(290)를 형성한다.
여기서, 상기 칼럼 스페이서(290)는 블랙 매트릭스층(251)의 일부 상부에 형성하는 것으로, 비화소 영역의 일부에 형성하여 표시에 무관하도록 형성한다.
이와 같은 본 발명의 반사 투과형 액정 표시 장치에 있어서는, 각각 제 2 기판(250)의 최상측에는 오버코트층(255)이 형성되고, 상기 제 1 기판(200)의 최상측에는 화소 전극(210)이 형성되어, 특히, 반사부(R)와 같이, 두 기판(200, 250) 사이의 간격(λ/2)이 작은 부위에서 금속 이물이 잔류하거나 이동하여 체류할 때에도, 상기 제 2 기판(200) 측의 최상측의 물질이 절연성의 오버코트층(255)이 채워지고 있어, 두 기판 사이의 전기적인 단락(short)을 방지할 수 있다.
특히, 상기 반사부(R)는 모드에 따라 변경될 수 있지만 약 1~2㎛로 형성되는데, 만일 상기 제 2 기판(200)의 최상측의 물질이 도전성을 가질 경우, 금속성 불량에 대하 굉장히 취약할 수 있다. 특히, 반사 투과형의 경우, 상기 반사부(R)에서는 요철 처리가 된 경우가 많고, 이 때, 요철 처리된 유기 보호막 상부에 반사 전극이나 화소 전극이 위치하게 될 경우, 상기 반사 전극이나 화소 전극의 패터닝시 혹은 별도의 금속 패터닝에 의해 발생되는 금속 이물이 평탄한 영역보다는 요철처리가 된 상부에 위치할 확률이 크다. 본 발명의 반사 투과형 액정 표시 장치에 있어서는, 공정 순서를 변경하여, 제 1, 제2 기판간의 전기적 단략을 구조적으로 방지할 수 있게 한다.
이로써, 상기 금속계 이물에 의한 전기적 단락으로 인한 점 결함 혹은 선결함을 방지할 수 있다.
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.
도 1은 일반적인 반사 투과형 액정 표시 장치를 나타낸 단면도
도 2는 이중 셀 갭을 갖는 반사 투과형 액정 표시 장치의 일예를 나타낸 단면도
도 3은 본 발명의 반사 투과형 액정 표시 장치를 나타낸 단면도
도 4a 내지 도 4f는 본 발명의 반사 투과형 액정 표시 장치의 제조 방법을 나타낸 공정 사시도
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
200 : 제 1 기판 201 : 차광 패턴
202 : 제 1 층간 절연막 203 : 반도체층
204 : 게이트 절연막 205a : 게이트 전극
205b : 스토리지 전극 206 : 제 2 층간 절연막
207a : 소오스 전극 207b : 드레인 전극
208: 유기 보호막 209 : 투명 화소 전극
210 : 반사 전극 250 : 제 2 기판
251 : 블랙 매트릭스층 252 : 컬러 필터층
253 : 백색 레진층 254 : 공통 전극
255 : 오버코트층 280 : 액정층
290 : 칼럼 스페이서

Claims (4)

  1. 매트릭스 형상의 복수개의 화소 영역을 포함하며, 각 화소 영역에 반사부와 투과부가 정의되며, 서로 대향되어 형성된 제 1, 제 2 기판;
    상기 제 1 기판 상에 서로 교차하여 상기 화소 영역들을 정의하는 게이트 라인 및 데이터 라인;
    상기 게이트 라인과 데이터 라인의 교차부에 형성된 박막 트랜지스터;
    상기 박막 트랜지스터를 덮도록 형성되며, 상기 반사부에 대응된 표면에 요철을 구비한 보호층;
    상기 박막 트랜지스터와 연결되어 상기 보호층 상에 형성된 화소 전극;
    상기 반사부의 화소 전극 상에 형성된 반사 전극;
    상기 제 2 기판 상에 화소 영역을 제외한 영역에 대응되어 형성된 블랙 매트릭스층;
    상기 블랙 매트릭스층 상부의 화소 영역에 대응되어 형성된 컬러 필터층;
    상기 블랙 매트릭스층 및 컬러 필터층을 포함한 상기 제 2 기판 전면에 형성된 공통 전극층;
    상기 반사부에 대하여 상기 공통 전극층 상에 형성된 오버코트층; 및
    상기 제 1, 제 2 기판 사이의 액정층을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 반사 투과형 액정 표시 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 오버코트층의 두께는 상기 액정층의 두께의 1/2배에 상당한 것을 특징으로 하는 반사 투과형 액정 표시 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 각 화소 영역의 컬러 필터층 사이에는 화이트 레진이 더 형성된 것을 특징으로 하는 반사 투과형 액정 표시 장치.
  4. 매트릭스 형상의 복수개의 화소 영역을 포함하며, 각 화소 영역에 반사부와 투과부가 정의되는 제 1, 제 2 기판을 준비하는 단계;
    상기 제 1 기판 상에 서로 교차하여 상기 화소 영역들을 정의하는 게이트 라인 및 데이터 라인을 형성하는 단계;
    상기 게이트 라인과 데이터 라인의 교차부에 박막 트랜지스터를 형성하는 단계;
    상기 박막 트랜지스터를 덮도록 형성되며, 상기 반사부에 대응된 표면에 요철을 구비한 보호층을 형성하는 단계;
    상기 박막 트랜지스터와 연결되어 상기 보호층 상에 형성된 화소 전극을 형성하는 단계;
    상기 반사부의 화소 전극 상에 형성된 반사 전극을 형성하는 단계;
    상기 제 2 기판 상에 화소 영역을 제외한 영역에 대응되어 블랙 매트릭스층 을 형성하는 단계;
    상기 블랙 매트릭스층 상부의 화소 영역에 대응되어 형성된 컬러 필터층을 형성하는 단계;
    상기 블랙 매트릭스층 및 컬러 필터층을 포함한 상기 제 2 기판 전면에 공통 전극층을 형성하는 단계;
    상기 반사부에 대하여 상기 공통 전극층 상에 오버코트층을 형성하는 단계; 및
    상기 제 1, 제 2 기판 사이의 액정층을 형성하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 반사 투과형 액정 표시 장치의 제조 방법.
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