KR100494709B1 - 자기정렬 전극을 가지는 액정표시소자의 제조방법 - Google Patents

자기정렬 전극을 가지는 액정표시소자의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 자기정렬전극을 가지는 액정표시소자의 제조방법에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 액정표시소자 제조방법은, 박막트랜지스터부와 화소영역부로 분할된 투명 기판상에 게이트전극과 공통전극을 형성하는 단계; 상기 투명기판상에 절연막을 형성하는 단계; 상기 절연막상에 상기 공통전극상측 및 투명기판의 일부분 상측의 절연막 부분을 노출시키는 감광막을 형성하는 단계; 상기 감광막을 마스크로 상기 절연막의 소정두께를 선택적으로 패터닝한후 상기 감광막을 일정두께만큼 제거하는 단계; 상기 일정두께만큼 제거된 감광막을 마스크로 상기 절연막을 선택적으로 패터닝 하여 상기 투명기판의 일부분과 공통전극을 노출시키는 테이퍼진 비어홀을 형성 하는 단계; 및 상기 감광막을 제거한후 상기 테이퍼진 비어홀하부 및 절연막 상부 각각에 공통전극과 화소전극을 동시에 자기정렬시키는 단계를 포함하여 구성된다.

Description

자기정렬 전극을 가지는 액정표시소자의 제조방법{Liquid Crystal Display having self-aligned electrode}
본 발명은 프랜지 필드 스위칭모드의 액정표시소자 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 5 마스크공정에 의해 자기정렬 전극을 가지는 초 프린지 필드 스위칭 모드의 액정표시소자의 제조방법에 관한 것이다.
종래기술에 따른 초 프랜지 필드 스위칭모드의 액정표시장치의 제조방법을 도 1을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 1은 종래기술에 따른 울트라 프랜지필드 스위칭모드의 액정표시소자의 레이아웃도이다.
종래기술에 따른 액정표시소자의 제조방법에 있어서, 액정표시소자는 도 1에 도시된 바와같이, 투명절연기판(미도시)상에 다수의 게이트라인(3)과 공통전극라인(5)이 일정간격을 두고 배열되어 있고, 상기 투명절연기판(미도시)상에 상기 게이트라인(3) 과는 직각되게 데이터라인(7)이 배열되어 있다.
또한, 상기 데이터라인(7)에서 연장된 부분, 즉 소오스부분(7a)과 이 부분과 일정거리만큼 이격되어 형성된 데이터라인(7)의 일부분, 즉 드레인부분(7b)은 상기 게이트라인(3)과 중첩되어 박막트랜지스터 부분을 구성한다.
그리고, 상기 게이트라인(3)과 데이터라인(7)이 교차되어 이루는 단위화소영역에는 공통전극(9)이 배열되고, 상기 공통전극(9)과 중첩되면서 상기 드레인부분(7b)과 연결된 화소전극이 배열되어 있다. 여기서, 상기 화소전극은 다수의 빗살 모양으로 형성되어 있다.
그러나, 종래기술에 따른 울트라-프랜지 필드 스위칭모드의 액정표시장치에 의하면, 공통전극과 중첩되는 화소전극의 형상이, 도 1에 도시된 바와같이, 빗살 모양으로 형성되어 액정배향을 0 도로 위치시키므로써 전계에 의한 액정의 비틀림이 상측과 하측이 반대방향이 되게 하여 액정의 유전율 이방성에 의한 푸른 빛(bluish), 노란빛(yellowish)으로 색도가 이동되는 것을 보상하게 된다.
이러한 방법에 의한 프랜지필드 스위칭모드의 액정표시장치는 전극간의 중첩영역이 매우 넓어 장시간 전기적 동작에 의한 절연막 등의 열화로 잔상이 나쁘다는 단점이 있다.
이에 본 발명은 상기 종래기술의 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 자기정렬 방식의 전극을 형성하여 공통전극 ITO와 화소전극 ITO를 동시에 형성시키는 5 마스크 공정을 이용하여 ITO 공정 및 마스크 공정수를 줄여 공정시간을 단축시키므로써 생산수율을 개선시킬 수 있는 자기정렬 전극을 가지는 액정표시 소자의 제조방법을 제공함에 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 액정표시소자의 제조방법은, 박막트랜지스터부와 화소영역부로 분할된 투명기판상에 게이트전극과 공통전극라인을 각각 형성하는 단계; 상기 투명기판상에 절연막을 형성하는 단계; 상기 결과물 상에 상기 공통전극라인 상측 및 투명기판의 일부분 상측의 절연막부분을 노출시키는 감광막을 형성하는 단계; 상기 감광막을 마스크로 상기 절연막의 소정두께를 선택적으로 패터닝한후 상기 감광막을 일정두께만큼 제거하는 단계; 상기 일정두께만큼 제거된 감광막을 마스크로 상기 절연막을 선택적으로 패터닝하여 상기 투명기판의 일부분과 공통전극라인을 노출시키는 각각의 테이퍼진 비어홀을 형성하는 단계; 상기 감광막을 제거하는 단계;및 상기 기판 결과물 상에 ITO를 증착하여 상기 테이퍼진 비어홀의 하부 및 절연막 상부 각각에 공통전극과 화소전극을 동시에 자기정렬시키는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
(실시예)
이하, 본 발명에 따른 자기정렬 전극을 가지는 액정표시소자의 제조방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 자기정렬 화소전극을 가지는 5마스크 공정의 초 프랜지 필드 스위칭모드의 액정표시장치의 레이아웃도로서, 도 2a는 비어홀 형성후 의 액정표시 장치의 레이아웃도이고, 도 2b는 화소전극 형성후의 레이아웃도이다.
도 3은 본 발명에 따른 자기정렬 화소전극을 가지는 5마스크 공정의 초 프랜지필드 스위칭모드의 액정표시장치의 단면도이다.
도 4a 내지 도 4d는 본 발명에 따른 자기 정렬 화소전극을 가지는 5 마스크 공정을 설명하기 위한 공정단면도이다.
본 발명에 따른 액정표시소자의 제조방법은, 도 2a에 도시된 바와같이, 투명 기판 (미도시)상에 다수의 게이트라인(23)과 공통전극라인(23a)이 일정간격을 두고 배열 되어 있고, 상기 투명기판(미도시)상에 상기 게이트라인(23)과는 직각되게 데이터 라인(27)이 배열되어 있다.
또한, 상기 데이터라인(27)에서 연장된 부분, 즉 소오스부분(27a)과 이 부분과 일정거리만큼 이격되어 형성된 데이터라인(27)의 타부분, 즉 드레인부분(27b)은 상기 게이트라인(23)과 중첩되어 박막트랜지스터 부분을 구성한다.
그리고, 상기 게이트라인(23)과 데이터라인(27)이 교차되어 이루는 단위화소영역에는 빗살 모양의 공통전극(33)이 배열되고, 상기 데이터라인(27)의 드레인부분(27b)에 비어홀(31)이 형성되어 있다.
또한, 상기 단위화소영역에는 상기 공통전극(33)과 중첩되면서 상기 데이터라인(27)의 드레인부분(27b)과 연결되는 화소전극(35)이 형성되어 있다.
이러한 레이 아웃도를 구비한 5 마스크 공정의 액정표시소자의 제조방법을, 도 3에 도시된 단면구조에 의해 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 액정표시소자의 제조방법은, 도 3에 도시된 바와같이, 먼저 투명기판(21)상에 도전층을 증착한후 제1마스크공정에 의해 게이트라인(23)과 공통전극라인(23a)을 일정간격을 두고 형성한다.
그다음, 전체 구조의 상면에 절연막(25)을 증착한후 그 위에 반도체층을 증착한다음 제2마스크공정에 의해 선택적으로 패터닝하여 상기 게이트라인(23)상측에 반도체층패턴(26)을 형성한다.
이어서, 상기 반도체층패턴(26)을 포함한 전체 구조의 상면에 도전층을 증착한후 제3마스크 공정에 의해 상기 도전층을 패터닝하여 소오스(27a) 및 드레인(27b)을 형성하여 박막트랜지스터 구조를 완성한다.
그다음, 소오스(27a) 및 드레인(27b)을 포함한 전체 구조의 상면에 보호막(29)을 증착한후 제4마스크 공정에 의해 상기 보호막(29)을 선택적으로 패터닝하여 상기 소오스(27a) 및 드레인(27b)을 노출시키는 테이퍼진 비어홀(31)을 형성한다. 이때, 상기 비어홀(31) 형성시에 화소전극(미도시)이 형성되는 영역인 투명기판(21)부분과 공통전극라인(23a) 부분을 오픈시켜 ITO 증착시 공통전극과 화소전극이 동시에 자기정렬화되도록 한다.
이어서, 상기 비어홀(31)을 포함한 전체 구조의 상면에 ITO를 증착한후 제5마스크공정에 의해 상기 ITO를 선택적으로 패터닝하여 공통전극(33)과 화소전극(35)을 동시에 형성한다. 이때, 상기 공통전극(33)과 화소전극(35)은 자기정렬화된다.
한편, 본 발명에 따른 액정표시소자의 자기정렬화된 화소전극 구조의 형성방법을 도 4a 내지 도 4d를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 4a 내지 도 4d는 본 발명에 따른 액정표시장치의 자기정렬화된 화소전극 구조의 형성방법을 설명하기 위한 공정단면도이다.
본 발명에 따른 액정표시장치의 자기정렬화된 화소전극 구조는, 도 4a에 도시된 바와같이, 공통전극라인(43)이 형성된 투명절연기판(41)상에 절연막(45)을 증착한후 상기 절연막(45)상에 감광물질을 도포한다.
그다음, 상기 감광물질을 포토리소그라피 공정기술을 이용한 노광 및 현상공정을 진행한후 이를 선택적으로 패터닝하여 감광막패턴(47)을 형성한다. 이때, 상기 감광막패턴(47)은 그레이톤 마스크로서, 공통전극라인의 상측 및 화소전극이 형성되는 부분인 절연막(45) 상면은 노출시키고, 콘택/비어부분인 절연막(45)의 상면은 노출되지 않는 구조로 구성되어 있다.
이어서, 도 4b에 도시된 바와같이, 상기 감광막패턴(47)을 마스크로 상기 절연막(45)을 일정 두께만큼 제거한후 상기 감광막패턴(47)을 일정두께만큼 제거한다.
그다음, 도 4c에 도시된 바와같이, 일정두께만큼 제거된 감광막패턴(47a)을 마스크로 상기 절연막(45a)을 선택적으로 제거하여 상기 투명기판(41)의 일부분 및 공통전극라인(43)의 상면을 노출시키는 제1, 제2 및 제3 비어홀(49a)(49b)(49c)을 형성한다. 이때, 상기 제1 및 제2 비어홀(49a)(49b)은 역 테이퍼 형태로 되어 있고, 제3비어홀(49c)은 정테이퍼 형태로 되어 있다. 왜냐하면, 각 위치에서의 감광막 두께가 다르게 형성되어 있어 비어홀의 형태가 달라지게 된다.
이어서, 도 4d에 도시된 바와같이, 상기 다수의 비어홀(49a)(49b)(49c)을 포함한 전체 구조의 상면에 ITO(미도시)를 증착한다. 이때, 상기 ITO(미도시) 증착시에 비어홀의 테이퍼 기울기에 따라 그 하부에 공통전극(51b)이 자기정렬되고, 절연막(45)상부에 화소전극(51a)도 동시에 자기정렬된다.
상기에서 설명한 바와같이, 본 발명에 따른 액정표시소자의 제조방법에 있어서는 다음과 같은 효과가 있다.
본 발명에 따른 액정표시소자의 제조방법에 의하면, 자기정렬방식의 전극을 형성하여 공통전극 ITO와 화소전극 ITO를 동시에 형성시키는 5마스크공정을 이용하여 ITO공정 및 마스크 공정수를 줄일 수가 있다. 이로인해, 마스크수의 절감을 통해 공정시간을 단축시킬 수 있어 생산수율을 개선시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 동일층에 상하전극이 존재하기 때문에 잔상 특성이 개선되며, 상하전극의 토폴러지에 의한 필드가 증가하여 저전압 구동이 가능하다.
한편, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능할 것이다.
도 1은 종래기술에 따른 울트라 프랜지필드 스위칭모드의 액정표시소자의 레이아웃도.
도 2는 본 발명에 따른 자기정렬 화소전극을 가지는 5마스크 공정의 초 프랜지필드 스위칭모드의 액정표시장치의 레이아웃도로서, 도 2a는 비어홀 형성후의 액정표시장치의 레이아웃도이고, 도 2b는 화소전극 형성후의 레이아웃도.
도 3은 본 발명에 따른 자기정렬 화소전극을 가지는 5마스크 공정의 초 프랜지필드 스위칭모드의 액정표시장치의 단면도.
도 4는 본 발명에 따른 자기 정렬 화소전극을 가지는 5 마스크 공정을 설명하기 위한 공정단면도.
[도면부호의설명]
21 : 투명기판 23 : 게이트라인
23a : 공통전극 라인 25 : 절연막
26 : 반도체층패턴 27 : 데이터라인
27a : 소오스 27b : 드레인
29 : 보호막 31 : 비어홀
33 : 공통전극 35 : 화소전극

Claims (4)

  1. 박막트랜지스터부와 화소영역부로 분할된 투명기판상에 게이트전극과 공통전극라인을 각각 형성하는 단계;
    상기 투명기판상에 절연막을 형성하는 단계;
    상기 결과물 상에 상기 공통전극라인 상측 및 투명기판의 일부분 상측의 절연막부분을 노출시키는 감광막을 형성하는 단계;
    상기 감광막을 마스크로 상기 절연막의 소정두께를 선택적으로 패터닝한후 상기 감광막을 일정두께만큼 제거하는 단계;
    상기 일정두께만큼 제거된 감광막을 마스크로 상기 절연막을 선택적으로 패터닝하여 상기 투명기판의 일부분과 공통전극라인을 노출시키는 각각의 테이퍼진 비어홀을 형성하는 단계;
    상기 감광막을 제거하는 단계;및
    상기 기판 결과물 상에 ITO를 증착하여 상기 테이퍼진 비어홀의 하부 및 절연막 상부 각각에 공통전극과 화소전극을 동시에 자기정렬시키는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로하는 자기정렬 전극을 가지는 액정표시소자의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 감광막은 하프톤 노광마스크로 사용하는 것을 특징으로하는 자기정렬 전극을 가지는 액정표시소자의 제조방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 화소영역상의 테이퍼진 비어홀은 역테이퍼 각을 가지며, 박막트랜지스터부의 비어홀은 정테이퍼진 각을 갖는 것을 특징으로하는 자기정렬 전극을 가지는 액정표시소자의 제조방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 액정표시소자는 5마스크공정에 의해 제조하는 것을 특징으로하는 자기정렬 전극을 가지는 액정표시소자의 제조방법.
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