KR20000019438A - 반사형 액정 표시 장치 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

절연 기판 위에 가로 방향으로 게이트선 및 게이트선의 분지인 게이트 전극으로 이루어진 게이트 배선이 형성되어 있고, 게이트선과 평행한 유지 전극선이 형성되어 있다. 게이트 배선과 유지 전극선을 덮는 게이트 절연막 위에는 각각 반도체층과 연결되어 있는 소스/드레인 전극 및 세로 방향으로 형성되어 게이트선과 단위 화소 영역을 정의하는 데이터선으로 이루어진 데이터 배선이 형성되어 있다. 또한, 유지 전극선 상부의 게이트 절연막 위에는 유지 전극이 형성되어 있으며, 유지 전극은 연결부를 통하여 드레인 전극과 연결되어 있다. 데이터 배선과 게이트 절연막 위에는 빛을 흡수하는 성질이 우수하며, 저항이 높은 물질로 이루어진 블랙 매트릭스가 형성되어 있으며, 블랙 매트릭스에는 드레인 전극을 노출시키는 접촉 구멍이 형성되어 있다. 마지막으로, 블랙 매트릭스의 상부 화소 영역에는 접촉 구멍을 통하여 드레인 전극과 연결되어 있으며, 가장자리 둘레가 게이트선 및 데이터선과 중첩되어 있는 반사막이 형성되어 있다. 이러한 구조에서 블랙 매트릭스는 반사막에 의해 노출되므로 화상이 표시되는 부분은 반사막 전체가 된다. 따라서, 개구율 및 반사율은 최대가 되고, 블랙 매트릭스는 박막 트랜지스터의 반도체층으로 입사하는 빛을 차단한다.

Description

반사형 액정 표시 장치 및 그 제조 방법
본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세히 말하자면 반사형 액정 표시 장치에 관한 것이다.
일반적으로 액정 표시 장치는 투명 전극이 형성되어 있는 한 쌍의 투명 유리 기판, 두 유리 기판 사이의 액정 물질, 각각의 유리 기판의 바깥 면에 부착되어 빛을 편광시키는 두 장의 편광판으로 이루어지며, 빛을 발광하는 백 라이트(back light)가 부착되어 있는 투과형과 자연광을 이용하는 반사형으로 나눌 수 있다.
종래의 반사형 액정 표시 장치는 각각의 화소에 박막 트랜지스터와 반사막이 형성되어 있는 제1 기판과 반사막 이외의 부분을 가려주는 블랙 매트릭스와 화소에 컬러 필터가 형성되어 있는 제2 기판으로 이루어져 있다.
이러한 반사형 액정 표시 장치에서는, 제2 기판의 바깥 면에서 빛이 입사하여 컬러 필터 및 액정층을 차례로 통과하며, 입사한 빛은 제1 기판의 반사막에 반사되어 다시 액정층 및 상부 기판의 컬러 필터를 통과하여 화상을 표시한다.
그러나, 이러한 종래의 반사형 액정 표시 장치는 블랙 매트릭스에 의해 직접 반사되어 나오는 빛과 기판에 대하여 비스듬하게 입사되어 반사막에 의해 반사된 후 다시 블랙 매트릭스와 반사막에 의해 반사되어 나오는 빛으로 인하여 대비비가 감소하는 문제점을 가지고 있다. 또한, 반사막과 블랙 매트릭스의 오정렬을 고려하여 이들이 서로 중첩되도록 블랙 매트릭스를 넓게 형성하기 때문에 화소의 개구율 및 반사율이 감소된다. 기판에 대하여 비스듬하게 입사하는 빛으로 인하여 박막 트랜지스터의 비정질 규소층에서는 광 누설 전류가 발생하며, 이로 인하여 소자의 특성을 저하되는 문제점이 발생한다.
본 발명의 과제는 반사형 액정 표시 장치의 대비비, 개구율 및 반사율을 향상시키는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 과제는 반사형 액정 표시 장치에서 박막 트랜지스터의 광 누설 전류를 차단하는 것이다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 반사형 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 구조를 도시한 배치도이고,
도 2는 도 1에서 II-II 선을 따라 잘라 도시한 단면도이고,
도 3 및 도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 반사형 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법을 도시한 도면이고,
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 반사형 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 구조를 도시한 배치도이고,
도 6은 도 5에서 VI-VI 선을 따라 절단한 단면도이고,
도 7a 및 도 7b 및 도 8a 및 도 8b는 본 발명의 제2 실시예에 따른 반사형 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법을 그 공정 순서에 따라 도시한 도면이고,
도 9 및 도 10은 본 발명의 제3 실시예에 따른 반사형 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 구조를 도시한 도면이다.
이러한 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 반사형 액정 표시 장치에는 박막 트랜지스터 기판에 블랙 매트릭스가 형성되어 있다.
이때 블랙 매트릭스는 게이트 배선 및 데이터 배선과 반사막 사이에 형성되어 있으며, 반사막의 가장자리는 게이트선 및 데이터선과 중첩되어 있다.
더욱 상세하게는, 기판 위에 게이트선 및 상기 게이트선의 분지인 게이트 전극으로 이루어진 게이트 배선이 형성되어 있고, 게이트 배선을 덮는 게이트 절연막이 형성되어 있다. 게이트 절연막 위에는 게이트선과 교차하여 화소 영역을 정의하는 데이터선, 데이터선의 분지인 소스 전극 및 게이트 전극을 중심으로 소스 전극과 마주하는 드레인 전극으로 이루어진 데이터 배선이 형성되어 있으며, 기판의 상부에는 게이트선 및 데이터선을 덮고 있으며 드레인 전극을 드러내는 접촉 구멍을 가지는 블랙 매트릭스가 형성되어 있다. 블랙 매트릭스 상부의 화소 영역에는 접촉 구멍을 통하여 드레인 전극과 연결되어 있으며, 가장자리 둘레는 게이트선 및 상기 데이터선과 중첩되어 있는 반사막이 형성되어 있다.
이러한 본 발명에 따른 반사형 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법에서는 블랙 매트릭스를 게이트선 및 데이터선의 상부에만 형성하거나, 기판의 상부 전면에 형성하는 방법이 있다.
우선, 기판의 상부 전면에 형성하는 경우에는, 게이트선 및 게이트 전극을 포함하는 게이트 배선, 상기 게이트 전극에 대응하는 부분의 반도체층, 상기 반도체층과 상기 게이트 배선 사이의 게이트 절연층, 상기 게이트선과 절연되어 교차하여 화소 영역을 정의하는 데이터선 및 상기 반도체층과 연결된 소스/드레인 전극을 포함하는 데이터 배선이 형성되어 있는 기판 위에 블랙 매트릭스를 적층하고 패터닝하여 드레인 전극의 일부를 드러내는 접촉 구멍을 형성한다. 다음, 블랙 매트릭스의 상부에 반사율을 가지는 도전 물질을 적층하고 패터닝하여 드레인 전극과 연결되는 반사막을 형성한다.
다시, 게이트선 및 데이터선 상부에만 형성하는 방법에는 두 가지가 있다.
첫 번째는, 기판 위에 제1 도전 물질과 제1 블랙 매트릭스용 물질을 차례로 적층하고 제1 도전 물질과 제1 블랙 매트릭스용 물질을 함께 패터닝하여 게이트선 및 게이트 전극을 포함하는 게이트 배선 및 제1 블랙 매트릭스를 형성한다. 다음, 기판 위에 게이트 절연막을 적층하고 게이트 절연막 상부에 도핑되지 않은 비정질 규소층 및 도핑된 비정질 규소층을 형성한다. 이어, 기판의 상부에 제2 도전 물질과 제2 블랙 매트릭스용 물질을 차례로 적층하고 제2 도전 물질과 제2 블랙 매트릭스용 물질을 함께 패터닝하여 데이터선 및 소스/드레인 전극을 포함하는 데이터 배선과 제2 블랙 매트릭스를 형성한다. 다음, 보호막을 적층하고 보호막을 제2 블랙 매트릭스와 함께 패터닝하여 드레인 전극의 일부가 드러나도록 한다. 마지막으로 반사율을 가지는 제3 도전 물질을 적층하고 식각하여 드레인 전극과 접속되는 반사막을 형성한다.
두 번째는, 기판 위에 제1 도전 물질을 적층하고 패터닝하여 게이트선 및 게이트 전극을 포함하는 게이트 배선을 형성하고, 기판 위에 게이트 절연막을 형성한다. 상기 게이트 절연막 상부에 도핑되지 않은 비정질 규소층 및 도핑된 비정질 규소층을 형성하고 기판의 상부에 제2 도전 물질과 블랙 매트릭스용 물질을 차례로 적층하고 제2 도전 물질과 블랙 매트릭스용 물질을 함께 패터닝하여 데이터선 및 소스/드레인 전극을 포함하는 데이터 배선과 게이트선의 상부에 블랙 매트릭스를 형성한다.
이러한 본 발명에 따른 반사형 액정 표시 장치 및 그 제조 방법에서는 블랙 매트릭스는 크롬 산화막 또는 검은색 염료를 포함한 유기막으로 형성하는 것이 바람직하며, 기판 위에 화소 영역을 지나는 공통 전극선 및 공통 전극선과 절연되어 중첩하는 공통 전극을 추가할 수도 있다.
그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명에 따른 반사형 액정 표시 장치 및 그 제조 방법의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 기술을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명한다.
종래의 기술과 다르게, 본 발명의 실시예에서는 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판 및 그 제조 방법에서는 박막 트랜지스터 기판에 블랙 매트릭스를 형성한다. 이때, 블랙 매트릭스는 게이트 배선 및 데이터 배선과 반사막 사이에 형성하며, 반사막의 가장자리 둘레를 게이트선 및 데이터선과 중첩시킨다. 여기서, 블랙 매트릭스는 게이트선 및 데이터선을 덮는 보호막으로 형성할 수 있으며, 데이터 배선 또는 게이트 배선을 형성할 때 함께 형성할 수도 있다.
우선, 보호막으로 형성한 구조 및 방법에 대하여 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 반사형 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 구조를 도시한 배치도이고, 도 2는 도 1에서 II-II 선을 따라 절단한 단면도로서, 컬러 필터 기판을 추가하여 도시하였다.
도 1 및 도 2에서 보는 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 반사형 액정 표시 장치에는, 제1 절연 기판(100) 위에 가로 방향으로 주사 신호를 전달하는 게이트선(200) 및 게이트선(200)의 분지인 게이트 전극(210)으로 이루어진 게이트 배선이 형성되어 있고, 유지 축전기의 한 전극을 이루는 유지 전극선(220)이 게이트선(200)과 평행하게 형성되어 있다.
게이트 배선(200, 210)과 유지 전극선(220) 위에는 질화 규소 등으로 이루어진 게이트 절연막(300)이 덮여 있다. 게이트 전극(210) 위의 게이트 절연막(300) 위에는 비정질 규소 등으로 이루어진 박막 트랜지스터의 반도체층(400)이 형성되어 있다. 반도체층(400) 위에는 게이트 전극(210)을 중심으로 양쪽으로 나뉘어져 있으며 도핑된 비정질 규소 등으로 이루어진 저항 접촉층(510, 520)이 형성되어 있다.
각각의 저항 접촉층(510, 520) 위에는 소스 전극(610)과 드레인 전극(620)이 각각 형성되어 있다. 여기서, 소스 전극(610)은 게이트 절연막(300) 위에 세로 방향으로 형성되어 화상 신호를 전달하는 데이터선(600)의 분지이며, 게이트선(200)과 데이터선(600)의 교차에 의해 단위 화소 영역(P)이 정의된다. 또한, 유지 전극선(220) 상부의 게이트 절연막(300) 위에는 유지 전극(640)이 형성되어 유지 전극선(220)과 함께 유지 용량을 형성하며, 유지 전극(640)은 연결부(630)를 통하여 드레인 전극(620)과 연결되어 있다.
데이터 배선(600, 610, 620), 연결부(630), 유지 전극(640), 반도체층(400) 및 게이트 절연막(300) 위에는 빛을 차단하는 성질이 우수하며, 저항이 높은 크롬 산화막 또는 검은색 염료를 포함하는 유기막으로 이루어진 블랙 매트릭스(700)가 전면에 걸쳐 형성되어 있으며, 블랙 매트릭스(700)에는 드레인 전극(620)을 노출시키는 접촉 구멍(710)이 형성되어 있다. 이때, 블랙 매트릭스(700)의 절연성이 낮은 경우에는 블랙 매트릭스(700)의 상부 및/또는 하부에 질화 규소 또는 산화 규소로 이루어진 절연막을 추가할 수 있다. 또한, 블랙 매트릭스(700)의 평탄성이 좋지 않을 경우에는 평탄화가 우수한 유기 절연막을 블랙 매트릭스(700)의 상부에 추가할 수 있다.
블랙 매트릭스(700)의 상부 화소 영역(P)에는 접촉 구멍(710)을 통하여 드레인 전극(620)과 연결되어 있으며 높은 반사도를 가지는 알루미늄 또는 알루미늄-네오디뮴 합금 등의 도전 물질로 이루어진 반사막(800)이 형성되어 있다. 여기서, 반사막(800)의 가장자리 둘레는 게이트선(200) 및 데이터선(600)과 중첩되어 있지만, 그렇지 않을 수도 있다.
한편, 제1 절연 기판(100)과 마주하는 제2 절연 기판(110)에는 단위 화소에 R, G, B 컬러 필터(130)가 각각 형성되어 있으며, 컬러 필터(130) 상부에는 공통 전극(140)이 전면에 걸쳐 형성되어 있다.
이러한 반사형 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판에서, 반사막(800)에 의해 가려지지 않고 노출된 블랙 매트릭스(700)는 도 1에서 빗금 친 부분이다. 따라서, 화상이 표시되는 부분은 반사막(800) 전체이므로 개구율 및 반사율은 최대가 된다. 또한, 블랙 매트릭스(700)는 박막 트랜지스터의 반도체층(400)을 덮고 있어 입사하는 빛을 차단하므로 광 누설 전류가 발생하지 않는다.
그러면, 이러한 본 발명의 제1 실시예에 따른 반사형 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법에 대하여 상세하게 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 반사형 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 제조 공정을 도시한 배치도이고, 도 4는 도 3에서 V-V 선을 따라 절단한 단면도이다.
우선, 도 3 및 도 4에서 보는 바와 같이, 절연 기판(100) 위에 알루미늄 등과 같은 저저항 금속 등의 도전 물질을 증착하고 패터닝하여 게이트 배선(200, 210) 및 유지 전극선(220)을 형성한다. 다음, 그 위에 질화 규소 등을 증착하여 게이트 절연막(300)을 형성하고, 비정질 규소층(400)과 도핑된 비정질 규소층을 차례로 증착한 후 함께 패터닝한다. 크롬, 알루미늄 합금, 몰리브덴, 몰리브덴 합금 등과 같은 도전 물질을 증착하고 감광막 패턴을 형성한 후, 이를 마스크로 패터닝하여 데이터 배선(600, 610, 620), 연결부(630) 및 유지 전극(640)을 형성하고, 계속하여 드러난 도핑된 비정질 규소층을 식각하여 저항 접촉층(510, 520)을 형성한다.
다음, 도 1 및 도 2에서 보는 바와 같이, 빛을 흡수하는 성질을 가지며 저항이 높은 블랙 매트릭스용 물질을 적층하고 패터닝하여 드레인 전극(620)을 노출시키는 접촉 구멍(710)을 가지는 블랙 매트릭스(700)를 형성한다. 여기서, 블랙 매트릭스(700)가 절연성이 낮은 경우에는 앞에서 설명한 바와 같이 질화규소 또는 산화 규소로 이루어진 절연막을 형성하는 공정을 추가하는 것이 바람직하다. 또한, 블랙 매트릭스(700)의 평탄화가 좋지 않은 경우에는 블랙 매트릭스(700) 상부에 평탄화막을 추가로 형성하는 것이 바람직하다. 이어, 높은 반사율을 가지는 금속 물질을 적층하고 패터닝하여 접촉 구멍(710)을 통하여 드레인 전극(620)과 연결되는 반사막(800)을 형성한다. 이때, 반사막(800)의 가장자리 둘레는 게이트선(200) 및 데이터선(600)과 중첩하도록 형성한다.
이와 같은 박막 트랜지스터 기판과 컬러 필터(130) 및 공통 전극(140)이 형성되어 있는 한 컬러 필터 기판과 결합하고 액정 물질을 주입하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치를 완성할 수 있다.
이러한 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법에서는 블랙 매트릭스(700)와 반사막(800)을 한 기판(100)에 형성하여 오정렬을 고려할 필요가 없으며, 컬러 필터 기판에 블랙 매트리스를 형성하는 공정을 생략함으로써 제조 공정을 단순화할 수 있다.
다음은, 데이터선 및 게이트선의 상부에 추가로 블랙 매트릭스를 형성한 구조 및 방법에 대하여 상세하게 설명하기로 한다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 반사형 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 구조를 도시한 배치도이고, 도 6은 도 5에서 VI-VI 선을 따라 절단한 단면도이다.
도 5 및 도 6에서 보는 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 반사형 액정 표시 장치에는 제1 실시예와 유사하게, 절연 기판(100) 위에 가로 방향으로 게이트 배선(200, 210) 및 게이트선(200)과 평행한 유지 전극선(220)이 형성되어 있다. 게이트 배선(200, 210)과 유지 전극선(220)을 덮는 게이트 전극(210)의 게이트 절연막(300) 상부에는 반도체층(400), 저항 접촉층(510, 520) 및 소스 전극(610)과 드레인 전극(620)이 차례로 형성되어 있다. 또한, 게이트 절연막(300) 위에는 소스 전극(610)과 연결되어 있으며, 게이트선(200)과 교차하여 단위 화소 영역(P)을 정의하는 데이터선(600) 및 연결부(630)를 통하여 드레인 전극(620)과 연결되어 있으며, 유지 전극선(220)과 중첩되어 있는 유지 전극(640)이 형성되어 있다.
하지만, 데이터 배선(600, 610, 620)의 상부에 데이터 배선을 따라 블랙 매트릭스(150)가 형성되어 있으며, 게이트선(200) 위의 게이트 절연막(300) 위에는 고립되어 있는 더미 배선(650) 및 블랙 매트릭스(151)가 차례로 형성되어 있다. 도 5에는 나타나지 않았지만, 연결부(630) 및 유지 전극(640)의 상부에도 블랙 매트릭스가 형성되어 있다. 이때, 블랙 매트릭스(150, 151)는 빛을 흡수하는 성질이 우수하며, 저항이 높은 물질인 크롬 산화막(CrOX) 또는 검은색 염료를 포함하는 유기막 등으로 이루어져 있다.
블랙 매트릭스(150, 151) 상부 및 블랙 매트릭스(150, 151)가 덮지 않는 게이트 절연막(300) 위에는 보호막(700)이 형성되어 있으며, 보호막(700) 및 블랙 매트릭스(150)에는 드레인 전극(620)을 노출시키는 접촉 구멍(720)이 형성되어 있다.
마지막으로, 보호막(700)의 상부 화소 영역(P)에는 접촉 구멍(720)을 통하여 드레인 전극(620)과 연결되어 있는 반사막(800)이 형성되어 있으며, 반사막(800)의 가장자리 둘레는 게이트선(200) 및 데이터선(600)과 중첩되어 있다.
이러한 본 발명의 제2 실시예에 따른 반사형 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판에서도 도 5의 빗금친 부분은 블랙 매트릭스(150, 151)가 반사막(800)으로 가려지지 않고 노출된 부분이다. 따라서, 개구율 및 반사율은 최대가 된다. 또한, 반사막(800)과 데이터 배선(600, 610, 620) 사이에 입사한 빛은 블랙 매트릭스(700)에 의해 흡수되어 반도체층(400)으로 입사되지 못한다.
그러면, 이러한 본 발명의 제2 실시예에 따른 반사형 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법에 대하여 상세하게 설명하기로 한다.
도 7a 및 도 7b 내지 도 8a 및 도 8b는 본 발명의 제2 실시예에 따른 반사형 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법을 그 공정 순서에 따라 도시한 도면으로서, 도 8a 및 도 9a는 배치도이고, 도 7b 및 도 8b는 도 7a 및 도 8a에서 VIIb-VIIb 및 VIIIb-VIIIb 선을 따라 각각 절단한 단면도이다.
우선, 도 7a 및 도 7b에서 보는 바와 같이, 제1 실시예와 유사하게 절연 기판(100) 위에 게이트 배선(200, 210) 및 유지 전극선(220)을 형성하고, 그 위에 질화 규소 등을 증착하여 게이트 절연막(300)을 형성하고, 비정질 규소층과 도핑된 비정질 규소층을 차례로 증착한 후 함께 패터닝하여 박막 트랜지스터의 반도체층(400) 및 도핑된 비정질 규소층(500)을 형성한다.
다음, 도 8a 및 도 8b에서 보는 바와 같이, 도전 물질과 산화 크롬막과 같이 빛을 흡수하는 성질을 가지며 저항이 높은 블랙 매트릭스용 물질을 차례로 증착하고, 감광막 패턴을 형성한 후, 이를 마스크로 이들을 함께 패터닝하여 데이터 배선(600, 610, 620), 연결부(630), 유지 전극(640), 더미 배선(650) 및 블랙 매트릭스(150, 151)를 형성하고, 계속하여 드러난 도핑된 비정질 규소층(500)을 식각하여 저항 접촉층(510, 520)을 형성한다.
여기서, 더미 배선(650)은 게이트선(200)과 데이터선(600)이 교차하는 부분에서 데이터선(600)과 분리되어 있지만, 데이터선(600)과 연결되도록 형성할 수도 있다.
다음, 도 5 및 도 6에서 보는 바와 같이, 기판(100) 상부에 산화 규소 또는 질화 규소를 적층하여 보호막(700)을 형성한 다음, 보호막(700) 및 블랙 매트릭스(150)를 함께 식각하여 드레인 전극(620)을 노출시키는 접촉 구멍(710)을 형성한다. 여기서, 기판(100)의 상부에 높은 반사율을 가지는 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 금속 물질을 적층하고 패터닝하여 접촉 구멍(710)을 통하여 드레인 전극(620)과 연결되는 반사막(800)을 형성한다. 이때, 반사막(800)의 가장자리 둘레는 게이트선(200) 및 데이터선(600)과 중첩하도록 형성한다.
이러한 본 발명에 제2 따른 액정 표시 장치의 제조 방법에서는 제1 실시예와 같이 반사막(800)과 블랙 매트릭스(150, 151)를 동일한 기판(100)에 형성하여 오정렬을 고려할 필요가 없으며, 컬러 필터 기판에 블랙 매트릭스(150, 151)를 데이터 배선(600, 610, 620)과 함께 형성함으로써 블랙 매트리스를 형성하는 공정을 생략하여 제조 공정을 단순화할 수 있다.
제2 실시예에서는 데이터 배선을 형성할 때 가로 및 세로 방향의 블랙 매트릭스를 형성하였지만, 가로 방향의 블랙 매트릭스는 게이트 배선을 형성할 때 세로 방향의 블랙 매트릭스는 데이터 배선을 형성할 때 형성할 수도 있다.
도 9 및 도 10은 본 발명의 제3실시예에 따른 반사형 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 구조를 도시한 도면으로서, 도 10은 도 9에서 IX-IX 선을 따라 절단한 단면도이다.
대부분의 구조는 제2 실시예의 구조와 유사하다.
하지만, 가로 방향의 블랙 매트릭스(151)는 게이트 배선(200, 210)을 따라 게이트 배선과 동일한 형태로 형성되어 있으며, 세로 방향의 블랙 매트릭스(150)는 데이터 배선(600, 610, 620), 연결부(630) 및 유지 전극(640)을 따라 동일한 형태로 형성되어 있다.
이러한 본 발명의 제3 실시예에 따른 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법은 제2 실시예와 유사하다.
하지만, 블랙 매트릭스(151)는 게이트 배선(200, 210)을 패터닝할 때 함께 형성한다.
따라서, 본 발명에 따른 반사형 액정 표시 장치 및 그 제조 방법에서는 반사율 및 개구율을 향상되며, 박막 트랜지스터의 광 누설 전류를 차단함으로써 제품의 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 또한 제조 공정을 단순화함으로써 제조 비용을 줄일 수 있다.

Claims (26)

  1. 절연 기판,
    상기 기판 위에 형성되어 있는 게이트선 및 상기 게이트선의 분지인 게이트 전극으로 이루어진 게이트 배선,
    상기 게이트 배선을 덮는 게이트 절연막,
    상기 게이트 전극의 상기 게이트 절연막 상부에 형성되어 있는 반도체층,
    상기 게이트 절연막 위에 형성되어 있으며, 상기 게이트선과 교차하여 화소 영역을 정의하는 데이터선, 상기 데이터선의 분지인 소스 전극 및 상기 게이트 전극을 중심으로 상기 소스 전극과 마주하는 드레인 전극으로 이루어진 데이터 배선,
    상기 게이트선의 게이트 절연막 및 상기 데이터선의 상부에 형성되어 있으며, 상기 드레인 전극의 상부에 제1 접촉 구멍을 가지는 블랙 매트릭스,
    상기 블랙 매트릭스 상부의 상기 화소 영역에 형성되어 있으며, 상기 접촉 구멍을 통하여 상기 드레인 전극과 연결되어 있는 반사막
    을 포함하는 반사형 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판.
  2. 제1항에서,
    상기 블랙 매트릭스는 검은색 염료를 포함하는 유기막 또는 크롬 산화막으로 이루어진 반사형 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판.
  3. 제1항에서,
    상기 기판 위에 형성되어 있으며, 상기 화소 영역을 가로질러 가로로 형성되어 있는 공통 전극선을 더 포함하는 반사형 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판.
  4. 제3항에서,
    상기 게이트 절연막을 통하여 상기 공통 전극선과 절연되어 중첩되어 있으며, 연결부를 통하여 상기 드레인 전극과 연결되어 있는 공통 전극을 더 포함하는 반사형 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판.
  5. 제4항에서,
    상기 반사막과 상기 블랙 매트릭스 사이에 형성되어 있는 보호막을 더 포함하며,
    상기 보호막은 상기 제1 접촉 구멍을 따라 형성되어 있는 제2 접촉 구멍을 가지는 반사형 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판.
  6. 제5항에서,
    상기 보호막은 질화 규소 또는 유기 절연막으로 이루어진 반사형 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판.
  7. 제6항에서,
    상기 블랙 매트릭스는 상기 게이트 배선의 위에 형성되어 있으며 상기 게이트 배선을 따라 형성되어 있는 제1 부분과 상기 데이터 배선 위에 형성되어 있으며 상기 데이터 배선을 따라 형성되어 있는 제2 부분으로 이루어진 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판.
  8. 제7항에서,
    상기 연결부 및 공통 전극의 상부에는 상기 제2 부분의 상기 블랙 매트릭스가 연장되어 있는 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판.
  9. 제5항에서,
    상기 블랙 매트릭스는 상기 게이트선의 상기 게이트 절연막 상부에 형성되어 있는 제1 부분과 상기 데이터 배선 상부에 상기 데이터 배선과 동일한 형태로 형성되어 있는 제2 부분으로 이루어진 반사형 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판.
  10. 제9항에서,
    상기 게이트선 상부의 상기 게이트 절연막과 상기 제1 부분의 상기 블랙 매트릭스 사이에 형성되어 있는 더미 배선을 더 포함하는 반사형 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판.
  11. 제10항에서,
    상기 제1 부분의 블랙 매트릭스와 상기 더미 배선은 서로 동일한 형태로 형성되어 있는 반사형 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판.
  12. 제11항에서,
    상기 더미 배선과 상기 데이터선은 동일한 층에 형성되어 서로 연결되어 있는 반사형 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판.
  13. 제1항에서,
    상기 게이트선 및 상기 데이터선과 반사막의 둘레는 서로 중첩되어 있는 반사형 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판.
  14. 게이트선 및 게이트 전극을 포함하는 게이트 배선, 상기 게이트 전극에 대응하는 부분의 반도체층, 상기 반도체층과 상기 게이트 배선 사이의 게이트 절연층, 상기 게이트선과 절연되어 교차하여 화소 영역을 정의하는 데이터선 및 상기 반도체층과 연결된 소스/드레인 전극을 포함하는 데이터 배선이 형성되어 있는 기판 위에 블랙 매트릭스를 적층하는 단계,
    상기 블랙 매트릭스를 패터닝하여 상기 드레인 전극의 일부를 드러내는 접촉 구멍을 형성하는 단계,
    상기 블랙 매트릭스의 상부에 반사율을 가지는 도전 물질을 적층하고 패터닝하여 반사막을 형성하는 단계
    를 포함하는 반사형 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법.
  15. 제14항에서,
    상기 블랙 매트릭스는 크롬 산화막 또는 검은색 염료를 포함하는 유기막으로 형성하는 반사형 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법.
  16. 제14항에서,
    상기 기판 위에 상기 화소 영역을 지나는 공통 전극선을 형성하는 단계를 더 포함하는 반사형 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법.
  17. 제16항에서,
    상기 공통 전극선과 중첩하는 공통 전극을 형성하는 단계를 더 포함하는 반사형 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법.
  18. 제17항에서,
    상기 공통 전극과 상기 드레인 전극은 서로 연결되어 있는 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법.
  19. 기판 위에 제1 도전 물질과 제1 블랙 매트릭스용 물질을 차례로 적층하는 단계,
    상기 제1 도전 물질과 상기 제1 블랙 매트릭스용 물질을 함께 패터닝하여 게이트선 및 게이트 전극을 포함하는 게이트 배선 및 제1 블랙 매트릭스를 형성하는 단계,
    상기 기판 위에 게이트 절연막을 적층하는 단계,
    상기 게이트 절연막 상부에 도핑되지 않은 비정질 규소층 및 도핑된 비정질 규소층을 형성하는 단계,
    상기 기판의 상부에 제2 도전 물질과 제2 블랙 매트릭스용 물질을 차례로 적층하는 단계,
    상기 제2 도전 물질과 상기 제2 블랙 매트릭스용 물질을 함께 패터닝하여 데이터선 및 소스/드레인 전극을 포함하는 데이터 배선과 제2 블랙 매트릭스를 형성하는 단계,
    상기 데이터 배선을 마스크로 하여 상기 도핑된 비정질 규소층을 식각하는 단계,
    보호막을 적층하는 단계,
    상기 보호막을 상기 제2 블랙 매트릭스와 함께 패터닝하여 상기 드레인 전극의 일부가 드러나도록 하는 단계,
    반사율을 가지는 제3 도전 물질을 적층하는 단계, 그리고
    상기 제3 도전 물질을 식각하여 상기 드레인 전극과 접속되는 반사막을 형성하는 단계를 포함하는 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법.
  20. 제19항에서,
    상기 제1 및 제2 블랙 매트릭스는 크롬 산화막 또는 검은색 염료를 포함하는 유기막으로 형성하는 반사형 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법.
  21. 제20항에서,
    상기 기판 위에 상기 화소 영역을 지나는 공통 전극선을 형성하는 단계를 더 포함하는 반사형 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법.
  22. 제21항에서,
    상기 공통 전극선과 중첩하는 공통 전극을 형성하는 단계를 더 포함하는 반사형 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법.
  23. 제22항에서,
    상기 공통 전극과 상기 드레인 전극은 서로 연결되어 있는 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법.
  24. 기판 위에 제1 도전 물질을 적층하고 패터닝하여 게이트선 및 게이트 전극을 포함하는 게이트 배선을 형성하는 단계,
    상기 기판 위에 게이트 절연막을 적층하는 단계,
    상기 게이트 절연막 상부에 도핑되지 않은 비정질 규소층 및 도핑된 비정질 규소층을 형성하는 단계,
    상기 기판의 상부에 제2 도전 물질과 블랙 매트릭스용 물질을 차례로 적층하는 단계,
    상기 제2 도전 물질과 상기 블랙 매트릭스용 물질을 함께 패터닝하여 데이터선 및 소스/드레인 전극을 포함하는 데이터 배선과 상기 데이터 배선 및 상기 게이트선의 상부에 블랙 매트릭스를 형성하는 단계,
    상기 데이터 배선을 마스크로 하여 상기 도핑된 비정질 규소층을 식각하는 단계,
    보호막을 적층하는 단계,
    상기 보호막을 상기 블랙 매트릭스와 함께 패터닝하여 상기 드레인 전극의 일부가 드러나도록 하는 단계,
    반사율을 가지는 제3 도전 물질을 적층하는 단계, 그리고
    상기 제3 도전 물질을 식각하여 상기 드레인 전극과 접속되는 반사막을 형성하는 단계를 포함하는 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법.
  25. 제24항에서,
    상기 게이트선 상부의 상기 블랙 매트릭스 하부에 더미 배선을 형성하는 단계를 더 포함하는 반사형 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법.
  26. 제25항에서,
    상기 더미 배선과 상기 데이터선은 연결되어 있는 반사형 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법.
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