JP4439448B2 - 液晶表示装置及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、液晶表示装置の半透過型薄膜トランジスタ基板及びその製造方法に係り、特に、工程を単純化することのできる半透過型薄膜トランジスタ基板及びその製造方法に関する。

液晶表示装置は、電界を利用して誘電異方性を有する液晶の光透過率を調節することによって画像を表示する。このため、液晶表示装置は液晶セルマトリックスを通じて画像を表示する液晶表示パネル（以下、「液晶パネル」という。）と、その液晶パネルを駆動する駆動回路とを備える。

図１を参照すると、従来の液晶パネルは液晶２４を介して接合されたカラーフィルター基板１０と薄膜トランジスタ基板２０とで構成される。

カラーフィルター基板１０は、上部ガラス基板２上に順次形成されたブラックマトリクス４と、カラーフィルター６と、共通電極８とを備える。ブラックマトリクス４は上部ガラス基板２にマトリックス状に形成される。このようなブラックマトリクス４は、上部ガラス基板２の領域をカラーフィルター６が形成される複数のセル領域に割り、隣接したセル間の光干渉及び外部光の反射を防止する。カラーフィルター６は、ブラックマトリクス４によって区分されたセル領域に赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）で区分され形成されて、赤、緑、青色の光を各々透過させる。共通電極８は、カラーフィルター６の上に全面塗布された透明導電層に液晶２４の駆動の際に基準になる共通電圧（Ｖcoｍ）を供給する。そして、カラーフィルター６の平坦化のためにカラーフィルター６と共通電極８との間にはオーバーコート層（図示せず）がさらに形成されることもある。

薄膜トランジスタ基板２０は、下部ガラス基板１２においてゲートライン１４とデータライン１６との交差により定義されたセル領域ごとに形成された薄膜トランジスタ１８と、画素電極２２とを備える。薄膜トランジスタ１８は、ゲートライン１４からのゲート信号に応じて、データライン１６からのデータ信号を画素電極２２に供給する。透明導電層で形成された画素電極２２は、薄膜トランジスタ１８からのデータ信号を供給して液晶２４を駆動させる。

誘電異方性を有する液晶２４は、画素電極２２のデータ信号と共通電極８の共通電圧（Ｖcoｍ）とによって形成された電界にしたがって回転して、光透過率を調節することによって階調を具現させる。

そして、液晶パネルは、カラーフィルター基板１０と薄膜トランジスタ基板２０とのセルギャップを一定に維持させるためのスペーサー（図示せず）をさらに備える。

このような液晶パネルのカラーフィルター基板１０及び薄膜トランジスタ基板２０は、複数のマスク工程を利用して形成される。一つのマスク工程は、薄膜蒸着（コーティング）工程、洗浄工程、フォトリソグラフィ工程、エッチング工程、フォトレジスト剥離工程、検査工程等の複数の工程を含む。特に、薄膜トランジスタ基板は、半導体工程を含むと共に複数のマスク工程を必要とすることによって、製造工程が複雑であるため液晶パネルの製造単価の上昇の主な原因となっている。

加えて、液晶パネルは、バックライトユニットから入射された光を利用して画像を表示する透過型と、自然光のような外部光を反射させて画像を表示する反射型と、透過型及び反射型の利点を利用した半透過型とに大別される。

透過型はバックライトユニットの電力の消耗が大きいという問題点を、反射型は外部光に依存することによって暗い環境下には画像を示すことができないという問題点をそれぞれ有している。一方、半透過型は、外部光が十分であれば反射モードで、不十分であればバックライトユニットを利用した透過モードで動作されるので、透過型より消費電力の低減ができると共に、反射型とは違って外部光からの制約を受けることはない。

このために、半透過型液晶パネルは、各画素が反射領域と透過領域とに区分される。従って、半透過型薄膜トランジスタ基板には、図１に示された薄膜トランジスタ基板２０と比べた場合、反射領域に形成された反射電極と、反射領域と透過領域の光経路を同一化するための絶縁膜等が追加されるべきである。その結果、マスク工程数が増加されることとなるため、従来の半透過型薄膜トランジスタ基板は製造工程が複雑であるという問題点を有する。

従って、本発明の目的は、工程を単純化することのできる半透過型薄膜トランジスタ基板及びその製造方法を提供することである。

本発明の目的を達成するために、本発明における液晶表示装置は、ゲートラインと、このゲートライン及びゲート絶縁膜を介し交差して画素領域を定義するデータラインと、ゲートライン及びデータラインと接続された薄膜トランジスタと、ゲートライン、データライン、及び薄膜トランジスタを覆うように形成され、画素領域内にゲート絶縁膜を貫通する透過ホールを有する有機膜と、この透過ホールを通じて上記有機膜上に形成され、薄膜トランジスタと接続される画素電極及び画素電極上に画素電極のエッジ部と異なるエッジ部を有し、透過ホールの画素電極を露出させる反射電極とを含む。

また、本発明における液晶表示装置の製造方法は、基板上にゲートラインを形成する第１マスク工程と、そのゲートライン上にゲート絶縁膜を形成し、このゲート絶縁膜上に半導体パターンを形成し、この半導体パターン上にゲートラインと交差して画素領域を定義するデータラインと、ソース電極及びドレイン電極とを形成する第２マスク工程と、データライン、ソース電極、及びドレイン電極の上に有機膜を形成し、有機膜とゲート絶縁膜を貫通する透過ホールを形成する第３マスク工程と、その透過ホールを通じて画素領域の有機膜上に形成され、ドレイン電極と接続された画素電極を形成する 第４マスク工程と、画素領域に反射電極を形成し、透過ホールの画素電極を露出させる第５マスク工程とを含む。

前述の一般的な記述及び以下の詳細な記述の全ては、ただ実験及び説明のためのものであり、特許請求の範囲において請求している本発明についての様々な説明を提供しようと意図したものである。

前述のように、本発明による半透過型薄膜トランジスタ基板及びその製造方法において、一つのマスク工程で有機膜がパターン化され、複数のコンタクトホールが形成される。従って、本発明の半透過型薄膜トランジスタ基板の製造方法は５マスク工程として工程の単純化が可能になる。

また、本発明による半透過型薄膜トランジスタ基板及びその製造方法は、ゲートパッドとデータパッドとを同一の構造で形成しながら、透明導電膜及び反射金属層の中、少なくとも一つを含むコンタクト電極で互いに異なる層に形成されたデータリンク及びデータラインを接続させる。この際、コンタクト電極はシーラントによって密封される領域内に形成されることによって、反射金属層で形成されたコンタクト電極の露出による腐食の問題を防ぐことが可能になる。

以下、本発明の好ましい実施形態を図２〜図１５Ｂを参照して詳しく説明する。

図２は、本発明の第１実施形態の半透過型薄膜トランジスタ基板を示した平面図であり、図３Ａ及び図３Ｂは、図２に示した半透過型薄膜トランジスタ基板をＩＩ−ＩＩ’、ＩＩＩ−ＩＩ’、ＩＶ−ＩＶ’線に沿って切断した断面図である。

図２及び図３に示した薄膜トランジスタ基板は、下部基板１４２の上にゲート絶縁膜１４４を介して交差し、画素領域を定義するゲートライン１０２及びデータライン１０４と、ゲートライン１０２及びデータライン１０４と接続された薄膜トランジスタ１０６と、各画素領域に形成され薄膜トランジスタ１０６と接続された画素電極１１８と、各画素の反射領域に画素電極１１８と重畳され形成された反射電極１５６とを備える。これに従って、各画素領域は反射電極１５６が形成された反射領域と、反射電極１５６の開口部を通じて画素電極１１８が露出された透過領域とに区分される。

薄膜トランジスタ１０６は、ゲートライン１０２に供給されるスキャン信号に応じてデータライン１０４に供給される画素信号が画素電極１１８に充電され維持されるようにする。このために、薄膜トランジスタ１０６は、ゲートライン１０２と、データライン１０４と接続されたソース電極１１０と、ソース電極１１０と対向して画素電極１１８と接続されたドレイン電極１１２と、ゲート絶縁膜１４４を介してゲートライン１０２と重畳されソース電極１１０とドレイン電極１１２との間にチャネルを形成する活性層１１６と、活性層１１６とソース電極１１０及びドレイン電極１１２とのオーミック接触のためにチ
ャネル部を除いた活性層１１６の上に形成されたオーミック接触層１４６とを備える。

そして、活性層１１６及びオーミック接触層１４６を含む半導体パターン１４８は、工程上データライン１０４と重畳され形成される。

画素電極１１８は、ゲートライン１０２とデータライン１０４との交差で定義された画素領域に形成される。具体的に言うと、画素電極１１８は、画素領域から有機絶縁膜１５４及び保護膜１５０を貫通するドレインコンタクトホール１１４と、有機絶縁膜１５４からゲート絶縁膜１４４まで貫通する透過ホール１７０とを経由しながら、有機絶縁膜１５４の上に形成される。これに従って、画素電極１１８はドレインコンタクトホール１１４を通じてドレイン電極１１２と接続され、透過ホール１７０を通じて基板１４２とも接触する。また、画素電極１１８は、反射領域においてはその上に形成される反射電極１５６と重畳され、透過領域においては反射電極１５６の開口部を通じて露出する光を透過させる。このような画素電極１１８は、薄膜トランジスタ１０６を通じて供給された画素信号によって、カラーフィルター基板（図示せず）の共通電極と電位差を発生させる。この電位差によって誘電異方性を有する液晶を回転させて反射領域と透過領域との各々の液晶層を経由する光の透過率を調節するため、ビデオ信号に応じて輝度を変えている。

反射電極１５６は、外部光を反射させるために各画素の反射領域に形成される。具体的に言うと、反射電極１５６は、透過ホール１７０に形成された画素電極１１８を露出させて透過領域を定義し、その透過領域を覆う画素電極１１８の残部を被覆して反射領域を定義する。そして、反射電極１５６は、データライン１０４及びゲートライン１０２のような信号ライン上で隣接画素の反射電極１５６と分離され形成される。この際、反射電極１５６のエッジ部は、画素電極１１８のエッジ部より外側に位置するように形成される。このような反射電極１５６は、画素電極１１８と共に有機絶縁膜１５４の表面に沿ってエン
ボッシング形状を有することによって、散乱効果で反射効率を増大させる。

ここで、透過ホール１７０は、相対的に厚い有機絶縁膜１５４を貫通して形成されることによって、反射領域及び透過領域から液晶層を経由する各々の光経路の長さが同一になる。従って、反射モードと透過モードとの透過効率が同様になる。

そして、本発明の薄膜トランジスタ基板は、画素電極１１８に供給されたビデオ信号を安定的に維持させるために、ドレイン電極１１２と接続されたストレージキャパシタ１２０をさらに備える。ストレージキャパシタ１２０は、ドレイン電極１１２が延長されゲートライン１０２と並立するストレージライン１２２とゲート絶縁膜１４４とを介して重畳され形成される。この際、ストレージライン１２２と重畳されたドレイン電極１１２の下には工程上半導体パターン１４８がさらに重畳される。そして、画素電極１１８は、ストレージライン１２２上からコンタクトホール１１４を通じてドレイン電極１１２と接続さ
れる。

ゲートライン１０２は、ゲートパッド１２６を通じてゲートドライバー（図示せず）と接続される。ゲートパッド１２６は、ゲートライン１０２から延長されたゲートパッド下部電極１２８と、有機膜１５４からゲート絶縁膜１４４まで貫通する第１コンタクトホール１３０を通じてゲートパッド下部電極１２８と接続されたゲートパッド上部電極１３２とを備える。

データライン１０４は、データパッド１３４を通じてデータドライバー（図示せず）と接続される。データパッド１３４は、前述したゲートパッド１２６と同様の構造で形成される。具体的に言うと、データパッド１３４は、基板１４２上に形成されたデータパッド下部電極１３６と、有機膜１５４からゲート絶縁膜１４４まで貫通する第２コンタクトホール１３８を通じてデータパッド下部電極１３６と接続されたデータパッド上部電極１４０とを備える。このようなデータパッド１３４のデータパッド下部電極１３６は、別のコンタクト電極（図示せず）を通じて、ゲート絶縁膜１４４の上に半導体パターン１４８と
共に形成されたデータライン１０４と接続される。

ここで、図３Ａに示した保護膜１５０は、図３Ｂに示したように削除されることもある。

このような構成を有する本発明の実施形態の薄膜トランジスタ基板は、次のように５マスク工程で形成される。

図４Ａ及び図４Ｂは、本発明の実施形態の薄膜トランジスタ基板製造方法の中、第１マスク工程を説明する平面図及び断面図を示した図面である

第１マスク工程において、下部基板１４２上に、ゲートライン１０２、ストレージライン１２２、ゲートライン１０２と接続されたゲートパッド下部電極１２８、及びデータパッド下部電極１３６を含むゲート金属パターンが形成される。

具体的に言うと、下部基板１４２上にスパッタリング方法等の蒸着方法を通じてゲート金属層が形成される。ゲート金属層としては、Mo、Cu、Ａl、Ti、Cr、Mo合金、AlNd等のAl合金、Cu合金を単一層構造として利用し、また、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合金/Mo、Cu合金/Al、Cu合金/Mo合金、Cu合金/Al合金、Al/Mo合金、Mo合金/Al、Al合金/Mo合金、Mo合金/Al合金等を二重層以上の複層構造として利用したりする。続いて、第１マスクを利用したフォトリソグラフィ工程及びエッチング工程でゲート金属層がパターニングされることによって、ゲートライン１０２、ストレージライン１２２、ゲートパッド下部電極１２８、データパッド下部電極１３６を含むゲート金属パターンが形成される。

図５Ａ及び図５Bは、本発明の実施形態の薄膜トランジスタ基板の製造方法の中、第２マスク工程を説明するための平面図及び断面図を示した図面である。

ゲート金属パターンが形成された下部基板１４２上にゲート絶縁膜１４４が形成され、その上に第２マスク工程において、データライン１０４、ソース電極１１０、及びドレイン電極１１２を含むソース・ドレイン金属パターンと、ソース・ドレイン金属パターンに沿ってその下に重畳された活性層１１６及びオーミック接触層１４６を含む半導体パターン１４８とが形成される。このような半導体パターン１４８とソース・ドレインパターンとは、回折露光マスクまたはハフトーン（Half tone）を利用した一つのマスク工程で形成される。以下、回折露光マスクを利用した場合だけを例に取って説明する。

具体的に言うと、ゲートパターンが形成された下部基板１４２上にゲート絶縁膜１４４、非晶質シリコン層、不純物（ｎ＋またはｐ＋）ドーピングされた非晶質シリコン層、ソース・ドレイン金属層が順次形成される。例えば、ゲート絶縁膜１４４、非晶質シリコン層、不純物ドーピングされた非晶質シリコン層はPECVD方法で、ソース・ドレイン金属層はスパッタリング方法で形成される。ゲート絶縁膜１１４としては、シリコン酸化物（SiOx）、シリコン窒化物（SiNx）等の無機絶縁物質が、ソース・ドレイン金属層としては、Mo、Cu、Al、Ti、Cr、Mo合金、AlNd等のAl合金、Cu合金を単一層構造として利用し、また、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合金/Mo、Cu合金/Al、Cu合金/Mo合金、Cu合金/Al合金、Al/Mo合金、Mo合金/Al、Al合金/Mo合金、Mo合金/Al合金等を二重層以上の複層構造として利用したりする。

そして、ソース・ドレイン金属層の上に回折露光マスクを利用したフォトリソグラフィ工程で段差を有するフォトレジストパターンが形成される。フォトレジストパターンは、半導体パターン及びソース・ドレインパターンが形成されるべきの領域には相対的に厚く形成され、薄膜トランジスタのチャネルが形成される領域には相対的に薄く形成される。

このような段差を有するフォトレジストパターンを利用したエッチング工程において、データライン１０４と、ソース電極１１０と一体化されたドレイン電極１２２を含むソース・ドレイン金属パターンと、その下の半導体パターン１４８とが形成される。

その次、アッシング工程でフォトレジストパターンの薄い部分を除去して、厚い部分は薄くし、アッシングされたフォトレジストパターンを利用したエッチング工程でソース電極１１０とドレイン電極１１２とを分離させて、その下のオーミック接触層１４６を除去する。続いて、ストリップ工程でソース・ドレイン金属パターン上に残存するフォトレジストパターンを除去する。

図６Ａ及び図６Ｂは、本発明の実施形態の薄膜トランジスタ基板製造方法の中、第３マスク工程を説明するための平面図及び断面図を示した図面である。

第３マスク工程において、ソース・ドレイン金属パターンを覆う保護膜１５０及び有機膜１５４が形成され、それを貫通する透過ホール１７０、ドレインコンタクトホール１１４、第１及び第２コンタクトホール１３０、１３８が形成される。ここで、保護膜１５０は削除されることもある。

具体的に言うと、ソース・ドレイン金属パターンが形成されたゲート絶縁膜１１４上にPECVD等の蒸着方法で保護膜１５０が形成される。保護膜１５０としては、ゲート絶縁膜１１４のような無機絶縁物質が利用される。

続いて、保護膜１５０上の反射領域において、エンボッシング表面を有して透過ホール１７０、ドレインコンタクトホール１１４、第１及び第２コンタクトホール１３０，１３８を有する有機膜１５４が形成される。有機膜１５４は、フォトアクリル等のような感光性有機物質をスピンコーティング方法等で保護膜１５０上にコーティングすることによって形成される。次いで、第３マスクを利用したフォトリソグラフィ工程で有機膜１５４をパターニングすることによって、第３マスクの透過部に対応して、有機膜１５４を貫通する透過ホール１７０、ドレインコンタクトホール１１４、第１及び第２コンタクトホール１３０，１３８が形成される。また、第３マスクで透過部を除いた残部に遮断部と回折露光部（または半透過部）とを繰り返す構造を有し、これに対応して、有機膜１５４は反射領域から段差を有する遮断領域（突出部）と回折露光領域（溝部）とを繰り返す構造でパターニングされる。続いて、突出部及び溝部が繰り返された有機膜１５４を焼成することによって、反射領域で有機膜１５４の表面はエンボッシング形状を有する。

このような有機膜１５４をマスクとして利用して、その下の保護膜１５０及びゲート絶縁膜１４４をパターニングすることによって、透過ホール１７０と第１及び第２コンタクトホール１３０、１３８はゲート絶縁膜１４４まで貫通するように、ドレインコンタクトホール１１４は保護膜１５０まで貫通するように延長される。

図７Ａ及び図７Ｂは、本発明の実施形態の薄膜トランジスタ基板の製造方法の中、第４マスク工程を説明するための平面図及び断面図を示した図面である。

エンボッシング形状を有する有機膜１５４上に第４マスク工程で画素電極１１８、ゲートパッド上部電極１３２、データパッド上部電極１４０を含む透明導電パターンが形成される。

具体的に言うと、有機膜１５４を覆うように透明導電膜がスパッタリング等の蒸着方法で形成される。透明導電膜としては、ITO、TO、IZO、ITZO等が利用される。続いて、第４マスクを利用したフォトリソグラフィ工程及びエッチング工程で透明導電膜がパターニングされることによって、画素電極１１８、ゲートパッド上部電極１３２、データパッド上部電極１４０を含む透明導電パターンが形成される。画素電極１１８は、画素領域から透過ホール１７０を経由しながら有機膜１５４と重畳され形成され、ドレインコンタクトホール１１４を通じてドレイン電極１１２と接続される。この際、有機膜１５４の表面がエンボッシング形状を有するため、この上に形成された画素電極１１８もエンボッシング形状を有する。ゲートパッド上部電極１３２及びデータパッド上部電極１４０は、第１及び第２コンタクトホール１３０、１３８の各々を通じてゲートパッド下部電極１２８及びデータパッド下部電極１３６と各々接続される。

図８Ａ及び図８Ｂは、本発明の実施形態の薄膜トランジスタ基板の製造方法の中、第５マスク工程を説明するための平面図及び断面図を示した図面である。

画素電極１１８上に第５マスク工程で反射電極１５６が形成される。

具体的に言うと、エンボッシング表面を有する有機膜１５４及び画素電極１１８の上に反射金属層がスパッタリング等の蒸着方法によりエンボッシング形状を維持しながら形成される。反射金属層としては、Al、AlNd等の反射率の高い金属を利用し、また、AlNd/Mo等を二重層構造で利用したりする。続いて、第５マスクを利用したフォトリソグラフィ工程及びエッチング工程で反射金属層がパターニングされることによって、反射領域から画素電極１１８を覆う反射電極１５６が形成される。反射電極１５６は各画素別に独立させ、透過ホール１７０内からオープンさせて画素電極１１８を露出させる。このような反射電極１５６は、その下の画素電極１１８と接続され、反射電極１５６のエッジ部は画素電極１１８のエッジ部より外側に位置するように形成される。

このように、本発明の実施形態の半透過型薄膜トランジスタ基板の製造方法は、５マスク工程により形成されるため、工程の単純化が可能になる。

図９は、本発明の実施形態の半透過型薄膜トランジスタ基板の周辺部を概略的に示した図面である。

図９に示した半透過型薄膜トランジスタ基板１００は、ゲートパッド１２６と同一層に形成されたデータパッド１３４とを、データライン１０４と接続させるためのコンタクト電極１６０を備える。言い換えると、コンタクト電極１６０は、データパッド１３４から伸張されたデータリンク１３５とデータライン１０４とを接続させる。ここで、コンタクト電極１６０は、アクティブ領域１８２に形成される画素電極１１８と同一の透明導電膜で形成されたり、反射電極１５６と同一の反射金属層で形成されたり、または透明導電膜及び反射金属層が積層された２重構造で形成されたりする。ここで、コンタクト電極１６０が反射金属層で形成される場合、外部に露出されると腐食問題が発生するため、シーラント１８０によって密封される領域、即ち、シーラント１８０とアクティブ領域１８２との間に位置して腐食を防ぐことが可能になる。

図１０Ａは、図９に示したデータライン１０４とデータリンク１３５のコンタクト部を拡大して示した平面図であり、図１０Ｂは、図１０Ａに示したコンタクト部をＶ−Ｖ’線に沿って切断した断面図を、図１０Ｃは、図１０Ａに示したコンタクト部をＶ−Ｖ’線に沿って切断した断面図であるが、図１０Ｂとは異なる場合の断面図を示した図面である。

図１０Ａ及び図１０Ｂに示したデータリンク１３５は、データパッド１３４、即ち、データパッド下部電極１３６から伸張されて、シーラント１８０に密封される領域に位置するデータライン１０４に隣接されるか、又は重畳される。

第３コンタクトホール１６２は、有機膜１５４からゲート絶縁膜１４４まで貫通してデータリンク１３５を露出させ、第４コンタクトホール１６４は有機膜１５４及び保護膜１５０を貫通してデータライン１０４を露出させる。

コンタクト電極１６０は、データパッド上部電極１４０のように透明導電膜で形成された第１コンタクト電極１６６と、反射金属層で形成され第１コンタクト電極１６６を被覆する第２コンタクト電極１６８とで構成される。これとは異なり、コンタクト電極１６０は、第１コンタクト電極１６６だけで形成される場合や、または第２コンタクト電極１６８だけで形成される場合もある。このようなコンタクト電極１６０は、第３及び第４コンタクトホール１６２、１６４を通じてデータリンク１３５とデータライン１０４とを接続させる。

図１０Ｂに示した保護膜１５０は、図１０Ｃのように削除されることもある。

このような半透過型薄膜トランジスタ基板の周辺部、即ち、データライン１０４とデータリンク１３５とのコンタクト部は、前述したように第５マスク工程で形成される。これを図１１Ａ〜図１５Ｂを参照して説明する。

図１１Ａ及び図１１Ｂを参照すると、第１マスク工程で下部基板１４２上にデータパッド下部電極１３６と共にデータリンク１３５を含むゲート金属パターンが形成される。このような第１マスク工程は、図４Ａ及び図４Ｂで前述した通りである。

図１２Ａ及び図１２Ｂを参照すると、第２マスク工程でゲート絶縁膜１４４が形成され、その上に活性層１１６及びオーミック接触層１４６を含む半導体パターン１４８と、データライン１０４とが積層される。このような第２マスク工程は、図５Ａ乃至図５Ｂで前述した通りである。

図１３Ａ及び図１３Ｂを参照すると、第３マスク工程で保護膜１５０及び有機膜１５４が形成され、それを貫通する第３及び第４コンタクトホール１６２、１６４が形成される。第３コンタクトホール１６２は有機膜１５４からゲート絶縁膜１４４まで貫通してデータリンク１３５を露出させ、第４コンタクトホール１６４は有機膜１５４及び保護膜１５０を貫通してデータライン１０４を露出させる。ここで、保護膜１５０は削除されることもある。このような第３マスク工程は、図６Ａ及び図６Ｂで前述した通りである。

図１４Ａ及び図１４Ｂを参照すると、第４マスク工程で透明導電層より成るデータパッド上部電極１４０と共に第１コンタクト電極１６６が形成される。第１コンタクト電極１６６は、第１及び第２コンタクトホール１６２、１６４を通じてデータリンク１３５及びデータライン１０４を接続させる。このような第４マスク工程は、図７Ａ及び図７Ｂで前述した通りである。

図１５Ａ及び図１５Ｂを参照すると、第５マスク工程で反射金属層より成る第２コンタクト電極１６８が形成される。第２コンタクト電極１６８は、第１及び第２コンタクトホール１６２、１６４を経由しながら第１コンタクト電極１６６を被覆するように、即ち、第１コンタクト電極１６６のエッジ部より自分のエッジ部が外側に位置するように形成される。このような第５マスク工程は、図８Ａ及び図８Ｂで前述した通りである。

前述のように、本発明による半透過型薄膜トランジスタ基板及びその製造方法において、一つのマスク工程で有機膜がパターン化され、複数のコンタクトホールが形成される。従って、本発明の半透過型薄膜トランジスタ基板の製造方法は５マスク工程により工程の単純化が可能になる。

また、本発明による半透過型薄膜トランジスタ基板及びその製造方法は、ゲートパッドとデータパッドとを同一の構造で形成しながら、透明導電膜及び反射金属層の中、少なくとも一つを含むコンタクト電極によって、互いに異なる層に形成されたデータリンク及びデータラインを接続させる。この際、コンタクト電極はシーラントによって密封される領域内に形成することによって、反射金属層で形成されたコンタクト電極の露出による腐食問題を防ぐことが可能になる。

以上、説明した内容を通じて、当業者なら本発明の技術思想を逸脱しない範囲内で、多様な変更及び修正が可能であることが分かる。従って、本発明の技術的範囲は明細書の詳しい説明に記載された内容に限られるものではなく、特許請求の範囲によって決められるべきである。

従来の液晶パネル構造を概略的に示した斜視図である。 本発明の実施形態の半透過型薄膜トランジスタ基板の一部分を示した平面図である。 図２に示した半透過型薄膜トランジスタ基板をＩＩ−ＩＩ’、ＩＩＩ−ＩＩＩ’、ＩＶ−ＩＶ’線に沿って切断した断面図である。 図２に示した半透過型薄膜トランジスタ基板をＩＩ−ＩＩ’、ＩＩＩ−ＩＩＩ’、ＩＶ−ＩＶ’線に沿って切断した断面図である。 本発明の実施形態の半透過型薄膜トランジスタ基板の第１マスク工程を説明するための平面図である。 本発明の実施形態の半透過型薄膜トランジスタ基板の第１マスク工程を説明するための断面図である。 本発明の実施形態の半透過型薄膜トランジスタ基板の第２マスク工程を説明するための平面図である。 本発明の実施形態の半透過型薄膜トランジスタ基板の第２マスク工程を説明するための断面図である。 本発明の実施形態の半透過型薄膜トランジスタ基板の第３マスク工程を説明するための平面図である。 本発明の実施形態の半透過型薄膜トランジスタ基板の第３マスク工程を説明するための断面図である。 本発明の実施形態の半透過型薄膜トランジスタ基板の第４マスク工程を説明するための平面図である。 本発明の実施形態の半透過型薄膜トランジスタ基板の第４マスク工程を説明するための断面図である。 本発明の実施形態の半透過型薄膜トランジスタ基板の第５マスク工程を説明するための平面図である。 本発明の実施形態の半透過型薄膜トランジスタ基板の第５マスク工程を説明するための断面図である。 本発明の実施形態の半透過型薄膜トランジスタ基板の周辺部を主として概略的に示した平面図ある。 図９に示したデータライン及びデータリンクのコンタクト領域を具体的に示した平面図である。 図９に示したデータライン及びデータリンクのコンタクト領域を具体的に示した断面図である。 図９に示したデータライン及びデータリンクのコンタクト領域を具体的に示した断面図である。 図１０Ａ及び図１０Ｂに示した半透過型薄膜トランジスタ基板の第１マスク工程を説明するための平面図である。 図１０Ａ及び図１０Ｂに示した半透過型薄膜トランジスタ基板の第１マスク工程を説明するための断面図である。 図１０Ａ及び図１０Ｂに示した半透過型薄膜トランジスタ基板の第２マスク工程を説明するための平面図である。 図１０Ａ及び図１０Ｂに示した半透過型薄膜トランジスタ基板の第２マスク工程を説明するための断面図である。 図１０Ａ及び図１０Ｂに示した半透過型薄膜トランジスタ基板の第３マスク工程を説明するための平面図である。 図１０Ａ及び図１０Ｂに示した半透過型薄膜トランジスタ基板の第３マスク工程を説明するための断面図である。 図１０Ａ及び図１０Ｂに示した半透過型薄膜トランジスタ基板の第４マスク工程を説明するための平面図である。 図１０Ａ及び図１０Ｂに示した半透過型薄膜トランジスタ基板の第４マスク工程を説明するための断面図である。 図１０Ａ及び図１０Ｂに示した半透過型薄膜トランジスタ基板の第５マスク工程を説明するための平面図である。 図１０Ａ及び図１０Ｂに示した半透過型薄膜トランジスタ基板の第５マスク工程を説明するための断面図である。

符号の説明

２：上部ガラス基板
４：ブラックマトリクス
６：カラーフィルター
８：共通電極
１０：カラーフィルター基板
１２：下部ガラス基板
１４，１０２：ゲートライン
１６，１０４：データライン
１８，ＴＦＴ：薄膜トランジスタ
２０：薄膜トランジスタ基板
２２，１１８：画素電極
２４：液晶
１０８：ゲート電極
１１０：ソース電極
１１２：ドレイン電極
１１４：ドレインコンタクトホール
１１６：活性層
１３０，１３８：コンタクトホール
１２０：ストレージキャパシタ
１２６：ゲートパッド
１２８：ゲートパッド下部電極
１３２：ゲートパッド上部電極
１３４：データパッド
１３６：データパッド下部電極
１４０：データパッド上部電極
１４２：基板
１４４：ゲート絶縁膜
１４６：オーミック接触層
１５０：保護膜
１５６：反射電極
１６０、１６６、１６８：コンタクト電極
１７０：透過ホール

Claims (22)

1. ゲートラインと、
   前記ゲートラインとゲート絶縁膜を介して交差して画素領域を定義するデータラインと、
   前記ゲートライン及びデータラインと接続された薄膜トランジスタと、
   前記ゲートライン、データライン、及び薄膜トランジスタを覆うように形成され、前記画素領域内に前記ゲート絶縁膜を貫通する透過ホールを有する有機膜と、
   前記透過ホールを通じて前記有機膜上に形成され、前記薄膜トランジスタと接続される画素電極及び前記画素電極上に前記画素電極のエッジ部と異なるエッジ部を有し、前記透過ホールの前記画素電極を露出させる反射電極と、
   前記ゲートラインに接続されたゲートパッドと前記データラインに接続され前記ゲートパッドと同一な構造を有するデータパッド、ここで前記ゲートパッドとデータパッドの各々は前記ゲートラインまたはデータラインに接続されたパッド下部電極と、前記有機膜から前記ゲート絶縁膜まで貫通し、前記パッド下部電極を露出させるコンタクトホール及び前記コンタクトホールを通じて前記パッド下部電極と接続されたパッド上部電極を含み、
   前記データラインと隣接するように前記パッド下部電極から伸張されたデータリンクと、
   前記データリンク及びデータラインを露出させる複数のコンタクトホールと、
   前記コンタクトホールを貫通し、前記データリンクを前記データラインと接続させるコンタクト電極を含み、
   前記薄膜トランジスタは、前記データラインと接続されたソース電極、前記ソース電極と向い合って前記画素電極と接続されたドレーン電極、前記ゲート絶縁膜を間に置いて前記ゲートラインと重畳されて前記ソース電極と前記ドレーン電極の間にチャンネルを形成する活性層を含み、前記ソース電極の端部と前記ドレーン電極の端部は前記活性層の端部と一致して、前記コンタクト電極は、シーラントによって密封される領域に位置することを特徴とする液晶表示装置。
   
2. 前記有機膜及び画素電極がエンボッシング表面を有することを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
   
3. 前記反射電極がエンボッシング表面を有することを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置。
   
4. 前記反射電極が、前記画素電極と接続され、前記透過ホールの側面を覆うように形成されることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
   
5. 前記反射電極のエッジ部が、前記画素電極のエッジ部より外側に位置するように形成されることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
   
6. 前記反射電極が、前記ゲートライン及びデータラインの中、少なくとも一つと重畳されることを特徴とする請求項５に記載の液晶表示装置。
   
7. 前記有機膜の下に無機絶縁物質で形成された保護膜をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
   
8. 前記画素電極は、前記有機膜を貫通するドレインコンタクトホールを通じて、前記薄膜トランジスタのドレイン電極と接続されることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
   
9. 前記画素領域を横切って前記データラインと交差し、前記ゲート絶縁膜を介して前記薄膜トランジスタから延長されたドレイン電極と重畳されるストレージライン及びドレイン電極を含むストレージキャパシタをさらに含み、
   前記反射電極、前記画素電極、前記ストレージライン及び前記ドレイン電極は、前記ドレインコンタクトホールに対応する領域で互いに重畳されることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
   
10. 前記データライン及び薄膜トランジスタと重畳された半導体パターンをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
    
11. 前記コンタクト電極は、前記画素電極と同一の透明導電膜及び前記反射電極と同一の反射金属層の中、少なくとも一つを含むことを特徴とする請求１に記載の液晶表示装置。
    
12. 前記コンタクト電極が前記透明導電膜及び反射金属層で形成され、前記反射金属層は前記透明導電膜のエッジ部より外側に位置するように形成されることを特徴とする請求項１１に記載の液晶表示装置。
    
13. 基板上にゲートラインと、ゲートパッド下部電極とデータパッド下部電極を形成する第１マスク工程と、
    前記ゲートライン上にゲート絶縁膜を形成し、前記ゲート絶縁膜上に半導体パターンを形成し、前記半導体パターン上に前記ゲートラインと交差して画素領域を定義するデータライン、ソース電極、及びドレイン電極を形成する第２マスク工程と、
    前記データライン、ソース電極、及びドレイン電極の上に有機膜を形成し、前記有機膜及び前記ゲート絶縁膜を貫通する透過ホールと前記ゲートパッド下部電極と前記データパッド下部電極を露出させるコンタクトホールを形成する第３マスク工程と、
    前記透過ホールを通じて前記画素領域の前記有機膜上に形成され、前記ドレイン電極と接続された画素電極を形成し、前記コンタクトホールを通じて前記ゲートパッド下部電極と接続されるゲートパッド上部電極と、前記データパッド下部電極と接続されるデータパッド上部電極を形成する第４マスク工程と、
    前記画素領域に反射電極を形成し、前記透過ホールの画素電極を露出させる第５マスク工程とを含み、
    前記第１マスク工程は、前記パッド下部電極から伸張され、前記データラインと接続されるデータリンクを形成する段階をさらに含み、
    前記第３マスク工程は、前記データリンク及びデータラインを露出させる複数のコンタクトホールを形成する段階をさらに含み、
    前記第４マスク工程及び第５マスク工程の中、少なくとも一つの工程が、前記コンタクトホールを貫通して、前記データリンクをデータラインと接続させるコンタクト電極を形成する段階をさらに含み、
    前記ソース電極の端部と前記ドレーン電極の端部は前記半導体パターンの端部と一致し、
    前記コンタクト電極は、シーラントによって密封される領域に位置することを特徴とする液晶表示装置製造方法。
    
14. 前記第１マスク工程は、前記基板上に前記ゲートラインと並立するストレージラインを形成する段階をさらに含み、
    前記第２マスク工程は、前記ストレージラインと、ドレイン電極を含むストレージキャパシタと、を形成する段階をさらに含み、前記ストレージラインが前記ゲート絶縁膜を介して薄膜トランジスタから伸張された前記ドレイン電極と重畳され、前記反射電極、前記画素電極、前記ストレージライン及び前記ドレイン電極は、前記コンタクトホールに対応する領域で互いに重畳されることを特徴とする請求項１３に記載の液晶表示装置の製造方法。
    
15. 前記コンタクト電極が、前記画素電極と同一の透明導電膜と前記反射電極と同一の反射金属層の中、少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項１３に記載の液晶表示装置の製造方法。
    
16. 前記コンタクト電極が、前記透明導電膜及び反射金属層で形成され、前記反射金属層は前記透明導電膜のエッジ部より外側に位置するように形成されることを特徴とする請求項１５に記載の液晶表示装置の製造方法。
    
17. 前記反射電極が前記画素電極と接続され、前記透過ホールの側面を包むように形成されることを特徴とする請求項１３に記載の液晶表示装置の製造方法。
    
18. 前記反射電極のエッジ部が前記画素電極のエッジ部より外側に位置するように形成されることを特徴とする請求項１３に記載の液晶表示装置の製造方法。
    
19. 前記反射電極が、前記ゲートライン及びデータラインの中、少なくとも一つのラインと重畳するように形成されることを特徴とする請求項１３に記載の液晶表示装置の製造方法。
    
20. 前記第３マスク工程が、前記有機膜の下に形成された無機絶縁物質で形成された保護膜を形成する段階をさらに含むことを特徴とする請求項１３に記載の液晶表示装置の製造方法。
    
21. 前記第３マスク工程が、前記有機膜を貫通して前記ドレイン電極を露出させるドレインコンタクトホールを形成する段階をさらに含み、
    前記画素電極は、前記ドレインコンタクトホールを通じて前記ドレイン電極と接続されることを特徴とする請求項１３に記載の液晶表示装置の製造方法。
    
22. 前記画素電極のエッジ部は、前記反射電極のエッジ部とは異なるように形成されることを特徴とする請求項１３に記載の液晶表示装置の製造方法。

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