KR100268616B1 - 액정표시장치의제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 표시장치용 어레이기판의 제조방법에 관한 것으로서, 복수의 화소전극(151)이 배열된 표시영역(21, 31), 표시영역(21, 31)의 외부측에 배치되는 주변 영역(23, 33), 주변영역(23, 33)의 외부측에 배치되는 마크영역(25, 35)을 포함하는 표시장치용 어레이기판(10)의 제조방법에 있어서, 절연기판(41)상에 제 1 층을 배치하는 공정과 제 1 층위에 레지스트를 배치하는 공정과 절연기판(41)을 복수의 영역(Div.1-1) 내지 영역(Div.1-13) 및 영역(Div.2-1) 내지 영역(Div.2-13)으로 분할하고, 각 영역(Div.1-1) 내지 영역(Div.1-13) 및 영역(Div.2-1) 내지 영역(Div.2-13)을 대응하는 마스크 패턴을 사용하여 노광하여 패터닝하는 공정과, 제 1 층상에 제 2 층을 배치하는 공정과 제 2 층위에 레지스트를 배치하는 공정과 절연기판(41)의 적어도 마크영역(25, 35)을 제외한 영역을 복수의 영역(Div.1-1) 내지 영역(Div.1-8) 및 영역(Div2-1) 내지 영역(Div2-8)으로 분할하고, 각 영역(Div.1-1) 내지 영역(Div.1-8) 및 영역(Div.2-1) 내지 영역(Div.2-8)을 대응하는 마스크 패턴을 사용해서 노광하여 패터닝하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 표시장치용 어레이기판의 제조방법에 관한 것으로서, 특히 분할 노광방법을 사용한 제조방법에 관한 것이다.
최근에, 액정표시장치로 대표되는 평면표시장치는 CRT(음극선관) 등의 표시장치에 비해 경량, 박형, 저소비전력 등의 특징을 살려 텔리비젼 표시장치, 컴퓨터 표시장치, 자동차에 있어서 위성으로부터의 신호를 수신하여 자동차의 현재 위치를 검지하고 또 목적지까지의 루트상에 자동차의 위치를 표시하는 카·네비게이션 표시장치 등 각종 분야에서 이용되고 있다.
그 중에서도 각 표시화소마다 박막트랜지스터(이하, TFT라고 함)나 MIM(Metal Insulator Metal)소자 등의 스위치소자를 사용한 액티브매트릭스형 표시장치는 인접 화소간에 누화가 없는 양호한 표시화상을 실현할 수 있기 때문에 활발히 연구·개발되고 있다.
이하, 스위치소자로서 TFT가 사용되고 있는 액티브매트릭스형 액정표시장치를 예로 들어 종래의 기술을 간단히 설명한다.
액티브매트릭스형 액정표시장치는 복수의 화소전극이 배열된 어레이기판과 대향전극이 형성된 대향기판 및 양 기판사이에 밀봉된 광변조층으로서의 액정조성물로 이루어진다. 어레이기판은 유리기판 등의 투명한 절연기판상에 TFT 및 이에 접속된 화소전극이 매트릭스형상으로 배열된 것이다.
또한, 어레이기판에는 행방향으로 배열된 TFT의 게이트전극과 공통으로 접속된 주사선, 열방향으로 배열된 TFT의 드레인전극과 공통으로 접속된 신호선 및 화소전극 사이에 절연층을 개재하여 대향배치되며, 보조용량(Cs)을 제공하는 보조용량선 등이 배치되어 있다.
이와같은 액티브매트릭스형 액정표시장치의 어레이기판은 절연막, 도전막 또는 유전체막 등의 막이 형성되며, 레지스트의 도포, 노광, 현상 또는 패터닝이 반복되어 제조된다.
따라서, 최근의 액정표시장치로 대표되는 평면표시장치는 대형이고 고정밀한 표시화상의 실현이 요구되고 있으며, 이를 실현하기 위해서도 고정밀도의 노광기술이 필요하게 된다.
이 때문에, 기판상에 배치되는 레지스트를 예를들면 도 9에 나타내는 바와 같이 복수 영역으로 구획하여 각 영역마다 각각 노광하는 분할 노광방법이 알려져 있다.
도 9에 나타내는 예에서 중앙에 표시영역을 포함하는 표시장치용 어레이기판(1001)은 포토마스크의 유효 노광영역을 제약하여 18영역으로 분할하여 각각의 영역마다 분할하여 노광된다. 도 9에 있어서 A로 나타내어진 어레이기판의 표시영역(l1, l2, r1, r2, t1∼t4, b1∼b4)은 각각 비표시영역에 해당된다.
이와같은 수법에 의하면, 정밀도가 높은 노광을 실현할 수 있지만 어레이기판의 각 층을 노광할때 어레이기판의 표시영역(A), 즉 영역(l1, l2, r1, r2, t1∼t4, b1∼b4)에 대응하는 포토마스크를 사용하여 차례로 노광을 반복할 필요가 있기 때문에 18회 노광할 필요가 있다.
또한, 이와같은 노광은 각 층마다 반복되기 때문에 분할수 많은 것은 직접 제조시간 증가에 연결된다.
본 발명은 상기한 기술과제에 대처하여 이루어진 것으로, 고정밀한 노광기술이 사용됨에도 불구하고, 제조시간 또는 부재 비용의 증가가 억제되는 표시장치용 어레이기판의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.
도 1은 본 발명의 한 실시예의 액정표시장치에 사용되는 어레이기판의 일부 개략 평면도,
도 2는 도 1의 A-A선을 따라서 절단한 액정표시장치의 개략 단면도,
도 3은 본 발명의 한 실시예의 표시장치용 어레이기판의 개략 정면도,
도 4a 내지 도 4e는 본 발명의 한 실시예의 표시장치용 어레이기판의 제조과정을 설명하기 위한 도면,
도 5는 도 3의 표시장치용 어레이기판의 제조에 따른 분할 노광의 분할 영역을 설명하기 위한 도면,
도 6a 내지 도 6d는 도 5의 분할 영역을 노광할 때 사용되는 마스크 패턴의 할당을 설명하기 위한 도면,
도 7은 도 3의 표시장치용 어레이기판의 제조에 따른 분할 노광의 분할 영역을 설명하기 위한 도면,
도 8a 내지 도 8d는 도 7의 분할 영역을 노광할 때 사용되는 마스크패턴의 할당을 설명하기 위한 도면 및
도 9는 종래의 표시장치용 어레이기판을 제조하기 위한 분할 노광의 분할 영역을 설명하는 개략도이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 액정표시장치 10, 20, 30: 어레이기판
100 : 어레이기판 121 : 절연막
131 : TFT 141 : 소스전극
143 : 드레인전극 151 : 화소전극
300 : 대향기판 400 : 액정조성물
301 : 투명기판 311 : 차광막
321: 칼라필터 331: 대향전극
본 발명은 절연기판의 한 주 표면상에 복수의 화소전극이 배열된 표시영역, 상기 표시영역의 외측에 배치되어 상기 표시영역에 구동 전압을 공급하기 위한 주변 영역, 상기 주변영역의 외측에 배치되는 마크 영역을 포함하는 표시장치용 어레이기판의 제조방법에 있어서, 절연기판의 한 주 표면 상에 제 1 층을 배치하는 공정과 상기 제 1 층상에 레지스트를 배치하는 공정과, 상기 절연기판을 복수의 영역으로 분할하여 각 영역에 대응하는 마스크 패턴을 사용하여 노광하고, 이에 기초하여 패터닝하는 공정과, 상기 제 1 층상에 제 2 층을 배치하는 공정과, 상기 제 2 층상에 레지스트를 배치하는 공정과, 상기 절연기판의 적어도 상기 마크영역을 제외한 영역을 복수로 분할하여 각 영역에 대응하는 마스크 패턴을 사용하여 노광하고, 이에 기초하여 패터닝하는 공정을 구비한 것을 특징으로 하는 표시장치용 어레이기판의 제조방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 마크영역을 제거하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치용 어레이기판의 제조방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 절연기판의 한 주 표면상에 복수의 화소전극이 배열된 표시영역, 상기 표시영역의 외측에 배치되어 상기 표시영역에 구동 전압을 공급하기 위한 주변 영역, 상기 주변영역의 외측에 배치되는 마크영역을 포함하는 표시장치용 어레이기판의 제조방법에 있어서, 절연기판의 한 주 표면상에 제 1 층을 배치하는 공정과, 상기 제 1 층상에 레지스트를 배치하는 공정과, 상기 절연기판의 적어도 상기 마크영역을 제외한 영역을 복수로 분할하여 각 영역에 대응하는 마스크 패턴을 사용하여 노광하고 이에 기초하여 패터닝하는 공정과, 상기 제 1 층상에 제 2 층을 배치하는 공정과, 상기 제 2 층상에 레지스트를 배치하는 공정과, 상기 절연기판을 복수의 영역으로 분할하고 각 영역에 대응하는 마스크패턴을 사용하여 노광하고 이에 기초하여 패터닝하는 공정을 구비한 것을 특징으로 하는 표시장치용 어레이기판의 제조방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 마크영역을 제거하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치용 어레이기판의 제조방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 절연기판의 한 주 표면상에 복수의 화소전극이 배열된 제 1 표시영역을 포함하는 제 1 기판 영역 및 제 2 표시영역을 포함하는 제 2 기판영역을 구비한 표시장치용 어레이기판의 제조방법에 있어서, 절연기판의 한 주 표면상에 제 1 층을 배치하는 공정과, 상기 제 1 층상에 레지스트를 배치하는 공정과, 상기 절연기판의 상기 제 1 및 제 2 기판 영역의 각각을 복수의 영역으로 분할하고, 각 영역을 대응하는 마스크 패턴을 사용하여 노광하고, 이에 기초하여 패터닝하는 공정을 포함하며, 상기 제 1 기판영역과 상기 제 2 기판영역의 각각 분할된 영역 내의 인접하는 영역은 동일 마스크에 의해 노광되는 것을 특징으로 하는 표시장치용 어레이기판의 제조방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 마스크가 상기 제 1 기판 영역의 한 영역에 대응하는 마스크패턴과 상기 제 2 기판 영역의 한 영역에 대응하는 마스크패턴을 포함하는 것을 특징으로 하는 청구항 5에 기재된 표시장치용 어레이기판의 제조방법에 있다.
또한, 본 발명은 투명기판에 마스크 패턴을 노광하는 방법에 있어서,
투명기판에 제 1 층을 형성하고,
상기 제 1 층상에 광 감광성의 레지스트층을 형성하고,
상기 레지스트층에 복수의 영역으로 분할한 마스크패턴에 의한 패터닝을 위하여 소정 광량의 빛을 노광하는 노광방법으로서, 이 마스크패턴은 표시영역에 대응되는 실질적으로 같은 면적 및 패턴을 포함하는 표시영역 패턴과, 주변영역에 대응되는 제 1 및 제 2 면적을 갖는 제 1 및 제 2 패턴과, 표시장치로서 조립될 때에는 불필요하게 되는 노광 및 조립용 외주 영역에 대응되는 제 3 내지 제 5 면적을 갖는 제 3 내지 제 5 패턴을 포함하며, 상기 주변영역에 있어서의 제 1 및 제 2 패턴 및 상기 외주영역에 있어서의 제 3 내지 제 5의 영역은 각각 노광과정에 기초한 소정의 순서로 인접되며, 상기 외주영역의 제 3 내지 제 5 패턴의 적어도 1개의 패턴을 이용하여 외주 영역의 일부를 노광하고, 계속해서 상기 외주영역의 제 3 내지 제 5 패턴의 적어도 2개의 패턴을 사용하여 외주영역의 다른 일부를 노광하고, 다음에 상기 주변영역에 있어서의 제 1 및 제 2 패턴의 적어도 1개의 패턴을 사용하여 주변영역의 일부를 노광하고, 계속해서, 상기 주변영역의 제 1 및 제 2 의 패턴을 동시에 사용하여 주변영역의 다른 일부를 노광하고, 또한 표시영역에 대응되는 것을 소정 횟수 반복하여 노광하는 단계를 포함하는 노광방법을 제공한다.
이하에, 본 발명의 한 실시예에 기초한 대각 12.1 인치 사이즈의 유효 표시영역을 구비한 광투과형 액티브매트릭스형 액정표시장치에 대해서 도면을 참조하여 설명한다.
도 1은 이 실시예가 적용되는 어레이기판의 일부를 나타낸 개략 평면도이고, 도 2는 도 1의 A-A선을 따라서 절단한 액정표시장치를 나타내는 개략 단면도이다.
액정표시장치(1)는 어레이기판(100)과 대향기판(300)을 갖은 투과형 액정표시장치이다.
어레이기판(100)이 대향기판(300)과 대향하는 면 및 대향기판(300)이 어레이기판(100)과 대향하는 면에는 각각 배향막(401, 403)이 형성되어 있다. 또한, 양 배향막 사이에는 트위스티드·네마틱(TN)형 액정조성물(400)이 밀봉되어 있다. 또한, 각 기판(100, 300)의 표면에는 각각 편광판(411, 413)이 서로의 편광축이 직교하도록 배치되어 있다.
어레이기판(100)은 예를들면 유리에 의해 형성된 투명절연기판(101)상에 800×3=2400개의 신호선(Xi)(i=1, 2, …, 2400)과 600개의 주사선(Yj)(j=1, 2, …, 600)을 갖는다. 각각의 신호선(Xi)과 주사선(Yj)은 서로 대체로 직교하도록 배치되어 있다.
신호선(Xi)과 주사선(Yj)의 교점 부분에는 TFT(131)가 배치되어 있다. TFT(131)의 소스전극(141)은 ITO(Indium Tin Oxide)에 의해 형성된 화소전극(151)에 전기적으로 접속되어 있다.
TFT(131)는 또한, 주사선(Yj)을 게이트전극으로 하도록 주사선(Yj)상에 형성된다. 즉, 주사선(Yj)상에 산화실리콘(SiO2)으로 이루어진 절연막(121)과 수소화 비정질 실리콘(a-Si:H)박막으로 이루어진 반도체막(123)이 차례로 적층 배치되어 있다.
반도체막(123)상에는 주사선(Yj)에 자기정합(self align)된 채널 보호막(125)과 드레인전극(143)이 적층되어 있다. 또한, 드레인전극(143)은 n+형 비정질 실리콘 박막인 오믹컨텍트(ohmic contact)막(127)에 의해 반도체막(123)과 신호선(Xi)에 전기적으로 접속되어 있다. 또한, 소스전극(141)은 n+형 비정질실리콘 박막으로 이루어진 오믹컨텍트막(129)에 의해 반도체막(123)과 화소전극(151)에 전기적으로 접속되어 있다.
화소전극(151)에는 산화실리콘(SiO2)으로 이루어진 절연막(121)에 겹치도록, 또 주사선(Yj)과 대체로 평행하게 보조용량선(Cj)(j=1, 2, …, 600)이 배치되어 있다. 이것에 의해 화소전극(151)과 보조용량선(Cj) 사이에 보조용량(Cs)이 형성된다.
주사선(Yj) 및 보조용량선(Cj)은 각각 배선폭 10㎛의 Al합금에 의해 형성된다. 한편, 신호선(Xi)은 몰리브덴(Mo)과 알루미늄(Al)을 적층한 것으로 배선폭은 5㎛로 형성된다.
대향기판(300)은 신호선(Xi)과 화소전극(151) 및 주사선(Yj)과 화소전극(151) 사이의 간격이 소정값이 되도록 어레이기판(100)에 대해 일정한 간격으로 배치된, 예를들면 유리제의 투명절연기판(301)을 포함한다. 투명기판(301)상에는 TFT(131)에 기판(301)측에서 빛이 입사하는 것을 방지하기 위한 흑색 수지제의 차광막(311)이 소정 간격으로 형성되어 있다. 투명기판(301)상에는 또한, 적(R), 녹(G) 및 청(B)의 칼라필터(321)가 차광막(311)을 제외한 영역에 위치되어 있다. 또한, 칼라필터(321)와 차광막(311)의 각각은 ITO에 의해 형성된 대향전극(331)에 의해 덮여 있다.
다음으로, 액정표시장치(1)의 제조방법에 대해서 설명한다.
도 3에 나타내는 바와 같이, 어레이기판(10)은 제 1 표시장치용 어레이기판(20)에 대응하는 제 1 기판영역(10a)과, 제 1 표시장치용 어레이기판(20)과 실질적으로 동일 구성인 제 2 표시장치용 어레이기판(30)에 대응하는 제 2 기판영역(10b)을 포함한다. 바꿔말하면, 어레이기판(10)은 2개의 어레이기판(20, 30)을 일체적으로 동시에 제공한다. 각각의 표시장치용 어레이기판(20, 30)(제 1 기판영역(10a), 제 2 기판영역(10b)은 복수의 화소전극이 배열된 표시영역(21, 31), 각 표시영역(21, 31)의 외주에 배치되는 접속 패드나 쇼트 링을 포함하는 주변영역(23, 33)의 외부 둘레에 배치되며, 최종 형태로는 제거되는 위치 맞춤 마크, 절단 마크 또는 쇼트 링 등을 포함하는 마크영역(25, 35)을 포함한다.
도 1 및 도 2에 나타낸 액정표시장치(1)는 어레이기판(10)에 의해 제공되는 제 1 표시장치용 어레이기판(20) 및 제 2 표시장치용 어레이기판(30)을 사용하여 2개의 액정패널을 구성하고, 마크영역(25, 35)을 절단한 후에 제거하여 얻어지는 어레이기판(100)에 의해 형성된다. 즉, 어레이기판(100)은 어레이기판(20, 30)에 의해 제공되는 화면 크기를 갖기 때문에 어레이기판(10)에 의해 2개의 어레이기판(100)이 제공된다.
도 4a 내지 도 4e는 도 3에 나타낸 어레이기판(10)의 제조과정을 차례로 설명하는 개략도이다.
우선, 유리제의 넓은 투명절연기판(41)상의 전체 면에 스퍼터에 의해 알루미늄 합금막을 적층하고, 레지스트를 도포하여 노광 및 현상한 후, 다시 패터닝하여 도 4a에 나타내는 바와 같이 600개의 주사선(Yj) 및 보조용량선(Cj)을 동시에 형성한다. 또한, 도 4a에 있어서는 주사선(Yj) 및 보조용량선(Cj)의 형성시에 도시하지 않지만 각 위치맞춤 마크 등을 주변에 형성한다.
또한, 레지스트에 대한 노광을 위한 마스크는 도 5 및 도 6a ∼도 6d를 사용하여 이하에 설명하는 복수로 분할된 마스크를 조합한다.
여기서는 도 5에 나타내는 바와 같이 넓은 투명절연기판(41)을 제 1 표시장치용 어레기판(20)에 대응하는 제 1 기판영역(10a)을 17영역(Div.1-1∼Div.1-17)으로 이와 마찬가지로 제 2 표시장치용 어레이기판(30)에 대응하는 제 2 기판 영역(10b)을 17영역(Div.2-1∼Div.2-17)으로 각각 분할한다. 또한, 영역(Div.1-5∼Div.1-8) 내지 영역(Div.1-10∼Div.1-13) 및 영역(Div.2-5∼Div.2-8) 내지 영역(Div.2-10∼Div.2-13)은 각각 도 3을 이용하여 설명한 표시영역(21, 31)에, 그 이외에는 각각 주변영역(23, 33) 또는 마크영역(25, 35)에 대응된다.
도 5에 나타내는 바와 같이 어레이기판(20)과 어레이기판(30)을 동시에 형성하기 위하여 필요한 마스크수는 A1, b1, b2, b3, t1, t2, t3, l1및 r1의 9종류가 된다.
도 6은 도 5에 나타낸 분할 마스크수를 더욱 적은 마스크수로 설정 가능한 4개의 마스크의 예를 나타내는 개략도이다.
제 1-1 마스크는 표시영역(21, 31)에 있어서의 주사선(Yj) 및 보조용량선(Cj)을 작성하는데 사용하는 마스크패턴(A1)을 포함한다.
제 1-2 마스크는 주변영역(23, 33)과 마크영역(25, 35)을 작성하기 위하여 사용하는 것으로 마스크패턴(b1, t1)을 동일 마스크내에 각각을 접속하여 작성되어 있다.
제 1-3 마스크도 주변영역(23, 33)과 마크영역(25, 35)을 작성하기 위하여 사용하는 것으로 마스크패턴(b2, t2)을 동일 마스크내에 각각 접속하고, 또한 마스크패턴(b3, t3)을 마찬가지로 동일 마스크내에 각각을 접속하여 배치하고 있다. 또한, 마스크패턴(b2, t2)과 마스크패턴(b3, t3)은 소정의 간격을 두고 배치되어 형성되어 있다.
제 1-4 마스크도 주변영역(23, 33)과 마크영역(25, 35)을 작성하기 위하여 사용되는 것으로 마스크패턴(l1, r1)을 동일 마스크내에 소정의 간격을 두고 배치한 것이다.
이하, 제 1-1∼1-4의 4개의 마스크에 의해 어레이기판(20)과 어레이기판(30)을 동시에 형성하는 것을 고려한다.
우선, 제 1-2 마스크를 사용하여 마스크 패턴(b1)을 차광하고, 분할 영역(Div 1-1), 마스크패턴(t1)을 노광한다. 다음으로, 차광을 해제하여 분할영역(Div.1-14, Div.2-1)을 마스크패턴(b1, t1)에 의해 동시에 노광한다. 계속해서, 마스크패턴(t1)을 차광하여 영역(Div.2-14)을 노광한다.
계속해서 제 1-3 마스크를 사용하여 마스크패턴(b2, b3, t3)을 차광하고, 분할영역(Div.1-2, Div.1-3)을 마스크패턴(t2)에 의해 2회 노광한다. 이 후, 마스크패턴(b3, t3)을 차광하고, 마스크패턴(b2, t2)에 의해 분할영역(Div.1-15, Div.2-2)을 동시에 노광한다. 계속해서, 분할영역(Div.1-16, Div.2-3)을 동시에 노광한다. 계속해서 마스크패턴(b2, t2)을 차광하고, 마스크패턴(b3, t3)을 사용하여 분할영역(Div.1-17, Div.2-4)을 동시에 노광한다. 계속해서 마스크패턴(t2, b3, t3)을 차광하고, 마스크패턴(b2)에 의해 분할영역(Div.2-15, Div.2-16)을 2회의 노광에 의해 차례로 형성한다. 계속해서, 마스크패턴(b2, t2, t3)을 차광하고, 마스크패턴(b3)을 사용하여 분할영역(Div.2-17)을 노광한다.
계속해서, 제 1-4 마스크를 사용하여 마스크패턴(r1)을 차광하고 분할영역(Div.1-9 , Div.2-9)을 마스크패턴(l1)으로 차례로 노광한다. 이 후, 마스크패턴(l1)을 차광하고, 마스크패턴(r1)에 의해 분할영역(Div.1-8, Div.1-13, Div.2-8 및 Div.2-13)을 차례로 노광한다.
마지막으로, 제 1-1 마스크를 사용하여 분할영역(Div.1-5∼Div.1-8), 분할영역(Div.1-10∼Div.1-13), 분할영역(Div.2-5∼Div.2-8) 및 분할영역 (Div.2-10∼Div.2-13)의 각각을 마스크패턴(A1)에 의해 모두 노광한다.
이상과 같이 하여 기판(10) 전체 면을 노광하고, 주사선(Yj)과 보조용량선(Cj) 및 도시하지 않은 접속 패드, 맞춤 마크 및 가드링 등을 형성한다.
또한, 상기한 방법에 의하면, 제 1 표시장치용 어레이기판(20)에 대응하는 제 1 기판영역(10a) 및 제 2 표시장치용 어레이기판(30)에 대응하는 제 2 기판영역(10b)을 동일 마스크를 사용하여 노광할 수 있도록 했기 때문에 전체 34영역으로 분할함에도 불구하고 노광 횟수를 30회로 할 수 있어 노광에 필요한 시간이 단축된다.
또한, 기판(10) 전체 면을 노광할 때 필요한 9종류의 마스크패턴을 4개의 마스크내에 저장했기 때문에 마스크교환에 필요한 시간이 대폭 저감된다.
계속해서, 절연막(121)으로서 실리콘산화막(SiO2), 수소화비정질 실리콘(a-Si:H) 박막(122), 실리콘질화막(SiNx)(124)을 대기에 노출하지 않고 연속적으로 적층한다. 이 후, 주사선(Yj)을 마스크로 하여 기판(101) 이면에서 노광하는 것에 의해 실리콘질화막(SiNx)(124)을 패터닝하고, 도 4b에 나타내는 주사선(Yj)에 자기정합된 채널보호막(125)이 형성된다.
여기서는 노광 횟수를 경감하기 위하여 마크영역(25, 35)을 제외하고 노광한다. 즉, 도 7에 나타내는 바와 같이, 넓은 투명절연기판(41)중 마크영역(25, 35)에 대응하는 비노광영역((Div.3, Div.4)을 제외하고 표시영역(21) 및 주변영역(23)을 Div.1-1∼Div.1-8의 8개로, 또한 표시영역(31) 및 주변영역(33)을 Div.2-1∼Div.2-8의 8개로 분할한다.
분할 노광을 효율적으로 또 적은 마스크수로 실시하기 위하여 여기서는 도 8a∼도 8d에 나타내는 4개의 마스크를 사용한다.
도 8a 및 도 8b에 나타내는 바와 같이, 제 2-1 마스크, 제 2-2 마스크는 표시영역(21, 31) 및 주변영역(23, 33)에 대응하는 마스크패턴(A2, B)을 포함한다. 도 8c에 나타내는 바와 같이, 제 2-3 마스크는 표시영역(21, 31) 및 주변영역(23, 33)에 대응하는 마스크패턴(C, D)이 동일 마스크내에 접속하여 형성되어 있다. 도 8d에 나타내는 바와 같이, 제 2-4 마스크도 표시영역(21, 31) 및 주변영역(23, 33)에 대응하는 마스크패턴(E, F)이 동일 마스크내에 접속하여 형성되어 있다.
여기서, 우선 제 2-1 마스크를 사용하여 마스크패턴(A2)을 분할영역(Div.1-2, Div.1-3)과, 또 분할영역(Div.2-2, Div.2-3)으로 차례로 노광한다.
계속해서, 제 2-2 마스크로 전환하여 마스크패턴(B)을 분할영역(Div.1-6, Div.1-7)과, 또 분할영역(Div.2-6, Div.2-7)으로 차례로 노광한다.
계속해서, 제 2-3 마스크로 전환하여 마스크패턴(D)을 차광하고 분할영역(Div.1-1, Div.2-1)으로 노광하고, 또한 마스크패턴(C)을 차광하여 분할영역(Div.1-4. Div.2-4)으로 노광한다.
이후, 제 2-4 마스크로 전환하고, 마스크패턴(F)을 차광하여 분할영역(Div.1-5, Div.2-5)으로 노광하고, 계속해서 마스크패턴(E)을 차광하여 분할영역(Div.1-8, Div.2-8)으로 노광한다.
이상과 같이 하여, 넓은 투명절연기판(41)중 마크영역(25, 35)에 대응하는 분할영역(Div.3, Div.4)을 제외하고 노광하여 채널보호막(125)을 형성한다.
이상 설명한 바와 같이, 제 1 표시장치용 어레이기판(20)에 대응하는 제 1 기판영역 및 제 2 표시장치용 어레이기판(30)에 대응하는 제 2 기판영역을 동일 마스크를 사용하고, 또 분할영역(Div.3, Div.4) 이외의 영역을 노광하는 것에 의해 노광횟수를 16회로 할 수 있고, 이것에 의해 노광에 필요한 시간이 단축된다. 또한, 노광할 때 필요한 6종류의 마스크패턴을 4개의 마스크내에 저장했기 때문에 마스크 변환에 필요한 시간을 대폭적으로 경감할 수 있다.
이후, n+형 비정질 실리콘박막을 적층하고, 수소화비정질 실리콘(a-Si:H) 박막 및 n+형 비정질 실리콘박막을 섬형상으로 패터닝하여 도 4c에 나타낸 반도체막(123) 및 섬형상 n+형 비정질 실리콘박막(126)을 얻을 수 있다. 여기서의 노광방법은 상기한 채널보호막(125)의 형성과 마찬가지로 분할하고, 분할영역((Div.3, Div.4)을 제외하고 노광을 완료시키기 때문에 노광 횟수를 16회로 할 수 있고, 이것에 의해 노광에 필요한 시간을 단축할 수 있었다.
또한, 노광할 때 필요한 6종류의 마스크패턴을 4개의 마스크내에 저장했기 때문에 마스크 변환에 필요한 시간을 대폭적으로 경감할 수 있었다.
이 후, ITO막을 적층하고, 패터닝하여 도 4d에 나타내는 바와 같이, 화소전극(151)을 형성한다. 여기서의 노광방법도 상기한 채널보호막(125) 형성과 마찬가지로 분할하고, 분할영역(Div.3, Div.4)을 제외하고 노광을 완료시키기 때문에 노광횟수를 16회로 할 수 있고, 이것에 의해 노광에 필요한 시간을 단축할 수 있었다. 또한, 전체를 노광할 때 필요한 6종류의 마스크 패턴을 4개의 마스크내에 저장했기 때문에 마스크 교환에 필요한 시간을 대폭적으로 경감할 수 있다.
계속해서, 몰리브덴막과 알루미늄막을 연속적으로 스퍼터에 의해 적층하고 패터닝하여 도 4e에 나타내는 바와 같이, 몰리브덴막과 알루미늄막의 적층체로 이루어진 신호선(X1) 및 드레인전극(143)을 형성한다. 이와 동시에 몰리브덴막과 알루미늄막의 퇴적체에 있어서, 화소전극(151)에 전기적으로 접속되는 소스전극(141)을 얻을 수 있다. 또한, 동시에 섬형상 n+형 비정질 실리콘박막(126)을 패터닝하여 드레인전극(143)과 반도체막(123) 사이에 개재되는 오믹컨텍트층(129), 소스전극(141)과 반도체막(123) 사이에 개재되는 오믹 컨텍트층(127)을 얻을 수 있다. 이 경우, 채널보호막(125)의 형성과 마찬가지로 분할하고, 분할영역(Div.3, Div4)이외의 영역을 노광하기 때문에 노광횟수를 16회로 할 수 있고, 이것에 의해 노광에 필요한 시간을 단축할 수 있었다. 또한, 전체를 노광할 때 필요한 6종류의 마스크패턴을 4개의 마스크내에 저장했기 때문에 마스크변환에 필요한 시간을 대폭적으로 경감할 수 있다.
이상과 같이 하여 넓은 투명절연기판(41)에 제 1 표시장치용 어레이기판(20) 및 제 2 표시장치용 어레이기판(30)을 포함하는 표시장치용 어레이기판(10)을 완료시킨다.
이하, 제 1 표시장치용 어레이기판(20) 및 제 2 표시장치용 어레이기판(30)을 분리하여 각각 액정 패널을 작성한 후, 마크영역(25, 35)을 제거하여 어레이기판(100)을 구비한 액정표시장치(1)가 형성된다.
이상 설명한 바와 같이, 마크영역(25, 35)을 동시에 패터닝할 때만 넓은 투명절연기판(41)의 전체 면을 노광하도록 하고, 이 이외는 표시엉역(23, 33) 및 주변영역(25, 35)만을 노광하도록 하였다. 이 때문에 마크영역(25, 35)을 동시에 패터닝할 때만 노광횟수를 30회로 한 것 이외에는 노광횟수를 16회로 할 수 있고, 이것에 의해 노광에 필요한 시간을 대폭적으로 단축할 수 있었다.
또한, 복수의 마스크 패턴을 동일 마스크내에 배치했기 때문에 각 노광에 필요한 마스크수를 각각 4개로 할 수 있었다.
또한, 제 1 표시장치용 어레이기판(20)에 대응하는 제 1 기판영역(10a)과 제 2 표시장치용 어레이기판(30)에 대응하는 제 2 기판영역(10b)의 인접하는 2개의 분할영역을 동일 마스크로 노광하도록 했기 때문에 노광 횟수를 저감할 수 있고, 이것에 의해 생산성을 향상시킬 수 있다.
상기한 실시예에서 주사선(Yj), 보조용량선(Cj)을 노광할 때 주변영역(25, 35)을 노광했지만 이것은 신호선(Xi) 등의 형성시등, 이외의 다른 패턴의 형성시에 주변영역(25, 35)을 노광하는 것이라도 관계없다.
상기한 실시예는 수소화 비정질 실리콘(a-Si:H) 박막을 반도체층으로 사용한 TFT를 예로 들어 설명했지만 다결정 실리콘(폴리실리콘)박막을 반도체층으로 사용하는 예, 미결정 실리콘을 반도체층으로 하여 사용하는 예, 또는 단결정 실리콘을 반도체층으로 사용하는 예 중 어느것도 적용 가능하다.
또한, 스위치소자로서 TFT가 사용되어 이루어진 표시장치용 어레이기판 및 이것을 사용한 액티브매트릭스형 액정표시장치를 예로 들어 설명했지만 스위치소자로서는 TFT 외에도 MIM 등의 2단자 비선형 소자 등을 적절하게 사용할 수 있다.
또한, 액정조성물로서 폴리머 분산형 액정 등을 사용하는 것이면 배향막이나 편광판을 필요하지 않게 할 수 있다.
또한, 반사형 액정표시장치에 있어서는 화소전극을 ITO막을 대신하여 알루미늄 등 고반사재료로 형성하거나 어레이기판 이면에 반사판을 부착하는 것으로서 적용된다.
이상, 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면 표시장치용 어레이기판을 제조할 때 고정밀도인 노광기술이 사용됨에도 불구하고 제조시간 또는 부재 비용의 증대를 억제할 수 있다.
Claims (7)
- 절연기판의 한 주 표면상에 복수의 화소전극이 배열된 표시영역, 상기표시영역의 외부측에 배치되어 상기 표시영역에 구동 전압을 공급하기 위한 주변 영역, 및 상기 주변 영역의 외부측에 배치되는 마크영역을 포함하는 표시장치용 어레이기판의 제조방법에 있어서,상기 절연기판의 한 주 표면상에 적어도 게이트를 형성하기 위한 층을 배치하는 공정;상기 적어도 게이트를 형성하기 위한 층상에 레지스트를 배치하는 공정;상기 절연기판의 상기 층과 레지스트가 배치된 표면을 복수의 영역으로 분할하고, 각 영역의 형상에 대응하는 마스크 패턴을 특정 장수의 마스크로 각각 할당하여 형성하고, 상기 각 마스크를 이용하여 해당하는 영역을 이 영역의 형상에 따른 마스크 패턴으로 노광하고, 이에 기초하여 상기 적어도 게이트를 형성하기 위한 층을 패터닝하는 공정;상기 적어도 게이트가 형성된 층상에 적어도 표시영역을 형성하기 위한 층을 배치하는 공정;상기 적어도 표시영역을 형성하기 위한 층상에 레지스트를 배치하는 공정;상기 레지스트가 배치된 상기 적어도 표시영역을 형성하기 위한 층의 적어도 상기 마크영역을 제외한 영역을 복수의 영역으로 분할하고, 각 영역의 형상에 따른 마스크패턴을 특정 장수의 마스크로 각각 할당하여 형성하고, 상기 각 마스크를 이용하여 해당하는 영역을 이 영역의 형상에 따른 마스크패턴으로 노광하고, 이에 기초하여 상기 적어도 표시영역을 형성하기 위한 층을 패터닝하는 공정을 구비한 것을 특징으로 하는 표시장치용 어레이기판의 제조방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 마크영역을 제거하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치용 어레이기판의 제조방법.
- 절연기판의 한 주 표면상에 복수의 화소전극이 배열된 표시영역, 상기 표시영역의 외부측에 배치되어 상기 표시영역에 구동 전압을 공급하기 위한 주변 영역, 및 상기 주변영역의 외부측에 배치되는 마크영역을 포함하는 표시장치용 어레이기판의 제조방법에 있어서,상기 절연기판의 한 주 표면상에 적어도 게이트를 형성하기 위한 층을 배치하는 공정;상기 상기 적어도 게이트를 형성하기 위한 층상에 레지스트를 배치하는 공정;상기 레지스트가 배치된 상기 적어도 게이트를 형성하기 위한 층의 적어도 상기 마크영역을 제외한 영역을 복수의 영역으로 분할하고, 각 영역의 형상에 따른 마스크패턴을 특정 장수의 마스크로 각각 할당하여 형성하고, 상기 각 마스크를 이용하여 해당하는 영역을 이 영역의 형상에 따른 마스크패턴으로 노광하고, 이에 기초하여 상기 적어도 게이트를 형성하기 위한 층을 패터닝하는 공정;상기 적어도 게이트가 형성된 층상에 적어도 표시영역을 형성하기 위한 층을 배치하는 공정;상기 적어도 표시영역을 형성하기 위한 층상에 레지스트를 배치하는 공정; 및상기 절연기판의 상기 층과 레지스트가 배치된 표면을 복수의 영역으로 분할하고, 각 영역의 형상에 따른 마스크패턴을 특정 장수의 마스크로 각각 할당하여 형성하고, 상기 각 마스크를 이용하여 해당하는 영역을 이 영역의 형상에 따른 마스크패턴으로 노광하고, 이에 기초하여 상기 적어도 표시영역을 형성하기 위한 층을 패터닝하는 공정을 구비한 것을 특징으로 하는 표시장치용 어레이기판의 제조방법.
- 제 3 항에 있어서,상기 마크영역을 제거하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치용 어레이기판의 제조방법.
- 절연기판의 한 주 표면상에 복수의 화소전극이 배열된 제 1 표시영역을 포함하는 제 1 기판 영역 및 제 2 표시영역을 포함하는 제 2 기판 영역을 구비한 표시장치용 어레이기판의 제조방법에 있어서,상기 절연기판의 한 주 표면상에 적어도 게이트를 형성하기 위한 층을 배치하는 공정;상기 적어도 게이트를 형성하기 위한 층상에 레지스트를 배치하는 공정; 및상기 절연기판의 상기 제 1 및 제 2 기판 영역의 각각을 복수의 영역으로 분할하고, 각 영역의 형상에 따른 마스크패턴을 특정 장수의 마스크로 각각 할당하여 형성하고, 상기 각 마스크를 이용하여 해당하는 영역을 이 영역의 형상에 따른 마스크패턴으로 노광하고, 이에 기초하여 상기 적어도 게이트를 형성하기 위한 층을 패터닝하는 공정을 포함하며,상기 제 1 기판영역과 상기 제 2 기판영역의 각각으로 분할된 영역내의 인접하는 영역은 동일 마스크에 의해 노광되는 것을 특징으로 하는 표시장치용 어레이기판의 제조방법.
- 제 5 항에 있어서,상기 마스크는 상기 제 1 기판영역의 한 영역에 대응하는 마스크패턴과 상기 제 2 기판영역의 한 영역에 대응하는 마스크패턴을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치용 어레이기판의 제조방법.
- 절연기판의 한 주 표면상에 적어도 게이트를 형성하기 위한 층을 배치하는 공정;상기 적어도 게이트를 형성하기 위한 층상에 레지스트를 배치하는 공정;상기 절연기판을 복수의 영역으로 분할하고, 각 영역의 형상에 따른 마스크패턴을 특정장수의 마스크로 각각 할당하여 형성하고,상기 각 마스크를 이용하여 해당하는 영역을 이 영역의 형상에 따른 마스크패턴으로 노광하고, 이에 기초하여 상기 적어도 게이트를 형성하기 위한 층을 패터닝하는 공정을 포함하며,상기 복수의 영역의 각각에 대응하는 상기 마스크 패턴중 적어도 2개의 마스크패턴을 동일한 마스크에 갖는 마스크를 사용하여 노광하는 것을 특징으로 하는 표시장치용 어레이기판의 제조방법.
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