JP2003066476A - 感光性絶縁膜及び反射電極の凹凸形成方法及びこれを用いた凹凸構造の反射電極を有する液晶表示器の製造方法 - Google Patents
感光性絶縁膜及び反射電極の凹凸形成方法及びこれを用いた凹凸構造の反射電極を有する液晶表示器の製造方法Info
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Abstract
電極の凹凸形成方法とこの方法を用いた凹凸構造の反射
電極を有する液晶表示器を製造する方法の提供である。 【解決手段】 入射される光を透過する投光領域60
5、615と光を反射する遮光パターン612、614
を含む第2マスク610の遮光パターン612、614
のうち、メタルパターン450、450b、470、4
75の上部に対応する第1部分で遮光パターン614間
の間隔d2がメタルパターンがない第2部分の上部に対
応する遮光パターン612間の間隔d1より所定比率ほ
ど小さく形成される。この感光性絶縁膜を露光現像し
て、感光性絶縁膜の表面に凹凸を形成する。本発明によ
ると、感光性絶縁膜とその上に形成される反射電極の全
領域にわたってデント又はグルーブが同一な深さを有す
るようになり、表示領域の全体にわたって反射効率の均
一性を向上する。
Description
過複合型液晶表示器の製造方法に関するものであり、よ
り詳細には、感光性絶縁膜及び反射電極の凹凸形成方法
とこの方法を用いて凹凸構造の反射電極を有する液晶表
示器を製造する方法に関するものである。
プレー装置の役割はますます大事になり、各種電子ディ
スプレー装置が多様な産業分野に広範囲に使用されてい
る。このような電子ディスプレー分野は発展を重ねて、
多様化した情報化社会の要求に適合する新しい機能の電
子ディスプレー装置が続けて開発されている。
は多様な情報などを視覚を通じて人間に伝達する装置を
いう。即ち、電子ディスプレー装置とは各種電子機器か
ら出力される電気的な情報信号を人間の視覚により認識
可能である光情報信号へ変換する電子装置であり、人間
と電子機器を連結する架橋的な役割を担当する装置と言
える。
て、光情報信号が発光現象によって表示される場合には
発光型表示(emissive display)装置
で言われ、反射、散乱、干渉現象などによって光変調で
表示される場合には受光型表示(non−emissi
ve display)装置で言われる。能動型表示装
置とも言われる前記発光型表示装置としては、陰極線管
(CRT)、プラズマディスプレーパネル(PDP)、
発光ダイオード(LED)及びエレクトロルミネセント
(electroluminescent displ
ay:ELD)などを挙げることができる。かつ、受動
型表示装置である前記受光型表示装置としては、液晶表
示装置(LCD又はelectrochemical
display:ECD)及び電気泳動表示装置(el
ectrophoretic image displ
ay:EPID)などを挙げることができる。
うな画像表示装置に使用される一番長い歴史を有するデ
ィスプレー装置である陰極線管(CRT)は表示品質及
び経済性などの面で一番高い占有率を有しているが、大
きい重量、大きい容積及び高い消費電力などのような多
くの短所を有している。
各種電子装置の固体化、低電圧及び低電力化と共に電子
機器の小型及び軽量化に従って新しい環境に適合する電
子ディスプレー装置、即ち薄くて軽くかつ低い駆動電圧
及び低い消費電力の特性を備えた平板パネル型ディスプ
レー装置に対する要求が急激に増大している。
置のうちで、液晶表示装置は異なるディスプレー装置に
比べて薄くて軽く、低い消費電力及び低い駆動電圧を備
えていると同時に、陰極線管に近い画像表示が可能であ
るので、多様な電子装置に広範囲に使用されている。か
つ、液晶表示装置は、製造が容易であるために、さらに
その適用範囲を拡張している。
用して画像を表示する透過型液晶表示装置と、外部光源
の代わりに自然光を利用する反射型液晶表示装置に区分
できる。
示装置に比べて消費電力が低いと同時に、屋外での画像
表示品質が優れるという長所がある。また、反射型液晶
表示装置は、バックライトアセンブリのような別途の光
源を要求しないために、薄くて軽い装置を具現すること
ができるという長所がある。
の表示画面が暗くて高解像度及びカラー表示に適切に対
応し難しいために、数字や簡単な文字の表示のみを要求
する限定的な装置に使用されている。従って、反射型液
晶表示装置が多様な電子ディスプレー装置として利用さ
れるためには、反射効率の向上と高解像度及びカラー化
が要求される。また、これと共に、適切な明るさと速い
応答速度及び画像のコントラストの向上も要求される。
明るさを向上させる技術は、大きく反射電極の反射効率
を高める方向と超開口率技術を組合せる方向に進行され
ている。このように、反射電極に微細な凹凸を形成して
反射効率を向上させる技術は、ナオフミキムラ(Nao
fumi Kimura)に許与された米国特許第5,
610,741号(発明の名称;Reflection
Type Liquid Crystal Disp
lay Device With Bumpson t
he Reflector)に開示されている。
表示装置の部分的な平面図を図示したものであり、図2
は反射型液晶表示装置の断面図を図示したものである。
は第1基板10、第1基板10に対向して配置された第
2基板15、そして第1基板10と第2基板15との間
に形成された液晶層20を含む。第1基板10は、多数
のゲートバス配線(gatebus Wiring)2
5が上部に形成された第1絶縁基板30を具備する。ゲ
ート電極35はゲートバス配線25から分岐され、多数
のソースバス配線(source bus Wirin
g)40がゲートバス配線25と直行する方向に形成さ
れる。ソースバス配線40はゲートバス配線25と絶縁
膜などを挿入して絶縁され、ソースバス配線40からは
ソース電極45が分岐される。
との間に形成され、ゲートバス配線25とソースバス配
線40が交差する部分の間に配置される。反射電極50
はスイッチング素子として、ゲートバス配線25及びソ
ースバス配線40を備え、第1絶縁基板30に形成され
た薄膜トランジスター(TFT)に連結される。反射電
極50には、凹部である多数のデント70,71が全表
面にわたって不規則に形成され、反射電極50とドレー
ン電極60はコンタクトホール65を通じて互いに連結
される。
は、タンタル(Ta)をスパッタリングした後、エッチ
ング又はフォトリソグラフィを通じてガラスのような物
質から成った第1絶縁基板30上に形成される。ゲート
バス配線25及びゲート電極35を取り囲むように第1
絶縁基板30の全面に窒化シリコン(SiNx)より成
ったゲート絶縁膜75がプラズマ化学気相蒸着(pla
sma Chemical vapor deposi
tion)方法を使用して積層される。
には、アモルファスシリコンより構成された半導体膜8
0が形成され、このような半導体膜80上には、n+型
にドーピングされたアモルファスシリコンから成ったコ
ンタクト層85、90が積層される。
ドレーン電極60はモリブデン(Mo)を使用してスパ
ッタリング及びエッチング工程を通じて、前記結果物が
形成された第1絶縁基板30上に形成される。従って、
ゲート電極35、半導体膜80、コンタクト層85、9
0、ソース電極45及びドレーン電極60などを含む薄
膜トランジスターが完成される。
基板30の全面には表面に凹凸部が形成された有機絶縁
膜95及び反射電極50が順に形成される。
の有機絶縁膜を形成する工程を説明するための断面図で
ある。
ルミニウム(Al)、又はニッケル(Ni)から成るメ
タルパターン55、例えば、薄膜トランジスターのソー
ス、ドレーン電極やストレージキャパシタ電極が形成さ
れた第1絶縁基板30上に、スピンコーティング方法に
よりレジスト膜100を塗布した後、塗布されたレジス
ト膜100をプレベーキング(prebaking)す
る。続いて、所定のパターンに透過領域105と遮光領
域106を有するマスク110をレジスト膜100上に
位置させた後、露光及び現像過程を通じて、レジスト膜
100をマスク110のパターンに相応する形状にパタ
ーニングすることにより突出部115を形成する。続け
て、突出部115を熱処理して図4に図示したように、
上部が球形の形状を有する突出部115を完成する。
機絶縁膜95がスピンコーティング方法で突出部115
を取囲むように第1絶縁基板30上に積層されることに
より、突出部115を含む有機絶縁膜95の表面に凹凸
部が形成される。
合、続いて、再びマスク(図示せず)を用いて有機絶縁
膜95をエッチングすることにより、有機絶縁膜95に
薄膜トランジスターのドレーン電極を露出させるコンタ
クトホール65を形成する。反射電極50は、コンタク
トホール65を埋めて、凹凸部が形成された有機絶縁膜
95の上に真空蒸着方法で形成される。従って、有機絶
縁膜の形状に沿って反射電極の表面にデントが形成され
る。
形成された反射電極50及び有機絶縁膜95上に第1配
向膜120を積層すると、第1基板10が完成される。
通電極130及び第2配向膜135が形成された第2絶
縁基板140を含む。
され、第2絶縁基板140上には各画素145、146
に対応するカラーフィルタ125が付着される。カラー
フィルタ125上には、ITO(indium tin
oxide)のような透明材質により構成された共通
電極130が形成され、共通電極130上には第2配向
膜135が形成され、第2基板15を構成する。
れるように第1基板10上に位置させた後、液晶物質2
1及び顔料22を含む液晶層20を真空注入方法により
第1基板10及び第2基板15との間に注入して反射型
液晶表示装置を完成する。
従来の方法には、感光性有機絶縁膜を用いるものであ
る。この方法は、図2と図3、図4のレジスト膜100
と有機絶縁膜95の二層を使用する代わりに、一つ物質
層のみに凹凸構造の絶縁膜形成が可能になる。即ち、図
3のレジスト膜100代わりに感光性有機絶縁膜を塗布
し、この感光性有機絶縁膜に通常のフォトリソグラフィ
を用いて、突出部とデント及びコンタクトホールを形成
した後、すぐに後続工程である反射電極形成工程に移動
するものである。
方法は、反射電極に多数のデントを形成して反射効率を
向上させることができるが、次のような幾つ問題点を有
している。
来の方法で、反射電極を形成する前に、感光性絶縁膜の
表面に突出部115とデント117を含む凹凸構造が形
成される。しかし、感光性絶縁膜100下部の単位画素
領域内に形成されたソース電極、ドレーン電極及びスト
レージキャパシタ電極のようなメタルパターン55が、
高い反射率を有するメタルにより構成され、このような
部分の上部に位置したマスク110の遮光パターン10
6間の間隔d2がメタルパターン55のない部分の上部
に位置したマスクの遮光パターン112間の間隔d1と
同一であるために、デント117を形成するための露光
工程の間に光83は、メタルパターン55の上部で後面
反射される。このために、図4の断面図と図5の平面図
に図示されたように、メタルパターン55の上部に置か
れた感光性絶縁膜100では、所望の直径よりさらに大
きな直径を有するデント117が形成されたり、異なる
部分よりさらに深い所まで露光されたり、甚だしくデン
ト部分が完全に露光されて所望ではない部分が露出され
る現像が発生される。
めには、感光性絶縁膜100の下部に追加に絶縁膜を形
成しなければならないので、工程が複雑になり、製造費
用が増加する。
は、反射効率を向上させるために、マイクロレンズとし
てサイズを異にする半球形の形状を有する突出部である
デントを形成するが、反射電極でデントが形成されない
リッジ領域、(即ち、突出部)は位置によって相異する
大きさを有するために、結局、反射電極全体の反射率の
均一性を低下させる問題点になる。即ち、デントが形成
されない部分のサイズが各々異なるために、反射電極上
に形成されるデントのサイズが相異する領域では、相異
する高さを有し、これにより反射電極が領域によって相
異する反射率を示すので、結局、反射電極の反射率の不
均一性が惹起されるものである。このように、反射電極
の反射均一性の低下は液晶物質の配向(orienta
tion)の不均一性を起こして、画像のコントラスト
(contrast)を下げる原因になる。また、液晶
物質の配向の不均一性は、光漏水性残像を発生させるだ
けでなく、フォグ(fog)不良を起こす可能性が相当
に高い。
の大きさとデントとの間の領域のサイズが各々異なるた
めに、実際の工程において、適切な反射率を考慮した設
計値により正確にデントのサイズ及びデントとの間の空
間を制御することは、実質的に相当に難しいという短所
がある。
なるように形成しても、デントの形態が半球形であるた
めに、デント部分で入射光が乱反射される現象を完全に
遮断するのが難しく、従って、画像の画質を向上させる
ためには限界がある。
置は、正方形の画素形態を有するために、近来のよう
に、携帯フォンや液晶テレビなどのような情報通信機器
の種類が多様になって、画素サイズが変更され、各々異
なる画素寸法を要求するディスプレー装置に適用するこ
とは、始めから設計しなければならないだけでなく、製
造工程条件を再び確保しなればならないという難しい問
題があり、特に、携帯フォンのように特定な方向で高い
反射効率を示すことを要求する電子ディスプレー装置に
は、さらに適用するのが難しい。
均一なプロファイルの凹凸を有する感光性絶縁膜の凹凸
形成方法を提供することにある。
の凹凸を有する反射電極の形成方法を提供することにあ
る。
の凹凸を有する反射電極を含む液晶表示器の製造に、特
に適合した反射電極を有する液晶表示器の製造方法を提
供することにある。
わたって反射率を均一にするための凹凸構造の反射電極
を有する液晶表示器の製造方法を提供することにある。
を達成するための本発明は、反射能を有する第1電極が
形成された基板上に感光性絶縁膜を形成する段階と、前
記第1電極上部に対応する第1パターン部分の間に照射
される第1光量と前記第1電極以外の部分の第2パター
ン部分の間に照射される第2光量を異にして前記感光性
絶縁膜を露光する段階と、前記露光された感光性絶縁膜
を現像する段階とを含む感光性絶縁膜の凹凸形成方法を
提供する。
の本発明は、反射能を有する第1電極が形成された基板
上に感光性絶縁膜を形成する段階と、前記第1電極上部
に対応する前記感光膜の第1パターン間に照射される第
1光量と、前記第1電極上部を除外した部分の第2パタ
ーン間に照射される第2光量を異にして、前記感光性絶
縁膜を露光する段階と、前記露光された感光性絶縁膜を
現像して、前記感光性絶縁膜の表面に凹凸を形成する段
階と、前記感光性絶縁膜の凹凸表面に対応する凹凸表面
を有する反射電極を前記感光性絶縁膜上に形成する段階
とを含む反射電極の製造方法を提供する。
ための本発明は、反射光を有する第1電極が形成された
基板上に感光性絶縁膜を形成する段階と、前記第1電極
上部に対応する第1パターン間に照射される第1光量と
前記第1電極以外の部分の第2パターン間に照射される
第2光量を異にして前記感光性絶縁膜を露光する段階
と、前記露光された感光性絶縁膜を現像して、前記感光
性絶縁膜の表面に凹凸を形成する段階と、前記感光性絶
縁膜上に反射電極を形成する段階と、前記第1基板に対
向して透明電極を有する第2基板を形成する段階と、前
記第1基板と前記第2基板間に液晶層を形成する段階と
を含む凹凸構造の反射電極を有する液晶表示装置の製造
方法を提供する。
い反射率を有するメタルが位置するかの可否に関係なし
に、感光性絶縁膜の全ての部分で均一な幅と深さを有す
るデントを形成することにより、従来の液晶表示装置に
比べて大きく向上された反射効率を有する反射型液晶表
示装置を具現することができ、このような反射型液晶表
示装置により示される画像のコントラスト及び画質を顕
著に改善することができる。また、改善された露光及び
現像工程を用いて反射電極を形成するために、装置の製
造時間及び費用を大きく減らすことができる。
ましい実施形態による反射型液晶表示装置及びその製造
方法をより詳細に説明する。
1実施形態による感光性絶縁膜の凹凸形成方法を説明す
るための素子の部分断面図である。
性絶縁膜の凹凸構造は、基板240、基板240上に形
成されたメタルパターン250及びメタルパターン25
0を含む基板240上に形成された感光性絶縁膜280
を含む。
スやセラミックなどのように光反射率が低い絶縁物質よ
り成る。
するアルミニウム、クロム、銅、タングステン、タンタ
ル、モリブデン、チタンなどのようなメタルで形成さ
れ、下部がクロム(Cr)からなり、上部がアルミニウ
ム(Al)により構成された二重構造を有することもで
きる。
板240上には、レジストのような物質より成った感光
性絶縁膜280が積層され、このような感光性絶縁膜2
80の上部表面にデント284とデント284に対して
相対的に高く形成された突出部282が形成される。即
ち、感光性絶縁膜280は、凹凸構造の上部表面を有す
る。感光性絶縁膜280は、感光性の有機絶縁膜と感光
性の無機絶縁膜を含む。
凸方法を図面を参照して詳細に説明する。
ックなどの絶縁物質より成った基板240の上部にタン
タル(Ta)、チタン(Ti)、モリブデン(Mo)、
アルミニウム(Al)、クロム(Cr)、銅(Cu)又
はタングステン(W)などのようなメタルを蒸着した
後、蒸着されたメタルをパターニングしてメタルパター
ン250を形成する。このとき、メタルパターン250
は、アルミニウム含有合金であるアルミニウム−銅(A
l−Cu)又はアルミニウム−シリコン−銅(Al−S
i−Cu)のような合金を使用して形成することもでき
る。
基板240上に感光性絶縁膜280をスピンコーティン
グ方法により約1〜3μm程度の厚さで蒸着して、感光
性絶縁膜280を形成して基板を完成する。このとき、
感光性絶縁膜280は例えば、感光性化合物(PAC;
Photo−Active Compound)を含む
アクリル樹脂などを使用して形成する。
形成するためのマスク310を位置させる。
凸構造が均一なプロファイルを有するように、下部にメ
タルパターンが置かれている第1部分を透過した第1光
量はメタルパターンが置かれていない第2部分を透過し
た第2光量より小さいようにする。
射される光を透過する投光領域205、215と光を反
射する遮光パターン210、212を含むマスク310
の遮光パターン210、212のうち、メタルパターン
250の上部に対応する第1部分での遮光パターン21
2間の間隔d2は、メタルパターン250がない第2部
分の上部に対応する遮光パターン210間の間隔d1よ
り所定歩留りほど小さく形成される。この歩留りは、メ
タルパターン250の反射率によって異なることができ
るが、望ましくは約1/2である。
を位置させた後、露光工程を通じて感光性絶縁膜280
を露光させ、現像工程を実施する。その結果、図7に図
示されたように、感光性絶縁膜280の表面から全領域
にわたって均一な幅と深さを有する多数のデント28
4、286が形成される。即ち、下部にメタルパターン
250が存在する部分に形成されたデント286は、下
部にメタルパターン250がない部分に形成されたデン
ト284と同一な深さを有する。前記したデントを形成
することにより、感光性絶縁膜280のデントから取囲
まれる部分は、デント284、286に比べて相対的に
高く位置する突出部の形態を有し、これら突出部は同一
な高さを有する。
方法により第1部分での光量を第2部分での光量と異に
することができる。即ち、第1部分で遮光パターン21
2間の間隔d2と第2部分で遮光パターン210間の間
隔d1を同一にし、第1部分の投光領域215の表面に
入射光の透過量を減らすための半透明膜を追加で形成し
たハーフトン(Half−tone)マスクを用いる。
後続する露光工程及び現像工程は同一に適用される。
の第2実施形態による凹凸構造の反射電極を形成する方
法を説明するための素子の工程断面図である。
も、下部にメタルパターン350が形成された感光性絶
縁膜380の第1部分のデントに対応するマスクの第2
投光領域を通過する第1光量が下部にメタルパターン3
50が形成されていない感光性絶縁膜380の第2部分
のデントに対応するマスクの第1投光領域を通過する第
2光量より小さくなるようにする。
うち、感光性絶縁膜に凹凸を形成する図8と図9の工程
は、前述した実施形態1と同一であるので、その説明を
省略する。
有するメタルパターン350が形成された第1部分とメ
タルパターン350が形成されない第2部分で同一な深
さのデントを有する感光性絶縁膜380のデント形成工
程を完了した後、この感光性絶縁膜380の上部にアル
ミニウム(Al)、ニッケル(Ni)、クロム(Cr)
又は銀(Ag)などのメタルはスパッタリング方法を用
いて所定厚さほど蒸着する。以後、必要により、蒸着さ
れたメタルを所定の形状によりパターニングして反射電
極335を形成する。ここで、形成される反射電極33
5はその下部の感光性絶縁膜380のプロファイルと同
一なプロファイルを有する。即ち、この反射電極335
は均一な深さを有するデント384、386と、前記デ
ント384、386により取囲まれる部分である突出部
382により構成されたプロファイルを有する。突出部
382はデント384、386に比べて相対的に高く位
置する。
実施形態による凹凸構造の反射電極を有する反射型液晶
表示装置の平面レイアウト図であり、図12は図11の
A−A′線に沿って切断した切断面を概略的に図示した
概略断面図である。
晶表示装置400は画素が形成されている第1基板41
0、第1基板410に対向して配置された第2基板42
0、第1基板410と第2基板420との間に形成され
た液晶層430、そして第1基板410と液晶層430
との間に形成された画素電極である反射電極435を含
む。
1絶縁基板440に形成されたスイッチング素子である
薄膜トランジスター(TFT)445を含む。
えばガラスやセラミックなどのような物質から成る。薄
膜トランジスター(TFT)445はゲートライン45
0aから形成されたゲート電極450、ゲート絶縁膜4
55、半導体層460、オーミックコンタクト層46
5、ソース電極470及びドレーン電極475を含む。
また、ドレーン電極475の下に、そして前記第1絶縁
基板440上にゲートライン450aと並行に形成され
たストレージ電極ライン450cが形成され、前記ドレ
ーン電極475の下には、ストレージ電極450bが形
成されている。
上でゲートライン(450a)から分岐され形成され、
下部がクロム(Cr)から成り、上部がアルミニウム
(Al)により構成された二層構造を有する。
ゲート絶縁膜455は、ゲート電極450、ストレージ
電極450b及びストレージ電極ライン450cが位置
した第1絶縁基板440の全面に積層され、下にゲート
電極450が形成されたゲート絶縁膜455上には、ア
モルファスシリコンから成った半導体層460とn+ア
モルファスシリコンにより構成されたオーミックコンタ
クト層465が順次に形成される。
各々ゲート電極450を中心にオーミックコンタクト層
465及びゲート絶縁膜455上に形成され薄膜トラン
ジスター(TFT)445を構成する。ソース電極47
0及びドレーン電極475は各々タンタル(Ta)、モ
リブデン(Mo)、チタン(Ti)又はクロム(Cr)
などのメタルより成る。
成された第1絶縁基板440上には感光性絶縁膜480
が積層される。感光性絶縁膜480のピクセル領域(P
in)には、光散乱のために相対的な高低で形成された
多数の第1領域部(デント)と第2領域部(突出部)が
形成されている。
クセル領域(Pin)に形成された第1領域部と第2領
域部はピクセル領域にも延びて形成されることができ
る。
ター(TFT)445のドレーン電極475の一部を露
出させるコンタクトホール485が形成される。
480上には、反射電極435が形成される。反射電極
435はコンタクトホール485を通じてドレーン電極
475に接続されることにより、薄膜トランジスター
(TFT)445と反射電極435が電気的に連結され
る。
500が積層される。
は第2絶縁基板505、カラーフィルタ510、共通電
極515、第2配向膜520、位相遮板525及び偏光
板530を具備する。
0と同一な物質であるガラス又はセラミックから成り、
位相遮板525及び偏光板530は第2絶縁基板505
の上部に順次に形成される。カラーフィルタ510は第
2絶縁基板505の下部に配置され、カラーフィルタ5
10の下部には共通電極515及び第2配向膜520が
順次に形成され、第2基板420を構成する。第2配向
膜520は第1基板410の第1配向膜500と共に液
晶層430の液晶分子を所定の角度にプレティルティン
グさせる機能を実施する。
間には、スペーサ535、536が挿入され第1基板4
10と第2基板420との間に所定の空間が形成され、
このような第1基板410と第2基板420との間の空
間には液晶層430が形成され、本実施形態に適用する
ことができる反射型液晶表示装置400を構成する。
置の製造方法を図面を参照して詳細に説明する。
示した反射型液晶表示装置の製造工程を説明するための
断面図である。
12と同一な部材に対しては同一な参照符号を使用す
る。
ガラスやセラミックなどの絶縁物質より成った第1絶縁
基板440の上部にタンタル(Ta)、チタン(T
i)、モリブデン(Mo)、アルミニウム(Al)、ク
ロム(Cr)、銅(Cu)又はタングステン(W)など
のようなメタルを蒸着した後、蒸着されたメタルをパタ
ーニングしてゲートライン450aと共にゲートライン
450aから分岐されるゲート電極450と、ストレー
ジ電極450bを含むストレージ電極ライン450cを
形成する。このとき、ゲート電極450及びゲートライ
ン450aはアルミニウム−銅(Al−Cu)又はアル
ミニウム−シリコン−銅(Al−Si−Cu)のような
合金を使用して形成することもできる。
基板440の全面に窒化シリコンをプラズマ化学気相蒸
着法により積層してゲート絶縁膜455を形成する。
シリコン膜及びインサイチュ(insitu)ドーピン
グされたn+アモルファスシリコン膜をプラズマ化学気
相蒸着方法により順次に形成した後、積層されたアモル
ファスシリコン膜及びn+アモルファスシリコン膜をパ
ターニングしてゲート絶縁膜455のうち、下にゲート
電極450が位置した部分上に半導体層460及びオー
ミックコンタクト層465を順次に形成する。
基板440上にタンタル(Ta)、チタン(Ti)、モ
リブデン(Mo)、アルミニウム(Al)、クロム(C
r)、銅(Cu)又はタングステン(W)などのような
メタルによりメタル層を形成した後、積層されたメタル
層をパターニングしてゲートラインに直交するソースラ
イン(図示せず)、ソースラインから分岐されるソース
電極470及びドレーン電極475を形成する。従っ
て、ゲート電極450、半導体層460、オーミックコ
ンタクト層465、ソース電極470及びドレーン電極
475を含む薄膜トランジスター(TFT)445が完
成される。このとき、ゲートラインとソースラインとの
間には、ゲート絶縁膜455が挿入されゲートラインが
ソースラインと接触されることを防止する。
445が形成された第1絶縁基板440上に感光性絶縁
膜をスピンコーティング方法により約1〜3μm程度の
厚さで積層して感光性絶縁膜480を形成して第1基板
410を完成する。このとき、感光性絶縁膜480とし
て、感光性有機絶縁膜又は感光性無機絶縁膜が使用され
ることができるが、本実施形態では感光性有機絶縁膜の
一種である感光性化合物(PAC;Photo−Act
ive Compound)を含むアクリル樹脂が使用
された。
の上部にコンタクトホール485を形成するために、コ
ンタクトホール部分を露出する第1マスク(図示せず)
を位置させた後、1次露光を実施し、次にデントに対応
する部分を露出する第2マスク610を位置させた後、
2次露光を実施し、その後、現像工程を通じて感光性絶
縁膜480にドレーン電極475を部分的に露出させる
コンタクトホール485と上部に多数のデントを形成す
る。
85を形成する過程及び感光性絶縁膜480の上部に多
数の溝を形成する過程を説明すると、次のとおりであ
る。
ール485を形成するために、コンタクトホール485
に相応するパターンを有する第1マスクを感光性絶縁膜
480上に位置させる。続いて、1次でフル露光工程を
通じてドレーン電極475上部の感光性絶縁膜480を
露光させる。
又はグルーブ481を形成するためにデント又はグルー
ブに相応するパターンを有するマイクロレンズ形成用第
2マスク610を感光性絶縁膜480上に位置させる。
て、図示したパターンとは反対の形成を有するパターン
を具備することもできる。
コンタクトホール485を除外した部分の感光性絶縁膜
480を2次でレンズ露光工程を通じて露光させる。
されたようなドレーン電極475を露出させるコンタク
トホール485が感光性絶縁膜480に形成され、感光
性絶縁膜480の表面に多数の不規則なデント(図示せ
ず)が形成される。
絶縁膜480の上部に形成される凹凸構造が均一なプロ
ファイルを有するように、下部にメタルパターン、即ち
ドレーン電極475、ゲート電極450、又はストレー
ジ電極ライン450cが置かれている第1部分を透過し
た第1光量は、これらメタルパターンが置かれていない
第2部分を透過した第2光量より小さいようにする。
に、入射される光を透過する投光領域605、615と
光を反射する遮光パターン612、614を含む第2マ
スク610の遮光パターン612、614のうち、メタ
ルパターン450、450b、470、475の上部に
対応する第1部分で遮光パターン614間の間隔d2が
メタルパターン450、450b、470、475がな
い第2部分の上部に対応する遮光パターン612間の間
隔d1より所定比率ほど小さく形成される。この比率は
メタルパターン450、450b、470、475の反
射率により異なることができるが、望ましくは約1/2
である。
る方法により第1部分での光量を第2部分での光量と異
にすることができる。即ち、第1部分で遮光パターン6
14間の間隔d2と第2部分で遮光パターン612間の
間隔d1を同一にし、第2部分の投光領域615の表面
に入射光の透過量を減らすための半透明膜を追加で形成
したハーフトンマスクを用いる。後続する露光工程及び
現像工程は同一に適用される。
に多数のデントが形成された感光性絶縁膜480上にア
ルミニウム(Al)、ニッケル(Ni)、クロム(C
r)又は銀(Ag)などの反射率が優れるメタルを蒸着
した後、蒸着されたメタルを所定の画素形状にパターニ
ングして反射電極435を形成する。続けて、反射電極
435の上部にレジストを塗布しラビング(rubbi
ng)処理などを通じて、液晶層430内の液晶分子を
選択された角によりプレティルティング(pretil
ting)させる第1配向膜500を形成する。前記反
射電極435は感光性絶縁膜480の表面と同一な形成
を有する。
ルーブ481上に形成された多数のデントから成った第
1領域部490と多数の突出部から成ったマイクロレン
ズ領域である第2領域部495に区分される。このと
き、第1領域部490は連続されたグルーブから成っ
て、突出部である第2領域部495に比べて相対的に低
い高さに位置し、第2領域部495は第1領域部490
により取り囲まれるので、反射電極435は第2領域部
495が連続されたグルーブである第1領域部490に
より限定される構造を有する。
より形成された反射電極の平面図のパターンのうちの一
例を図示したものである。
成する多数のグルーブである第1領域部490、多数の
突出部である第2領域部495の形状は反射電極435
下部の感光性絶縁膜をパターニングするためのマスクの
パターンに沿って決定される。即ち、図17は反射電極
435のパターン形状を示しているが、同時に反射電極
435下部の感光性絶縁膜の形状又は感光性絶縁膜をパ
ターニングするためのマスクパターンを図示したものと
言える。即ち、図14に図示した第2マスク610も図
17に図示したように、多数の突出部である第1領域部
495に相応する遮光パターンを有し、多数のグルーブ
である第1領域部495に対応する投光領域を含む。
た反射電極と図17の反射電極を比較するとき、本実施
形態による方法で形成された反射電極435は下部にメ
タルパターンの存在に関係なしに、同一な深さを有する
多数のグルーブと多数の突出部を有することが分かる。
数のグルーブは、各々約1〜5μm程度の幅を有する。
このような連続されるグルーブは画素の横方向へは一定
な幅を有し、不規則に配列される。
数の突出部は約2〜10μm程度の大きさを有する。多
数の突出部は各々楕円形状、上弦月の形状、下弦月の形
状、凹レンズの断面形状、トラックの形状そして半トラ
ックの形状、延びた凹レンズの形状などのように多様な
形状を有するように形成することができる。図17に示
したように、単位画素領域の境界線に隣接する各々のグ
ルーブ490は、その周囲を部分的に取り囲む第2領域
部495と単位画素領域の境界線により閉曲線形態で限
定される。
80の突出部に各々噴火口形態のグルーブをさらに形成
して感光性絶縁膜480上に形成される反射電極435
の反射率をさらに向上させることもできる。
表示装置の反射板構造によると、画素内でマイクロレン
ズの役割を有する第2領域部を取囲んでいる第1領域部
を均一な深さを有するように形成することにより、反射
効率を上昇させることができた。
したが、本発明はこれに限定されず、本発明が属する技
術分野において通常の知識を有するものであれば本発明
の思想と精神を離れることなく、本発明を修正または変
更できるであろう。
法は、下部にメタルパターンの存在可否に相関なしに、
デント又はグルーブが同一な深さを有するようにし、そ
の上に形成される反射電極かつ、全領域にわたってデン
ト又はグルーブが同一な深さを有するようにするので、
表示領域全体にわたって反射効率を均一に向上させる。
したがって、本発明の方法を凹凸構造の反射電極を有す
る表示装置に適用するとき、画像のコントラスト及び画
質を顕著に改善することができる。
て、反射電極を形成するために、装置の製造時間及び費
用を大きく減らすことができる。
性絶縁膜を形成するとき、画素間にある画素領域の外部
領域でも画素領域と同一にグルーブを形成する。したが
って、画素領域と画素の外部領域間に段差が形成されな
い。したがって、段差によって発生する光漏水性残像や
液晶配向歪曲現象を除去することができる。また、スペ
ーサの散布後も第1基板と第2基板間の均一なギャップ
が形成される。
置を例を挙げて反射電極を説明したが、このような反射
電極を必要とする反射透過複合型液晶表示装置及びその
他異なる電子ディスプレー装置にも本発明の反射電極を
使用して形成することができる。このような場合にも、
表示領域全体にわたって均一に反射率を向上させること
ができる。
ある。
射電極を形成する工程を説明するための断面図である。
射電極を形成する工程を説明するための断面図である。
された反射電極の平面図である。
凸形成方法を説明するための断面図である。
凸形成方法を説明するための断面図である。
成方法を説明するための断面図である。
成方法を説明するための断面図である。
形成方法を説明するための断面図である。
る反射型液晶表示装置の平面レイアウト図である。
を概略的に図示した概略断面図である。
装置の製造工程を説明するための断面図である。
装置の製造工程を説明するための断面図である。
装置の製造工程を説明するための断面図である。
装置の製造工程を説明するための断面図である。
られた反射電極のプロファイルを示す平面図である。
ン 205、215、605、615 マスクの投光領域 400 反射型液晶表示装置 430 液晶層 435 反射電極 445 薄膜トランジスター 450 ゲート電極 455 ゲート絶縁膜 460 半導体層 470 ソース電極 475 ドレーン電極
Claims (20)
- 【請求項1】反射能を有する第1電極が形成された基板
上に感光性絶縁膜を形成する段階と、 前記第1電極上部に対応する第1パターン間に照射され
る第1光量と前記第1電極以外の部分の第2パターン間
に照射される第2光量を異なるようにして前記感光性絶
縁膜を露光する露光段階と、 露光された前記感光性絶縁膜を現像する段階と、を含む
感光性絶縁膜の凹凸形成方法。 - 【請求項2】前記第1光量は、前記第2光量より小さい
請求項1に記載の感光性絶縁膜の凹凸形成方法。 - 【請求項3】前記第1電極は、アルミニウム又はクロム
により作られる請求項1に記載の感光性絶縁膜の凹凸形
成方法。 - 【請求項4】前記感光性絶縁膜は、無機感光性絶縁膜と
有機感光性絶縁膜を含む請求項1に記載の感光性絶縁膜
の凹凸形成方法。 - 【請求項5】前記露光段階は、マスクを用いて実施さ
れ、前記感光性絶縁膜の前記第1パターンに対応する前
記マスクの第1マスクパターン間の間隔は、前記感光性
絶縁膜の前記第2パターンに対応する前記マスクの第2
マスクパターン間の間隔より小さいスリット構造を有す
る請求項1に記載の感光性絶縁膜の凹凸形成方法。 - 【請求項6】前記露光段階は、マスクを用いて実施さ
れ、前記マスクは、前記感光性絶縁膜の前記第1パター
ンに対応する前記マスクの第1マスクパターン間に形成
され透過光量を減少させる半透明膜を有するハーフトン
マスクである請求項1に記載の感光性絶縁膜の凹凸形成
方法。 - 【請求項7】反射能を有する第1電極が形成された基板
上に感光性絶縁膜を形成する段階と、 前記第1電極上部に対応する前記感光膜の第1パターン
部分の間に照射される第1光量と、前記第1電極の上部
を除外した部分の第2パターン部分間に照射される第2
光量を異なるようにして、前記感光性絶縁膜を露光する
露光段階と、 露光された前記感光性絶縁膜を現像して、前記感光性絶
縁膜の表面に凹凸を形成する段階と、 前記感光性絶縁膜の凹凸表面に対応する凹凸表面を有す
る反射電極を前記感光性絶縁膜上に形成する段階と、を
含む反射電極の製造方法。 - 【請求項8】前記第1光量は、前記第2光量より小さい
請求項7に記載の反射電極の製造方法。 - 【請求項9】前記第1電極は、薄膜トランジスターのソ
ース電極、ドレーン電極又はこれらの電極全てを含む請
求項7に記載の反射電極の製造方法。 - 【請求項10】前記第1電極は、ストレージ電極を含む
請求項9に記載の反射電極の製造方法。 - 【請求項11】前記露光段階は、マスクを用いて実施さ
れ、前記感光性絶縁膜の前記第1パターンに対応する前
記マスクの第1マスクパターン間の間隔は、前記感光性
絶縁膜の前記第2パターンに対応する前記マスクの第2
マスクパターン間の間隔より小さいスリット構造を有す
る請求項7に記載の反射電極の製造方法。 - 【請求項12】前記露光段階は、マスクを用いて実施さ
れ、前記マスクは、前記感光性絶縁膜の前記第1パター
ンに対応する前記マスクの第1マスクパターンの間に形
成され透過光量を減少させる半透明膜を有するハーフト
ンマスクである請求項7に記載の反射電極の製造方法。 - 【請求項13】反射能を有する第1電極が形成された第
1基板上に感光性絶縁膜を形成する段階と、 前記第1電極上部に対応する第1パターンの間に照射さ
れる第1光量と前記第1電極以外の部分の第2パターン
の間に照射される第2光量を異にして、前記感光性絶縁
膜を露光する露光段階と、 露光された前記感光性絶縁膜を現像して、前記感光性絶
縁膜の表面に凹凸を形成する段階と、 前記感光性絶縁膜上に反射電極を形成する段階と、 前記第1基板に対向して透明電極を有する第2基板を形
成する段階と、 前記第1基板と前記第2基板の間に液晶層を形成する段
階と、を含む凹凸構造の反射電極を有する液晶表示器の
製造方法。 - 【請求項14】前記第1光量は、前記第2光量より小さ
い請求項13に記載の凹凸構造の反射電極を有する液晶
表示器の製造方法。 - 【請求項15】前記露光段階は、マスクを用いて実施さ
れ、前記感光性絶縁膜の前記第1パターンに対応する前
記マスクの第1マスクパターン間の間隔は、前記感光性
絶縁膜の前記第2パターンに対応する前記第2マスクパ
ターン間の間隔より小さいスリット構造を有する請求項
13に記載の凹凸構造の反射電極を有する液晶表示器の
製造方法。 - 【請求項16】前記露光段階は、マスクを用いて実施さ
れ、前記マスクは、前記感光性絶縁膜の前記第1パター
ンに対応する前記マスクの第1マスクパターンの間に形
成され、透過光量を減少させる半透明膜を有するハーフ
トンマスクである請求項13に記載の凹凸構造の反射電
極を有する液晶表示器の製造方法。 - 【請求項17】前記反射電極の凹凸表面は、第1領域部
と第2領域部を含み、前記第1領域部は前記第2領域部
に比べて相対的に低い高さを有するグルーブ形状を有
し、前記第2領域部は相対的に高い高さを有する多数の
突出部の形状を有する請求項13に記載の凹凸構造の反
射電極を有する液晶表示器の製造方法。 - 【請求項18】前記第1領域部は、部分的に画素の境界
線と共に、前記第2領域部を閉曲線の形態で限定する請
求項17に記載の凹凸構造の反射電極を有する液晶表示
器の製造方法。 - 【請求項19】前記第2領域部は、楕円形状、上弦月の
形状、下弦月の形状、凹レンズの形状、トラックの形
状、半トラックの形状及び延びた凹レンズの形状から成
ったグルーブより選択された二つ以上の形状を有する請
求項17に記載の凹凸構造の反射電極を有する液晶表示
器の製造方法。 - 【請求項20】前記第1領域部は、1〜5μmの幅を有
し、前記第2領域部の大きさは2〜10μmである請求
項17に記載の凹凸構造の反射電極を有する液晶表示器
の製造方法。
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