KR20110119090A - 반 투과형 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예는 제조 비용을 저하시키고 공정을 단순화시킬 수 있는 반 투과형 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명의 실시예들에 따르면, 반 투과형 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법은 반사 영역과 투과 영역으로 정의된 소자 기판의 상기 반사 영역 상에 박막 트랜지스터를 형성하는 단계와, 상기 박막 트랜지스터의 드레인 전극을 노출시키며 상기 박막 트랜지스터를 덮도록 상기 박막 트랜지스터 상에 패시베이션막을 형성하는 단계를 포함한다. 그리고, 상기 드레인 전극과 전기적으로 연결되는 제 1 화소 전극과 상기 제 1 화소 전극 상에 엠보싱 패턴을 갖도록 형성되는 제 2 화소 전극의 적층 구조를 포함하는 화소 전극을 상기 투과 영역 및 상기 반사 영역에 형성하는 단계 및 상기 반사 영역의 상기 엠보싱 패턴을 갖는 제 2 화소 전극 상에 반사막을 형성하는 단계를 포함한다.

Description

반 투과형 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판 및 그 제조 방법{THIN FILM TRANSISTOR SUBSTRATE FOR TRANSFLECTIVE LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE AND MANUFACTURING METHOD OF THE SAME}
본 발명의 실시예들은 반 투과형 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 제조 단가를 줄이고 표시 장치의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 반 투과형 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
근래 정보화 사회의 발전과 더불어, 표시 장치에 대한 다양한 형태의 요구가 증대되면서, 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display Device; LCD), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel; PDP), 전계 방출 장치(Field Emission Display Device; FED), 전기 영동 표시 장치(Electrophoretic Display Device: EPD), 유기 발광 표시 장치(Organic light emitting device: OLED) 등 표시 장치에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
표시 장치 중 액정의 투광성을 이용한 액정 표시 장치는 스스로 발광하지 못하는 소자이다. 따라서, 액정 표시 장치는 크게 백라이트와 같은 내장 광원을 이용하여 화상을 표시하는 투과형 액정 표시 장치와 자연광과 같은 외부 입사광을 이용하는 반사형 액정 표시 장치로 구분될 수 있다.
투과형 액정 표시 장치는 배면에 백라이트 유닛(back light unit)을 설치하여 이를 자체 광원으로 사용하기 때문에 화면의 휘도가 높은 장점이 있으나, 전력의 소모가 크기 때문에 휴대용 장치 등에는 적합하지 않다.
반면에 반사형 액정 표시 장치는 외부에서 입사된 자연광을 액정층의 스위칭 작용에 의해 선택적으로 투과시키고 반사막에서 재반사하여 전면으로 출사되게 하여 화상을 표시한다. 반사형 액정 표시 장치는 자체 광원이 없기 때문에 휘도가 나쁘고 어두운 곳에서는 사용이 어렵다는 단점이 있다.
최근에는 투과형과 반사형 액정 표시 장치의 단점을 해소하기 위하여 반투과형 액정 표시 장치가 개발되었다. 반투과형 액정 표시 장치는 반사막을 형성하여 외부로부터 입사된 광을 반사시키거나, 투과창을 통해 백라이트 유닛의 광을 투과시켜 화상을 표시할 수 있다.
그러나, 반투과형 액정 표시 장치는 제작을 위한 공정 수 및 마스크 이용의 증가로 인해 제조 단가가 상승되고 제조 공정이 복잡해진다. 또한, 제조 공정이 복잡해짐에 따라 생산성이 저하된다.
본 발명의 실시예들은 제조 비용을 저하시키고 공정을 단순화시킬 수 있는 반 투과형 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판을 제공한다.
본 발명의 실시예들은 상기 반 투과형 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 반 투과형 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판은 반사 영역과 투과 영역으로 정의된 소자 기판과, 상기 소자 기판의 상기 반사 영역 상에 형성된 박막 트랜지스터와 상기 박막 트랜지스터의 드레인 전극을 노출시키며 상기 박막 트랜지스터 상에 형성된 패시베이션막을 포함한다. 그리고, 상기 드레인 전극과 전기적으로 연결되는 제 1 화소 전극과 상기 제 1 화소 전극 상에 엠보싱 패턴을 갖도록 형성되는 제 2 화소 전극의 적층 구조로 형성되는 화소 전극 및 상기 반사 영역의 상기 엠보싱 패턴을 갖는 제 2 화소 전극 상에 형성되는 반사막을 포함한다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 반 투과형 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법은 반사 영역과 투과 영역으로 정의된 소자 기판의 상기 반사 영역 상에 박막 트랜지스터를 형성하는 단계와, 상기 박막 트랜지스터의 드레인 전극을 노출시키며 상기 박막 트랜지스터를 덮도록 상기 박막 트랜지스터 상에 패시베이션막을 형성하는 단계를 포함한다. 그리고, 상기 드레인 전극과 전기적으로 연결되는 제 1 화소 전극과 상기 제 1 화소 전극 상에 엠보싱 패턴을 갖도록 형성되는 제 2 화소 전극의 적층 구조를 포함하는 화소 전극을 상기 투과 영역 및 상기 반사 영역에 형성하는 단계 및 상기 반사 영역의 상기 엠보싱 패턴을 갖는 제 2 화소 전극 상에 반사막을 형성하는 단계를 포함한다.
여기서, 상기 화소 전극을 상기 투과 영역 및 상기 반사 영역에 형성하는 단계는, 상기 패시베이션막을 포함하는 상기 소자 기판 상에 제 1 화소 전극을 형성하는 단계와, 상기 제 1 화소 전극 상에 제 2 화소 전극을 형성하는 단계와, 상기 제 2 화소 전극에 스프레이식 식각 공정을 수행하여 제 2 화소 전극에 상기 엠보싱 패턴을 형성하는 단계를 포함한다.
이 때, 상기 식각 공정의 식각액으로 HF와 DI Water가 1:400으로 섞인 희석된 HF가 이용된다.
한편, 상기 제 2 화소 전극은 상기 제 1 화소 전극보다 식각률이 빠른 투명한 도전 물질로 형성된다. 상기 제 1 화소 전극은 ITO, TO 또는 IZO로 형성되고, 상기 제 2 화소 전극은 ZnO 또는 ZnO합금으로 형성될 수 있다.
상기 엠보싱 패턴은 라운드 형상으로 형성된다. 상기 반사막의 표면은 하부의 상기 엠보싱 패턴에 연동하여 라운드 형상의 오목부와 볼록부를 갖는다.
상기 반사막은 불투명한 도전 물질로 형성된다. 상기 패시베이션막은 무기 절연 물질로 형성된다.
상기 제 2 화소 전극의 두께는 상기 제 1 화소 전극의 두께보다 두껍게 형성된다. 상기 반사막은 상기 박막 트랜지스터 상에 형성된다.
본 발명의 실시예들은 유기 절연막의 형성을 생략할 수 있으므로 유기 절연막의 적층, 포토 및 마스크 공정을 생략할 수 있으므로 제조 단가를 절감하고 공정을 단순화시켜 생산성을 향상킬 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들은 반사막을 유기 절연막이 아닌 도전 물질로 형성되는 화소 전극 상에 형성함으로써, 반사막이 박리되는 현상을 방지할 수 있으므로 제품의 신뢰성 등을 향상시킬 수 있다.
더욱이, 본 발명의 실시예들은 라운드 형상의 엠보싱 패턴을 갖는 화소 전극 및 반사막을 형성함으로써, 광의 반사율을 향상시킬 수 있다. 아울러, 본 발명의 실시예들은 화소 전극으로 ZnO 합금을 이용함으로써, 반사율을 높을 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들은 엠보싱 패턴을 갖는 화소 전극을 투과 영역에까지 형성함으로써, 기판의 하부에 배치되는 백라이트 유닛으로부터의 광의 산란이 유발되어 휘도를 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 반 투과형 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 실시예를 설명하기 위한 단면도이다.
도 2a 내지 도 2h는 도 1에 도시된 실시예에 따른 반 투과형 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 제조 공정을 나타내는 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 통해 본 발명의 일 실시예에 따른 반 투과형 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판 및 그 제조 방법을 상세히 설명하도록 한다.
여기서 i) 첨부된 도면들에 도시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 개략적인 것으로 다소 변경될 수 있다. ii) 도면은 관찰자의 시선으로 도시되기 때문에 도면을 설명하는 방향이나 위치는 관찰자의 위치에 따라 다양하게 변경될 수 있다. iii) 도면 번호가 다르더라도 동일한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호가 사용될 수 있다.
iv) '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우 '~만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. v) 단수로 설명되는 경우 다수로도 해석될 수 있다. vi) 형상, 크기의 비교, 위치 관계 등이 '약', '실질적' 등으로 설명되지 않아도 통상의 오차 범위가 포함되도록 해석된다.
vii) '~후', '~전', '이어서', '그리고', '여기서', '후속하여', '이 때' 등의 용어가 사용되더라도 시간적 위치를 한정하는 의미로 사용되지는 않는다. viii) '제 1', '제 2', '제 3' 등의 용어는 단순히 구분의 편의를 위해 선택적, 교환적 또는 반복적으로 사용되며 한정적 의미로 해석되지 않는다.
ix) '~상에', '~상부에', '~하부에', '~옆에' 등으로 두 부분의 위치 관계가 설명되는 경우 '바로'가 사용되지 않는 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 위치할 수도 있다. x)부분들이 '~또는'으로 연결되는 경우 부분들 단독뿐만 아니라 조합도 포함되게 해석되나 '~또는 ~중 하나'로 연결되는 경우 부분들 단독으로만 해석된다.
반 투과형 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판
도 1은 본 발명에 따른 반 투과형 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 실시예를 설명하기 위한 단면도이다. 도 1에 도시된 실시예는 설명의 편의를 위해 하나의 서브 화소가 정의된 박막 트랜지스터 기판을 도시하기로 한다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 반 투과형 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판은 반사 영역(R)과 투과 영역(T)으로 정의되는 소자 기판(110)과, 소자 기판(110)의 반사 영역(R) 상에 위치하는 박막 트랜지스터(TFT)를 포함한다. 반 투과형 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판은 소자 기판(110)의 반사 영역(R) 및 투과 영역(T) 상에 위치하는 화소 전극(133) 및 박막 트랜지스터(TFT) 상에 형성되는 반사막(136)을 더 포함한다.
소자 기판(110)은 절연 유리, 플라스틱 또는 도전성 기판으로 사용할 수 있다. 소자 기판(110)의 전면에 소자 기판(110)의 식각 데미지를 방지하는 버퍼층(112)이 위치할 수 있다.
본 발명의 실시예에서 소자 기판(110)의 반사 영역(R)은 박막 트랜지스터(TFT)가 형성되는 영역으로 정의되는 것은 아니고 반사막(136)이 형성되는 영역으로 정의될 수 있다. 투과 영역(T)은 반사막(136)이 미형성된 영역으로 정의될 수 있다.
박막 트랜지스터(TFT)는 게이트 전극(120), 게이트 전극(120) 및 소자 기판(110 상에 형성되는 게이트 절연막(114), 게이트 절연막(114)을 사이에 두고 게이트 전극(120)과 일부 중첩되어 채널을 형성하는 활성층(122)과, 활성층(122) 상에 형성되는 소스 전극(124) 및 드레인 전극(125)을 포함한다.
활성층(122)은 게이트 전극(120)을 사이에 두고 이격되어 형성되는 반도체층(122a) 및 반도체층(122a) 상에 형성되는 오믹 콘택층(122b)으로 구성될 수 있다. 박막 트랜지스터(TFT)는 상술한 구성요소를 포함하여 소자 기판(110)의 반사 영역(T) 상에 형성됨으로써, 화소 내의 전압의 턴-온 또는 턴-오프를 제어한다.
소자 기판(110)의 반사 영역(T)에는 박막 트랜지스터(TFT)를 덮고 박막 트랜지스터(TFT)의 드레인 전극(125)을 노출시키는 패시베이션막(116)이 위치한다. 패시베이션막(116)은 무기 절연 물질의 단일층 또는 이들의 다중층으로 형성된다. 무기 절연 물질로 SiOx, SiNx, SiONx 등을 사용할 수 있다.
화소 전극(133)은 소자 기판(110)의 서브 화소 영역 내의 투과 영역(T) 및 반사 영역(R) 상에 위치하며, 박막 트랜지스터(TFT)의 드레인 전극(125)과 전기적으로 연결되어 화소 내에 전계를 형성한다. 본 발명의 실시예에 따른 화소 전극(133)은 제 1 화소 전극(131) 및 제 1 화소 전극(131) 상에 형성되는 제 2 화소 전극(132)의 적층 구조를 포함한다.
제 1 화소 전극(131)과 제 2 화소 전극(132)은 투명한 도전 물질로 형성된다. 이 때, 제 2 화소 전극(132)으로는 제 1 화소 전극(131)의 식각률(etch rate)보다 높은 식각률을 갖는 투명한 도전 물질이 사용된다.
제 1 화소 전극(131)을 이루는 투명한 도전 물질로는 ITO(Indium Tin Oxide), TO(Tin Oxide) 또는 IZO(Indium Zinc Oxide)가 사용될 수 있다. 제 2 화소 전극(132)을 이루는 투명한 도전 물질로는 ZnO(Zinc Oxide) 또는 ZnO합금이 사용될 수 있다. ZnO합금으로는 AlZnO가 사용될 수 있다. 이 때, 제 2 화소 전극(132)으로 ZnO합금을 사용할 경우, 금속 성분에 의해 투과 영역(T)에서도 외부광을 이용하여 반사율을 향상시킬 수 있다.
제 2 화소 전극(132)은 라운드 형상의 엠보싱 패턴으로 형성된다. 본 발명의 실시예는 라운드 형상의 엠보싱 패턴을 갖는 제 2 화소 전극(132)을 형성함으로써, 각진 엠보싱 패턴에 비하여 광의 반사율을 더욱 향상시킬 수 있다.
더욱이, 본 발명의 실시예는 일반적으로 이용되던 유기 절연막을 생략함으로써 발생하는 셀갭의 차이가 있음에도 엠보싱 패턴을 갖는 제 2 화소 전극(132)이 투과 영역(T)까지 형성되므로 소자 기판(110) 하부의 백라이트 유닛(미도시)으로부터의 광의 산란을 유발시켜 휘도를 향상시킬 수 있다. 한편, 제 2 화소 전극(132)의 두께는 제 1 화소 전극(131)의 두께보다 두껍게 형성된다.
반사막(136)은 박막 트랜지스터(TFT) 상의 제 2 화소 전극(132) 상에 위치하며, 외부에서 입사된 자연광을 재반사 및 산란시켜 전면으로 출사시킨다. 반사막(136)의 표면은 엠보싱 패턴을 갖는 제 2 화소 전극(132)의 형상에 연동하여 라운드 형상의 오목부와 볼록부를 갖는다. 반사막(136)이 라운드 형상의 오목부와 볼록부를 갖음으로써 각진 형상보다 광의 반사율을 더욱 향상시켜 휘도를 향상시킬 수 있다.
반사막(136)은 불투명한 도전 물질로 형성된다. 반사막(136)을 이루는 불투명한 도전 물질로는 Ag, Al, Au 및 이들을 포함하는 합금 중 적어도 어느 하나가 이용될 수 있다.
유기 절연 물질의 절연막 상부에 반사막을 형성할 때에는 유기 절연막과 반사막의 접착력이 나빠져 반사막이 박리되는 현상이 발생되는데, 본 발명의 실시예에서는 반사막(136)을 도전 물질로 형성되는 제 2 화소 전극(132) 상에 형성한다. 그 결과, 본 발명의 실시예에서는 반사막(136)과 제 2 화소 전극(132)의 접착력이 향상되어 반사막(136)이 박리되는 현상을 방지할 수 있으므로 제품의 신뢰성 등을 향상시킬 수 있다.
반 투과형 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법
이하, 도 2a 내지 도 2h를 통해 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 제조 방법을 설명하기로 한다. 도 2a 내지 도 2h는 도 1에 도시된 실시예에 따른 반 투과형 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 제조 공정을 나타내는 단면도이다.
도 2a를 참조하면, 반사 영역(R) 및 투과 영역(T)으로 정의되는 소자 기판(110) 상에 제 1 도전 물질을 형성한 후 포토리쏘그래피(Photorithography) 공정과 식각 공정으로 소자 기판(110)의 반사 영역(R)에 게이트 전극(120)을 형성한다.
게이트 전극(120)을 이루는 제 1 도전 물질로 Mo, Ti, Cu, Ta, AlNd, Al, Cr, Mo 합금, Cu 합금, Al 합금 등과 같은 금속 물질의 단일층이 이용될 수 있다. 또는, 게이트 전극(120)을 이루는 제 1 도전 물질로 Al/Cr, Al/Mo, Al(Nd)/Al, Al(Nd)/Cr, Mo/Al(Nd)/Mo, Cu/Mo, Ti/Al(Nd)/Ti, Mo/Al, Mo/Ti/Al(Nd), Cu 합금/Mo, Cu 합금/Al, Cu 합금/Mo 합금, Cu 합금/Al 합금, Al/Mo 합금, Mo 합금/Al, Al 합금/Mo 합금, Mo 합금/Al 합금, Mo/Al 합금 등과 같은 이중층 이상이 적층된 구조가 이용될 수 있다.
한편, 게이트 전극(120)을 형성하기 전에 소자 기판(110)의 식각 데미지를 방지하기 위한 버퍼층(112)을 더 형성할 수 있다. 버퍼층(112)은 소자 기판(110) 상에 실리콘 질화막 또는 실리콘 산화막과 같은 절연 물질로 이루어질 수 있다. 버퍼층(112)은 후속 공정에서 소자 기판(110)의 이물질이 박막 트랜지스터로 침투하는 것을 방지할 수 있다.
도 2b를 참조하면, 게이트 전극(120)이 형성된 소자 기판(110) 전면에 게이트 절연막(114)을 형성한다. 게이트 절연막(114)은 게이트 전극(120)이 형성된 소자 기판(110) 전면에 실리콘 질화막(SiNx), 실리콘 산화막(SiOx) 등의 무기 절연 물질의 단일층 또는 이들의 다중층으로 형성될 수 있다.
도 2c를 참조하면, 게이트 절연막(114) 상에 비정질 실리콘막 및 n+ 층을 형성한 후 패터닝하여 게이트 전극(120)과 중첩되도록 활성층(122)을 형성한다. 활성층(122)은 게이트 절연막(114) 상에 형성되는 반도체층(122a)과 반도체층(122a) 상에 형성되는 오믹 콘택층(122b)의 적층 구조로 이루어진다. 오믹 콘택층(122b)은 비정질 실리콘막에 n+ 불순물 이온이 도핑된 층이다.
도 2d를 참조하면, 활성층(122)이 형성된 소자 기판(110) 상에 제 2 도전 물질을 형성한 후 포토리소그래피 공정과 식각 공정으로 패터닝하여 소스 전극(124) 및 드레인 전극(125)을 형성한다. 이 때, 소스 전극(124)과 드레인 전극(125)은 게이트 전극(120)을 사이에 두고 이격되도록 패터닝된다. 소스 전극(124)과 드레인 전극(125)을 식각 마스크로 하여 노출된 오믹 콘택층(122b)도 이격되도록 패터닝된다.
소스 전극(124) 및 드레인 전극(125)을 이루는 제 2 도전 물질로 Mo, Ti, Ta, Cu, AlNd, Al, Cr, Mo 합금, Cu 합금, Al 합금 등과 같은 금속 물질의 단일층이 이용될 수 있다. 또는 제 2 도전 물질로 Al/Cr, Al/Mo, Al(Nd)/Al, Al(Nd)/Cr, Mo/Al(Nd)/Mo, Cu/Mo, Ti/Al(Nd)/Ti, Mo/Al, Mo/Ti/Al(Nd), Cu 합금/Mo, Cu 합금/Al, Cu 합금/Mo 합금, Cu 합금/Al 합금, Al/Mo 합금, Mo 합금/Al, Al 합금/Mo 합금, Mo 합금/Al 합금, Mo/Al 합금 등과 같은 이중층 이상이 적층된 구조가 이용될 수 있다.
도 2e를 참조하면, 전술한 제조 공정에 의해 소자 기판(110)의 반사 영역(T)에 형성된 박막 트랜지스터(TFT)를 덮고 박막 트랜지스터(TFT)의 드레인 전극(125)을 노출시키는 패시베이션막(116)을 형성한다.
패시베이션막(116)은 박막 트랜지스터(TFT)가 형성된 소자 기판(110)의 전면에 무기 절연 물질을 단일층 또는 복층으로 증착한 후 포토리소그래피 및 식각 공정으로 패터닝하여 형성된다. 무기 절연 물질로 SiOx, SiNx, 또는 SiONx 등을 사용할 수 있다.
도 2f를 참조하면, 노출된 드레인 전극(125)과 전기적으로 연결되도록 패시베이션막(116)이 형성된 소자 기판(110) 상에 화소 전극(133)을 형성한다. 화소 전극(133)은 드레인 전극(125)과 접촉되는 제 1 화소 전극(131) 및 제 1 화소 전극(131) 상에 형성되는 제 2 화소 전극(132)의 적층 구조를 포함한다.
제 1 화소 전극(131)과 제 2 화소 전극(132)은 투명한 도전 물질로 형성된다. 이 때, 제 2 화소 전극(132)으로 제 1 화소 전극(131)의 식각률(etch rate)보다 높은 식각률을 갖는 투명한 도전 물질이 사용된다. 제 2 화소 전극(132)은 제 1 화소 전극(131)보다 두껍게 형성된다
제 1 화소 전극(131)을 이루는 투명한 도전 물질로는 ITO(Indium Tin Oxide), TO(Tin Oxide) 또는 IZO(Indium Zinc Oxide)가 사용될 수 있다. 제 2 화소 전극(132)을 이루는 투명한 도전 물질로는 ZnO(Zinc Oxide) 또는 ZnO합금이 사용될 수 있다. ZnO합금으로는 AlZnO가 사용될 수 있다.
도 2g를 참조하면, 제 2 화소 전극(132)이 엠보싱 패턴을 갖도록 식각하고, 화소 전극(133)이 소자 기판(110)의 서브 화소 영역 내의 투과 영역(T) 및 반사 영역(R) 상에 위치하도록 패터닝한다.
구체적으로, 먼저 적층된 제 1 화소 전극(131)과 제 2 화소 전극(132)에 스프레이식 식각 공정을 수행하여 제 2 화소 전극(132)에 엠보싱 패턴을 형성한다. 식각 공정으로 습식 식각 공정을 수행한다. 습식 식각 공정에 사용되는 식각액으로는 HF와 DI Water가 1:400으로 섞인 희석된 HF가 이용된다.
이러한 식각 공정을 수행하더라도 제 2 화소 전극(132)의 식각률은 제 1 화소 전극(131)의 식각률보다 빠르기 때문에 제 1 화소 전극(131)이 노출되거나 제 1 화소 전극(131) 뚫려서 하부막이 노출될 염려는 없다. 또한, 식각 공정으로 스프레이식 식각 공정을 수행하므로 별도의 마스크 없이 제 2 화소 전극(132)에 라운드 형상의 엠보싱 패턴을 형성할 수 있다.
다음으로, 제 1 화소 전극(131)과 엠보싱 패턴을 갖는 제 2 화소 전극(132)을 패터닝하여 소자 기판(110)의 서브 화소 영역 내의 투과 영역(T) 및 반사 영역(R) 상에 화소 전극(133)을 위치시킨다.
이렇듯, 본 발명의 실시예에 따르면 라운드 형상의 엠보싱 패턴을 갖는 제 2 화소 전극(132)을 형성함으로써, 각진 엠보싱 패턴에 비하여 광의 반사 효과를 더욱 향상시킬 수 있다. 특히, 화소 전극(132)으로 ZnO합금을 사용할 경우, 금속 성분에 의해 투과 영역(T)에서도 외부광을 이용하여 반사율을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면 엠보싱 패턴을 갖는 제 2 화소 전극(132)을 투과 영역(T)에도 형성함으로써, 소자 기판(110) 하부의 백라이트 유닛(미도시)으로부터의 광의 산란을 유발시켜 휘도를 향상시킬 수 있다.
도 2h를 참조하면, 엠보싱 패턴을 갖는 제 2 화소 전극(132) 상에 불투명한 도전 물질을 형성한 후 패터닝하여 반사 영역(R) 상에 반사막(136)을 형성한다.
반사막(136)의 표면은 엠보싱 패턴을 갖는 제 2 화소 전극(132)의 형상에 연동하여 라운드 형상의 오목부와 볼록부를 갖는다. 반사막(136)이 라운드 형상의 오목부와 볼록부를 갖음으로써 각진 형상보다 외부에서 입사되는 광의 반사율을 더욱 향상시킬 수 있다. 반사막(136)을 이루는 불투명한 도전 물질로는 Ag, Al, Au 및 이들을 포함하는 합금 중 적어도 어느 하나가 이용될 수 있다.
유기 절연 물질의 절연막 상부에 반사막을 형성할 때에는 유기 절연막과 반사막의 접착력이 나빠져 반사막이 박리되는 현상이 발생되는데, 본 발명의 실시예에서는 반사막(136)을 도전 물질로 형성되는 제 2 화소 전극(132) 상에 형성한다. 그 결과, 본 발명의 실시예에서는 반사막(136)과 제 2 화소 전극(132)의 접착력이 향상되어 반사막(136)이 박리되는 현상을 방지할 수 있으므로 제품의 신뢰성 등을 향상시킬 수 있다.
더욱이, 본 발명의 실시예에서는 유기 절연막의 형성을 생략하고, 제 2 화소 전극을 엠보싱 처리하게 되므로 유기 절연막의 적층, 포토 및 마스크 공정을 수행하지 않는다. 따라서, 본 발명의 실시예에 따른 반 투과형 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법은 제조 단가를 절감하고 공정을 단순화시켜 생산성을 향상시킬 수 있다.
110: 소자 기판 114: 게이트 절연막
116: 패시베이션막 120: 게이트 전극
122: 활성층 124: 소스 전극
125: 드레인 전극 131: 제 1 화소 전극
132: 제 2 화소 전극 136: 반사막

Claims (19)

  1. 반사 영역과 투과 영역으로 정의된 소자 기판;
    상기 소자 기판의 상기 반사 영역 상에 형성된 박막 트랜지스터;
    상기 박막 트랜지스터의 드레인 전극을 노출시키며 상기 박막 트랜지스터 상에 형성된 패시베이션막;
    상기 드레인 전극과 전기적으로 연결되는 제 1 화소 전극과 상기 제 1 화소 전극 상에 엠보싱 패턴을 갖도록 형성되는 제 2 화소 전극의 적층 구조로 형성되는 화소 전극; 및
    상기 반사 영역의 상기 엠보싱 패턴을 갖는 제 2 화소 전극 상에 형성되는 반사막을 포함하는 반 투과형 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 화소 전극은 상기 제 1 화소 전극보다 식각률이 빠른 투명한 도전 물질로 형성되는 반 투과형 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 화소 전극은 ITO, TO 또는 IZO로 형성되고,
    상기 제 2 화소 전극은 ZnO 또는 ZnO합금으로 형성되는 반 투과형 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 엠보싱 패턴은 상기 반사 영역 및 상기 투과 영역에 형성되는 반 투과형 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 엠보싱 패턴은 라운드 형상인 반 투과형 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 반사막의 표면은 하부의 상기 엠보싱 패턴에 연동하여 라운드 형상의 오목부와 볼록부를 갖는 반 투과형 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 반사막은 불투명한 도전 물질로 형성되는 반 투과형 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 화소 전극의 두께는 상기 제 1 화소 전극의 두께보다 두꺼운 반 투과형 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판.
  9. 반사 영역과 투과 영역으로 정의된 소자 기판의 상기 반사 영역 상에 박막 트랜지스터를 형성하는 단계;
    상기 박막 트랜지스터의 드레인 전극을 노출시키며 상기 박막 트랜지스터를 덮도록 상기 박막 트랜지스터 상에 패시베이션막을 형성하는 단계;
    상기 드레인 전극과 전기적으로 연결되는 제 1 화소 전극과 상기 제 1 화소 전극 상에 엠보싱 패턴을 갖도록 형성되는 제 2 화소 전극의 적층 구조를 포함하는 화소 전극을 상기 투과 영역 및 상기 반사 영역에 형성하는 단계; 및
    상기 반사 영역의 상기 엠보싱 패턴을 갖는 제 2 화소 전극 상에 반사막을 형성하는 단계를 포함하는 반 투과형 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 화소 전극을 상기 투과 영역 및 상기 반사 영역에 형성하는 단계는,
    상기 패시베이션막을 포함하는 상기 소자 기판 상에 제 1 화소 전극을 형성하는 단계와,
    상기 제 1 화소 전극 상에 제 2 화소 전극을 형성하는 단계와,
    상기 제 2 화소 전극에 스프레이식 식각 공정을 수행하여 제 2 화소 전극에 상기 엠보싱 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 반 투과형 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 식각 공정의 식각액으로 HF와 DI Water가 1:400으로 섞인 희석된 HF가 이용되는 반 투과형 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법.
  12. 제 9 항에 있어서, 상기 제 2 화소 전극은 상기 제 1 화소 전극보다 식각률이 빠른 투명한 도전 물질로 형성되는 반 투과형 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법.
  13. 제 9 항에 있어서, 상기 제 1 화소 전극은 ITO, TO 또는 IZO로 형성되고,
    상기 제 2 화소 전극은 ZnO 또는 ZnO합금으로 형성되는 반 투과형 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법.
  14. 제 9 항에 있어서, 상기 엠보싱 패턴을 라운드 형상으로 형성하는 반 투과형 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 반사막의 표면은 하부의 상기 엠보싱 패턴에 연동하여 라운드 형상의 오목부와 볼록부를 갖는 반 투과형 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법.
  16. 제 9 항에 있어서, 상기 반사막은 불투명한 도전 물질로 형성되는 반 투과형 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법.
  17. 제 9 항에 있어서, 상기 패시베이션막은 무기 절연 물질로 형성되는 반 투과형 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법.
  18. 제 9 항에 있어서, 상기 제 2 화소 전극의 두께는 상기 제 1 화소 전극의 두께보다 두껍게 형성되는 반 투과형 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법.
  19. 제 9 항에 있어서, 상기 반사막은 상기 박막 트랜지스터 상에 형성되는 반 투과형 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법.
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