KR101274685B1 - liquid crystal display device - Google Patents
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Abstract
반사형의 반사율이 저하하지 않는 구조의 TFT형 액정표시장치를 얻는다.
반사금속을 액정 셀내에 갖고, 적어도 반사표시를 행하는 TFT형 액정표시장치에 있어서, 패터닝된 게이트 전극층(2), 패터닝된 액티브층(4), 패터닝된 소오스 전극층(5)의 패터닝된 단면을 이용하고, 이들의 상측에 형성된 SiN층(6)에 요철(凹凸)을 형성함과 함께 그 위에 형성한 반사 금속층(7)에 요철(凹凸) 형상을 준다. 또는 패터닝된 게이트 전극층(2), 패터닝된 액티브층(4), 패터닝된 소오스 전극층(5), 패터닝된 SiN층(6)의 패터닝된 단면을 이용하고 이들의 상측에 형성한 반사 금속층(7)에 요철의 형상을 준다.
반사금속, 요철, 투명전극, 반사율, TFT, 액정표시장치
A TFT type liquid crystal display device having a structure in which the reflection type reflectance does not decrease is obtained.
In a TFT type liquid crystal display device having a reflective metal in a liquid crystal cell and performing at least reflective display, a patterned cross section of a patterned gate electrode layer 2, a patterned active layer 4, and a patterned source electrode layer 5 is used. Unevenness is formed in the SiN layer 6 formed on the upper side thereof, and an uneven shape is given to the reflective metal layer 7 formed thereon. Or a reflective metal layer 7 formed over and patterned on top of the patterned gate electrode layer 2, the patterned active layer 4, the patterned source electrode layer 5, and the patterned SiN layer 6. Gives the shape of irregularities on.
Reflective metal, irregularities, transparent electrode, reflectance, TFT, liquid crystal display
Description
도 1은 본 발명의 제 1 실시 형태에서 관한 액정표시장치에 있어서 TFT 기판의 단면도이다.1 is a cross-sectional view of a TFT substrate in the liquid crystal display device according to the first embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 제 2 실시 형태에서 관한 액정표시장치에 있어서 TFT 기판의 단면도이다.2 is a cross-sectional view of a TFT substrate in the liquid crystal display device according to the second embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 제 2 실시 형태에 관한 TFT 기판(도 2)과 칼라 필터 기판을 합착한 경우의 단면도이다.3 is a cross-sectional view when the TFT substrate (FIG. 2) and the color filter substrate according to the second embodiment of the present invention are bonded together.
도면의 주요 부분에 대한 부호 설명DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG.
1 : 글라스 기판 2 : 게이트 전극층1
3 : SiN막 4 : 액티브층3: SiN film 4: Active layer
5 : 소오스 및 드레인 전극층 6 : SiN막5 source and
7 : 반사 금속층 8 : SiN막7
9 : 콘택홀 10 : ITO 투명전극층9
11 : 홀 12 : 글라스 기판11: hole 12: glass substrate
13 : 칼라 필터 14 : 투명 수지층13: color filter 14: transparent resin layer
15 : ITO 투명 전극층15: ITO transparent electrode layer
본 발명은 알루미늄 등의 반사금속을 액정 셀(cell)내에 갖고, 적어도 반사표시를 행하는 TFT형 액정표시장치에 관한 것이다.The present invention relates to a TFT type liquid crystal display device having a reflective metal such as aluminum in a liquid crystal cell and at least performing reflective display.
액정표시장치는 휴대전화에서부터 대형 TV까지 넓게 이용되고 있다. 이 중에서 휴대전화와 같은 실내, 실외 등 다양한 장소에서 이용되는 용도에 대해서 반투과형이라고 부르는 액정표시장치가 제안되고 있다.Liquid crystal displays are widely used in cell phones and large TVs. Among them, a liquid crystal display called a transflective type has been proposed for a use in various places such as indoors and outdoors such as mobile phones.
이 기술은 하나의 화소 내에 투과 표시부분과 반사 표시 부분이 혼재하고 있어 실내에서는 투과 표시로 이용하고 실외에서도 반사 표시 부분의 동작에 의해 양호한 표시를 실현하는 것이다.In this technique, a transparent display portion and a reflective display portion are mixed in one pixel, so that the display can be used indoors as a transparent display and the display can be realized outdoors by the operation of the reflective display portion.
종래 기술에 의한 반투과형 액정표시장치의 전형적인 제 1 종래 예로서, TFT 기판 측의 구조를 설명하면 다음과 같다. As a typical first conventional example of the transflective liquid crystal display device according to the prior art, the structure of the TFT substrate side will be described as follows.
TFT를 형성한 기판 위에는 아크릴 수지의 층이 형성되어 있고, 그 표면은 요철(凹凸)로 되어 있다. 상기 요철(凹凸) 부분의 상부에는 알루미늄의 반사층이 형성되어 있다.The acrylic resin layer is formed on the board | substrate with which TFT was formed, The surface is uneven | corrugated. The reflective layer of aluminum is formed in the upper part of the said uneven | corrugated part.
그리고 최상위 표면에는 ITO 투명전극이 형성되어 액정층에 전압을 인가할 수 있도록 되어 있다. 여기서, 알루미늄 전극이 형성된 부분에서는 입사광은 반사되어 반사 표시로 이용된다.An ITO transparent electrode is formed on the uppermost surface to apply a voltage to the liquid crystal layer. Here, in the part where the aluminum electrode is formed, incident light is reflected and used as a reflection display.
알루미늄 전극이 형성되지 않는 부분에서는 백 라이트의 광이 통과하여 투과표시로 이용된다. 상기 제 1 종래 예에서는 아크릴 수지의 형성과 알루미늄 전극의 형성이 필요하여 코스트(cost)가 높다.In the part where the aluminum electrode is not formed, the light of the backlight passes through and is used for transmission display. In the first conventional example, formation of an acrylic resin and formation of an aluminum electrode are required, resulting in high cost.
이 문제점을 해결하기 위해 제 2 종래 예로서, 아크릴 수지 및 알루미늄 전극이 없는 구성이 제안되고 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조). 이 특허문헌 1에서는 요철(凹凸)로서는 게이트 전극층을 이용하고, 반사 금속층으로서는 소오스/드레인 전극(알루미늄 전극)을 이용하고 있다.In order to solve this problem, the structure without an acrylic resin and an aluminum electrode is proposed as a 2nd conventional example (for example, refer patent document 1). In this
이것에 의해 공정이 단순화되어 코스트가 저렴한 반투과형 액정표시장치가 실현되어 있다.As a result, the process is simplified and a cost-effective semi-transmissive liquid crystal display device is realized.
특허문헌 1 일본공개특허 특개평 2005-173037호 공보Patent Document 1: Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-173037
그러나 전술한 제 2 종래 예로서의 특허문헌 1에 있어서는 요철(凹凸)을 형성하는 것이 게이트 전극 및 a-Si층만이고, 경사 부분은 게이트 전극층 패턴의 에지(edge)로 제한되어 버린다. 이것에 의해 반사형의 반사율이 낮아진다는 문제가 생겼다.However, in
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로 반사형의 반사율이 저하하지 않는 구조의 TFT형 액정표시장치를 제공하는데 그 목적이 있다. An object of the present invention is to provide a TFT type liquid crystal display device having a structure in which the reflectance of the reflection type does not decrease.
본 발명에 의한 액정표시장치는 반사금속을 액정 셀내에 갖고, 적어도 반사표시를 행하는 TFT형 액정표시장치에 있어서, 패터닝된 게이트 전극층, 패터닝된 액티브층, 패터닝된 소오스 전극층의 패터닝된 단면을 이용하고, 이들의 상측에 형성된 SiN층에 요철(凹凸)을 형성함과 함께 그 위에 형성한 반사 금속층에 요철(凹 凸) 형상을 주는 것을 특징으로 한다.A liquid crystal display device according to the present invention is a TFT type liquid crystal display device having a reflective metal in a liquid crystal cell and performing at least reflection display, using a patterned cross section of a patterned gate electrode layer, a patterned active layer, and a patterned source electrode layer. And an unevenness is formed in the SiN layer formed above them, and an unevenness is given to the reflective metal layer formed thereon.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 의한 액정표시장치는 반사금속을 액정 셀내에 갖고, 적어도 반사표시를 행하는 TFT형 액정표시장치에 있어서, 패터닝된 게이트 전극층, 패터닝된 액티브층, 패터닝된 소오스 전극층, 패터닝된 SiN층의 패터닝된 다면을 이용하고, 이들 층의 상측에 형성한 반사 금속층에 요철(凹凸)의 형상을 주는 것을 특징으로 한다.Further, a liquid crystal display device according to another embodiment of the present invention is a TFT type liquid crystal display device having a reflective metal in a liquid crystal cell and performing at least reflection display, wherein the patterned gate electrode layer, the patterned active layer, the patterned source electrode layer, The patterned surface of the patterned SiN layer is used, and the concave-convex shape is given to the reflective metal layer formed above these layers.
도 1은 본 발명의 제 1 실시 형태에 관한 액정표시장치에 있어서 TFT 기판의 단면도이다.1 is a cross-sectional view of a TFT substrate in the liquid crystal display device according to the first embodiment of the present invention.
도 1에 도시한 바와 같이, 먼저 글라스 기판(1)위에 AlNd, Mo 등의 순서로 형성한 것을 포토 에칭에 의해 패터닝하여 게이트 전극층(2)을 형성한다.As shown in FIG. 1, first, the AlNd, Mo, etc. formed on the
이어, 상기 게이트 전극층(2)을 포함한 글라스 기판(1)의 전면에 SiN막(3)을 형성한다. 그리고 상기 SiN막(3)상에 a-Si층, Mo층을 연속하여 형성한 후 하프 노광의 기술을 이용하여 TFT의 액티브층(4)과 소오스 및 드레인 전극층(5)을 형성한다.Subsequently, an SiN
여기서, 하프 노광에 관해서 설명한다. 먼저, a-Si층과 Mo층을 전면(前面)에 형성한 후, 레지스트를 전면에 도포한다. 이어, 소위 하프 노광용 마스크를 사용하여 a-Si층도 및 소오스 전극층도 잔류하지 않는 부분에는 강한 빛을 조사하고, a-Si층은 잔류하는데 Mo층은 잔류하지 않는 부분에는 약한 빛(하프 노광의 빛)을 조사한다. 그리고 현상을 행하여 먼저 어느 것도 존재하지 않는 부분에서 레지스트를 완전히 제거하고 a-Si층과 Mo층을 에칭한다.Here, half exposure is demonstrated. First, a-Si layer and Mo layer are formed in the front surface, and a resist is apply | coated to the whole surface. Subsequently, using a so-called half-exposure mask, strong light is irradiated to a portion where neither the a-Si layer nor the source electrode layer remains, and weak light (a half-exposed portion of the a-Si layer remains but the Mo layer does not remain). Light). Then, the development is carried out to completely remove the resist at the portion where none exists and to etch the a-Si layer and the Mo layer.
이어, 레지스트가 두껍게 잔류하고 있는 부분(a-Si층과 소오스 및 드레인 전극의 양측을 잔류하는 부분), 얇게 잔류하고 있는 부분(a-Si층만을 잔류하는 부분)이 있다.Then, there are a portion where the resist remains thick (a portion of the a-Si layer and both sides of the source and drain electrodes) and a portion that remains thin (the portion where only the a-Si layer remains).
드라이 에칭(dry etching)에 의해 얇게 잔류하고 있는 레지스트를 제거한다. 이 경우 두껍게 레지스트가 잔류하고 있는 부분에서는 완전히 제거되지 않고 잔류하게 된다. 여기서 Mo을 에칭(etching)한다.The thin remaining resist is removed by dry etching. In this case, the portion where the resist remains thick is not completely removed but remains. Mo is etched here.
이것에 의해 레지스트가 얇게 잔류하고 있는 부분에서는 Mo층이 에칭되고, a-Si층만이 된다. 레지스트가 두껍게 잔류하고 있는 부분에서는 a-Si층 및 Mo층이 잔류한다. 이와 같이 해서 a-Si층의 에지(edge)를 포함해 소오스 전극의 에지도 요철(凹凸) 형상에 기여하게 된다.As a result, the Mo layer is etched in the portion where the resist remains thin, resulting in only the a-Si layer. In the portion where the resist remains thick, the a-Si layer and the Mo layer remain. In this way, the edges of the a-Si layer, including the edges, contribute to the shape of the irregularities of the source electrode.
이어, TFT의 보호막으로서 SiN막(6)을 형성하고, 그리고 Al/Nd 혹은 Ag에 의해 반사 금속층(7)을 형성한다. 이어, SiN막(8)을 형성하고, TFT와 전기적으로 연결하기 위한 콘택홀(9)을 형성한다. 최종적으로 표시용의 ITO 투명전극층(10)을 형성한다.Next, the SiN
즉, 도 1에 나타낸 제 1 실시 형태에서는 요철(凹凸)을 형성하는 구조물로서, 게이트 전극층(2), a-Si층이 되는 액티브층(4)에 부가하여 소오스 및 드레인 전극층(5)을 이용한다.That is, in the first embodiment shown in FIG. 1, the source and
제조 공정으로서는 다음의 공정을 지나게 된다.As a manufacturing process, it passes through the following process.
게이트 전극층(2)의 형성(포토 공정) → 게이트 절연막(SiN3 형성) → a-Si 액티브층(4)의 형성(포토 공정) → 소오스 및 드레인 전극층(5)의 형성 → SiN 절연막(6)의 형성 → 알루미늄 반사 금속층(7)의 형성(포토 공정) → SiN 절연막(8)의 형성 → 콘택홀(9)의 형성(포토 공정) → ITO 투명전극(10)의 형성(포토 공정)과 같이 6 공정을 거치게 된다.Formation of the gate electrode layer 2 (photo process)-> gate insulating film (SiN 3 formation)-formation of the a-Si active layer 4 (photo process)-formation of the source and drain electrode layers 5->
따라서 본 발명의 제 1 실시 형태에 의하면, 제 1 종래 예에서는 유기 절연막이 있고, 더구나 유기 절연막에 요철(凹凸)을 형성하기 위해 특별한 공정이 필요했지만, 이 공정을 완전히 생략할 수 있다. 그리고 단자(端子)부, 표시면의 최상위 표면이 ITO 투명전극(10)으로 되어 있다는 점은 그대로 되어 있다.Therefore, according to the first embodiment of the present invention, in the first conventional example, there is an organic insulating film, and furthermore, a special step is required to form irregularities in the organic insulating film, but this step can be omitted completely. The fact that the uppermost surface of the terminal portion and the display surface is made of the ITO
또한, 소오스 전극을 반사금속으로 이용한 제 2 종래 예의 구성에 비교하면, 알루미늄 금속층(7)이 추가된 공정은 증가하고 있는 것 같이 보이지만, 이 구성에 있어서는 a-Si 액티브층(4)의 형성공정과 소오스 및 드레인 전극층(5)의 형성 공정을 하프 노광 마스크를 이용하여 일체화할 수 있기 때문에 5공정으로 하는 것이 가능하다.In addition, compared with the configuration of the second conventional example in which the source electrode is used as the reflective metal, the process of adding the
그 결과 제 2 종래 예에의 구성에 비하면, 공정은 증가하는 것 없고, 또한 반사 금속층(7)에 요철(凹凸)을 형성하기 위해 요철(凹凸)부분으로 소오스 전극층(5)을 추가하여 보다 반사율이 높은 디스플레이가 실현되고 있다.As a result, compared with the structure of the 2nd conventional example, a process does not increase, and in order to form an unevenness | corrugation in the
또한, 전극으로서의 최상위 표면이 ITO 투명전극(10)으로 되어 있고, 칼라 필터 기판의 대향 전극이 ITO 투명전극이므로 대칭 구조가 되어 신뢰성이 높고 플리커가 없는 표시를 실현할 수 있다.In addition, since the uppermost surface as an electrode is the ITO
이어, 도 2는 본 발명의 제 2 실시 형태에서 관한 액정표시장치에 있어서 TFT 기판의 단면도이다. 본 제 2 실시 형태에서는 제 1 실시 형태에 추가로 SiN층(6)의 요철(凹凸)을 반사 금속층(7)의 요철(凹凸)에 기여시키는 것이다.2 is a cross-sectional view of the TFT substrate in the liquid crystal display device according to the second embodiment of the present invention. In the second embodiment, in addition to the first embodiment, the unevenness of the
소오스 및 드레인 전극층(5)의 형성까지는 제 1 실시 형태와 동일한 제조 공정을 거친다.The formation of the source and drain
즉, 게이트 전극층(2)의 형성(포토 공정) → 게이트 절연막(SiN3 형성) → a-Si 액티브층(4)의 형성(포토 공정) → 소오스 및 드레인 전극층(5)의 형성 공정을 거치게 된다.That is, the
이어, SiN 절연막(6)을 형성하고, 콘택홀(9)을 형성한다. 상기 콘택홀(9)을 형성하는 공정에 있어서 동시에 반사 영역에서 SSiN층(8)에 홀(11)을 형성한다. 여기서 반사 영역에서의 SiN막(8)에 홀(11)을 형성하고 있지만, 게이트 전극층(2), a-Si층이 되는 액티브층(4), 소오스 및 드레인 전극층(5)의 어느 것이 형성되어 있는 부분의 상부에 형성하는 것이 중요하다. 그 이외의 곳에 형성하면 최하층의 글라스 기판(1)에 까지 홀이 형성되어 버리는 문제가 생기게 된다.Next, a
이어서, 알루미늄 혹은 은의 반사 금속층(7)의 형성한다. 그리고 최종적으로 ITO 투명전극층(10)을 형성한다. 여기서, 알루미늄 전극을 완전히 덮는 형태로 ITO 투명전극층(10)을 형성하여 전지효과에 의해 알루미늄 혹은 ITO 투명전극이 부식되는 것을 방지한다.Next, the
이하의 공정을 기재하면 다음과 같다.The following process is described.
즉, SiN막(6)의 형성 → 콘택홀(9)의 형성(포토 공정) → 반사 금속층(7)의 형성(포토 공정) → ITO 투명전극(10)의 형성(포토 공정)과 같은 공정을 거치게 된다.That is, the same process as the formation of the
이어서, 도 3은 본 발명의 제 2 실시 형태에 관한 TFT 기판(도 2)과 칼라 필터 기판을 합착한 경우의 단면도이다.Next, FIG. 3 is sectional drawing at the time of bonding together the TFT substrate (FIG. 2) and a color filter substrate which concern on 2nd Embodiment of this invention.
한편, 도 3에서 12 ~ 15는 칼라 필터 기판측의 글라스 기판, 칼라 필터, 투명 수지층, ITO 투명전극층을 각각 나타내고 있다.In addition, in FIG. 3, 12-15 has shown the glass substrate, the color filter, the transparent resin layer, and the ITO transparent electrode layer on the color filter substrate side, respectively.
도 3에 나타낸 바와 같이, 반사 금속층(7)이 형성되어 있는 반사 부분의 설 두께(d1)가 투과 부분의 셀 두께(d2)(d1 = d2/2)의 절반이 되도록, 칼라 필터 기판측에 투명 수지층(14)을 형성한다.As shown in Fig. 3, on the color filter substrate side such that the tongue thickness d1 of the reflective portion where the
기판의 최상위 표면에는 액정을 수직으로 일어세우는 즉, 수직 배향막을 형성한다. 그리고 유전율 이방성이 부(負)의 액정을 주입한다. 칼라 필터 기판측에는 액정의 배향방향을 조정하기 위해 돌기(突起)물을 형성한다.On the uppermost surface of the substrate, a liquid crystal is vertically raised, that is, a vertical alignment film is formed. The dielectric anisotropy injects negative liquid crystals. Protrusions are formed on the color filter substrate side in order to adjust the alignment direction of the liquid crystal.
수직 배향막을 이용한 디스플레이 혹은 돌기를 형성한 디스플레이에 한정하지 않고, 요철(凹凸)형상의 반사 금속층(7)을 이용하는 모든 액정표시장치에 적용 가능하다.The present invention is not limited to a display using a vertical alignment film or a display on which projections are formed, and can be applied to all liquid crystal display devices using the
본 발명에 의하면, 패터닝된 게이트 전극, 패터닝된 액티브층, 패터닝된 소오스 전극층 또는 패터닝된 SiN층의 패터닝된 단면을 이용하고, 이들의 상측에 형성된 SiN층에 요철(凹凸)을 형성함과 함께 그 위에 형성된 반사 금속층에 요철(凹凸) 형상을 주는 것으로 반사형의 반사율이 저하하지 않는 구조의 TFT형 액정표시 장치를 얻을 수 있다.According to the present invention, a patterned cross section of a patterned gate electrode, a patterned active layer, a patterned source electrode layer, or a patterned SiN layer is used, and irregularities are formed on the SiN layer formed on the upper side thereof. By giving an uneven shape to the reflective metal layer formed above, a TFT type liquid crystal display device having a structure in which the reflectance of the reflection type does not decrease can be obtained.
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