KR20070002619A - 반사투과형 액정표시장치 및 그 제조방법 - Google Patents

반사투과형 액정표시장치 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 반사투과형 액정표시장치는, 화소 영역에 반사부와 투과부가 정의된 기판; 기판 상에 교차 배치되어 화소 영역을 정의하는 게이트배선 및 데이터배선; 게이트배선과 데이터배선의 일 끝단에 형성된 게이트 패드전극 및 데이터 패드전극; 데이터배선과 데이터 패드전극을 연결하는 점핑전극; 화소 영역에 형성된 투명전극; 반사부에 형성되며, 투명전극 상에 형성된 요철형 패턴; 요철형 패턴 상에 형성된 반사전극; 을 포함한다.
또한 본 발명에 따른 반사투과형 액정표시장치 제조방법은, 기판 상에 게이트 전극, 게이트배선, 게이트 패드전극, 데이터 패드전극을 형성하는 단계; 게이트 전극 상에 액티브층을 형성하는 단계; 액티브층 및 기판 상에 투명전극을 형성하는 단계; 결과물 상에 데이터배선, 소스 전극 및 드레인 전극을 형성하는 단계; 게이트배선과 데이터배선에 의하여 정의되며, 반사부와 투과부를 구비하는 화소 영역 중에서, 반사부 영역에 요철형 패턴을 형성하는 단계; 반사부의 요철형 패턴 상에 반사전극을 형성하는 단계; 를 포함한다.
이와 같은 본 발명에 의하면, 화소 전극을 이루는 투명전극을 형성한 후에 요철층 및 반사전극을 형성함으로써 마스크 공정을 저감하고 패드부 불량을 방지할 수 있는 장점이 있다.

Description

반사투과형 액정표시장치 및 그 제조방법{Transflective liquid crystal display device and fabrication method thereof}
도 1은 종래 반사투과형 액정표시장치를 나타낸 분해 사시도.
도 2는 종래 반사투과형 액정표시장치를 나타낸 단면도.
도 3은 종래 반사투과형 어레이기판의 일부를 나타낸 확대평면도.
도 4는 도 3에 나타낸 종래 반사투과형 어레이기판에서 Ⅱ-Ⅱ`, Ⅲ-Ⅲ`, Ⅳ-Ⅳ`를 따라 절단하여 나타낸 단면도.
도 5는 본 발명에 따른 반사투과형 액정표시장치용 어레이기판의 일부를 도시한 확대평면도.
도 6a 내지 도 6e는 도 5에 나타낸 본 발명에 따른 반사투과형 어레이기판에서 Ⅴ-Ⅴ', Ⅵ-Ⅵ', Ⅶ-Ⅶ'를 따라 절단하여, 본 발명의 공정순서에 따라 도시한 공정단면도.
<도면의 주요부분에 대한 부호 설명>
121... 하부기판 123... 게이트 전극
125... 게이트배선 127... 게이트 패드전극
129... 게이트 절연막 131... 액티브층
133... 오믹 콘택층 135... 소스 전극
137... 드레인 전극 139... 데이터배선
141... 데이터 패드전극 147... 유기 절연막
147b... 요철형 패턴 149... 반사전극
153... 제 1 점핑 콘택홀 155... 제 2 점핑 콘택홀
157... 게이트 패드 콘택홀 159... 데이터 패드 콘택홀
161... 투명전극 163... 게이트 패드 단자전극
165... 데이터 패드 단자전극 169... 점핑전극
본 발명은 액정표시장치(liquid crystal display device)에 관한 것으로, 특히, 반사모드(reflect mode)와 투과모드(transmit mode)를 사용할 수 있는 반사투과형 액정표시장치 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로, 액정표시장치는 백라이트를 광원으로 이용하는 투과형 액정표시장치와, 백라이트를 광원으로 이용하지 않고 자연광 및 인조광을 이용하는 반사형 액정표시장치로 분류할 수 있다.
이때 투과형 액정표시장치는 백라이트를 광원으로 이용하여 어두운 외부환경에서도 밝은 화상을 구현한다. 하지만, 밝은 곳에서는 사용이 불가하고, 전력소모가 크다는 문제점이 있다.
반면, 반사형 액정표시장치는 백라이트를 사용하지 않기 때문에 소비전력은 줄일 수 있지만 외부 자연광이 어두울 때에는 사용이 불가능하다는 한계가 있다.
이러한 한계들을 극복하기 위한 대안으로서 나온 것이 반사투과형 액정표시장치이다.
이와 같은 반사투과형 액정표시장치는 단위 화소영역 내에 반사부와 투과부를 동시에 구비하여 투과형 액정표시장치와 반사형 액정표시장치의 기능을 동시에 지닌 것으로, 백라이트(backlight)의 빛과 외부의 자연광원 또는 인조광원을 모두 이용할 수 있으므로 주변환경에 제약을 받지 않고, 전력소비(power consumption)를 줄일 수 있는 장점이 있다.
도 1은 종래 반사투과형 액정표시장치를 도시한 분해 사시도이고, 도 2는 종래 반사투과형 액정표시장치를 도시한 단면도이다.
도시한 바와 같이, 종래 반사투과형 액정표시장치(11)는 블랙매트릭스(16)와 서브 컬러필터(17) 상에 투명한 공통전극(13)이 형성된 상부기판(15)과, 화소영역(P)을 구비하며 스위칭소자(T)와 어레이배선(25,39)이 형성된 하부기판(21)을 포함하여 구성된다.
상기 화소영역은 투과홀(A)을 포함하는 반사전극(49)과 투명전극(61)을 구비하며 투과부(B)와 반사부(D)를 포함하여 구성된다.
또한, 상기 상부기판(15)과 하부기판(21) 사이에는 액정(14)이 충진되어 있다. 그리고, 상기 하부기판(21)의 하부에는 빛을 공급하는 백라이트(41)가 구성되어 있다.
이러한 구성을 갖는 반사투과형 액정표시장치(11)를 반사모드(reflective mode)로 사용할 경우에는 빛의 대부분을 외부의 자연광원 또는 인조광원을 사용하게 된다.
전술한 구성을 참조로 반사모드일 때와 투과모드일 때의 액정표시장치의 동작을 설명한다.
반사모드일 경우, 액정표시장치는 외부의 자연광원 또는 인조광원을 사용하게 되며, 상기 액정표시장치의 상부기판(15)으로 입사된 빛(F2)은 상기 반사전극(49)에서 반사된다. 반사된 빛은 상기 반사전극(49)과 상기 공통전극(13)의 전계에 의해 배열된 액정(14)을 통과하게 되고, 상기 액정(14)의 배열에 따라 액정을 통과하는 빛(F2)의 양이 조절되어 이미지(Image)를 구현하게 된다.
또한 투과모드(Transmission mode)로 동작할 경우에는, 광원으로서 상기 하부기판(21)의 하부에 위치한 백라이트(41)의 빛(F1)을 사용하게 된다. 상기 백라이트(41)로부터 출사된 빛은 상기 투명전극(61)을 통해 상기 액정(14)에 입사하게 되며, 상기 투과홀 하부의 투명전극(61)과 상기 공통전극(13)의 전계에 의해 배열된 액정(14)에 의해 상기 하부 백라이트(41)로부터 입사한 빛의 양을 조절하여 이미지를 구현하게 된다.
도 3은 종래 반사투과형 어레이기판의 일부를 도시한 확대평면도이다.
상기 하부기판(21)은 어레이기판이라고도 하며, 스위칭 소자인 박막트랜지스터(T)가 매트릭스 형태(matrix type)로 위치하고, 이러한 다수의 박막트랜지스터(T)는 게이트배선(25)과 데이터배선(39)이 교차되는 영역에 형성된다.
상기 게이트배선(25)의 일 끝단에는 게이트 패드전극(27) 형성되어 있고, 상 기 게이트 패드전극(27)은 게이트배선(25)에 비해 큰 폭을 가지도록 구성된다.
상기 데이터배선(39)의 일 끝단에는 데이터 패드전극(41)이 형성되어 있고, 상기 데이터 패드전극(41) 또한 데이터배선(39)에 비해 큰 폭을 가지도록 형성된다.
상기 게이트 패드전극(27)과 데이터 패드전극(41)은 각각 외부의 신호를 직접 인가 받는 수단인 투명한 게이트 패드 단자전극(63)과 데이터 패드 단자전극(65)과 접촉하여 구성된다.
이때, 상기 게이트배선(25)과 데이터배선(39)이 교차하여 정의되는 영역을 화소영역(P)이라 정의한다.
상기 게이트배선(25)의 일부 상부에 스토리지 캐패시터(C)가 구성되고, 상기 화소 영역에 구성된 투명한 화소전극과 회로적으로 병렬로 연결된다.
상기 박막트랜지스터(T)는 게이트 전극(23), 소스 전극(35) 및 드레인 전극(37), 상기 게이트 전극(23) 상부에 형성된 액티브층(31)으로 이루어진다.
상기 화소영역(P)에는 투명전극(61)과 투과홀(A)을 포함하는 반사전극(49)이 구성되며, 이에 따라 화소영역(P)은 투과부(B)와 반사부(D)로 정의된다.
전술한 구성에서, 상기 캐패시터(C)는 게이트 배선(25)의 일부를 제 1 캐패시터 전극으로 하고, 상기 게이트 배선(25)의 일부 상부에 위치하고 상기 드레인 전극(37)과 동일층에 동일물질로 형성한 소스-드레인 금속층(43)을 제 2 캐패시터 전극으로 한다.
도 4는 도 3에 나타낸 종래 반사투과형 어레이기판의 Ⅱ-Ⅱ`, Ⅲ-Ⅲ`, Ⅳ-Ⅳ `를 따라 절단하여 보여주는 단면도이다. 도 4를 참조하여 종래 반사투과형 어레이기판의 제조공정을 설명하기로 한다.
먼저, 기판(21)상에 게이트전극(23), 게이트배선(25), 상기 게이트배선(25)의 일 끝단에 게이트 패드전극(27)을 형성한다. 그리고, 상기 게이트 배선(25) 등이 형성된 기판(21)의 전면에 제 1 절연막인 게이트 절연막(29)을 형성한다.
상기 게이트전극(23) 상부의 게이트 절연막(29) 상에 아일랜드 형태로 액티브층(31)(active layer)과 오믹콘택층(33)(ohmic contact layer)을 형성한다.
다음으로, 상기 오믹 콘택층(33)이 형성된 기판(21)의 전면에 상기 오믹 콘택층(33)과 접촉하는 소스 전극(35) 및 드레인 전극(37), 상기 소스전극(35)과 연결된 데이터배선(39), 상기 데이터배선(39)의 일 끝단에 데이터 패드전극(41)를 형성한다. 동시에, 상기 화소영역(P)을 정의하는 게이트배선(25)의 일부 상부에 아일랜드 형태의 소스-드레인 금속층(43)을 형성한다.
상기 데이터배선(39) 등이 형성된 기판(21) 상에 절연물질을 증착하여, 제 2 절연막인 보호막(45)을 형성한다. 상기 보호막(45)은 질화 실리콘(SiNx) 또는 산화 실리콘(SiO2)을 증착하여 형성한 무기 절연막이다.
상기 보호막(45)의 상부에 벤조사이클로부텐(BCB)과 아크릴(acryl)계 수지(resin)를 포함한 투명한 유기절연물질 그룹 중 선택된 하나를 도포하여 제 3 절연막인 유기절연막(47)을 형성한다. 상기 유기절연막 상부의 반사부에는 요철형 패턴(47b)이 형성되어 있다.
상기 화소영역의 일부에는 게이트 절연막(29), 보호막(45), 유기절연막(47)을 식각하여 식각홈(48)을 형성한다. 상기 식각홈(48)은 이후 공정에서 형성하는 반사전극의 투과홀에 대응하는 부분이다.
한편, 상기 드레인 전극(37)과, 소스-드레인 금속층(43)과, 데이터 패드 전극(41) 상부의 보호막(45), 유기 절연막(47)과, 상기 게이트 패드전극(27) 상부의 게이트 절연막(29), 보호막(45), 유기절연막(47)을 식각하여, 상기 드레인 전극(37)의 일부를 노출하는 드레인 콘택홀(53)과, 상기 소스-드레인 금속층(43)의 일부를 노출하는 스토리지 콘택홀(55)과, 상기 게이트 패드전극(27)의 일부를 노출하는 게이트 패드 콘택홀(57)과, 상기 데이터 패드전극(41)의 일부를 노출하는 데이터 패드 콘택홀(59)을 형성한다.
상기 다수의 콘택홀이 형성된 기판(21)의 전면에 인듐-틴-옥사이드(ITO)와 인듐-징크-옥사이드(IZO)를 포함한 투명 도전성 금속그룹 중 선택된 하나를 증착하고 패턴하여, 상기 드레인 전극(37)과 상기 소스-드레인 금속층(43)과 동시에 접촉하면서 화소영역(P)에 구성되는 투명 화소전극(61)과, 상기 게이트 패드전극(27)과 접촉하는 게이트 패드 단자전극(63)과, 상기 데이터 패드전극(41)과 접촉하는 데이터 패드 단자전극(65)를 형성한다.
그리고, 상기 화소전극(61)은 상기 반사부(D)에서 유기절연막(47)의 요철형 패턴(47b)을 따라 요철 구조로 형성된다.
그리고, 상기 식각홈(48)이 형성된 기판(21)의 전면에 알루미늄(Al) 또는 알루미늄 합금과 같이 반사율이 뛰어난 금속을 증착하고 패턴하여, 상기 식각홈(48) 에 대응하는 부분에 투과홀(A)이 구비된 반사전극(49)을 형성한다.
이때, 상기 반사전극(49)은 상기 반사부(B)에서 상기 유기절연막(47)과 화소전극(61)의 요철 구조를 따라 요철을 이룬다.
전술한 바와 같은 방법으로 종래의 반사투과형 액정표시장치용 어레이기판을 제작할 수 있다.
그러나, 상기와 같은 종래 반사투과형 액정표시장치용 어레이 기판에서 상기 반사전극(49) 형성시 식각 공정에서 식각액이 투명 도전성 금속인 화소전극(61), 게이트 패드 단자전극(63), 데이터 패드 단자전극(65)으로 침투하여 불량을 유발시키는 문제점이 있었다.
또한, 상기 투명 도전성 금속인 화소전극(61)은 반사부(B)에도 형성되는데, 반사부(B)에 형성된 요철형 패턴(47b)을 가지는 유기절연막(47) 상에 증착시 어드히젼(adhesion) 문제가 발생되었다.
또한, 투과홀 형성시 게이트 절연막을 건식 식각하게 되는데 이때 과도한 식각으로 하부기판까지 식각될 수 있어 화소 전극을 투과부에 증착시 문제점이 발생할 수 있다.
본 발명은 화소 전극을 이루는 투명전극을 형성한 후에 요철층 및 반사전극을 형성함으로써 마스크 공정을 저감하고 패드부 불량을 방지할 수 있는 반사투과형 액정표시장치 및 그 제조방법을 제공함에 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 반사투과형 액정표시장치는, 화소 영역에 반사부와 투과부가 정의된 기판; 상기 기판 상에 교차 배치되어 상기 화소 영역을 정의하는 게이트배선 및 데이터배선; 상기 게이트배선과 데이터배선의 일 끝단에 형성된 게이트 패드전극 및 데이터 패드전극; 상기 데이터배선과 상기 데이터 패드전극을 연결하는 점핑전극; 상기 화소 영역에 형성된 투명전극; 상기 반사부에 형성되며, 상기 투명전극 상에 형성된 요철형 패턴; 상기 요철형 패턴 상에 형성된 반사전극; 을 포함하는 점에 그 특징이 있다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 반사투과형 액정표시장치 제조방법은, 기판 상에 게이트 전극, 게이트배선, 게이트 패드전극, 데이터 패드전극을 형성하는 단계; 상기 게이트 전극 상에 액티브층을 형성하는 단계; 상기 액티브층 및 기판 상에 투명전극을 형성하는 단계; 상기 결과물 상에 데이터배선, 소스 전극 및 드레인 전극을 형성하는 단계; 상기 게이트배선과 상기 데이터배선에 의하여 정의되며, 반사부와 투과부를 구비하는 화소 영역 중에서, 상기 반사부 영역에 요철형 패턴을 형성하는 단계; 상기 반사부의 요철형 패턴 상에 반사전극을 형성하는 단계; 를 포함하는 점에 그 특징이 있다.
이와 같은 본 발명에 의하면, 화소 전극을 이루는 투명전극을 형성한 후에 요철층 및 반사전극을 형성함으로써 마스크 공정을 저감하고 패드부 불량을 방지할 수 있는 장점이 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시 예를 상세히 설명한다.
도 5는 본 발명에 따른 반사투과형 액정표시장치의 일부를 보여주는 평면도 이다.
본 발명에 따른 반사투과형 액정표시장치는, 도 5에 도시된 바와 같이, 스위칭 소자인 박막트랜지스터(T)가 매트릭스 형태(matrix type)로 위치하고, 이러한 다수의 박막트랜지스터(T)는 게이트배선(125)과 데이터배선(139)이 교차되는 영역에 형성된다. 이때, 상기 게이트배선(125)과 데이터배선(139)이 교차하여 정의되는 영역을 화소영역(P)이라 한다.
상기 게이트배선(125)의 일 끝단에는 게이트 패드전극(127)이 형성되어 있고, 상기 게이트 패드전극(127)은 게이트배선(125)에 비해 큰 폭을 가지도록 구성된다.
상기 데이터배선(139)의 일 끝단에는 데이터 패드전극(141)이 형성되어 있고, 상기 데이터 패드전극(141) 또한 데이터배선(139)에 비해 큰 폭을 가지도록 형성된다. 상기 데이터 패드전극(141)은 제 2 점핑 콘택홀(155)을 통하여 점핑전극(169)과 연결된다. 그리고, 상기 점핑전극(169)은 제 1 점핑 콘택홀(153)을 통하여 상기 데이터배선(139)과 연결된다. 이에 따라, 상기 데이터 패드전극(141)은 상기 제 2 점핑 콘택홀(155), 점핑전극(169), 제 1 점핑 콘택홀(153)을 경유하는 점핑 구조로 상기 데이터 배선(139)과 전기적으로 연결된다. 여기서, 상기 점핑전극(169)은 반사전극(149) 형성시에 동일 물질로 형성된다.
상기 게이트 패드전극(127)과 데이터 패드전극(141)은 각각 외부의 신호를 직접 인가 받는 수단인 게이트 패드 단자전극(163)과 데이터 패드 단자전극(165)과 접촉하여 구성된다. 여기서, 상기 게이트 패드전극(127)은 게이트 패드 콘택홀 (157)을 통하여 상기 게이트 패드 단자전극(163)과 연결되며, 상기 데이터 패드전극(141)은 데이터 패드 콘택홀(159)을 통하여 상기 데이터 패드 단자전극(165)과 연결된다. 상기 게이트 패드전극(127) 및 데이터 패드전극(141)은 화소 전극인 투명전극(161) 형성시에 동일 물질로 형성된다.
상기 박막트랜지스터(T)는 게이트 전극(123), 소스 전극(135) 및 드레인 전극(137), 상기 게이트 전극(123) 상부에 형성된 액티브층(131) 및 오믹 콘택층(133)으로 이루어진다.
상기 화소영역(P)에는 투명전극(161)과 투과홀(A)을 포함하는 반사전극(149)이 형성되어 있으며, 이에 따라 화소영역(P)은 투과부(B)와 반사부(D)를 구비하게 된다.
상기 드레인 전극(137)은 상기 투명전극(161)과 접촉하며, 상기 투과홀(A) 경계에서 반사전극(149)과 소정 접촉하며, 상기 반사전극(149)과 투명전극(161)은 함께 화소 전극을 이룬다. 한편, 상기 화소영역(P)의 투과부(B)에는 투명전극(161)만 노출되어 있다.
그리고, 도면부호 147b는 상기 반사전극(149) 하부에 형성된 요철형 패턴을 나타낸다.
이하, 도 6a 내지 도 6e를 참조하여 본 발명에 따른 액정표시장치의 어레이기판 제조공정을 설명한다. 도 6a 내지 도 6e는 도 5에 나타낸 본 발명에 따른 반사투과형 어레이기판에서 Ⅴ-Ⅴ', Ⅵ-Ⅵ', Ⅶ-Ⅶ'를 따라 절단하여, 본 발명의 공정순서에 따라 도시한 공정단면도이다.
먼저, 도 6a에 도시된 바와 같이, 기판(121) 상에 게이트 전극(123), 게이트배선(125), 게이트 패드전극(127) 및 데이터 패드전극(141)을 형성한다. 즉, 본 발명에서는 상기 게이트 패드전극(127) 및 데이터 패드전극(141)을 모두 동일한 물질로 형성하며, 게이트 전극(123)을 이루는 금속으로 형성한다.
그리고, 도 6b에 도시된 바와 같이, 상기 게이트배선(125) 등이 형성된 기판(121)의 전면에 제 1 절연막인 게이트 절연막(129)을 형성한다. 상기 게이트 절연막(129)은 질화 실리콘(SiNx)과 산화 실리콘(SiO2)을 포함하는 무기절연물질 그룹 중 선택된 하나를 이용하여 형성한다.
다음으로, 상기 게이트 전극(123) 상부의 게이트 절연막(129) 상에 액티브층(active layer)(131), 오믹콘택층(ohmic contact layer)(133)을 형성하기 위한 반도체층을 순차적으로 적층하여 슬릿을 포함하는 마스크를 이용하여 패터닝하며, 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
상기 반도체층이 적층된 결과물 상에 포토 레지스트막을 형성하고 광 차단 영역, 투과 영역, 반투과 영역을 구비하는 하프-톤(half-tone) 마스크를 배치시킨 후 광을 조사한다. 상기 반투과 영역은 통상 다수의 슬릿으로 이루어진다.
여기서, 상기 마스크의 반투과 영역에 대응되는 부분은 화소 영역이며, 광 차단 영역은 상기 액티브층(131) 및 오믹 콘택층(133)이 형성되는 영역이며, 투과 영역은 게이트 패드 영역 및 데이터 패드 영역이다.
이와 같은 노광 공정을 진행한 후, 현상 및 식각 공정을 통하여 상기 게이트 전극(123) 상부의 게이트 절연막(129) 상에 아일랜드 형태로 액티브층(131)(active layer)과 오믹콘택층(133)(ohmic contact layer)을 형성한다. 이때, 상기 게이트 패드전극(127) 및 데이터 패드전극(141)이 노출되게 된다.
이어서, 도 6c에 도시된 바와 같이, 상기 결과물 상에 인듐-틴-옥사이드(ITO)와 인듐-징크-옥사이드(IZO)를 포함한 투명 도전성 금속그룹 중 선택된 하나를 증착한다. 이때, 증착되는 투명 도전성 금속층은 상기 게이트 패드전극(127) 및 데이터 패드전극(141) 상에도 형성된다.
그리고, 상기 투명 도전성 금속층 위에 데이터 배선(139), 소스 전극(135) 및 드레인 전극(137)을 형성하기 위한 소스/드레인 금속층이 형성된다. 상기 소스-드레인 금속층은 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 티타늄(Ti), 텅스텐(W), 알루미늄(Al), 알루미늄 합금을 포함하는 도전성 금속 그룹 중 선택된 하나를 증착하여 형성한다.
상기 결과물 상에 포토 레지스트막을 형성하고 광 차단 영역, 반투과 영역을 구비하는 하프-톤(half-tone) 마스크를 배치시킨 후 광을 조사한다. 여기서, 상기 마스크의 반투과 영역과 대응되는 부분은 투명 도전성 금속층만 남겨 둘 영역이며, 광 차단 영역은 데이터 배선(139), 소스 전극(135) 및 드레인 전극(137)이 형성되는 영역이다.
이와 같은 노광 공정을 진행한 후, 현상 및 식각 공정을 통하여 상기 게이트전극(123) 상부의 게이트 절연막(129)상에 소스 전극(135) 및 드레인 전극(137)을 형성하고, 다른 영역에서는 투명전극(161)이 노출되도록 한다. 이때, 상기 게이트 패드전극(127) 상부에는 투명한 게이트 패드 단자전극(163)이 형성되고, 상기 데이 터 패드전극(141) 상부에는 투명한 데이터 패드 단자전극(165)이 형성된다. 그리고, 상기 투명전극(161)과 게이트배선(125)에 의하여 스토리지 캐패시터가 형성된다.
이와 같이, 상기 게이트 패드전극(127) 및 데이터 패드전극(141) 상에 투명 도전성 금속으로 게이트 패드 단자전극(163), 데이터 패드 단자전극(165)을 형성함으로써 이후 공정에서 발생할 수 있는 패드부 전식, 부식에 의한 불량 유발을 방지할 수 있게 된다.
이후, 도 6d에 도시된 바와 같이, 상기 결과물 상에 요철층을 형성하는 과정을 수행한다.
상기 결과물 상에 벤조사이클로부텐(BCB)과 포토아크릴(photoacryl)계 수지(resin)를 포함한 투명한 감광성 유기절연물질 그룹 중 선택된 하나를 도포하여 유기절연막(147)을 형성한다. 상기 유기절연막(147)의 반사부에는 요철형 패턴이 형성되어 있다.
구체적으로 요철형 패턴의 형성 방법을 살펴보면, 상기 도포된 유기절연막 상에 마스크를 사용하여 빛을 조사하는 사진식각 공정을 진행하고, 상기 반사부(D)에 사각형 모양의 요철형상의 감광성 유기막 패턴을 형성한다.
이와 동시에 상기 어레이기판의 투과부(B)에 대응되는 부분의 상기 감광성 유기절연막도 아울러 제거된 것을 알 수 있다. 이때 상기 게이트 패드 단자전극(163) 및 데이터 패드 단자전극(165)도 노출된다. 그리고, 도 5를 참조하여 설명된 상기 제 1 점핑 콘택홀(153) 및 제 2 점핑 콘택홀(155)도 이 과정에서 형성된다. 즉, 상기 데이터 배선(125)의 일 끝단의 일부를 노출하는 제 1 점핑 콘택홀(153)과, 상기 데이터 패드전극(141)의 일부를 노출하는 제 2 점핑 콘택홀(155)이 형성된다.
이어서, 상기 사각형 모양의 요철 형상의 패턴에 대하여 용융 및 경화처리를 하게 되면 볼록부의 상부면이 둥근형상을 띠는 엠보싱 형상의 요철형 패턴(도 5의 147b 참조)이 반사부(D)에 형성된다.
한편, 상기와 같이 요철형 패턴을 형성하는 방법은 이에 한정되는 것이 아니라 여러 가지 방법으로 형성될 수 있다. 여기서, 상기 다수의 콘택홀을 형성하는 공정과 상기 유기절연막에 엠보싱 패턴을 형성하는 공정은 하나의 마스크공정으로 이루어진다.
이후, 도 6e에 도시된 바와 같이, 상기 다수의 콘택홀이 형성된 기판(121)의 전면에 알루미늄(Al)또는 알루미늄 합금과 같이 반사율이 뛰어난 금속을 증착하고 패턴하여, 투과홀(A)이 구비된 반사전극(149)을 형성한다. 상기 반사전극(149)은 반사부(D)에 형성되어 있는 유기절연막(147) 상의 요철형 패턴(147b)에 의해 요철형 구조를 가지게 된다.
그리고, 상기 반사전극(149)은 상기 반사부(D)와 투과부(B)의 경계에서 상기 투명전극(161)과 소정 접촉하게 된다. 따라서, 상기 드레인 전극(137)을 통해 인가되는 화소 신호는 상기 투명전극(161)으로 전달되어 상기 반사전극(149)으로 인가된다. 따라서, 상기 반사전극(149)과 상기 투명전극(161)은 하나의 화소 전극을 형성한다.
그리고, 상기 반사전극(149)을 이루는 물질은 상기 제 1 점핑 콘택홀(153) 및 제 2 점핑 콘택홀(155)에도 형성되며, 이를 경유하여 상기 데이터배선(139)의 일단과 데이터 패드전극(141)을 접속시키는 점핑전극(169)을 형성한다.
한편 도면으로 도시하지는 아니 하였으나, 상기 유기절연막(147)을 형성하기 전에, 도 6c에 도시된 결과물 상에 보호막을 더 형성할 수도 있다. 상기 보호막은 질화 실리콘(SiNx) 또는 산화 실리콘(SiO2)을 증착하여 형성한 무기절연막으로 형성할 수 있다. 이와 같은 무기절연막은 유기절연막이 채널로 침투되는 것을 방지하는 역할을 수행함으로써 박막 트랜지스터의 소자 특성을 향상시킬 수 있게 된다.
본 발명에 따른 반사투과형 액정표시장치 및 그 제조방법에 의하면, 마스크 공정을 저감하여 제조 비용을 절감하고 제조 수율을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 반사투과형 액정표시장치 및 그 제조방법에 의하면 패드부의 전식, 부식 문제를 해결하여 제품 불량을 방지하고 신뢰성을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

Claims (21)

  1. 화소 영역에 반사부와 투과부가 정의된 기판;
    상기 기판 상에 교차 배치되어 상기 화소 영역을 정의하는 게이트배선 및 데이터배선;
    상기 게이트배선과 데이터배선의 일 끝단에 형성된 게이트 패드전극 및 데이터 패드전극;
    상기 데이터배선과 상기 데이터 패드전극을 연결하는 점핑전극;
    상기 화소 영역에 형성된 투명전극;
    상기 반사부에 형성되며, 상기 투명전극 상에 형성된 요철형 패턴;
    상기 요철형 패턴 상에 형성된 반사전극;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 반사투과형 액정표시장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 요철형 패턴은 유기 절연막으로 형성된 것을 특징으로 하는 반사투과형 액정표시장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 투명전극과 상기 요철형 패턴 사이에 소스 전극 및 드레인 전극이 더 형성된 것을 특징으로 하는 반사투과형 액정표시장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 소스 전극 및 드레인 전극과 상기 요철형 패턴 사이에 무기절연막이 더 형성된 것을 특징으로 하는 반사투과형 액정표시장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 게이트 패드전극 및 데이터 패드전극 상에는 상기 투명전극과 동일 물질로 형성된 게이트 패드 단자전극 및 데이터 패드 단자전극이 더 형성된 것을 특징으로 하는 반사투과형 액정표시장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 투명전극은 상기 반사부와 투과부의 경계에서 상기 반사전극과 연결되는 것을 특징으로 하는 반사투과형 액정표시장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 데이터 패드전극은 상기 게이트배선과 동일 층에 동일 물질로 형성된 것을 특징으로 하는 반사투과형 액정표시장치.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 게이트 패드전극은 상기 데이터 패드전극과 동일 층에 동일 물질로 형 성된 것을 특징으로 하는 반사투과형 액정표시장치.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 점핑전극은 상기 반사전극과 동일층에 동일 물질로 형성된 것을 특징으로 하는 반사투과형 액정표시장치.
  10. 기판 상에 게이트 전극, 게이트배선, 게이트 패드전극, 데이터 패드전극을 형성하는 단계;
    상기 게이트 전극 상에 액티브층을 형성하는 단계;
    상기 액티브층 및 기판 상에 투명전극을 형성하는 단계;
    상기 결과물 상에 데이터배선, 소스 전극 및 드레인 전극을 형성하는 단계;
    상기 게이트배선과 상기 데이터배선에 의하여 정의되며, 반사부와 투과부를 구비하는 화소 영역 중에서, 상기 반사부 영역에 요철형 패턴을 형성하는 단계;
    상기 반사부의 요철형 패턴 상에 반사전극을 형성하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 반사투과형 액정표시장치 제조방법.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 투명전극을 형성하는 단계에 있어,
    상기 게이트 패드전극 및 데이터 패드전극 상에 게이트 패드 단자전극 및 데이터 패드 단자전극이 상기 투명전극과 동일 물질로 형성되는 것을 특징으로 하는 반사투과형 액정표시장치 제조방법.
  12. 제 10항에 있어서,
    상기 요철형 패턴은 유기 절연막으로 형성되는 것을 특징으로 하는 반사투과형 액정표시장치 제조방법.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 요철형 패턴은 감광성 유기 절연막으로 형성되는 것을 특징으로 하는 반사투과형 액정표시장치 제조방법.
  14. 제 10항에 있어서,
    상기 소스 전극 및 드레인 전극과 상기 요철형 패턴 사이에 무기절연막이 형성되는 단계가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 반사투과형 액정표시장치 제조방법.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 무기절연막은 질화 실리콘막 또는 산화 실리콘막으로 형성되는 것을 특징으로 하는 반사투과형 액정표시장치 제조방법.
  16. 제 10항에 있어서,
    상기 반사전극을 형성하는 단계에 있어,
    상기 데이터배선의 일단과 상기 데이터 패드전극을 연결하기 위한 점핑전극이 상기 반사전극과 동일 물질로 형성되는 것을 특징으로 하는 반사투과형 액정표시장치 제조방법.
  17. 제 10항에 있어서,
    상기 액티브층을 형성하는 단계는,
    상기 기판 상에 반도체층을 형성하는 단계;
    상기 반도체층 상에 감광막을 형성하는 단계;
    광 차단영역, 투과 영역, 반투과 영역을 구비하는 하프-톤 마스크를 상기 감광막 위에 위치시키고 노광을 수행하여 상기 감광막을 패터닝하는 단계;
    상기 패터닝된 감광막에 대한 식각을 수행하여 액티브층을 형성하는 단계;
    를 구비하는 것을 특징으로 하는 반사투과형 액정표시장치 제조방법.
  18. 제 17항에 있어서,
    상기 마스크의 반투과 영역에 대응되는 부분은 화소 영역인 것을 특징으로 하는 반사투과형 액정표시장치 제조방법.
  19. 제 17항에 있어서,
    상기 마스크의 광차단 영역에 대응되는 부분은 상기 액티브층이 형성되는 영 역인 것을 특징으로 하는 반사투과형 액정표시장치 제조방법.
  20. 제 17항에 있어서,
    상기 마스크의 투과 영역에 대응되는 부분은 상기 게이트 패드전극 영역 및 상기 데이터 패드전극 영역인 것을 특징으로 하는 반사투과형 액정표시장치 제조방법.
  21. 제 16항에 있어서,
    상기 요철형 패턴을 형성하는 단계에 있어,
    상기 점핑전극과 상기 데이터배선의 일단을 연결시키기 위한 제 1 점핑 콘택홀과, 상기 점핑전극과 상기 데이터 패드전극을 연결시기키 위한 제 2 점핑 콘택홀이 더 형성되는 것을 특징으로 하는 반사투과형 액정표시장치 제조방법.
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