KR100271040B1 - 액정표시장치의 배선구조 및 그 제조방법(the line structure of the lcd and the method of manufacturing the same) - Google Patents
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Abstract
본 발명은 배선의 접착력을 향상시키기 위한 액정표시장치 제조방법을 제공한다.
그 액정표시장치는, 투명기관과 그 투명기판 위에 형성되는 금속배선에 있어서: 상기 투명기판과 금속배선 사이의 접착력을 향상시키 위하여, 상기 투명기판과 금속막 사이에 유기막을 개재하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 투명기판과 금속배선 사이의 접착력을 향상시키기 위하여, 상기 투명기판의 표면이 계면처리 되는 것을 특징으로 한다. 이때 상기 계면처리는 산소 또는 수소 등을 이용한 이온 빔(ion beam) 처리 또는. 플라즈마(plasma) 처리를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이에 따라 액정표시장치 하판의 구현에 있어서, 상기 투명기판과 금속배선 사이에 높은 접착력을 지니는 효과가 있다. 또한 상기 투명기판의 표면을 유기막으로 도포하게 되면, 표면 연마가 덜된 투명기판을 사용하여도 효과적인 액정표시장치 하판의 제조를 가능하게 하는 등의 효과가 있다.
Description
본 발명은 배선의 접착력이 향상된 액정표시장치에 관한 것이다. 특히 투명기판 위에 구리를 이용하여 액정표시장치의 게이트버스라인을 형성하는데 있어서, 상기 투명기판과 구리층 사이의 접착력을 향상시키기 위한 액정표시장치의 배선구조 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 액정표시장치(LCD)는 도 1에 도시된 바와 같이 상판(30)과 하판(10) 그리고, 상기 두 기판 사이에 채워져 있는 액정(20) 등으로 구성되어 있다. 상기 두 기판(10, 30)의 각 외면에는 가시광선을 선편광 시켜주는 편광판(11, 31)이 각각 부착되어 있다.
즉, 상기 상판(30)의 한쪽 면에 편광관(31)이 부착되어 있고, 편광판(31)이 부착되지 않은 반대 면은 칼라필터(32)와 공통전극(33)을 포함하여 구성된다. 또한 상기 하판(10)의 한쪽 면에 편광판(11)이 부착되어 있고, 편광판(11)이 부착되지 않은 반대 면은 다수의 게이트버스라인(12)과 게이트버스라인 패드부(12b), 다수의 데이터버스라인(13)과 데이터버스라인 패드부(13b), 스위칭소자(A) 그리고, 화소전극(15) 등을 포함하여 구성된다.
상기 액정표시장치 하판(10)의 구조를 도 2에 도시된 개략도를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
상기 다수의 게이트버스라인(12)은 서로 평행한 구조를 이루며, 상기 다수의 데이터버스라인(13)은 상기 다수의 게이트버스라인(12)과 서로 직교하는 매트리스구조를 이룬다. 그리고 상기 게이트버스라인(12)과 데이터버스라인(13)이 서로 직교하여 이루는 소정의 공간에는, 게이트버스라인(12)에서 분기되는 게이트전극(12a)과 상기 데이터버스라인(13)에서 분기되는 소스전극(13a)과 드레인전극(14)으로 이루어지는 TFT 스위칭소자(A)가 위치하며, 상기 화소전극(15)은 스위칭소자(A)의 출력단자인 드레인전극(14)과 접속된다.
상술한 액정표시장치 하판(10)의 제조공정을 도 3a ∼ 도 3f에 도시된 단면도를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
유리기판 등을 이용하여 액정표시장치 하판의 투명기판을 형성한다. 상기 투명기판 위에 구리(Cu)를 증착하여 구리(Cu) 금속막층을 형성한다. 상기 구리(Cu) 금속막층을 패터닝하고, 에천트를 이용하여 식각함으로써, 서로 평행한 다수의 게이트버스라인(12)과 게이트버스라인 패드부(12b) 그리고 상기 게이트버스라인(12)에서 분기하는 게이트전극(12a)을 형성한다 (도 3a).
상기 다수의 게이트버스라인(12)과 게이트전극(12a), 게이트버스라인 패드부(12b)를 포함하는 액정표시장치 기판에 다결정 실리콘(a-Si)과 계면특성이 좋고, 상기 게이트전극(12a)과 밀착성이 좋으며 절연 내압이 놈은 SiNx, SiOx 등을 이용하여 게이트절연막(16)을 형성한다 (도 3b).
상기 게이트전극(12a) 상단의 게이트절연막(16) 위에 다결정 실리콘(a-Si) 등을 이용하여 반도체층(17)을 형성한다. 상기 반도체층(17) 위에 반도체층(17)과 소스전극/드레인전극 사이에서의 양호한 오믹접촉을 위한 오믹 접촉층(18)을 형성한다 (도 3c).
상술한 기판의 전면에 구리(Cu)를 스퍼터링법으로 도포하여 구리 금속막층을 형성한다.
상기 구리(Cu) 금속막을 에천트를 이용하여 식각하여 상술한 게이트버스라인(12)의 형성방향과 수직한 방향을 지닌 다수의 데이터버스라인(13)이 형성된다. 이때, 상기 데이터버스라인(13)의 패턴 형성과 동시에 그 데이터버스라인(13)에서 분기되는 소스전극(13a)이 형성되고, 상기 소스전극(13a)과 대향하는 위치에 출력단자로써 기능을 수행하는 드레인전극(14)이 형성된다.
상기 상술한 각 일련의 과정에 의해 게이트버스라인(12), 게이트버스라인 패드부(12b), 데이터버스라인(13), 데이터버스라인 패드부(13b) 그리고, 게이트전극(12a), 반도체층(17), 소스전극(13a), 드레인전극(14) 등으로 구성된 TFT 구조의 스위칭소자(A)가 형성된다.
상술한 게이트버스라인(12), 데이터버스라인(13) 및, 스위칭소자(A)를 포함하는 액정표시장치 기판에 SiNx, SiOx, BCB(Benzocyclobutene) 등의 절연막을 도포하여 보호막(19)을 형성한다. 상기 보호막(19)의 하단에 존재하는 스위칭소자(A)의 출력단자인 드레인전극(14)의 일부가 노출되도록 그 보호막(19)의 일부를 제거하여 콘택홀을 형성한다(도 3e).
상기 콘택홀이 형성된 보호막(19)의 전면에 스퍼터링법 등을 이용하여 ITO(Indium Tin Oxide)막을 증착한다. 상기 ITO 막을 소정의 패턴으로 에칭함으로써 화소전극(15)을 형성한다. 이때 상기 화소전극(15)은 상술한 콘택홀을 통해 수위칭 소자(A)의 출력단자인 드레인전극(14)과 접촉된다 (도 3f). 상술한 각 일련의 과정을 포함하여 액정표시장치 하관의 제조공정이 이루어진다.
그러한 종래의 액정표시장치 하판의 제조 공정에 의하면, 배선을 형성하기 위하여 투명기판 위에 구리(Cu)를 이용하여 구리(Cu)막층을 형성하고 식각함으로써 서로 평행한 다수의 게이트버스라인(12)과 게이트버스라인 패드부(12b) 그리고 상기 게이트버스라인(12)으로부터 분기하는 게이트전극(12a)을 형성한다.
그러나, 상기 구리(Cu)를 이용하여 투명기판 위에 구리(Cu) 금속막을 형성시키는 과정에 있어서, 구리(Cu)와 상기 액정표시장치의 투명기판 사이에서는 접착력이 나쁘기 때문에 구리(Cu)를 이용한 액정표시장치외 게이트배선 형성에 어려움이 있다. 상기와 같은 어려움을 해결하기 위하여 종래에는 도 4에 도시한 바와 같이 구리(Cu) 금속 상·하에 크롬(Cr)이나 티타늄(Ti) 등의 메탈층(B)을 형성하여 액정 표시장치의 게이트배선을 형성하였다. 그러나 상기와 같은 방법을 이용하면 구리(Cu)와 투명기판사이의 접착력을 향상시킬 수는 있으나, 액정표시장치 제조과정에서 메탈층(B)을 형성하기 위한 추가 과정이 필요하게 되어 제작단가의 상승을 가져오며, 상기 메탈층(B)과 구리(Cu) 금속막의 연속 에칭에 따른 추가 에천트를 필요로 하게 되는 등의 어려움이 있다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위하여 발명된 것으로, 액정표시장치에 구리(Cu)금속을 이용하여 게이트전극(12a)과 게이트버스라인(12) 및 게이트버스라인 패드부(12b)를 형성하기 위하여, 메탈층(B)을 형성하지 않고도 액정표시장치의 투명기판과 상기 구리(Cu)금속 사이의 접착력을 향상시키기 위한 액정표시장치의 구조 및 그 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
제1도는 일반적인 액정표시장치의 구조를 나타내는 사시도.
제2도는 일반적인 액정표시장치 하판의 구조를 나타내는 개략도.
제3a ∼ 3f도는 종래의 액정표시장치 하판의 제조공정을 나타내는 공정단면도.
제4a ∼ 4b도는 종래의 액정표시장치 하판의 부분 제조공정을 나타내는 단면도.
제5a ∼ 5g도는 본 발명의 일 실시예애 따른 액정표시장치 하판의 제조공정을 나타내는 단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호 설명
10 : 액정표시장치 하판 11, 31 : 편광판
12, 12', 120 : 게이트버스라인 12a, 12a', 120a : 게이트전극
12b, 120b : 게이트버스라인 패드부 13, 130 : 데이터버스라인
13a, 130a : 소스전극 13b, 130b : 데이터버스라인 패드부
14, 140 : 드레인전극 15, 150 : 화소전극
19, 190 : 보호막 20 : 액정
30 : 액정표시장치 상판 32 : 칼라필터
33 : 공통전극 A : 스위칭소자
B : 메탈층 C : 유기막
이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 배선의 접착력이 향상된 액정 표시장치는, 투명기판과 그 투명기판 위에 형성되는 금속배선에 있어서 상기 투명기판과 금속배선 사이의 접착력을 향상시키 위하여, 상기 투명기판과 금속막 사이에 유기막을 개재하는 것을 특징으로 한다. 이때 상기 금속배선은 구리(Cu) 금속을 이용하여 형성되며, 상기 유기막은 폴리아미드(polyamide)나 또는 BCB(Benzocyclobutene) 등을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 투명기판과 그 투명기판 위에 형성되는 금속배선에 있어서 상기 투명기관과 금속배선 사이의 접착력을 향상시키기 위하여, 상기 투명기판의 표면은 계면처리 되는 것을 특징으로 한다. 이때 상기 계면처리는 산소 또는 수소 등을 이용한 이온 빔(ion beam) 처리나 또는, 플라즈마(plasma) 처리를 포함하는 것을 특징으로 한다.
[실시예 1]
도 5a ∼ 도 5b에 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치 하판 제조과정의 일부분을 나타내는 단면도가 도시된다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 액정표시장치 하판의 제조과정을 상세히 설명하면 다음과 같다.
유리등을 이용하여 투명기관을 형성한다. 상기 투명기판 위에 폴리아미드(polyamide) 또는 BCB(Benzocyclobutene) 등으로 유기막을 형성한다. 상기 유기막이 형성된 기판 위에 구리(Cu) 금속층을 형성한다(도 5a).
상기 기판 위에 형성된 금속층을 에칭함으로써 액정표시장치 기판에 다수의 게이트버스라인(120)과 게이트버스라인 패드부(120b) 그리고, 상기 게이트버스라인(120)으로부터 분기되는 게이트전극(120a)을 형성한다(도 5b).
상기 다수의 게이트버스라인(120)과 게이트전극(120a), 게이트버스라인 패드부(120b)를 포함하는 액정표시장치 기판에 SiNx, SiOx 등을 이용하여 게이트절연막(160)을 형성한다 (도 5c).
상기 게이트전극(120a) 상단의 게이트절연막(160) 위에 반도체층(170)을 형성한다. 상기 반도체층(170) 위에 오믹접촉을 위한 오믹 접촉층(180)을 형성한다 (도 5d).
상술한 기판의 전면에 구리(Cu)를 스퍼터링법으로 도포하여 구리 금속막층을 형성한다.
상기 구리(Cu) 금속막을 식각하여 상술한 다수의 게이트버스라인(120)의 형성방향과 수직한 방향을 지닌 다수의 데이터버스라인(130)과 그 데이터버스라인(130)에서 분기되는 소스전극(130a)을 형성하고, 상기 소스전극(130a)과 대향하는 위치에 출력단자로써 기능을 수행하는 드레인전극(140)을 형성한다(도 5e).
상기 상술한 각 일련의 과정에 의해 게이트버스라인(120), 게이트버스라인 패드부(120b), 데이터버스라인(130), 데이터버스라인 패드부(130b) 그리고, 게이트 전극(120a), 반도체층(170). 소스전극(130a), 드레인전극(140) 등으로 구성된 TFT 구조의 스위칭소자가 형성된다.
상술한 게이트버스라인(120), 데이터버스라인(130) 및, 스위칭소자를 포함하는 액정표시장치 기판에 SiNx, SiOx, BCB(Benzocyclobutene) 등의 절연막을 도포하여 보호막(190)을 형성한다. 상기 보호막(190)의 하단에 존재하는 스위칭소자의 출력단자인 드레인전극(140)의 일부가 노출되도록 그 보호막(190)의 일부를 제거하여 콘택홀을 형성한다(도 5f).
상기 콘택홀이 형성된 보호막(190)의 전면에 스퍼터링법 등을 이용하여 ITO(Indium Tin Oxide)막을 증착한다. 상기 IT0막을 소정의 패턴으로 에칭함으로써 화소전극(150)을 형성한다. 이때 상기 화소전극(150)은 상술한 콘택홀을 통해 스위칭소자의 출력단자인 드레인전극(140)과 접촉된다(도 5g). 상술한 각 일련의 과정을 포함하여 액정표시장치 하판의 제조공정이 이루어진다.
[실시예 2]
액정표시장치 하판 제조공정에 관한 또 다른 실시예를 설명하면 다음과 같다.
유리등을 이용하여 투명기판을 형성한다.
도면에 도시되지는 않았지만, 상기 투명기판의 표면을 계면처리한다. 이때 상기 투명기판 표면의 계면처리는 산소 또는 수소 둥을 이용한 이온 빔(ion beam) 처리를 이용하거나 또는, 플라즈마(plasma) 처리 등을 사용하여 실시된다.
상기 표면의 계면처리가 이루어진 투명기판 위에 구리(Cu) 금속막을 도포하여 금속층을 형성한다. 상기 구리(Cu) 금속층을 에칭 하여 다수의 게이트버스라인과 게이트버스라인 패드부 그리고 상기 게이트버스라인으로부터 분기되는 게이트전극을 형성한다.
상기 다수의 게이트버스라인과 게이트버스라인 패드부 그리고 게이트전극이 형성된 기판에 상기 실시예에서 설명한 게이트절연막, 반도체층, 오믹 접촉층, 데이터버스라인, 소스전극, 드레인전극, 보호막, 콘택홀 그리고, 화소전극 등을 형성하는 각 일련의 과정을 실시함으로써 액정표시장치 하판의 제조공정이 이루어진다.
이상에서 설명한 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 배선구조 및 그 제조방법에 의하면, 투명기판과 금속막 사이에 유기막을 개재하거나 또는, 투명기판의 표면을 이온 빔(ion beam) 처리과정이나 플라즈마(plasma) 처리과정을 통해 계면처리를 하게 된다.
그로인해, 상기 투명기판과 금속막 사이에 높은 접착력을 지니도록 하는 효과가 있다. 또한 상기 투명기판의 표면을 유기막으로 도포하게 되면, 표면 연마가 덜된 투명기판을 사용하여도 효과적인 액정표시장치 하판의 제조를 가능하게 하는 등의 효과가 있다.
이상에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 일 실시예에 의해 구체적으로 설명하였지만 본 발명은 이에 의해 제한된 것은 아니고, 당업자의 통상적인 지식의 범위 내에서 그 변형이나 개량이 가능하다.
Claims (12)
- 투명기판 위에 형성되는 금속배선에 있어서, 상기 금속배선은 Cu막으로 이루어지고, 상기 투명기파과 Cu막 사이의 접착력을 향상시키기 위하여, 상기 투명기판과 Cu 막 사이에 것을 유기막을 개재하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 유기막은 폴리아미드(polyamide)를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 유기막은 BCB(Benzocyclobutene)를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
- 투명기판과 Cu막 사이의 접착력을 향상시키기 위하여, 상기 투명기판의 표면에 유기막을 도포하는 단계와, 상기 유기막이 도포된 기판 위에 상기 Cu 막을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
- 제 4 항에 있어서, 상기 유기막은 폴리아미드(polyamide)를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치 제조방법.
- 제 4 항에 있어서, 상기 유기막은 BCB(Benzocyclobutene)를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치 제조방법.
- 투명기판과 Cu막 사이의 접착력을 향상시키기 위하여, 상기 투명기판의 표면은 계면처리 되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
- 제 7 항에 있어서, 상기 계면처리는 산소 또는 수소 등을 이용한 이온 빔(ion beam) 처리를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
- 제 7 항에 있어서, 상기 계면처리는 플라즈마(plasma) 처리를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
- 투명기판 표면의 계면처리 단계와, 상기 계면처리된 기판위에 Cu막을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치 제조방법.
- 제 10 항에 있어서, 상기 계면처리단계는 산소 또는 수소 등을 이용한 이온빔(ion beam) 처리단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치 제조방법.
- 제 10 항에 있어서, 상기 계면처리단계는 플라즈마(plasma) 처리단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치 제조방법.
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