KR100867610B1 - Array board for reflective transparent liquid crystal display device and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 반사투과형 액정표시장치에 관한 것으로, 특히 광이용 효율을 높여 고 휘도를 구현할 수 있는 반사투과형 액정표시장치용 어레이기판의 구조와 그 제조방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a reflective transmissive liquid crystal display device, and more particularly, to a structure and a manufacturing method of an array substrate for reflective transmissive liquid crystal display device capable of realizing high brightness by increasing light utilization efficiency.
본 발명에 따른 반사투과형 어레이기판은 화소부에 불규칙하게 반원 형상의 볼록패턴을 형성하여 볼록패턴은 반사부로, 볼록패턴이 존재하지 않는 영역은 투과부로 정의한다.In the reflective array substrate according to the present invention, a semicircular convex pattern is irregularly formed in the pixel portion, so that the convex pattern is a reflection portion, and a region where no convex pattern does not exist is defined as a transmission portion.
이를 위해, 상기 볼록패턴의 표면에는 반사판을 구성하고, 볼록패턴이 위치하지 않는 영역에는 투명 전극을 형성한다.To this end, a reflective plate is formed on the surface of the convex pattern, and a transparent electrode is formed in an area where the convex pattern is not located.
이와 같은 구성으로 반사모드와 투과모드시 모두 고휘도를 구현할 수 있는 반사투과형 액정표시장치를 제작할 수 있다.
With such a configuration, a reflective transmissive liquid crystal display device capable of realizing high luminance in both reflective and transmissive modes can be manufactured.
Description
도 1은 종래의 제 1 예에 따른 반사형 액정표시장치의 구성을 개략적으로 도시한 단면도이고,1 is a cross-sectional view schematically illustrating a configuration of a reflective liquid crystal display device according to a first example of the related art.
도 2는 종래의 제 2 예에 따른 반사형 액정표시장치의 구성을 개략적으로 도시한 단면도이고,2 is a cross-sectional view schematically illustrating a configuration of a reflective liquid crystal display device according to a second example of the related art.
도 3은 종래의 제 3 예에 따른 반사투과형 액정표시장치용 어레이기판의 일부를 도시한 단면도이고,3 is a cross-sectional view showing a part of an array substrate for a transflective liquid crystal display device according to a third example of the prior art;
도 4는 종래의 제 4 예에 따른 반사투과형 액정표시장치용 어레이기판의 일부를 도시한 단면도이고,4 is a cross-sectional view showing a part of an array substrate for a transflective liquid crystal display device according to a fourth example of the prior art;
도 5는 종래의 제 5 예에 따른 반사투과형 액정표시장치용 어레이기판의 일부를 도시한 확대 평면도이고,5 is an enlarged plan view showing a part of an array substrate for a reflective transmissive liquid crystal display device according to a fifth example of the related art;
도 6은 종래의 제 6 예에 따른 반사투과형 액정표시장치용 어레이기판의 일부를 도시한 확대 평면도이고,FIG. 6 is an enlarged plan view showing a part of an array substrate for a transflective liquid crystal display device according to a sixth example of the related art;
도 7은 본 발명에 따른 반사투과형 액정표시장치용 어레이기판의 일부를 도시한 확대 평면도이고, 7 is an enlarged plan view showing a portion of an array substrate for a reflective transmissive liquid crystal display device according to the present invention;
도 8a 내지 도 8d는 도 7의 Ⅶ-Ⅶ`,Ⅷ-Ⅷ`을 따라 절단하여, 본 발명의 공정 순서에 따라 도시한 공정 단면도이다.
8A to 8D are cross sectional views taken along the lines VII-VII and VII-VII of FIG. 7, and according to the process sequence of the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
100 : 기판 102 : 게이트 전극100
104 : 게이트 배선 105 : 게이트 배선의 연장부104: gate wiring 105: extension portion of the gate wiring
108 : 액티브층 112 : 소스 전극 108: active layer 112: source electrode
114 : 드레인 전극 116 : 데이터 배선114: drain electrode 116: data wiring
117 : 금속 패턴 128 : 불투명한 금속패턴117
130 : 투명 전극
130: transparent electrode
본 발명은 액정표시장치(liquid crystal display device)에 관한 것으로, 특히 반사모드(reflect mode)와 투과모드(transmit mode)를 선택적으로 사용할 수 있고, 높은 광 이용효율을 가지는 반사투과형 액정표시장치용 어레이기판과 그 제조방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a liquid crystal display device, and in particular, an array for a reflective liquid crystal display device having a high light utilization efficiency, which can selectively use a reflection mode and a transmission mode. A substrate and a method of manufacturing the same.
일반적으로, 반사투과형 액정표시장치는 투과형 액정표시장치와 반사형 액정표시장치의 기능을 동시에 지닌 것으로, 백라이트(back light)의 빛과 외부의 자연 광원 또는 인조광원을 모두 이용할 수 있으므로 주변환경에 제약을 받지 않고, 전력소비(power consumption)를 줄일 수 있는 장점이 있다.In general, the reflective transmissive liquid crystal display device has the functions of a transmissive liquid crystal display device and a reflective liquid crystal display device at the same time, and it is possible to use both a back light and an external natural light or artificial light source, thereby limiting the surrounding environment. There is an advantage that can reduce the power consumption (power consumption).
이때, 반사 투과형 액정표시장치는 반사형 액정표시장치와 투과형 액정표시장치의 동작을 하도록 구성되었기 때문에 광의 이용효율이 낮은 편이다.In this case, since the reflective transmission liquid crystal display device is configured to operate the reflective liquid crystal display device and the transmission liquid crystal display device, light utilization efficiency is low.
특히, 반사모드로 사용할 경우에는 외부광을 사용하기 때문에 광의 이용효율이 현저히 낮은 편이다. 따라서, 일반적인 반사형 액정표시장치에서 사용되고 있는 방법들을 적용하여 이러한 문제를 해결할 수 있다.In particular, when the reflection mode is used, since the external light is used, the utilization efficiency of the light is considerably low. Therefore, this problem can be solved by applying the methods used in general reflective liquid crystal display devices.
광 이용효율을 증대하기 위한 종래의 반사형 액정표시장치의 구성을 이하, 도면을 참조하여 설명한다.A configuration of a conventional reflective liquid crystal display device for increasing light utilization efficiency will be described below with reference to the drawings.
도 1은 종래의 제 1 예에 따른 반사형 액정표시장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.1 is a cross-sectional view schematically illustrating a reflective liquid crystal display device according to a first example of the related art.
도시한 바와 같이, 반사형 액정표시장치(9)는 액정층(미도시)을 개재하여 합착된 제 1 기판(10)과 제 2 기판(20)으로 구성되고, 제 2 기판(20)과 마주보는 제 1 기판(10)의 일면은 다수의 화소영역(P)으로 정의되고, 화소영역(P)의 일측에는 박막박막트랜지스터(T)가 구성된다.As illustrated, the reflective liquid
상기 박막트랜지스터(T)는 게이트 전극(12)과 액티브층(14)과 소스 전극(16)과 드레인 전극(18)으로 구성되며, 상기 게이트 전극(12)과 연결된 게이트 배선(미도시)이 화소영역(P)의 일 측을 지나 연장 형성되고, 상기 소스 전극(16)과 연결된 데이터 배선(20)이 상기 게이트 배선(미도시)이 지나가는 화소영역(P)의 일 측과 평행하지 않은 화소영역(P)의 타 측으로 연장 형성된다.
The thin film transistor T includes a
화소영역(P)에는 상기 드레인 전극(18)과 접촉하는 반사전극(26)이 구성되는 데, 이때 반사전극(26)의 표면을 요철로 형성한다.In the pixel region P, a
이와 같이 하면, 상기 요철의 볼록패턴(24)에 의해 외부로부터 입사된 빛(L1)이 정반사(正反射)되는 것을 최소화하고, 난반사(亂反射) 되도록 하는 효과가 있다.In this way, it is possible to minimize the specular reflection of light L1 incident from the outside by the convex-
빛이 난반사 되면 넓은 시야각을 확보 할 수 있도록 할 뿐 아니라 전체적으로 휘도가 개선되는 효과가 있다.When the light is diffusely reflected, not only can a wide viewing angle be secured, but the overall luminance is improved.
이러한 이유로 종래에는 상기 반사전극(26)의 표면을 요철로 형성하였다. For this reason, conventionally, the surface of the
이때, 상기 반사전극(26)을 요철로 형성하기 위해서는 반사전극(26)하부의 보호막(24)표면을 요철로 형성하여, 보호막(24)의 상부에 반사전극(26)을 증착하는 방법을 사용하거나, 상기 보호막(26)의 상부에 별도의 감광성 유기막을 패턴하여 이를 요철 형상으로 제작하는 방법을 사용할 수 있다.At this time, in order to form the
상기 제 1 기판(10)과 마주보는 제 2 기판(20)의 일면에는 상기 화소영역(P)에 대응하여 적색(R)과 녹색(G)과 청색(B)을 표현하는 서브 컬러필터(32a,32b,32c)와, 컬러필터 사이에는 블랙매트릭스(34)가 구성되며, 상기 서브 컬러필터(32a,32b,32c)의 상부에는 투명한 공통전극(36)이 구성된다.On one surface of the
전술한 바와 같은 구성은 상기 보호막(24)을 요철로 형성하는 공정이 복잡하기는 하지만 요철형상의 반사전극(26)에 의해 외부의 광 이용효율을 높일 수 있는 장점이 있다.As described above, although the process of forming the
이하, 도 2를 참조하여, 광 이용효율을 높일 수 있는 또 다른 예를 설명한 다.Hereinafter, another example of improving light utilization efficiency will be described with reference to FIG. 2.
도 2는 종래의 제 2 예에 따른 반사형 액정표시장치(9)의 구성을 개략적으로 도시한 단면도이다.2 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of a reflective liquid
대부분의 구성은 종래의 제 1 예의 구성과 동일하므로 자세한 설명한 생략하도록 한다.Since most of the configuration is the same as that of the first example of the related art, a detailed description thereof will be omitted.
도시한 바와 같이, 화소영역(P)에 구성된 반사전극(26)을 요철(볼록패턴)로 형성하지 않는 대신, 상기 제 2 기판(20)의 상부에 산란필름(scattering film)(50)을 구성하는 것이다.As shown, instead of forming the
산란 필름(50)은 앞서 설명한 바와 같은 난반사 효과를 얻을 수 있으므로 고 휘도를 구현할 수 있는 장점이 있다.Scattering
전술한 바와 같은 반사형 액정표시장치의 구성은 이 하 도 5와 도 6에서 설명하는 반사투과형 액정표시장치의 반사부에 적용 가능하다.The configuration of the reflective liquid crystal display device as described above is applicable to the reflecting portion of the reflective liquid crystal display device described below with reference to FIGS. 5 and 6.
이를 설명하기에 앞서 일반적으로 사용하고 있는 반사투과형 액정표시장치용 어레이기판의 개략적인 단면 구성을 설명한다.Before explaining this, a schematic cross-sectional configuration of an array substrate for a reflective transmissive liquid crystal display device which is generally used will be described.
도 3과 도 4는 종래의 제 3, 4예에 따른 반사형 액정표시 장치의 구성을 개략적으로 도시한 단면도이다.(데이터 배선을 중심으로 이웃한 화소영역의 단면 구성임.)3 and 4 are cross-sectional views schematically showing the configuration of the reflective liquid crystal display device according to the third and fourth examples of the related art.
도 3과 도 4에 도시한 바와 같이, 제 1 기판(60)과 제 2 기판(80)이 이격하여 합착되고, 제 2 기판(80)과 마주보는 제 1 기판(60)에는 다수의 화소영역(P)이 정의되고, 상기 화소영역(P)의 일측과 이와는 평행하지 않은 타측을 지나 서로 수 직하게 교차하는 게이트 배선(미도시)과 데이터 배선(62)이 구성된다.As shown in FIGS. 3 and 4, the
상기 제 1 기판(60)과 마주보는 제 2 기판(80)의 일면에는 적색과 녹색과 청색을 띄는 서브 컬러필터(82a,82b)와 각 서브컬러 필터 사이에는 블랙매트릭스(84)가 구성되고, 상기 서브 컬러필터(82a,82b)와 블랙매트릭스(84)의 상부에는 투명한 공통전극(86)이 구성된다.On one surface of the
전술한 구성에서, 상기 화소영역(P)은 다시 반사부(B)와 투과부(D)로 나누어진다.In the above configuration, the pixel region P is further divided into a reflecting portion B and a transmitting portion D. FIG.
일반적으로, 반사부(B)에 대응하여 반사전극(64)을 구성하고 투과부(D)에 대응하여 투명전극(66)을 형성하게 되는데 일반적으로는, 투과홀(H)을 포함하는 반사전극(64)을 투명전극(66)의 상부 또는 하부에 구성함으로서, 투과부(B)와 반사부(D)가 정의되도록 하기도 한다.In general, the
이때, 반사 투과형 액정표시 장치에서 고려되어야 할 부분은 투과부(D)와 반사부(B)에서의 색차를 줄이는 것이다.In this case, a part to be considered in the reflective transmissive liquid crystal display device is to reduce the color difference between the transmissive part D and the reflective part B. FIG.
이러한 점에서, 도 3의 구성은 투과부(D)에 대응한 부분과 반사부(B)에 대응한 부분을 통과하는 빛이 느끼는 거리(액정층을 통과할 때 빛이 느끼는 액정층의 거리)가 다르기 때문에 빛의 편광특성 또한 다르다.In this regard, the configuration of FIG. 3 shows that the distance felt by the light passing through the portion corresponding to the transmissive portion D and the portion corresponding to the reflective portion B (the distance of the liquid crystal layer felt by the light when passing through the liquid crystal layer) Because of the different polarization characteristics of light are also different.
즉, 투과부(D)에 대응하여 통과한 빛이 d의 두께를 가지는 액정층을 통과하였다면, 반사부(B)를 통과하는 빛은 반사전극(62)에 한번은 반사되므로 2d의 두께를 가지는 액정층(미도시)을 통과하는 것과 같다.That is, if the light passing through the transparent part D passes through the liquid crystal layer having a thickness d, the light passing through the reflecting part B is reflected by the
따라서, 투과부(D)와 반사부(B)에 대응하여 통과되는 빛은 그 편광특성이 다 르게 되고, 이로 인해 투과모드와 반사모드에서의 색순도 차이가 발생한다.Therefore, the light passing corresponding to the transmissive portion D and the reflecting portion B has different polarization characteristics, resulting in a difference in color purity in the transmissive mode and the reflective mode.
이를 해결하기 위한 방법으로 도 4에 도시한 바와 같이, 상기 투과부(D)에 대응하는 하부의 절연막(63)을 식각하여 식각홈(61)을 형성하고, 이 부분에 액정(미도시)을 채우는 방법으로 반사부(B)와 투과부(D)에 대응하여 액정층을 지나가는 빛의 경로를 동일하게 하는 구성이 제안되었다.As a method for solving this problem, as shown in FIG. 4, an
전술한 바와 같은 대략적인 단면구성과 상기 도 1과 도 2에 설명한 확산 필름과 요철을 적용한 반사투과형 액정표시장치의 평면 구성을 이하, 도면을 참조하여 설명한다.The planar configuration of the reflective cross-sectional liquid crystal display device to which the above-mentioned rough cross-sectional structure and the diffusion film and the unevenness described in FIGS. 1 and 2 are applied will be described below with reference to the drawings.
도 5는 종래의 제 4 예에 따른 반사투과형 액정표시장치용 어레이기판의 한 화소를 도시한 확대 평면도이다.FIG. 5 is an enlarged plan view illustrating one pixel of an array substrate for a transflective liquid crystal display according to a fourth example of the related art.
도시한 바와 같이, 기판(60) 상에 일 ??향으로 서로 소정간격 평행하게 이격된 게이트 배선(70)과, 이와는 수직하게 교차하여 화소영역(P)을 정의하는 데이터 배선(62)이 구성되고, 두 배선(62,70)의 교차지점는 게이트 전극(71)과 액티브층(72)과 소스 전극(74)과 드레인 전극(76)을 포함하는 박막트랜지터(T)가 구성된다.As shown in the drawing, the
전술한 구성에서, 상기 화소 영역(P)은 앞서 설명한 바와 같이 반사부(B)와 투과부(D)로 정의되며, 반사부(B)에 대응하는 부분에는 반사전극(64)이 구성되고 상기 투과부(D)에 대응하는 부분에는 투명 전극(66)이 구성된다.In the above-described configuration, the pixel region P is defined as a reflecting portion B and a transmitting portion D as described above, and a reflecting
이때, 상기 투명 전극(66)은 상기 드레인 전극(76)과 접촉하여 구성한다.
In this case, the
상기 투명 전극과 병렬로 연결된 스토리지 캐패시터(CST)가 게이트 배선(61)의 일부(90) 상부에 구성되며, 이는 게이트 배선의 일부를 스토리지 제 1 전극으로 하고, 스토리지 제 1 전극(90)의 상부에 구성되고 상기 투명전극(66)과 접촉하는 섬 형상의 금속패턴(92)을 스토리지 제 2 전극으로 한다. A storage capacitor C ST connected in parallel with the transparent electrode is formed on the
전술한 바와 같은 구성의 어레이기판을 가지는 반사투과형 액정표시장치를 반사모드로 사용할 경우에는 외부광의 광 이용효율을 높이기 위해 도시하지는 않았지만 도 2의 구성처럼 산란 필름을 구성하여 휘도를 개선하는 방법을 적용할 수 있다.In the case of using the reflection type liquid crystal display device having the array substrate having the above-described configuration in the reflection mode, a method of improving the brightness by configuring the scattering film as shown in FIG. 2 is not shown in order to increase the light utilization efficiency of external light. can do.
그러나, 산란 필름(미도시)을 구성하게 되면 상기 반사전극(62)에 반사되어 편광된 빛(미도시)이 산란필름(미도시)의 산란층에서 깨어지기 때문에 컨트라스트(contrast)가 낮아져 화질이 저하되는 문제가 발생한다.However, when the scattering film (not shown) is configured, the light reflected by the
따라서, 공정은 좀 복잡하나 고 휘도(high brightness)와 고 콘트라스트(high contrast ratio)를 구현하는 방법으로 앞서 설명한 요철 형상을 적용하여 제작한 반사 투과형 액정표시자치용 어레이기판을 이하, 도 6을 참조하여 설명한다.Therefore, the process is a little complicated, but the reflection-transmissive liquid crystal display autonomous array substrate fabricated by applying the above-mentioned concave-convex shape as a method of implementing high brightness and high contrast ratio, see FIG. Will be explained.
도 6은 종래의 제 2 예에 따른 반사투과형 액정표시장치용 어레이기판의 한 화소를 도시한 확대 평면도이다.(대부분의 구성은 도 5와 동일하므로 이에 대한 설명을 생략한다.)FIG. 6 is an enlarged plan view showing one pixel of an array substrate for a transflective liquid crystal display device according to a second example of the related art. (Most configurations are the same as in FIG. 5, and thus description thereof will be omitted.)
도시한 바와 같이, 반사부(B)에 대응하는 부분에 위치한 반사전극(64)의 표 면에 볼록패턴(A)을 형성한다.As shown in the figure, a convex pattern A is formed on the surface of the
이와 같이 하면, 앞서 설명한 바와 같이 반사모드(B)에서 외부로부터 입사된 빛이 정반사(正反射)되는 것을 최소화하고, 난반사(亂反射) 되도록 하는 효과가 있다.In this way, as described above, there is an effect of minimizing the specular reflection of light incident from the outside in the reflection mode B and making the diffuse reflection.
빛이 난반사 되면 넓은 시야각을 확보 할 수 있도록 할 뿐 아니라 전체적으로 휘도가 개선되는 효과가 있다.When the light is diffusely reflected, not only can a wide viewing angle be secured, but the overall luminance is improved.
그러나, 도 6에 도시한 바와 같은 형상으로 한 화소를 투과부와 반사부를 구분하는 경우에는 화소의 면적을 효율적으로 사용하고 있다고 보기는 어렵다.However, when a pixel having a shape as shown in FIG. 6 is divided into a transmission portion and a reflection portion, it is difficult to say that the area of the pixel is effectively used.
우선 반사부(B)를 보면 볼록패턴(A)의 표면으로 입사하는 광은 볼록패턴의 슬로프(slope)각에 의하여 사용자가 원하는 정면쪽의 주 시야각으로 빛을 산란 반사시키지만, 볼록패턴이 형성되지 않은 미러 반사판 영역(E)은 실제 사용자의 디스플레이 사용과는 무관한 거울 반사각으로 입사각을 대부분 반사시킨다.First, when reflecting portion B, light incident on the surface of the convex pattern A reflects and scatters light at the main viewing angle of the front side desired by the slope angle of the convex pattern, but the convex pattern is not formed. The non-mirror reflector area E reflects most of the incident angle at a mirror reflection angle irrelevant to the actual user's display use.
일반적으로 모든 자연계의 반사체는 크게 입사광에 대해서 specula 반사, Haze와 Lambertian의 3가지 성분으로 구성된다. 이때, 입사광에 대한 각도별 반사각의 반사강도의 측면에서 보면 결국 복록부(bump)가 형성되는 부분의 면적만이 Haze에 영향을 주며 이 부분이 결국 주반사 시야각의 반사율의 스펙을 결정하는 인자이다.In general, all natural reflectors consist of three components: specula reflection for incident light, Haze and Lambertian. At this time, in terms of the reflection intensity of the angle of reflection for the incident light, only the area of the part where the bump is formed eventually affects Haze, and this part is a factor that determines the specification of the reflectance of the main reflection field angle. .
반면, 미러 반사체의 부분은 그 반사율이 좋다고 하더라도 사용 환경과는 무관한 거울 반사각으로 소모되는 부분이므로 무용(無用)하다.On the other hand, the part of the mirror reflector is useless even if its reflectance is good because it is consumed at the mirror reflection angle irrelevant to the environment of use.
즉, 반사모드에서 볼록패턴(B)이외의 부분(E)은 화소영역(P)내의 이용효율이 적은 면적이라 할 수 있다.That is, in the reflection mode, the portion E other than the convex pattern B may be an area having low utilization efficiency in the pixel region P. FIG.
이러한 면적을 최소화하여 이용효율을 증대하면 좋으나, 요철의 패터닝(patterning)과 랜덤(random)화 라는 문제 때문에 이러한 영역은 불가피하게 형성될 수밖에 없다.It is good to increase the use efficiency by minimizing such area, but due to the problem of patterning and randomization of irregularities, such an area is inevitably formed.
이러한 이유로 액정패널의 화질이 선명하지 않은 문제가 발생한다.
For this reason, there is a problem that the image quality of the liquid crystal panel is not clear.
본 발명은 전술한 바와 같은 문제를 해결하기 위한 목적으로 제안된 것으로, 한 화소에 대해 볼록패턴을 랜덤하게 형성하되 볼록패턴을 반사부로 정의하고, 볼록패턴을 제외한 나머지 영역을 투과부로 정의한다.The present invention has been proposed for the purpose of solving the above-described problems, and a convex pattern is randomly formed for one pixel, but the convex pattern is defined as a reflector, and the remaining region except the convex pattern is defined as a transmissive part.
이와 같은 구성은 기존에 비해 거울 반사 영역을 제거할 수 있고, 이를 투과영역으로 확대하여 투과모드에서 휘도를 증가시킬 수 있는 장점과 함께, 기존의 투과부에 반사부를 확대하여 반사부의 밀도를 높일 수 있으므로 반사모드에서도 휘도를 증가시키는 장점이 있다.
Such a configuration can remove the mirror reflection area compared to the conventional one, and can increase the density of the reflection part by expanding the reflection part in the existing transmission part and increasing the luminance in the transmission mode by expanding it to the transmission area. There is an advantage of increasing the luminance even in the reflection mode.
전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 반사투과형 액정표시장치용 어레이기판은 절연기판과; 상기 절연기판 상에 일 방향으로 서로 이격하여 평행하게 구성된 다수의 게이트 배선과; 상기 게이트 배선과 교차하여 화소영역을 정의하는 데이터 배선과; 상기 게이트 배선과 데이터 배선의 교차지점에 구성된 박막트랜지스터와; 상기 화소영역에 불규칙하게 구성되고, 표면에 불투명한 금속이 증착된 볼록패턴과; 상기 박막트랜지스터와 연결되고, 상기 패턴이 구성된 영역을 제외한 나머지 화소 영역에 구성된 투명전극을 포함한다.An array substrate for a reflective transmissive liquid crystal display device according to the present invention for achieving the above object is an insulating substrate; A plurality of gate wires arranged in parallel on the insulating substrate and spaced apart from each other in one direction; A data line defining a pixel area crossing the gate line; A thin film transistor configured at an intersection point of the gate line and the data line; A convex pattern irregularly formed in the pixel region and having an opaque metal deposited on a surface thereof; It includes a transparent electrode connected to the thin film transistor, and configured in the remaining pixel region other than the region in which the pattern is formed.
상기 볼록패턴의 표면에 구성된 불투명한 금속은 알루미늄(Al) 또는 알루미늄 합금인 것을 특징으로 한다.The opaque metal formed on the surface of the convex pattern is characterized in that the aluminum (Al) or aluminum alloy.
상기 불투명한 금속은 볼록패턴의 하단에서 상기 투명전극과 접촉하도록 구성한다.The opaque metal is configured to contact the transparent electrode at the bottom of the convex pattern.
상기 박막트랜지스터는 상기 게이트 배선과 연결된 게이트 전극과, 액티브층과, 상기 데이터 배선과 연결된 소스 전극과 이와는 소정간격 이격된 드레인 전극을 포함한다.The thin film transistor includes a gate electrode connected to the gate line, an active layer, a source electrode connected to the data line, and a drain electrode spaced apart from the predetermined distance.
상기 투명전극은 인듐-틴-옥사이드(ITO)와 인듐-징크-옥사이드(IZO)를 포함하는 투명한 도전성 금속물질 그룹 중 선택된 하나로 구성한다.The transparent electrode is composed of one selected from the group of transparent conductive metal materials including indium tin oxide (ITO) and indium zinc oxide (IZO).
상기 게이트 배선에서 연장된 연장부와, 상기 연장부의 상부에 구성되고 상기 투명전극과 접촉하는 섬 형상의 금속패턴이 더욱 구성되며, 상기 게이트 배선의 연장부와 상기 섬형상의 금속패턴 사이에 절연막이 더욱 구성되어 스토리지 캐패시터가 구성된다.And an extension portion extending from the gate wiring, and an island-shaped metal pattern formed on the extension portion and contacting the transparent electrode, and an insulating film between the extension portion of the gate wiring and the island-shaped metal pattern. Further configured, the storage capacitor is configured.
본 발명의 특징에 따른 반사투과형 액정표시장치용 어레이기판의 제조방법은 절연기판 상에 일 방향으로 서로 이격하여 평행하게 구성된 다수의 게이트 배선과 이에 연결된 게이트 전극을 형성하는 단계와; 상기 게이트 배선과 교차하여 화소영역을 정의하는 데이터 배선을 형성하는 단계와; 상기 게이트 배선과 데이터 배선의 교차지점에 박막트랜지스터를 형성하는 단계와; 상기 화소영역에 불규칙하게 구성되고, 표면에 불투명한 금속이 증착된 볼록패턴을 형성하는 단계와; 상기 박막트랜지스터와 연결되고, 상기 볼록패턴이 구성된 영역을 제외한 나머지 화소 영역에 투명전극을 형성하는 단계를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing an array substrate for a reflective transmissive liquid crystal display device, the method including: forming a plurality of gate wires parallel to each other in one direction on a insulating substrate and a gate electrode connected thereto; Forming a data line crossing the gate line to define a pixel area; Forming a thin film transistor at an intersection point of the gate line and the data line; Forming a convex pattern irregularly formed in the pixel region and having an opaque metal deposited on a surface thereof; Forming a transparent electrode connected to the thin film transistor and remaining in the pixel region except for the region in which the convex pattern is formed.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 바람직한 실시예들을 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments will be described with reference to the accompanying drawings.
-- 실시예 -- Example
본 발명에 따른 반사투과형 액정표시장치용 어레이기판은 한 화소를 반사부와 투과부로 정의하되, 화소에 랜덤하게 구성되고 표면에 반사판이 형성된 볼록패턴을 반사부로 하고 볼록패턴을 제외한 나머지 영역을 투과부로 구성하는 것을 특징으로 한다.In the array substrate for a transflective liquid crystal display device according to the present invention, one pixel is defined as a reflector and a transmissive portion. It is characterized by the configuration.
도 7은 본 발명에 따른 반사투과형 액정표시장치용 어레이기판의 한 화소를 도시한 확대 평면도이다.7 is an enlarged plan view illustrating one pixel of the array substrate for a reflective transmissive liquid crystal display device according to the present invention.
도시한 바와 같이, 기판(100)상에 일 방향으로 소정간격 평행하게 이격된 다수의 게이트 배선(104)을 구성하고, 이와는 수직하게 교차하여 화소영역(P)을 정의하는 데이터 배선(116)을 구성한다. As shown in the drawing, a plurality of
상기 두 배선(104,116)의 교차지점에는 게이트 전극(102)과 액티브층(108)과 소스 전극(112)과 드레인 전극(114)을 포함하는 박막트랜지스터(T)를 구성한다.The thin film transistor T including the
상기 화소영역(P)에 다수의 볼록패턴(126)을 불규칙하게 구성하며, 이러한 볼록패턴(126)의 표면에는 반사판(128)을 형성한다.A plurality of
상기 볼록패턴(126)을 제외한 영역에 상기 드레인 전극(114)과 접촉하는 투 명 전극(130)을 형성한다. 따라서, 상기 볼록패턴(128)은 반사부로 정의되고, 볼록패턴(128)을 제외한 나머지 영역을 투과부로 정의되는 결과를 얻을 수 있다.The
상기 투명 전극(130)과 회로적으로 병렬로 연결된 스토리지 캐패시터(CST)를 게이트 배선(104)의 상부에 구성하며 이때, 상기 스토리지 캐패시터(CST)의 제 1 전극(스토리지 제 1 전극)으로, 게이트 배선에서 화소영역으로 소정 면적으로 연장된 연장부(105)를 사용하고, 연장부(105)의 상부에 패턴되고 투명 전극(130)과 접촉하는 섬 형상의 금속패턴(117)을 스토리지 캐패시터(CST)의 제 2 전극(스토리지 제 2 전극)으로 사용한다.The storage capacitor C ST , which is connected in parallel with the
이하, 도 8a 내지 도 8d를 참조하여 본 발명에 따른 반사투과형 액정표시장치용 어레이기판의 제조공정을 설명한다.Hereinafter, a manufacturing process of an array substrate for a reflective transmissive liquid crystal display device according to the present invention will be described with reference to FIGS. 8A to 8D.
도 8a 내지 도 8d는 도 7의Ⅶ-Ⅶ`,Ⅷ-Ⅷ`을 따라 절단하여, 본 발명의 공정 순서에 따라 도시한 공정 단면도이다.8A to 8D are cross sectional views taken along the line VII-VII` and VII-VII` of FIG. 7 and according to the process sequence of the present invention.
먼저, 도 8a에 도시한 바와 같이, 기판(100)상에 알루미늄(Al), 알루미늄 합금(AlNd), 텅스텐(W), 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo)등의 단일 금속이나 알루미늄(Al)/크롬(Cr)(또는 몰리브덴(Mo))등의 이중 금속층 구조인 게이트전극(102)과, 상기 게이트전극(102)과 전기적으로 연결된 게이트배선(104)을 형성한다.First, as shown in FIG. 8A, a single metal such as aluminum (Al), aluminum alloy (AlNd), tungsten (W), chromium (Cr), molybdenum (Mo), or aluminum (Al) on the
동시에, 화소영역(P)으로 게이트배선에서 소정면적으로 돌출된 연장부(105)를 형성한다.At the same time, an
이러한 게이트 전극(102)과 게이트 배선(104)을 형성하는 물질은 액정표시장 치의 동작에 중요하기 때문에 RC 딜레이(delay)를 작게 하기 위하여 저항이 작은 알루미늄이 주류를 이루고 있으나, 순수 알루미늄은 화학적으로 내식성이 약하고, 후속의 고온 공정에서 힐락(hillock)형성에 의한 배선 결함문제를 야기하므로, 알루미늄 배선의 경우는 전술한 바와 같이 합금의 형태로 쓰이거나 적층 구조가 적용된다.Since the material forming the
다음으로, 상기 게이트배선(104)등이 형성된 기판(100)상에 질화 실리콘(SiNx)과 산화 실리콘(SiO2)등이 포함된 무기절연물질 또는 경우에 따라서는 벤조사이클로부텐(BCB)과 아크릴(Acryl)계 수지(resin)등이 포함된 유기절연물질 중 하나를 증착 또는 도포하여 게이트 절연막(106)을 형성한다.Next, an inorganic insulating material containing silicon nitride (SiN x ), silicon oxide (SiO 2 ), or the like, or in some cases benzocyclobutene (BCB), on the
다음으로, 상기 게이트전극(102)상부의 게이트 절연막(106)상에 아몰퍼스 실리콘으로 형성한 액티브층(108)(active layer)과 불순물이 포함된 아몰퍼스 실리콘으로 형성한 오믹 콘택층(110)(ohmic contact layer)을 적층하여 형성한다.Next, the
연속하여, 상기 오믹 콘택층(110)상부에 전술한 바와 같은 도전성 금속물질 중 선택된 하나를 증착하고 패턴하여, 소스 전극(112)과 드레인 전극(114)과, 상기 소스 전극(112)과 수직하여 연장된 데이터배선(116)을 형성한다.Successively, a selected one of the conductive metal materials as described above is deposited and patterned on the
동시에, 상기 화소영역(P)을 정의하는 게이트 배선(104)의 연장부(105) 상부에 섬형상의 금속패턴(117)을 형성한다.At the same time, an island-shaped
다음으로, 도 8b에 도시한 바와 같이, 상기 소스 및 드레인 전극(112,114)과 데이터 배선(116)이 형성된 기판(100)의 전면에 질화 실리콘(SiNX) 또는 산화 실리 콘(SiO2)을 포함하는 무기절연물질 그룹 중 선택된 하나를 증착하여 제 1 보호막(118)을 형성한다.Next, as shown in FIG. 8B, silicon nitride (SiN X ) or silicon oxide (SiO 2 ) is included on the entire surface of the
상기 무기막인 제 1 보호막(118)은 이후 공정에서 형성되는 유기막 보다는 상기 액티브층(108)과의 계면 특성이 좋기 때문에 유기막을 형성하기 전 액티브층과 접촉하도록 형성하는 것이 바람직하다.Since the first
연속하여, 상기 제 1 보호막(118)의 상부에 벤조사이클로부텐(BCB)과 아크릴(acryl)계 수지(resin)를 포함하는 유기절연물질 그룹 중 선택된 하나를 도포하여 제 2 보호막(120)을 형성한다.Subsequently, a
상기 제 2 보호막의 상부에 감광성 유기막을 증착한 후 패턴하여, 상기 화소영역에 대응하여 불규칙하게 볼록패턴(126)을 형성한다.The photosensitive organic film is deposited on the second passivation layer, and then patterned to form a
이때, 상기 볼록패턴(126)은 유기막을 사각형상으로 패턴한 후 소정의 열을 가하여 용융하는 방법으로 반원 형상으로 제작한다.At this time, the
도 8c에 도시한 바와 같이, 상기 제 2 보호막과 그 하부의 제 1 절연막을 패턴하여 드레인 전극(114)의 일부를 노출하는 드레인 콘택홀(122)과, 상기 금속패턴(117)의 일부를 노출하는 스토리지 콘택홀(124)을 형성하다.As shown in FIG. 8C, the
연속적인 공정으로, 상기 볼록패턴(126)에 알루미늄(Al) 또는 알루미늄합금(예를 들면 AlNd)과 은(Ag) 또는 은 합금과 같이 반사율이 띄어난 금속을 증착하여 반사판(128)을 형성한다.In a continuous process, a
즉. 기판(100)의 전면에 전술한 금속을 증착한 후, 포토공정을 거쳐 상기 볼 록패턴(126)에만 금속이 남도록 한다.In other words. After the above-described metal is deposited on the entire surface of the
다음으로 도 8d에 도시한 바와 같이, 상기 볼록패턴(126)의 표면에만 반사판(128)이 형성된 기판(100)의 전면에 인듐-틴-옥사이드(ITO)와 인듐-징크-옥사이드(IZO)를 포함하는 투명한 도전성 금속물질을 증착한 후 패턴하여, 상기 드레인 전극(114)과 접촉하는 동시에 화소영역(P)을 거쳐 상기 섬 형상의 금속패턴(117)과 접촉하는 투명전극(130)을 형성한다.Next, as shown in FIG. 8D, indium tin oxide (ITO) and indium zinc oxide (IZO) are formed on the entire surface of the
이때, 상기 투명전극(130)은 상기 요철을 덮지 않고 요철이 형성된 영역 이외의 영역에만 대응하여 형성되도록 한다. 따라서, 상기 반사판(128)과 화소전극(130)은 볼록패턴(126)의 하단부에서 서로 접촉하는 형상이다.In this case, the
전술한 공정에서, 상기 게이트 배선(104)에서 상기 화소영역의 일부로 돌출 연장된 부분(105)을 스토리지 제 1 전극으로 하고, 상기 투명전극(130)과 접촉하는 섬 형상의 금속패턴(117)을 스토리지 제 2 전극으로 하고, 이들 두 전극사이에 개재된 게이트 절연막(106)을 유전체로 하는 스토리지 캐패시터(CST)가 구성된다.In the above-described process, an island-shaped
상기 화소영역(P)에 반사판(128)이 형성된 볼록패턴(126)이 랜덤하게 구성되므로, 상기 볼록패턴(128)은 반사부로, 상기 볼록패턴(126)사이의 영역은 투과부로 정의된다.Since the
이와 같은 구성은 종래 반사모드에서 볼록패턴(128)사이의 영역에서 광 이용효율이 낮았던 문제를 해결할 수 있는 구성이다.Such a configuration can solve the problem of low light utilization efficiency in the region between the
즉, 종래와는 달리 반사모드와 투과모드의 광 이용 면적이 더 늘어난 결과가 된다. That is, unlike the conventional art, the light use area of the reflection mode and the transmission mode is further increased.
전술한 바와 같은 공정으로 본 발명에 따른 반사투과형 컬러 액정표시장치용컬러필터 기판을 제작할 수 있다.
According to the above-described process, a color filter substrate for a reflective transmissive color liquid crystal display device can be manufactured.
따라서, 본 발명에 따라 제작된 컬러필터기판을 적용한 반사투과형 액정표시장치는 아래와 같은 특징이 있다.Therefore, the reflective liquid crystal display device to which the color filter substrate manufactured according to the present invention is applied has the following characteristics.
첫째, 화소영역의 전면에 반사판이 형성된 볼록패턴을 랜덤하게 구성함으로서 겨울 반사면적을 제거하고 이를 투과모드로 영역으로 확대함으로서 투과모드시 휘도를 증가시키는 효과가 있다.First, by constructing a convex pattern having a reflective plate formed on the entire surface of the pixel region at random, the winter reflection area is removed and the light is enlarged in the transmissive mode to increase the luminance in the transmissive mode.
셋째, 기존의 투과영역에 까지 반사판이 형성된 볼록패턴을 형성함으로서 반사부의 화소당 밀도를 증가시켜 반사모드시 휘도를 개선할 수 있는 효과가 있다.
Third, by forming a convex pattern in which a reflector is formed in the existing transmission region, the density per pixel of the reflector may be increased, thereby improving luminance in reflection mode.
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