KR100697368B1 - 박막트랜지스터-액정표시패널의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 FFS(Fringe Field Switch)모드에서 제 1 및 제 2 ITO(Indium Tin Oxide)층과의 직접적인 접촉이 배제되면서 버퍼층의 설계된 배제된 상태에서 Al단일막의 사용이 가능하면서 제조원가의 절감이 실현되도록 하기 위한 박막트랜지스터-액정표시패널의 제조방법에 관한 것으로, 글래스기판상에 ITO(Indium Tin Oxide)층과 Mo층을 순차적으로 적층하는 단계와, 상기 ITO층과 Mo층을 동일한 마스크를 사용하여 패터닝하여 카운터 전극으로 이용되는 제 1 ITO 전극을 형성하는 단계, 상기 글래스기판 상에 제 1 ITO 전극 상에 잔류하는 Mo층을 덮도록 단일의 Al 합금막을 적층하는 단계, 상기 단일의 Al 합금막 및 Mo층을 패터닝하여 게이트 전극 및 게이트 버스 라인과 공통배선을 형성하되, 상기 공통배선을 상기 제 1 ITO 전극의 모서리 부분과 상기 Mo층을 개재시켜 중첩되게 형성하는 단계, 상기 게이트 절연막 상에 화소전극으로 사용되는 제 2 ITO 전극을 상기 제 1 ITO 전극과 중첩되게 형성하는 단계, 상기 절연막 상에 상기 활성층과 중첩되게 소오스 및 드레인 전극을 형성하되 상기 소오스 및 드레인 전극 중 어느 하나가 상기 제 2 ITO 전극과 접촉되어 전기적으로 연결되게 형성하는 단계를 포함한다.
Description
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 제조된 박막트랜지스터-액정표시패널의 평면도,
도 2는 본 발명에 따른 박막트랜지스터-액정표시패널의 제조방법에 의해 도 1의 A-A선을 따르는 단면구조를 형성하기 위한 과정을 설명하는 도면,
도 3은 본 발명에 따른 박막트랜지스터-액정표시패널의 제조방법에 의해 도 1의 A-A선을 따르는 단면구조를 형성하기 위한 과정을 설명하는 도면이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10: 게이트금속막 12: 제 1 ITO전극
14: 공통라인 20: 글래스기판
24: Mo층
삭제
본 발명은 박막트랜지스터-액정표시패널의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 FFS(Fringe Field Switch)모드 박막트랜지스터(TFT)-액정표시패널에서 카운터 전극으로 사용되는 ITO(Indium Tin Oxide)와의 직접적인 접촉없이 단일의 Al합금막을 게이트금속막으로 형성하도록 함으로써 공정의 단순화(버퍼층의 배제) 및 제조단가의 저감을 달성하도록 하기 위한 박막트랜지스터-액정표시패널의 제조방법에 관한 것이다.
최근에, 평판형 디스플레이장치를 대표하는 액정표시장치가 예컨대 텔레비전이라든지 노트북 컴퓨터를 포함하는 다양한 제품에 적용되고 있고, 특히 각 화소마다 TFT로 이루어진 스위칭소자가 구비되는 액티브 매트릭스형 LCD패널은 고속의 응답특성을 가지면서 높은 화소수에 적합하여 CRT(Cathode ray tube)에 대응하는 고화질의 표시화면을 제공하면서 대형화 및 컬러화의 실현에 대한 가능성을 제공하고 있다.
그러한 TFT-LCD패널이 제조는 화소단위의 신호를 인가하는 스위칭소자들을 형성하는 TFT어레이공정과, 컬러를 구현하기 위한 컬러R/G/B어레이를 형성하는 컬러필터공정 및, TFT기판과 컬러필터기판 사이에 액정셀을 형성하는 액정공정을 통해 이루어지게 된다.
여기서, TFT어레이공정에서 에치백(Etch back)구조의 채널을 갖는 경우 글래스기판에서 유기성 물질의 제거와 후속적으로 증착될 게이트 버스 라인 및 게이트 전극을 형성하기 위한 금속박막과 그 글래스기판의 점착성을 양호하게 하기 위해 세정이 이루어지고나서 스퍼터링(Sputtering)에 의해 게이트 버스 라인 및 게이트 전극을 형성하기 위한 금속박막을 증착하게 된다.
여기서, TFT-LCD패널이 대형화됨에 따라 저저항의 게이트금속을 사용하여 라인지연시간을 최소화하기 위한 노력에 따라 게이트 버스 라인 및 게이트 전극을 형성하기 위한 금속박막의 형성에는 Al이 주로 사용되지만, 그 Al이 화학적인 내성이 약하고 후속의 고온공정에서의 힐록(Hillock)의 발생가능성을 고려하여 Al합금형태로 사용하거나 클래드(Clad)구조로 사용하게 된다.
또한, FFS 모드 박막트랜지스터는 게이트 버스 라인 및 게이트 전극과 동시에 형성되는 공통라인과 접촉되어 전기적으로 연결되게 글래스 기판의 동일 평면 상에 투명전극재료인 ITO로 구성되는 카운터 전극이 형성된다.
기판 상에 카운터 전극과 게이트 버스 라인 및 게이트 전극 등의 형성이 완료되면 게이트절연막의 형성이라든지 TFT채널로 사용되는 a-Si;H막, 소오스/드레인과의 오믹접촉을 위한 n+ a-Si;H막을 순차적으로 형성하여 패터닝처리가 이루어지게 되며, 액정셀의 동작을 위한 화소전극의 형성은 투명전극재료인 ITO를 이용하여 행해지게 되고, 액정셀에 인가된 신호전압을 유지시키기 위한 축적용량(Storage capacitor)는 게이트절연막을 사이에 개재시킨 상태로 화소전극(ITO)을 게이트전극의 일부인 축적용량전극과 중첩시킴으로써 형성된다.
기판 상에 카운터 전극과 게이트 버스 라인 및 게이트 전극 등의 형성이 완료되면 게이트절연막의 형성이라든지 TFT채널로 사용되는 a-Si;H막, 소오스/드레인과의 오믹접촉을 위한 n+ a-Si;H막을 순차적으로 형성하여 패터닝처리가 이루어지게 되며, 액정셀의 동작을 위한 화소전극의 형성은 투명전극재료인 ITO를 이용하여 행해지게 되고, 액정셀에 인가된 신호전압을 유지시키기 위한 축적용량(Storage capacitor)는 게이트절연막을 사이에 개재시킨 상태로 화소전극(ITO)을 게이트전극의 일부인 축적용량전극과 중첩시킴으로써 형성된다.
그리고, 데이터라인과 소오스/드레인전극은 금속박막의 증착과 포토공정 및 에칭공정에 의해 형성되고, TFT채널의 형성은 별도의 포토공정없이 TFT의 소오스와 드레인전극을 마스크로 사용하여 채널부위의 막을 건식에칭하는 방식에 의해 실행됨이 일반적이다.
또, TFT채널부의 에치백 채널부에 대해서는 보호막(Passivation film)을 예컨대 PECVD법에 의해 형성하게 된다.
상기한 TFT-액정표시패널의 제조시 게이트 버스 라인 및 게이트 전극을 Al합금으로 형성하는 경우에는 고온공정에서 힐록의 발생가능성이 높을 뿐만 아니라 상위 층의 패턴형성시 에칭제(Etchant)에 의한 불리한 영향(Attack)을 받기 쉽다는 점과, 글래스기판과의 점착성이 불량하여 게이트 단락(Gate open)이라는 불량의 유발가능성이 높다는 점을 고려하여, 그 Al합금을 채용하는 경우에는 버퍼층(Buffer layer)을 사용하여 풀-클래드(Full-clad) 또는 세미-클래드(Semi-clad)형태로 사용하게 된다.
또한, FFS모드에서는 게이트 버스 라인 및 게이트 전극을 Al 합금으로 형성하는 데 제 1 ITO와 제 2ITO의 직접적인 접촉(패드부)에 의해 접촉저항이 증가될 뿐만 아니라 그 접촉저항의 증가에 의해 TFT-LCD패널의 사용에 따른 신뢰성이 저하되는 점도 고려하여 버퍼층의 사용이 필요하게 된다.
따라서, 단일의 Al합금막을 TFT-LCD패널의 제조에 이용하는 경우에는 부득이하게 버퍼층의 사용이 필요하게 되고, 그에 따라 TFT-LCD패널의 능력(Capability)이 열화될 뿐만 아니라 제조원가의 상승도 초래하게 된다.
본 발명은 상기한 종래 기술을 감안하여 이루어진 것으로, FFS모드의 TFT-LCD패널에서 제 1 및 제 2ITO와의 직접적인 접촉없이 버퍼층의 형성이 배제된 상태로 Al합금을 게이트 버스 라인 및 게이트 전극의 형성에 적용할 수 있도록 하기 위한 박막트랜지스터-액정표시패널의 제조방법을 제공함에 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 박막트랜지스터-액정표시패널의 제조방법은 글래스기판상에 ITO(Indium Tin Oxide)층과 Mo층을 순차적으로 적층하는 단계와, 상기 ITO층과 Mo층을 동일한 마스크를 사용하여 패터닝하여 카운터 전극으로 이용되는 제 1 ITO 전극을 형성하는 단계, 상기 글래스기판 상에 제 1 ITO 전극 상에 잔류하는 Mo층을 덮도록 단일의 Al 합금막을 적층하는 단계, 상기 단일의 Al 합금막 및 Mo층을 패터닝하여 게이트 전극 및 게이트 버스 라인과 공통배선을 형성하되, 상기 공통배선을 상기 제 1 ITO 전극의 모서리 부분과 상기 Mo층을 개재시켜 중첩되게 형성하는 단계, 상기 글래스기판 상에 상기 제 1 ITO 전극, 상기 게이트 전극 및 게이트 버스 라인과 공통배선을 덮도록 게이트절연막, 활성층 및 소오스/드레인용 금속막을 순차적으로 중착한 후 상기 활성층을 상기 게이트 전극과 중첩되게 패터닝하는 단계, 상기 게이트 절연막 상에 화소전극으로 사용되는 제 2 ITO 전극을 상기 제 1 ITO 전극과 중첩되게 형성하는 단계, 상기 절연막 상에 상기 활성층과 중첩되게 소오스 및 드레인 전극을 형성하되 상기 소오스 및 드레인 전극 중 어느 하나가 상기 제 2 ITO 전극과 접촉되어 전기적으로 연결되게 형성하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따르면, 바람직하게 상기 제 1의 ITO막과 상기 Mo층은 동일한 마스크를 사용하여 에칭된다.
또, 상기 Al합금과 상기 Mo층도 동일한 마스크를 사용하여 에칭된다.
더욱 바람직하게, 상기 Al합금층과 상기 제 1 ITO막은 직접 접촉이 방지되게 된다.
상기한 본 발명에 따른 박막트랜지스터-액정표시패널의 제조방법에 의하면, TFT-LCD패널을 제조하는 공정에서 글래스기판상에 제 1 ITO전극과 Mo층을 연속적으로 증착하고나서 동일한 마스크로 에칭하여 패터닝하게 되고, 그 패턴의 제 1 ITO전극상에 단일의 Al합금을 적층하여 동일한 마스크로 그 Al합금과 Mo를 동시에 에칭하여 패터닝하게 하게 됨으로써, Al합금과 제 1 ITO와의 직접적인 접촉이 방지되면서 단일의 Al합금의 사용이 가능하게 된다.
이하, 본 발명에 대해 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 따라 제조된 TFT-LCD패널의 평면도를 나타낸 도면으로, 글래스기판(도시 생략)상에는 본 발명에 따라 Al합금으로 형성되는 게이트 버스 라인 및 게이트 전극으로 사용되는 게이트금속막(10)이 형성되고, ITO로 이루어진 카운터 전극으로 사용되는 제 1 ITO전극(12)이 형성되며, 상기 게이트금속막(10)과 동일하게 형성된 Al합금으로 이루어진 공통라인(14)이 형성된다. 상기에서 공통라인(14)은 Mo를 개재시켜 제 1 ITO전극(12)에 중첩되게 형성된다.
도 1에서 참조부호 16은 ITO/Mo/Al합금이 중첩되어 순차적으로 적층된 부분을 나타낸다.
도 2와 도 3은 도 1에 도시된 TFT-LCD패널의 제조과정을 설명하기 위한 도 1의 A-A선을 따르는 단면도이다.
그 후, 도 3을 참조하면 글래스기판(20) 상에 도 2에 도시된 제 1 ITO 전극(12) 및 Mo층(24)를 덮도록 단일의 Al 합금막을 증착하고 적층한다. 여기서, 상기 Al 합금으로서는 Al, AlNd, AlTa 등이 적용된다.
삭제
상기 Al 합금막을 포토 및 식각 공정에 의해 패터닝하여 게이트 버스 라인 및 게이트 전극으로 사용되는 게이트 금속막(10)을 형성한다. 이 때, 공통라인(14)도 제 1 ITO전극(12) 상에 형성된 Mo층(24)과 모서리만 중첩되고 나머지 부분이 노출되도록 패터닝되어 형성된다. 그리고, 계속해서 동일한 마스크를 사용하여 제 1 ITO전극(12) 상의 Mo층(24)의 노출된 부분을 식각하여 제거한다. 즉, 게이트 버스 라인 및 게이트 전극과 공통라인(14)을 형성할 때 동일한 마스크를 사용하여 Al합금막과 Mo층(24)를 동시에 식각한다.
따라서, 공통배선(14)은 Mo층(24)을 개재시켜 제 1 ITO 전극(12) 상에 형성되는 것에 의해 형성되어 제 1 ITO 전극(12)과 직접적인 접촉을 방지하므로써 단일의 Al합금의 사용이 가능하게 된다.
상기한 공정이 완료되고나면 통상적인 공정에 따라 TFT-LCD패널을 제조하기 위한 활성층(Active layer)의 형성과, 소오스/드레인의 형성, 보호막의 형성, 콘택트 홀(Contact hole)의 형성, 화소전극으로 사용되는 제 2 ITO전극의 형성 등의 공정을 실행한다.
상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 박막트랜지스터-액정표시패널의 제조방법에 의하면, 단일의 Al합금의 사용이 가능하여 게이트라인 저항이 감소됨에 따라 30 인치 이상의 대형 기판에 대한 적용이 가능하게 되고, 버퍼층의 형성이 배제됨에 따라 제조원가의 절감이 가능하게 되며, 접촉저항의 문제가 해결됨에 따라 패널의 신뢰성이 향상되고, 글래스기판에 대한 금속막의 점착성이 개선되는 효과가 있다.
상기한 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이며, 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가 등이 가능할 것이며, 이러한 수정 변경 등은 이하의 특허청구의 범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
Claims (4)
- 글래스기판상에 ITO(Indium Tin Oxide)층과 Mo층을 순차적으로 적층하는 단계와,상기 ITO층과 Mo층을 동일한 마스크를 사용하여 패터닝하여 카운터 전극으로 이용되는 제 1 ITO 전극을 형성하는 단계,상기 글래스기판 상에 제 1 ITO 전극 상에 잔류하는 Mo층을 덮도록 단일의 Al 합금막을 적층하는 단계,상기 단일의 Al 합금막 및 Mo층을 패터닝하여 게이트 전극 및 게이트 버스 라인과 공통배선을 형성하되, 상기 공통배선을 상기 제 1 ITO 전극의 모서리 부분과 상기 Mo층을 개재시켜 중첩되게 형성하는 단계,상기 글래스기판 상에 상기 제 1 ITO 전극, 상기 게이트 전극 및 게이트 버스 라인과 공통배선을 덮도록 게이트절연막, 활성층 및 소오스/드레인용 금속막을 순차적으로 중착한 후 상기 활성층을 상기 게이트 전극과 중첩되게 패터닝하는 단계,상기 게이트 절연막 상에 화소전극으로 사용되는 제 2 ITO 전극을 상기 제 1 ITO 전극과 중첩되게 형성하는 단계,상기 절연막 상에 상기 활성층과 중첩되게 소오스 및 드레인 전극을 형성하되 상기 소오스 및 드레인 전극 중 어느 하나가 상기 제 2 ITO 전극과 접촉되어 전기적으로 연결되게 형성하는 단계를 포함하는 박막트랜지스터-액정표시패널의 제조방법.
- 삭제
- 제 1항에 있어서, 상기 게이트 전극 및 게이트 버스 라인과 공통배선을 형성할 때 상기 Al합금과 상기 Mo층을 동일한 마스크로 에칭되는 것을 특징으로 하는 박막트랜지스터-액정표시패널의 제조방법.
- 삭제
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-
2000
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Patent Citations (2)
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