JP4472990B2 - 反射型液晶表示装置及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、液晶表示装置及びその製造方法関し、より詳細には透明導電膜で構成されたパッド電極の適用時、電池反応（ｂａｔｔｅｒｙ ｅｆｆｅｃｔ）を防止することができる反射型液晶表示装置及びその製造方法に関するものである。

今日のような情報化時代において、電子ディスプレイ装置の情報伝送装置としての役割は次第に重要になり、各種電子ディスプレイ装置が多様な産業分野屋家庭用電気製品に広範囲に使用されている。これらの電子表示装置には、情報社会の多様な要求に応えるための新しい機能を加える改良が日々重ねられている。

一般に電子ディスプレイ装置とは、多様な情報を視覚を通じて、その情報を使う人間に伝達する装置を称する。即ち、電子ディスプレイ装置とは、各種電子機器から出力される電気的情報信号を人間の視覚で認識可能な光情報信号に変換する電子装置と定義することができる。

このような電子ディスプレイ装置は発光型表示装置と受光型表示装置とに分けられ、発光型表示装置は光情報信号が発光現象によって表示され、受光型表示装置は反射、散乱、干渉現状などによって光情報信号を表示する。発光型表示装置は、陰極線管（ＣＲＴ）、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）、発光ダイオードダイオード（ＬＥＤ）及びエレクトロルミネッセンスディスプレイ（ＥＬＤ）を含む。発光型表示装置は、能動型表示装置と呼ばれる。また、受動型表示装置である前記受光型表示装置には、液晶表示装置（ＬＣＤ）、電気化学表示装置（ＥＣＤ）及び電気泳動表示装置（ＥＰＩＤ）が含まれる。

テレビやコンピュータ用モニタなどのような画像表示装置に長い間使用されてきた陰極線管（ＣＲＴ）は高い表示品質及び低コストではあるが、重い重量、大きい容積及び高い消費電力などのような短所を有している。

しかし、新しい環境に適合した電子ディスプレイ装置、即ち、薄くて軽いながら低い駆動電圧及び低い消費電力の特徴を有するフラットパネル型ディスプレイ装置に対した要求が急激に増大している。このようなフラットパネル型ディスプレイ装置は、半導体技術の急速な進歩により容易に製造することができる。

しかし、現在開発された色々な平板ディスプレイ装置のうち、液晶表示装置は他のディスプレイ装置に比べて薄いし、低い消費電力、低い駆動電圧及び製造容易性を有しているだけでなく、陰極線管に近い画像表示が可能なので多様な電子装置に広範囲に使用されている。

液晶表示装置は、バックライトのような光源を利用して画像を表示する透過型液晶表示装置と外部の自然光を利用した反射形液晶表示装置、そして室内や外部光源が存在しない暗い所には表示素子の内装光源を利用してディスプレイする透過表示モードに作動し、室外では外部の入射光を反射させてディスプレイする反射表示モードに作動する反射−透過型液晶表示装置に区分されることができる。

現在、薄膜トランジスタ液晶表示装置（ＴＦＴ−ＬＣＤ）が主に使用されている。薄膜トランジスタ液晶表示装置は、二枚の基板に各電極が形成されていて、各電極に印加される電圧をスイッチングする薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を具備する装置であり、前記薄膜トランジスタは二枚の基板のうち、あるひとつに形成されることが一般的である。液晶表示装置は非晶質形と多結晶形に区分される。

図１ａ及び図１ｂは従来方法による反射型液晶表示装置の断面図を示す。図１Ａ、１Ｂは、下部ゲート構造の反射型非晶質シリコン薄膜トランジスタ液晶表示装置を図示する。図１ｂで、Ｐはパッド領域を示し、Ｄは表示領域を示し、Ｂはパッド領域と表示領域との間の境界領域（ｂｏｕｎｄａｒｙ ｒｅｇｉｏｎ）を示す。

図１ａ及び図１ｂを参照すると、ガラス、石英またはサファイアのような絶縁物質で構成された基板１０上にクロム（Ｃｒ）膜１１及びアルミニウムネオジム（ＡｌＮｄ）膜１２を次第蒸着し、これをフォトリングラフィ工程でパターニングしてゲート配線を形成する。ゲート配線は、第１方向に伸張するゲートライン１３、前記ゲートライン１３から分岐された薄膜トランジスタのゲート電極１２及び前記ゲートライン１３の端部に連結されたゲート端子１５を含む。

前記ゲート配線が形成された基板１０上にシリコン窒化物で構成されたゲート絶縁膜１６を蒸着し、その上に非晶質シリコン膜及びｎ＋ドッピングされた非晶質シリコン膜を順次蒸着する。続いて、フォトリングラフィ工程で前記ｎ＋ドッピングされた非晶質シリコン膜及び非晶質シリコン膜を連続にパターニングして非晶質シリコン膜で構成されたアクティブパターン１７及びｎ＋ドッピングされた非晶質シリコン膜で構成されたオーミックコンタクトパターン１８を形成する。

前記オーミックコンタクトパターン１８及びゲート絶縁膜１６上に第２金属膜として、例えば、クロム（Ｃｒ）を蒸着し、これをフォトリングラフィ工程でパターニングしてデータ配線を形成する。データ配線は、前記第１方向と直交する第２方向に伸張するデータライン１９、前記データライン１９から分岐されたソース電極２０及びドレーン電極２１、そして前記データライン１９の端部に連結されたデータ端子２２を含む。続いて、前記ソース電極２０とドレーン電極２１との間に露出したオーミックコンタクトパターン１８を乾式エッチングして薄膜トランジスタを完成する。

前記データ配線及びゲート絶縁膜１６上にシリコン窒化物で形成された無機保護膜２４を形成した後、前記ドレーン電極２１上の無機保護膜２４を除去する。この時、前記ゲート端子１５及びデータ端子２２をそれぞれ露出させる第１パッドコンタクトホール２５及び第２パッドコンタクトホール２６が形成される。

前記結果物の全面に有機物で構成された有機保護膜２６を形成した後、露光及び現像工程でドレーン電極２２及びパッド領域の有機保護膜２６を除去して前記ドレーン電極２２を露出させるコンタクトホール２９を形成する。これと同時に、前記有機保護膜２６の表面に光散乱のための多数の凹凸３０を形成する。

前記結果物の全面にアルミニウムネオジム（ＡｌＮｄ）のような高い反射率を有する金属で形成された反射膜を蒸着した後、フォトリングラフィ工程で前記反射膜をパターニングして前記コンタクトホール２９を通じてドレーン電極２１と接続される反射電極３２を形成する。これと同時に前記第１パッドコンタクトホール２５を通じてゲート端子１５に接続されてゲート電極１４に走査電圧を印加するためのゲートパッド電極３３及び前記第２パッドコンタクトホール２６を通じてデータ端子２２に接続されてソース電極２０に信号電圧を印加するためのデータパッド電極３４が形成される。

前述した従来の反射型液晶表示装置によると、アルミニウムネオジムのようなアルミニウム合金で構成された反射電極３２を形成する時、パッド電極３３、３４を同時に形成する。これによって、後続のＣＯＧ（ｃｈｉｐ ｏｎ ｇｌａｓｓ）ボンディング工程、即ち、集積回路をＬＣＤパネルの基板に直接実装する工程を進行した後、アルミニウム腐食によってＣＯＧブロック欠陥（ｂｌｏｃｋ ｄｅｆｅｃｔ）が発生する問題がある。

これによって、透明電極に使用されるインジウムスズ酸化物（ｉｎｄｉｕｍ−ｔｉｎ−ｏｘｉｄｅ；以下、ＩＴＯと称する）を利用してパッド電極を形成する方法が提案された。

図２は、従来の他の方法による反射型液晶表示装置の断面図である。ここで、Ｐはパッド領域を示し、Ｄは表示領域を示し、Ｂはパッド領域と表示領域との間の境界領域を示す。

図２を参照すると、ガラスのような絶縁基板５０上にクロム膜５１及びアルミニウムネオジム（ＡｌＮｄ）膜５２を次第蒸着し、これをフォトリソグラフィーによりパターニングして第１方向に伸張するゲートライン５３、前記ゲートライン５３から分岐されたゲート電極（図示せず）及び前記ゲートライン５３の端部に連結されたゲート端子５４を含むゲート配線を形成する。

前記ゲート配線が形成された基板上にシリコン窒化物で構成されたゲート絶縁膜５５を形成し、その上に非晶質シリコンで構成されたアクティブパターン（図示せず）及びｎ＋ドッピングされた非晶質シリコンで構成されたオーミックコンタクトパターン（図示せず）を形成する。

前記オーミックコンタクトパターン及びゲート絶縁膜５５上に第２金属膜として、例えば、クロム（Ｃｒ）を蒸着してこれをフォトリングラフィ工程でパターニングして第１方向と直交する第２方向に伸張するデータライン５６、前記データライン５６から分岐されたソース、ドレーン電極（図示せず）、そして前記データライン５６の端部に連結されたデータ端子５８を含むデータ配線を形成する。続いて、前記ソース電極とドレーン電極との間に露出したオーミックコンタクトパターンを乾式エッチングする。

前記データ配線及びゲート絶縁膜５５上に無機物で構成された無機保護膜６０を形成した後、フォトリングラフィ工程でドレーン電極上の第１保護膜６０を除去する。この時、前記ゲート端子５４及びデータ端子５８をそれぞれ露出させる第１パッドコンタクトホール６１及び第２パッドコンタクトホール６２が形成される。一般的にＩＴＯとＡｌはガルバニック電気腐食（ｇａｌｖａｎｉｃ ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ）現象によって直接接触させることができない。従って、前記パッドコンタクトホール６１、６２を形成する過程で露出されているゲート端子５４のアルミニウムネオジム（ＡｌＮｄ）膜５２を湿式エッチング工程で全面エッチングする。そうすると、後続工程で形成されるＩＴＯパッド電極がゲート端子５４のクロム膜５１と接触する。しかし、このような第１パッドコンタクトホール６１を通じて露出されたアルミニウムネオジム膜５２を全面エッチングする時、湿式エッチングの等方性特性によって前記アルミニウムネオジム膜５２の側面も共にエッチングされてアンダーカット（ｕｎｄｅｒｃｕｔ）６４が発生するようになる。

前記パッドコンタクトホール６１、６２及び無機保護膜６０上にＩＴＯを蒸着した後、フォトリングラフィ工程でこれをパターニングして第１パッドコンタクトホール６１、６２を通じてゲート端子５４及びデータ端子５８にそれぞれ接続されるゲートパッド電極６５及びデータパッド電極６６を形成する。この時、前記第１パッドコンタクトホール６１内の段差ができた部分、即ち、アンダーカット６４が形成された部分Ａではゲートパッド電極６５の段差塗布性（ｓｔｅｐ ｃｏｖｅｒａｇｅ）が弱くなる。

続いて、前記パッド電極６５，６６及び無機保護膜６０上に有機物で構成された有機保護膜６８を塗布した後、露光及び現像工程でドレーン電極及びパッド領域の有機保護膜６８をパターニングして前記ドレーン電極を露出させるコンタクトホール（図示せず）を形成すると同時に、表示領域の有機保護膜の表面に多数の凹凸６９を形成する。

前記コンタクトホール及び有機保護膜６８上にモリブデンタングステン（ＭｏＷ）で構成された障壁金属層７０及びアルミニウムネオジム（ＡｌＮｄ）で構成された反射膜を順次積層した後、フォトリングラフィ工程で前記反射膜及び障壁金属層７０をパターニングしてコンタクトホールを通じてドレーン電極と接続される反射電極７２を形成する。

前述した従来の方法によると、ＩＴＯとＡｌとの間のガルバニック電気腐食現状を防止するために、パッドコンタクトホール６１、６２を形成する時、ゲート端子５４のアルミニウムネオジム膜５２を湿式エッチング工程で全面エッチングするので、前記アルミニウムネオジム膜５２にアンダーカット６４が発生するようになる。

また、パッド電極６５、６６を形成した後、有機保護膜６８及び反射電極７２を形成するための二回のフォトリングラフィ工程が進行され、前記反射電極７２を形成する前、画素コンタクト特性を向上させるためにアルミニウムエッチャントを利用したエッチング工程が追加される。これによって、前述した工程を進行する過程で第１パッドコンタクトホール６１内の段差ができた部分（図２のＡ参照）を通じて現象液やエッチャントなどのケミカル（ｃｈｅｍｉｃａｌ）が浸透してアルミニウムネオジム膜５２を浸蝕するようになる。また、このようなケミカルが電解液として作用してアルミニウムとＩＴＯとの間に電池反応（ｂａｔｔｅｒｙ ｅｆｆｅｃｔ）を誘発することで、ゲートパッド電極６１がリフティング（ｌｉｆｔｉｎｇ）される問題が発生する。

従って、本発明は、前術した従来方法の問題点を解決するために考案されたことであって、本発明の一目的は透明導電膜で構成されたパッド電極の適用の時、電池反応を防止することができる反射型液晶表示装置を提供することにある。

本発明の他の目的は、透明導電膜で構成されたパッド電極の適用の時、電池反応を防止することができる反射型液晶表示装置の製造方法を提供することにある。

前述した本発明の一目的を達成するために本発明は、表示領域及び前記表示領域の外郭に位置されたパッド領域を含む基板と、前記パッド領域に位置した配線層端子を含んで前記基板上に形成され、第１金属膜と、その上に積層された第２金属膜であって、アルミニウムまたはアルミニウム合金で構成された第２金属膜とで構成された配線層と、前記基板及び配線層の上に形成され、前記配線層端子及び前記配線層端子と連結された配線層一部分の第１金属膜を露出するパッドコンタクトホールを有する第１保護膜と、前記パッドコンタクトホール内に前記第２金属膜が前記第１金属膜上に積層しない状態で、前記パッドコンタクトホールの側壁及び底面、及び前記第１保護膜の一部分の上に連続に形成されて、前記配線層端子及び前記配線層端子と連結された配線層の一部分の第１金属膜と接続され、透明導電膜で構成されたパッド電極と、前記基板上の前記パッド領域を除いた領域に形成された第２保護膜と、前記表示領域の第２保護膜上に形成された反射電極と、を具備し、前記パッドコンタクトホールが前記表示領域とパッド領域との間の境界領域にある第２保護膜の下部まで拡張されて形成されたことを特徴とする反射型液晶表示装置を提供する。

また、本発明の前述した一目的は、表示領域及び前記表示領域の外郭に位置したパッド領域を含む基板と、前記基板上に第１金属膜及びアルミニウムまたはアルミニウム合金で構成された第２金属膜が順次積層され、第１方向に伸張されるゲートラインと、前記パッド領域に形成され、前記ゲートラインの端部に連結された端子を含むゲート配線と、前記ゲート配線及び基板上に形成されたゲート絶縁膜と、前記ゲート絶縁膜上に形成され前記第１方向と垂直した第２方向に伸張されるデータラインと、前記パッド領域に形成され前記データラインの端部に連結されたデータ端子と、を含むデータ配線と、前記データ配線及びゲート絶縁膜上に形成され、前記ゲート絶縁膜を貫いて前記ゲート端子及び前記ゲート端子に連結されたゲートラインの一部分の第１金属膜を露出する第１パッドコンタクトホールを有する第１保護膜と、前記パッドコンタクトホール内に前記第２金属膜が前記第１金属膜上に積層しない状態で、前記第１パッドコンタクトホールの側壁及び底面、及び前記第１保護膜の一部分上に連続に形成されて、前記ゲート端子及び前記ゲート配線に連結されたデートラインの一部分の第１金属膜と接続された透明導電膜で構成されたゲートパッド電極と、前記基板上の前記パッド領域を除いた領域に形成された第２保護膜と、前記表示領域の第２保護膜上に形成された反射電極と、を具備し、前記第１パッドコンタクトホールが前記表示領域とパッド領域との間の境界領域にある第２保護膜下部まで拡張されて形成されたことを特徴とする反射型液晶表示装置によって達成することができる。

前述した本発明の一目的を達成するために本発明は、表示領域及び前記表示領域の外郭に位置したパッド領域を含む基板上に、前記パッド領域に位置した配線層端子を含み、第１金属膜と、その上に積層された第２金属膜であって、アルミニウムまたはアルミニウム合金で構成された第２金属膜とで構成された配線層を形成する段階と、前記基板及び配線層上に前記配線層端子及び前記配線層端子と連結された配線層一部分の第１金属膜を露出するパッドコンタクトホールを有する第１保護膜を形成する段階と、前記パッドコンタクトホール内の第２金属膜を全面エッチングによって除去する段階と、前記パッドコンタクトホールの側壁及び底面そして前記第１保護膜の一部分上に透明導電膜で構成されたパッド電極を連続に形成して、前記配線層端子及び前記配線層端子と連結された配線層の一部分の第１金属膜と接続させる段階と、前記基板上の前記パッド領域を除いた領域に第２保護膜を形成する段階と、前記表示領域の第２保護膜上に反射電極を形成する段階と、を具備することを特徴とする反射型液晶表示装置の製造方法を提供する。

また、本発明の前述した他の目的は、表示領域及び前記表示領域の外郭に位置したパッド領域を含む基板上に、第１金属膜及びその上に積層された第２金属膜であって、アルミニウムまたはアルミニウム合金で構成された第２金属膜で構成され、第１方向に伸張されるゲートライン、及び前記パッド領域に形成され前記ゲートラインの端部に連結されたゲート端子を含むゲート配線を形成する段階と、前記ゲート配線及び基板上にゲート絶縁膜を形成する段階と、前記ゲート絶縁膜上に、前記第１方向と垂直した第２方向に伸張されるデータライン、及び前記パッド領域に形成され前記データラインの端部に連結されたデータ端子を含むデータ配線を形成する段階と、前記パッドコンタクトホール内の第２金属膜を全面エッチングによって除去する段階と、前記データ配線及びゲート絶縁膜上に、前記ゲート絶縁膜を貫いて前記ゲート端子及び前記ゲート端子に連結されたゲートラインの一部分の第１金属膜を露出する第１パッドコンタクトホールを有する第１保護膜を形成する段階と、前記第１パッドコンタクトホールの側壁及び底面そして前記第１保護膜の一部分上に連続に透明導電膜で構成されたゲートパッド電極を形成して、前記ゲート端子及び前記ゲート配線に連結されたゲートラインの一部分の第１金属膜と接続させる段階と、前記基板上の前記パッド領域を除いた領域に形成された第２保護膜を形成する段階と、前記表示領域の第２保護膜上に形成された反射電極を形成する段階と、を具備することを特徴とする反射型液晶表示装置の製造方法によって達成することができる。

本発明によると、第１保護膜のオープン領域、即ち、パッドコンタクトホールを表示領域とパッド領域との間の境界領域にある第２保護膜の下部まで拡張して形成した後、透明導電膜で構成されたパッド電極を形成する。そうすると、前記オープン領域の段差ができた部分、即ち、第２金属膜のアンダーカットによってパッド電極の段差塗布性が弱い部分が第２保護膜でカバーされる。従って、前記オープン領域の段差ができた部分を通じてケミカルが浸透してパッド電極と配線層の第２金属膜との間の電池反応を誘発することを防止することで、パッド電極のリフティング及び第２金属膜の浸蝕を防止することができる。

尚、パッドコンタクトホールを通じて露出した配線層の第１金属膜を表示領域とパッド領域との間の境界領域までパッド電極で覆うことで、配線層端子の第１金属膜が所定領域で短絡する時、短絡されない第１金属膜をカバーしているパッド電極との重複を形成することができる。

以下、添付した図面を参照して本発明の望ましい実施例を詳細に説明する。

図３は、本発明の一実施例による反射型液晶表示装置の平面図であり、図４ａ及び図４ｂは、それぞれ図３のＥ−Ｅ’及びＦ−Ｆ’線による反射型液晶表示装置の断面図として、下部ゲート（ｂｏｔｔｏｍ−ｇａｔｅ）構造の非晶質シリコン薄膜トランジスタ液晶表示装置を図示する。ここで、Ｐはパッド領域を示し、Ｄは表示領域を示し、Ｂはパッド領域と表示領域との間の境界領域を示す。

図３乃至図４ａ、４ｂを参照すると、ガラス、石英またはサファイアのような絶縁物質で構成された基板１００上に、クロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、タンタラム（Ｔａ）またはチタニウム（Ｔｉ）などの第１金属膜１０２とアルミニウム（Ａｌ）またはアルミニウムネオジム（ＡｌＮｄ）のようなアルミニウム合金で構成された第２金属膜１０４が積層された二重金属膜で構成されたゲート配線が形成される。ゲート配線は、第１方向（即ち、横方法）に伸張されるゲートライン１０５、前記ゲートライン１０５から分岐された薄膜トランジスタ１９５のゲート電極１１０、及びパッド領域Ｐに形成され、前記ゲートライン１１５の端部に連結されたゲート端子１１５を含む。

ゲート配線及び基板１００上にはシリコン窒化物のような無機物で構成されたゲート絶縁膜１２０が形成される。前記ゲート電極１１０に対応されるゲート絶縁膜１２０上には非晶質シリコン膜で構成されたアクティブパターン１２５及びｎ＋ドッピングされた非晶質シリコン膜で構成されたオーミックコンタクトパターン１３０が順次形成される。

オーミックコンタクトパターン１３０及びゲート絶縁膜１２０上にはクロム（Ｃｒ）などの単一金属膜で構成されたデータ配線が形成される。データ配線はデータ線１３５と直交する第２方向（即ち、縦方向）に伸張されるデータライン１３５、前記データライン１３５から分岐されてアクティブパターン１２５の第１領域と重なる第１電極（以下、ソース電極と称する）１４０と、前記アクティブパターン１２５の前記第１領域と対向される第２領域と重なる第２電極（以下、ドレーン電極と称する）１４５、そしてパッド領域Ｐに形成され、前記データライン１３５の端部に連結されたデータ端子１５０を含む。

データ配線及びゲート絶縁膜１２０上には、ゲート端子１１５及び前記ゲート端子１１５に連結されたゲートライン１０５の一部分を露出する第１パッドコンタクトホール１６０及びデータ端子１５０を露出する第２パッドコンタクトホール１７５を有する第１保護膜１５５が形成される。望ましくは、前記第１保護膜１５５はシリコン窒化物のような無機物で形成される。具体的に、前記第１パッドコンタクトホール１６０は第１保護膜１５５及びゲート絶縁膜１２０を貫いてゲート端子１１５及び前記ゲート端子１１５に連結されたゲートライン１０５の一部分である第１金属膜１０２を露出する。

前記第１パッドコンタクトホール１６０の側壁及び底面そして前記第１保護膜１５５の一部分上に、透明導電膜、望ましくはＩＴＯで構成されたゲートパッド電極１７０が連続に形成される。前記ゲートパッド電極１７０は、第１パッドコンタクトホール１６０を通じてゲート端子１１５及び前記ゲート端子１１５に連結されたゲートライン１０５の一部分の第１金属膜１０２と接続されてゲート電極１１０に走査電圧を印加する。また、前記ゲートパッド電極１７０と同じ層で構成されたデータパッド電極１７５が第２パッドコンタクトホール１６５を通じてデータ端子１５０と接続されてソース電極１４０に信号電圧を印加する。

前記第１保護膜１５５上には感光性アクリル系樹脂のような有機物で構成された第２保護膜１８０が形成される。画素部が集まって画像を表示する領域である表示領域Ｄでは第２保護膜１８０の表面に光の散乱を誘発して反射率を向上させるための多数の凹凸３０が形成される。無機物で構成された第１保護膜１５５はトランジスタ及びパッドの信頼性確保及びＣＯＧボンデリングの接着力向上のために提供されることで、これのために有機物で構成された第２保護膜１８０はパッド領域Ｐを除いた領域にだけ存在する。

前記第２保護膜１８０上には第１保護膜１５５及び第２保護膜１８０をかけて形成されたコンタクトホール１８５を通じてドレーン電極１４５と接続される反射電極１８５が形成される。前記反射電極１８５は外部から基板１００に向かって入射される光を反射する反射版の役割を遂行すると同時に、基板１００の画素領域に一つずつ形成される前記薄膜トランジスタ１９５から画像信号を受けて上部基板（即ち、カラーフィルター基板）の透明電極（図示せず）と共に電場を生成する画素電極の役割をする。前記反射電極１８５はゲートライン１０５とデータライン１３５によって区画される画素部内に形成され、高い開口率を確保するためにその端がゲートライン１０５及びデータライン１３５と重なっている。図示しなかったが、前記反射電極１８５の下部には所定のエッチャントに対して前記反射電極１８５と類似のエッチング率を有する金属、望ましくは、モリブデンタングステン（ＭｏＷ）で構成された障壁金属層が形成されることができる。

本発明の反射型液晶表示装置によると、第１保護膜１５５のオープン領域、即ち、第１パッドコンタクトホール１６０が、表示領域Ｄとパッド領域Ｐとの間の境界領域Ｂに存在する第２保護膜１５５の下部まで拡張されて形成される。そうすると、パッド電極１７０、１７５を形成した以後の工程を進行するうちに、第１パッドコンタクトホール１６０内の段差ができた領域、即ち、第２金属膜１０４のアンダーカット１６２によってゲートパッド電極１７０の段差塗布性が弱くなった領域を通じてケミカルが浸透してゲートパッド電極１７０と第２金属膜１０４との間の電池反応を誘発することを防止することができる。従って、ゲートパッド電極１７５のリフティング及び第２金属膜１０４の浸蝕などの欠陥が発生しない。

また、本発明の反射型液晶表示装置によると、第１パッドコンタクトホール１６０を通じて露出された第１金属膜１０２が境界領域Ｂまでゲートパッド電極１７０でカバーリングされる。従って、ゲートパッド電極１７０を構成するＩＴＯ膜内のピンホールを通じてケミカルが浸透してゲート配線の第１金属膜１０２を短絡させる時、短絡されない第１金属膜１０２をカバーしているゲートパッド電極１７０との重畳を形成することができる。

図５ａ乃至図９ｂは、図４に図示した反射型液晶表示装置の製造方法を示すための断面図である。ここで、各ａ図は図３のＥ−Ｅ’線による断面図であり、各ｂ図は図３のＦ−Ｆ’線による断面図である。また、図面でＰはパッド領域を示し、Ｄは表示領域を示し、Ｂはパッド領域と表示領域との間の境界領域を示す。

図５ａ及び図５ｂを参照すると、ガラス、石英、サファイアのような絶縁基板１００上に第１金属膜１０２と第２金属膜１０４を順次積層した後、第１マスクを利用したフォトリングラフィ工程で前記第２金属膜１０４及び第１金属膜１０２をパターニングしてゲート配線を形成する。望ましくは、前記第１金属膜１０２は約５００Åのクロム（Ｃｒ）で形成し、前記第２金属膜１０４は約２５００Åのアルミニウムネオジム（ＡｌＮｄ）で形成する。前記ゲート配線は第１方向に伸張されるゲートライン１０５、前記ゲートライン１０５から分岐された薄膜トランジスタのゲート電極１１０及び前記ゲートライン１１５の端部に連結されたゲート端子１１５を含む。

図６ａ及び図６ｂを参照すると、前記ゲート配線及び基板１００上に無機物、例えば、シリコン窒化物をプラズマ化学気相蒸着（ｐｌａｓｍａ−ｅｎｈａｎｃｅｄ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｖａｐｏｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ；ＰＥＣＶＤ）方法によって約４５００Åの厚さに蒸着してゲート絶縁膜１２０を形成する。

前記ゲート絶縁膜１２０上にアクティブ層として、例えば、非晶質シリコン膜をＰＥＣＶＤ方法によって約２０００Åの厚さに蒸着し、その上にオーミックコンタクト層として、例えば、ｎ＋ドッピングされた非晶質シリコン膜をＰＥＣＶＤ方法によって約５００Åの厚さに蒸着する。この時、前記アクティブ層及びオーミックコンタクト層はＰＥＣＶＤ設備の同じチェンバー内でインシチュ（ｉｎ−ｓｉｔｕ）に蒸着する。続いて、第２マスクを利用したフォトリングラフィ工程で前記膜をパターニングしてゲート電極１１０上部のゲート絶縁膜１２０上にアクティブパターン１２５及びオーミックコンタクトパターン１３０を形成する。

続いて、オーミックコンタクトパターン１３０及びゲート絶縁膜１２６上にクロム（Ｃｒ）と同じ金属膜を約１５００〜４０００Åの厚さに蒸着した後、第３マスクを利用したフォトリングラフィ工程で前記金属膜をパターニングしてデータ配線を形成する。前記データ配線は前記ゲートライン１０５に直交するデータライン１３５、前記データライン１３５から分岐されたソース電極１４０及びドレーン１４５そして前記データライン１３５端部に連結されたデータ端子１５０を含む。

続いて、前記ソース電極１４０とドレーン電極１４５との間の露出されたオーミックコンタクトパターン１３０を反応性イオンエッチング（ｒｅａｃｔｉｖｅ ｉｏｎ ｅｔｃｈｉｎｇ；ＲＩＥ）方法によって除去する。そうすると、表示領域Ｄ上に薄膜トランジスタ１９５が完成する。この時、前記ゲートライン１０５とデータライン１３５との間にはゲート絶縁膜１２０が介在されてゲートライン１０５がデータライン１３５と接触されることを防止する。

本実施例ではアクティブパターン１２５、オーミックコンタクトパターン１３０及びデータ配線を二枚のマスクを利用して形成する。しかし、本発明者は一つのマスクを利用してアクティブパターン、オーミックコンタクトパターン及びデータ配線を形成することで、下部ゲート構造の薄膜トランジスタ液晶表示装置を製造することに使用されるマスクの数を減らすことができる方法を発明して大韓民国特許庁に出願番号１９９８−０４９７１０号として出願している。同じ符号番号を用いてこの方法を詳細に説明すると次のようである。

まず、ゲート絶縁膜１２０上にアクティブ層、オーミックコンタクト層及び金属膜を順次蒸着する。前記金属膜上に感光膜を塗布してこれを露光及び現像して薄膜トランジスタのチャンネル部の上に位置し、第１厚さを有する第１部分、データ配線部の上に位置して前記第１厚さより厚い厚さを有する第２部分及び感光膜が完全に除去された第３部分を含む感光膜パターン（図示せず）を形成する。

その後、前記第３部分の下の金属膜、オーミックコンタクト層及びアクティブ層、前記第１部分の下の金属膜、そして前記第２部分の一部の厚さをエッチングして前記金属膜で構成されたデータ配線、ｎ＋ドッピングされた非晶質シリコン膜で構成されたオーミックコンタクトパターン１３０及び非晶質シリコン膜で構成されたアクティブパターン１２５を同時に形成する。続いて、残っている感光膜パターンを除去すると、一つのマスクを利用してアクティブパターン１２５、オーミックコンタクトパターン１３０及びデータ配線が同時に形成される。

図７ａ及び図７ｂを参照すると、前記薄膜トランジスタ１９５が形成された基板１００の全面に無機物、例えば、シリコン窒化物を約２０００Åの厚さに蒸着して第１保護膜１５５を形成する。前記第１保護膜１５５は、薄膜トランジスタ及びパッドの信頼性を確保してＣＯＧボンディングの時に直接回路部位の接着力を向上させる役割をする。

続いて、第４マスクを利用したフォトリングラフィ工程で前記第１保護膜１５５及びゲート絶縁膜１２０をエッチングしてドレーン電極１４５を露出させる第１コンタクトホール１５６を形成する。これと同時に、ゲート端子１１５及び前記ゲート端子１１５に連結されたゲートライン１０５の一部分を露出する第１パッドコンタクトホール１６０及び前記データ端子１５０の一部分を露出する第２パッドコンタクトホール１７５が形成される。即ち、前記第１パッドコンタクトホール１６０はパッド領域Ｐと表示領域Ｄとの間の境界領域Ｂまで拡張されて形成される一方、前記第２パッドコンタクトホール１６５はパッド領域Ｐにだけ形成される。

この時、第１パッドコンタクトホール１６０を通じて露出されたゲート端子１１５は、アルミニウムネオジムで構成された第２金属膜１０４であるので、後続工程で形成されるＩＴＯパッド電極とアルミニウム層との直接接触を防止するために、アルミニウムエッチャントを利用した湿式エッチング工程で露出された第２金属膜１０４を全面エッチングする。そうすると、第１パッドコンタクトホール１０６を通じてゲート端子１１５及び前記ゲート端子１１５に連結されたゲートライン１０５一部分の第１金属膜１０４が露出される。前記第１金属膜１０２はクロムで形成されるので、その上に形成されるＩＴＯパッド電極との間にガルバニック電気腐食を誘発しない。このように前記第１パッドコンタクトホール１０６を通じて露出されたアルミニウムネオジムで構成された第２金属膜１０４を全面エッチングする時、湿式エッチングの等方性特性によって前記第２金属膜１０４の側面が共にエッチングされてアンダーカット１６２が発生するようになる。

図８ａ及び図８ｂを参照すると、前記パッドコンタクトホール１６０、１６５及び第１保護膜１５５上に透明導電膜、望ましくはＩＴＯ膜を蒸着した後、第５マスクを利用したフォトリングラフィ工程で前記ＩＴＯ膜をパターニングする。そうすると、前記第１パッドコンタクトホール１６０を通じてゲート端子１１５及び前記ゲート端子１５５に連結されたゲートライン１０５一部分の第１金属膜１０２と接続されるゲートパッド電極１７０が形成される。これと同時に、前記第２パッドコンタクトホール１６５を通じてデータ端子１５０と接続されるデータパッド電極１７５が形成される。

望ましくは、前記ゲートパッド電極１７０は、第１パッドコンタクトホール１６０を通じて露出された第１金属膜１０２を完全にカバーリングするためにパッド領域Ｐと表示領域Ｄとの間の境界領域Ｂまで拡張して形成する。従って、ゲートパッド電極１７０を構成するＩＴＯ膜内のピンホールを通じてケミカルが浸透して第１金属膜１０２を短絡させる場合、短絡されない第１金属膜１０２をカバーしているゲートパッド電極１７０にリダンダンシーを形成することができる。

図９ａ及び図９ｂを参照すると、前記ゲートパッド電極１７０、データパッド電極１７５及び第１保護膜１５５上に低い誘電率を有する有機物、望ましくは感光性アクリル系樹脂を約２μｍ以上の厚さで厚く塗布して第２保護膜１８０を形成する。前記第２保護膜１８０はその下部のデータ配線との間に寄生キャパシタンスの生成を抑制するので、画素電極（即ち、反射電極）をゲートライン１０５及びデータライン１３５と重なるように形成して、高い開口率の薄膜トランジスタ液晶表示装置を具現することができる。

続いて、前記第２保護膜１８０にコンタクトホール１８５を形成するためにコンタクトホール１８５に相応するパターンを有する第６マスクを第２保護膜１８０上に位置させた後、１次にフル（ｆｕｌｌ）露光工程を通じてドレーン電極１４５上の第２保護膜１８０とパッド領域Ｐの第２保護膜１８０を露光させる。続いて、マイクロレンズ形成用第７マスクを第２保護膜１８０上に位置させた後、前記第７マスクを利用したレンズ露光工程を通じてコンタクトホール１８５を除いた表示領域Ｄの第２保護膜１８０を２次に露光させる。その後、テトラメチル水酸化アンモニウム（ＴＭＡＨ）現像液を利用して現像工程を進行すると、前記第２保護膜１８０に前記第１コンタクトホール１５６から延長されてドレーン電極１４５を露出させるコンタクトホール１８５が形成されると同時に、多数の凹凸１８２が形成される。この時、パッド領域Ｐの第２保護膜１８０は除去される。

続いて、第２保護膜１８０のリフロー及び硬化のために、約１３０℃〜２３０℃の温度で１００分のうちキュアリング（ｃｕｒｉｎｇ）を実施した後、画素コンタクト特性を向上させるためにアルミニウムエッチャントを利用した全面エッチング工程を数秒のうちに進行する。

その後、結果物の全面に反射電極を構成する反射膜をエッチングするエッチャントに対して前記反射膜と類似のエッチング率を有する金属、例えば、モリブデンタングステン（ＭｏＷ）を約５００Åの厚さに蒸着して障壁金属層（図示せず）を形成する。前記障壁金属層上にアルミニウムネオジム（ＡｌＮｄ）や銀（Ａｇ）のような高い反射率を有する反射膜を約１５００Åの厚さに蒸着する。続いて、第８マスクを利用したフォトリングラフィ工程で前記反射膜及び障壁金属層をパターニングして画素電極及び反射版に提供される反射電極（図４ａの参照符号１９０）を形成する。前記反射電極１９０は、薄膜トランジスタのドレーン電極１４５と接続される。

前述したように本発明によると、第１保護膜のオープン領域、即ち、パッドコンタクトホールを表示領域とパッド領域との間にある第２保護膜の下部まで拡張して形成した後、透明導電膜でパッド電極を形成する。そうすると、前記オープン領域の段差ができた部分、即ち、第２金属膜のアンダーカットによってパッド電極の段差塗布性が弱い部分が第２保護膜でカバーされる。従って、前記オープン領域の段差ができた部分を通じてケミカルが浸透してパッド電極と配線層の第２金属膜との間の電池反応を誘発することを防止することで、パッド電極のリフティング及び第２金属膜の浸蝕を防止することができる。

尚、パッドコンタクトホールを通じて露出された配線層の第１金属膜を表示領域とパッド領域との間の境界領域までパッド電極でカバーリングすることで、配線層端子の第１金属膜が所定領域から短絡される時に短絡されない第１金属膜をカバーしているパッド電極にリダンダンシーを形成することができる。

以上、本発明の実施例によって詳細に説明したが、本発明はこれに限定されず、本発明が属する技術分野において通常の知識を有するものであれば本発明の思想と精神を離れることなく、本発明を修正または変更できる。

従来の方法による反射型液晶表示装置の断面図である。 従来の方法による反射型液晶表示装置の断面図である。 従来の他の方法による反射型液晶表示装置の断面図である。 本発明による反射型液晶表示装置の平面図である。 図３のＥ−Ｅ’及びＦ−Ｆ’線による反射型液晶表示装置の断面図である。 図３のＥ−Ｅ’及びＦ−Ｆ’線による反射型液晶表示装置の断面図である。 図４に図示した反射型液晶表示装置の製造方法を示すための断面図である。 図４に図示した反射型液晶表示装置の製造方法を示すための断面図である。 図４に図示した反射型液晶表示装置の製造方法を示すための断面図である。 図４に図示した反射型液晶表示装置の製造方法を示すための断面図である。 図４に図示した反射型液晶表示装置の製造方法を示すための断面図である。 図４に図示した反射型液晶表示装置の製造方法を示すための断面図である。 図４に図示した反射型液晶表示装置の製造方法を示すための断面図である。 図４に図示した反射型液晶表示装置の製造方法を示すための断面図である。 図４に図示した反射型液晶表示装置の製造方法を示すための断面図である。 図４に図示した反射型液晶表示装置の製造方法を示すための断面図である。

符号の説明

１０、１００ 基板
１１ クロム膜
１２、５２ アルミニウムネオジム膜
１３、５３、１０５ ゲートライン
１４、１１０ ゲート電極
１５、５４、１１５ ゲート端子
１６、５５、１２０、１２６ ゲート絶縁膜
１７、１２５ アクティブパターン
１８、１３０ オーミックコンタクトパターン
１９、５６、１３５ データライン
２０、１４０ ソース電極
２１、１４５ ドレーン電極
２２、５８、１５０ データ端子
２４ ２４、６０、１５５ 第２保護膜
２５、６１、１０６、１６０ 第１パッドコンタクトホール
２６、６２、１６５、１７５ 第２パッドコンタクトホール
２８、６８、１５５、１８０ 第２保護膜
２９、１８５ コンタクトホール
３０、６９、１８２ 凹凸
３２、７２、１８５、１９０ 反射電極
３３、３４、６６、１７５ データパッド電極
５０ 絶縁基板
５１ クロム膜
６１、６５、１７０、１７５ ゲートパッド電極
６４、１６２ アンダーカット
７０ 障壁金属層
１０２ 第１金属膜
１０４ 第２金属膜
１５６ 第１コンタクトホール
１９５ 薄膜トランジスタ

Claims (18)

1. 表示領域及びパッド領域を含む基板と、
   前記パッド領域に位置した配線層端子を含んで前記基板上に形成され、第１金属膜と、その上に積層された第２金属膜であって、アルミニウムまたはアルミニウム合金で構成された第２金属膜とで構成された配線層と、
   前記基板及び配線層の上に形成され、前記配線層端子及び前記配線層端子と連結された配線層一部分の第１金属膜を露出するパッドコンタクトホールを有する第１保護膜と、
   前記パッドコンタクトホール内に前記第２金属膜が前記第１金属膜上に積層しない状態で、前記パッドコンタクトホールの側壁及び底面、及び前記第１保護膜の一部分上に連続に形成されて前記配線層端子及び前記配線層端子と連結された配線層の一部分の第１金属膜と接続され、透明導電膜で構成されたパッド電極と、
   前記基板上の前記パッド領域を除いた領域に形成された第２保護膜と、
   前記表示領域の第２保護膜上に形成された反射電極と、を具備し、
   前記パッドコンタクトホールが前記表示領域とパッド領域との間の境界領域にある第２保護膜の下部まで拡張されて形成されたことを特徴とする反射型液晶表示装置。
2. 前記パッド電極は、前記パッドコンタクトホールに沿って前記表示領域とパッド領域との間の境界領域まで拡張されて形成されたことを特徴とする請求項１記載の反射型液晶表示装置。
3. 表示領域及びパッド領域を含む基板と、
   前記基板上に第１金属膜及びアルミニウムまたはアルミニウム合金で構成された第２金属膜が順次積層されて形成し、第１方向に伸張されるゲートラインと前記パッド領域に形成され、前記ゲートラインの端部に連結された端子を含むゲート配線と、
   前記ゲート配線及び基板上に形成されたゲート絶縁膜と、
   前記ゲート絶縁膜上に形成され前記第１方向と垂直した第２方向に伸張されるデータラインと、前記パッド領域に形成され前記データラインの端部に連結されたデータ端子と、
   を含むデータ配線と、
   前記データ配線及びゲート絶縁膜上に形成され、前記ゲート絶縁膜を貫いて前記ゲート端子及び前記ゲート端子に連結されたゲートラインの一部分の第１金属膜を露出する第１パッドコンタクトホールを有する第１保護膜と、
   前記パッドコンタクトホール内に前記第２金属膜が前記第１金属膜上に積層しない状態で、前記コンタクトホールの側壁及び底面、及び前記第１保護膜の一部分上に連続に形成されて前記ゲート端子及び前記ゲート端子に連結されたゲートラインの一部分の第１金属膜と接続された透明導電膜で構成されたゲートパッド電極と、
   前記基板上の前記パッド領域を除いた領域に形成された第２保護膜と、
   前記表示領域の第２保護膜上に形成された反射電極と、を具備し、
   前記第１パッドコンタクトホールが前記表示領域とパッド領域との間の境界領域にある第２保護膜の下部まで拡張されて形成されたことを特徴とする反射型液晶表示装置。
4. 前記ゲートパッド電極は前記第１パッドコンタクトホールに沿って前記表示領域とパッド領域との間の境界領域まで拡張されて形成されたことを特徴とする請求項３記載の反射型液晶表示装置。
5. 前記ゲートパッド電極と同じ層に形成されたデータパッド電極を更に具備し、前記データパッド電極はデータ端子上のゲート絶縁膜及び第１保護膜を形成された第２パッドコンタクトホールを通じて前記データ端子と接続されたことを特徴とする請求項３記載の反射型液晶表示装置。
6. 前記第１保護膜は無機物で形成され、前記第２保護膜は有機物で形成されたことを特徴とする請求項３記載の反射型液晶表示装置。
7. 前記第２保護膜は、前記表示領域内のデータラインの一部分を露出するコンタクトホールを有することを特徴とする請求項３記載の反射型液晶表示装置。
8. 前記反射電極は、前記コンタクトホールを通じて前記表示領域内のデータラインの一部分と接続されたことを特徴とする請求項７記載の反射型液晶表示装置。
9. 表示領域及びパッド領域を含む基板上に、前記パッド領域に位置した配線層端子を含み、第１金属膜とその上に積層された第２金属膜であって、アルミニウムまたはアルミニウム合金で構成された第２金属膜とで構成された配線層を形成する段階と、
   前記基板及び配線層上に前記配線層端子及び前記配線層端子と連結された配線層の一部分の第１金属膜を露出するパッドコンタクトホールを有する第１保護膜を形成する段階と、
   前記パッドコンタクトホール内の第２金属膜を全面エッチングによって除去する段階と、
   前記パッドコンタクトホールの側壁及び底面、そして前記第１保護膜の一部分上に透明導電膜で構成されたパッド電極を連続に形成して前記配線層端子及び前記配線層端子と連結された配線層の一部分の第１金属膜と接続させる段階と、
   前記基板上の前記パッド領域を除いた領域に第２保護膜を形成する段階と、
   前記表示領域の第２保護膜上に反射電極を形成する段階と、を具備することを特徴とする反射型液晶表示装置の製造方法。
10. 前記第１保護膜を形成する段階は、
    前記基板及び配線層上に第１保護膜を形成する段階と、
    前記第１保護膜を部分的にエッチングして前記配線層端子及び前記配線層端子と連結された配線層の一部分の第２金属膜を露出するパッドコンタクトホールを形成する段階と、
    前記露出した第２金属膜を全面エッチングしてその下部の第１金属膜を露出する段階と、を含むことを特徴とする請求項９記載の反射型液晶表示装置の製造方法。
11. 前記パッド電極は、前記パッドコンタクトホールに沿って前記表示領域とパッド領域との間の境界領域まで形成することを特徴とする請求項９記載の反射型液晶表示装置の製造方法。
12. 表示領域及びパッド領域を含む基板上に、第１金属膜及びその上に積層された第２金属膜であって、アルミニウムまたはアルミニウム合金で構成された第２金属膜で構成され、第１方向に伸張されるゲートライン及び前記パッド領域に形成され、前記ゲートラインの端部に連結されたゲート端子を含むゲート配線を形成する段階と、
    前記ゲート配線及び基板上にゲート絶縁膜を形成する段階と、
    前記ゲート絶縁膜上に、前記第１方向と垂直した第２方向に伸張されるデータライン及び前記パッド領域に形成され、前記データラインの端部に連結されたデータ端子を含むデータ配線を形成する段階と、
    前記データ配線及びゲート絶縁膜上に、前記ゲート絶縁膜を貫いて前記ゲート端子及び前記ゲート端子に連結されたゲートラインの一部分の第１金属膜を露出する第１パッドコンタクトホールを有する第１保護膜を形成する段階と、
    前記パッドコンタクトホール内の第２金属膜を全面エッチングによって除去する段階と、
    前記第１パッドコンタクトホールの側壁及び底面、そして前記第１保護膜の一部分上に連続に透明導電膜で構成されたゲートパッド電極を形成して前記ゲート端子及び前記ゲート端子に連結されたゲートラインの一部分の第１金属膜と接続させる段階と、
    前記基板上の前記パッド領域を除いた領域に形成された第２保護膜を形成する段階と、
    前記表示領域の第２保護膜上に反射電極を形成する段階と、を具備することを特徴とする反射型液晶表示装置の製造方法。
13. 前記第１保護膜を形成する段階は、
    前記基板及びデータ配線上に第１保護膜を形成する段階と、
    前記第１保護膜及びゲート絶縁膜を部分的にエッチングして前記ゲート端子及び前記ゲート端子と連結されたゲートラインの一部分の第２金属膜を露出する第１パッドコンタクトホールを形成する段階と、
    前記露出した第２金属膜を全面エッチングしてその下部の第１金属膜を露出する段階と、
    を含むことを特徴とする請求項１２記載の反射型液晶表示装置の製造方法。
14. 前記第１パッドコンタクトホールを形成する段階において、前記データ端子を露出する第２パッドコンタクトホールを共に形成することを特徴とする請求項１３記載の反射型液晶表示装置の製造方法。
15. 前記ゲートパッド電極を形成する段階において、前記第２パッドコンタクトホールを通じて前記データ端子と接続されるデータパッド電極を共に形成することを特徴とする請求項１４記載の反射型液晶表示装置の製造方法。
16. 前記ゲートパッド電極は、前記第１パッドコンタクトホールに沿って前記表示領域とパッド領域との間の境界領域まで形成することを特徴とする請求項１２記載の反射型液晶表示装置の製造方法。
17. 前記第１保護膜は無機物で形成し、前記第２保護膜は有機物で形成することを特徴とする請求項１２記載の反射型液晶表示装置の製造方法。
18. 前記第２保護膜を形成する段階において、前記表示領域内のデータラインの一部分を露出させるコンタクトホールを形成することを特徴とする請求項１２記載の反射型液晶表示装置の製造方法。

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