KR100458122B1 - Method for manufacturing a ductile mim device of lcd - Google Patents
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Abstract
본 발명은 액정 표시장치의 연성 MIM 소자 제조방법에 관한 것으로, 특히 이 방법은 투명 플라스틱 기판 상부에 연성 금속물질로서 알루미늄으로 하부 전극을 형성하고, 투명 플라스틱 기판 상부에 하부 전극의 일부 상측면이 드러나는 절연막용 포토레지스트 패턴을 형성하고 하부 전극의 상측면에 절연막을 형성한 후에, 포토레지스트 패턴을 제거한다. 그리고 투명 플라스틱 기판 상부에 절연막의 상측면과 소정의 기판 표면이 드러나는 상부 전극용 포토레지스트 패턴을 형성하고, 결과물 전면에 하부 전극과 동일한 연성 금속물질인 알루미늄을 증착하고나서 리프트-오프로 포토레지스트 패턴과 그 상부에 증착된 알루미늄을 제거하여 상부 전극을 형성한다. 그러므로, 본 발명은 상부 전극과 하부 전극을 동일한 연성의 금속 물질로 형성함으로써 연성의 플라스틱 기판으로의 스트레스를 낮추어 플라스틱 기판의 변형과 하부 전극의 균열을 방지한다. 그리고, 본 발명의 MIM 소자는 절연막이 한 개이고 상부 전극과 하부 전극이 동일한 물질로 형성된 기본 대칭 구조를 갖기 때문에 제조 공정을 단순화하며 MIM 소자의 I-V 특성 곡선에서 대칭성을 이룬다.The present invention relates to a method for manufacturing a flexible MIM device of a liquid crystal display, and in particular, the method forms a lower electrode of aluminum as a flexible metal material on a transparent plastic substrate, and partially exposes an upper side of the lower electrode on the transparent plastic substrate. After forming the photoresist pattern for the insulating film and forming the insulating film on the upper side of the lower electrode, the photoresist pattern is removed. A photoresist pattern for the upper electrode is formed on the transparent plastic substrate, and the upper surface of the insulating layer and a predetermined substrate surface are exposed, and the photoresist pattern is lift-off after depositing aluminum, the same soft metal material as the lower electrode, on the entire surface of the resultant. And the aluminum deposited on the upper portion is removed to form the upper electrode. Therefore, the present invention forms the upper electrode and the lower electrode with the same soft metal material to lower the stress on the flexible plastic substrate, thereby preventing deformation of the plastic substrate and cracking of the lower electrode. In addition, the MIM device of the present invention has a basic symmetrical structure in which one insulating film and the upper electrode and the lower electrode are made of the same material simplifies the manufacturing process and achieves symmetry in the I-V characteristic curve of the MIM device.
Description
본 발명은 액정 표시장치의 제조방법에 관한 것으로서, 특히 MIM-LCD(Metal-Insulator-Metal Liquid Crystal Display)에서 MIM 소자를 간단하게 제조할 수 있는 액정 표시장치의 연성 MIM 소자 제조방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing a liquid crystal display device, and more particularly, to a method of manufacturing a flexible MIM device of a liquid crystal display device capable of simply manufacturing a MIM device in a metal-insulator-metal liquid crystal display (MIM-LCD).
최근 무선 통신 및 전자 기술의 발달로 인하여 이동통신 분야가 괄목할만하게 성장하고 있는데, IMT-2000 등의 차세대 이동통신 서비스에서는 동영상 등 고품위의 서비스를 제공할 것으로 기대된다.Recently, due to the development of wireless communication and electronic technology, the mobile communication field is growing remarkably. Next generation mobile communication services such as IMT-2000 are expected to provide high quality services such as video.
동영상 서비스를 제공하기 위해 필요한 기능은 여러 가지가 있는데, 그중 고품질의 표시장치가 중요한 역할을 한다. 이러한 표시장치에서는 고속 응답, 저소비 전력, 풀 컬러(full color) 등 고품질의 기능이 요구된다. 따라서 이러한 고품질의 기능을 수행할 수 있는 표시 소자로, TFT(Thin Film Transistor)-LCD가 많은 주목을 받고 있다. 그러나 TFT-LCD는 고가의 제작 단가와 높은 소비전력을 요구하기 때문에 낮은 보급 가격과 낮은 전력소모가 요구되는 이동통신기기에 적용되기까지는 문제점이 있다.There are many functions required to provide a video service, of which a high quality display device plays an important role. Such display devices require high quality functions such as high speed response, low power consumption, and full color. Therefore, TFT (Thin Film Transistor) -LCD has attracted much attention as a display device capable of performing such a high quality function. However, since TFT-LCDs require expensive manufacturing cost and high power consumption, there is a problem until they are applied to mobile communication devices requiring low supply cost and low power consumption.
그래서 MIM-LCD가 주목받고 있는데, 이 소자는 TFT-LCD에 비해 약 1/7 정도의 낮은 소비전력, 낮은 제작 단가 등의 많은 장점을 갖고 있어 차세대 IMT-2000용 액정 표시장치로 기대된다.Therefore, MIM-LCD is attracting attention, and this device has many advantages such as low power consumption and low manufacturing cost of about 1/7 compared to TFT-LCD, and is expected to be a liquid crystal display device for the next generation IMT-2000.
도 1a 및 도 1b는 종래 기술에 의한 MIM-LCD의 MIM 소자의 기본 레이아웃과, A-A' 선으로 자른 수직 단면도이다.1A and 1B are a basic layout of a MIM element of a MIM-LCD according to the prior art, and a vertical sectional view taken along the line A-A '.
도 1a 및 도 1b를 참조하면, MIM 소자는 유리 기판(10) 상부에 하부 전극(12), 절연막(14), 및 상부 전극(16)이 순차적으로 적층되어 있다. 그리고, 상부 전극(16)의 일 부분은 화소 전극(18)의 일부와 중첩되어 화소 전극(18)에 연결된다.1A and 1B, in the MIM device, a lower electrode 12, an insulating layer 14, and an upper electrode 16 are sequentially stacked on a glass substrate 10. One portion of the upper electrode 16 overlaps a portion of the pixel electrode 18 and is connected to the pixel electrode 18.
도 2a 내지 도 2c는 종래 기술의 MIM-LCD의 MIM 소자를 형성하기 위한 공정 순서도로서, 이들 도면을 참조하면 종래 기술에 의한 MIM 소자의 제조 방법은 다음과 같다.2A to 2C are process flowcharts for forming a MIM device of a MIM-LCD of the prior art. Referring to these drawings, a method of manufacturing a MIM device according to the prior art is as follows.
우선 도 2a에 도시된 바와 같이, 유리 기판(10) 상부에 도전성 금속으로서 탄탈륨(Ta)을 증착하고 이를 패터닝하여 하부 전극(12)을 형성한다.First, as shown in FIG. 2A, tantalum (Ta) is deposited as a conductive metal on the glass substrate 10 and patterned to form a lower electrode 12.
그리고 도 2b에 도시된 바와 같이, 하부 전극(12)의 상측면을 덮도록 절연막(14)을 형성한다. 이때 절연막(14)으로서 스퍼터링 또는 양극 산화로 탄탈륨산화막(Ta2O5)을 형성한다. 혹은 실리콘질화막(SiN)으로 형성할 수 있다.As shown in FIG. 2B, the insulating film 14 is formed to cover the upper surface of the lower electrode 12. At this time, the tantalum oxide film Ta2O5 is formed as the insulating film 14 by sputtering or anodization. Alternatively, it may be formed of a silicon nitride film (SiN).
그 다음 도 2c에 도시된 바와 같이, 절연막(14)의 상측면을 덮도록 도전성 금속으로서 크롬(Cr) 또는 티타늄(Ti)을 증착하고 이를 패터닝하여 상부 전극(16)을 형성한다.Next, as shown in FIG. 2C, chromium (Cr) or titanium (Ti) is deposited as a conductive metal to cover the upper surface of the insulating layer 14 and patterned to form the upper electrode 16.
그리고나서 도면에 미도시되었지만, 상부 전극(16) 및 유리 기판(10)에 상부 전극(16)과 일 부분 중첩되고 하부 전극(12)과 연결되도록 화소 전극(18)을 형성한다. 이때, 화소 전극(18)은 ITO(Indium Thin Oxide) 등으로 된 투명 도전막을 사용한다. 만약 제조 공정에서 유리 기판(10)에 이미 화소 전극(18)이 부착된 제품을 사용할 경우에는 화소 전극(18) 제조 공정을 생략할 수 있다.Then, although not shown in the drawing, the pixel electrode 18 is formed on the upper electrode 16 and the glass substrate 10 to partially overlap the upper electrode 16 and to be connected to the lower electrode 12. In this case, the pixel electrode 18 uses a transparent conductive film made of indium thin oxide (ITO) or the like. If a product in which the pixel electrode 18 is already attached to the glass substrate 10 is used in the manufacturing process, the manufacturing process of the pixel electrode 18 may be omitted.
상기와 같은 구조를 갖는 MIM-LCD는 TFT-LCD와 같이 우수한 표시 성능을 발휘하기 위해서 우수한 I-V(전류-전압) 특성이 실현되어야만 한다. 즉, 순방향으로 전압을 인가할 때와 역방향으로 전압을 인가할 때 I-V 특성 곡선에서 대칭이 이루어져야한다. 이러한 대칭성은 동영상의 표시장치에서 잔상(image sticking) 현상을 방지할 수 있는 중요한 요소이다.The MIM-LCD having such a structure must realize excellent I-V (current-voltage) characteristics in order to exhibit excellent display performance like a TFT-LCD. That is, symmetry must be made in the I-V characteristic curve when the voltage is applied in the forward direction and when the voltage is applied in the reverse direction. This symmetry is an important factor that can prevent image sticking in a video display device.
하지만, 종래 기술에 의한 MIM-LCD에 있어서 상부전극과 하부전극의 재료가 다를 경우 I-V 특성의 비대칭성이 나타날 수 있다. 즉, 종래에는 하부 전극(12)의 물질로 거의 탄탈륨을 사용하고 상부 전극(16)의 물질로 크롬 또는 티타늄을 사용하고 있기 때문에 하부 전극(12)과 절연막(14) 및 상부 전극(16) 사이의 일함수(work function) 차이에 의해 I-V 특성 곡선에서 비대칭이 이루어진다.However, in the prior art MIM-LCD, if the material of the upper electrode and the lower electrode is different, the asymmetry of the I-V characteristics may appear. That is, conventionally, since tantalum is almost used as the material of the lower electrode 12, and chromium or titanium is used as the material of the upper electrode 16, the lower electrode 12 and the insulating film 14 and the upper electrode 16 are separated. The asymmetry in the IV characteristic curve is due to the difference in the work function of.
그러므로, I-V 특성 곡선에서 대칭성을 개선하기 위한 많은 연구 및 개발이 이루어지고 있고 그 결과, 다음과 같이 MIM 소자의 구조를 변경해서 레이아웃을 개선하게 되었다.Therefore, many researches and developments have been made to improve the symmetry in the I-V characteristic curve, and as a result, the layout has been improved by changing the structure of the MIM device as follows.
도 3a 내지 도 3c는 종래 기술에 의한 MIM-LCD에서 I-V 대칭성을 개선한 MIM 소자의 다양한 레이아웃들이다. 도 3a는 MIM 소자에서 하부 전극(12)과 교차된 상부 전극(16)이 화소 전극(18)의 양쪽 부분과 연결되는 브릿지 구조를 나타낸 것이다. 도 3b는 MIM 소자에서 하부 전극(12)과 교차된 상부 전극(16)이 상/하로 나누어지고 중간 부위에 화소 전극(18)이 상부 전극(16)과 연결되는 더블 브렌치 구조를 나타낸 것이다. 도 3c는 MIM 소자에서 하부 전극(12)과 교차된 상부 전극(16)이 화소 전극(18)과 연결되지 않고 대신에 이격된 다른 하부 전극(12)이 화소전극(18)과 연결된 탄뎀(tandem) 구조를 나타낸 것이다.3A to 3C are various layouts of the MIM device with improved I-V symmetry in the prior art MIM-LCD. 3A illustrates a bridge structure in which the upper electrode 16 intersecting the lower electrode 12 is connected to both portions of the pixel electrode 18 in the MIM device. 3B illustrates a double branch structure in which the upper electrode 16 intersecting the lower electrode 12 is divided up and down in the MIM device, and the pixel electrode 18 is connected to the upper electrode 16 at an intermediate portion thereof. FIG. 3C illustrates a tandem in which the upper electrode 16 intersecting the lower electrode 12 is not connected to the pixel electrode 18 in the MIM device, but instead the other lower electrode 12 spaced apart is connected to the pixel electrode 18. ) Shows the structure.
개선된 레이아웃들 중에서 MIM 소자의 탄뎀 구조를 보면, 상부 전극-절연막-하부전극-절연막-상부전극-절연막-상부전극의 수직 구조를 갖기 때문에 동일한 재질로 이루어진 양끝의 상부 전극 및 절연막이 하부 전극-절연막-상부전극을 사이에 두고 대칭하는 구조로 되어 있기 때문에 I-V 특성 곡선에서 대칭성을 얻을 수 있다.하지만, 그 제조 공정이 복잡하기 때문에 제조 단가가 높아진다. 그리고 소자 동작시 2개의 절연막을 통과해야하기 때문에 많은 양의 전류를 공급해야 하므로 소비 전력이 높아지는 단점이 있다.Among the improved layouts, the tandem structure of the MIM device has a vertical structure of an upper electrode, an insulating film, a lower electrode, an insulating film, an upper electrode, an insulating film, and an upper electrode. Since the structure is symmetrical with the insulating film-upper electrode interposed therebetween, symmetry can be obtained from the IV characteristic curve. However, the manufacturing cost is high because the manufacturing process is complicated. In addition, since a large amount of current must be supplied since two insulating films must pass through the device, power consumption increases.
그리고 브릿지 구조, 더블 브렌치 구조, 탄뎀 구조의 개선된 레이아웃의 경우에는 도 1a의 기본 레이아웃보다는 복잡하고 면적을 많이 차지하기 때문에 표시장치의 개구율이 현저히 낮아진다.In the case of the improved layout of the bridge structure, the double branch structure, and the tandem structure, the aperture ratio of the display device is significantly lowered because it is more complicated and occupies more area than the basic layout of FIG. 1A.
또한, 최근에는 이동통신 기기의 경량화 추세에 맞추어 액정 표시장치의 투명 기판의 재질이 유리에서 연성의 플라스틱으로 대체되어 가고 있는데, 하부 전극의 금속 물질로 사용되고 있는 탄탈륨은 연성 플라스틱 기판에는 적합하지 못하다. 즉, 탄탈륨은 막의 스트레스가 높고 열팽창 계수가 6.5 ppm/℃로 플라스틱 기판(수십∼수백 ppm/℃)과 현저히 차이가 나므로 공정 중에서 기판의 변형이 일어나고 전극 박막에 균열이 발생하게 된다.In addition, in recent years, in accordance with the trend of lightening of mobile communication devices, transparent substrates of liquid crystal displays have been replaced with soft plastics from glass. Tantalum, which is used as a metal material of the lower electrode, is not suitable for flexible plastic substrates. That is, since tantalum has a high stress of the film and a coefficient of thermal expansion of 6.5 ppm / 占 폚, which is remarkably different from a plastic substrate (several tens to hundreds of ppm / 占 폚), deformation of the substrate occurs in the process and cracks of the electrode thin film.
이를 개선하기 위해 Ta에 연성 금속으로서 알루미늄(Al)을 첨가하여 막의 스트레스를 완화한 기술이 R. Baeuerle et al 등에 의해 SID 99 Digest, 14페이지에 발표된 논문 "A MIM driven Siplay with Color filter on 2" diagonal Plasticsubstrates"에 게재되어 있다. 그러나, 합금 박막을 형성하기 위해서는 특수한 박막 증착 장비가 필요하고 약간의 조건 변화에도 막의 조성비가 변할 수 있기 때문에 결과적으로 생산성이 떨어지는 문제점이 있었다.In order to improve this, the technique of relieving film stress by adding aluminum (Al) as a soft metal to Ta is described by R. Baeuerle et al. In SID 99 Digest, page 14, "A MIM driven Siplay with Color filter on 2". However, in order to form an alloy thin film, a special thin film deposition equipment is required and the composition ratio of the film may change even with slight change of conditions, resulting in a problem of low productivity.
본 발명의 목적은 이와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 상부 전극과 하부 전극을 동일한 연성의 금속 물질로 형성함으로써 연성의 투명 플라스틱 기판으로의 스트레스를 낮추어 플라스틱 기판의 변형과 하부 전극의 균열을 방지하면서 제조 공정을 단순화하며 MIM 소자의 I-V 특성 곡선에서 대칭성을 이루는 액정 표시장치의 연성 MIM 소자 제조방법을 제공하고자 한다.The purpose of the present invention is to reduce the stress on the flexible transparent plastic substrate by preventing the deformation of the plastic substrate and cracking of the lower electrode by forming the upper electrode and the lower electrode of the same soft metal material to solve the problems of the prior art To simplify the manufacturing process and to achieve symmetry in the IV characteristic curve of the MIM device to provide a method of manufacturing a flexible MIM device of the liquid crystal display.
이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 액정 표시장치에 구비된 하부 전극-절연막-상부 전극 소자를 형성하는 방법에 있어서, 투명 플라스틱 기판 상부에 알루미늄 또는 ITO의 연성 금속물질로 하부 전극을 형성하는 단계와, 하부 전극이 형성된 투명 플라스틱 기판 상부에 하부 전극의 일부 상측면이 드러나도록 포토레지스트 패턴을 형성하고, 하부 전극의 상측면에 절연막을 형성하는 단계와, 포토레지스트 패턴을 제거하는 단계와, 절연막이 형성된 투명 플라스틱 기판 상부에 절연막의 상측면과 기판 표면이 드러나도록 포토레지스트 패턴을 형성하고, 결과물 전면에 하부 전극과 동일한 연성 금속물질을 증착하는 단계와, 포토레지스트 패턴과 그 상부에 증착된 연성 금속물질을 리프트-오프로 제거하여 절연막의 상측면과 기판 표면에 상부 전극을 형성하는 단계를 포함한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a method for forming a lower electrode-insulating film-top electrode element provided in a liquid crystal display device, the method comprising: forming a lower electrode on a transparent plastic substrate with a flexible metal material of aluminum or ITO; Forming a photoresist pattern on the transparent plastic substrate on which the lower electrode is formed to expose a part of the upper side of the lower electrode, forming an insulating layer on the upper side of the lower electrode, removing the photoresist pattern, and Forming a photoresist pattern on the formed transparent plastic substrate so that the upper surface of the insulating film and the surface of the substrate are exposed, and depositing the same flexible metal material as the lower electrode on the entire surface of the resultant, and forming the photoresist pattern and the flexible metal deposited thereon Lift-off the material to remove the upper layer on the top surface of the insulating film and the substrate surface. A includes forming.
도 1a 및 도 1b는 종래 기술에 의한 MIM-LCD의 MIM 소자의 기본 레이아웃과, A-A' 선으로 자른 수직 단면도,1A and 1B illustrate a basic layout of a MIM element of a MIM-LCD according to the prior art, a vertical cross-sectional view taken along line A-A ',
도 2a 내지 도 2c는 종래 기술의 MIM-LCD의 MIM 소자를 형성하기 위한 공정 순서도,2A to 2C are process flowcharts for forming a MIM element of a prior art MIM-LCD;
도 3a 내지 도 3c는 종래 기술에 의한 MIM-LCD에서 I-V 대칭성을 개선한 MIM 소자의 다양한 레이아웃들,3a to 3c show various layouts of the MIM device with improved I-V symmetry in the prior art MIM-LCD,
도 4a 및 도 4b는 본 발명에 따른 MIM-LCD의 MIM 소자의 레이아웃과, B-B'선으로 자른 수직 단면도,4A and 4B illustrate a layout of a MIM element of a MIM-LCD according to the present invention, a vertical cross-sectional view taken along line B-B ';
도 5a 내지 도 5g는 본 발명에 따른 MIM-LCD의 MIM 소자를 형성하기 위한 공정 순서도.5A-5G are process flow diagrams for forming a MIM element of a MIM-LCD according to the present invention.
＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞<Description of the code | symbol about the principal part of drawing>
100 : 투명 플라스틱 기판 102 : 하부 전극100 transparent plastic substrate 102 lower electrode
104 : 절연막 106 : 상부 전극104: insulating film 106: upper electrode
108 : 개구 영역108: opening area
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 설명하고자 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 4a 및 도 4b는 본 발명에 따른 MIM-LCD의 MIM 소자의 레이아웃과, B-B'선으로 자른 수직 단면도이다.4A and 4B are a layout of the MIM element of the MIM-LCD according to the present invention, and a vertical sectional view taken along the line B-B '.
도 4a 및 도 4b를 참조하면, 본 발명의 MIM 소자는 연성의 투명 플라스틱 기판(100) 상부에 하부 전극(102), 절연막(104), 및 상부 전극(106)이 순차적으로 적층되어 있다. 그리고, 상부 전극(106)의 일 부분은 화소 전극(108)의 일부와 중첩되어 화소 전극(108)에 연결된다. 도 4a를 참조하면, 본 발명의 MIM 소자의 레이아웃은 도 1a에 도시된 종래 기술의 MIM 소자의 기본적인 레이아웃과 유사함을 알 수 있다. 본 발명은 종래의 기본 레이아웃에 비해 하부 전극(102)과 상부 전극(106)이 교차된 부분이 전체 레이아웃의 하단 부분에 놓여 있고 하부 전극(102)이 화소 전극(108)과 충첩되어 연결되지 않기 때문에 화소 전극(108)의 면적이 넓어짐으로 MIM-LCD의 개구율이 증가된다.4A and 4B, in the MIM device of the present invention, the lower electrode 102, the insulating film 104, and the upper electrode 106 are sequentially stacked on the flexible transparent plastic substrate 100. A portion of the upper electrode 106 overlaps with a portion of the pixel electrode 108 and is connected to the pixel electrode 108. Referring to FIG. 4A, it can be seen that the layout of the MIM device of the present invention is similar to the basic layout of the MIM device of the prior art shown in FIG. 1A. Compared to the conventional basic layout, a portion where the lower electrode 102 and the upper electrode 106 intersect is positioned at the lower portion of the overall layout, and the lower electrode 102 is not folded and connected to the pixel electrode 108. As a result, the area of the pixel electrode 108 is increased, thereby increasing the aperture ratio of the MIM-LCD.
도 5a 내지 도 5g는 본 발명에 따른 MIM-LCD의 MIM 소자를 형성하기 위한 공정 순서도로서, 이들 도면을 참조하면 본 발명에 따른 MIM 소자의 제조 방법은 다음과 같다.5A to 5G are process flowcharts for forming a MIM device of a MIM-LCD according to the present invention. Referring to these drawings, a method of manufacturing a MIM device according to the present invention is as follows.
우선 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이, 연성의 투명 플라스틱 기판(100) 상부에 연성의 금속 물질로서 알루미늄(Al)을 증착하고 이를 패터닝하여 하부 전극(102)을 형성한다. 이때, 하부 전극(102)으로 사용된 알루미늄은 종래 탄탈륨보다는 막의 스트레스가 낮고 열팽창 계수가 약 23.6ppm/℃로 플라스틱 기판(수십∼수백 ppm/℃)과 차이가 크지 않으므로 공정 중에서 플라스틱 기판의 변형과 하부 전극의 알루미늄에 균열이 발생하지 않는다.First, as shown in FIGS. 5A and 5B, aluminum (Al) is deposited as a soft metal material on the flexible transparent plastic substrate 100 and patterned to form a lower electrode 102. At this time, the aluminum used as the lower electrode 102 has a lower stress of the film than the conventional tantalum and has a coefficient of thermal expansion of about 23.6 ppm / ° C., which is not largely different from that of the plastic substrate (several to several hundred ppm / ° C.). There is no crack in the aluminum of the lower electrode.
도 5c에 도시된 바와 같이, 하부 전극(102)이 형성된 플라스틱 기판(100) 상부에 하부 전극(102)의 일부 상측면이 드러나도록 절연막용 포토레지스트 패턴(103)을 형성한다. 그리고 포토레지스트 패턴(103)에 의해 오픈된 하부 전극(102)의 상측면에 절연막(104)을 형성한다. 이때 절연막(104)은 스퍼터링 또는 양극 산화로 탄탈륨산화막(Ta2O5)을 형성하거나 혹은 실리콘질화막(SiN)으로 형성할 수 있다.As shown in FIG. 5C, an insulating photoresist pattern 103 is formed on the plastic substrate 100 on which the lower electrode 102 is formed so that a part of the upper surface of the lower electrode 102 is exposed. The insulating film 104 is formed on the upper surface of the lower electrode 102 opened by the photoresist pattern 103. At this time, the insulating film 104 may be formed of a tantalum oxide film Ta2O5 by sputtering or anodization or a silicon nitride film SiN.
그런 다음 도 5d에 도시된 바와 같이, 포토레지스트 패턴(103)을 제거한다.Then, as shown in FIG. 5D, the photoresist pattern 103 is removed.
이어서 도 5e에 도시된 바와 같이, 절연막(104)이 형성된 플라스틱 기판(100) 상부에 절연막(104)의 상측면과 소정의 기판(100) 표면이 드러나도록 상부 전극용 포토레지스트 패턴(105)을 형성한다.Subsequently, as shown in FIG. 5E, the upper resist photoresist pattern 105 is exposed on the plastic substrate 100 on which the insulating film 104 is formed so that the upper surface of the insulating film 104 and the surface of the predetermined substrate 100 are exposed. Form.
그리고 도 5f에 도시된 바와 같이, 그 결과물 전면에 하부 전극(102)과 동일한 연성 금속물질로서 알루미늄(Al)(106a)을 증착한다.As shown in FIG. 5F, aluminum (Al) 106a is deposited as the same soft metal material as the lower electrode 102 on the entire surface of the resultant.
그리고나서 도 5g에 도시된 바와 같이, 포토레지스트 패턴(105)과 그 상부에 증착된 알루미늄(Al)(106a)을 리프트-오프(lift-off)로 제거하여 절연막(104)의 상측면과 기판 표면에만 알루미늄이 남도록 한다. 이로 인해, 상부 전극(106)이 형성된다.Then, as illustrated in FIG. 5G, the photoresist pattern 105 and the aluminum (Al) 106a deposited thereon are removed by lift-off to remove the upper side of the insulating film 104 and the substrate. Make sure that only aluminum remains on the surface. As a result, the upper electrode 106 is formed.
그리고나서 상부 전극(106) 및 플라스틱 기판(100)에 상부 전극(106)과 일 부분 중첩되도록 ITO 등으로 된 투명 도전막을 사용하여 화소 전극(108)을 형성한다. 만약 본 발명의 제조 공정에서 플라스틱 기판(100)에 이미 화소 전극(108)이부착된 제품을 사용할 경우에는 화소 전극(108)의 제조 공정을 생략할 수 있다.Then, the pixel electrode 108 is formed on the upper electrode 106 and the plastic substrate 100 by using a transparent conductive film made of ITO or the like so as to partially overlap the upper electrode 106. If a product in which the pixel electrode 108 is already attached to the plastic substrate 100 is used in the manufacturing process of the present invention, the manufacturing process of the pixel electrode 108 may be omitted.
한편, 본 실시예에서는 하부 전극(102)이 알루미늄으로 형성되어 있기 때문에 그 위에 양극 산화용 금속, 탄탈륨(Ta)을 일정 두께로 형성한 후에, 양극 산화 공정으로 탄탈륨산화막(Ta2O5)을 형성할 수도 있다.In the present embodiment, since the lower electrode 102 is made of aluminum, a tantalum oxide film Ta2O5 may be formed by anodizing after forming a metal for anodization and tantalum Ta on a predetermined thickness. have.
또한 본 실시예에서는 하부 전극(102) 및 상부 전극(106)의 연성 금속물질을 알루미늄으로 사용하였으나, MIM 소자를 투과형 표시장치로 제작할 경우 하부 전극(102) 및 상부 전극(106)을 ITO의 투명 도전막으로 사용할 수 있다.In addition, in the present embodiment, the flexible metal material of the lower electrode 102 and the upper electrode 106 is used as aluminum. However, when the MIM device is manufactured as a transmissive display, the lower electrode 102 and the upper electrode 106 are made of ITO transparent. It can be used as a conductive film.
그러므로, 본 발명은 동일한 연성의 금속 물질로 이루어진 상부 전극(106)과 하부 전극(102)이 절연막(104)을 중심으로 대칭적인 구조를 갖도록 형성함으로써 제조 공정을 단순화하고 MIM-LCD의 I-V 특성 곡선에서 완전 대칭성을 이룬다.Therefore, the present invention simplifies the manufacturing process by forming the upper electrode 106 and the lower electrode 102 made of the same soft metal material to have a symmetrical structure around the insulating film 104, and IV characteristic curve of the MIM-LCD. Full symmetry at
이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 상부 전극과 하부 전극을 동일한 금속 물질로 형성하기 때문에 절연막을 중심으로 대칭이 이루어져 MIM 소자의 I-V 특성 곡선에서 대칭성이 이루어진다. 그리고 소자 동작시 한 개의 절연막을 통과해야하기 때문에 종래 탄뎀 구조의 MIM 소자보다 전류량이 줄어들어 소비 전력을 줄일 수 있다.As described above, in the present invention, since the upper electrode and the lower electrode are formed of the same metal material, symmetry is performed around the insulating layer, thereby achieving symmetry in the I-V characteristic curve of the MIM element. In addition, since a single insulating film must pass through the operation of the device, the amount of current can be reduced compared to the MIM device of the conventional tandem structure, thereby reducing power consumption.
그리고, 본 발명은 이동통신 기기의 경량화 추세에 맞추어 액정 표시장치의 투명 기판의 재질을 연성의 플라스틱으로 사용할 경우 플라스틱 기판에 형성되는 하부 전극을 종래 주로 사용된 탄탈륨보다는 연성의 금속 물질(예컨대 알루미늄, ITO)로 대체함으로써 플라스틱 기판으로의 스트레스를 낮추어 기판의 변형과 하부전극의 박막 균열을 방지한다.In addition, according to the present invention, when the material of the transparent substrate of the liquid crystal display is used as a flexible plastic, the lower electrode formed on the plastic substrate may be a soft metal material (for example, aluminum, rather than tantalum). ITO) reduces the stress on the plastic substrate to prevent deformation of the substrate and thin film cracking of the lower electrode.
또한, 본 발명에 의한 MIM 소자의 구조는 절연막이 한 개이고 상부 및 하부 전극이 동일한 금속 물질로 이루어진 기본 대칭 구조를 이루기 때문에 종래 브릿지 구조, 더블 브렌치 구조, 탄뎀 구조의 MIM 소자보다는 레이아웃이 간단하므로 제조 공정이 단순하여 제조 단가를 낮출 수 있을 뿐만 아니라 화소 전극의 크기가 넓어져 표시장치의 개구율을 높일 수 있다.In addition, since the structure of the MIM device according to the present invention has a basic symmetric structure having one insulating film and the upper and lower electrodes made of the same metal material, the layout is simpler than that of the MIM device having a conventional bridge structure, double branch structure, and tandem structure. A simple process can reduce manufacturing costs and increase the size of the pixel electrode, thereby increasing the aperture ratio of the display device.
한편, 본 발명은 상술한 실시예에 국한되는 것이 아니라 후술되는 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상과 범주내에서 당업자에 의해 여러 가지 변형이 가능하다.On the other hand, the present invention is not limited to the above-described embodiment, various modifications are possible by those skilled in the art within the spirit and scope of the present invention described in the claims to be described later.
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