KR100229677B1

KR100229677B1 - 액정표시장치의 스토리지 캐패시터와 그 제조방법

Info

Publication number: KR100229677B1
Application number: KR1019960021415A
Authority: KR
Inventors: 김인우; 황광조
Original assignee: 구자홍; 엘지전자주식회사
Priority date: 1996-06-14
Filing date: 1996-06-14
Publication date: 1999-11-15
Also published as: KR980003738A

Abstract

본 발명은 스토리지 캐패시터의 축적용량을 크게 하는데 적당한 액정표시장치의 스토리지 캐패시터 및 그 제조방법에 관한 것으로, 스토리지 캐패시터 제1전극의 상단에 양극산화막을 형성하지 않음으로써 스토리지 캐패시터의 유전체 영역의 두께를 줄여서 축적용량을 크게 하려 하는 것이다. 이를 실현하기 위하여 본 발명의 액정표시장치의 스토리지 캐패시터는 기판상에 형성되는 스토리지 캐패시터 제1전극과, 상기 스토리지 캐패시터 제1전극의 측면에 형성된 양극산화막과, 상기 양극산화막 상과 상기 스토리지 캐패시터 제1전극 상과 상기 기판 상에 형성되는 절연막과, 상기 절연막 상에 형성된 스토리지 캐패시터 제2전극을 구비하여 이루어진다.

Description

액정표시장치의 스토리지 캐패시터와 그 제조방법

제1도는 액정표시장치의 레이아웃도.

제2도는 종래의 스토리지 캐패시터의 제조공정도.

제3도는 본 발명의 의한 스토리지 캐패시터의 일실시예의 제조공정도.

제4도는 본 발명의 의한 스토리지 캐패시터의 다른 일실시예의 제조 공정도.

＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞

30 : 절연기판 31 : 스토리지 캐패시터 제1전극

32 : 포토레지스트 33 : 양극산화막

34 : 절연막 35 : 스토리지 캐패시터 제2전극

36 : 보호막

본 발명은 액정표시장치의 스토리지 캐패시터 및 그 제조방법에 관한 것으로 특히, 스토리지 캐패시터의 축적용량을 크게 하는데 적당한 액정표시장치의 스토리지 캐패시터 및 그 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 박막트랜지스터를 이용하는 액정표시장치인 TFT-LCD(Thin Film Transistre Liquid Crystal Display)는 박막트랜지스터(TFT)와 화소전극이 배열되어 있는 하판(bottom plate)과, 색상을 나타내기 위한 칼라필터(color filter) 및 공통전극이 형성된 상판(top plate), 그리고 이 상하 기판사이에 액정이 주입되어 있으며, 두 유리기판의 양쪽면에는 자연광을 선편광시켜주는 편광판이 각각 부착되어 구성된다.

TFT-LCD를 구성하는 박막트랜지스터 어레이 기판은 제1도에 나타낸 바와 같이, 하나의 기판상에 화소가 매트릭스형태로 배열되어 있는데, 각 화소는 스위칭 소자인 박막트랜지스터(15)와 박막트랜지스터(15)의 드레인 전극(15-2)에 연결된 화소전극(14)으로 구성된다. 그리고, 일 방향을 따라서 형성된 게이트버스라인(12)이 각 화소에 포함된 박막트랜지스터의 게이트전극(15-1)에 연결되어 있고, 이와 교차하는 방향을 따라서 형성된 데이터 버스라인(11)이 각 화소의 소오스 전극(15-2)에 연결되어 있다.

도면부호(13)은 화소전극과 함께 스토리지 캐패시터(storagecapacitor)를 형성하는 스토리지 전극라인으로, 게이트 버스라인(12) 형성시 게이트 버스라인 배선재로 형성된다. 스토리지 캐패시터는 하나의 화소셀에 전달된 영상신호를 다음 주사시에 영상신호가 들어올 때까지 일정기간 동안 유지해주는 기능을 한다. 또한, 도면부호(16)은 박막트랜지스터의 일구성인 반도체 활성층을 나타낸다.

스토리지 캐패시터는 도면에 보인 바와 같이 별도로 캐패시터 전극을 배선하여 공통전극에 연결하여 형성하는 경우도 있지만, (n=1)번째 게이트선의 일부를 n번째 화소의 스토리지 전극으로 사용하는 경우도 있다.

제2도는 종래의 스토리지 캐패시터를 제조공정을 제1도의 AA'단면을 따라 단계적으로 나타낸 것이다.

제2a도와 같이, 절연기판(20)에 도전층을 형성하고 소정의 패턴형상대로 사진식각하여 스토리지 캐패시터 제1전극(21)을 형성한다. 도전층의 형성은 스퍼터링 방법 또는, 화학기상증착방법 등의 이미 알려진 방법을 이용하면 된다.

이어서, 제2b도에 보인 바와 같이, 스토리지 캐패시터 제1전극(21) 표면에 양극산화막(22)을 형성한다. 양극산화막(22)은 다음 공정인 절연막 증착시 절연막이 스토리지 캐패시터 제1전극(21)의 모서리 부분에서 취약하게 증착되기 때문에 이후 실시되는 도전층 형성시 발생되는 단선(open)이나 숏트(short)현상을 방지하기 위해 형성된다.

그다음, 제2c도에 보는 바와 같이, 양극산화막(22)상과 절연기판(20)상으로 절연막(23)과 스토리지 캐패시터 제2전극인 화소전극(24)을 형성한다. 따라서 스토리지 캐패시터 제1전극인 화소전극(24)은 그 하부에 형성된 스토리지 캐패시터 제1전극(21)과 함께 스토리지 캐패시터를 형성한다.

이어서, 제2d도에 보인 바와 같이, 전면에 화학기상증착법으로 보호막(25)을 형성한다.

일반적으로, 스토리지 캐패시터의 축적용량 Cst는 다음과 같은 식으로 표현될수 있다.

Cst =×A / D

이때,는 스토리지 캐패시터의 두 전극사이에 있는 유전체 영역의 유전율을, A는 스토리지 캐패시터 두 전극의 중첩면적을, D는 유전체 영역의 두께를 나타낸다. 따라서 유전체 영역의 두께는 스토리지 캐패시터의 축적용량에 반비례함을 알 수 있다.

그러나 상술한 바와 같이 제조되는 종래의 스토리지 캐패시터는 양극산화막이 형성되지 않은 스토리지 캐패시터와 비교하여 스토리지 캐패시터 제1전극에 형성된 양극산화막만큼 유전체 영역의 두께가 더 두꺼워져서 상대적으로 축적용량이 적어지는 경우가 발생하였다.

축적용량을 크게 하기 위해 양극산화막을 형성하지 않는다면, 스토리지 제1전극의 모서리 부분에서 절연막이 취약하게 증착되어 이후 형성되는 스토리지 캐패시터 제2전극인 화소전극과 숏트가 일어나거나, 단락현상이 발생한다. 따라서 스토리지 캐패시터 제1전극에 양극산화막을 형성하는 것은 필요하다.

본 발명은 상술된 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 스토리지 캐패시터의 축적용량을 증가시키되, 숏트나 단락이 발생하지 않도록 양극산화막을 형성하여 하는 것이다.

이를 위하여 본 발명은 액정표시장치의 스토리지 캐패시터에 있어서, 기판상에 형성되는 스토리지 캐패시터 제1전극과, 상기 스토리지 캐패시터 제1전극의 측면에 형성된 양극산화막과, 상기 양극산화막 상과 상기 스토리지 캐패시터 제1전극 상과 상기 기판 상에 형성되는 절연막과, 상기 절연막 상에 형성된 스토리지 캐패시터 제2전극을 구비하여 이루어진다.

또한 본 발명은 액정표시장치의 스토리지 캐패시터 제조방법에 있어서, (1)기판 상에 제1도전층을 증착한후, 사진식각하여 스토리지 캐패시터 제1전극을 형성하는 단계와, (3)상기 스토리지 캐패시터 제1전극의 측면에 양극산화막을 형성하는 단계와, (3)상기 양극산화막 상과 상기 스토리지 캐패시터 제1전극의 상과, 상기 기판 상에 절연막을 형성하는 단계와, (4)상기 절연막 상에 제2도전층을 증착한후, 사진식각하여 스토리지 캐패시터 제2전극을 형성하는 단계를 포함하여 이루어진다.

이하 첨부된 도면을 참고로 본 발명을 자세히 설명하면 다음과 같다.

제3도는 본 발명의 제1실시예인 스토리지 캐패시터를 제조하기 위한 공정도이다.

본 발명을 실현하기 위한 스토리지 캐패시터를 제조하기 위해서는 제3a도와 같이, 절연기판(30)에 제1도전층을 증착한후, 소정의 패턴대로 사진식각하여 스토리지 라인을 따라 스토리지 캐패시터 제1전극(31)을 형성한다.

이어서, 제3b도와 같이, 스토리지 캐패시터 제1전극(31) 상단의 중앙부분에 임의의 패턴형상을 가지는 포토레지스트(32)를 형성한다. 이 포토레지스트는 이후 실시되는 양극산화막 형성시 양극산화막이 형성되지 않을 부분을 정의하는 기능을 한다.

그다음, 제3c도와 같이, 스토리지 캐패시터 제1전극 상단에 형성된 포토레지스트(32)를 마스크로하여 스토리지 캐패시터 제1전극(31)에 양극산화막(33)을 형성한다. 포토레지스트의 패턴형상에 의해 양극산화막(33)은 스토리지 캐패시터 제1전극(31)의 측면과 그 상단의 모서리 일부분에만 형성된다. 이후, 다음 공정을 위해 스토리지 캐패시터 제1전극상단에 형성된 포토레지스트를 제거한다.

이어서, 제3d도와 같이, 스토리지 캐패시터 제1전극(31)상단과 양극산화막(33) 상과 기판(30) 상에 절연막(34)을 형성한다.

그다음, 제3e도와 같이, 절연막(34)상으로 스토리지 캐패시터 제2전극인 화소전극(35)을 형성한후, 보호막(36)을 형성한다.

도면에 보인 바와 같이, 본 발명에 의한 스토리지 캐패시터는 종래의 스토리지 캐패시터와 비교할때, 스토리지 캐패시터 제1전극의 모서리 부분을 제외하고는 유전체 영역의 두께가 형성되지 않은 양극산화막의 두께만큼 감소된다. 따라서 앞에서 보인 식에 의해 본 발명에 의한 스토리지 캐패시터의 축적용량은 종래의 스토리지 캐패시터의 축적용량보다 훨씬 커졌음을 알수 있다. 또한 스토리지 전극의 측면에 양극산화막이 형성되기 때문에 절연막이 취약하게 증착될 것을 염려할 경우가 없다.

제3e'도는 다름 스토리지 캐패시터 구조를 나타낸 것은, 절연막(34)상에 보호막(36)을 먼저 형성하고, 스토리지 캐패시터 제2전극인 화소전극(35)을 형성하는 경우의 구조를 나타낸 것이다.

제4도는 본 발명의 제2실시예인 스토리지 캐패시터를 제조하기 위한 공정도이다.

본 발명을 실현하기 위한 스토리지 캐패시터를 제조하기 위해서는 제4a도와 같이, 절연기판(40)에 도전층을 증착한후, 소정의 패턴대로 사진식각하여 스토리지 라인을 따라 스토리지 캐패시터 제1전극(41)을 형성한다.

이어서, 제4b도와 같이, 스토리지 캐패시터 제1전극(41)상단에 임의의 패턴형상대로 포토레지스트(42)를 형성한다. 이 때의 포토레지스트 패턴은 상술된 실시예와는 달리 스토리지 전극(41) 상단 일체를 덮는다. 이 포토레지스트(42)는 이후 실시되는 양극산화막 형성시 양극산화막이 형성되지 않을부분을 정의하는 기능을 한다.

그다음, 제4c도와 같이, 스토리지 캐패시터 제1전극(41) 상에 형성된 포토레지스트(42)를 마스크로하여 스토리지 캐패시터 제1전극(41)에 양극산화막(43)을 형성한다. 따라서 양극산화막(43)은 스토리지 캐패시터 제1전극(41)의 측면에는 형성되되, 그 상단에는 형성되지 않은 상태가 된다. 이후, 다음 공정을 위해 스토리지 캐패시터 제1전극 상단에 형성된 포토레지스트를 제거한다.

이어서, 제4d도와 같이, 스토리지 캐패시터 제1전극(41)상단과 양극산화막(43) 상과 기판(40)상에 절연막(44)을 형성한다.

그다음, 제4e도와 같이, 절연막(44) 상으로 스토리지 캐패시터 제2전극인 화소전극(45)을 형성한 후, 보호막(46)을 형성한다.

도면에 보인 바와 같이, 이 실시예에서 보여주는 스토리지 캐패시터는 종래의 스토리지 캐패시터보다 유전체 영역의 두께가 훨씬 감소됨을 알수 있다. 따라서 본 발명에 의한 스토리지 캐패시터의 축적용량은 종래의 스토리지 캐패시터의 축적용량보다 훨씬 크다. 또한, 제1실시예에서 보인 스토리지 캐패시터와는 달리 스토리지 캐패시터 전극의 모서리 부분에 양극산화막이 형성되지 않기 때문에 제1실시예에서 보인 스토리지 캐패시터보다 축적용량이 더 크다. 그리고 스토리지 전극의 측면에는 양극산화막이 형성되기 때문에 절연막이 취약하게 증착될 것을 염려할 경우가 없다.

제4e'도는 다른 스토리지 캐패시터 구조를 나타낸 것으로, 절연막(44)상에 보호막(46)을 먼저 형성하고, 스토리지 캐패시터 제2전극인 화소전극(45)을 형성하는 경우의 구조를 나타낸 것이다.

상술한 바와 같이 본 발명에 의한 스토리지 캐패시터는 스토리지 캐패시터 제1전극과 스토리지 캐패시터 제2전극인 화소전극 사이에 있는 유전체 영역이 종래의 스토리지 캐패시터보다 그 두께가 훨씬 얇기 때문에 축적용량이 훨씬 크다. 이는 스토리지 캐패시터 제1전극의 상단에 위치할 양극산화막을 형성하지 않았기 때문이다. 더불어 본 발명은 종래의 스토리지 캐패시터와 마찬가지로, 스토리지 캐패시터 제1전극의 측면에 양극산화막이 있기 때문에 절연막이 취약하게 증착될 것을 염려할경우가 없어서 숏트나 단선의 염려가 없다.

Claims

액정표시장치의 스토리지 캐패시터에 있어서, 기판상에 형성되는 스토리지 캐패시터 제1전극과, 상기 스토리지 캐패시터 제1전극의 상면의 일부를 제외한 부분에 형성되는 양극산화막과, 상기 양극산화막 상과 상기 스토리지 캐패시터 제1전극 상과 상기 기판 상에 형성되는 절연막과, 상기 절연막 상에 형성된 스토리지 캐패시터 제2전극을 구비하여 이루어지는 액정표시장치의 스토리지 캐패시터.
제1항에 있어서, 상기 제2전극은 화소전극인 것이 특징인 액정표시장치의 스토리지 캐패시터.
제1항에 있어서, 상기 화소전극 상에는 보호막이 형성되는 것이 특징인 액정표시장치의 스토리지 캐패시터.
제1항에 있어서, 상기 절연막과 상기 화소전극 사이에는 보호막이 형성되는 것이 특징인 액정표시장치의 스토리지 캐패시터.
액정표시장치의 스토리지 캐패시터 제조방법에 있어서, 기판 상에 스토리지 캐패시터 제1전극을 형성하는 단계와, 상기 스토리지 캐패시터 제1전극의 상면의 일부를 제외한 부분에 양극산화막을 형성하는 단계와, 상기 양극산화막 상과 상기 스토리지 캐패시터 제1전극의 상과, 상기 기판 상에 절연막을 형성하는 단계와, 상기 절연막 상에 스토리지 캐패시터 제2전극을 형성하는 단계를 포함하는 액정표시장치의 스토리지 캐패시터 제조방법.
제5항에 있어서, 상기 양극산화막은 상기 스토리지 캐패시터 제1전극의 상단에 임의의 패턴형상으로 감광막을 형성하고, 상기 감광막을 마스크로 하여 상기 스토리지 캐패시터 제1전극에 형성되는 액정표시장치의 스토리지 캐패시터 제조방법.