KR100583312B1 - Liquid Crystal Display Panel And Fabricating Method and Apparatus Thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 마스크 공정 수를 절감할 수 있는 액정표시패널 및 그 제조 방법과 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a liquid crystal display panel, a method and a device for manufacturing the same, which can reduce the number of mask processes.
본 발명에 따른 액정표시패널은 상부기판 상에 형성된 공통전극을 갖는 칼라필터 어레이 기판과; 상기 칼라필터 어레이 기판과 대향되며 하부기판 상에 패터닝된 게이트절연패턴들을 사이에 두고 교차하는 게이트 라인 및 데이터라인, 상기 게이트 라인 및 데이터 라인의 교차부에 형성된 박막 트랜지스터, 상기 박막트랜지스터와 접속된 화소전극, 상기 게이트라인 및 데이터라인 중 적어도 어느 하나와 접속되며 투명도전막을 포함하도록 형성된 패드, 상기 칼라필터 어레이 기판과 중첩되는 영역에 형성되어 상기 패드에 포함된 투명도전막을 노출시키는 보호막, 상기 공통전극에 공통전압을 공급하기 위한 전압공급라인, 상기 게이트절연패턴 및 상기 보호막 중 적어도 어느 하나와 상기 전압공급라인을 관통하는 콘택홀을 갖는 박막트랜지스터 어레이 기판과; 상기 박막트랜지스터 어레이 기판과 칼라필터 어레이 기판 사이에서 상기 콘택홀을 통해 상기 전압공급라인과 측면 접속되고 상기 공통전극과 접속된 도전성 도트를 구비하는 것을 특징으로 한다.A liquid crystal display panel according to the present invention comprises: a color filter array substrate having a common electrode formed on an upper substrate; A gate line and a data line facing the color filter array substrate and intersecting the gate insulating patterns patterned on a lower substrate therebetween, a thin film transistor formed at an intersection of the gate line and the data line, and a pixel connected to the thin film transistor A pad connected to at least one of an electrode, the gate line, and the data line and formed to include a transparent conductive film, a protective film formed in an area overlapping the color filter array substrate to expose the transparent conductive film included in the pad, the common electrode A thin film transistor array substrate having a voltage supply line for supplying a common voltage to the at least one of the gate insulation pattern and the passivation layer and a contact hole penetrating through the voltage supply line; And conductive dots connected between the thin film transistor array substrate and the color filter array substrate to the voltage supply line through the contact hole and connected to the common electrode.
Description
도 1은 종래 박막 트랜지스터 어레이 기판을 나타내는 평면도.1 is a plan view showing a conventional thin film transistor array substrate.
도 2는 도 1에 도시된 박막 트랜지스터 어레이 기판을 선"Ⅱ-Ⅱ'"를 따라 절단하여 도시한 단면도.FIG. 2 is a cross-sectional view of the thin film transistor array substrate of FIG. 1 taken along the line " II-II '. FIG.
도 3a 내지 도 3d는 도 2에 도시된 박막 트랜지스터 어레이 기판의 제조 방법 을 단계적으로 도시한 단면도들.3A through 3D are cross-sectional views sequentially illustrating a method of manufacturing the thin film transistor array substrate illustrated in FIG. 2.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 박막 트랜지스터 어레이 기판을 도시한 평면도.4 is a plan view illustrating a thin film transistor array substrate according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 5는 도 4에 도시된 박막 트랜지스터 어레이 기판을 선"Ⅴ-Ⅴ'"을 따라 절단하여 도시한 단면도.FIG. 5 is a cross-sectional view of the thin film transistor array substrate of FIG. 4 taken along a line "V-V '".
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 실시 예에 따른 박막 트랜지스터 어레이 기판의 제조 방법 중 제1 마스크 공정을 설명하기 위한 평면도 및 단면도.6A and 6B are plan and cross-sectional views illustrating a first mask process in the method of manufacturing the thin film transistor array substrate according to the embodiment of the present invention.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 실시 예에 따른 박막 트랜지스터 어레이 기판의 제조 방법 중 제2 마스크 공정을 설명하기 위한 평면도 및 단면도.7A and 7B are plan and cross-sectional views illustrating a second mask process in the method of manufacturing the thin film transistor array substrate according to the embodiment of the present invention.
도 8a 내지 도 8e는 본 발명의 실시 예에 따른 박막 트랜지스터 어레이 기판 의 제조 방법 중 제2 마스크 공정을 구체적으로 설명하기 위한 단면도.8A to 8E are cross-sectional views illustrating a second mask process in a method of manufacturing a thin film transistor array substrate according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 9a 내지 도 9b는 본 발명의 실시 예에 따른 박막 트랜지스터 어레이 기판의 제조 방법 중 제3 마스크 공정을 설명하기 위한 평면도 및 단면도.9A to 9B are plan and cross-sectional views illustrating a third mask process in the method of manufacturing the thin film transistor array substrate according to the embodiment of the present invention.
도 10a 내지 도 10 e는 본 발명의 실시 예에 따른 박막 트랜지스터 어레이 기판의 제조 방법 중 제3 마스크 공정을 구체적으로 설명하기 위한 단면도.10A through 10E are cross-sectional views illustrating a third mask process in a method of manufacturing a thin film transistor array substrate according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 11은 본 발명에 따른 박막트랜지스터 어레이 기판을 포함하는 액정표시패널을 나타내는 평면도이다.11 is a plan view showing a liquid crystal display panel including a thin film transistor array substrate according to the present invention.
도 12는 도 11에서 선"ⅩⅡ-ⅩⅡ'"를 따라 절취한 액정표시패널을 나타내는 단면도이다.FIG. 12 is a cross-sectional view of the liquid crystal display panel taken along the line "XII-XII '" in FIG.
도 13a 내지 도 13c는 도 11에서 선"ⅩⅢ-ⅩⅢ'"를 따라 절취한 도통부를 나타내는 단면도들이다.13A to 13C are cross-sectional views illustrating a conductive portion cut along the line "XIII-XIII '" in FIG. 11.
도 14a 내지 도 14c는 도 11에 도시된 액정표시패널의 제조방법을 나타내는 단면도이다.14A to 14C are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing the liquid crystal display panel illustrated in FIG. 11.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>
2,102 : 게이트 라인 4,104 : 데이터 라인2,102: gate line 4,104: data line
6,106 : 게이트전극 8,108 : 소스전극6,106: gate electrode 8,108: source electrode
10,110 : 드레인전극 12,112 : 게이트절연막10,110 drain electrode 12112 gate insulating film
14,114 : 활성층 16,116 : 오믹접촉층14,114 active layer 16,116 ohmic contact layer
18,118 : 보호막 20,42,56,66 : 접촉홀18,118:
22,122 : 화소전극 28,128 : 스토리지전극22,122: pixel electrode 28,128: storage electrode
40,140 : 스토리지캐패시터 50,150 : 게이트패드40,140: Storage capacitor 50,150: Gate pad
52 : 게이트 패드 하부 전극 54 : 게이트 패드 상부 전극52: gate pad lower electrode 54: gate pad upper electrode
60,160 : 데이터패드 62 : 데이터 패드 하부 전극60, 160: data pad 62: data pad lower electrode
64 : 데이터 패드 상부 전극 152 : 게이트링크64: data pad upper electrode 152: gate link
168 : 데이터링크 170 : 투명도전막168
172 : 게이트금속막 300 : 컬러필터 어레이 기판172: gate metal film 300: color filter array substrate
302 : 박막트랜지스터 어레이 기판 352 : 공통전극302: thin film transistor array substrate 352: common electrode
354 : 실재 380 : 공통패드354: actual 380: common pad
382 : 공급라인 384 : 은 도트382
386 : 레이저 398 : 도통부386: laser 398: conducting portion
본 발명은 액정표시패널에 관한 것으로, 특히 공정을 단순화시킬 수 있는 액정표시패널과 그 제조방법 및 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
액정 표시 장치는 전계를 이용하여 액정의 광투과율을 조절함으로써 화상을 표시하게 된다. 이러한 액정 표시 장치는 액정 표시 장치는 상하부 기판에 대향하게 배치된 화소 전극과 공통 전극 사이에 형성되는 전계에 의해 액정을 구동하게 된다.The liquid crystal display device displays an image by adjusting the light transmittance of the liquid crystal using an electric field. In the liquid crystal display device, the liquid crystal display device drives the liquid crystal by an electric field formed between the pixel electrode and the common electrode disposed to face the upper and lower substrates.
액정 표시 장치는 서로 대향하여 합착된 하부 어레이 기판(박막트랜지스터 어레이 기판) 및 상부 어레이 기판(칼라 필터 어레이 기판)과, 두 기판 사이에서 셀갭을 일정하게 유지시키기 위한 스페이서와, 그 셀갭에 채워진 액정을 구비한다.The liquid crystal display includes a lower array substrate (thin film transistor array substrate) and an upper array substrate (color filter array substrate) bonded to each other, a spacer for maintaining a constant cell gap between the two substrates, and a liquid crystal filled in the cell gap. Equipped.
하부 어레이 기판은 다수의 신호 배선들 및 박막 트랜지스터와, 그들 위에 액정 배향을 위해 도포된 배향막으로 구성된다. 상부 어레이 기판은 칼러 구현을 위한 칼라 필터 및 빛샘 방지를 위한 블랙 매트릭스와, 그들 위에 액정 배향을 위해 도포된 배향막으로 구성된다.The lower array substrate is composed of a plurality of signal wires and thin film transistors, and an alignment film coated thereon for liquid crystal alignment. The upper array substrate is composed of a color filter for color implementation and a black matrix for light leakage prevention, and an alignment film coated thereon for liquid crystal alignment.
이러한 액정 표시 장치에서 박막 트랜지스터 어레이 기판은 반도체 공정을 포함함과 아울러 다수의 마스크 공정을 필요로 함에 따라 제조 공정이 복잡하여 액정 패널 제조 단가 상승의 중요 원인이 되고 있다. 이를 해결하기 위하여, 박막 트랜지스터 어레이 기판은 마스크 공정수를 줄이는 방향으로 발전하고 있다. 이는 하나의 마스크 공정이 박막 증착 공정, 세정 공정, 포토리쏘그래피 공정, 식각 공정, 포토레지스트 박리 공정, 검사 공정 등과 같은 많은 공정을 포함하고 있기 때문이다. 이에 따라, 최근에는 하부 어레이 기판의 표준 마스크 공정이던 5 마스크 공정에서 하나의 마스크 공정을 줄인 4 마스크 공정이 대두되고 있다. In such a liquid crystal display device, the thin film transistor array substrate includes a semiconductor process and requires a plurality of mask processes, and thus, the manufacturing process is complicated, which is an important cause of an increase in the manufacturing cost of the liquid crystal panel. In order to solve this problem, the thin film transistor array substrate is developing in a direction of reducing the number of mask processes. This is because one mask process includes many processes such as a thin film deposition process, a cleaning process, a photolithography process, an etching process, a photoresist stripping process, and an inspection process. Accordingly, in recent years, a four-mask process that reduces one mask process has emerged in the five-mask process, which is a standard mask process of a lower array substrate.
도 1은 종래의 4마스크 공정을 이용한 하부 어레이 기판을 도시한 평면도이고, 도 2는 도 1에서 선 "Ⅱ-Ⅱ'"를 따라 절취한 박막트랜지스터 어레이 기판을 도시한 단면도이다.FIG. 1 is a plan view illustrating a lower array substrate using a conventional four mask process, and FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a thin film transistor array substrate taken along line “II-II ′” in FIG. 1.
도 1 및 도 2에 도시된 박막트랜지스터 어레이 기판은 하부 기판(1) 위에 게 이트 절연막(12)을 사이에 두고 교차하게 형성된 게이트 라인(2) 및 데이터 라인(4)과, 그 교차부마다 형성된 박막 트랜지스터(30)와, 그 교차 구조로 마련된 화소 영역에 형성된 화소 전극(22)과, 게이트라인(2)과 스토리지전극(28)의 중첩부에 형성된 스토리지 캐패시터(40)와, 게이트 라인(2)과 접속된 게이트 패드(50)와, 데이터 라인(4)과 접속된 데이터 패드(60)를 구비한다.The thin film transistor array substrate illustrated in FIGS. 1 and 2 includes a
게이트 신호를 공급하는 게이트 라인(2)과 데이터 신호를 공급하는 데이터 라인(4)은 교차 구조로 형성되어 화소 영역(5)을 정의한다.The
박막 트랜지스터(30)는 게이트 라인(2)의 게이트 신호에 응답하여 데이터 라인(4)의 화소 신호가 화소 전극(22)에 충전되어 유지되게 한다. 이를 위하여, 박막 트랜지스터(30)는 게이트 라인(2)에 접속된 게이트 전극(6)과, 데이터 라인(4)에 접속된 소스 전극(8)과, 화소 전극(22)에 접속된 드레인 전극(10)을 구비한다. 또한, 박막 트랜지스터(30)는 게이트 전극(6)과 게이트 절연막(12)을 사이에 두고 중첩되면서 소스 전극(8)과 드레인 전극(8) 사이에 채널을 형성하는 활성층(14)을 더 구비한다. The
그리고, 활성층(14)은 데이터 라인(4), 데이터 패드 하부 전극(62), 그리고 스토리지 전극(28)과도 중첩되게 형성된다. 이러한 활성층(14) 위에는 데이터 라인(4), 소스 전극(8), 드레인 전극(8), 데이터 패드 하부 전극(62), 그리고 스토리지 전극(28)과 오믹 접촉을 위한 오믹 접촉층(16)이 더 형성된다.The
화소 전극(22)은 보호막(18)을 관통하는 제1 콘택홀(40)을 통해 박막 트랜지스터(30)의 드레인 전극(10)과 접속되어 화소 영역(5)에 형성된다. The
이에 따라, 박막 트랜지스터(30)를 통해 화소 신호가 공급된 화소 전극(22)과 기준 전압이 공급된 공통 전극(도시하지 않음) 사이에는 전계가 형성된다. 이러한 전계에 의해 하부 어레이 기판과 상부 어레이 기판 사이의 액정 분자들이 유전 이방성에 의해 회전하게 된다. 그리고, 액정 분자들의 회전 정도에 따라 화소 영역(5)을 투과하는 광 투과율이 달라지게 됨으로써 계조를 구현하게 된다.Accordingly, an electric field is formed between the
스토리지 캐패시터(40)는 게이트 라인(2)과, 그 게이트 라인(2)과 게이트 절연막(12), 활성층(14), 그리고 오믹 접촉층(16)을 사이에 두고 중첩되는 스토리지 전극(28)과, 그 스토리지 전극(28)과 보호막(18)에 형성된 제2 콘택홀(42)을 통해 접속된 화소 전극(22)으로 구성된다. 이러한 스토리지 캐패시터(40)는 화소 전극(22)에 충전된 화소 신호가 다음 화소 신호가 충전될 때까지 안정적으로 유지되게 한다.The
게이트패드(50)는 게이트드라이버(도시하지 않음)와 접속되어 게이트라인(2)에 게이트신호를 공급한다. 이러한 게이트 패드(50)는 게이트 라인(2)으로부터 연장되는 게이트 패드 하부 전극(52)과, 게이트 절연막(12) 및 보호막(18)을 관통하는 제3 콘택홀(56)을 통해 게이트 패드 하부 전극(52)과 접속된 게이트 패드 상부 전극(54)으로 구성된다.The
데이터패드(60)는 데이터 드라이버(도시하지 않음)와 접속되어 데이터라인(4)에 데이터신호를 공급한다. 이러한 데이터 패드(60)는 데이터 라인(4)으로부터 연장되는 데이터 패드 하부 전극(62)과, 보호막(18)을 관통하는 제4 콘택홀(66)을 통해 데이터 패드 하부 전극(62)과 접속된 데이터 패드 상부 전 극(64)으로 구성된다.The
이러한 구성을 가지는 박막 트랜지스터 어레이 기판의 제조 방법을 4마스크 공정을 이용하여 상세히 하면 도 3a 내지 도 3d에 도시된 바와 같다.A method of manufacturing a thin film transistor array substrate having such a configuration will be described with reference to FIGS. 3A to 3D in detail using a four mask process.
도 3a를 참조하면, 제1 마스크 공정을 이용하여 하부 기판(1) 상에 게이트 라인(2), 게이트 전극(6) 및 게이트 패드 하부 전극(52)을 포함하는 제1 도전 패턴군이 형성된다.Referring to FIG. 3A, a first conductive pattern group including a
이를 상세히 설명하면, 하부 기판(1) 상에 스퍼터링 방법 등의 증착 방법을 통해 게이트금속층이 형성된다. 이어서, 제1 마스크를 이용한 포토리쏘그래피 공정과 식각 공정으로 게이트 금속층이 패터닝됨으로써 게이트 라인(2), 게이트 전극(6) 및 게이트 패드 하부 전극(52)을 포함하는 제1 도전 패턴군이 형성된다. 여기서, 게이트금속층으로는 알루미늄계 금속 등이 이용된다.In detail, the gate metal layer is formed on the
도 3b를 참조하면, 제1 도전 패턴군이 형성된 하부 기판(1) 상에 게이트 절연막(12)이 도포된다. 그리고 제2 마스크 공정을 이용하여 게이트 절연막(12) 위에 활성층(14) 및 오믹 접촉층(16)을 포함하는 반도체 패턴과; 데이터 라인(4), 소스 전극(8), 드레인 전극(10), 데이터 패드 하부 전극(62), 스토리지 전극(28)을 포함하는 제2 도전 패턴군이 형성된다.Referring to FIG. 3B, a
이를 상세히 설명하면, 제1 도전 패턴군이 형성된 하부 기판(1) 상에 PECVD, 스퍼터링 등의 증착 방법을 통해 게이트 절연막(12), 비정질 실리콘층, n+ 비정질 실리콘층, 그리고 데이터금속층이 순차적으로 형성된다. 여기서, 게이트 절연막(12)의 재료로는 산화 실리콘(SiOx) 또는 질화 실리콘(SiNx) 등의 무기 절연 물질이 이용된다. 데이터 금속으로는 몰리브덴(Mo), 티타늄, 탄탈륨, 몰리브덴 합금(Mo alloy) 등이 이용된다.In detail, the
이어서, 데이터 금속층 위에 제2 마스크를 이용한 포토리쏘그래피 공정으로 포토레지스트 패턴을 형성하게 된다. 이 경우 제2 마스크로는 박막 트랜지스터의 채널부에 회절 노광부를 갖는 회절 노광 마스크를 이용함으로써 채널부의 포토레지스트 패턴이 다른 소스/드레인 패턴부 보다 낮은 높이를 갖게 한다.Subsequently, a photoresist pattern is formed on the data metal layer by a photolithography process using a second mask. In this case, by using a diffraction exposure mask having a diffraction exposure portion in the channel portion of the thin film transistor, the photoresist pattern of the channel portion has a lower height than other source / drain pattern portions.
이어서, 포토레지스트 패턴을 이용한 습식 식각 공정으로 소스/드레인 금속층이 패터닝됨으로써 데이터 라인(4), 소스 전극(8), 그 소스 전극(8)과 일체화된 드레인 전극(10), 스토리지 전극(28)을 포함하는 제2 도전 패턴군이 형성된다.Subsequently, the source / drain metal layer is patterned by a wet etching process using a photoresist pattern, so that the
그 다음, 동일한 포토레지스트 패턴을 이용한 건식 식각공정으로 n+ 비정질 실리콘층과 비정질 실리콘층이 동시에 패터닝됨으로써 오믹 접촉층(14)과 활성층(16)이 형성된다.Then, the
그리고, 애싱(Ashing) 공정으로 채널부에서 상대적으로 낮은 높이를 갖는 포토레지스트 패턴이 제거된 후 건식 식각 공정으로 채널부의 소스/드레인 금속 패턴 및 오믹 접촉층(16)이 식각된다. 이에 따라, 채널부의 활성층(14)이 노출되어 소스 전극(8)과 드레인 전극(10)이 분리된다.The source / drain metal pattern and the
이어서, 스트립 공정으로 제2 도전 패턴군 위에 남아 있던 포토레지스트 패턴이 제거된다.Subsequently, the photoresist pattern remaining on the second conductive pattern group is removed by a stripping process.
도 3c를 참조하면, 제2 도전 패턴군이 형성된 게이트 절연막(12) 상에 제3 마스크 공정을 이용하여 제1 내지 제4 콘택홀들(20,42,56,66)을 포함하는 보호막(18)이 형성된다.Referring to FIG. 3C, a
상세히 하면, 제2 도전 패턴군이 형성된 게이트 절연막(12) 상에 PECVD 등의 증착 방법으로 보호막(18)이 전면 형성된다. 이어서, 보호막(18)이 제3 마스크를 이용한 포토리쏘그래피 공정과 식각 공정으로 패터닝됨으로써 제1 내지 제4 콘택홀들(20,42,56,66)이 형성된다. 제1 콘택홀(20)은 보호막(18)을 관통하여 드레인 전극(10)을 노출시키고, 제2 콘택홀(42)은 보호막(18)을 관통하여 스토리지 전극(28)을 노출시킨다. 제3 콘택홀(56)은 보호막(18) 및 게이트 절연막(12)을 관통하여 게이트 패드 하부 전극(52)을 노출시키고, 제4 콘택홀(66)은 보호막(18)을 관통하여 데이터 패드 하부 전극(62)을 노출시킨다. 여기서, 데이터 금속으로 몰리브덴(Mo)과 같이 건식 식각비 큰 금속이 이용되는 경우 제1, 제2, 제4 콘택홀(20, 42, 66) 각각은 드레인 전극(10), 스토리지 전극(28), 데이터 패드 하부 전극(62)까지 관통하여 그들의 측면을 노출시키게 된다. In detail, the
보호막(18)의 재료로는 게이트 절연막(12)과 같은 무기 절연 물질이나 유전상수가 작은 아크릴(acryl)계 유기 화합물, BCB 또는 PFCB 등과 같은 유기 절연 물질이 이용된다.As the material of the
도 3d를 참조하면, 제4 마스크 공정을 이용하여 보호막(18) 상에 화소 전극(22), 게이트 패드 상부 전극(54), 데이터 패드 상부 전극(64)을 포함하는 제3 도전 패턴군이 형성된다.Referring to FIG. 3D, a third conductive pattern group including the
상세히 하면, 보호막(18) 상에 스퍼터링 등의 증착 방법으로 투명 도전막이 도포된다. 이어서 제4 마스크를 이용한 포토리쏘그래피 공정과 식각 공정을 통해 투명 도전막이 패텅님됨으로써 화소 전극(22), 게이트 패드 상부 전극(54), 데이터 패드 상부 전극(64)을 포함하는 제3 도전 패턴군이 형성된다. 화소 전극(22)은 제1 콘택홀(20)을 통해 드레인 전극(10)과 전기적으로 접속되고, 제2 콘택홀(42)을 통해 스토리지 전극(28)과 전기적으로 접속된다. 게이트 패드 상부 전극(54)는 제3 콘택홀(56)을 통해 게이트 패드 하부 전극(52)과 전기적으로 접속된다. 데이터 패드 상부 전극(64)은 제4 콘택홀(66)을 통해 데이터 하부 전극(62)과 전기적으로 접속된다. In detail, the transparent conductive film is apply | coated on the
여기서, 투명 도전막의 재료로는 인듐 틴 옥사이드(Indium Tin Oxide : ITO), 틴 옥사이드(Tin Oxide : TO), 인듐 틴 징크 옥사이드(Indium Tin Zinc Oxide : IZO) 및 인듐 징크 옥사이드(Indium Zinc Oxide : IZO) 중 어느 하나가 이용된다.Herein, materials of the transparent conductive film include indium tin oxide (ITO), tin oxide (TO), indium tin zinc oxide (IZO), and indium zinc oxide (IZO). ) Is used.
이와 같이, 종래 박막 트랜지스터 어레이 기판 및 그 제조 방법은 4마스크 공정을 채용함으로써 5마스크 공정을 이용한 경우보다 제조 공정수를 줄임과 아울러 그에 비례하는 제조 단가를 절감할 수 있게 된다. 그러나, 4 마스크 공정 역시 여전히 제조 공정이 복잡하여 원가 절감에 한계가 있으므로 제조 공정을 더욱 단순화하여 제조 단가를 더욱 줄일 수 있는 방안이 요구된다.As described above, the conventional thin film transistor array substrate and the method of manufacturing the same can reduce the number of manufacturing steps and reduce manufacturing costs in proportion to the case of using the 5 mask process by employing a four mask process. However, since the four mask process is still complicated and the manufacturing cost is limited, there is a need for a method of further reducing the manufacturing cost by simplifying the manufacturing process.
따라서, 본 발명의 목적은 마스크 공정 수를 절감할 수 있는 액정표시패널과 그 제조 방법 및 제조 장치를 제공하는 것이다.
Accordingly, an object of the present invention is to provide a liquid crystal display panel, a method for manufacturing the same, and a manufacturing apparatus capable of reducing the number of mask processes.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 액정표시패널은 상부기판 상에 형성된 공통전극을 갖는 칼라필터 어레이 기판과; 상기 칼라필터 어레이 기판과 대향되며 하부기판 상에 패터닝된 게이트절연패턴들을 사이에 두고 교차하는 게이트 라인 및 데이터라인, 상기 게이트 라인 및 데이터 라인의 교차부에 형성된 박막 트랜지스터, 상기 박막트랜지스터와 접속된 화소전극, 상기 게이트라인 및 데이터라인 중 적어도 어느 하나와 접속되며 투명도전막을 포함하도록 형성된 패드, 상기 칼라필터 어레이 기판과 중첩되는 영역에 형성되어 상기 패드에 포함된 투명도전막을 노출시키는 보호막, 상기 공통전극에 공통전압을 공급하기 위한 전압공급라인, 상기 게이트절연패턴 및 상기 보호막 중 적어도 어느 하나와 상기 전압공급라인을 관통하는 콘택홀을 갖는 박막트랜지스터 어레이 기판과; 상기 박막트랜지스터 어레이 기판과 칼라필터 어레이 기판 사이에서 상기 콘택홀을 통해 상기 전압공급라인과 측면 접속되고 상기 공통전극과 접속된 도전성 도트를 구비하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the liquid crystal display panel according to the present invention includes a color filter array substrate having a common electrode formed on the upper substrate; A gate line and a data line facing the color filter array substrate and intersecting the gate insulating patterns patterned on a lower substrate therebetween, a thin film transistor formed at an intersection of the gate line and the data line, and a pixel connected to the thin film transistor A pad connected to at least one of an electrode, the gate line, and the data line and formed to include a transparent conductive film, a protective film formed in an area overlapping the color filter array substrate to expose the transparent conductive film included in the pad, the common electrode A thin film transistor array substrate having a voltage supply line for supplying a common voltage to the at least one of the gate insulation pattern and the passivation layer and a contact hole penetrating through the voltage supply line; And conductive dots connected between the thin film transistor array substrate and the color filter array substrate to the voltage supply line through the contact hole and connected to the common electrode.
상기 전압공급라인은 상기 게이트라인에 포함된 적어도 어느 하나의 금속으로 형성되는 것을 특징으로 한다.The voltage supply line is formed of at least one metal included in the gate line.
상기 전압공급라인은 투명도전막으로 형성되는 것을 특징으로 한다.The voltage supply line is formed of a transparent conductive film.
상기 전압공급라인은 투명도전막, 그 투명도전막과 중첩되게 형성되는 게이트금속막으로 형성되는 것을 특징으로 한다.The voltage supply line is formed of a transparent conductive film, a gate metal film formed to overlap with the transparent conductive film.
상기 전압공급라인은 상기 데이터라인과 동일한 금속으로 형성되는 것을 특징으로 한다.The voltage supply line is formed of the same metal as the data line.
상기 패드는 상기 게이트라인과 접속되며 게이트라인에 포함된 투명도전막이 노출되도록 형성된 게이트패드와, 상기 데이터라인과 접속되며 투명도전막이 노출되도록 형성된 데이터패드를 포함하는 것을 특징으로 한다.The pad may include a gate pad connected to the gate line and configured to expose the transparent conductive film included in the gate line, and a data pad connected to the data line and exposed to the transparent conductive film.
상기 게이트패드 및 데이터패드 중 적어도 어느 하나는 상기 투명도전막과, 상기 투명도전막 상에 상기 투명도전막이 적어도 일부 노출되도록 형성된 게이트금속막을 포함하는 것을 특징으로 한다.At least one of the gate pad and the data pad may include the transparent conductive layer and a gate metal layer formed to expose at least a portion of the transparent conductive layer on the transparent conductive layer.
상기 게이트금속막은 몰리브덴(Mo), 구리(Cu), 티타늄(Ti), 탄탈(Ta) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.The gate metal layer may include at least one of molybdenum (Mo), copper (Cu), titanium (Ti), and tantalum (Ta).
본 발명에 따른 액정표시패널의 제조방법은 상부기판 상에 형성된 공통전극을 갖는 컬러필터 어레이 기판을 마련하는 단계와; 상기 컬러필터 어레이 기판과 대향하며 하부기판 상에 패터닝된 게이트절연패턴들을 사이에 두고 교차하는 게이트 라인 및 데이터라인, 상기 게이트 라인 및 데이터 라인의 교차부에 형성된 박막 트랜지스터, 상기 박막트랜지스터를 보호하는 보호막, 상기 박막트랜지스터와 접속된 화소전극, 상기 게이트라인 및 데이터라인 중 적어도 어느 하나와 접속되며 투명도전막을 포함하도록 형성된 패드, 상기 공통전극에 공통전압을 공급하기 위한 전압공급라인, 상기 전압공급라인과 적어도 하나의 절연막을 사이에 두고 중첩되게 형성된 도전성 도트를 갖는 박막트랜지스터 어레이 기판을 마련하는 단계와; 상기 박막트랜지스터 어레이 기판과 컬러필터 어레이 기판을 상기 게이트패드 및 데이터패드를 포함하는 패드영역이 노출되도록 실재를 이용하여 합착하는 단계와; 상기 컬러필터 어레이 기판을 마스크로 이용하여 패드영역의 투명도전막을 노출시키는 단계와; 상기 도전성 도트와 전압공급라인 사이에 위치하는 상기 적어도 하나의 절연막을 향해 레이저를 조사하여 상기 전압공급라인과 도전성 도트를 접속시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.A method of manufacturing a liquid crystal display panel according to the present invention includes the steps of: preparing a color filter array substrate having a common electrode formed on an upper substrate; A gate layer and a data line facing the color filter array substrate and intersecting the gate insulation patterns patterned on the lower substrate therebetween, a thin film transistor formed at an intersection of the gate line and the data line, and a protective layer protecting the thin film transistor. A pad connected to at least one of the pixel electrode connected to the thin film transistor, the gate line and the data line and including a transparent conductive film, a voltage supply line for supplying a common voltage to the common electrode, and a voltage supply line; Providing a thin film transistor array substrate having conductive dots formed to overlap each other with at least one insulating film interposed therebetween; Bonding the thin film transistor array substrate and the color filter array substrate to each other using a material to expose a pad region including the gate pad and the data pad; Exposing a transparent conductive film of a pad region by using the color filter array substrate as a mask; And irradiating a laser toward the at least one insulating layer positioned between the conductive dot and the voltage supply line to connect the voltage supply line and the conductive dot.
상기 박막트랜지스터 어레이 기판을 마련하는 단계는 상기 기판 상에 투명도전막을 포함하는 게이트라인, 게이트전극, 게이트패드 및 데이터패드를 포함하는 게이트패턴들과 화소전극을 형성하는 단계와; 상기 게이트패턴들과 화소전극이 형성된 기판 상에 반도체패턴과 게이트절연패턴을 형성하는 단계와; 상기 반도체패턴 및 게이트절연패턴이 형성된 기판 상에 데이터라인, 소스전극 및 드레인전극을 포함하는 데이터패턴을 형성하고 상기 데이패드, 게이트패드 및 화소전극에 포함된 투명도전막을 노출시키는 단계와; 상기 데이터패턴이 형성된 기판 상에 보호막을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.The preparing of the thin film transistor array substrate may include forming pixel patterns and gate patterns including a gate line, a gate electrode, a gate pad, and a data pad including a transparent conductive film on the substrate; Forming a semiconductor pattern and a gate insulating pattern on a substrate on which the gate patterns and the pixel electrode are formed; Forming a data pattern including a data line, a source electrode, and a drain electrode on the substrate on which the semiconductor pattern and the gate insulating pattern are formed, and exposing a transparent conductive film included in the data pad, the gate pad, and the pixel electrode; And forming a protective film on the substrate on which the data pattern is formed.
상기 도전성 도트와 전압공급라인 사이에 위치하는 상기 적어도 하나의 절연막을 향해 레이저를 조사하여 상기 전압공급라인과 도전성 도트를 접속시키는 단계는 상기 전압공급라인과, 그 전압공급라인 상에 형성된 게이트절연패턴 및 보호막 중 적어도 어느 하나에 레이저를 조사하여 이들을 관통하는 콘택홀을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.The step of connecting the voltage supply line and the conductive dot by irradiating a laser toward the at least one insulating layer positioned between the conductive dot and the voltage supply line may include the voltage supply line and a gate insulating pattern formed on the voltage supply line. And irradiating a laser to at least one of the protective films to form contact holes therethrough.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 액정표시패널의 제조장치는 공통전극을 포함하는 상부 어레이 기판과, 상기 공통전극에 공통전압을 공급하기 위한 전압공급라인과 도전성 도트가 적어도 하나의 절연막을 사이에 되고 중첩되게 형성된 하부 어레이 기판이 합착된 액정표시패널에 레이저광을 조사하여 상기 전압공급라인과 도전성 도트를 접속시키는 레이저조사부를 구비하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, an apparatus for manufacturing a liquid crystal display panel according to the present invention includes an upper array substrate including a common electrode, a voltage supply line for supplying a common voltage to the common electrode, and at least one insulating film. And a laser irradiation part for irradiating a laser light to the liquid crystal display panel to which the lower array substrates formed between and overlapped with each other are connected to the voltage supply line and the conductive dots.
상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 이점들은 첨부 도면을 참조한 본 발명의 바람직한 실시 예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.Other objects and advantages of the present invention in addition to the above object will be apparent from the description of the preferred embodiment of the present invention with reference to the accompanying drawings.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예들을 도 4 내지 도 14c를 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 4 to 14C.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 액정표시패널의 박막트랜지스터 어레이 기판을 나타내는 평면도이고, 도 5는 도 4에서 선"Ⅴ-Ⅴ'"를 따라 절취한 박막트랜지스터 어레이 기판을 나타내는 단면도이다.4 is a plan view illustrating a thin film transistor array substrate of a liquid crystal display panel according to an exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating a thin film transistor array substrate taken along the line "V-V '" in FIG. 4.
도 4 및 도 5에 도시된 박막트랜지스터 어레이 기판은 하부 기판(101) 위에 게이트 절연패턴(112)을 사이에 두고 교차하게 형성된 게이트 라인(102) 및 데이터 라인(104)과, 그 교차부마다 형성된 박막 트랜지스터(130)와, 그 교차 구조로 마련된 화소 영역(105)에 형성된 화소 전극(122)과, 화소전극(122)과 게이트라인(102)의 중첩부에 형성된 스토리지 캐패시터(140)와, 게이트 라인(102)에서 연장된 게이트 패드(150)와, 데이터 라인(104)에서 연장된 데이터 패드(160)를 구비한다.4 and 5 may include a
게이트 신호를 공급하는 게이트 라인(102)과 데이터 신호를 공급하는 데이터 라인(104)은 교차 구조로 형성되어 화소 영역(105)을 정의한다. The
박막 트랜지스터(130)는 게이트 라인(102)의 게이트 신호에 응답하여 데이터 라인(104)의 화소 신호가 화소 전극(122)에 충전되어 유지되게 한다. 이를 위하여, 박막 트랜지스터(130)는 게이트 라인(102)에 접속된 게이트 전극(106)과, 데이터 라인(104)에 접속된 소스 전극(108)과, 화소 전극(122)에 접속된 드레인 전극(110)을 구비한다. 또한, 박막 트랜지스터(130)는 게이트 전극(106)과 게이트 절연패턴(112)을 사이에 두고 중첩되면서 소스 전극(108)과 드레인 전극(110) 사이에 채널을 형성하는 반도체패턴(114,116)을 구비한다.The
게이트전극(106)과 게이트라인(102)을 포함하는 게이트패턴은 투명도전막(170)과, 그 투명도전막(170) 상에 게이트금속막(172)이 적층된 구조로 형성된다. The gate pattern including the
반도체패턴은 소스전극(108)과 드레인전극(110) 사이의 채널을 형성하고, 게이트절연패턴(112)을 사이에 두고 게이트패턴과 부분적으로 중첩되게 형성된 활성층(114)을 구비한다. 그리고, 반도체패턴은 활성층(114) 위에 형성되어 스토리지전극(128), 소스전극(108) 및 드레인전극(110)과 오믹접촉을 위한 오믹접촉층(116)을 추가로 구비한다. 이러한 반도체패턴은 셀과 셀 사이에서는 분리되게 형성되어 그 반도체패턴에 의한 셀들 간의 신호간섭을 방지하게 된다.The semiconductor pattern includes an
화소 전극(122)은 화소 영역(105)에 투명도전막(170)으로 형성되어 박막 트랜지스터(130)의 드레인 전극(110)과 직접 접속된다. The
이에 따라, 박막 트랜지스터(130)를 통해 화소 신호가 공급된 화소 전극(122)과 기준 전압이 공급된 공통 전극(도시하지 않음) 사이에는 수직전계가 형성된다. 이러한 전계에 의해 상부 어레이 기판과 하부 어레이 기판 사이의 액정 분자들이 유전 이방성에 의해 회전하게 된다. 그리고, 액정 분자들의 회전 정도에 따라 화소 영역(105)을 투과하는 광 투과율이 달라지게 됨으로써 계조를 구현하게 된다.Accordingly, a vertical electric field is formed between the
스토리지 캐패시터(140)는 게이트라인(102)과, 그 게이트라인(102)과 게이트절연패턴(112), 활성층(114) 및 오믹접촉층(116)을 사이에 두고 중첩되며 화소전극(122)과 직접 접속된 스토리지전극(128)으로 구성된다. 이러한 스토리지 캐패시터(140)는 화소 전극(122)에 충전된 화소 신호가 다음 화소 신호가 충전될 때까지 안정적으로 유지되게 한다.The
게이트패드(150)는 게이트 드라이버(도시하지 않음)와 접속되어 게이트 드라이버에서 생성된 게이트신호를 게이트링크(152)를 통해 게이트라인(102)에 공급한다. 이러한 게이트 패드(150)는 게이트라인(102)과 접속된 게이트링크(152)로부터 신장된 투명도전막(170)이 노출된 구조로 형성된다. 여기서, 게이트링크(152)는 투명도전막(170)과, 그 투명도전막(170) 상에 형성되는 게이트금속층(172)으로 형성된다.The
데이터패드(160)는 데이터 드라이버(도시하지 않음)와 접속되어 데이터 드라이버에서 생성된 데이터신호를 데이터링크(168)를 통해 데이터라인(104)에 공급한다. 이러한 데이터패드(160)는 데이터라인(104)과 접속된 데이터링크(168)로부터 신장된 투명도전막(170)이 노출된 구조로 형성된다. 여기서, 데이터링크(168)는 투명도전막(170)으로 이루어진 데이터링크하부전극(162)과; 데이터라인(104)과 접속된 데이터링크상부전극(166)으로 이루어진다. The
도 6a 및 도 6b는 본 발명에 따른 박막 트랜지스터 어레이 기판의 제조 방법 중 제1 마스크 공정을 설명하기 위한 평면도 및 단면도이다.6A and 6B are plan and cross-sectional views illustrating a first mask process in the method of manufacturing the thin film transistor array substrate according to the present invention.
도 6a 및 도 6b에 도시된 바와 같이 제1 마스크 공정으로 하부 기판(101) 상에 화소전극(122)과; 2층 구조의 게이트 라인(102), 게이트 전극(106), 게이트링크(152), 게이트 패드(150), 데이터패드(160) 및 데이터링크하부전극(162)을 포함하는 게이트패턴이 형성된다. 6A and 6B, the
이를 위해, 하부기판(101) 상에 스퍼터링 등의 증착방법을 통해 투명도전막(170)과 게이트금속막(172)이 순차적으로 형성된다. 여기서, 투명도전막(170)은 ITO, TO, ITZO, IZO 등과 같은 투명도전성물질이 이용되고, 게이트금속막(172)은 알루미늄/네오듐(AlNd)을 포함하는 알루미늄(Al)계 금속, 몰리브덴(Mo), 구리(Cu), 크롬(Cr), 탄탈(Ta), 티타늄(Ti) 등과 같은 금속이 이용된다. 이어서, 투명도전막(170)과 게이트 금속층(172)이 제1 마스크를 이용한 포토리소그래피공정과 식각공정에 의해 패터닝됨으로써 2층 구조의 게이트 라인(102), 게이트 전극(106), 게이트링크(152) 및 데이터링크 하부전극(162)과; 게이트금속막(172)을 포함하는 게이트 패드(150), 데이터패드(160) 및 화소전극(122)이 형성된다.To this end, the transparent
도 7a 및 도 7b는 본 발명에 따른 박막 트랜지스터 어레이 기판의 제조 방법 중 제2 마스크 공정을 설명하기 위한 평면도 및 단면도이다.7A and 7B are plan views and cross-sectional views illustrating a second mask process in the method of manufacturing the thin film transistor array substrate according to the present invention.
도 7a 및 도 7b에 도시된 바와 같이 제2 마스크공정으로 게이트패턴이 형성된 하부기판(101) 상에 게이트절연패턴(112)과; 활성층(114) 및 오믹접촉층(116)을 포함하는 반도체패턴이 형성된다. 그리고, 데이터패드(160), 데이터링크하부전극(162), 게이트패드(150) 및 화소전극(122)에 포함된 게이트금속막(172)이 제거되어 투명도전막(170)이 노출된다. 이러한 제2 마스크 공정을 도 8a 내지 도 8c를 참조하여 상세히 하면 다음과 같다.7A and 7B, the
우선, 게이트패턴이 형성된 하부 기판(101) 상에 도 8a에 도시된 바와 같이 PECVD, 스퍼터링 등의 증착 방법을 통해 게이트 절연막(111)과 제1 및 제2 반도체층(115,117)이 순차적으로 형성된다. 여기서, 게이트 절연막(111)의 재료로는 산화 실리콘(SiOx) 또는 질화 실리콘(SiNx) 등의 무기 절연 물질이 이용되며, 제1 반도체층(115)은 불순물이 도핑되지 않은 비정질실리콘이 이용되며, 제2 반도체층(117)은 N형 또는 P형의 불순물이 도핑된 비정질실리콘이 이용된다. 이어서, 제2 반도체층(117) 위에 포토레지스트막(316)이 전면 형성된 다음 하부기판(101) 상부에 제2 마스크(310)가 정렬된다. 제2 마스크(310)는 투명한 재질인 마스크기판(312)과, 마스크기판(312)의 차단영역(S2)에 형성된 차단부(314)를 구비한다. 여기서, 마스크 기판(312)이 노출된 영역은 노광 영역(S1)이 된다. 이러한 제2 마스크(310)를 이용한 포토레지스트막(316)을 노광 및 현상함으로써 도 8b에 도시된 바와 같이 제2 마스크(310)의 차단부(314)와 대응하여 포토레지스트 패턴(318)이 형성된다. 이러한 포토레지스트 패턴(318)을 이용한 식각 공정으로 제1 및 제2 반도체층(115,117)과 게이트절연막(111)이 패터닝됨으로써 도 8c에 도시된 바와 같이 게이트라인(102), 게이트전극(106) 및 게이트링크(152)를 포함하는 게이트패턴과 중첩되는 게이트절연패턴(112)과, 그 게이트절연패턴(112) 상에 게이트패턴보다 폭이 넓은 활성층(114) 및 오믹접촉층(116)을 포함하는 반도체패턴이 형성된다. 이는 반도체패턴이 게이트전극(106)의 폭보다 폭이 좁을 경우 채널특성이 저하되므로 이를 방지하기 위해서이다.First, as shown in FIG. 8A, the
그런 다음, 게이트절연패턴(112)과 반도체패턴(114,116)을 마스크로 이용하여 노출된 게이트금속막(172)이 습식식각으로 제거된다. 즉, 게이트패드(150), 데이터패드(160), 데이터링크하부전극(162) 및 화소전극(122)에 포함된 게이트금속막(172)에 제거되어 이들(150,160,162,122)에 포함된 투명도전막(170)이 노출된다.Thereafter, the exposed
도 9a 및 도 9b는 본 발명에 따른 박막 트랜지스터 어레이 기판의 제조 방법 중 제3 마스크 공정을 설명하기 위한 평면도 및 단면도이다.9A and 9B are plan and cross-sectional views illustrating a third mask process in the method of manufacturing the thin film transistor array substrate according to the present invention.
도 9a 및 도 9b에 도시된 바와 같이 제3 마스크 공정으로 게이트절연패턴(112)과 반도체패턴이 형성된 하부 기판(101) 상에 데이터라인(104), 소스전극(108), 드레인전극(110), 스토리지전극(128), 데이터링크상부전극(166)을 포함하는 데이터패턴이 형성된다. 이러한 제3 마스크공정을 도 10a 내지 도 10e를 참조하여 상세히 하면 다음과 같다.As shown in FIGS. 9A and 9B, the
도 10a에 도시된 바와 같이 반도체패턴이 형성된 하부기판(101) 상에 스퍼터링 등의 증착 방법을 데이터금속층(109)과 포토레지스트막(328)이 순차적으로 형성된다. 여기서, 데이터금속층(109)은 몰리브덴(Mo), 구리(Cu) 등과 같은 금속으로 이루어진다. As shown in FIG. 10A, the
그런 다음, 부분 노광 마스크인 제3 마스크(320)가 하부기판(101) 상부에 정렬된다. 제3 마스크(320)는 투명한 재질인 마스크 기판(322)과, 마스크 기판(322) 의 차단 영역(S2)에 형성된 차단부(324)와, 마스크 기판(322)의 부분 노광 영역(S3)에 형성된 회절 노광부(326)(또는 반투과부)를 구비한다. 여기서, 마스크 기판(322)이 노출된 영역은 노광 영역(S1)이 된다. 이러한 제3 마스크(320)를 이용한 포토레지스트막(328)을 노광한 후 현상함으로써 도 10b에 도시된 바와 같이 제3 마스크(320)의 차단부(324)와 회절 노광부(326)에 대응하여 차단 영역(S2)과 부분 노광 영역(S3)에서 단차를 갖는 포토레지스트 패턴(330)이 형성된다. 즉, 부분 노광 영역(S3)에 형성된 포토레지스트 패턴(330)은 차단 영역(S2)에서 형성된 제1 높이를 갖는 포토레지스트 패턴(330)보다 낮은 제2 높이를 갖게 된다.Then, the
이러한 포토레지스트 패턴(330)을 마스크로 이용한 습식 식각 공정으로 데이터 금속층(109)이 패터닝됨으로써 스토리지전극(128), 데이터 라인(104), 데이터 라인(104)과 접속된 소스전극(108) 및 드레인 전극(110), 데이터 라인(104)과 다른 일측에 접속된 데이터 링크 상부전극(166)을 포함하는 데이터패턴이 형성된다. The
그리고, 포토레지스트 패턴(330)을 마스크로 이용한 건식 식각 공정으로 활성층(114)과 오믹접촉층(116)은 데이터패턴을 따라 형성된다. 이 때, 데이터패턴과 중첩되는 활성층(114) 및 오믹접촉층(116)을 제외한 나머지 영역에 위치하는 활성층(114) 및 오믹접촉층(116)을 제거하게 된다. 이는 활성층(114) 및 오믹접촉층(116)을 포함하는 반도체패턴에 의한 셀들간의 단락을 방지하기 위해서이다.The
이어서, 산소(O2) 플라즈마를 이용한 애싱(Ashing) 공정으로 부분 노광 영역(S3)에 제2 높이를 갖는 포토레지스트 패턴(230)은 도 10c에 도시된 바와 같이 제거되고, 차단 영역(S2)에 제1 높이를 갖는 포토레지스트 패턴(330)은 높이가 낮아진 상태가 된다. 이러한 포토레지스트 패턴(330)을 이용한 식각 공정으로 부분 노광 영역(S3), 즉 박막 트랜지스터의 채널부에 형성된 데이터 금속층과 오믹접촉층(116)이 제거됨으로써 드레인 전극(110)과 소스 전극(108)이 분리된다. 그리고, 데이터패턴 위에 남아 있던 포토레지스트 패턴(330)은 도 10d에 도시된 바와 같이 스트립 공정으로 제거된다. Subsequently, in the ashing process using an oxygen (O 2 ) plasma, the
이어서, 데이터패턴이 형성된 기판(101)의 전면에 도 10e에 도시된 바와 같이 보호막(118)이 형성된다. 보호막(118)으로는 게이트 절연패턴(112)과 같은 무기 절연 물질이나 유전상수가 작은 아크릴(acryl)계 유기 화합물, BCB 또는 PFCB 등과 같은 유기 절연 물질이 이용된다. Subsequently, a
도 11은 도 5에 도시된 하부 어레이 기판을 포함하는 액정표시패널을 나타내는 평면도이며, 도 12는 도 11에서 선"ⅩⅡ-ⅩⅡ'"를 따라 절취한 액정표시패널을 나타내는 단면도이다.FIG. 11 is a plan view illustrating a liquid crystal display panel including the lower array substrate illustrated in FIG. 5, and FIG. 12 is a cross-sectional view illustrating a liquid crystal display panel taken along the line "XII-XII '" in FIG. 11.
도 11 및 도 12에 도시된 액정표시패널은 실재(354)에 의해 합착되는 상부 어레이 기판(300) 및 하부 어레이 기판(302)을 구비한다. 11 and 12 include an
상부 어레이 기판(300)은 블랙매트릭스, 컬러필터 및 공통전극(352)을 포함하는 상부 어레이가 상부기판(350) 상에 형성되어 있다. In the
하부 어레이 기판(302)은 상부 어레이 기판(300)과 중첩되는 영역이 보호패턴(304)에 의해 보호되고, 상부 어레이 기판(300)과 비중첩되는 패드영역의 게이트 패드(150) 및 데이터패드(160) 중 적어도 어느 하나에 포함된 투명도전막(170)이 노출되게 형성된다.The
한편, 본 발명에 따른 액정표시패널은 도 13a 내지 도 13c에 도시된 바와 같이 상부 어레이 기판(300)과 하부 어레이 기판(302) 사이에 형성되는 도통부(398)를 추가로 구비한다.Meanwhile, the liquid crystal display panel according to the present invention further includes a
도통부(398)는 하부기판(101) 상에 형성된 공급라인(382)과, 상부기판(350) 상에 형성된 상부 어레이에 포함된 공통전극(352)과, 공급라인(382) 및 공통전극(352)을 연결하기 위한 은 도트(384)를 구비한다. 이러한 도통부(398)는 공통전극(352)에 기준전압을 공급하기 위해 은 도트(384)를 통해 공급라인(382)과 공통전극(352)이 전기적으로 연결된다. The
공급라인(382)은 전원공급부(도시하지 않음)로부터 생성된 기준전압을 공급패드(380)를 통해 은 도트(384)에 공급한다. 은 도트(384)는 보호패턴(304) 및 게이트절연패턴(112) 중 적어도 어느 하나와 공급라인(382)을 관통하는 콘택홀(388)을 통해 공급라인(382)과 측면으로 접촉된다. 콘택홀(388)은 레이저를 이용하여 공급라인(382)과, 보호패턴(304) 및 게이트절연패턴(112)의 일부를 제거한다.The
한편, 공급라인(382)은 게이트패턴 및 데이터패턴 중 적어도 어느 하나에 포함된 금속으로 형성된다.Meanwhile, the
공급라인(382)이 도 13a에 도시된 바와 같이 데이터패턴에 포함된 데이터금속으로 형성되는 경우, 공급패드(380)는 투명도전막(170), 그 투명도전막(170) 상에 형성되며 공급라인(382)과 중첩되는 게이트금속막(172)으로 이루어진다.When the
공급라인(382)이 도 13b에 도시된 바와 같이 게이트패턴에 포함된 투명도전막(170)과 게이트금속막(172)으로 형성되는 경우, 공급패드(380)는 공급라인(382)의 투명도전막(170)이 신장되어 그 투명도전막(170)이 노출되도록 형성된다. 이 경우, 공급라인(382) 상에는 공급라인(382)을 보호하기 위한 게이트절연패턴(112)이 형성된다.When the
공급라인(382)이 도 13c에 도시된 바와 같이 게이트패턴에 포함된 투명도전막(170)으로 형성되는 경우, 공급패드(380)는 공급라인(382)의 투명도전막(170)이 신장되어 그 투명도전막(170)이 노출되도록 형성된다.When the
도 14a 내지 도 14c는 본 발명에 따른 액정표시패널의 제조방법을 나타내는 단면도이다. 여기서는 도 13a에 도시된 액정표시패널을 예를 들어 설명하지만 도 13b 및 도 13c에 도시된 액정표시패널에도 적용된다.14A to 14C are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a liquid crystal display panel according to the present invention. Here, the liquid crystal display panel shown in FIG. 13A will be described as an example, but the present invention also applies to the liquid crystal display panel shown in FIGS. 13B and 13C.
먼저 상부 어레이 기판(300)과 하부 어레이 기판(302)이 별도로 형성된 후 도 14a에 도시된 바와 같이 실재(354)로 합착된다. 이 때, 하부 어레이 기판(302)에는 박막트랜지스터, 화소전극, 게이트패드, 데이터패드 및 도통부를 덮도록 하부기판(101) 전면에 보호막(118)이 형성되어 있다.First, the
그런 다음, 공급라인(382)과 은 도트(384)를 연결하기 위해 하부기판(101) 배면에서 보호막(118)을 향해 도 14b에 도시된 바와 같이 레이저(386), 예를 들어 야그(Yag) 레이저를 이용하여 레이저광을 조사하게 된다. 이 때, 레이저(385)에서 출사되는 광은 약 1064nm, 592nm, 355nm 파장을 갖게 된다. 이러한 레이저(386)에 의해 보호막(118) 및 게이트절연패턴(112) 중 적어도 어느 하나와 공급라인(382)을 관통하는 콘택홀(388)이 형성되어 은 도트(384)와 공급라인(382)이 측면으로 접촉된다. 이러한 은 도트(384)와 공급라인(382)을 접촉시키기 위한 레이저조사공정은 패드 오픈 공정 이전이나 패드 오픈 공정 이후에 실행할 수 있다.Then, the
이 후, 상부 어레이 기판(300)을 마스크로 이용한 패드오픈공정에 의해 도 14c에 도시된 바와 같이 하부 어레이 기판(302)의 보호막(118)이 패터닝됨으로써 표시영역에 보호패턴(304)이 형성되고 패드영역의 게이트패드(150) 및 데이터패드(160) 중 적어도 어느 하나와 공급패드(380)에 포함된 투명도전막(170)이 노출된다. Thereafter, as shown in FIG. 14C, the
한편, 패드오픈공정은 대기압 플라즈마 발생부에 의해 생성된 플라즈마를 이용하여 상부 어레이 기판(300)에 의해 노출된 각각의 패드를 순차적으로 스캐닝하거나 패드 단위별로 일괄적으로 스캐닝하여 게이트패드(150) 및 데이터패드(160)와 공급패드(380)의 투명도전막(170)을 노출시킨다. 또는 챔버 내에 상부 어레이 기판(300)과 하부 어레이 기판(302)이 합착된 액정셀을 다수개 삽입한 후 상압 플라즈마를 이용하여 상부 어레이 기판(300)에 의해 노출된 패드영역의 보호막(118)을 식각하여 게이트패드(150) 및 데이터패드(160)와 공급패드(380)의 투명도전막(170)을 노출시킨다. 또는 상부 어레이 기판(300)과 하부 어레이 기판(302)이 합착된 액정셀 전체를 식각액에 침지시키거나 게이트패드(150) 및 데이터패드(160)와 공급패드(380)를 포함하는 패드영역만을 식각액에 침지시켜 게이트패드(150) 및 데이터패드(160)와 공급패드(380)의 투명도전막(170)을 노출시킨다. Meanwhile, in the pad opening process, each pad exposed by the
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 액정표시패널 및 그 제조방법은 제1 마스크공정으로 화소전극과 게이트패턴을 형성하고, 제2 마스크공정으로 반도체패턴을 형성하고, 제3 마스크공정으로 데이터패턴을 형성됨으로써 하부 어레이 기판이 완성된다. 여기서, 화소전극 및 공통전극 중 적어도 어느 하나를 포함하는 구동전극은 제2 마스크공정 또는 제3 마스크공정시 이들에 포함된 투명도전막이 노출된다. 이와 같이 하부 어레이 기판을 3마스크공정으로 형성함으로써 구조 및 제조공정이 단순화되고 제조단가를 절감할 수 있음과 아울러 제조수율이 향상된다. 또한, 합착 후 패드 오픈 공정으로 패드에 포함된 투명도전막이 노출됨으로써 패드전극의 부식이 방지된다. 또한, 본 발명에 따른 액정표시패널 및 그 제조방법과 장치는 박막트랜지스터 어레이 기판과 컬러필터 어레이 기판 합착 전 은 도트와 공급라인의 도통이 불가능한 경우 어레이 기판을 합착한 후 도통영역에 레이저를 조사하여 은 도트와 공급라인을 도통시킨다.As described above, the liquid crystal display panel and the method of manufacturing the same according to the present invention form the pixel electrode and the gate pattern by the first mask process, the semiconductor pattern by the second mask process, and the data pattern by the third mask process. The lower array substrate is completed by forming. Here, the driving electrode including at least one of the pixel electrode and the common electrode is exposed to the transparent conductive film included in the second mask process or the third mask process. In this way, by forming the lower array substrate in a three-mask process, the structure and manufacturing process can be simplified, manufacturing cost can be reduced, and manufacturing yield can be improved. In addition, since the transparent conductive film included in the pad is exposed by the pad opening process after bonding, corrosion of the pad electrode is prevented. In addition, the liquid crystal display panel according to the present invention and a method and apparatus for manufacturing the same are irradiated with a laser on the conductive region after bonding the array substrate when the thin dot transistor array substrate and the color filter array substrate are not connected to each other. Causes the dot and the supply line to conduct.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.Those skilled in the art will appreciate that various changes and modifications can be made without departing from the technical spirit of the present invention. Therefore, the technical scope of the present invention should not be limited to the contents described in the detailed description of the specification but should be defined by the claims.
Claims (18)
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