液晶表示装置及びその製造方法
【課題】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の製造方法を提供する。
【解決手段】第１及び第２基板を提供し、第１マスク工程で第１基板上にゲートラインを形成し、第２マスク工程で第１基板上のゲート絶縁膜とゲート絶縁膜上の半導体パターンと半導体パターン上の画素領域を定義するようにゲートラインと交差するデータラインとソース電極及びドレイン電極を形成し、第３マスク工程でデータライン上の有機絶縁膜とソース電極及びドレイン電極を形成し有機絶縁膜を貫通する透過ホールを形成し、第４マスク工程で有機絶縁膜を貫通してドレイン電極と接続された画素電極及び透過ホールを形成し、透過ホールの画素電極を露出させる反射電極を画素電極上に形成する液晶表示装置の製造方法を提供する。
【解決手段】第１及び第２基板を提供し、第１マスク工程で第１基板上にゲートラインを形成し、第２マスク工程で第１基板上のゲート絶縁膜とゲート絶縁膜上の半導体パターンと半導体パターン上の画素領域を定義するようにゲートラインと交差するデータラインとソース電極及びドレイン電極を形成し、第３マスク工程でデータライン上の有機絶縁膜とソース電極及びドレイン電極を形成し有機絶縁膜を貫通する透過ホールを形成し、第４マスク工程で有機絶縁膜を貫通してドレイン電極と接続された画素電極及び透過ホールを形成し、透過ホールの画素電極を露出させる反射電極を画素電極上に形成する液晶表示装置の製造方法を提供する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
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、カラーフィルター６、及び共通電極８を備える。ブラックマトリクス４は上部ガラス基板２にマトリクス形態に形成される。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。
【０００５】
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との交差で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。
【０００６】
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。
【０００７】
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。
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【００１０】
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、反射型と違って外部光からの制約を受けることはない。
【００１１】
このため、半透過型液晶パネルは各画素が反射領域及び透過領域で区分される。従って、半透過型薄膜トランジスタ基板は、図１に示し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た構造となる。その結果、マスク工程数が増加するため、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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００３−２４８２３２号公報
【特許文献２】特開２００４−２９４８０７号公報
【特許文献３】特開２００４−３１８０７３号公報
【特許文献４】特開２００３−１３１２４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
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。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の上記目的を達成するため、本発明による液晶表示装置は、第１及び第２基板と、第１基板上のゲートラインと、第１基板上のゲート絶縁膜と、ゲートラインと交差して画素領域を限定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、ゲートラインとデータライン及び薄膜トランジスタ上に形成され、画素領域内で透過ホールを有する有機絶縁膜と、透過ホールを通じて画素領域の有機絶縁膜上に形成され、薄膜トランジスタと接続された画素電極及び画素電極上に形成され、画素電極と同一のエッジ部を備え、または画素電極のエッジ部より内側に位置したエッジ部を備え、透過ホールの画素電極を露出させる反射電極を含む。
【００１５】
本発明の他の態様として、本発明による液晶表示装置の製造方法は、第１及び第２基板を提供する段階と、第１マスク工程を利用して第１基板上にゲートラインを形成する段階と、第２マスク工程を利用して第１基板上のゲート絶縁膜と、ゲート絶縁膜上の半導体パターンと、半導体パターン上の画素領域を限定するようにゲートラインと交差するデータラインと、ソース電極及びドレイン電極を形成する段階と、第３マスク工程を利用してデータライン上の有機絶縁膜と、ソース電極及びドレイン電極を形成し、有機絶縁膜を貫通する透過ホールを形成する段階と、第４マスク工程を利用して有機絶縁膜を貫通してドレイン電極と接続された画素電極及び透過ホールを形成し、透過ホールの画素電極を露出させる反射電極を画素電極上に形成する段階とを含む。
【発明の効果】
【００１６】
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、一つのマスク工程によって有機絶縁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。また、他の一つのマスク工程によって、画素電極及び反射電極を有する透明導電パターンが形成される。これに従って、本発明の半透過型薄膜トランジスタ基板の製造方法は４マスク工程により工程の単純化が可能になる。
【００１７】
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において、各々異なる層上に形成されたデータリンクとデータラインとが、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共に接続される。この際、コンタクト電極が、シーラントによって密封される領域内に形成される。従って、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。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】従来の液晶パネル構造を概略的に示した斜視図である。
【図２】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３Ａ】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３Ｂ】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４Ａ】本発明の実施形態の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及である。
【図４Ｂ】本発明の実施形態の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５Ａ】本発明の実施形態の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５Ｂ】本発明の実施形態の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６Ａ】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。
【図６Ｂ】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。
【図７Ａ】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。
【図７Ｂ】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。
【図８Ａ】ハフトーンマスクを利用した本発明の第４マスク工程を具体的に説明するための断面図である。
【図８Ｂ】ハフトーンマスクを利用した本発明の第４マスク工程を具体的に説明するための断面図である。
【図８Ｃ】ハフトーンマスクを利用した本発明の第４マスク工程を具体的に説明するための断面図である。
【図８Ｄ】ハフトーンマスクを利用した本発明の第４マスク工程を具体的に説明するための断面図である。
【図８Ｅ】ハフトーンマスクを利用した本発明の第４マスク工程を具体的に説明するための断面図である。
【図８Ｆ】ハフトーンマスクを利用した本発明の第４マスク工程を具体的に説明するための断面図である。
【図９】本発明の第４マスク工程で部分露光マスクを利用した場合を説明するための断面図である。
【図１０】本発明の実施形態の半透過型薄膜トランジスタ基板を周辺部を主として概略的に示した平面図である。
【図１１Ａ】図１０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１１Ｂ】図１０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１１Ｃ】図１０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１２Ａ】図１１Ａ及び図１１Ｂ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及である。
【図１２Ｂ】図１１Ａ及び図１１Ｂ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１３Ａ】図１１Ａ及び図１１Ｂ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１３Ｂ】図１１Ａ及び図１１Ｂ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１４Ａ】図１１A及び図１１Ｂ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１４Ｂ】図１１Ａ及び図１１Ｂ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１５Ａ】図１１Ａ及び図１１Ｂ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１５Ｂ】図１１Ａ及び図１１Ｂ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。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図２〜図１５Ｂを参照しながら、本発明の好ましい実施形態を詳しく説明する。
【００２０】
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３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−ＩＩＩ’、ＩＶ−ＩＶ’線に沿って切断した断面図である。
【００２１】
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を介し交差して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、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、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、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及び画素電極１１８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。
【００２２】
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、データライン１０４と接続されたソース電極１１０、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、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、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。
【００２３】
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。
【００２４】
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され光を透過させる。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が回転し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が変わる。
【００２５】
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、その透過領域を包む画素電極１１８の残部と重畳され反射領域を定義する。そして、反射電極１５６は、画素電極１１８と共にデータライン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及び画素電極１１８と分離され形成される。この際、反射電極１５６は、画素電極１１８と同一のエッジ部を有したり、反射電極１５６のエッジ部が画素電極１１８のエッジ部より多少内側に位置されたりする。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の表面に沿った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。
【００２６】
ここで、透過ホール１７０は、相対的に厚い有機絶縁膜１５４と、その下側の保護膜１５０及びゲート絶縁膜１４４まで貫通して形成されることによって、反射領域と透過領域から液晶層を経由する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。
【００２７】
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のためにゲートライン１０２と並立するストレージライン１２２が形成され、ドレイン電極１１２が延長され、そのストレージライン１２２とゲート絶縁膜１４４とを介して重畳されることによって形成される。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。
【００２８】
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、有機絶縁膜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。
【００２９】
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、有機絶縁膜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。
【００３０】
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。
【００３１】
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４マスク工程で形成される。
【００３２】
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の製造方法の中、第１マスク工程を説明するための平面図及び断面図をそれぞれ示している。
【００３３】
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及びストレージライン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、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。
【００３４】
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するか、又は、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、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。
【００３５】
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ている。
【００３６】
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及びソース・ドレインパターンは、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。
【００３７】
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、及びソース・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、及び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）及びシリコン窒化物（SiNx）等の無機絶縁物質を利用し、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するか、又は、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合金等を二重以上の複層構造として利用する。
【００３８】
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である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。
【００３９】
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、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。
【００４０】
次いで、アッシング工程でフォトレジストパターンの薄い部分は除去させ、厚い部分は薄く、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は分離させて、その下のオーミック接触層１４６は除去させる。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させる。
【００４１】
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の製造方法の中、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ている。
【００４２】
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及び有機絶縁膜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。
【００４３】
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。
【００４４】
続いて、保護膜１５０上に反射領域で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。有機絶縁膜１５４はフォトアクリル等の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、有機絶縁膜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が遮断部と回折露光部（または半透過部）を繰り返す構造を有し、これに対応して、有機絶縁膜１５４は反射領域から段差を有する遮断領域（突出部）及び回折露光領域（溝部）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。
【００４５】
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。
【００４６】
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ており、図８Ａ〜図８Ｆは、本発明の第４マスク工程を具体的に説明するための断面図を示している。
【００４７】
エンボッシング形状を有する有機絶縁膜１５４上に、第４マスク工程において、画素電極１１８、ゲートパッド上部電極１３２、及びデータパッド上部電極１４０を含む透明導電パターンと、反射電極１５６とが形成される。このような透明導電パターンと反射電極１５６は、回折露光マスク、ハフトーンマスク、部分透過マスクを利用して形成される。
【００４８】
図８Ａを参照すると、スパッタリング等のような蒸着方法で有機絶縁膜１５４を覆うように透明導電膜１１７及び反射金属層１５５が積層される。透明導電膜１１７としては、ITO、TO、IZO、ITZO等が利用され、反射金属層１５５としては、Al、AlNd等のように反射率の高い金属が利用されたり、AlNd/Mo等のように二重層構造で利用されたりする。続いて、反射金属層１５５の上にフォトレジスト２３９が塗布された後、ハフトーンマスク２３０を利用したフォトリソグラフィ工程で露光及び現像されることによって、図８Ｂに示したように、段差を有するフォトレジストパターン２４０が形成される。
【００４９】
具体的に言うと、図８Ａに示したように、ハフトーンマスク２３０は、透明な石英基板２３２と、その上に形成されたハフトーン透過層２３６及び遮断層２３４を備える。遮断層２３４はCrやCrOx等のような金属で、ハフトーン透過層２３６はMoSix等で形成される。ここで、ハフトーン透過層２３６及びそれと重畳された遮断層２３４が位置する遮断部Ｐ１は、紫外線（UV）を遮断することによって、反射金属層１５５及び透明導電膜１１７が両方存在すべきである領域に、図８Ｂに示したように第１フォトレジストパターン２４０Ａを残す。ハフトーン透過層２３６が位置する部分透過部Ｐ２は、紫外線（UV）を部分的に透過させることによって、透明導電膜１１７が存在すべきである領域に、図８Ｂに示したように第１フォトレジストパターン２４０Ａより薄い第２フォトレジストパターン２４０Ｂを残す。そして、石英基板２３２が露出されたフル透過部Ｐ３は紫外線（UV）を全て透過させることによって、反射金属層１５５及び透明導電膜１１７が両方除去されるべきである領域に、図８Ｂに示したようにフォトレジストパターン２４０を残さない。
【００５０】
図８Ｃを参照すると、フォトレジストパターン２４０をマスクとして利用したエッチング工程、例えば、ウェットエッチング工程で反射金属層１５５及び透明導電膜１１７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、及びデータパッド上部電極１４０を含む透明導電パターンと、その透明導電パターンと重畳された反射電極１５６とが同じエッジ部を有するように形成される。画素電極１１８及び反射電極１５６は、画素領域から透過ホール１７０を経由しながら有機絶縁膜１５４と重畳されて形成され、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、有機絶縁膜１５４の表面がエンボッシング形状を有するため、その上に形成された画素電極１１８及び反射電極１５６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。
【００５１】
図８Ｄを参照すると、アッシング工程において、第１フォトレジストパターン２４０Ａは厚さが薄くなり、第２フォトレジストパターン２４０Ｂは除去される。
【００５２】
図８Ｅを参照すると、アッシングされた第１フォトレジストパターン２４０Ａをマスクとして利用したウェットエッチング工程で露出された反射電極１５６がエッチングされることによって、透過ホール１７０内の画素電極１１８と、ゲートパッド上部電極１３２と、データパッド上部電極１４０とが露出される。この際、アッシングされた第１フォトレジストパターン２４０Ａのエッジ部に従って画素電極１１８の上の反射電極１５６のエッジ部が露出されエッチングされることもある。従って、反射電極１５６のエッジ部が画素電極１１８のエッジ部より内側に位置することもある。
【００５３】
図８Ｆを参照すると、図８Ｅで示した反射電極１５６の上に残存していた第１フォトレジストパターン２４０Ａがストリップ工程で除去される。
【００５４】
一方、図８Ｂに示したように、互いに厚さの異なる第１及び第２フォトレジストパターン２４０Ａ、２４０Ｂを含むフォトレジストパターン２４０は、図９に示した２枚の露光不足を利用したマスク（以下、「部分露光マスク」という。）を連続的に利用した２回露光方法で形成されることもある。
【００５５】
図９を参照すると、第１部分露光マスク２５０は、石英基板２５２と、その上に部分的に形成された遮断層２５４とを備える。第２部分露光マスク２６０は、石英基板２６２と、その上に部分的に形成された遮断層２６４とを備える。このような第１及び第２部分露光マスク２５０、２６０を順次利用してフォトレジスト２３９を２回連続して露光する。従って、２回の露光量の合計に応じてフォトレジスト２３９の現像液の反応量が変わることによって、図８Ｂに示したように、互いに厚さの異なる第１及び第２フォトレジストパターン２４０Ａ、２４０Ｂが形成される。
【００５６】
具体的に言うと、第１及び第２部分露光マスク２５０、２６０の遮断層２５４、２６４が位置する遮断部Ｐ１は、２回の露光で紫外線（UV）を全て遮断することによって、反射金属層１５５及び透明導電膜１１７が両方存在すべきである領域に、図８Ｂに示したように第１フォトレジストパターン２４０Ａを残す。第１部分露光マスク２５０の遮断層２５４だけが位置する部分透過部Ｐ２は、２回の露光の中、２番目の紫外線（UV）だけを透過させることによって、透明導電膜１１７が存在すべきである領域に、図８Ｂに示したように第１フォトレジストパターン２４０Ａより薄い第２フォトレジストパターン２４０Ｂを残す。そして、第１及び第２部分露光マスク２５０、２６０の石英基板２５２，２６２が位置するフル透過部Ｐ３は、２回の露光で紫外線（UV）を全て透過させることによって、反射金属層１５５及び透明導電膜１１７が両方除去されるべきである領域に、図８Ｂに示したようにフォトレジストパターン２４０を残さない。
【００５７】
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、４マスク工程で形成されるため、工程の単純化が可能になる。
【００５８】
図１０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。
【００５９】
図１０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とデータライン１０４とを接続させるためのコンタクト電極１６０を備える。換言すると、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て外部に露出された場合には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蝕を防ぐことが可能になる。
【００６０】
図１１Ａは、図１０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１１Ｂ及び図１１Ｃは、図１１Ａ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。
【００６１】
図１１Ａ及び図１１Ｂ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、隣接するか又は重畳される。
【００６２】
第３コンタクトホール１６２は、有機絶縁膜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は有機絶縁膜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。
【００６３】
コンタクト電極１６０は、データパッド上部電極１４０のように透明導電層で形成された第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だけで形成されるか、または第２コンタクト電極１６８だけで形成される。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。
【００６４】
ここで、図１１Ｂに示した保護膜１５０は、図１１Ｃに示したように削除されることもある。
【００６５】
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４マスク工程で形成する。これを図１２Ａ〜図１５Ｂを参照しながら説明する。
【００６６】
図１２Ａ及び図１２Ｂ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。
【００６７】
図１３Ａ及び図１３Ｂ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。
【００６８】
図１４Ａ及び図１４Ｂを参照すると、第３マスク工程で保護膜１５０及び有機絶縁膜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は有機絶縁膜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は有機絶縁膜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。
【００６９】
図１５Ａ及び図１５Ｂを参照すると、第４マスク工程でデータパッド上部電極１４０と共に第１及び第２コンタクト電極１６６、１６８を含むコンタクト電極１６０が形成される。コンタクト電極１６０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。第１コンタクト電極１６６はデータパッド上部電極１４０と同一の透明導電膜で、第２コンタクト電極１６８は前述した反射電極１５６と同一の反射金属層で形成される。このようなコンタクト電極１６０は、図８Ｂに示した遮断部Ｐ１の第１フォトレジストパターン２４０Ａに対応して形成される。この際、第２コンタクト電極１６８は、第１コンタクト電極１６６と同一形状のエッジ部を有するか、または内側に位置するエッジ部を有する。
【００７０】
これとは違って、コンタクト電極１６０は、透明導電膜である第１コンタクト電極１６６だけで形成されることもある。この場合、コンタクト電極１６０は、図８Ｂに示した部分透過部Ｐ２の第２フォトレジストパターン２４０Ｂに対応して形成される。
【００７１】
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、一つのマスク工程によって有機絶縁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。また、他の一つのマスク工程によって前記画素電極及び反射電極を有する透明導電パターンが形成される。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４マスク工程で行うことにより工程の単純化が可能になる。
【００７２】
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において、各々異なる層上に形成されたデータリンクとデータラインが、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共に接続される。この際、コンタクト電極がシーラントによって密封される領域内に形成される。従って、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。
【００７３】
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のでなく、特許請求の範囲によって決められるべきである。
【符号の説明】
【００７４】
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（Ｒ、Ｇ、Ｂ）
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
１８，１０６：薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）
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
２３０、２５０、２６０：マスク
２３２、２５２、２６２：石英基板
２３６：ハフトーン透過層
２３４、２５４、２６４：遮断層
２３９：フォトレジスト
２４０、２４０A、２４０Ｂ：フォトレジストパターン
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
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、カラーフィルター６、及び共通電極８を備える。ブラックマトリクス４は上部ガラス基板２にマトリクス形態に形成される。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。
【０００５】
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との交差で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。
【０００６】
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。
【０００７】
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。
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【００１０】
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、反射型と違って外部光からの制約を受けることはない。
【００１１】
このため、半透過型液晶パネルは各画素が反射領域及び透過領域で区分される。従って、半透過型薄膜トランジスタ基板は、図１に示し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た構造となる。その結果、マスク工程数が増加するため、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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００３−２４８２３２号公報
【特許文献２】特開２００４−２９４８０７号公報
【特許文献３】特開２００４−３１８０７３号公報
【特許文献４】特開２００３−１３１２４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
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。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の上記目的を達成するため、本発明による液晶表示装置は、第１及び第２基板と、第１基板上のゲートラインと、第１基板上のゲート絶縁膜と、ゲートラインと交差して画素領域を限定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、ゲートラインとデータライン及び薄膜トランジスタ上に形成され、画素領域内で透過ホールを有する有機絶縁膜と、透過ホールを通じて画素領域の有機絶縁膜上に形成され、薄膜トランジスタと接続された画素電極及び画素電極上に形成され、画素電極と同一のエッジ部を備え、または画素電極のエッジ部より内側に位置したエッジ部を備え、透過ホールの画素電極を露出させる反射電極を含む。
【００１５】
本発明の他の態様として、本発明による液晶表示装置の製造方法は、第１及び第２基板を提供する段階と、第１マスク工程を利用して第１基板上にゲートラインを形成する段階と、第２マスク工程を利用して第１基板上のゲート絶縁膜と、ゲート絶縁膜上の半導体パターンと、半導体パターン上の画素領域を限定するようにゲートラインと交差するデータラインと、ソース電極及びドレイン電極を形成する段階と、第３マスク工程を利用してデータライン上の有機絶縁膜と、ソース電極及びドレイン電極を形成し、有機絶縁膜を貫通する透過ホールを形成する段階と、第４マスク工程を利用して有機絶縁膜を貫通してドレイン電極と接続された画素電極及び透過ホールを形成し、透過ホールの画素電極を露出させる反射電極を画素電極上に形成する段階とを含む。
【発明の効果】
【００１６】
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、一つのマスク工程によって有機絶縁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。また、他の一つのマスク工程によって、画素電極及び反射電極を有する透明導電パターンが形成される。これに従って、本発明の半透過型薄膜トランジスタ基板の製造方法は４マスク工程により工程の単純化が可能になる。
【００１７】
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において、各々異なる層上に形成されたデータリンクとデータラインとが、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共に接続される。この際、コンタクト電極が、シーラントによって密封される領域内に形成される。従って、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。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】従来の液晶パネル構造を概略的に示した斜視図である。
【図２】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３Ａ】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３Ｂ】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４Ａ】本発明の実施形態の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及である。
【図４Ｂ】本発明の実施形態の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５Ａ】本発明の実施形態の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５Ｂ】本発明の実施形態の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６Ａ】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。
【図６Ｂ】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。
【図７Ａ】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。
【図７Ｂ】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。
【図８Ａ】ハフトーンマスクを利用した本発明の第４マスク工程を具体的に説明するための断面図である。
【図８Ｂ】ハフトーンマスクを利用した本発明の第４マスク工程を具体的に説明するための断面図である。
【図８Ｃ】ハフトーンマスクを利用した本発明の第４マスク工程を具体的に説明するための断面図である。
【図８Ｄ】ハフトーンマスクを利用した本発明の第４マスク工程を具体的に説明するための断面図である。
【図８Ｅ】ハフトーンマスクを利用した本発明の第４マスク工程を具体的に説明するための断面図である。
【図８Ｆ】ハフトーンマスクを利用した本発明の第４マスク工程を具体的に説明するための断面図である。
【図９】本発明の第４マスク工程で部分露光マスクを利用した場合を説明するための断面図である。
【図１０】本発明の実施形態の半透過型薄膜トランジスタ基板を周辺部を主として概略的に示した平面図である。
【図１１Ａ】図１０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１１Ｂ】図１０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１１Ｃ】図１０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１２Ａ】図１１Ａ及び図１１Ｂ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及である。
【図１２Ｂ】図１１Ａ及び図１１Ｂ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１３Ａ】図１１Ａ及び図１１Ｂ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１３Ｂ】図１１Ａ及び図１１Ｂ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１４Ａ】図１１A及び図１１Ｂ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１４Ｂ】図１１Ａ及び図１１Ｂ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１５Ａ】図１１Ａ及び図１１Ｂ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１５Ｂ】図１１Ａ及び図１１Ｂ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。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図２〜図１５Ｂを参照しながら、本発明の好ましい実施形態を詳しく説明する。
【００２０】
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３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−ＩＩＩ’、ＩＶ−ＩＶ’線に沿って切断した断面図である。
【００２１】
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を介し交差して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、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、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、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及び画素電極１１８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。
【００２２】
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、データライン１０４と接続されたソース電極１１０、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、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、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。
【００２３】
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。
【００２４】
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され光を透過させる。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が回転し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が変わる。
【００２５】
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、その透過領域を包む画素電極１１８の残部と重畳され反射領域を定義する。そして、反射電極１５６は、画素電極１１８と共にデータライン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及び画素電極１１８と分離され形成される。この際、反射電極１５６は、画素電極１１８と同一のエッジ部を有したり、反射電極１５６のエッジ部が画素電極１１８のエッジ部より多少内側に位置されたりする。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の表面に沿った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。
【００２６】
ここで、透過ホール１７０は、相対的に厚い有機絶縁膜１５４と、その下側の保護膜１５０及びゲート絶縁膜１４４まで貫通して形成されることによって、反射領域と透過領域から液晶層を経由する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。
【００２７】
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のためにゲートライン１０２と並立するストレージライン１２２が形成され、ドレイン電極１１２が延長され、そのストレージライン１２２とゲート絶縁膜１４４とを介して重畳されることによって形成される。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。
【００２８】
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、有機絶縁膜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。
【００２９】
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、有機絶縁膜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。
【００３０】
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。
【００３１】
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４マスク工程で形成される。
【００３２】
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の製造方法の中、第１マスク工程を説明するための平面図及び断面図をそれぞれ示している。
【００３３】
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及びストレージライン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、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。
【００３４】
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するか、又は、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、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。
【００３５】
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ている。
【００３６】
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及びソース・ドレインパターンは、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。
【００３７】
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、及びソース・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、及び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）及びシリコン窒化物（SiNx）等の無機絶縁物質を利用し、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するか、又は、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合金等を二重以上の複層構造として利用する。
【００３８】
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である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。
【００３９】
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、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。
【００４０】
次いで、アッシング工程でフォトレジストパターンの薄い部分は除去させ、厚い部分は薄く、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は分離させて、その下のオーミック接触層１４６は除去させる。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させる。
【００４１】
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の製造方法の中、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ている。
【００４２】
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及び有機絶縁膜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。
【００４３】
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。
【００４４】
続いて、保護膜１５０上に反射領域で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。有機絶縁膜１５４はフォトアクリル等の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、有機絶縁膜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が遮断部と回折露光部（または半透過部）を繰り返す構造を有し、これに対応して、有機絶縁膜１５４は反射領域から段差を有する遮断領域（突出部）及び回折露光領域（溝部）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。
【００４５】
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。
【００４６】
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ており、図８Ａ〜図８Ｆは、本発明の第４マスク工程を具体的に説明するための断面図を示している。
【００４７】
エンボッシング形状を有する有機絶縁膜１５４上に、第４マスク工程において、画素電極１１８、ゲートパッド上部電極１３２、及びデータパッド上部電極１４０を含む透明導電パターンと、反射電極１５６とが形成される。このような透明導電パターンと反射電極１５６は、回折露光マスク、ハフトーンマスク、部分透過マスクを利用して形成される。
【００４８】
図８Ａを参照すると、スパッタリング等のような蒸着方法で有機絶縁膜１５４を覆うように透明導電膜１１７及び反射金属層１５５が積層される。透明導電膜１１７としては、ITO、TO、IZO、ITZO等が利用され、反射金属層１５５としては、Al、AlNd等のように反射率の高い金属が利用されたり、AlNd/Mo等のように二重層構造で利用されたりする。続いて、反射金属層１５５の上にフォトレジスト２３９が塗布された後、ハフトーンマスク２３０を利用したフォトリソグラフィ工程で露光及び現像されることによって、図８Ｂに示したように、段差を有するフォトレジストパターン２４０が形成される。
【００４９】
具体的に言うと、図８Ａに示したように、ハフトーンマスク２３０は、透明な石英基板２３２と、その上に形成されたハフトーン透過層２３６及び遮断層２３４を備える。遮断層２３４はCrやCrOx等のような金属で、ハフトーン透過層２３６はMoSix等で形成される。ここで、ハフトーン透過層２３６及びそれと重畳された遮断層２３４が位置する遮断部Ｐ１は、紫外線（UV）を遮断することによって、反射金属層１５５及び透明導電膜１１７が両方存在すべきである領域に、図８Ｂに示したように第１フォトレジストパターン２４０Ａを残す。ハフトーン透過層２３６が位置する部分透過部Ｐ２は、紫外線（UV）を部分的に透過させることによって、透明導電膜１１７が存在すべきである領域に、図８Ｂに示したように第１フォトレジストパターン２４０Ａより薄い第２フォトレジストパターン２４０Ｂを残す。そして、石英基板２３２が露出されたフル透過部Ｐ３は紫外線（UV）を全て透過させることによって、反射金属層１５５及び透明導電膜１１７が両方除去されるべきである領域に、図８Ｂに示したようにフォトレジストパターン２４０を残さない。
【００５０】
図８Ｃを参照すると、フォトレジストパターン２４０をマスクとして利用したエッチング工程、例えば、ウェットエッチング工程で反射金属層１５５及び透明導電膜１１７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、及びデータパッド上部電極１４０を含む透明導電パターンと、その透明導電パターンと重畳された反射電極１５６とが同じエッジ部を有するように形成される。画素電極１１８及び反射電極１５６は、画素領域から透過ホール１７０を経由しながら有機絶縁膜１５４と重畳されて形成され、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、有機絶縁膜１５４の表面がエンボッシング形状を有するため、その上に形成された画素電極１１８及び反射電極１５６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。
【００５１】
図８Ｄを参照すると、アッシング工程において、第１フォトレジストパターン２４０Ａは厚さが薄くなり、第２フォトレジストパターン２４０Ｂは除去される。
【００５２】
図８Ｅを参照すると、アッシングされた第１フォトレジストパターン２４０Ａをマスクとして利用したウェットエッチング工程で露出された反射電極１５６がエッチングされることによって、透過ホール１７０内の画素電極１１８と、ゲートパッド上部電極１３２と、データパッド上部電極１４０とが露出される。この際、アッシングされた第１フォトレジストパターン２４０Ａのエッジ部に従って画素電極１１８の上の反射電極１５６のエッジ部が露出されエッチングされることもある。従って、反射電極１５６のエッジ部が画素電極１１８のエッジ部より内側に位置することもある。
【００５３】
図８Ｆを参照すると、図８Ｅで示した反射電極１５６の上に残存していた第１フォトレジストパターン２４０Ａがストリップ工程で除去される。
【００５４】
一方、図８Ｂに示したように、互いに厚さの異なる第１及び第２フォトレジストパターン２４０Ａ、２４０Ｂを含むフォトレジストパターン２４０は、図９に示した２枚の露光不足を利用したマスク（以下、「部分露光マスク」という。）を連続的に利用した２回露光方法で形成されることもある。
【００５５】
図９を参照すると、第１部分露光マスク２５０は、石英基板２５２と、その上に部分的に形成された遮断層２５４とを備える。第２部分露光マスク２６０は、石英基板２６２と、その上に部分的に形成された遮断層２６４とを備える。このような第１及び第２部分露光マスク２５０、２６０を順次利用してフォトレジスト２３９を２回連続して露光する。従って、２回の露光量の合計に応じてフォトレジスト２３９の現像液の反応量が変わることによって、図８Ｂに示したように、互いに厚さの異なる第１及び第２フォトレジストパターン２４０Ａ、２４０Ｂが形成される。
【００５６】
具体的に言うと、第１及び第２部分露光マスク２５０、２６０の遮断層２５４、２６４が位置する遮断部Ｐ１は、２回の露光で紫外線（UV）を全て遮断することによって、反射金属層１５５及び透明導電膜１１７が両方存在すべきである領域に、図８Ｂに示したように第１フォトレジストパターン２４０Ａを残す。第１部分露光マスク２５０の遮断層２５４だけが位置する部分透過部Ｐ２は、２回の露光の中、２番目の紫外線（UV）だけを透過させることによって、透明導電膜１１７が存在すべきである領域に、図８Ｂに示したように第１フォトレジストパターン２４０Ａより薄い第２フォトレジストパターン２４０Ｂを残す。そして、第１及び第２部分露光マスク２５０、２６０の石英基板２５２，２６２が位置するフル透過部Ｐ３は、２回の露光で紫外線（UV）を全て透過させることによって、反射金属層１５５及び透明導電膜１１７が両方除去されるべきである領域に、図８Ｂに示したようにフォトレジストパターン２４０を残さない。
【００５７】
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、４マスク工程で形成されるため、工程の単純化が可能になる。
【００５８】
図１０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。
【００５９】
図１０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とデータライン１０４とを接続させるためのコンタクト電極１６０を備える。換言すると、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て外部に露出された場合には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蝕を防ぐことが可能になる。
【００６０】
図１１Ａは、図１０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１１Ｂ及び図１１Ｃは、図１１Ａ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。
【００６１】
図１１Ａ及び図１１Ｂ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、隣接するか又は重畳される。
【００６２】
第３コンタクトホール１６２は、有機絶縁膜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は有機絶縁膜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。
【００６３】
コンタクト電極１６０は、データパッド上部電極１４０のように透明導電層で形成された第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だけで形成されるか、または第２コンタクト電極１６８だけで形成される。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。
【００６４】
ここで、図１１Ｂに示した保護膜１５０は、図１１Ｃに示したように削除されることもある。
【００６５】
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４マスク工程で形成する。これを図１２Ａ〜図１５Ｂを参照しながら説明する。
【００６６】
図１２Ａ及び図１２Ｂ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。
【００６７】
図１３Ａ及び図１３Ｂ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。
【００６８】
図１４Ａ及び図１４Ｂを参照すると、第３マスク工程で保護膜１５０及び有機絶縁膜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は有機絶縁膜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は有機絶縁膜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。
【００６９】
図１５Ａ及び図１５Ｂを参照すると、第４マスク工程でデータパッド上部電極１４０と共に第１及び第２コンタクト電極１６６、１６８を含むコンタクト電極１６０が形成される。コンタクト電極１６０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。第１コンタクト電極１６６はデータパッド上部電極１４０と同一の透明導電膜で、第２コンタクト電極１６８は前述した反射電極１５６と同一の反射金属層で形成される。このようなコンタクト電極１６０は、図８Ｂに示した遮断部Ｐ１の第１フォトレジストパターン２４０Ａに対応して形成される。この際、第２コンタクト電極１６８は、第１コンタクト電極１６６と同一形状のエッジ部を有するか、または内側に位置するエッジ部を有する。
【００７０】
これとは違って、コンタクト電極１６０は、透明導電膜である第１コンタクト電極１６６だけで形成されることもある。この場合、コンタクト電極１６０は、図８Ｂに示した部分透過部Ｐ２の第２フォトレジストパターン２４０Ｂに対応して形成される。
【００７１】
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、一つのマスク工程によって有機絶縁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。また、他の一つのマスク工程によって前記画素電極及び反射電極を有する透明導電パターンが形成される。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４マスク工程で行うことにより工程の単純化が可能になる。
【００７２】
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において、各々異なる層上に形成されたデータリンクとデータラインが、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共に接続される。この際、コンタクト電極がシーラントによって密封される領域内に形成される。従って、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。
【００７３】
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のでなく、特許請求の範囲によって決められるべきである。
【符号の説明】
【００７４】
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（Ｒ、Ｇ、Ｂ）
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
１８，１０６：薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）
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
２３０、２５０、２６０：マスク
２３２、２５２、２６２：石英基板
２３６：ハフトーン透過層
２３４、２５４、２６４：遮断層
２３９：フォトレジスト
２４０、２４０A、２４０Ｂ：フォトレジストパターン
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１及び第２基板を提供する段階と、
第１マスク工程を利用して、前記第１基板上にゲートラインを形成する段階と、
第２マスク工程を利用して、前記第１基板上のゲート絶縁膜と、前記ゲート絶縁膜上の半導体パターンと、前記半導体パターン上の画素領域を定義するように前記ゲートラインと交差するデータラインと、ソース電極と、ドレイン電極とを形成する段階と、
第３マスク工程を利用して、前記データライン上の有機絶縁膜と、ソース電極と、ドレイン電極とを形成し、前記有機絶縁膜を貫通する透過ホールを形成する段階と、
第４マスク工程を利用して、前記有機絶縁膜を貫通して前記ドレイン電極と接続された画素電極及び透過ホールを形成し、前記透過ホールの前記画素電極を露出させる反射電極を前記画素電極上に形成する段階とを含み、
前記ソース電極は、前記データラインと接続され、前記ドレイン電極は、前記画素電極と接続され、そして、前記有機絶縁膜は、単一層であり、前記ソース電極、ドレイン電極及び画素電極と接続されることを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【請求項２】
前記第１マスク工程が、前記基板上に前記ゲートラインと実際に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、前記ゲート絶縁膜を介して前記ストレージラインと重畳されるように前記ドレイン電極及び半導体パターンを伸張させてストレージキャパシタを形成する段階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の製造方法。
【請求項３】
前記第１マスク工程が、前記ゲートラインとデータラインの中、少なくとも一つのラインと接続されたパッド下部電極を形成する段階をさらに含み、
前記第３マスク工程が、前記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段階をさらに含み、
前記第４マスク工程が、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形成する段階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の製造方法。
【請求項４】
前記第１マスク工程が、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たデータリンクを形成する段階をさらに含み、
前記第３マスク工程が、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マスク工程が、前記コンタクトホールを通じて前記データリンク及びデータラインと接続されたコンタクト電極を形成する段階をさらに含むことを特徴とする請求項３に記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項５】
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項４に記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項６】
前記コンタクト電極をシーラントによって密封される領域に位置させることを特徴とする請求項４に記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項７】
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１に記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項８】
前記第４マスク工程が、
前記有機絶縁膜上に透明導電膜及び反射金属層を形成する段階と、
前記反射金属層上に、互いに異なる厚さを有する第１及び第２フォトレジストパターンを形成する段階と、
前記第１及び第２フォトレジストパターンをマスクとして利用したエッチング工程によって、前記透明導電膜及び反射金属層をパターニングして、前記画素電極、パッド上部電極、及びコンタクト電極を備えた透明導電パターンと、前記透明導電パターンと同一の端部を有する反射電極とを形成する段階と、
前記第１フォトレジストパターンをマスクとして利用したエッチング工程によって、前記透過ホール内の画素電極及び前記パッド上部電極上の反射電極を除去する段階と、
前記第１フォトレジストパターンを除去する段階とをさらに含むことを特徴とする請求項４に記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項９】
前記第１及び第２フォトレジストパターンが、回折露光マスク、ハフトーンマスク、及び部分露光マスクの中の一つを利用したフォトリソグラフィ工程によって形成されることを特徴とする請求項８に記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項１０】
前記フォトリソグラフィ工程が前記部分露光マスクを利用する場合、第１及び第２部分露光マスクを利用した２回の露光工程を含むことを特徴とする請求項９に記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項１１】
前記第１フォトレジストパターンが前記第１及び第２部分露光マスクでの遮断層に対応し、前記第２フォトレジストパターンが前記第１部分露光マスクでの遮断層に対応することを特徴とする請求項９に記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項１２】
前記透過ホールが、前記ゲート絶縁膜まで前記有機絶縁膜を貫通することを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項１３】
前記透過ホールが、前記ゲート絶縁膜まで前記有機絶縁膜を貫通することを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項１４】
前記第３マスク工程が、前記有機絶縁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、前記画素電極が、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１に記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項１５】
前記反射電極及び画素電極が、前記ゲートラインとデータラインの中、少なくとも一つのラインと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の製造方法。
【請求項１６】
前記反射電極が、前記画素電極の端部より内側に位置する端部を有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の製造方法。
【請求項１】
第１及び第２基板を提供する段階と、
第１マスク工程を利用して、前記第１基板上にゲートラインを形成する段階と、
第２マスク工程を利用して、前記第１基板上のゲート絶縁膜と、前記ゲート絶縁膜上の半導体パターンと、前記半導体パターン上の画素領域を定義するように前記ゲートラインと交差するデータラインと、ソース電極と、ドレイン電極とを形成する段階と、
第３マスク工程を利用して、前記データライン上の有機絶縁膜と、ソース電極と、ドレイン電極とを形成し、前記有機絶縁膜を貫通する透過ホールを形成する段階と、
第４マスク工程を利用して、前記有機絶縁膜を貫通して前記ドレイン電極と接続された画素電極及び透過ホールを形成し、前記透過ホールの前記画素電極を露出させる反射電極を前記画素電極上に形成する段階とを含み、
前記ソース電極は、前記データラインと接続され、前記ドレイン電極は、前記画素電極と接続され、そして、前記有機絶縁膜は、単一層であり、前記ソース電極、ドレイン電極及び画素電極と接続されることを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【請求項２】
前記第１マスク工程が、前記基板上に前記ゲートラインと実際に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、前記ゲート絶縁膜を介して前記ストレージラインと重畳されるように前記ドレイン電極及び半導体パターンを伸張させてストレージキャパシタを形成する段階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の製造方法。
【請求項３】
前記第１マスク工程が、前記ゲートラインとデータラインの中、少なくとも一つのラインと接続されたパッド下部電極を形成する段階をさらに含み、
前記第３マスク工程が、前記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段階をさらに含み、
前記第４マスク工程が、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形成する段階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の製造方法。
【請求項４】
前記第１マスク工程が、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たデータリンクを形成する段階をさらに含み、
前記第３マスク工程が、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マスク工程が、前記コンタクトホールを通じて前記データリンク及びデータラインと接続されたコンタクト電極を形成する段階をさらに含むことを特徴とする請求項３に記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項５】
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項４に記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項６】
前記コンタクト電極をシーラントによって密封される領域に位置させることを特徴とする請求項４に記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項７】
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１に記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項８】
前記第４マスク工程が、
前記有機絶縁膜上に透明導電膜及び反射金属層を形成する段階と、
前記反射金属層上に、互いに異なる厚さを有する第１及び第２フォトレジストパターンを形成する段階と、
前記第１及び第２フォトレジストパターンをマスクとして利用したエッチング工程によって、前記透明導電膜及び反射金属層をパターニングして、前記画素電極、パッド上部電極、及びコンタクト電極を備えた透明導電パターンと、前記透明導電パターンと同一の端部を有する反射電極とを形成する段階と、
前記第１フォトレジストパターンをマスクとして利用したエッチング工程によって、前記透過ホール内の画素電極及び前記パッド上部電極上の反射電極を除去する段階と、
前記第１フォトレジストパターンを除去する段階とをさらに含むことを特徴とする請求項４に記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項９】
前記第１及び第２フォトレジストパターンが、回折露光マスク、ハフトーンマスク、及び部分露光マスクの中の一つを利用したフォトリソグラフィ工程によって形成されることを特徴とする請求項８に記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項１０】
前記フォトリソグラフィ工程が前記部分露光マスクを利用する場合、第１及び第２部分露光マスクを利用した２回の露光工程を含むことを特徴とする請求項９に記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項１１】
前記第１フォトレジストパターンが前記第１及び第２部分露光マスクでの遮断層に対応し、前記第２フォトレジストパターンが前記第１部分露光マスクでの遮断層に対応することを特徴とする請求項９に記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項１２】
前記透過ホールが、前記ゲート絶縁膜まで前記有機絶縁膜を貫通することを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項１３】
前記透過ホールが、前記ゲート絶縁膜まで前記有機絶縁膜を貫通することを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項１４】
前記第３マスク工程が、前記有機絶縁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、前記画素電極が、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１に記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項１５】
前記反射電極及び画素電極が、前記ゲートラインとデータラインの中、少なくとも一つのラインと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の製造方法。
【請求項１６】
前記反射電極が、前記画素電極の端部より内側に位置する端部を有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の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図８Ａ】
【図８Ｂ】
【図８Ｃ】
【図８Ｄ】
【図８Ｅ】
【図８Ｆ】
【図９】
【図１０】
【図１１Ａ】
【図１１Ｂ】
【図１１Ｃ】
【図１２Ａ】
【図１２Ｂ】
【図１３Ａ】
【図１３Ｂ】
【図１４Ａ】
【図１４Ｂ】
【図１５Ａ】
【図１５Ｂ】
【図２】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図８Ａ】
【図８Ｂ】
【図８Ｃ】
【図８Ｄ】
【図８Ｅ】
【図８Ｆ】
【図９】
【図１０】
【図１１Ａ】
【図１１Ｂ】
【図１１Ｃ】
【図１２Ａ】
【図１２Ｂ】
【図１３Ａ】
【図１３Ｂ】
【図１４Ａ】
【図１４Ｂ】
【図１５Ａ】
【図１５Ｂ】
【公開番号】特開２０１１−１２８６３１（Ｐ２０１１−１２８６３１Ａ）
【公開日】平成２３年６月３０日（２０１１．６．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−４６５１（Ｐ２０１１−４６５１）
【出願日】平成２３年１月１３日（２０１１．１．１３）
【分割の表示】特願２００５−２３８３８３（Ｐ２００５−２３８３８３）の分割
【原出願日】平成１７年８月１９日（２００５．８．１９）
【出願人】（５０１４２６０４６）エルジー ディスプレイ カンパニー リミテッド (732)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年６月３０日（２０１１．６．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１月１３日（２０１１．１．１３）
【分割の表示】特願２００５−２３８３８３（Ｐ２００５−２３８３８３）の分割
【原出願日】平成１７年８月１９日（２００５．８．１９）
【出願人】（５０１４２６０４６）エルジー ディスプレイ カンパニー リミテッド (732)
【Ｆターム（参考）】
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