KR100246688B1 - 액티브 매트릭스 기판 및 액정표시장치, 및 그 제조 방법 - Google Patents

액티브 매트릭스 기판 및 액정표시장치, 및 그 제조 방법 Download PDF

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히사까즈 나까무라
고지 다니구찌
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마찌다 가쯔히꼬
샤프 가부시키가이샤
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Abstract

반사형 액정 표시 장치는 복수의 반사 전극들을 갖는 제1 기판; 투광성 전극을 갖는 제2 기판; 및 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 배치된 액정층을 구비한다. 상기 제1 기판은 절연성 기판, 상기 절연성 기판위에 제공되고 표시용 전압 신호를 반사 전극에 공급하기 위한 스위칭 소자, 상기 스위칭 소자에 접속되고 상기 반사 전극밑으로 연장하는 인출 전극, 및 상기 인출 전극위에 콘택트홀을 갖는 절연수지층을 구비한다. 상기 반사 전극은 상기 콘택트홀을 덮도록 각 화소에 대응하여 절연 수지층위에 제공되고, 콘택트홀의 저부에서 인출 전극에 전기적으로 접속된다. 상기 인출 전극은 콘택트홀의 저부를 포함하는, 콘택트홀의 저부보다 큰 영역에 서로 다른 적어도 두개의 금속층을 가지며, 상기 인출 전극의 최상층인 금속층은 부분적으로 또는 하층의 금속층이 도달될 때까지의 두께 방향으로 콘택트홀의 저부에서 제거된다.

Description

액티브 매트릭스 기판 및 액정 표시 장치, 및 그 제조 방법
본 발명은 액티브 매트릭스 기판과 액정 표시 장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 콘택트홀의 도통성이 우수하며 화상 특성도 우수한 액정표시 장치와 이러한 액정 표시 장치를 얻을 수 있는 액티브 매트릭스 기판, 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
최근 들어 워드프로세서, 랩톱형 퍼스널 컴퓨터, 포켓 TV 등에 액정 표시 장치를 응용하는 것이 급속히 진전되고 있다. 그 중에서도 외부로부터 입사한 빛을 반사시켜 표시하여 백라이트가 불필요한 반사형 액정 표시 장치는 소비전력이 낮고 박형이며 경량화가 가능하여 특히 주목되고 있다.
종래부터 반사형 액정 표시 장치에는 TN(Twisted Nematic) 모드 및 STN(Super Twisted Nemaitic) 모드가 이용되어 왔다. 이들 방식은 편광판을 필요로 하기 때문에 필연적으로 자연광의 광강도의 1/2이 표시에 이용되지 않음으로써 표시가 어두워지는 문제가 있다.
이 문제점을 해결하기 위하여 자연광의 모든 광선을 유효하게 이용하고자 하는 표시 모드가 제안되고 있다. 이러한 표시 모드의 예로서는 상전이형 게스트-호스트 모드(D.L. White and G.N. Taylor: J. Appl. Phys. Vol. 45, pp. 4718, 1974; 이하 문헌 White로 참조)가 있다. 이 표시 모드에서는 전계에 의한 콜레스테릭-네마틱(cholesteric-nematic) 상전이 현상이 이용되고 있다. 이 상전이형 게스트-호스트 모드에 마이크로 컬러 필터를 조합한 반사형 멀티컬러 디스플레이도 제안되어 있다(예컨대, Tohru Koizumi and Tatsuo Uchida, Proceedings of the SID. Vol. 29/2, pp. 157. 1988).
이러한 편광판을 필요로 하지 않는 표시 모드에서 보다 밝은 표시를 얻기 위해서는 전 각도로부터의 입사광에 대해 표시 화면에 수직인 방향으로 산란하는 빛의 강도를 증가시켜야 한다. 이를 위해서는 적절한 반사 특성을 갖는 반사판을 제작할 필요가 있다. 상술한 문헌 White에는 유리 등으로 이루어지는 기판의 표면을 연마제로 거칠게 하고 소정 시간후에 플루오르화 수소로 에칭함으로써 표면 요철을 형성하고 그 요철 상에 은의 박막을 형성한 반사판이 기재되어 있다.
그러나, 이 방법은 연마제를 이용하여 유리 기판에 흠집을 남김으로써 요철을 형성하고 있기 때문에 균일한 형상의 요철을 형성하기가 곤란하다. 또, 요철 형상을 형성할 때의 재현성이 나쁘다는 문제도 있다.
제21(a)도는 액티브 매트릭스 모드에 사용되는 스위칭 소자인 박막 트랜지스터(1)(이하 TFT라고 함)를 갖는 매트릭스 기판(2)의 평면도이며, 제21(b)도는 제21(a)도에 도시하는 매트릭스 기판(2)의 B-B 선을 따라 취한 단면도이다. 매트릭스 기판은 유리 등으로 이루어진 절연 매트릭스 기판(2) 상에 서로 평행하게 형성된 크롬, 탄탈 등으로 이루어진 다수의 게이트 버스 배선(3) 및 이 게이트 버스 배선(3)으로부터 분기하는 게이트 전극(4)을 포함한다. 게이트 버스 배선(3)은 주사선의 기능을 한다.
제21(b)도에 도시한 바와 같이 게이트 전극(4)을 덮어서 기판(2a) 상의 전면에 질화실리콘(SiNx), 산화실리콘(SiOx) 등으로 이루어지는 게이트 절연막(5)이 형성되어 있다. 게이트 전극(4)의 위쪽의 게이트 절연막(5) 상에는 비정질 실리콘(이하, a-Si라고 함), 다결정 실리콘, CdSe로 이루어지는 반도체층(6)이 형성되어 있다. 반도체층(6)의 양단부에는 a-Si, 다결정 실리콘, CdSe 등으로 이루어지는 n+또는 p+의 콘택트층(11)이 각각 형성되어 있다. 또, 제22도에 도시한 바와 같이 게이트 절연막(5)은 게이트 버스 배선(3)의 입력 단자(3a) 상의 부분을 제외하고 기판(2a) 전면에 형성되어 있다.
제21(b)도에 도시한 바와 같이, 반도체층(6)의 한쪽 단부에는 티탄, 몰리브덴, 알루미늄 등으로 이루어지는 소스 전극(7)이 중첩 형성되어 있다. 반도체층(6)의 다른 쪽 단부에는 소스 전극(7)과 마찬가지로 티탄, 몰리브덴, 알루미늄 등으로 이루어지는 드레인 전극(8)이 중첩 형성되어 있다. 반도체층(6)과 반대측의 드레인 전극(8)의 단부에는 ITO(Indium Tin Oxide) 등의 투명 도전막으로 이루어지는 화소 전극(9)이 중첩 형성되어 있다.
제21(a)도 및 제21(b)도에 도시한 바와 같이, 소스 전극(7)에는 게이트 절연막(5)을 통해 게이트 버스 배선(3)에 교차하는 소스 버스 배선(10)이 접속되어 있다. 소스 버스 배선(10)은 신호선의 역할을 한다. 소스 버스 배선(10)도 소스 전극(7)과 유사한 금속으로 형성되어 있다. 게이트 전극(4), 게이트 절연막(5), 반도체층(6), 소스 전극(7) 및 드레인 전극(8)이 TET(1)를 구성하며 이 TFT(1)는 스위칭 소자의 기능을 갖는다.
제21(a)도, 제21(b)도 및 제22도에 도시한 TFT(1)를 갖는 매트릭스 기판(2)을 반사형 액정 표시 장치에 적용할 경우에는 화소 전극(9)을 광반사성을 갖는 알루미늄, 은 등의 금속으로 형성하며 또 게이트 절연막(5) 상에 요철을 형성할 필요가 있다. 일반적으로, 게이트 절연막(5)에 요철을 형성하는 것은 소자 형성 프로세스에 악영향을 미치므로 바람직하지 않다. 더우기, 무기물로 이루어지는 절연막(5)에 테이퍼된 요철면을 균일하게 형성하는 것은 곤란하다.
Yazawa 등은 일본 특개소 56-94386호 공보(이하, 문헌 Yazawa이라 함)에서, 표시 화면에 수직인 방향으로 산란하는 빛의 강도를 증가시키는 방법으로서 액정표시 장치의 반사판으로 표면에 요철이 있는 금속 박막층을 이용하는 것을 개시하는데, 다음의 (1)∼(3)에 나타내는 금속 박막층의 제조 방법을 기재하고 있다.
(1) 일정 조건하에서 증착법 또는 스퍼터법을 이용함으로써 금속 박막층을 기판상에 형성하여 표면에 요철이 있는 금속 박막층을 얻는 방법.
(2) 증착법 또는 스퍼터법에 의해 기판상에 형성한 금속 박막층을 가열 처리하여 재결정됨으로써 표면에 요철을 갖는 금속 박막층을 얻는 방법. 예컨대, 금속 박막층의 재료로서 알루미늄 또는 알루미늄 합금을 사용할 경우에는 이들 재료의 융점이 660℃이므로 100℃ 내지 600℃의 가열 범위에서 재결정화된다. 이 재결정화에 의해 금속박막 내에는 원자의 재배열이 일어나고, 그 결과 요철 형상을 갖는 금속 박막층을 얻을 수 있다.
(3) 제23도에 도시한 바와 같이 증착법 또는 스퍼터법에 의해 기판 상에 형성한 합금 박막층(63)을 가열 처리함으로써 석출물(64)을 석출시킨 후 합금 박막층(63)의 표면 근방 부분을 에칭에 의해 제거하는 방법. 예컨대, 알루미늄에 2 중량%의 실리콘을 함유시킨 합금 박막층(63)을 400℃의 N2분위기에서 20분간 가열하면, 입자 지름이 약 0.2∼1.0㎛인 알루미늄과 실리콘의 금속간 화합물이 석출물(64)로서 석출한다. 예를 들면, 막 두께가 1.0㎛인 합금 박막층(63)을 석출 처리한 표층부의 0.2㎛를 에칭에 의해 제거하면, 이 표면은 백색을 띤다.
또, 문헌 Yazawa1에는 샌드 블러스트법에 의해 금속 박막층 표면을 처리할 수 있다고 기재되어 있다. 더우기, 이들 금속 박막층 표면의 요철 및 단차는 액정의 배향처리막의 형성시 어느 정도 악영향을 미치므로 액정 구동 전극(화소 전극)의 표면에 실리콘 수지, 에폭시 수지, 폴리이미드 수지와 같은 유기 박막이나 무기 수지등의 투명한 박막을 형성하여 표면을 평탄화함으로써 배향 처리의 효과를 증대시킬 수 있다고 기재되어 있다.
그러나, 상기 문헌 Yazawa1에 개시되어 있는 반사판의 형성 방법은 우연성에 크게 의존하며, 상기 문헌 White에 기재되어 있는 반사판(유리 등으로 이루어지는 기판의 표면을 연마제로 거칠게 하고 소정 시간 후 불화 수소산으로 에칭함으로써 표면 요철을 형성하여 그 요철 상에 은박막을 형성한 반사판)과 마찬가지로 테이퍼된 요철을 균일하게 형성하는 것은 곤란하다.
또, 반사판이 백색을 띤다는 것은 반사판으로부터의 빛이 전 방위로 산란하고 있다는 것을 의미한다. 반사판이 액정 표시 장치의 액정 구동 전극을 겸하며 기판의 액정에 접하는 면에 형성되어 있는 경우, 반사판으로부터의 빛은 액정층 및 대향 기판을 투과하여 대기중으로 나아간다. 액정층 및 기판의 굴절률을 1.5로 하고 공기의 굴절률을 1로 가정한 경우, 반사판으로부터의 산란광이 대기와 기판의 경계면에 대해 약 48°이상 수직으로 경사져서 입사하면 그 산란광은 경계면에서 반사되어 액정 표시 장치의 외부로 나갈 수가 없다. 따라서, 이러한 반사판을 이용한 경우에 표시용 광으로서 이용할 수 있는 산란광의 범위가 제한되기 때문에 표시 화면이 어두워진다. 따라서, 보다 밝은 표시 화면을 얻기 위해서는 반사판이 지향성을 가져서 반사광의 산란 각도를 제어할 수 있을 필요가 있다. 그러나, 상술한 바와 같이 문헌 Yazawa1 및 White에 기술되어 있는 방법에 의해 반사판의 반사광을 제어하는 것은 반사판 형성에서의 우연성이 크므로 아주 곤란하며 재현성에도 어려움이 있다.
Yazawa 등의 일본 특개소 56-156864호 공고(이하, 문헌 Yazawa2라 함)에서는 알루미늄 또는 알루미늄 합금을 가열하여 형성한 반사판의 반사 특성에 대해 알루미늄을 400℃∼450℃의 불활성 분위기 또는 수소 분위기에서 가열 처리하여 형성한 반사면을 이용해도 경면 부분의 비율이 크므로 표시 패널 전체가 어두워지는 것을 개시하고 있다. 결과적으로, 소망 방향으로 산란하는 빛의 강도를 얻기 위해서는 보다 높은 온도에서 가열 처리할 필요가 있다. 그러나, 이러한 가열 처리는 스위칭 소자로서 이용되는 TFT 소자나 MIM 소자를 파괴하므로 바람직하지 않다(예컨대, a-Si·TFT의 경우에 350℃ 이상에서 반도체층 내의 수소 이탈이 일어난다).
문헌 Yazawa2에는 a-Si·TFT 소자나 MIM 소자를 스위칭 소자로서 이용한 액티브 매트릭스형의 액정 표시 장치에 이용할 수 있도록 반사광의 산란 각도를 제어하는 지향성을 갖는 반사판을 저온에서 형성하는 방법이 개시되어 있다. 이 방법에 의하면, 우선 기판 표면에 CVD 법에 의해 SiO2를 삼각파 형상으로 형성하고, 그 위에 알루미늄을 증착함으로써 제24도에 도시한 바와 같은 반사판(65)이 형성된다. 반사판(65)은 정현파 형상에 가까운 단면을 가지며 평균 경사 각도 Θ = 5°∼30°를 갖고 있다.
또, Yazawa 등의 일본 특개소 56-156865호 공보(이하, 문헌 Yazawa3이라 함)에서는 알루미늄이나 알루미늄 합금을 가열 처리하고 그 후 에칭 처리하여 얻어진 반사판을 액정 표시 장치에 이용한 경우에 그 표시 특성이 떨어지는 것을 기재하고 있다. 이 문제에 대처하기 위해 문헌 Yazawa3에는 CVD 법에 의해 형성한 SiO2를 삼각파 형상으로 테이퍼 에칭한 후에 알루미늄을 증착함으로써 제25도에 도시한 바와 같은 요철을 갖는 반사판(66)을 형성하는 것이 개시되어 있다.
요철을 갖는 절연 수지층 상에 금속 박막을 형성함으로써 반사판을 형성하는 방법으로서 다음의 방법이 제안되어 있다.
Komatsubara 등의 미국 특허 제4,519,678호(이하, 문헌 Komatsubara라고 함)에는 다음과 같은 방법이 개시되어 있다. 우선, 소자가 형성된 기판 상에 폴리머계(예컨대, 폴리이미드계) 수지를 도포하고 열경화시켜서 수지층을 형성한다. 그 위에 포토리소그래피 공정에 의해 레지스트 패턴을 형성하고 이 레지스트 패턴을 마스크로서 습식 에칭 또는 건식 에칭(RIE 등) 함으로써 수지층에 오목부를 형성한다. 그리고, 레지스트 패턴을 제거하고 나서 수지층을 150℃∼500℃로 가열함으로써 오목부의 엣지, 피크 및/또는 밸리 등을 완만하게 한다. 단면이 완만한 상술한 요철면을 형성하고 포토리소그래피에 의해 콘택트홀을 형성한 후, 수지층 상에 알루미늄을 진공 증착시켜 반사판을 형성한다.
문헌 Komatsubara는 다른 방법으로서 다음의 방법을 기재하고 있다. 기판상에 다수의 원추형 볼록부를 형성한 후 그 위에 수지층을 도포하여 경화시킴으로써 단면이 완만한 요철을 갖는 수지층을 형성한다. 이 수지층의 위에 알루미늄, 은 또는 이들 합금 등으로 이루어지는 반사판을 형성한다. 상기 원추 형상의 볼록부는 기판 상에 절연체, 반도체 또는 금속으로 이루어지는 단층 또는 복수층을 형성하고 이 층을 마스크 패턴(레지스트)을 이용해서 선택적으로 에칭함으로써 형성된다. 어느 경우에도 수지층의 위에 형성된 금속 박막은 수지층에 형성된 콘택트홀을 통해 기판 상의 전극에 전기적으로 접해 있다.
Nakamura 등의 일본 특개평 6-75238호 공보는 기판 상에 감광성 수지를 도포하고 원형의 차광 영역이 배열된 차광 수단을 통해 감광성 수지를 노광 및 현상한 후에 열처리 함으로써 복수의 볼록부를 형성하며, 이 복수의 볼록부 상에 볼록부 형상을 따라 절연막을 형성하고 이 절연막 상에 금속 박막으로 이루어지는 반사판을 형성하는 것을 기재하고 있다.
상술한 바와 같이, 기판 상에 형성된 소자에 영향을 미치지 않도록 반사판은 소자로부터 먼(액정과의 경계면에 가까운) 절연막을 통해 소망의 요철을 형성함으로써 제작하는 것이 바람직하다. 반사판으로서 이용되는 금속 박막 그 자체의 표면을 처리(가열 처리, 에칭 등) 하기 보다도 금속 박막의 아래에 요철 형상을 갖는 절연층을 형성하고 이 요철 형상을 따라 경면 상태의 금속 박막을 형성함으로써 반사판을 제작하는 것이 바람직하다. 또 무기물로 이루어지는 절연층을 완만한 단면을 갖는 요철을 균일하게 형성하는 것이 곤란하므로 요철 형상의 제어가 용이한 수지를 사용하여 절연층을 형성하는 것이 바람직하다.
바람직한 반사 특성(지향성)을 갖는 반사판을 형성하기 위해 수지층을 이용할 경우에는 수지층의 위에 형성된 반사판(반사 전극)을 수지층 아래에 형성된 소자(스위칭 소자 등)에 접속하기 위한 콘택트홀을 형성할 필요가 있다. 반사 전극은 콘택트홀을 통해 기판상에 형성된 소자로부터 연장되는 인츨 전극에 접속된다. 상기 인출 전극은 각 반사 전극에 표시하기 위한 전압을 인가하기 위한 전극이다.
콘택트홀은 비감광성 수지를 이용할 경우에는 수지층을 열경화시킨 후에 포토리소그래피 공정에 의해 형성되며, 감광성 수지를 이용할 경우에는 수지층을 노광 및 현상해서 형성할 때 형성된다. 감광성 수지를 이용하는 편이 공정수가 적어 유리하다.
감광성 수지를 이용하여 수지층을 형성할 경우에는 노광 및 현상에 의해 선택적으로 남는 부분에서도 현상에 의해 수지층의 막 두께가 감소한다. 따라서, 완만한 단면의 요철부를 수지층에 형성할 때에 현상 시간이 주는 영향은 크다. 한편, 현상 시간이 긴 만큼 콘택트홀의 도통성은 양호하게 된다.
기판 내에서의 수지층의 현상 속도는 기판 주변부 쪽이 중앙 부분에 비해 빠르다. 따라서, 300 × 300mm 이상의 대형 기판을 사용해서 반사판을 형성할 경우(예컨대, 기판 중앙부에서 콘택트홀의 양호한 도통을 얻기 위해 충분한 시간 동안 현상하면), 기판의 주변 부분에서는 현상 과다가 되어 반사판은 경면 상태에 가까워진다. 이 때문에, 기판 주변 부분에 형성된 반사판을 이용한 액정 표시 장치의 표시는 어두워진다.
상기 문헌 Komatsubara에 개시되어 있는 것과 같은 비감광성 수지를 이용해서, 예컨대 RIE 등의 건식 에칭에 의해 콘택트홀을 형성할 경우, 건식 에칭에서의 플라즈마는 기판 중앙부에서는 고밀도이므로 기판 중앙부로부터 에칭이 진행된다. 마스크 패턴으로서 이용되는 레지스트와 수지는 모두 유기막이므로 그 선택비를 10 이상으로 하기는 어렵다. 따라서, 기판 주변 부분에서 콘택트홀의 충분한 도통이 얻어지도록 에칭을 수행하면 기판 중앙부에서는 레지스트가 초과 에칭되고, 그 결과 콘택트홀이 거대화하여 수지의 막 두께가 감소한다. 이 때문에, 기판 중앙 부분에 형성된 반사판을 이용한 액정 표시 장치의 표시는 어두워진다.
또, 액정 표시 장치에서의 액정층의 두께 또는 액정을 주입하기 전의 한 쌍의 기판간의 간격(이하, 셀 갭이라 함)은 액정 표시 장치의 응답 속도나 콘트라스트에 영향을 미치는 중요한 파라미터이다. 따라서, 액정층의 두께나 셀 갭을 측정하는 것은 액정 표시 장치의 생산 관리상 중요하다.
종래의 투과형 액정 표시 장치 또는 반사판이 한쌍의 기판 외측에 형성되어 있는 반사형 액정 표시 장치의 경우에는 액정 셀이 투과형인 상태에서 한쪽 기판의 배향막과 액정층 또는 공기층과의 경계면에 의한 반사광 및 액정층 또는 공기층과의 다른쪽 기판의 배향막과의 경계면에 의한 반사광에 의한 간섭을 이용해서 셀 갭을 측정했다. 그러나, 반사판의 화소 전극으로서 한쌍의 기판간의 내측에 형성된 반사형 액정 표시 장치에서는 반사 전극으로부터의 산화 반사광의 강도가 너무 강하므로 간섭광의 파장을 측정하기가 어려워서 종래의 간섭광을 이용하는 측정 방법은 사용할 수 없다.
한편, 레이저 광을 이용한 셀 갭의 측정 방법이 있다. 이 방법은 그 윤곽을 제26도에 도시한 바와 같이 반도체 레이저(19)로부터의 레이저 광을 평행광으로 콜리메이트하는 제1 렌즈(17a) 및 측정할 시료(18)에 의해 반사될 레이저 광을 집광하는 제2 렌즈(17b)를 구비한 광학계를 이용한다. 이 방법은 제2 렌즈(17b)의 초점이 시료(18)의 반사면(예컨대, 배향막과 액정층의 경계면이나 반사 전극 표면 등)에 일치하였을 때에 피드백되는 반사광이 피크를 갖는다는 사실에 기초하고 있다. 두 반사광의 피크에 대응하는 제2 렌즈(17b)의 위치로부터 두 반사면의 간격을 구할 수 있다.
제27도는 이 방법을 사용하여 소망의 산란광을 얻기 위해 요철을 형성한 반사 전극 표면을 측정한 결과를 도시하고 있다. 제27도로부터 알 수 있는 바와 같이 요철 형상을 갖는 반사 전극 표면에서는 레이저 광이 산화되므로 반사광의 피크를 얻을 수 없다. 따라서, 레이저 광에 의한 측정에서는 반사광의 위치를 측정할 수 없어서 셀 갭의 측정이 불가능하게 된다.
콘택트홀의 형성 및 도통성 문제는 반사형 액정 표시 장치 만이 아니라 투과형 액정 표시 장치에서도 중요하다. 종래의 액정 표시 장치의 문제점에 대해 후술한다.
제28도는 종래의 액정 표시 장치(200)의 개략 단면도이며, 제29도는 제28도시된 액정 표시 장치(200)의 액티브 매트릭스 기판(201)을 도시하는 개략 평면도이다. 제28도에 도시한 바와 같이, 액정 표시 장치(200)는 액티브 매트릭스 기판(201), 대향 기판(202) 및 양 기판간에 배치된 액정층(35)을 포함한다. 액티브 매트릭스 기판(201)은 유리 기판(21), 및 이 유리 기판(21) 상에 형성된 구동 신호 배선(30), 화소 전극(27) 및 구동 소자(스위칭 소자)(29)를 포함하며, 대향 기판(202)은 기판(38) 및 이 기판(38) 상에 형성된 대향 전극(36)과 컬러 필터(37)를 포함한다.
제29도에 도시한 바와 같이, 화소 전극(27)은 액티브 매트릭스 기판(201) 상에 매트릭스 형상으로 배열되어 있으며, 각 화소 전극(27)은 대응하는 구동 소자(29)를 통해 구동 신호 배선(30)에 접속되어 있다. 이 액정 표시 장치(200)는 구동 소자(29)로서 다이오드 방식의 2단자 소자를 사용한다.
제30(a)도는 액티브 매트릭스 기판(201)의 하나의 화소에 대응하는 영역을 도시하는 개략 평면도이며, 제30(b)도는 제30(a)도의 기판의 B-B 선을 따라 취한 개략 단면도이다. 제30(a)도 및 제30(b)도를 참조해서 구동 소자(29) 근방의 구성에 대해 설명한다.
제30(a)도에 도시한 바와 같이, 구동 신호 배선(30)은 분기를 가지며 이 분기가 구동 소자(29)의 하층 전극(22)으로 된다. 제30(a)도 및 제30(b)도에 도시한 바와 같이 구동 소자(29) 부분에서 유리 기판(21) 상에 하층 전극(22)이 형성되고 그 위에 절연막(23)이 형성되어 있다. 절연막(23) 상에는 상층 전극(24)이 패턴 형성되어 있다. 상술한 바와 같이, 하층 전극(22), 절연막(23) 및 상층 전극(24)을 구비한 다이오드 방식의 2 단자 소자(29)가 구성된다. 유리 기판(21)의 전면에는 구동 소자(29)를 덮도록 절연성 보호막(26)이 형성된다. 절연성 보호막(26) 상에는 화소 전극(27)이 패턴 형성된다. 화소 전극(27)은 절연성 보호막(26)에 설치된 콘택트홀(28)을 통해 구동 소자(29)의 상층 전극(24)에 전기적으로 접속된다.
무기 절연막이나 열경화성 수지 재료를 절연성 보호막(26)으로서 사용한 경우에는 패터닝에 의해 콘택트홀(28)을 형성하기 위해 포토리소그래피 공정 등의 프로세스가 필요하다. 감광성 수지 재료를 절연성 보호막(26)으로서 사용한 경우에는 노광 및 현상에 의해 콘택트홀(28)을 형성할 수 있기 때문에 프로세스 공정을 간략화할 수 있다. 그러나, 감광성 수지 재료를 이용하여 절연성 보호막(26)을 형성하면 콘택트홀(28) 내부에 감광성 수지 재료의 현상 잔사가 생긴 경우에 화소 전극(27)과 상층 전극(24) 사이에 양호한 접촉을 얻을 수 없다. 이와 같은 보호성 보호막(26)의 현상 잔사에 따른 콘택트 불량에 의해 화소 결함이 생기면, 액정 표시 장치의 표시화질이 열화하게 된다.
상술한 바와 같이, 콘택트홀의 도통성이 우수하며 고유 특성에도 우수한 액정 표시 장치가 요구된다. 또, 반사판이 화소 전극으로서 한쌍의 기판 간의 내측에 형성된 반사형 액정 표시 장치에서는 콘택트홀의 도통성(즉, 우수한 고유 특성)에 우수할 뿐만 아니라 셀갭의 측정이 가능하여 생산 효율에 우수한 액정 표시 장치가 요구된다.
본 발명의 한 특징에 따르면, 반사형 액정 표시 장치는 복수의 반사 전극들을 갖는 제1 기판; 투광성 전극을 갖는 제2 전극; 및 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 배치된 액정층을 구비한다. 상기 제1 기판은 절연성 기판, 상기 절연성 기판위에 제공되고 표시용 전압 신호를 상기 반사 전극에 공급하기 위한 스위칭 소자, 상기 스위칭 소자에 접속되고 상기 반사 전극밑으로 연장하는 인출 전극, 및 상기 인출 전극위에 콘택트홀을 갖는 절연 수지층을 구비하고, 상기 반사 전극은 상기 콘택트홀을 덮도록 각 화소에 대응하여 상기 절연 수지층위에 제공되고, 상기 콘택트홀의 저부에서 상기 인출 전극에 전기적으로 접속되며, 상기 인출 전극은 상기 콘택트홀의 저부보다 큰 영역에 적어도 두개의 서로 다른 금속층을 가지되, 상기 영역은 상기 콘택트홀의 저부를 포함하며, 상기 인출 전극의 최상층인 금속층은 상기 콘택트홀의 저부에서 두께 방향으로 부분적으로 또는 하측 금속층에 도달될 때까지 제거된다.
본 발명의 한 실시예에서, 상기 절연 수지층에 형성된 상기 콘택트홀의 개구면적은 400㎛2이상이고 상기 반사 전극 면적은 8% 이하이다.
본 발명의 한 실시예에서, 상기 스위칭 소자는 박막 트랜지스터이고, 상기 인출 전극 부분위의 상기 콘택트홀에 형성된 하측 금속층은 상기 박막 트랜지스터의 게이트 전극과 동일한 재료로 형성되고, 상기 인출 전극의 상측 금속층은 상기 박막 트랜지스터의 소스 전극과 동일한 재료로 형성된다.
본 발명의 한 실시예에서, 상기 인출 전극 부분위의 상기 콘택트홀에 형성된 하층 금속층은 탄탈, 50원자% 이하의 질소를 함유하는 탄탈, 및 몰리브덴을 함유하는 탄탈로 된 족에서 선택된 재료로 만들어지고, 상측 금속층은 티탄으로 만들어진다.
본 발명의 한 실시예에서, 상기 스위칭 소자는 MIM(금속-절연층-금속) 소자이고; 상기 인출 전극 부분위의 상기 콘택트홀에 형성된 하층 금속층은 상기 MIM 소자의 제1 전극과 동일한 재료료 형성되고, 상기 인출 전극의 상측 금속층은 상기 MIM 소자의 제2 전극과의 동일한 재료로 형성된다.
본 발명의 한 실시예에서, 상기 인출 전극 부분위의 상기 콘택트홀에 형성된 하측 금속층은 탄탈, 50원자 % 이하의 질소를 함유하는 탄탈, 10원자 % 이하의 실리콘과 텅스텐을 함유하는 탄탈, 및 4가 이하를 갖는 10원자 % 이하의 하나이상의 원소와 6가 이상을 갖는 10원자 % 이하의 하나 이상의 원소를 함유하는 탄탈로 된 족에서 선택된 재료로 만들어지고, 상기 인출 전극의 상측 금속층은 티탄으로 만들어진다.
본 발명의 한 실시예에서, 상기 절연 수지층은 상기 반사 전극이 형성된 영역에 불균일한 표면을 갖는다.
본 발명의 한 실시예에서, 상기 불균일한 표면은 상기 콘택트홀의 영역을 제외하여 형성된다.
본 발명의 한 실시예에서, 상기 반사 전극은 상기 콘택트홀의 저부에서 경면 상태가 되도록 형성된다.
본 발명의 한 실시예에서, 복수의 반사 전극들을 갖는 제1 기판, 투광성 전극을 갖는 제2 기판, 및 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 배치된 액정층을 구비한 반사형 액정 표시 장치의 제조 방법은 절연성 기판위에 표시용 전압 신호를 상기 반사 전극에 공급하기 위한 스위칭 소자를 형성하는 단계; 상기 스위칭 소자에 접속되고 상기 반사 전극밑으로 연장하며 적어도 한 영역에 적어도 서로 다른 두개의 금속층들을 갖는 인출 전극을 형성하는 단계; 상기 스위칭 소자와 상기 인출 전극위에 절연 수지층을 형성하는 단계; 상기 인출 전극의 상기 금속층들이 형성된 영역위의 상기 절연 수지층 부분에 콘택트홀을 형성하는 단계; 상기 콘택트홀의 저부에 있는 상기 최상층이 두께 방향으로 적어도 부분적으로 또는 하측 금속층에 도달될 때까지 제거되도록, 에천트를 사용하여 상기 인출 전극의 최상층인 금속층에 대해 에칭을 수행하는 단계; 및 상기 콘택트홀을 덮도록 각 화소에 대응하여 상기 절연 수지층위에 반사 전극을 형성하는 단계를 구비한다.
본 발명의 한 실시예에서, 상기 콘택트홀의 개구 면적은 400㎛2이상이고 상기 반사 전극 면적의 8% 이하이다.
본 발명의 한 실시예에서, 상기 스위칭 소자는 박막 트랜지스터이고; 상기 인출 전극의 하측 금속층은 상기 박막 트랜지스터의 게이트 전극과 동일한 재료로 형성되고, 상기 인출 전극의 상측 금속층은 상기 박막 트랜지스터의 소스 전극과 동일한 재료로 형성된다.
본 발명의 한 실시예에서, 상기 인출 전극의 형성 단계에서, 하측 금속층은 탄탈, 50원자 % 이하의 질소를 함유하는 탄탈, 및 몰리브덴을 함유하는 탄탈로 된 족에서 선택된 재료로 형성되고, 상측 금속층은 티탄으로 형성된다.
본 발명의 한 실시예에서, 상기 스위칭 소자는 MIM 소자이고; 상기 인출 전극의 하측 금속층은 상기 MIM 소자의 제1 전극과 동일한 재료로 형성되고; 상기 인출 전극의 상측 금속층은 상기 MIM 소자의 제2 전극과 동일한 재료로 형성된다.
본 발명의 한 실시예에서, 하측 금속층은 탄탈, 50원자 % 이하의 질소를 함유하는 탄탈, 10원자 % 이하의 실리콘과 텅스텐을 함유하는 탄탈, 및 4가 이하를 갖는 10원자 % 이하의 하나이상의 원소와 6가 이상을 갖는 10원자 % 이하의 하나 이상의 원소를 함유하는 탄탈로 된 족에서 선택된 재료로 만들어지고, 상측 금속층은 티탄으로 형성된다.
본 발명의 한 실시예에서, 상기 절연 수지층의 형성 단계는 상기 콘택트홀이 형성된 영역을 제외하고, 상기 반사 전극이 형성된 영역에 절연 수지로 된 돌출 패턴을 형성하는 단계; 및 동일한 절연 수지를 도포함으로서 상기 돌출 패턴위에 제2 절연 수지층을 형성하는 단계를 포함한다. 상기 콘택트홀은 상기 제2 절연 수지층에 형성된다.
본 발명의 한 실시예에서, 상기 에천트는 0.25% 내지 1.00% 농도의 플루오르화 수소를 함유하는 혼합물이다.
본 발명의 한 실시예에서, 상기 절연 수지층위에 형성된 상기 반사 전극은 산란성을 가지며, 상기 반사 전극은 상기 콘택트홀의 저부에서 그 부분이 경면 상태가 되도록 형성된다.
본 발명의 한 실시예에서, 상기 콘택트홀의 저부에서 경면 상태인 상기 반사전극 부분에서 반사된 광을 사용하여 상기 액정층의 두께를 측정하는 단계를 구비한다.
본 발명의 한 실시예에서, 액티브 매트릭스 기판은 절연성 기판, 상기 절연성 기판위에 배치되고 적어도 두개의 전극을 갖는 스위칭 소자, 상기 스위칭 소자를 덮도록 형성되며 콘택트홀을 갖는 절연성 보호막, 및 상기 절연성 보호막위에 형성되며 상기 콘택트홀을 통해 상기 스위칭 소자에 전기적으로 접속된 화소 전극을 구비한다. 상기 액티브 매트릭스 기판은 상기 콘택트홀이 형성된 영역에서 상기 절연성 보호막밑에 상기 스위칭 소자의 적어도 두개의 전극 중 하나의 전극으로부터 연장되는 도체층을 포함하는 적어도 두개의 서로 다른 도체층을 갖는다.
본 발명의 한 실시예에서, 상기 스위칭 소자의 전극들중 상기 하나의 전극은 동시에 패터닝된 적어도 두개의 서로 다른 도체층을 포함하는 적층 구조를 갖는다.
본 발명의 한 실시예에서, 상기 절연성 보호막을 감광성 수지 재료로 형성된다.
본 발명의 한 실시예에서, 상기 전극들 중 하나의 전극에서 연장하는 상기 도체층은 상기 적어도 두개의 도체층들중 최하층으로 위치된다.
본 발명의 한 실시예에서, 상기 적어도 두개의 도체층은 상기 스위칭 소자의 다른 전극을 형성하는 금속층을 포함하지 않는다.
본 발명의 한 실시예에서, 액정 표시 장치는 액티브 매트릭스 기판, 대향 기판, 및 상기 액티브 매트릭스 기판과 상기 대향 기판 사이에 유지된 액정을 포함한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 절연성 기판, 상기 절연성 기판위에 배치되며 적어도 제1 전극과 제2 전극을 갖는 스위치 소자, 상기 스위칭 소자를 덮도록 형성되며 콘택트홀을 갖는 절연성 보호막, 및 상기 콘택트홀을 통해 상기 스위칭 소자에 전기적으로 접속된 화소 전극을 구비한 액티브 매트릭스 기판의 제조 방법은 상기 절연성 기판위에 구동 신호선과 상기 구동 신호선에 접속된 제1 전극을 형성하는 단계; 상기 제1 전극위에 절연막을 형성하는 단계; 상기 절연막위에 중첩하며, 연장부를 갖는 제2 전극을 형성하는 단계; 상기 연장부의 선정된 영역에 도체층을 형성하는 단계; 상기 절연성 기판의 전 표면을 덮으며, 상기 도체층위에 콘택트홀을 갖는 절연성 보호막을 형성하는 단계; 상기 콘택트홀내의 상기 도체층의 적어도 표면부분이 제거되도록 에칭을 수행하는 단계; 및 상기 콘택트홀을 통해 상기 스위칭 소자에 전기적으로 접속된 화소 전극을 상기 절연성 보호막위에 패터닝하여 형성하는 단계를 구비한다.
본 발명의 한 실시예에서, 상기 도체층의 형성 단계는 상기 제2 전극의 형성 단계와 함께 수행됨으로서, 상기 도체층과 상기 제2 전극의 패터닝을 동시에 수행된다.
본 발명의 한 실시예에서, 상기 절연성 보호막은 감광성 수지 재료로 형성된다.
본 발명의 한 실시예에서, 상기 에칭 단계는 상기 콘택트홀을 갖는 상기 절연성 보호막을 마스크로서 사용함으로서 수행된다.
본 발명의 한 실시예에서, 액티브 매트릭스 기판의 제조 방법은 상기 구동 신호선에 접속된 외부 접속 단자를 형성하는 단계를 더 구비한다. 상기 도체층의 형성 단계에서, 접속 보조 도체층은 상기 외부 접속 단자위에 동시에 형성된다.
이와 같이, 상술된 본 발명은 (1) 우수한 콘택트홀의 도통과 우수한 화상 특성을 갖는 액정 표시 장치를 제공하고, (2) 셀 갭을 측정할 수 있으며 뛰어난 제조 효율을 갖는 반사형 액정 표시 장치를 제공하고, (3) 뛰어난 반사 특성(예를 들면, 밝기, 편차 등)을 갖는 반사형 액정 표시 장치를 제공하며, (4) 이와 같은 액정 표시 장치를 실현할 수 있는 액티브 매트릭스 기판을 제공하고, 및 (5) 이와 같은 액정 표시 장치와 액티브 매트릭스 기판을 제조하기 위한 간단한 방법을 제공하는 장점을 가능하게 한다.
본 발명의 이들 및 다른 장점은 첨부된 도면들을 참조한 다음 설명을 읽고 이해할 때 기술분야의 숙련자에게는 명확할 것이다.
제1도는 본 발명의 액정 표시 장치의 일례를 도시하는 개략 부분 단면도.
제2도는 제1도에 도시된 액티브 매트릭스 기판의 개략 평면도.
제3(a)도 내지 제3(f)도는 본 발명의 액정 표시 장치의 제조 방법의 일례를 도시하는 개략 단면도.
제4(a)도 내지 제4(c)도는 본 발명의 액정 표시 장치의 제조 방법의 일례를 도시하는 개략 단면도.
제5도는 제3(b)도에 도시된 포토 마스크의 일례를 도시하는 개략 평면도.
제6도는 제3(f)도에 도시된 포토 마스크의 일례를 도시하는 개략 평면도.
제7도는 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 액정층의 두께를 측정한 결과를 도시하는 도면.
제8도는 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 다른 예에서의 액티브 매트릭스 기판을 도시하는 개략 평면도.
제9도는 제8도에 도시된 기판의 IX-IX 선을 따라 취한 단면도.
제10(a)도 내지 제10(f)도는 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법의 다른 예를 도시하는 개략 단면도.
제11도는 본 발명의 액티브 매트릭스 기판의 일례를 도시하는 개략 평면도.
제12도는 제11도의 기판의 XII-XII 선을 따라 취한 단면도.
제13도는 제11도에 도시된 기판을 이용한 액정 표시 장치의 개략 단면도.
제14(a)도 내지 제14(f)도는 본 발명에 따른 액티브 매트릭스 기판의 제조 방법의 일례를 도시하는 개략 단면도.
제15도는 본 발명에 따른 액티브 매트릭스 기판의 다른 예를 도시하는 개략 단면도.
제16(a)도 내지 제16(f)도는 본 발명에 따른 액티브 매트릭스 기판의 제조 방법의 다른 예를 도시하는 개략 단면도.
제17도는 제15도에 도시된 기판을 이용한 액정 표시 장치의 개략 단면도.
제18도는 본 발명의 액티브 매트릭스 기판의 또 다른 예를 도시하는 개략 단면도.
제19도는 제18도에 도시된 액티브 매트릭스 기판의 전체적인 구성을 도시하는 평면도.
제20(a)도 내지 제20(f)도는 본 발명에 따른 액티브 매트릭스 기판의 제조 방법의 또 다른 예를 도시하는 개략 단면도.
제21(a)도는 종래의 액정 표시 장치의 액티브 매트릭스 기판을 도시하는 부분 평면도.
제21(b)도는 제21(a)도에 도시된 액티브 매트릭스 기판의 B-B 선을 따라 취한 단면도.
제22도는 제21(a)도 및 제21(b)도에 도시된 액티브 매트릭스 기판의 전체를 도시하는 개략 평면도.
제23도는 종래의 액정 표시 장치에서 알루미늄 합금을 가열하여 석출물을 에칭 제거해서 형성한 반사판의 단면 형상을 도시하는 개략도.
제24도는 종래의 액정 표시 장치의 반사판의 일례를 도시하는 개략 단면도.
제25도는 종래의 액정 표시 장치의 반사판의 다른 예를 도시하는 개략 단면도.
제26도는 액정 표시 장치의 액정층의 두께를 측정하기 위한 광학 시스템을 도시하는 개략도.
제27도는 종래의 반사형 액정 표시 장치에서 요철을 갖는 반사판을 사용하여 액정층의 두께를 측정한 결과를 도시하는 도면.
제28도는 종래의 액정 표시 장치의 개략 단면도.
제29도는 종래의 액티브 매트릭스 기판의 전체적인 구성을 도시하는 평면도.
제30(a)도는 종래의 표시 장치의 액티브 매트릭스 기판을 도시하는 개략 평면도.
제30(b)도는 제30(a)도에 도시된 기판의 B-B 선을 따라 취한 단면도.
제31도는 반사판의 반사 특성과 현상 시간 간의 관계 및 콘택트홀의 콘택트 저항과 현상 시간 간의 관계를 도시하는 그래프.
제32도는 반사판(화소 전극)의 영역에 대한 콘택트홀 영역의 비와 반사판의 반사 특성 간의 관계를 도시하는 그래프.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 박막 트랜지스터 2 : 매트릭스 기판
3 : 버스 배선 4 : 게이트 전극
5 : 게이트 절연막 6 : 반도체층
7 : 소스 전극 8 : 드레인 전극
9 : 화소 전극 10 : 소스 버스 배선
11 : 콘택트층 30 : 액정 표시 장치
30a : 하측 기판 30b : 상측 기판
31 : 절연성 기판 32 : 게이트 버스선
33 : 게이트 전극 34 : 게이트 절연막
35 : 반도체층 36 : 소스 전극
37 : 드레인 전극 37a : 인출 전극
41 : 콘택트층 42 : 유기 절연막
43 : 콘택트홀 49 : 액정층
50 : 패드
[실시예]
이하 본 발명을 실시예로 기초하여 상세히 설명할 것이다. 그러나, 본 발명은 이들 실시예에만 제한되는 것은 아니다.
[실시예 1]
제1도는 본 발명의 반사형 액정 표시 장치의 일예를 나타내는 개략 부분 단면도이다. 액정 표시 장치(30)는 스위칭 소자(TFT)가 위에 형성된 하측 기판(30a)(액티브 매트릭스 기판)과, 상측 기판(30b)(대향 기판) 및 두 기판 사이에 고정된 액정층(49)을 갖는다. 제2도는 제1도에서 설명된 액티브 매트릭스 기판(30a)의 개략 평면도이다.
먼저, 액티브 매트릭스 기판(30a)이 설명된다. 제1도와 제2도에서 설명되는 바와 같이, 크롬, 탄탈 등으로 이루어진 복수의 게이트 버스선(32)은 유리 등으로 이루어진 절연성 기판(31)상에서 서로 평행하게 형성되고, 게이트 전극(33)은 게이트 버스선(32)으로부터 분기되어 있다. 게이트 버스선(32)과 게이트 전극(33)의 재료로서, 50원자% 이하의 질소를 함유하는 탄탈이 사용될 수 있다. 몰리브덴을 함유하는 탄탈이 또한 사용될 수 있다. 게이트 버스선(32)은 주사선으로 기능한다.
질화 실리콘(SiNx), 산화 실리콘(SiOx) 등으로 이루어지는 게이트 절연막(34)은 게이트 버스선(32)을 덮기 위해 기판(31)의 전체 표면상에 형성된다. 제1도 및 제2도에서 나타낸 바와 같이, 비정질 실리콘(이하 a-Si로 언급), 다결정 실리콘, CdSe 등으로 이루어지는 반도체층(35)은 게이트 절연막(34)이 사이에 개재된 게이트 전극(33)위에 형성되어 있다. a-Si, 다결정 실리콘, CdSe 등으로 이루어지는 n+또는 p+형 콘택트층(41)은 반도체층(35)의 각 단부상에 형성되어 있다.
티탄, 몰리브덴, 알루미늄 등으로 이루어지는 소스 전극(36)은 콘택트층(41)이 적층되어 있는 반도체층(35)의 일 단부상에 중첩 형성되어 있다. 소스 전극(36)과 같이, 티탄, 몰리브덴, 알루미늄 등으로 이루어지는 드레인 전극(37)과 인출 전극(37a)은 콘택트층(41)이 적층되어 있는 반도체층(35)의 다른 단부상에 중첩 형성되어 있다. 드레인 전극(37)과 인출 전극(37a)은 일체로 형성될 수 있다. 인출 전극(37a)의 다른 단부는 기판(31)상에 형성된 패드(50)상에 중첩된다. 패드(50)는 콘택트홀(43)의 위치에서 인출 전극(37a)의 하측 금속층으로 작용하며 콘택트홀(43)보다 최소한 적어도 더 큰 영역을 갖는다. 본 실시예에서는, 패드(50)가 게이트 전극(33)과 동일한 재료로 형성되어 있다. 인출 전극(37a)이 콘택트홀의 위치에서 상측 금속층이 되기 때문에, 적어도 두 개의 다른 종류의 금속층을 갖는 인출 전극은 콘택트홀의 위치에 형성되어 있다.
관련 기술을 참조하여 설명되는 바와 같이(제22도 참조), 게이트 절연막(34)은 게이트 버스선(32)의 입력 단자 상의 부분이 제거된다. 이들 부분이 제거될 때, 패드(50)상의 게이트 절연막(34)의 부분도 역시 제2도에서 나타내는 바와 같이 제거된다.
스위칭 소자(40)로서의 a-Si TFT는 게이트 전극(33), 반도체층(35), 소스 전극(36) 및 드레인 전극(37)으로 이루어진다.
유기 절연막(42)은 위에 스위칭 소자가 형성되어 있는 기판(31)의 전 표면상에 형성된다. 콘택트홀(43)은 인출 전극(37a)의 위치에서 유기 절연막(42)에 형성된다. 각각이 테티퍼된 선단부를 갖고, 선단이 원형 단면이고 높이가 H인 복수의 돌출부(42a)는 반사 전극(38)(화소 전극)이 형성되는 유기 절연막(42)의 영역에 형성된다. 높이 H는 약 10㎛보다 낮게 하여 설명되는 유기 절연막(42) 또는 콘택트홀(43)의 형성 단계에 악영향을 미치지 않게 하며, 액정 표시 장치(30)를 형성할 때 셀 갭의 편차를 적게 하는 것이 바람직하다.
알루미늄으로 이루어지는 반사 전극(38)은 원형 돌출부(42a)가 형성되는 영역과 콘택트홀(43)을 덮기 위해 유기 절연막(42)상에 형성된다. 반사 전극(38)은 콘택트홀(43)에서 패드(50)을 거쳐 인출 전극(37a)에 접속되어 있다.
상술된 바와 같이, 본 발명의 반사형 액정 표시 장치에서, 인출 전극(37a)은 콘택트홀(43)의 저부를 포함하는 콘택트홀의 저부보다 더 넓은 영역을 갖는 영역에서 적어도 두 개의 다른 금속층(본 실시예에서 상측 금속층과 하측 금속층)을 갖는다. 콘택트홀의 저부에서, 인출 전극의 최상측 금속층(본 실시예에서 상측 금속층)은 부분적으로 또는 아래의 금속층(본 실시예에서 하측 금속층)이 도달할 때까지 두께 방향으로 제거된다.
다음에, 반사형 액정 표시 장치(30)를 제조하는 방법이 액티브 매트릭스 기판(30a)를 형성하는 방법을 중심으로 설명된다.
먼저, 스위칭 소자(40) 등과 같은 소자가 종래의 방법에 의해 유리 등으로 만들어진 절연 기판(31)상에 형성된다. 예를 들어, 본 실시예에서는, 1.1mm 두께의 유리 기판(코닝사에 의해 제조된 상품명 번호 7059)이 기판(31)으로 사용될 수 있다. 콘택트홀(43)보다 최소한 더 넓은 영역을 갖는 금속층인 패드(50)는 스위칭 소자(40)가 형성될 때 콘택트홀(43)이 형성되게 되는 위치에 형성된다. 인출 전극(37a)이 또한 그 위에 중첩된다.
패드(50)는 콘택트홀에서 하측 금속층이 되어 TFT의 게이트 버스선(32)과 동일한 재료로, 또는 바람직하게 탄탈로 이루어진다. 이것은 게이트 버스선(32), 게이트 전극(33) 및 패드(50)를 동시에 패터닝하여 형성하는 것을 가능하게 한다. 인출 전극(37a)은 콘택트홀에서 상측 금속층이 되며 TFT의 소스 전극(36)과 드레인 전극(37)과 동일한 재료, 또는 바람직하게는 티탄으로 이루어진다. 소스 전극(36), 드레인 전극(37) 및 인출 전극(37a)이 동시에 패터닝될 수 있다. 상술된 바와 같이, 다른 금속으로 이루어진 적어도 두 층은 제4(a)도에서 설명된 바와 같이 콘택트홀이 형성되는 위치에 적층된다.
다음에, 제3(a)도에서 나타낸 바와 같이, 감광성 수지는 스핀 코팅법에 의해 형성된 소자를 갖는 기판(31)상에 도포되어 유기 절연층(12)을 형성한다. 제3(a)도 내지 제3(f)도에서는, 각 소자를 도시에서 생략하고 있다. 예를 들어, 아크릴형 감광성 수지가 유기 절연막(12)으로 이용된다. 유기 절연막(12)은 바람직하게 500rpm 내지 3000rpm에서 스핀 코팅법에 의해 형성된다. 바람직한 실시예에서는, 유기 절연막(12)이 30초간 1300rpm에서 도포되어 두께가 약 2.5㎛가 된다.
다음에, 유기 절연층(12)이 형성되어 있는 유리 기판(31)이 예를 들어 30초간 90℃에서 예비소성된다. 다음에, 제3(b)도에서 설명된 바와 같이, 포토 마스크(13)는 유기 절연막(12) 위에 배치되고, 다음에 광빔이 제3(b)도(노광 공정)에서 화살표로 나타낸 바와 같이 포토 마스크(13) 위로부터 방사된다. 포토 마스크(13)로서, 제5도에서 설명되는 바와 같이 다른 크기의 원형 패턴홀(13a)과 (13b)을 갖는 판(13c)이 사용될 수 있다. 본 실시예의 포토 마스크(13)는 임의로 배열되는 5㎛의 패턴홀(13a)와 3㎛ 직경의 패턴홀(13b)을 가지고, 어느 두 인접 패턴홀도 적어도 2㎛ 이상의 거리만큼 이격되어 있다. 그러나, 패턴홀이 너무 멀리 이격되게 되면, 유기 절연층(12)상에 형성된 유기 절연막(15)의 상측면이 연속적인 파형이 되기 어렵게 된다. 따라서, 패턴홀 사이의 거리를 적당히 설정하는 것이 바람직하다. 더구나, 콘택트홀의 저부상에 형성된 금속층(반사 전극(38))을 경면 상태가 되게 하기 위해서, 원형 패턴홀이 콘택트홀에 대응하는 위치에서 포토마스크(13)에 배치되지 않는다.
다음에, 유기 절연층(12)의 현상이 예를 들어 도쿄 오까 고교사에 의해 제조되는 2.38%의 TMDH 농도의 현상제를 이용하여 수행된다. 뒤이어, 제3(c)도에서 나타낸 바와 같이, 패턴홀(13a, 13b)에 대응하여 다른 높이를 갖는 미세한 돌출부(14a′, 14b′)가 기판(31)의 표면상에 형성된다. 현상 바로 후에, 돌출부(14a′, 14b′)의 상측 코너를 예리하게 한다. 본 실시예에서는, 5㎛ 직경의 패턴홀이 약 2.48㎛ 높이의 돌출부(14a)를 만들고, 3㎛의 패턴홀(13b)은 약 1.64㎛ 높이의 돌출부(14b)를 만든다.
다음에, 위에 돌출부(14a′, 14b′)가 형성되어 있는 기판(31)이 약 60초동안 약200℃에서 열 처리된다. 이것은 돌출부(14a′, 14b′)의 상측 코너를 연화시켜 둥글게 하여, 제3(d)도에서 나타낸 바와 같이 선단부에서 대략 원형인 단면을 갖는 돌출부(14a, 14b)를 형성한다.
다음에, 제3(e)도에서 나타낸 바와 같이, 유기 절연층(12)과 동일한 감광성 수지가 스핀 코팅법에 의해 열처리된 기판(31)상에 도포되어 절연막(15)을 형성한다. 스핀 코팅은 바람직하게 1000rpm 내지 3000rpm에서 수행된다. 본 실시예에서는, 스핀 코팅법이 30초간 2000rpm에서 수행된다.
다음에, 유기 절연막(15)을 갖는 기판(31)이 예를 들어 30초간 90℃에서 예비소결된다. 다음에, 제3(f)도에서 나타낸 바와 같이, 포토마스크(16)가 유기 절연막(15)위에 배치되고, 이 노출부는 포토마스크(16) 위에서부터 광빔을 방사하여 수행된다. 콘택트홀(16a)에 대한 패턴을 갖는, 제6도에서 나타낸 판(16a)이 포토마스크(16)로 사용된다. 돌출부(14a′, 14b′)를 형성하는 단계에서와 같이, 콘택트홀(43)은 유기 절연막(15)에 형성된다.
다음에, 콘택트홀(3)을 갖는 기판(31)이 60초간 200℃에서 가열 처리되고, 둥근 코너를 갖는 돌출부(14a, 14b)가 돌출부(14a′, 14b′)를 연화시킴으로써 형성되는 단계에서와 같이, 콘택트홀(43)의 코너를 둥글게 한다.
상술된 바와 같이, 유기 절연막(12)으로부터 형성된 돌출부(14a, 14b)와 이들 돌출부위에 형성된 유기 절연막(15)를 갖는 유기 절연막(42)이 형성된다.
다음에, 기판(31)은 콘택트홀에 적층된 적어도 두 개의 금속층의 최상층을 에칭하는 에칭액에 침지된다. 에칭액은 0.25% 내지 1.00%의 농도의 풀로오루화 수소를 함유하는 혼합물인 것이 바람직하다. 예를 들어, 최상측(인출 전극(37a))이 본 실시예에서와 같이 티탄으로 형성될 때, 기판(31)은 30초간 25℃에서 1 : 100 내지 1 : 400의 혼합률로 플루오르화 수소와 질산을 함유하는 수용액에 침지된다. 콘택트홀에서의 상측 금속층이 에칭될 때, 콘택트홀에서의 유기 절연막(15)의 현상 잔류물이 에칭액 투과에 의해 리프트 오프된다.
여기에서, 비교를 위해, 상술된 리프트 오프 공정이 수행되지 않을 때 반사판의 반사 특성과 콘택트 저항에 따른 현상 시간이 개구 면적 900㎛2을 갖는 콘택트홀이 형성되는 경우에 대해서 제31도에서 설명되고 있다. 여기에서, 반사판의 반사 특성으로는 법선에 대해 30° 각도로 반사판상에 입사되는 광의 명도에 관련되며 법선을 따라 반사 및 수신되고, MgO막의 명도로는 100 값을 할당하고 있다. 현상 시간은 최량의 반사 특성을 실현하는 현상 시간을 1로 하여 상대 시간으로 나타나 있다. 최적의 현상 시간보다 길거나 짧은 현상 시간은 최적의 반사 특성(예를 들어, 100 이상의 면도)을 성취할 수 없다. 제31도에서 볼 수 있는 바와 같이, 리프트 오프 처리가 수행되지 않을 때, 현상 시간이 1.3배로 증가되더라도, 콘택트 저항은 수지의 현상 잔류물 때문에 더 이상 감소하지 않으므로 양호한 도통 상태를 성취할 수 없다.
본 발명에 따르면, 리프트 오프 처리를 수행함으로써, 콘택트홀의 양호한 도통을 성취하기 위해 더 긴 현상 시간은 더 이상 필요하지 않다. 결과적으로, 현상과다 및 막 두께의 감소가 방지될 수 있어, 이것은 기판 전체에 걸쳐 콘택트홀의 양호한 도통 및 양호한 반사 특성을 실현 가능하게 한다.
다음에, 티탄으로 이루어진 상측 금속층의 에칭이 진행되어, 탄탈로 만들어진 하측 금속층(패드(50))에 달하게 된다. 이 에칭 단계에서, 유기 절연막의 현상 잔류물이 없는 상측 금속층의 일부가 신속히 에칭되게 된다. 그러나, 에칭은 상측 금속과 하측 금속의 에칭 선택 비율을 적당히 설정함으로써 하측 금속 표면에서 실질적으로 정지될 수 있다. 예를 들어, 티탄/탄탈의 적층의 경우, 에칭 선택 비율은 500 : 1 이상이다. 따라서, 에칭은 탄탈 표면에서 정지된다. 이것은 콘택트홀의 저부를 평활한 면으로 할 수 있다.
콘택트홀의 양호한 도통이 이 단계에서 얻어지게 되면, 모든 상측 금속층(티탄)을 제거할 필요는 없다. 두께 방향으로 상측 금속을 부분적으로(예를 들어, 표면 일부만) 에칭함으로써, 콘택트홀의 위치에서의 현상 잔류물은 하측 금속층을 노출하지 않고 충분히 제거될 수 있다.
상술된 것에 부가하여, 불순물로서 몰리브덴, 텡스텐, 니오븀 등이 부가된 탄탈이 게이트 버스선(32)(게이트 전극(33)과 인출 전극(37a))에 대한 재료로서 사용될 수 있다. 알루미늄이 탄탈로 코팅된 다층 구조가 또한 게이트 버스선으로 사용될 수 있다. 불순물이 탄탈에 부가될 때, 탄탈과의 에칭 선택 비율의 변화가 적다. 다층 구조의 게이트선이 사용될 때, 패드(50)의 표면이 탄탈로 이루어지면, 탄탈과의 선택적 에칭이 양호하게 수행될 수 있다.
현상 잔류물을 효과적으로 제거하기 위해서, 하나의 콘택트홀의 개구가 400㎛2보다 더 넓은 영역인 것이 바람직하다. 표 1은 콘택트홀의 개구 면적이 변화될 때 300 × 300mm내에서 콘택트 저항의 편차를 설명하고 있다.
[표 1]
표 1에서 볼 수 있는 바와 같이, 콘택트홀의 영역이 400㎛2보다 넓으면, 콘택트 저항의 편차는 작구 저 저항값이 성취된다. 그러나, 콘택트홀의 위치에 형성된 반사 전극이 경면 상태에 있기 때문에, 콘택트홀의 개구 면적의 증가는 표시가 암상태가 되어 반사형 액정 표시 장치의 표시 품위가 저하하게 되는 것을 의미한다.
제32도는 콘택트홀의 개구 면적과 반사 전극의 영역의 비율이 변경될 때 반사판의 명도의 변화를 나타내고 있다. 반사판의 명도는 30° 입사 수직 수광에 의해 측정되며 MgO막의 명도를 100으로 나타내고 있다(제31도를 참조하여 설명된 경우와 같이). 제32도에서 볼 수 있는 바와 같이, 콘택트홀의 개구 면적이 반사 전극의 영역의 8%를 초과할 때, 명도는 100 이하가 된다. 따라서, 콘택트홀의 개구 면적이 반사 전극의 영역의 8% 이하가 바람직하고, 4% 이하가 더욱 바람직하다. 예를 들어, 반사 전극의 영역이 약 240 × 120㎛2이면, 콘택트홀의 개구 면적은 1440㎛2이하인 것이 바람직하다.
상술된 바와 같이, 제4(b)도에서와 같이 유기 절연막(42)에 콘택트홀(43)을 형성하고 에칭 공정을 수행한 후에, 알루미늄으로 이루어진 반사 전극(38)이 제4(c)도에서 나타낸 바와 같이 유기 절연막(42)상의 소정 영역에 형성된다. 반사 전극(38)은 예를 들어 본 실시예에서서 스퍼터링에 의해 형성된다. 광을 반사시키거나 산란성을 갖는 도전성 재료가 반사 전극(38)으로 이용될 수 있다. 알루미늄 이외에, 예를 들어 은 등이 사용될 수 있다.
다음에, 배향막(44)이 기판(31)상에 형성된다(제1도). 배향막(44)은 반사 전극(38)이 형성되게 되는 기판(31)의 최소한의 영역을 덮기 위해 프린팅 또는 스핀 코팅에 의해 배향막 재료를 도포하고, 160℃ 내지 180℃에서 도포된 재료를 소정 및 경화함으로써 형성되게 된다. 수직 배향막이 형성되게 되면, 수직 배향막으로서 종래의 재료가 사용되고, 수평 배향막이 형성되게 되면 배향막의 소성 및 경화 후에 러빙 처리 등이 수행된다. 다음에, 하측 기판(액티브 매트릭스 기판)(30a)이 완성된다.
제1도에서 설명된 바와 같이, 상측 기판(대향 기판)(30b)은 기판(45)상에 형성된 칼라 필터(46)를 포함한다. 칼라 필터(46)는 기판(30a)의 반사 전극(38)에 대향하는 위치에 형성된 마젠타 또는 그린 필터(46a)와 반사 전극(38)에 대향하지 않는 위치에 형성된 블랙 필터(46b)를 포함한다. ITO 등으로 이루어진 투명 전극(47)은 칼라 필터(46)의 전체 표면에 형성되고, 배향막(48)이 그 위에 더윽 형성된다. 기판(30a, 30b)는 대향하고 있어 반사 전극(38)과 필터(46b)가 일치되게 하고, 그 사이에 액정(49)이 주입되어 반사형 액정 표시 장치(30)를 완성한다.
상술된 바와 같이 제조된 액정 표시 장치(30)에서, 모든 화소에 설치된 콘택트홀(43)의 저부는 경면 상태로 되어 있다. 따라서, 경면 상태에 있는 저부를 이용함으로써, 이전에 설명된 레이저 광을 이용한 측정 방법으로 액정 표시 장치(30)의 액정층의 두께를 결정할 수 있다. 이러한 레이저광을 이용한 측정 결과가 제7도에서 나타나 있다. 제7도로부터 볼 수 있는 바와 같이, 콘택트홀의 위치에서 안정되게 측정이 수행될 수 있고, 액정층의 두께는 대향 기판에 대한 콘택트홀의 관련 위치로부터 성취될 수 있다.
[실시예 2]
본 실시예에서는, 스위칭 소자가 MIM 소자이고 절연 수지막이 비감광성 수지로 형성되어 있는 액정 표시 장치가 설명된다.
제8도는 MIM(metal-insulator-metal) 스위칭 소자(87)가 위에 형성되어 있는 하측 기판(액티브 매트릭스 기판)(80a)의 개략도이고, 제9도는 제8도의 기판(80a)를 선 IX-IX를 따라 본 단면도이다.
먼저, 하측 기판(80a)이 설명된다. 제8도 및 제9도에서 설명된 바와 같이, 탄탈 등으로 이루어진 복수의 제1 선(81)이 유리 등으로 이루어진 절연 기판(80)상에서 서로 평행하게 설치되어 있고, 제1 전극(82)는 제1 선(81)으로부터 분기되어 있다. 제1 선(81)은 주사선으로 기능하고 있다. 더구나, 실시예 1에서와 같이, 콘택트홀(88)보다 최소한 더 큰 영역을 갖는 패드(83)는 콘택트홀(88)이 형성되게 되는 위치에서 기판(81)상에 형성된다. 패드(83)는 제1 선(81)과 동일한 재료로 형성되어 인출 전극(86)의 하측 금속층이 된다.
제9도에서 나타내고 있는 바와 같이, 절연막(84)은 제1 선(81)과 제1 전극(82)를 덮도록 형성된다. 본 실시예에서, 절연막(82)은 제1 선과 제1 전극의 재료인 탄탈을 25V 내지 40V의 전압으로 양극 산화를 수행함으로써 형성된다. 탄탈, 몰리브덴, 알루미늄 등으로 이루어진 제2 전극(85)는 절연막(84)으로 덮인 제1 전극(82)상에 형성된다. MIM 소자(87)는 제1 전극(82), 절연막(84) 및 제2 전극(85)로 형성된다.
인출 전극(86)은 콘택트홀이 패드(83)를 덮도록 형성되어 있는 위치에서 기판(80)상에 형성된다. 인출 전극(86)은 제2 전극(85)에 접속된다. 본 실시예에서는 제8도에서 설명되는 바와 같이, 인출 전극(86)은 제2 전극이 패터닝되는 것과 동시에 형성되어, 제2 전극(85)과 일체로 형성되어 있다.
폴리이미드계 비감광성 수지로 이루어진 유기 절연막(89)은 기판(80)의 전체 표면상에 형성되어 절연막(84), 제2 전극(85) 및 인출 전극(86)으로 덮인 제1 선(81)과 제1 전극(82)을 덮는다. 콘택트홀(88)은 인출 전극(86)의 위치에서 유기 절연막(89)에 형성되어 있다. 더구나, 돌출부(89a)는 반사 전극(화소 전극)(90)이 형성되게 되는 유기 절연막(89)의 영역에 형성되어 있다.
알루미늄 등으로 이루어진 반사 전극(90)은 유기 절연막(89)상에 형성되어 돌출부(89a)가 형성되게 되는 영역과 콘택트홀(88)을 덮는다. 반사 전극(90)은 콘택트홀(88)에서 패드(83)에 의해 인출 전극(86)에 접속되어 있다.
다음에, 본 실시예의 반사형 액정 표시 장치를 제조하는 방법이 액티브 매트릭스 기판(80a)를 형성하는 방법을 중심으로 설명될 것이다.
먼저, MIM 소자(87), 패드(83), 인출 전극(86) 등과 같은 소자가 종래의 방법을 이용하여 유리 등으로 이루어진 절연 기판(80)상에 형성된다. 본 실시예에서는, 1.1mm 두께의 유리 기판(코닝사에 의해 제작되는 상품명 7059)이 예를 들어 기판(80)으로 사용된다.
MIM 소자(87)를 형성할 때, 콘택트홀보다 더 큰 영역을 갖는 금속층인 패드(83)는 콘택트홀(88)이 형성되게 되는 위치에 형성된다. 그 위에는 인출 전극(86)이 적층된다.
패드(83)는 콘택트홀에서 하측 금속층이 되고, MIM 소자(87)의 제1 전극(82)과 동일한 재료 또는 바람직하게 탄탈로 이루어진다. 이것은 제1 선(81), 제1 전극(82) 및 패드(83)을 동시에 패터닝하여 형성하는 것을 가능하게 한다.
인출 전극(86)은 콘택트홀에서 상측 금속층이 된다. 인출 전극(86)은 MIM 소자(87)의 제2 전극(85)과 동일한 재료, 또는 바람직하게는 티탄으로 이루어진다. 제2 전극(85)과 인출 전극(86)은 동시에 패터닝될 수 있다. 상술된 바와 같이, 다른 금속으로 이루어지는 최소한 두 개의 층은 제10(a)도에서 설명된 바와 같이 콘택트홀이 형성되게 되는 위치에 적층된다.
제10(a)도에서 나타낸 바와 같이, 유기 절연막(101)은 각 소자가 스핀 코팅으로 형성되어 있는 기판(80)상으로 비감광성 수지를 도포한 다음에 후 소결(본 실시예에서는, 90초간 230℃에서)을 수행함으로써 형성되어 있다. 폴리이미드형 비감광성 수지는 유기 절연막(101)으로 사용된다. 유기 절연막은 바람직하게 500rpm 내지 3000rpm에서 스핀 코팅 수행으로 형성된다. 본 실시예에서는, 스핀 코팅이 30초간 1300rpm에서 수행되고 유기 절연막(101)의 두께가 약 2.5㎛가 되도록 재료가 도포된다.
다음에, MIM 소자(87)가 형성될 때 사용되는 것과 동일한 포토레지스트(102)가 유기 절연층(101)이 형성되어 있는 유리 기판(80)으로 스핀 코팅에 의해 도포되고, 기판이 예를 들어 60초간 90℃에서 예비 소결된다. 본 실시예에서는, 도꾜 오까고교사에 의해 제작된 OFR800이 포토레지스트로 사용되고 두께는 3.2㎛가 된다.
다음에, 감광성 수지층이 실시예 1에서 노출되는 경우와 같이, 포토레지스트(102)가 포토 마스크를 이용하여 노출된다. 예를 들어, 제5도에서 나타낸 바와 같이, 다른 크기인 두 종류의 원형 패턴홀(13a, 13b)을 갖는 판(13c)으로 이루어진 포토 마스크(13)가 사용될 수 있다. 더구나, 콘택트홀의 저부에 형성된 금속층(반사 전극(90))을 경면 상태로 만들기 위해서, 콘택트홀에 대응하는 위치에는 원형 패턴홀을 포토 마스크(13)에 배치하지 않는다.
다음에, 포토레지스터(102)는 예를 들어 도꾜 오까 고교사에 의해 제작되는 2.38%의 TMDH 농도를 갖는 현상제를 이용하여 현상된다. 따라서, 제10(b)도에서 설명되는 바와 같이, 패턴홀(13a, 13b)에 대응하는 포토레지스터의 복수의 미세 돌출부(104a′, 104b′)가 유기 절연막(101)상에 형성된다.
다음에, 건식 에칭이 포토레지스트의 돌출부(104a′, 104b′)를 마스크로 이용하여 유기 절연막(101)상에 수행되고, 돌출부(104a′, 104b′)가 유기 절연막(101)상으로 전달된다. 다음에, 알칼리 전리액을 이용하여, 포토레지스트의 돌출부(104a′, 104b′)가 제거된다. 따라서, 제10(c)도에서 설명되는 바와 같이, 유기 절연막(101)으로부터 패터닝된 돌출부(105a′, 105b′)가 기판(80)에 형성된다. 본 실시예에서는, 건식 에칭이 O2가스를 이용하고 감광성(102)과 비감광성 수지(101)의 선택 비율은 1 : 1이다. 에칭이 완료되면, 돌출부(105a′, 105b′)의 상측 선단부는 각진 코너를 갖는다.
다음에 제10(d)도에서 설명되는 바와 같이, 유기 절연막(101)과 동일한 비감광성 수지가 스핀 코팅법에 의해 기판(30)상에 도포되어 유기 절연막(103)을 형성한다. 스핀 코팅은 1000rpm 내지 3000rpm에서 수행되는 것이 바람직함. 본 실시예에서는, 스핀 코팅법이 30초간 2000rpm에서 수행되고, 다음에 기판이 90초간 230℃에서 후소결된다.
다음에, 스핀 코팅법에 의해 유기 절연멱(103)이 형성되어 있는 유리 기판(80)상에 포토레지스트(106)가 도포되고, 다음에 기판이 예를 들어 60초간 90℃에서 예비 소결된다.
다음에, 예를 들어 제6도에서 설명된 포토 마스크(16)와 같은 콘택트홀에 대해 패터닝된 포토 마스크가 노출 현상된다. 따라서, 제10(e)도에서 설명된 바와 같이 포토레지스트의 콘택트홀 패턴이 유기 절연막(103)상에 형성된다. 다음에, 이 포토레지스트 패턴을 마스크로 이용하여, 상술된 돌출부(105a′, 105b′)의 형성과 유사한 건식 에칭이 수행되고, 콘택트홀(88)이 유기 절연막(103)에서 형성된다. 상술한 공정의 결과로, 유기 절연막(101)으로부터 형성된 돌출부(105a′, 105b′)와 이들 돌출부상에 형성된 유기 절연막(103)을 갖는 유기 절연막(89)이 제10(f)도에서 나타낸 바와 같이 형성된다.
건식 에칭 공정에서, 건식 에칭은 에칭 장치내의 플라즈마 밀도의 차이 때문에 기판의 주변에서 보다 기판의 중앙 영역에서 더 빠르게 진행한다. 특히, 기판의 네 코너와 중앙 영역 사이의 에칭비의 차이가 크다. 표 2는 본 실시예에 따라 제조된 320mm × 400mm의 기판내의 반사판의 반사 특성의 편차를 나타내고 있다.
[표 2]
표 2에서, 에칭 시간을 최적의 반사 특성이 1인 것으로 하여 상대치로서 나타내고 있다. 표 2에서 볼 수 있는 바와 같이, 에칭 시간을 적당히 선택하여, 반사특성의 편차를 10% 이내로 유지할 수 있다.
다음 절차는 실시예 1예서의 그것과 유사하다.
기판(80)은 콘택트홀에 중첩된 적어도 두개의 금속층의 최상층(본 실시예에서는 인출 전극(the drawing-out electrode)(86)을 에칭하는 에천트에 침전된다. 상기 에칭은 상측 금속과 하측 금속(본 실시예에서는 패드(83))의 에칭 선택 비율 때문에 하층 금속표면에서 실질적으로 정지되고, 콘택트홀(88)의 저부는 윤활 표면을 갖도록 형성된다.
여기서, 콘택트홀(88)을 형성하기 위한 건식 에칭단계 동안 플라즈마 밀도차 때문에 기판의 주변에서 다소 불충분하게 에칭이 수행되더라도, 에칭 잔류물(유기 절연막(103))은 다음에 오는 상측 금속층의 습식 에칭 단계 동안 에천트의 투과에 의해 리프트(is lifted off)된다. 따라서, 기판 둘레에 있는 콘택트홀의 뛰어난 도통을 달성하기 위해 건식 에칭 시간을 증가시킬 필요가 없기 때문에, 너무 큰 콘택트홀의 형성과 기판의 중심 영역에서 지나치게 에칭됨으로써 인한 수지층의 막두께 감소가 방지될 수 있다. 이는 전체 기판을 통해 콘택트홀의 뛰어난 도통과 뛰어난 반사 특성을 실현하는 것을 가능하게 한다.
예를 들면, 상기 표 2에서 한 에칭 시간(상대값)으로 건식 에칭 단계에서 형성된 400㎛2의 콘택트홀을 갖는 반사판의 경우, 리프트-오프 처리가 수행되지 않을때, 콘택트 저항은 5 내지 35Ω이다. 본 실시예에 따른 리프트-오프 처리를 수행함으로써, 콘택트 저항은 기판 전체를 통해 3 내지 5Ω으로 될 수 있다. 따라서, 기판에서 반사 특성의 편차는 10%내로 유지될 수 있고, 뛰어난 도통 상태를 갖는 콘택트홀이 기판 전체를 통해 형성될 수 있다.
실시예 1에 서술된 바와 같이, 콘택트홀에서 하측 금속층으로서 불순물을 첨가한 탄탈이 탄탈 대신에 사용될 수 있다. 예를 들면, 이노우에 들은 일본 공개특허 공고 제7-20500호에서 4가(valence) 이하(실리콘, 알루미늄 등과 같은)를 갖는 원소들로 구성된 족으로부터 선택된 하나의 불순물과 6가 이상(텅스텐, 크롬, 철, 마그네슘, 리듐 등과 같은)을 갖는 원소들로 구성된 족으로부터 선택된 하나의 불순물이 첨가된 탄탈이 MIM 소자의 제1 전극에 사용되는 것을 기술하고 있다. 또한, 이마이 등은 일본 공개특허 공고 제7-92502호에서 지르코늄이 MIM 소자의 제1 전극으로 사용된 탄탈에 첨가되는 것을 제시한다. 주성분으로서 탄탈을 갖는 이와 같은 재료는 또한 탄탈에 비해 충분히 큰 선택비를 가지고 있고 본 발명의 액정 표시 장치에서 제1 전극 재료로 사용될 수 있다. 예를 들면, 50원자 % 이하의 질소를 함유하는 탄탈, 10원자 % 이하의 실리콘과 텅스텐을 함유하는 탄탈 또는 4가 이하를 갖는 10원자 % 이하의 하나이상의 원소와 6가 이상을 갖는 10원자 % 미만의 하나이상의 원소를 함유하는 탄탈이 사용될 수 있다.
다음에, 알루미늄으로 된 반사 전극(90)이 콘택트홀(88)이 형성되어 있는 유기 절연막(89)의 선정된 영역에 형성된다. 반사 전극(90)은 예를 들면 본 실시예에서 스퍼터링으로서 형성된다. 광을 반사하거나 또는 산란성을 갖는 임의의 전기 도전성 재료가 반사 전극(90)에 사용될 수 있다. 예를 들면, 은 등이 알루미늄 대신에 사용될 수 있다. 반사 전극(90)은 패드(83)에 의해 콘택트홀(88)내의 인츨 전극(86)에 접속된다.
이 단게에서, 만일 뛰어난 콘택트홀의 도통이 달성되면, 이때 모든 상측 금속층을 제거할 필요는 없다. 하측 금속층이 노출되지 않을 지라도, 콘택트홀에 있는 현상 잔류물은 두께 방향(예를 들면, 표면부에만)으로 상측 금속층을 부분적으로 에칭함으로서 충분히 제거될 수 있다.
상술된 바와 같이, 제9도에 도시된 액티브 매트릭스 기판(80a)이 완성된다. 실시예 2에 따른 액정 표시 장치에 있어서도, 실시예 1에 따른 액정 표시 장치(30)와 같은 콘택트홀(88)의 개구 면적을 적당히 선택함으로서, 밝은 표시가 실현된다. 또한, 화소마다 형성된 콘택트홀(88)의 저부는 경면 상태이다. 따라서, 경면 상태에 있는 상기 저부를 이용하여, 액정층의 두께는 레이저광을 사용하는 상술된 측정법으로서 측정될 수 있다.
[실시예 3]
투과형 액정 표시 장치에 적용될 수 있는 액트비 매트릭스 기판의 본 실시예에서 서술될 것이다. 제11도는 한 가지 바람직한 실시예에 따른 본 발명의 액티브 매트릭스 기판의 한 화소부를 도시하는 개략도이다. 제12도는 XII-XII선을 따라 절취한 제11도에 도시된 기판의 단면도이다. 본 실시예에서, 다이오드 방식의 두 단자 소자(MIM 소자)인 구동소자(스위칭 소자)가 제공된 액티브 기판이 서술될 것이다.
제11도과 제12도에 도시된 바와 같이, 액티브 매트릭스 기판(101)의 화소부는 유리 기판(1), 상기 유리 기판(1) 상에 형성된 구동 신호선(10), 화소 전극(7) 및 구동 소자(9)(스위칭 소자)를 갖는다. 제11도에 도시된 바와 같이, 구동 신호선(10)은 구동 소자(9)의 하층 전극(2)으로서의 역할을 하는 분기를 갖는다. 제11도와 제12도에 도시된 바와 같이, 하층 전극(2)의 구동 소자(9)의 위치에 있는 유리 기판(1)위에 형성되고, 절연막(3)은 그 위에 더 형성된다. 상층 전극(4)이 패터닝되어 절연막(3)위에 형성된다. 따라서, 하층 전극(2), 절연막(3) 및 상층 전극(4)을 갖는 다이오드 방식의 두 단자 소자(9)가 형성된다. 상층 전극(4)은 화소 전극(7)쪽으로 연장하고, 금속층(5)은 이 연장부분위에 형성된다.
절연성 보호막(6)은 구동 소자(9)를 덮도록 유리 기판(1)의 전 표면위에 형성된다. 화소 전극(7)은 패터닝되어 절연 보호막(6)상에 형성된다. 화소 전극(7)은 절연성 보호막(6)과 금속층(5)에 제공된 콘택트홀(8)을 통해 구동 소자(9)의 하층 전극(4)에 전기적으로 접속된다. 상술된 바와 같이, 적어도, 두개의 층, 즉 연장된 상층 전극(4)과 금속층(5)이 콘택트홀(8)의 근방에 제공된다. 본 실시예에서, 상층 전극(4)은 바람직하게 티탄으로 형성되고, 금속층(5)은 바람직하게 ITO막으로 형성된다. 3개 이상의 도체층들이 콘택트홀(8)의 저부 근방에 제공되려 할 때, 상층 전극은 최하층으로서 형성도는 것이 바람직하다.
액티브 매트릭스 기판(101)의 전체 구조는 제29도에 도시된 종래의 액티브 매트릭스 기판(201) 그것과 유사한데, 여기서 종래의 구조는 화소 전극(7)이 매트릭스 구성으로 배열되고 각 화소 전극(7)은 대응하는 구동 소자(9)를 통해 구동 신호선(10)에 접속되어 있다. 액정 표시 장치(100)는 본 실시예의 액티브 매트릭스 기판(101)과 대향 기판(102)(제13도)간에 액정층(104)을 보유함으로서 만들어진다.
다음에, 본 발명의 액트비 매트릭스 기판과 액정 표시 장치를 제조하기 위한 예시적인 방법이 서슬될 것이다. 제14(a)도 내지 제14(f)도는 액티브 매트릭스 기판(101)의 제조 단계를 도시하는 개략적인 단면도이다.
먼저, 탄탈(Ta)이 스퍼터링에 의해 300nm의 두께로 유리 기판(1)위에 침전된다. 다음에, 이 Ta막은 포토 마스크를 사용하여 패터닝되어 구동 신호선(10)과 그 분기 즉, 하층 전극(2)(제14(a)도)을 형성한다.
다음에, SiNx으로 된 80nm 두께의 절연막이 하층 전극(2)을 덮기 위해 플라즈마 CVD에 의해 유리 기판(1)의 전 표면위에 침전된다. 다음에, 이 SiNx 절연막은 포토 마스크를 사용하여 패터닝되어 절연층(3)(제14(b)도)을 형성한다.
다음에, 티탄(Ti)이 스퍼터링에 의해 300nm의 두께로 기판(1)의 전 표면위에 침전된다. 다음에, 이 Ti막은 포토 마스트를 사용하여 패터닝되어 하층 전극(4)(제14(c)도)을 형성한다. 상층 전극(4)이 하측 전극(2)과 절연층(3)위에 중첩부분(4a)과 연장부분(4b)를 포함하도록 형성된다.
다음에, 100nm 두께의 인듐 주석 산화물(ITO)로 된 투명 도전막이 스퍼터링에 의해 기판(1)의 전 표면위에 침전된다. 이 ITO막은 포토 마스크를 사용하여 패터닝되어 상층 전극(4)(제14(d)도)의 연장부분(4b)위에 도체층(금속층)(5)을 형성한다. 콘택트홀(8)은 이 금속층(5)의 위치에 형성될 것이다.
상술된 바와 같이, 하측 전극(2), 절연막(3) 및 상측 전극(4)을 포함하는 MIM(금속-절연층-금속) 구조를 갖는 구동 소자(9)가 형성된다. 다음에, 구동 소자(9)를 덮기 위해 스핀-코팅에 의해 감광성 수지 재료가 1㎛의 두께로 도포된다. 다음에, 도포된 감광성 수지 재료는 포토 마스트를 사용하여 노출되어 더욱 현상되어 소성된다. 포토 마스크는, 콘택트홀(8a)이 패터닝 단계로 상층 전극(4)위에 중첩된 금속(5)위에 형성되도록, 콘택트홀의 패턴을 갖는다. 따라서, 금속층(5)위에 콘택트홀(8a)을 갖는 절연성 보호막(6)이 형성된다(제14(e)도).
다음에, 콘택트홀(8a)이 내부에 마스크로서 형성된 절연성 보호막(6)을 사용하여, 콘택트홀(8a)의 저부에서 금속층(5)의 일부가 상층 전극(4)을 노출시키도록 에칭에 의해 제거된다. 이는 절연성 보호막(6)과 금속층(5)에 콘택트홀(8)을 형성하여 상층 전극(4)을 달성한다(제14(f)도). 따라서, 서로 다른 금속으로 된 적어도 두개의 층들이 콘택트홀(8)의 저부 근방에 제공된다.
에칭 단계는 다음과 같이 수행된다. 유리 기판(1)은 금속층(5)을 에칭하기 위한 에천트에 침전된다. 본 실시예에서, 만일 금속층(5)이 ITO로 형성되면, 이때 예를 들면, 염화수소(HBr) 또는 염산(HCI)이 에천트로서 사용될 수 있다. 본 실시예에서, 약 40 내지 50℃의 에천트 온도가 바람직하다. 콘택트홀(8a)의 저부에서 절연성 보호막(6)의 현상 잔류물은 콘택트홀(8a)에 있는 금속층(5) 부분을 에칭하는 단계 동안 내부로 침투하는 에천트에 의해 리프트 오프(is lifted off)된다.
다음에, 금속층(5)의 에칭은 계속되고 상층 금속전극(4)의 TI에 도달한다. 이 에칭 단계에서, 유기성 절연막의 현상 잔류물에 거의 또는 전형 없는 금속층(5) 부분이 급속히 에칭된다. 그러나, 금속층(5)(ITO)과 상층 전극(4)(Ti)의 에칭 선택 비율때문에, 에칭은 금속층(5)이 제거될 때 상층 전극(4)의 표면에서 실질적으로 정지한다.
다음에, 인듐 주석 산화물(ITO)로 된 투명 도전막이 콘택트홀(8)이 내부에 형성된 절연성 보호막(6)을 덮도록 100nm의 두께로 유리 기판(1)의 전 표면위에 침전된다. 다음에, 이 ITO막인 포토 마스크를 사용하여 패터닝되어 화소 전극(7)을 형성한다. 상기 화소 전극(7)은 콘택트홀(8)을 통해 상층 전극(4)에 전기적으로 접속된다(제12도).
또한, 배향막(103)이 화소 전극(7)과 절연성 보호막(6)을 덮도록 액티브 매트릭스 기판(101)위에 형성되고, 액정(104)이 액티브 매트릭스 기판(101)괴 대향 기판(102) 사이에 유지됨으로서, 액정 표시 장치(100)을 완성하게 된다(제13도).
본 실시예에서, 상층 전극(4)위에 중첩된 모든 ITO층(5)은, 콘택트홀(8a)이 내부에 형성된 절연성 보호막(6)이 마스크 재료로서 사용되는 에칭 단계에서 제거된다. 그러나, 만일 구동 소자(9)의 상층 전극(4)과 화소 전극(7)이 뛰어난 전기적 접속을 유지하면, 이때 모든 ITO층(5)을 제거할 필요는 없다. 심지어 ITO층(5) 밑의 하층 전극(4)이 노출되지 않더라도, 콘택트홀(8)의 위치에 있는 감광성 수지 재료의 현상 잔류물은 ITO층(5)의 표면부만을 에칭함으로서 충분히 제거될 수 있다.
콘택트홀의 위치에 있는 구동 소자의 상층 전극(4)이 단일 도체층으로 형성될 때, 만일 에칭이 너무 진행하면, 이때 상부층(4)의 모든 도체들이 제거되어 화소 전극(7)과의 양호한 전기 접속이 달성될 수 없다. 따라서, 절연성 보호막의 현상 잔류물을 제거하는 에칭 단계에서, 에칭량 또는 에칭 시간을 정확히 조절하는 것이 필요하다. 또한, 각 콘택트홀내의 절연성 보호막의 현상 잔류물 양은 반드시 같지 않기 때문에, 동일한 에칭 조건하에 모든 콘택트홀에 대해 유사한 결과가 달성되는 것은 아니다.
본 실시예에서와 같이, 콘택트홀이 다른 도체(즉, 금속층(5)(예를 들면, ITO층)이 상층 전극(4)(즉, 티탄층))위에 형성되는)인 다층 구조를 갖도록 형성함으로서, 금속층(5)(ITO층(5))의 표면부만이 에칭 단계에 의해 제거되는 조건(이 때문에, 감광성 수지 재료가 충분히 제거되는)에서 금속층이 완전히 제거되는 조건까지의 범위에 이르는 조건에 대해 뛰어난 콘택트 접속이 얻어질 수 있다. 따라서, 에칭 조건을 정확히 설정하지 않고, 편차없이 각 콘택트홀에 대해 뛰어난 콘택트 접속이 실현될 수 있다.
또한, 상층 전극(4)은 에칭으로서 제거될 금속층(ITO층(5))을 위한 에천트에 대해 선택성(즉, 저항)을 갖는 도체로 형성될 필요가 있다.
[실시예 4]
제15도는 본 발명의 액티브 매트릭스 기판의 바람직한 다른 실시예를 도시하는 개략 단면도이다. 액티브 매트릭스 기판(111)의 평면적 구조는 실시예 3의 액티브 매트릭스 기판(101)(제11도)이 그것과 유사하고, 다음 설명은 단면도에 근거하여 제공될 것이다.
제15도에 도시된 바와 같이, 액티브 매트릭스 기판(111)은 유리 기판(11), 및 분기(12), 화소 전극(17) 및 유리 기판(11)위에 형성된 구동 소자(스위칭 소자)(19)를 갖는 구동 신호선을 갖는다. 구동 신호선의 분기(12)는 구동 소자(19)의 하측 전극(12)이 된다.
액티브 매트릭스 기판(111)은 구동 소자(19)의 위치에서 유리 기판(11)위에 형성된 하층 전극(12)을 포함하고 절연막(13)이 그 위에 형성된다. 상층 전극(14′)은 패터닝되어 절연막(13)위에 형성된다. 상층 전극(14′)은 하측에 제1 층(14)과 상측에 제2 층(15)을 포함하는 이층 구조를 갖는다. 이층 구조의 하층 전극(12), 절연막(13) 및 상층 전극(14′)은 다이오드 방식의 두 단자 소자(19)로 구성된다. 상층 전극(14′)은 화소 전극(17)쪽으로 연장한다. 콘택트홀(18)은 상기 연장부분위에 형성된다.
절연성 보호막(16)은 구동 소자(19)를 덮도록 유리 기판(1)의 전 표면위에 형성된다. 화소 전극(17)은 패터닝되어 절연성 보호막(16)위에 형성된다. 화소 전극(17)은 절연성 보호막(16)에 제공된 콘택트홀(18)을 통해 구동 소자(19)의 상층 전극(14′)의 제1 층(14)과, 상층 전극(14′)의 제2 층(15)에 전기적으로 접속된다.
액티브 매트릭스 기판(111)의 전체 구조는 제29도에 도시된 종래의 액티브 매트릭스 기판(201)의 그것과 유사하고, 상기 제29도에서 화소 전극(17)은 매트릭스 구성으로 배열되고 각각의 화소 전극(17)은 대응하는 구동 소자(19)를 거쳐 구동 신호선에 접속된다. 액정 표시 장치(110)는 본 실시예의 액티브 매트릭스 기판(111)과 대향 기판(112)간에 액정층(114)을 유지함으로서 만들어진다(제17도).
다음에, 액티브 매트릭스 기판과 본 실시예의 액정 표시 장치를 제조하기 위한 예시적인 방법이 서술될 것이다. 제16(a)도 내지 제16(f)도는 액티브 매트릭스 기판(111)에 대한 제조 단계들을 도시하는 개략 단면도이다.
먼저, 탄탈(Ta)이 스퍼터링에 의해 300nm의 두께로 유리 기판(11)위에 침전된다. 다음에, 이 Ta막은 포토 마스크를 사용하여 패터닝되어 구동 신호선과 그 분기부 즉, 하층 전극(12)을 형성한다(제16(a)도).
다음에, 80nm 두께의 SiNX로 된 절연막이 하층 전극(12)을 덮도록 플라즈마 CVD에 의해 유리 기판의 전 표면위에 침전된다. 다음에, 이 SiNX절연막은 포토 마스크를 사용하여 패터닝되어 절연층(13)을 형성한다(제16(b)도).
다음에, 티탄(Ti)이 스퍼터링에 의해 300nm의 두께로 유리 기판(11)의 전 표면위에 침전된다(제16(c)도). 이 Ti막은 나중에 상층 전극(14′)의 제1 층(14)이 된다. 다음에, 100nm 두께의 인듐 주석 산화물(ITO)으로 된 투명 도전막이 스퍼터링에 의해 Ti막의 전 표면위에 침전된다(제16(c)도). 이 ITO막은 나중에 상층 전극(14′)의 제2 층(15)이 된다.
상술된 바와 같이 침전된 Ti막과 ITO막은 포토 마스크를 사용하여 패터닝되어 제1 층(14)과 제2 층(14′)을 포함하는 상층 전극(14′)을 형성한다(제16(d) 도). 상층 전극(14′)은, 하층 전극(12)과 절연층(13)위에 중첩부분(14a′)과 연장부분(14b′)를 포함하도록 형성된다. 콘택트홀(18)은 연장부분(14b′)에 형성된다.
상술된 바와 같이, 하측 전극(12), 절연막(13) 및 상측 전극(14′)을 포함하는 MIM (금속-절연층-금속) 구조를 갖는 구동 소자(19)가 형성된다. 다음에, 구동 소자(19)를 덮기 위해 스핀-코팅 등에 의해 감광성 수지 재료가 1㎛의 두께로 도포된다. 도포된 감광성 수지 재료는 포토 마스트를 사용하여 노출되어 더욱 현상되어 소성된다. 포토 마스크는 콘택트홀용 패턴을 가지며, 콘택트홀(18a)은 패터닝 단계 동안 상층 전극(14′)의 연장부분(14b′)위에 형성된다. 상술된 바와 같이, 콘택트홀(18a)을 갖는 절연 보호층(16)이 형성된다(제16(e)도).
다음에, 콘택트홀(18a)이 내부에 마스크로서 형성된 절연성 보호막(16)을 사용하여, 콘택트홀(18a)의 저부에서 상부층 전극(14′)의 제2 층(15) 부분이 에칭에 의해 제거되어, 제1 층(14)을 노출시킨다. 다음에, 제1 층(14)에 도달하는 콘택트홀(18)이 절연 보호층(16)과 제2 층(15)에 형성된다(제16(f)도). 이 에칭 단계는 실시예 3에서의 그것과 유사하다.
다음에, 100nm 두께의 인듐 주석 산화물(ITO)로 된 투명 도전막이 콘택트홀(18)의 내부에 형성된 절연성 보호막(16)을 덮도록 유리 기판(1)의 전 표면위에 침전된다. 이 ITO막은 포토 마스크를 사용하여 패터닝되어 화소 전극(17)을 형성한다. 상기 화소 전극(17)은 콘택트홀(18)을 통해 상층 전극(14′)에 전기적으로 접속된다(제15도).
또한, 배향막(113)이 화소 전극(17)과 절연성 보호막(16)을 덮도록 액티브 매트릭스 기판(111) 위에 형성되고, 액정(114)이 액티브 매트릭스 기판(111)과 대향기판(112) 사이에 유지됨으로서, 본 실시예의 액정 표시 장치(110)를 완성하게 된다(제17도).
본 실시예에서, 액티브 매트릭스 기판(111)위에 구동 소자(19)를 형성할 때, 두 종류의 서로 다른 도체가 중첩되고, 다층 구조인 상층 전극(14′)이 한 단계에서 이들 도체들을 동시에 패터닝함으로서 형성된다. 비록 상층 전극(14′)이 본 실시예에서 이층 구조를 갖도록 만들어지지만, 3층 이상을 포함하는 다층 구조를 갖도록 만들어질 수 있다. 서로 다른 두 종류 이상의 도체로 형성된 다층 구조의 상층 전극(14′)의 상층인 도체층(15)을 제거하고, 도체층(15) 밑에 있던 도체층(14)에 화소 전극(17)을 접속시킴으로서, 편차없이 뛰어난 전기 접속이 실시예 3에서와 동일하게 각 콘택트홀에 대해 달성될 수 있다.
본 실시예에서, 콘택트홀(18a)이 내부에 형성된 절연성 보호막(16)이 마스크 재료로 사용되는 에칭 단계에서, 콘택트홀(18a)의 위치에 있는 상층 전극(14′) 위의 제2 층(15) 부분이 모두 제거된다. 그러나, 만일 구동 소자(19)의 상층 전극(14′)과 화소 전극(17)이 뛰어난 전기 접속을 가지면, 이때 제2 층(15) 모두를 제거할 필요는 없다. 심지어 제2 층(15) 밑의 제1 층이 노출되지 않더라도, 콘택트홀(18)의 위치에 있는 감광성 수지 재료의 현상 잔류물은 제1 층(15)의 표면 부분만을 에칭함으로서 충분히 제거된다.
본 실시예에서와 같이, 상층 전극(14′)을 적어도 제1 층(14)과 제2 층(15)의 다층 구조를 갖게 함으로서, 제1 층(15)의 표면만이 에칭 단계에서(이 때문에, 감광성 수지 재료의 잔류물이 충분히 제거되는) 제거되는 조건에서 제1 층(15)이 완전히 제거되는 조건까지의 범위에 이르는 조건에 대해 뛰어난 콘택트 접속이 얻어질 수 있다. 따라서, 에칭 조건을 정확히 설정하지 않고, 편차없이 각 콘택트홀에 대해 띄어난 콘택트 접속이 실현될 수 있다.
또한, 하층 밑의 제1 층(14)은 에칭에 의해 제거될 상층으로서 형성된 제2 층(15)의 금속(ITO)을 위한 에천트에 대해 선택성(즉, 저항)을 갖는 도체로 형성될 필요가 있다.
상술된 바와 같이, 본 실시예의 액티브 매트릭스 기판(111)과 그 제조 방법에 따르면, 뛰어난 표시 품위와 화소 결함이 적은 액정 표시 장치가 얻어진다.
또한, 본 실시예에서, 중첩된 도체층이 동시에 패터닝되어 상층 전극(14′)을 형성함으로서, 패터닝 공정이 한층 간단해질 수 있다.
[실시예 5]
제18도는 본 발명의 액티브 매트릭스 기판의 또 다른 바람직한 실시예를 도시하는 개략 단면도이다. 제19도는 액티브 매트릭스 기판(121)의 전체 구조를 도시하는 평면도이다. 본 실시예의 액티브 매트릭스 기판(121)에서, 화소 전극은 차광 금속막으로 형성된다.
제18도와 제19도에 도시된 바와 같이, 액티브 매트릭스 기판(121)은 유리 기판(41), 및 구동 신호선(40), 화소 전극(47) 및 유리 기판(41)위에 형성된 구동 소자(스위칭 소자)를 갖는다. 각 화소부분의 구조는 제11도에 도시된 액티브 매트릭스 기판(101)의 그것과 유사하고, 구동 신호선(40)에서 분기하는 부분은 구동 소자(49)의 하층 전극(42)으로서의 역할을 한다.
제18도에 도시된 바와 같이, 하층 전극(42)은 구동 소자(49)의 위치에 있는 유리 기판(41)위에 형성되고, 절연막(43)은 그 위에 형성된다. 상층 전극(44)은 패터닝되어 절연막(43)위에 형성된다. 상층 전극(44)은 절연막(43)이 그 사이에 삽입되어 하층 전극(42)위에 중첩하는 부분(44a)과 화소 전극(47)쪽으로 연장하는 연장부(44b)를 갖는다. 하층 전극(42), 절연막(43) 및 상층 전극(44)은 다이오드 형식의 2단자 소자(49)를 구성한다. 금속층(45)은 상층 전극(44)의 연장부(44b)위에 형성된다.
절연성 보호막(46)은 구동 소자(49)를 덮도록 유리 기판(41)의 전 표면위에 형성된다. 화소 전극(47)은 패터닝되어 절연성 보호막(46)위에 형성된다. 화소 전극(47)은 절연성 보호막(46)과 금속층(45)에 제공된 콘택트홀을 통해 구동 소자(49)의 상층 전극(44)에 전기적으로 접속된다.
또한, 제19도에 도시된 바와 같이, 액티브 매트릭스 기판(121)은 매트릭스 구성으로 배향된 화소 전극(47)을 구비하고, 각 화소 전극(47)은 대응하는 구동 소자(49)를 거쳐 구동 신호선(40)에 접속된다. 외부 접속단자(50a)는 각 구동선(40)의 끝에 형성된다. 상술된 실시예 3와 4의 액정 표시 장치와 유사하게, 액정이 액티브 매트릭스 기판(121)과 대향 기판 사이에 삽입되어 액정 표시 장치(도시되지 않음)를 형성한다.
다음에, 본 실시예에 따른 액티브 매트릭스 기판과 액정 표시 장치의 제조방법이 서술될 것이다. 제20(a)도 내지 제20(f)도는 액티브 매트릭스 기판(121)의 제조 단계를 도시하는 개략 단면도이다.
먼저, 탄탈(Ta)이 스퍼터링에 의해 500nm의 두께로 유리 기판(41)위에 침전된다. 다음에, 이 Ta막은 포토 마스크를 사용하여 패터닝되어 구동 신호선(40), 그분기부 즉, 하층 전극(42)과 외부 접속단자(50a)(제20(a)도)를 형성한다.
다음에, SiNX로 된 100nm 두께의 절연막이 하층 전극(42)을 덮도록 플라즈마 CVD에 의해 유리 기판(41)의 전 표면위에 침전된다. 이 SiNX절연막은 포토 마스크를 사용하여 패터닝되어 절연층(43)을 형성한다(제20(b)도).
다음에, 티탄(Ti)이 스퍼터링에 의해 500nm의 두께로 유리 기판(41)의 전 표면위에 침전된다. 이 Ti막은 포토 마스크를 사용하여 패터닝되어 상층 전극(44)(제20(c)도)을 형성한다. 상층 전극(44)은 하층 전극(42)과 절연층(43)위에 중첩하는 부분(44a)과 연장부(44b)를 갖도록 형성된다. 상술된 바와 같이, 하층 전극(42), 절연막(43) 및 상층 전극(44)을 갖는 MIM(금속-절연층-금속) 구조를 갖는 구동 소자가 형성된다.
다음에, 인듐 주석 산화물(ITO)로 된 100nm 두께의 투명 도전막이 스퍼터링에 의해 기판(41)의 전 표면위에 침전된다. 이 ITO 막은 포토 마스크를 사용하여 패터닝되어 상층 전극(44)의 연장부(44b)위의 금속층(45)을 형성하고, 동시에 접속 보조 도체층(51)이 외부 접속 단자(50a)(제20(d)도)위에 형성된다. 콘택트홀(48)은 금속층(45) 위치에 형성된다. 하층 전극(42)과 동시에 형성되는 외부 접속 단자(50a)를 형성하는 것이 종종 힘들기 때문에, 그 자체로 뛰어난 접기 접속을 달성하기 위해서는, 접속 보조 도체층(51)을 형성함으로서 전기적 접속이 향상된다. 상술된 바와 같이, 접속 보조 도체층(51)과 동일한 단계에서 도체층(45)(금속층)을 형성함으로서, 제조 공정이 간단해질 수 있다. 만일 화소 전극(47)과 동일한 도체층이 접속 보조 도체층(51)을 형성하는 금속층으로 사용되면, 이때 접속 보조 도체층(51)이 화소 전극(47)의 패넌화 단계에서 제거될 가능성이 있다. 따라서, 접속 보조 도체층(51)은 화소 전극(47)과는 다른 금속으로 형성되는 것이 바람직하다.
다음에, 감광성 수지 재료가 구동 소자(49)를 덮도록 스핀코팅 등으로 1㎛의 두께로 도포된다. 도포된 감광성 수지 재료는 포토 마스크를 사용하여 노출되고, 한층 현상되어 절연성 보호막(46)을 형성하도록 소성된다. 절연성 보호막(46)은, 화소 전극이 후속하는 단계에서 매트릭스 구성으로 형성되는 영역만이 덮어지만, 외부 접속 단자(50a)와 보조 도체층(51)이 그위에 형성되어 있는 부분은 노출하도록 패터닝된다. 또한, 포토 마스크는 콘택트홀용 패턴을 가지며, 콘택트홀(48a)은 이 패터닝 단계에서 상층 전극(44)위에 중첩된 금속층(45)위에 동시에 형성된다. 상술된 바와 같이, 콘택트홀(48a)이 금속층(45)위에 형성된 절연성 보호막(46)이 형성된다(제20(e)도).
다음에, 콘택트홀(48a)이 마스크 재료로서 내부에 형성된 절연성 보호막(46)을 사용하여, 콘택트홀(48a)의 저부에서 금속층(45) 부분이 에칭에 의해 제거되어, 상층 전극(44)을 노출시키게 된다. 결국, 상층 전극(44)에 도달하는 콘택트홀(48)이 절연성 보호막(46)과 금속층(45)(제20(f)도)에 형성된다.
에칭 단계는 다음과 같이 수행된다. 유리 기판(41)이 금속층(45)을 에칭하기 위한 에천트에 침전된다. 본 실시예에서, 금속층(45)이 ITO로 형성될 때, 염화수소(HBr), 염산(HCI) 등이 에천트로서 사용될 수 있다. 또한, 약 40 내지 50℃ 범위의 온도가 바람직하다. 콘택트홀(48a)의 위치에 있는 금속층(45)의 부분을 에칭하는 단계에서, 콘택트홀(48a)의 저부에서 절연성 보호막(46)의 현상 잔류물이 그곳에 투과하는 에천트에 의해 리프트 오프된다.
다음에, 금속층(45)의 에칭이 계속되고 저층 전극(44)의 Ti가 도달된다. 이 에칭 공정에서, 유기성 절연막의 현상 잔류물이 거의 또는 전혀 없는 금속층(45)의 부분이 급속히 에칭된다. 그러나, 금속층(45)(ITO)과 상층 전극(44)(Ti)의 에칭 선택 비율 때문에, 에칭은 금속층(45)이 제거되는 시간에 상층 전극(44)의 표면에서 실질적으로 정지한다.
다음에, 알루미늄(Al)이 콘택트홀(48)을 갖는 절연성 보호막(46)을 덮도록 300nm의 두께로 유리 기판(41)의 전 표면위에 침전된다. 이 Al 막은 포토 마스크를 사용하여 패터닝되어 화소 전극(47)을 형성한다. 화소 전극(47)은 콘택트홀(48)(제18도)을 통해 상층 전극(44)에 전기적으로 접속된다.
후속하는 단계들은, 배향막이 액티브 매트릭스 기판(121)위에 형성되고 액정이 액티브 매트릭스 기판(121)과 대향 기판 사이에 삽입되어, 본 실시예(도시되지 않음)의 액정 표시 장치를 완성하는 실시예 3의 그것들과 동일하다.
본 실시예에서, 콘택트홀(48a)이 내부에 형성된 절연성 보호막(46)이 마스크 재료로 사용되는 에칭 단계에서, 상층 전극(44)위에 중첩된 ITO층(45)의 부분이 완전히 제거된다. 그러나, 만일 구동 소자(49)와 화소 전극(47)이 상층 전극(44)이 뛰어난 전기적 접속을 가지면, 이때 ITO 층(45)의 부분을 완전히 제거할 필요는 없다. ITO층(45)밑의 상층 전극(44)이 노출되지 않더라도, 콘택트홀(48)의 위치에 있는 감광성 수지 재료의 현상 잔류물은 ITO 층(45)의 표면부만을 에칭함으로서 충분히 제거된다.
또한 본 실시예에서는, 실시예 3에서와 같이, 콘택트홀이 다층 구조(ITO층(45)이 상층 전극(44)위에 중첩된)를 갖도록 형성될 부분을 만듦으로서, ITO 층(45)의 표면부만이 에칭 단계(이는 감광성 수지 재료의 잔류물을 충분히 제거한다.)에서 제거되는 조건에서 ITO 층이 완전히 제거되는 조건까지의 범위에 이르는 조건에 대해 뛰어난 전기적 접속이 달성될 수 있다. 따라서, 편차를 갖는 뛰어난 콘택트 접속이 에칭 조건들을 정확하게 설정하지 않고 모든 콘택트홀에 대해 실현될 수 있다.
부수적으로, ITO층(45)밑의 상층 전극(44)은 에칭으로서 제거될 ITO 층(45)용 에천트에 대해 선택성(저항)을 갖는 도체로 형성된다.
비록 유리 기판이 상술된 실시예 1 내지 5에서 기판으로서 사용되지만, 필요하다면, 석영 기판, 플라스틱 기판 Si 기판 등이 사용될 수 있다.
상술된 실시예 1 내지 5는 적당히 조합될 수 있다. 예를 들면, 반사판은 TFT 소자가 그 위에 형성된 액티브 매트릭스 기판에 비감광성 수지를 도포함으로서 또는 MIM 소자가 그 위에 형성된 액티브 매트릭스 기판에 감광성 수지를 도포함으로서 형성될 수 있다. 또한, 실시예 3과 4에 도시된 바와 같이, 본 발명은 반사형 액정 표시 장치뿐 아니라 투과형 액정 표시 장치에 적용될 수 있다.
본 발명에 따르면, 콘택트홀 밑에 형성된 인출 전극은 그 최상층이 부분적으로 또는 하측 금속층이 도달될 때까지 두께 방향으로 제거되는 적어도 두개의 서로 다른 금속층을 갖는다. 최상측 금속층의 제거는 먼저 절연성 보호막에 콘택트홀을 형성하고, 다음에 절연성 보호막을 마스크로 사용하여 콘택트홀의 밑부분을 에칭함으로서 수행된다. 콘택트홀에 있는 유기성 절연막의 현상 잔류물이 에칭하는 동안 리프트 오프되기 때문에, 현상 시간은 콘택트홀의 뛰어난 도통을 달성하도록 너무 길 필요는 없다. 따라서, 유기성 절연막의 지나친 현상과 막 두께의 감소가 방지될 수 있다. 결국, 콘택트홀의 뛰어난 접속이 기판 전체에 걸쳐 편차없이 달성될 수 있으므로, 화소 결함이 없고 뛰어난 화상 특성을 갖는 액정 표시 장치가 달성된다.
본 발명의 장점 효과는, 반사형 액정 표시 장치가 큰 기판(예를 들면, 300nm × 300nm 이상)을 사용하여 제조될 때 특히 두드러진다. 즉, 기판 전체에 걸쳐 뛰어난 반사 특성(예를 들면, 100nm 이상)과 기판의 중심 영역에 형성된 부분과 기판의 주변 영역에 형성된 부분에 대해 반사판의 반사 특성(예를 들면, 10% 미만)에 있어서 적은 편차를 갖는 액정 표시 장치가 얻어진다. 또한, 뛰어난 반사 특성(고산란 효과)을 갖는 반사판이 액정 셀 기판에 포함되더라도 그 셀 갭(액정층의 두께)이 측정될 수 있는 액정 장치가 얻어진다. 즉, 제조 관리가 간단하고 안정한 품질을 갖는 반사형 액정 표시 장치가 얻어진다.
본 발명의 영역과 정신을 벗어나지 않고 기술 분야의 숙련자에게는 다양한 실시예와 용이하다는 것이 명확할 것이다. 따라서, 첨부된 특허청구의 범위는 본 발명의 설명을 한정하기 보다는 광범위하게 해석되어야 할 것이다.

Claims (30)

  1. 반사형 액정 표시 장치에 있어서, 복수의 반사 전극들을 갖는 제1 기판; 투광성 전극을 갖는 제2 기판; 및 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 배치된 액정층을 구비하고, 상기 제1 기판은 절연성 기판, 상기 절연성 기판위에 제공되고 표시용 전압 신호를 상기 반사 전극에 공급하기 위한 스위칭 소자, 상기 스위칭 소자에 접속되고 상기 반사 전극밑으로 연장하는 인출 전극(a drawingp-out electrode), 및 상기 인출 전극위에 콘택트홀을 갖는 절연 수지층을 구비하고, 상기 반사 전극은 상기 콘택트홀을 덮도록 각 화소에 대응하여 상기 절연 수지층위에 제공되고, 상기 콘택트홀의 저부에서 상기 인출 전극에 전기적으로 접속되며, 상기 인출 전극은 상기 콘택트홀의 저부보다 넓은 영역에 적어도 두개의 서로 다른 금속층을 가지되, 상기 영역은 상기 콘택트홀의 저부를 포함하며, 상기 인출 전극의 최상층인 금속층은 상기 콘택트홀의 저부에서 두께 방향으로 부분적으로 또는 하측 금속층에 도달될 때까지 제거되는 반사형 액정 표시 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 절연 수지층에 형성된 상기 콘택트홀의 개구 면적은 400㎛2이상이고 상기 반사 전극 면적의 8% 이하인 반사형 액정 표시 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 스위칭 소자는 박막 트랜지스터이고, 상기 인출 전극 일부분 위의 상기 콘택트홀에 형성된 하측 금속층은 상기 박막 트랜지스터의 게이트 전극과 동일한 재료로 형성되고, 상기 인출 전극의 상측 금속층은 상기 박막 트랜지스터의 소스 전극과 동일한 재료로 형성되는 반사형 액정 표시 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 인출 전극 일부분 위의 상기 콘택트홀에 형성된 하측 금속층은 탄탈, 50원자 % 이하의 질소를 함유하는 탄탈, 및 몰리브덴을 함유하는 탄탈로 된 족에서 선택된 재료로 만들어지고, 상측 금속층은 티탄으로 만들어지는 반사형 액정 표시 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 스위칭 소자는 MIM(금속-절연층-금속) 소자이고; 상기 인출 전극 일부분 위의 상기 콘택트홀에 형성된 하측 금속층은 상기 MIM 소자의 제1 전극과 동일한 재료로 형성되고, 상기 인출 전극의 상측 금속층은 상기 MIM 소자의 제2 전극과 동일한 재료로 형성되는 반사형 액정 표시 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 인출 전극 일부분 위의 상기 콘택트홀에 형성된 하측 금속층은 탄탈, 50원자 % 이하의 질소를 함유하는 탄탈, 10원자 % 이하의 실리콘과 텅스텐을 함유하는 탄탈, 및 4가 이하를 갖는 10원자 % 이하의 하나이상의 원소와 6가 이상을 갖는 10원자 % 이하의 하나 이상의 원소를 함유하는 탄탈로 된 족에서 선택된 재료로 만들어지고, 상기 인출 전극의 상측 금속층은 티탄으로 만들어지는 반사형 액정 표시 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 절연 수지층은 상기 반사 전극이 형성된 영역에 불균일한 표면을 갖는 반사형 액정 표시 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 불균일한 표면은 상기 콘택트홀의 영역을 제외하여 형성되어 있는 반사형 액정 표시 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 반사 전극은 상기 콘택트홀의 저부에서 경면 상태(a mirror-face condition)가 되도록 형성되어 있는 반사형 액정 표시 장치.
  10. 복수의 반사 전극들을 갖는 제1 기판, 투광성 전극을 갖는 제2 기판, 및 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 배치된 액정층을 구비한 반사형 액정 표시 장치의 제조 방법에 있어서, 표시용 전압 신호를 상기 반사 전극에 공급하기 위한 스위칭 소자를 절연성 기판위에 형성하는 단계; 상기 스위칭 소자에 접속되고 상기 반사 전극밑으로 연장하며 적어도 한 영역에 적어도 서로 다른 두개의 금속층들을 갖는 인출 전극(a drawing-out electrode)을 형성하는 단계; 상기 스위칭 소자와 상기 인출 전극위에 절연 수지층을 형성하는 단계; 상기 인출 전극의 상기 금속층들이 형성된 영역위의 상기 절연 수지층 부분에 콘택트홀을 형성하는 단계; 상기 콘택트홀의 저부에 있는 상기 최상층이 두께 방향으로 적어도 부분적으로 또는 금속층에 도달될 때까지 제거되도록, 에천트를 사용하여 상기 인출 전극의 최상층인 금속층에 대해 에칭을 수행하는 단계; 및 상기 콘택트홀을 덮도록 각 화소에 대응하여 상기 절연 수지층위에 반사 전극을 형성하는 단계를 구비하는 반사형 액정 표시 장치의 제조 방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 콘택트홀의 개구 면적은 400㎛2이상이고 상기 반사 전극 면적의 8% 이하인 반사형 액정 표시 장치의 제조 방법.
  12. 제10항에 있어서, 상기 스위칭 소자는 박막 트랜지스터이고; 상기 인출 전극의 하측 금속층은 상기 박막 트랜지스터의 게이트 전극과 동일한 재료로 형성되고, 상기 인출 전극의 상측 금속층은 상기 박막 트랜지스터의 소스 전극과 동일한 재료로 형성되는 반사형 액정 표시 장치의 제조 방법.
  13. 제10항에 있어서, 상기 인출 전극의 형성 단계에서, 하측 금속층은 탄탈, 50 원자 % 이하의 질소를 함유하는 탄탈, 및 몰리브덴을 함유하는 탄탈로 된 족에서 선택된 재료로 형성되고, 상측 금속층은 티탄으로 형성되는 반사형 액정 표시 장치의 제조 방법.
  14. 제10항에 있어서, 상기 스위칭 소자는 MIM 소자이고; 상기 인출 전극의 하측 금속층은 상기 MIM 소자의 제1 전극과 동일한 재료로 형성되고; 상기 인출 전극의 상측 금속층은 상기 MIM 소자의 제2 전극과 동일한 재료로 형성되는 반사형 액정 표시 장치의 제조 방법.
  15. 제10항에 있어서, 하측 금속층은 탄탈, 50원자 % 이하의 질소를 함유하는 탄탈, 10원자 % 이하의 실리콘과 텅스텐을 함유하는 탄탈, 및 4가 이하를 갖는 10원자 % 이하의 하나이상의 원소와 6가 이상을 갖는 10원자 % 이하의 하나 이상의 원소를 함유하는 탄탈로 된 족에서 선택된 재료로 만들어지고, 상측 금속층은 티탄으로 형성되는 반사형 액정 표시 장치의 제조 방법.
  16. 제10항에 있어서, 상기 절연 수지층의 형성 단계는 상기 콘택트홀이 형성된 영역을 제외하고 상기 반사 전극이 형성된 영역에 절연 수지로 된 돌출 패턴(a protrusion pattern)을 형성하는 단계; 및 동일한 절연 수지를 도포함으로서 상기 돌출 패턴위에 제2 절연 수지층을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 콘택트홀은 상기 제2 절연 수지층에 형성되는 반사형 액정 표시 장치의 제조 방법.
  17. 제10항에 있어서, 상기 에천트는 0.25% 내지 1.00% 농도의 플루오르화 수소를 함유하는 혼합물인 반사형 액정 표시 장치의 제조 방법.
  18. 제16항에 있어서, 상기 절연 수지층위에 형성된 상기 반사 전극은 산란성을 가지며, 상기 반사 전극은 상기 콘택트홀의 저부에서 그 부분이 경면 상태(a mirror-face condition)가 되도록 형성되어 있는 반사형 액정 표시 장치의 제조 방법.
  19. 제18항에 있어서, 상기 콘택트홀의 저부에서 경면 상태인 상기 반사 전극 부분에서 반사된 광을 사용하여 상기 액정층의 두께를 측정하는 단계를 더 구비하는 반사형 액정 표시 장치의 제조 방법.
  20. 절연성 기판, 상기 절연성 기판위에 배치되고 적어도 두개의 전극을 갖는 스위칭 소자, 상기 스위칭 소자를 덮도록 형성되며 콘택트홀을 갖는 절연성 보호막, 및 상기 절연성 보호막위에 형성되며 상기 콘택트홀을 통해 상기 스위칭 소자에 전기적으로 접속된 화소 전극을 구비하는 액티브 매트릭스 기판에 있어서, 상기 액티브 매트릭스 기판은 상기 콘택트홀이 형성된 영역에서 상기 절연성 보호막밑에 상기 스위칭 소자의 적어도 두개의 전극중 하나의 전극으로부터 연장하는 도체층을 포함하는 적어도 두개의 서로 다른 도체층을 구비하며, 상기 적어도 두 개의 서로 다른 도체층 중 최상층의 금속층은 상기 콘택트홀의 저부로부터 두께 방향으로 부분적으로 또는 하측 금속층에 도달할 때까지 제거되는 액티브 매트릭스 기판.
  21. 제20항에 있어서, 상기 스위칭 소자의 전극들중 상기 하나의 전극은 동시에 패터닝된 적어도 두개의 서로 다른 도체층을 포함하는 적층 구조를 갖는 액티브 매티릭스 기판.
  22. 제20항에 있어서, 상기 절연성 보호막은 감광성 수지 재료로 형성되는 액티브 매트릭스 기판.
  23. 제20항에 있어서, 상기 전극들중 하나의 전극에서 연장하는 상기 도체층은 상기 적어도 두개의 도체층들중 최하층으로 위치되는 액티브 매트릭스 기판.
  24. 제20항에 있어서, 상기 적어도 두개의 도체층은 상기 스위칭 소자의 다른 전극을 형성하는 금속층을 포함하지 않는 액티브 매트릭스 기판.
  25. 제20항에 따른 액티브 매트릭스 기판, 대향 기판, 및 상기 액티브 매트릭스 기판과 상기 대향 기판 사이에 유지된 액정층을 포함하는 액정 표시 장치.
  26. 절연성 기판, 상기 절연성 기판위에 배치되며 적어도 제1 전극과 제2 전극을 갖는 스위칭 소자, 상기 스위칭 소자를 덮도록 형성되며 콘택트홀을 갖는 절연성 보호막, 및 상기 콘택트홀을 통해 상기 스위칭 소자에 전기적으로 접속된 화소 전극을 구비한 액티브 매트릭스 기판의 제조 방법에 있어서, 상기 절연성 기판위에 구동 신호선과 상기 구동 신호선에 접속된 제1 전극을 형성하는 단계; 상기 제1 전극위에 절연막을 형성하는 단계; 상기 절연막위에 중첩하며, 연장부를 갖는 제2 전극을 형성하는 단계; 상기 연장부의 소정 영역에 도체층을 형성하는 단계; 상기 절연성 기판의 전 표면을 덮으며, 상기 도체층위에 콘택트홀을 갖는 절연성 보호막을 형성하는 단계; 상기 콘택트홀내의 상기 도체층의 적어도 표면부분이 제거되도록 에칭을 수행하는 단계; 및 상기 콘택트홀을 통해 상기 스위칭 소자에 전기적으로 접속된 화소 전극을 상기 절연성 보호막위에 패터닝하여 형성하는 단계를 구비하는 액티브 매트릭스 기판의 제조 방법.
  27. 제26항에 있어서, 상기 도체층의 형성 단계는 상기 제2 전극의 형성 단계와 함께 수행됨으로서, 상기 도체층과 상기 제2 전극의 패터닝을 동시에 수행하는 액티브 매트릭스 기판의 제조 방법.
  28. 제26항에 있어서, 상기 절연성 보호막은 감광성 수지 재료로 형성되는 액티브 매트릭스 기판의 제조 방법.
  29. 제26항에 있어서, 상기 에칭 단계는 상기 콘택트홀을 갖는 상기 절연성 보호막을 마스크로서 사용함으로서 수행되는 액티브 매트릭스 기판의 제조 방법.
  30. 제26항에 있어서, 상기 구동 신호선에 접속된 외부 접속 단자를 형성하는 단계를 더 구비하고, 상기 도체층의 형성 단계에서, 동시에 접속 보조 도체층이 상기 외부 접속 단자위에 형성되는 액티브 매트릭스 기판의 제조 방법.
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