KR100416585B1 - 박막트랜지스터액정표시장치의제조방법 - Google Patents
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Abstract
공정을 단순화하여 마스크의 개수를 감소시킬 수 있는 박막 트랜지스터 액정 표시 장치의 제조 방법에 관하여 개시한다. 본 발명은 기판 상에 ITO 및 제1 금속막을 연속으로 증착하고, 게이트 라인ㆍ게이트 패드ㆍ데이터 패드 및 픽셀 전극을 동시에 형성하는 단계와, 제2 금속막을 패터닝하여 박막 트랜지스터의 전극ㆍ데이터 라인 및 스토리지 커패시터의 전극을 형성하는 단계와, 상기 박막 트랜지스터의 전극을 마스크로 상기 제1 도전형 실리콘막을 식각하는 단계와, 상기 픽셀 전극ㆍ게이트 패드 및 상기 데이터 패드의 표면을 노출하는 개구부를 형성하는 단계를 이용하여 공정을 단순화한다. 따라서, 제조 공정이 용이하고 사용하는 마스크의 개수가 적기 때문에 생산성 면에서도 매우 유리하고, 박막 트랜지스터 액정 표시 장치의 제조 원가를 감소하는 장점이 있다.
Description
본 발명은 박막 트랜지스터 액정 표시 장치의 제조 방법에 관한 것으로, 특히 공정을 단순화하여 마스크의 개수를 감소시킬 수 있는 박막 트랜지스터 액정 표시 장치의 제조 방법에 관한 것이다.
현재 사용되고 있는 화상 표시 장치로는 음극선관(CRT)과 평판 소자인 액정 표시 장치(LCD), 플라즈마 표시 장치(PDP), 형광 표시장치(VFD) 등이 있다.
상기 화상 표시 장치중 음극선관은 화질 및 밝기의 측면에서는 타 소자에 비해 월등히 우수한 성능을 가지고 있으나 현재 대형화되는 추세에 적용하기에는 부피가 너무 크고, 무게가 너무 무겁다는 단점이 있다.
반면에 최근, 문자나 도형 등의 필요한 정보를 표시하기 위한 평면형 화상 표시 장치로 사용되고 있는 액정 표시 장치(LCD)는 저소비 전력, 저전압구동력, 박형, 경량의 장점을 갖는 특징으로 특히, 주로 노트북형 PC와 같은 사무기기 등에 널리 적용되고 있으며, 그 표시화면이 점차 대형화되어감으로써 대량의 정보를 한 화면에 나타낼 수 있도록 되어 향후 벽걸이용 TV에 까지 그 적용범위가 확대될 것으로 기대되고 있다.
일반적인 액정 표시 장치(LCD)는 액정층의 전후에 액정층을 전기적으로 제어하는 전극과 입사광의 투과율을 제어하는 편광 소자로 이루어져, 액정의 전기 광학적 효과에 의해 화상을 표시하는 화상 표시 장치이다.
이러한 액정 표시 소자는 화상 표시 상태에 따라 모노 크롬형과 칼라형으로 구별될 수 있으며, 광원과 관찰자의 위치에 따라 반사형과, 투과형으로 구별되는가 하면, 그 구동 구조에 따라 단순 매트릭스형과 능동형 매트릭스(active matrix) 형으로 구별된다.
액정의 전기 광학적 성질을 이용하는 액정 표시장치에 있어서 기본적 구동원리는 외부의 전압인가 여부에 따라 전계(electric field)의 영향을 받은 액정의 배열이 변화하며, 그 배열의 변화에 따라 액정표시장치에 유입되는 외부의 광이 차단 및 투과되어 화상을 형성하게 된다. 능동형 매트릭스형이 단순 매트릭스형에 비하여 화질 및 응답속도 면에서 우수한데 박막 트랜지스터 액정 표시 장치(TFT LCD)가 여기에 속한다.
상기 액티브 매트릭스 액정 표시 장치는 매트릭스 형태로 배열된 각화소에 비선형 특성을 갖춘 능동 소자를 부가하여 이 소자의 스위칭 특성을 이용하여 각 화소의 동작을 제어한다. 능동 소자로는 통상 3단자형인 박막트랜지스터 (Thin Film Transistor)가 이용되며, 2단자형인 MIM(Metal Insulator Metal)등 박막다이오드(Thin Film Diode;TFD)가 사용되기도 한다. 이러한 액티브 소자를 이용한 액티브 매트릭스 액정표시장치에는, 화소 어드레스 배선과 함께 수 만개 내지 수백 만개가 유리 기판 상에 집적화되어서, 스위칭 소자로서 작용하는 박막 트랜지스터와 함께 매트릭스 구동 회로를 구성한다.
박막 트랜지스터 액정 표시 장치는 정보를 표현하는 패널부와 패널부의 정보를 볼 수 있게 해주는 백라이트(backlight) 광원부로 구성되어 있다.
박막 트랜지스터 액정 표시 장치의 패널은 각 픽셀(pixel)에 R, G, B의 칼라 필터(color Filter)를 부착한 구조로 되어 있으며, 스위칭 트랜지스터는 박막 트랜지스터로 구성된다. 박막 트랜지스터는 MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)구조를 가지는 게이트(gate), 드레인(drain), 소스(source)로 구성된다.
백라이트는 아크릴 계통의 도광판을 중심으로 그 하부에는 빛을 상측 방향으로만 진행하는 반사판이 있고, 그 상부에는 확산판, 프리즘 등의 다수개의 시트(Sheet)로 이루어진 백라이트 시트로 구성되어 있다.
최근 박막 트랜지스터 액정 표시 장치의 생산이 증가함에 따라서, 대량 생산이 이루어지게 있으며 노트북형 PC와 같은 사무기기 등에 널리 적용되고 있다. 그런데, 이러한 대량 생산에 대응하여 박막 트랜지스터 액정 표시 장치의 생산 원가를 낮추기 위한 노력이 요구되고 있다. 이에 대응하여 여러 가지 공정의 단순화 방법이 고안되고 있는 실정이다.
따라서, 본 발명의 목적은 공정을 단순화하여 마스크의 개수를 감소시킬 수 있는 박막 트랜지스터 액정 표시 장치의 제조 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 기판 상에 ITO 및 제1 금속막을 연속으로 증착하는 단계, 상기 제1 금속막을 패터닝하여 게이트 라인, 게이트 패드, 데이터 패드 및 픽셀 전극을 동시에 형성하는 단계, 상기 결과물에 게이트 절연막, 실리콘막 및 제1 도전형의 실리콘막을 순서대로 증착하는 단계, 상기 실리콘막 및 상기 제1 도전형의 실리콘막을 패터닝하여 활성 영역을 형성하면서, 동시에 상기 게이트 라인과 상기 픽셀 전극 사이에 활성 영역 패턴을 형성하는 단계, 상기 게이트 절연막을 패터닝하여 상기 픽셀 전극 및 상기 데이터 패드의 소정 부분을 노출하는 접촉창들을 각각 형성하는 단계, 상기 결과물의 전면에 제2 금속막을 형성하는 단계, 상기 제2 금속막을 패터닝하여 박막 트랜지스터의 전극, 데이터 라인 및 스토리지 커패시터의 전극을 형성하고, 동시에 상기 접촉창에 의하여 노출된 픽셀 전극 및 데이터 패드 일부분의 제 1 금속막을 식각하는 단계, 상기 박막 트랜지스터의 전극을 마스크로 상기 제1 도전형 실리콘막을 식각하는 단계, 상기 결과물의 전면에 보호막을 증착하는 단계, 상기 보호막 및 상기 게이트 절연막을 식각하여, 상기 픽셀 전극, 게이트 패드 및 상기 데이터 패드의 표면을 노출하는 개구부를 형성하는 단계, 및 상기 노출된 게이트 패드 및 데이터 패드의 제 1 금속막을 식각하는 단계를 포함한다.
바람직하게는, 상기 게이트 절연막은 실리콘 질화막인 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.
실시예 1
제1도 내지 제4도는 본 발명의 제1 실시예에 의하여 박막 트랜지스터 액정 표시 장치를 제조하는 방법을 순서대로 보여주는 평면 배치도들이다.
제1도는 게이트 라인 및 활성 영역을 형성하는 단계를 나타낸다. 상세하게, 글라스 등과 같은 기판 상에 ITO 및 제1 크롬막을 연속으로 증착하고, 제1 마스크 패턴을 이용하여 게이트 라인(1)ㆍ게이트 패드(3)ㆍ데이터 패드(5) 및 픽셀(pixel) 전극(7)을 동시에 형성한다. 이어서, 상기 결과물에 실리콘 질화막ㆍ비정질 실리콘막 및 n+비정질 실리콘막을 증착하고, 제2 마스크 패턴을 이용하여 활성 영역(9)을 형성한다. 이때, 상기 게이트 라인(1)과 상기 픽셀 전극(7) 사이에 추가의 활성 영역 패턴(11)을 형성하여 이후에 형성될 스토리지 커패시터 부분의 단차를 줄여주도록 한다.
제2도는 제3 마스크 패턴을 이용하여 상기 픽셀 전극(7) 및 상기 데이터 패드(5)의 표면을 각각 노출하는 제1 접촉창(13) 및 제2 접촉창(15)을 형성하는 단계를 나타낸다.
제3도는 상기 결과물의 전면에 제2 크롬막을 형성하고, 제4 마스크 패턴을 마스크로 상기 제2 크롬막을 식각하여 박막 트랜지스터의 전극(17), 데이터라인(19) 및 스토리지 커패시터의 전극(21)을 형성하는 단계를 나타낸다. 이때, 상기 제2 접촉창(15)에 노출된 제1 크롬막도 식각하고, 상기 박막 트랜지스터의 전극(17)을 마스크로 상기 n+비정질 실리콘막을 식각한다.
제4도는 상기 결과물의 전면에 보호막을 증착하고, 제5 마스크 패턴을 마스크로 상기 보호막 및 실리콘 질화막을 식각하여 상기 픽셀 전극(7), 게이트 패드(3) 및 상기 데이터 패드(7)의 표면을 노출하는 개구부(23, 25, 27)를 형성한다. 이어서, 상기 게이트 패드(3) 및 상기 데이터 패드(7)의 노출된 제1 크롬막을 식각하여 하부에 ITO 만을 남긴다.
이상 본 발명의 제1 실시예에 의하여 박막 트랜지스터 액정 표시 장치를 제조하는 방법을 설명하였다. 본 발명의 제1 실시예에 의해서 박막 트랜지스터 액정 표시 장치를 적은 수의 마스크를 사용하여 용이하게 제조할 수 있다.
또한, 제조 공정이 용이하고 사용하는 마스크의 개수가 적기 때문에 생산성 면에서도 매우 유리하고, 박막 트랜지스터 액정 표시 장치의 제조 원가를 감소하는 장점이 있다.
실시예 2
제5도 내지 제7도는 본 발명의 제2 실시예에 따라 박막 트랜지스터 액정 표시 장치를 제조하는 방법을 순서대로 보여주는 평면 배치도들이다.
제5도는 상기 제1도의 단계를 실시한 후에 제3 마스크 패턴을 이용하여 상기 실리콘 질화막을 식각하여 상기 픽셀 전극(7)의 표면을 노출하는 제1 접촉창(13)과, 동시에 상기 게이트 패드(3) 및 데이터 패드(5) 부분을 넓게 노출하는 제2 접촉창 영역(31)을 형성하는 단계를 나타낸다.
제6도는 상기 결과물의 전면에 제2 크롬막을 형성하고, 제4 마스크 패턴을 마스크로 상기 제2 크롬막을 식각하여 박막 트랜지스터의 전극(17)ㆍ데이터 라인(19) 및 스토리지 커패시터의 전극(21)을 형성하는 단계를 나타낸다. 이때, 상기 제2 접촉창 영역(31)에 의하여 노출된 제1 크름막도 식각하여 상기 ITO를 노출하고, 상기 박막 트랜지스터의 전극(17)을 마스크로 상기 n+비정질 실리콘막을 식각한다.
제7도는 상기 결과물의 전면에 보호막을 증착하고, 제5 마스크 패턴을 마스크로 상기 보호막을 식각하여 상기 픽셀 전극(7), 게이트패드(3) 및 상기 데이터 패드(7)의 표면을 노출하는 개구부(23, 25, 27)를 형성한다.
이상, 제2 실시예에 의하여서 상기 제1 실시예와 동일한 구조를 가지는 박막 트랜지스터 액정 표시 장치를 형성할 수 있다. 따라서, 본 발명의 제2 실시예도 상기 제1 실시예와 동일한 효과를 가진다.
실시예 3
제8도 내지 제10도는 본 발명의 제3 실시예에 따라 박막 트랜지스터 액정 표시 장치를 제조하는 방법을 순서대로 보여주는 평면 배치도들이다.
제8도는 게이트 라인 및 활성 영역을 형성하는 단계를 나타낸다. 상세하게, 글라스 등과 같은 기판 상에 ITO 및 제1 크롬막을 연속으로 증착하고, 제1 마스크패턴을 이용하여 게이트 라인(1), 게이트 패드(3), 데이터 패드(5) 및 픽셀 전극(7)을 동시에 형성한다. 이어서, 상기 결과물에 실리콘 질화막ㆍ비정질 실리콘막 및 n+비정질 실리콘막을 증착하고, 제2 마스크 패턴을 이용하여 활성 영역(9)을 형성한다. 이때, 상기 게이트 라인(1)과 상기 픽셀 전극(7)에 걸쳐서 스토리지 커패시터 부분의 커패시터 영역(33)을 형성하고, 상기 활성 영역(9) 및 상기 커패시터 영역(33)을 제외한 부분들의 상기 실리콘 질화막도 식각한다.
제9도는 상기 결과물의 전면에 크롬이 아닌 다른 금속막을 형성하고, 제3 마스크 패턴을 마스크로 상기 다른 금속막을 식각하여 박막 트랜지스터의 전극(17)ㆍ데이터 라인(19) 및 스토리지 커패시터의 전극(21)을 형성하는 단계를 나타낸다. 이때, 상기 박막 트랜지스터의 전극(17)을 마스크로 상기 n+비정질 실리콘막을 식각한다.
제10도는 상기 결과물의 전면에 보호막을 증착하고, 제4 마스크 패턴을 마스크로 상기 보호막 및 상기 실리콘 질화막을 식각하여 상기 픽셀 전극(7), 게이트 패드(3) 및 상기 데이터 패드(7)의 표면을 노출하는 개구부(23, 25, 27)를 형성한다. 이어서, 상기 게이트 패드(3) 및 상기 데이터 패드(7)의 노출된 제1 크롬막을 식각하여 하부에 ITO 만을 남긴다.
본 발명의 제3 실시예는 상기 제1 및 제2 실시예 보다도 하나가 적은 수의 마스크를 사용하여 박막 트랜지스터 액정 표시 장치를 제조할 수 있기 때문에 생산성 면에서 더욱 유리하고, 박막 트랜지스터 액정 표시 장치의 제조 원가를 감소하는 효과가 우수한 장점이 있다.
이상, 실시예를 통하여 본 발명을 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야에서 통상의 지식으로 그 변형이나 개량이 가능하다.
제1도 내지 제4도는 본 발명의 제1 실시예에 의하여 박막 트랜지스터 액정 표시 장치를 제조하는 방법을 순서대로 보여주는 평면 배치도들이다.
제5도 내지 제7도는 본 발명의 제2실시예에 따라 박막 트랜지스터 액정 표시 장치를 제조하는 방법을 순서대로 보여주는 평면 배치도들이다.
제8도 내지 제10도는 본 발명의 제3 실시예에 따라 박막 트랜지스터 액정 표시 장치를 제조하는 방법을 순서대로 보여주는 평면 배치도들이다.
Claims (3)
- 기판 상에 ITO 및 제1 금속막을 연속으로 증착하는 단계;상기 제1 금속막을 패터닝하여 게이트 라인, 게이트 패드, 데이터 패드 및 픽셀 전극을 동시에 형성하는 단계;상기 게이트 라인, 게이트 패드, 데이터 패드 및 픽셀 전극이 형성된 기판상에 게이트 절연막, 실리콘막 및 도전성 실리콘막을 순서대로 증착하는 단계;상기 실리콘막 및 상기 도전성 실리콘막을 패터닝하여 활성 영역을 형성하는 단계;상기 게이트 절연막을 패터닝하여 상기 픽셀 전극 및 상기 데이터 패드의 소정 부분을 노출하는 접촉창들을 각각 형성하는 단계;상기 활성 영역 및 접촉창이 형성된 기판 상부 전면에 제2 금속막을 형성하는 단계;상기 제2 금속막을 패터닝하여 박막 트랜지스터의 전극, 데이터 라인 및 스토리지 커패시터의 전극을 형성하고, 동시에 상기 접촉장에 의하여 노출된 픽셀 전극 및 데이터 패드 일부분의 제 1 금속막을 식각하는 단계;상기 박막 트랜지스터의 전극을 마스크로 상기 도전성 실리콘막을 식각하는 단계;상기 결과물의 전면에 보호막을 증착하는 단계;상기 보호막 및 상기 게이트 절연막을 식각하여, 상기 픽셀 전극, 게이트 패드 및 상기 데이터 패드의 표면을 노출하는 개구부를 형성하는 단계; 및상기 노출된 게이트 패드 및 데이터 패드의 제 1 금속막을 식각하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터 액정 표시 장치의 제조 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 게이트 절연막은 실리콘 질화막인 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터 액정 표시 장치의 제조 방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 실리콘막 및 상기 도전성 실리콘막을 패터닝하여 활성 영역을 형성하는 단계시, 상기 게이트 라인과 상기 픽셀 전극 사이에 활성 영역 패턴을 형성하는 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터 액정 표시 장치의 제조방법.
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