JP2007094389A

JP2007094389A - 表示基板の製造方法及びこれを製造するための製造装置

Info

Publication number: JP2007094389A
Application number: JP2006226685A
Authority: JP
Inventors: Yeong-Beom Lee; 永範李; Myung-Il Park; 明一朴; Kyosyo Kin; 京燮金; Yong-Eui Lee; 庸懿李
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2005-09-27
Filing date: 2006-08-23
Publication date: 2007-04-12
Also published as: KR20070035234A; CN1945812A; CN1945812B; TW200717819A; US20070117280A1

Abstract

【課題】表示基板の製造において工程の単純化及び工程の信頼性を向上させる。
【解決手段】ベース基板上にスイッチング素子のゲート電極を形成する段階と、ゲート電極上にゲート絶縁膜を形成する段階と、ゲート絶縁膜上にスイッチング素子のソース及びドレイン電極を形成する段階と、ソース及びドレイン電極上に保護絶縁膜を形成する段階と、レーザビームを利用してドレイン電極の一部領域を露出させる第１コンタクトホールを形成する段階と、第１コンタクトホールを通じて電気的に連結された画素電極を形成する段階とを含む。
【選択図】図１０

Description

本発明は、表示基板の製造方法及びこれを製造するための製造装置に係り、より詳細には工程の単純化及び工程の信頼性を向上させるための表示基板の製造方法及びこれを製造するための製造装置に関する。

一般に、液晶表示装置は、電界を印加して液晶分子の配列を変化させて、液晶の光学的性質を利用する表示装置である。

前記液晶表示装置は、アレイ基板と前記アレイ基板に対向する対向基板と、前記基板間に介在された液晶層を含む液晶表示パネルを具備する。前記アレイ基板は、複数のゲート配線と前記ゲート配線と交差する複数のデータ配線が形成され、前記ゲート配線とデータ配線によって複数の画素部が定義される。それぞれの画素部には、前記ゲート配線とデータ配線に連結された薄膜トランジスタと前記薄膜トランジスタに連結された画素電極が形成される。

前記アレイ基板及び対向基板の製造工程は、フォトリソグラフィ工程によって行われる。前記フォトリソグラフィ工程は、フォトレジスト（Ｐｈｏｔｏｒｅｓｉｓｔ：ＰＲ）コーティング工程、乾燥工程、露光工程、現像工程、熱処理工程、及びエッチ工程を含む。

前記のようなフォトリソグラフィ工程による製造設備は、表示基板が大型化されるにつれて空間的制約及び新しい設備技術開発の必要性が強く要望されている。

本発明の目的は、製造工程の単純化及び信頼性を向上させるための表示基板の製造方法を提供することにある。

本発明の他の目的は、製造工程の単純化及び信頼性を向上させるための表示基板の製造装置を提供することにある。

前述した本発明の目的を実現するための本発明に係る表示基板の製造方法は、それぞれゲート配線とソース配線に連結されたスイッチング素子と前記スイッチング素子に連結された画素電極とを含む画素部が複数含んでなる表示基板の製造方法において、ベース基板上に前記スイッチング素子のゲート電極を形成する段階と、前記ゲート電極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スイッチング素子のソース及びドレイン電極を形成する段階と、前記ソース及びドレイン電極上に保護絶縁膜を形成する段階と、レーザビームを利用して前記ドレイン電極の一部領域を露出させる第１コンタクトホールを形成する段階と、前記第１コンタクトホールを通じて電気的に連結された前記画素電極を形成する段階と、を含む。

さらに、本発明に係る表示基板の製造方法は、それぞれのゲート配線とソース配線に連結されたスイッチング素子と前記スイッチング素子に連結された画素電極とを含む画素部が複数含んでなる表示基板の製造方法において、ベース基板上に前記スイッチング素子のゲート電極を形成する段階と、前記ゲートが形成された前記ベース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スイッチング素子のソース及びドレイン電極を形成する段階と、前記ソース及びドレイン電極が形成された前記ベース基板上に有機絶縁膜を形成する段階と、レーザビームを前記有機絶縁膜に照射して前記ドレイン電極の一部領域を露出させる第１コンタクトホールを形成する段階と、前記第１コンタクトホールを通じて前記ドレイン電極と電気的に連結された前記画素電極を形成する段階と、を含む。
前述した本発明の他の目的を実現するための本発明に係る表示基板の製造装置は、ヘッド部、移送部、及びステージ部を含む。前記ヘッド部はレーザビームを走査し、前記移送部は前記ヘッド部が固定され、前記ヘッド部を所定の位置に移動させる。前記ステージ部は被処理表示基板が配置され、前記レーザビームによって前記ステージ部に配置された表示基板の絶縁膜がパターニングされる。

このような表示基板の製造方法及びこのための製造装置によると、レーザビームを利用して表示基板の絶縁膜をパターニングすることにより、工程の単純化及び信頼性を向上させることができる。

以下、添付図面を参照して、本発明をより詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施形態による液晶表示基板の製造装置の上部一部に対する斜視図である。

図１を参照すると、表示基板の製造装置は、ステージ部１０、ヘッド部３０、及び移送部５０を含む。

前記ヘッド部３０は、前記移送部５０と光源部３１（図２参照）との間に位置する。前記ステージ部１０は、前記レーザビームが被処理対象物を加工することができるように前記光源部３１から一定距離の下に位置する。

被処理対象物である表示基板２０は前記ステージ部１０上に置かれ、前記ステージ部１０によって支持される。

前記ヘッド部３０は、前記ステージ部１０上に置かれた表示基板２０にレーザビーム３２を走査する。前記レーザビーム３２は、前記表示基板２０に形成された絶縁膜に所定のパターン２１を形成する。前記表示基板に形成された絶縁膜は、保護絶縁膜又は有機絶縁膜を含む。前記パターン２１は、貫通ホール又は非貫通ホール形状に所定深さと所定幅に形成される。

前記レーザビーム３２はＵＶエキシマーであって、多光子吸収方式で前記表示基板の絶縁膜をパターニングする。好ましい実施形態によると、前記ＵＶエキシマーレーザビームは、約１９３ｎｍ（ＡｒＦ）乃至３５１ｎｍ（ＸｅＦ）の波長を有し、最大パワーは約３００Ｗ程度で、反復率は約５０乃至２００Ｈｚである。前記ＵＶエキシマーレーザビームは、最小２μｍ大きさのパターン形成が容易なので、ポリマー又は薄い無機膜のパターニングに多く使用される。以下、ＵＶエキシマーレーザビームを「レーザビーム」という。

図示されていないが、前記ヘッド部３０が複数個具備されることができ、複数個のヘッド部を具備した場合には、表示基板の製造工程時間を短縮させることができる。

図１を参照すると、前記移送部５０は、前記ヘッド部３０を所定の速度で所望する位置に移送させる。前記ヘッド部３０が移送する速度は、前記製造装置の性能によって決定される。前記ヘッド部３０は、前記移送部５０に固定され前記所定のパターン２１が形成される位置に移送される。

前記移送部５０の移送速度制御を通じて前記ヘッド部３０は、表示基板に形成される絶縁膜を容易にエッチングして、所望するパターンを形成することができる。

図２は、図１のヘッド部の上部一部に対する概略的な斜視図である。

図１及び図２を参照すると、前記ヘッド部３０は、光源部３１、マスク３３、及び投射レンズ３５を含む。

前記光源部３１はレーザビームを生成して、生成されたレーザビームを集光して、エネルギーの高いレーザビームを前記マスク３３に走査する。

前記マスク３３は、所定形状に開口された開口パターン３３ａを含み、前記光源部３１から走査されたレーザビームは前記開口パターン３３ａに対応する形状のレーザビームに成形される。

前記投射レンズ３５は、前記マスク３３の開口パターン３３ａに対応して成形されたレーザビームを被処理表示基板２０に投射させる。

図３乃至図５は、本発明の実施形態によるパターニング方法に使用される図１の製造装置の上部一部の断面図である。

まず、図３を参照すると、開口パターン３３ａを有するマスク３３を含むヘッド部３０ａから走査されたレーザビームを利用してパターンを形成する場合である。

前記ステージ部１０ａに被処理基板である表示基板２０ａを配置させ、所望する位置にヘッド部３０ａを移動させる。前記ヘッド部３０ａから走査されたレーザビームによって表示基板２０ａの絶縁膜をパターニングする。このような場合、前記表示基板２０ａにはホール形態のパターン２１ａが形成される。

前記のような方式によって形成されたホールパターン２１ａは、表示基板上でスイッチング素子ＴＦＴと画素電極を電気的に連結させるために形成されるコンタクトホールを形成する時に容易に適用されることができる。

図４は、開口パターン３３ａを有するマスク３３を含むヘッド部３０ｂから走査されたレーザビームを利用してパターンを形成する場合である。前記ステージ部１０ｂに表示基板２０ｂを配置させ、所望する第１位置にヘッド部３０ｂを移送させる。前記ヘッド部３０ｂからレーザビームを走査させながら、ヘッド部３０ｂを一定長さ（Ｌ）だけ移送させる。これによって表示基板２０ｂの絶縁膜には、グルーブ形態の直線パターン２１ｂが形成される。

前記のような方式によって形成された直線パターン２１ｂは、表示基板で配線の一端部に形成されるパッド部を製造する時に容易に適用することができる。

図５は、スリットマスク３４を含むヘッド部（図示せず）から走査されたレーザビームを利用してパターンを形成する場合である。

前記ステージ部１０ｃに被処理基板である表示基板２０ｃを配置させ、所望する位置にヘッド部を移動させる。前記ヘッド部から走査されたレーザビームによって前記表示基板２０ｃの絶縁膜をパターニングする。前記ヘッド部から走査されたレーザビームはスリットマスク３４の第１及び第２開口パターン３３ｂ、３３ｃによって互いに異なる強度を有する。

具体的に、第１開口パターン３３ｂの開口領域が前記第２開口パターン３３ｃの開口領域より大きい。したがって、第１開口パターン３３ｂを通過したレーザビームのエネルギーが前記第２開口パターン３３ｃを通過したレーザビームのエネルギーより大きい。前記第１開口パターン３３ｂによって前記表示基板２０ｃには、一定深さと一定幅の溝が形成され、前記第２開口パターン３３ｃによって前記溝の周辺が一定の傾きを有するようにパターニングされる。

このように、スリットマスク３４を有するヘッド部によって前記表示基板２０ｃには傾斜角を有するパターン２１ｃが形成される。前記パターン２１ｃが隣接した領域に反復的に形成される場合、前記表示基板２０ｃには、テーパー形状のパターンを容易に形成することができる。

図６は、本発明の他の実施形態による製造装置のヘッド部の上部一部に対する斜視図である。

図６を参照すると、ヘッド部は、光源部１３１、マスク１３３、絞り１３５、及び投射レンズ１３７を含み、前記ヘッド部と前記絞り１３５のそれぞれは、図６に矢印方向に図示されたＸ方向に移動可能である。

前記光源部１３１はレーザビームを生成し、生成されたレーザビームを集光して、エネルギーの高いレーザビームを下部の基板１２０方向に走査する。

このように、前記マスク１３３は、所定形状に開口された複数の開口パターン１３３ａ、１３３ｂ、１３３ｃ、１３３ｄを含み、前記光源部１３１から走査されたレーザビームは前記開口パターン１３３ａ、１３３ｂ、１３３ｃ、１３３ｄに対応する形状のレーザビームに成形される。

前記絞り１３５は、前記マスク１３３と前記光源部１３１との間に配置され、−Ｘ方向に移動しながら次のように前記マスク１３３に投射されるレーザビームの量を調節する。

具体的には、前記絞り１３５が−Ｘ方向に第１ステップ移動して、前記第１開口パターン１３３ａにレーザビームを通過させる。そして、前記絞り１３５が−Ｘ方向に第２ステップ移動して前記第１および第２開口パターン１３３ａ、１３３ｂにレーザビームを通過させる。そして、前記絞り１３５が−Ｘ方向に第３ステップ移動して第１乃至第３開口パターン１３３ａ、１３３ｂ、１３３ｃにレーザビームを通過させる。最後に、前記絞り１３５が−Ｘ方向に第４ステップ移動して第１乃至第４開口パターン１３３ａ、１３３ｂ、１３３ｃ、１３３ｄにレーザビームを通過させる。このように、前記絞り１３５を移動させてレーザビームがそれぞれの開口マスクに照射される時間を増加させる。これとは異なり、前記絞りは＋Ｘ方向に移動して、前記レーザビームの量を減少させることもできる。

前記投射レンズ１３７は、前記マスク１３３と前記表示基板１２０との間に位置して、前記マスク１３３の開口パターン１３３ａ、１３３ｂ、１３３ｃ、１３３ｄに対応して成形されたレーザビームを被処理基板である表示基板１２０に投射させる。

図７乃至図１０は、液晶表示基板の絶縁膜が図６に図示された製造装置によってパターニングされる工程を図示した部分工程図である。

図６及び図７を参照すると、複数の開口パターンが形成されたマスク１３３を具備したヘッド部１３０をＸ方向に第１ステップ目に移動し、この際、前記絞り１３５は第１開口パターン１３３ａにレーザビームが通過するように−Ｘ方向に１回目を開く。前記レーザビームは、第１開口パターン１３３ａを通過して表示基板１２０に第１溝の位置に第１パターン１２１ａを形成する。

図６及び図８を参照すると、前記絞り１３５は、第１及び第２開口パターン１３３ａ、１３３ｂにレーザビームが通過するように前記−Ｘ方向に２回目を開く。前記絞り１３５が２回目を開くと同時に、複数の開口パターンが形成されたマスク１３３を具備した前記ヘッド部１３０はＸ方向に第２ステップ目に移動する。前記レーザビームは、第１及び第２開口パターン１３３ａ、１３３ｂを通過して表示基板１２０に第１及び第２溝の位置に第１パターン１２１ａと第２パターン１２１ｂを形成する。

図８に示すように、前記ヘッド部１３０と前記絞り１３５の相対的な移動で前記第１パターン１２１ａが形成された第１溝の位置に前記第２開口パターン１３３ｂが位置することになり、前記第２開口パターン１３３ｂを通過したレーザビームによって前記第２開口パターン１３３ｂに対応する第２パターン１２１ｂが形成される。まだパターンが形成されない前記第２溝の位置には前記第１開口パターン１３３ａが位置し、前記第１開口パターン１３３ａを通過したレーザビームによって前記第１開口パターン１３３ａに対応する第１パターン１２２ａが形成される。

図６及び図９を参照すると、前記絞り１３５は、第１、第２、及び第３開口パターン１３３ａ、１３３ｂ、１３３ｃにレーザビームが通過するように、前記−Ｘ方向に３回目を開く。この際、複数の開口パターンが形成されたマスク１３３を具備した前記ヘッド部１３０は前記Ｘ方向に第３ステップ目に移動する。

前記レーザビームは、第１、第２、及び第３開口パターン１３３ａ、１３３ｂ、１３３ｃを通過して表示基板１２０の第１、第２、および第３溝の位置に第１パターン１２１ａ、第２パターン１２１ｂ、及び第３パターン１２１ｃを形成する。

図９に示すように、前記ヘッド部１３０と前記絞り１３５の相対的な移動で前記第１及び第２パターン１２１ａ、１２１ｂが形成された第１溝の位置に前記第３開口パターン１３３ｃが位置することになり、前記第３開口パターン１３３ｃを通過したレーザビームによって前記第３開口パターン１３３ｃに対応する第３パターン１２１ｃが形成される。前記第１パターン１２２ａが形成された第２溝の位置に前記第２開口パターン１３３ｂが位置し、前記第２開口パターン１３３ｂを通過したレーザビームによって前記第２開口パターン１３３ｂに対応する第２パターン１２２ｂが形成される。まだパターンが形成されない前記第３溝の位置には前記第１開口パターン１３３ａが位置し、前記第１開口パターン１３３ａを通過したレーザビームによって前記第１開口パターン１３３ａに対応する第１パターン１２３ａが形成される。

図６及び図１０を参照すると、前記絞り１３５は、第１、第２、第３、及び第４開口パターン１３３ａ、１３３ｂ、１３３ｃ、１３３ｄにレーザビームが通過するように前記−Ｘ方向に４回目を開く。この際、複数の開口パターンが形成されたマスク１３３を具備した前記ヘッド部１３０は、前記Ｘ方向に第４ステップ目に移動する。

前記レーザビームは、第１、第２、第３、及び第４開口パターン１３３ａ、１３３ｂ、１３３ｃ、１３３ｄを通過して、表示基板１２０の第１、第２、第３、及び第４溝の位置に第１パターン１２１ａ、第２パターン１２１ｂ、第３パターン１２１ｃ、及び第４パターン１２１ｄを形成する。

図１０に示すように、前記ヘッド部１３０と前記絞り１３５の相対的な移動で前記第１乃至第３パターン１２１ａ、１２１ｂ、１２１ｃが形成された第１溝の位置には、前記第４開口パターン１３３ｄが位置することになり、前記第４開口パターン１３３ｄを通過したレーザビームによって前記第４開口パターン１３３ｄに対応する第４パターン１２１ｄが形成される。前記第１乃至第２パターン１２２ａ、１２２ｂが形成された第２溝の位置には前記第３開口パターン１３３ｃが位置し、前記第３開口パターン１３３ｃを通過したレーザビームによって前記第３開口パターン１３３ｄに対応する第３パターン１２２ｃが形成される。前記第１パターン１２３ａが形成された第３溝の位置には前記第２開口パターン１３３ｂが位置し、前記第２開口パターン１３３ｂを通過したレーザビームによって前記第２開口パターン１３３ｂに対応する第２パターン１２３ｂが形成される。まだパターンが形成されない前記第４溝の位置には前記第１開口パターン１３３ａが位置し、前記第１開口パターン１３３ａを通過したレーザビームによって前記第１開口パターン１３３ａに対応する第１パターン１２４ａが形成される。

以後、前記絞り１３５が完全に開いた状態の第１乃至第４開口パターン１３３ａ、１３３ｂ、１３３ｃ、１３３ｄを利用して前記ヘッド部１３０は前記Ｘ方向に１ステップずつ移動しながら、表示基板１２０にパターンを形成する。前記レーザビームはガウス分布を有するので、図示されたように前記表示基板１２０に形成された第１乃至第４溝は、結果的に一定の傾斜を有するテーパー状にパターニングされる。

前記のように、１つのパターンを形成するために段階的にレーザビームを走査する方式を一般的に同期されたイメージスキャニング（以下、ＳＩＳと称する）方式という。

以上では、互いに異なる形態の開口パターンを有するマスクを利用して、前記ＳＩＳ方式で表示基板の絶縁膜を段階的にパターニングする工程を例として説明したが、前記ＳＩＳ方式で表示基板のスイッチング素子のコンタクトホール及びパッド部のコンタクトホールを形成することができるのは当然である。又、マスクに形成された開口パターンの形状及び個数によって多様な形状のパターンを形成することができるのは当然である。

図１１は、図１に図示された本発明の実施形態による製造装置を利用して製造された液晶表示基板の部分平面図である。

図１１を参照すると、表示基板は、複数のゲート配線（ＧＬｎ−１、ＧＬｎ）と、複数のソース配線（ＤＬｍ−１、ＤＬｍ）と、前記ゲート配線（ＧＬｎ−１、ＧＬｎ）とソース配線（ＤＬｍ−１、ＤＬｍ）によって定義された複数の画素部Ｐを含む。

前記ゲート配線（ＧＬｎ−１、ＧＬｎ）は第１方向に配列され第２方向に延長される。前記データ配線（ＤＬｍ−１、ＤＬ）は前記第２方向に配列され第１方向に延長される。

前記ゲート配線（ＧＬｎ−１、ＧＬｎ）の一端部にはゲートパッド部ＧＰが形成され、前記ソース配線（ＤＬｍ−１、ＤＬｍ）の一端部にはソースパッド部ＳＰが形成される。

前記画素部Ｐには、スイッチング素子ＴＦＴ、ストレージ共通配線ＳＣＬ、及び画素電極ＰＥが形成される。前記スイッチング素子ＴＦＴは、前記ｎ番目ゲート配線ＧＬｎと前記ｍ番目データ配線ＤＬｍ及び前記画素電極ＰＥと電気的に連結される。

図１２乃至図１６は、本発明の第１実施形態による表示基板の製造方法によって、Ｉ−Ｉ’に沿って切断した断面に対応する図１１の液晶表示基板を製造する部分工程図である。

図１１及び図１２を参照すると、ベース基板１０１上にゲート金属層を形成する。前記ゲート金属層を、第１マスクを利用してパターニングしてゲート配線（ＧＬｎ−１、ＧＬｎ）と、スイッチング素子ＴＦＴのゲート電極１１１及びストレージ共通配線ＳＣＬを含むゲート金属パターンを形成する。

前記ゲート金属パターンが形成されたベース基板１０１上にゲート絶縁膜１０２を形成する。

図１１及び図１３を参照すると、前記ゲート絶縁膜１０２上にチャンネル層１１２を形成する。前記チャンネル層１１２は、前記ゲート絶縁膜１０２と抵抗性接触層１１２ｂとの間に位置し、アモルファスシリコン層で形成された活性層１１２ａとインシツ（ｉｎ−ｓｉｔｕ）ドーピングされたｎ^＋アモルファスシリコン層で形成された抵抗性接触層１１２ｂを含む。

第２マスクを利用して前記チャンネル層１１２をパターニングして前記スイッチング素子ＴＦＴのゲート電極１１１上に前記チャンネルパターンＣＨを形成する。

図１１及び図１４を参照すると、前記チャンネルパターンＣＨが形成されたベース基板１０１にソース金属層を形成する。前記ソース金属層を、第３マスクを利用してパターニングして前記ソース配線（ＤＬｍ−１、ＤＬｍ）、前記スイッチング素子ＴＦＴのソース及びドレイン電極１１３、１１４を含むソース金属パターンを形成する。

前記ソース及びドレイン電極１１３、１１４間に露出されたチャンネルパターンＣＨの抵抗性接触層１１２ｂを前記ソース及びドレイン電極１１３、１１４をマスクとしてエッチングして、前記スイッチング素子ＴＦＴのチャンネル領域を定義する。

図１乃至図１５を参照すると、前記ソース金属パターンが形成されたベース基板１０１上に保護絶縁膜１０３（以下、「パシベーション層」と称する）を形成する。前記パシベーション層１０３は、無機絶縁膜又は有機絶縁膜で約４０００Å以下の厚みに形成する。

図１及び図６に図示された製造装置を利用してレーザビームで前記パシベーション層１０３及びゲート絶縁膜１０２をエッチングする。

具体的に、図３に図示されたように、円形の開口パターンを有するマスクを通過したレーザビームＬＳ１を利用して、スイッチング素子ＴＦＴのドレイン電極１１４上にパシベーション層１０３をエッチングして第１コンタクトホール１１７を形成する。

次に、図４に図示されたように、ヘッド部３０を一定長さだけ移送させながら、継続的にレーザビームＬＳ２を走査して、ゲートパッド部ＧＰ上に形成されたゲート絶縁膜１０２及びパシベーション層１０３をエッチングして一定長さを有する第２コンタクトホール１５２を形成する。

前記第２コンタクトホール１５２と同じ方式で、ヘッド部３０を一定長さだけ継続的にレーザビームＬＳ３を走査して、ソースパッド部ＳＰ上に形成されたパシベーション層１０３をエッチングして、一定長さを有する第３コンタクトホール１７２を形成する。

又は、図３に図示されたように、前記第２及び第３コンタクトホール１５２、１７２の大きさに対応する開口パターンを有するヘッド部によってゲート絶縁膜１０２及びパシベーション層１０３をパターニングすることもできるのは当然である。

又、図６に図示された製造装置によって前記第１乃至第３コンタクトホールを形成することができる。例えば、図７乃至図１０に図示された方式で同じ形状の開口パターンが具備されたマスクを利用して段階的にエッチングしてコンタクトホールを形成することができる。又は、絞りを調節して所望する形状の開口パターンにのみレーザビームを通過させてコンタクトホールを形成することもできる。

図１１及び図１６を参照すると、前記第１乃至第３コンタクトホール１１７、１５２、１７２が形成されたパシベーション層１０３上に画素電極層を形成する。前記画素電極層は前記透明な伝導性物質であって、インジウムティンオキサイド（ＩＴＯ）、インジウムジンクオキサイド（ＩＺＯ）、又はインジウムティンジンクオキサイドを含む。

前記画素電極層は、前記第１コンタクトホール１１７を通じて前記ドレイン電極１１４と電気的に接触され、第２コンタクトホール１５２を通じてゲートパッド部ＧＰのゲート金属パターン１５１と電気的に接触され、第３コンタクトホール１７２を通じてソースパッド部ＳＰのデータ金属パターン１７１と電気的に接触される。

以後、第４マスクを利用して前記画素電極層をパターニングして、前記画素部Ｐの画素電極ＰＥ、ゲートパッド部ＧＰの第１パッド電極１５３、及びソースパッド部ＳＰの第２パッド電極１７３を形成する。

図１７乃至図２０は、本発明の第２実施形態による表示基板の製造方法によって、Ｉ−Ｉ’に沿って切断した断面に対応する図１１の液晶表示基板を製造する部分工程図である。

図１１及び図１７を参照すると、ベース基板２０１上にゲート金属層を形成する。前記ゲート金属層を、第１マスクを利用してパターニングして、ゲート配線（ＧＬｎ−１、ＧＬｎ）、スイッチング素子ＴＦＴのゲート電極２１１、及びストレージ共通配線ＳＣＬを含むゲート金属パターンを形成する。

前記ゲート金属パターンが形成されたベース基板２０１上にゲート絶縁膜２０２を形成する。

前記ゲート絶縁膜２０２上にアモルファスシリコン層で形成された活性層２１２ａとインシツドーピングされたｎ^＋アモルファスシリコン層で形成された抵抗性接触層２１２ｂを順次に形成してチャンネル層２１２を形成する。

第２マスクを使用して前記チャンネル層２１２をパターニングして、前記ゲート電極２１１をカバーするようにチャンネルパターンＣＨを形成する。

図１１及び図１８を参照すると、前記チャンネルパターンＣＨが形成されたベース基板２０１上にソース金属層を形成する。第３マスクを利用して前記ソース金属層をパターニングしてソース配線（ＤＬｍ−１、ＤＬｍ）、スイッチング素子ＴＦＴのソース及びドレイン電極２１３、２１４を含むソース金属パターンを形成する。

前記ソース及びドレイン電極２１３、２１４間に露出されたチャンネル層２１２の抵抗性接触層２１２ｂを前記ソース及びドレイン電極２１３、２１４をマスクとしてエッチングして、前記スイッチング素子ＴＦＴのチャンネル領域を定義する。

図１乃至図１１及び図１９を参照すると、前記ソース金属パターンが形成されたベース基板２０１上にパシベーション層２０３及び有機絶縁膜２０４を順次に形成する。前記パシベーション層２０３は無機絶縁膜又は有機絶縁膜で約４０００Å以下の厚みに形成し、前記有機絶縁膜２０４は２μｍ乃至４μｍの厚みに形成する。

図１及び図６に図示された製造装置を利用して、レーザビームで前記パシベーション層２０３及び前記有機絶縁膜２０４をエッチングする。

具体的に、図３に図示されたように、円形の開口パターンを有するマスクを通過したレーザビームを利用して、スイッチング素子ＴＦＴのドレイン電極２１４上に形成されたパシベーション層２０３及び前記パシベーション層２０３上に形成された有機絶縁膜２０４をエッチングして第１コンタクトホール２１７を形成する。

又、図６に図示された製造装置によって前記第１コンタクトホールを形成することができる。例えば、図７乃至図１０に図示された方式で同じ形状の開口パターンが具備されたマスクを利用して段階的にエッチングしてコンタクトホールを形成することができる。又は、絞りを調節して所望する形状の開口パターンにのみレーザビームを通過させてコンタクトホールを形成することもできる。

次に、図３及び図７乃至図１０に図示されたような方式でゲートパッド部ＧＰに形成されたゲート絶縁膜２０２、パシベーション層２０３、及び有機絶縁膜２０４を傾斜するようにエッチングして第２コンタクトホール２５２を形成する。

前記第２コンタクトホール２５２と同じ方式でソースパッド部ＳＰに形成されたパシベーション層２０３及び有機絶縁膜２０４をエッチングして第３コンタクトホール２７２を形成する。

図１１及び図２０を参照すると、前記第１乃至第３コンタクトホール２１７、２５２、２７２が形成された有機絶縁膜２０４上に画素電極層を形成する。前記画素電極層は前記透明な伝導性物質であって、インジウムティンオキサイド（ＩＴＯ）、インジウムジンクオキサイド（ＩＺＯ）、又はインジウムティンジンクオキサイドを含む。

前記画素電極層は、前記第１コンタクトホール２１７を通じて前記ドレイン電極２１４と電気的に接触され、第２コンタクトホール２５２を通じてゲートパッド部ＧＰのゲート金属パターンと電気的に接触され、第３コンタクトホール２７２を通じてソースパッド部ＳＰのソース金属パターンと電気的に接触される。

以後、第４マスクを利用して前記画素電極層をパターニングして前記画素部Ｐの画素電極ＰＥ、ゲートパッド部ＧＰの第１パッド電極２５３、及びソースパッド部ＳＰの第２パッド電極２７３を形成する。

図１９に関する説明で言及したように、前記ゲートパッド部ＧＰ及びソースパッド部ＳＰの第２及び第３コンタクトホール２５２、２７２が段差を有するように形成することにより、前記ゲートパッド部ＧＰ及びソースパッド部ＳＰに接触される外部装置の出力端子と接触を容易にする。

一般的に、前記ゲート及びソースパッド部ＧＰ、ＳＰと外部装置の出力端子は、異方性導電フィルムを通じて相互電気的に接触される。

前記のように段差を有するパッド部による接触効果は同一の出願人によって予め出願された韓国特許公開番号２００２−００６３４２４号（２００２．０８．０３）、発明の名称「液晶表示装置及びその製造方法」に詳細に開示されている。

図２１は本発明の実施形態による表示基板の製造工程を示し、図１１のＩＩ−ＩＩ’に沿って切断した表示基板の一部を示す断面図である。図１１及び図２１を参照すると、ベース基板３０１上には、ゲート金属層を蒸着及びパターニングして、ゲート配線（ＧＬｎ−１、ＧＬｎ）と、スイッチング素子ＴＦＴのゲート電極及びストレージ共通配線ＳＣＬを含むゲート金属パターンを形成する。

前記ゲート金属パターンが形成されたベース基板３０１上にゲート絶縁膜３０２を形成する。前記ゲート絶縁膜３０２上にチャンネル層を蒸着及びパターニングして、前記スイッチング素子ＴＦＴのゲート電極上にチャンネルパターン１１２を形成する。

前記チャンネルパターン１１２が形成されたベース基板３０１上にソース金属層を蒸着及びパターニングして、前記ソース配線（ＤＬｍ−１、ＤＬｍ）、前記スイッチング素子ＴＦＴのソース及びドレイン電極を含むソース金属パターンを形成する。

前記ソース金属パターンが形成されたベース基板３０１上に保護絶縁膜３０３（以下、「パシベーション層」と称する）及び有機絶縁膜３０４を順次に形成する。前記有機絶縁膜３０４が形成される場合、前記パシベーション層３０３は形成しなくても良い。

以後、図１及び図６に図示された製造装置を利用して、前記有機絶縁膜３０４、パシベーション層３０３、及びゲート絶縁膜３０２を選択的にエッチングしてパターンを形成する。

具体的に、図２１に図示されたように、画素部Ｐの領域に形成された前記有機絶縁膜３０４をパターニングしてテーパー構造に形成する。図１の製造装置によっては、図５に図示されたように、スリットマスクを使用して前記有機絶縁膜３０４をテーパー形状にパターニングする。

又、図６に図示された製造装置によっては、図７乃至図１０に図示されたように、ＳＩＳ方式を利用して前記有機絶縁膜３０４をテーパー形状にパターニングする。

又、前記製造装置のレーザビームを利用して前記有機絶縁膜３０４及びパシベーション層３０３をエッチングして前記スイッチング素子ＴＦＴのドレイン電極の一部領域を露出させる第１コンタクトホール１１７を形成する。

前記レーザビームを利用して前記有機絶縁膜３０４、パシベーション層３０３、及びゲート絶縁膜３０２をエッチングして、ゲートパッド部ＧＰをゲート金属層の一部領域を露出させる第２コンタクトホール１５２を形成する。前記レーザビームを利用して、前記有機絶縁膜３０４、パシベーション層３０３をエッチングして、ソースパッド部ＳＰのソース金属層の一部領域を露出させる第３コンタクトホール１７２を形成する。

以後、前記有機絶縁膜３０４上に画素電極層を蒸着してパターニングして前記第１コンタクトホールを通じて前記スイッチング素子ＴＦＴのドレイン電極と電気的に連結される画素電極ＰＥを形成する。又、第１及び第２コンタクトホール１１７、１５２、１７２を通じてゲート金属層及びソース金属層と電気的にそれぞれ連結される第１パッド電極及び第２パッド電極を形成する。

前記のように、前記画素部Ｐの有機絶縁膜３０４をテーパー構造にパターニングすることにより、液晶分子の配向角を調節して、視野角が改善された液晶表示パネルを得ることができる。

以上で説明したように、本発明によると、表示基板の絶縁膜を、レーザビームを利用してパターニングすることにより、従来のフォトリソグラフィ工程による複雑な製造設備及びこれによる複雑な製造工程を簡単化することができる。

又、レーザビームで所望の位置に正確に所望する所定のパターンを形成することができるので、工程の信頼性を向上させることができる。

以上、本発明の実施形態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。

本発明は、表示基板の製造方法として、たとえば液晶表示基盤の製造に適用することができる。

本発明の一実施形態による液晶表示装置の製造装置の上部一部に対する斜視図である。図１のヘッド部の上部一部に対する概略的な斜視図である。本発明の実施形態によるパターニング方法に使用される図１の製造装置の上部一部の断面図である。本発明の実施形態によるパターニング方法に使用される図１の製造装置の上部一部の断面図である。本発明の実施形態によるパターニング方法に使用される図１の製造装置の上部一部の断面図である。本発明の他の実施形態による製造装置のヘッド部の上部一部に対する斜視図である。液晶表示基板の絶縁膜が図６に図示された製造装置によってパターニングされる工程を示す部分工程図である。液晶表示基板の絶縁膜が図６に図示された製造装置によってパターニングされる工程を示す部分工程図である。液晶表示基板の絶縁膜が図６に図示された製造装置によってパターニングされる工程を示す部分工程図である。液晶表示基板の絶縁膜が図６に図示された製造装置によってパターニングされる工程を示す部分工程図である。図１乃至図６に図示された本発明の実施形態による製造装置を利用して製造された液晶表示基板の部分平面図である。本発明の第１実施形態による液晶表示基板の製造方法によって、Ｉ−Ｉ’に沿って切断した断面に対応する図１１の液晶表示基板を製造する部分工程図である。本発明の第１実施形態による液晶表示基板の製造方法によって、Ｉ−Ｉ’に沿って切断した断面に対応する図１１の液晶表示基板を製造する部分工程図である。本発明の第１実施形態による液晶表示基板の製造方法によって、Ｉ−Ｉ’に沿って切断した断面に対応する図１１の液晶表示基板を製造する部分工程図である。本発明の第１実施形態による液晶表示基板の製造方法によって、Ｉ−Ｉ’に沿って切断した断面に対応する図１１の液晶表示基板を製造する部分工程図である。本発明の第２実施形態による液晶表示基板の製造方法によって、Ｉ−Ｉ’に沿って切断した断面に対応する図１１の液晶表示基板を製造する部分工程図である。本発明の第２実施形態による液晶表示基板の製造方法によって、Ｉ−Ｉ’に沿って切断した断面に対応する図１１の液晶表示基板を製造する部分工程図である。本発明の第２実施形態による液晶表示基板の製造方法によって、Ｉ−Ｉ’に沿って切断した断面に対応する図１１の液晶表示基板を製造する部分工程図である。本発明の第２実施形態による液晶表示基板の製造方法によって、Ｉ−Ｉ’に沿って切断した断面に対応する図１１の液晶表示基板を製造する部分工程図である。本発明の第２実施形態による液晶表示基板の製造方法によって、Ｉ−Ｉ’に沿って切断した断面に対応する図１１の液晶表示基板を製造する部分工程図である。本発明の実施形態による液晶表示基板の製造工程を示し、図１１のＩＩ−ＩＩ’に沿って切断した液晶表示基板の一部を示す断面図である。

符号の説明

１０ステージ部
２０表示基板
３０ヘッド部
５０移送部
ＴＦＴスイッチング素子
ＳＣＬストレージ共通配線
ＧＬｎ−１、ＧＬｎゲート配線
ＤＬｍ−１、ＤＬｍソース配線
ＧＰゲートパッド部
ＳＰソースパッド部
ＣＨチャンネルパターン

Claims

それぞれゲート配線とソース配線に連結されたスイッチング素子と前記スイッチング素子に連結された画素電極とを含む画素部が複数含んでなる表示基板の製造方法において、
ベース基板上に前記スイッチング素子のゲート電極を形成する段階と、
前記ゲート電極が形成された前記ベース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スイッチング素子のソース及びドレイン電極を形成する段階と、
前記ソース及びドレイン電極が形成された前記ベース基板上に保護絶縁膜を形成する段階と、
レーザビームを前記保護絶縁膜に照射して前記ドレイン電極の一部領域を露出させる第１コンタクトホールを形成する段階と、
前記第１コンタクトホールを通じて前記ドレイン電極と電気的に連結された前記画素電極を形成する段階と、
を含むことを特徴とする表示基板の製造方法。
前記レーザビームは、ＵＶエキシマーであることを特徴とする請求項１記載の表示基板の製造方法。
前記ゲート電極を形成する段階で前記ゲート配線を形成することを特徴とする請求項１記載の表示基板の製造方法。
前記第１コンタクトホールを形成する段階は、
前記レーザビームを前記保護絶縁膜に照射して前記ゲート配線の一端部を露出させる第２コンタクトホールを形成する段階を更に含むことを特徴とする請求項１記載の表示基板の製造方法。
前記画素電極を形成する段階で前記第２コンタクトホールを通じて前記ゲート配線の一端部と電気的に連結される第１パッド電極を形成することを特徴とする請求項４記載の表示基板の製造方法。
前記ソース及びドレイン電極を形成する段階で前記ソース配線を形成することを特徴とする請求項１記載の表示基板の製造方法。
前記第１コンタクトホールを形成する段階は、前記レーザビームを前記保護絶縁膜に照射して前記ソース配線の一端部を露出させる第３コンタクトホールを形成する段階を更に含むことを特徴とする請求項６記載の表示基板の製造方法。
前記画素電極を形成する段階で前記第３コンタクトホールを通じて前記ソース配線の一端部と電気的に連結された第２パッド電極を形成することを特徴とする請求項７記載の表示基板の製造方法。
それぞれのゲート配線とソース配線に連結されたスイッチング素子と前記スイッチング素子に連結された画素電極とを含む画素部が複数含んでなる表示基板の製造方法において、
ベース基板上に前記スイッチング素子のゲート電極を形成する段階と、
前記ゲートが形成された前記ベース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スイッチング素子のソース及びドレイン電極を形成する段階と、
前記ソース及びドレイン電極が形成された前記ベース基板上に有機絶縁膜を形成する段階と、
レーザビームを前記有機絶縁膜に照射して前記ドレイン電極の一部領域を露出させる第１コンタクトホールを形成する段階と、
前記第１コンタクトホールを通じて前記ドレイン電極と電気的に連結された前記画素電極を形成する段階と、を含むことを特徴とする表示基板の製造方法。
前記レーザビームは、ＵＶエキシマーであることを特徴とする請求項９記載の表示基板の製造方法。
前記ソース及びドレイン電極と前記有機絶縁膜との間に保護絶縁膜を形成する段階を更に含むことを特徴とする請求項９記載の表示基板の製造方法。
前記ゲート電極を形成する段階で前記ゲート配線を形成することを特徴とする請求項９記載の表示基板の製造方法。
前記第１コンタクトホールを形成する段階は、
前記レーザビームを前記保護絶縁膜に照射して前記ゲート配線の一端部を露出させる第２コンタクトホールを形成する段階を更に含むことを特徴とする請求項９記載の表示基板の製造方法。
前記第１コンタクトホールを形成する段階で前記レーザビームを利用して前記画素電極が形成される領域の有機絶縁膜をテーパー構造にパターニングする段階を更に含むことを特徴とする請求項９記載の表示基板の製造方法。
前記画素電極を形成する段階で前記第２コンタクトホールを通じて前記ゲート配線の一端部と電気的に連結される第１パッド電極を形成することを特徴とする請求項１２記載の表示基板の製造方法。
前記ソース及びドレイン電極を形成する段階で前記ソース配線を形成することを特徴とする請求項９記載の表示基板の製造方法。
前記第１コンタクトホールを形成する段階は、
前記レーザビームを前記保護絶縁膜に照射して前記ソース配線の一端部を露出させる第３コンタクトホールを形成する段階を更に含むことを特徴とする請求項１６記載の表示基板の製造方法。
前記画素電極を形成する段階で前記第３コンタクトホールを通じて前記ソース配線の一端部と電気的に連結された第２パッド電極を形成することを特徴とする請求項１７記載の表示基板の製造方法。
レーザビームを走査するヘッド部と、
前記ヘッド部が固定され、前記ヘッド部を所定の位置に移動させる移送部と、
被処理表示基板が配置されるステージ部と、を含み、
前記レーザビームによって前記ステージ部に配置された表示基板の絶縁膜がパターニングされることを特徴とする表示基板の製造装置。
前記レーザビームは、ＵＶエキシマーであることを特徴とする請求項１９記載の表示基板の製造装置。
前記ヘッド部は、
前記レーザビームを生成する光源部と、
前記光源部から出射されたレーザビームを所定の形状に変更させる開口パターンが形成されたマスクと、
前記開口パターンを通過したレーザビームを前記表示基板に投射させる投射レンズと、
を含むことを特徴とする請求項１９記載の表示基板の製造装置。
前記レーザビームの量を調節する移動可能な絞りを更に含むことを特徴とする請求項１９記載の表示基板の製造装置。
前記絞りは、前記マスクと前記光源部との間に配置されることを特徴とする請求項２２記載の表示基板の製造装置。