KR100698062B1 - 액정표시소자 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 오버코트층과 하부의 절연막을 일괄식각함으로써 공정을 간소화하는 액정표시소자 및 그 제조방법에 관한 것으로, 특히 기판 상에 게이트 배선, 게이트 전극 및 게이트 패드를 형성하는 단계와, 상기 게이트 배선을 포함한 전면에 게이트 절연막을 형성하는 단계와, 상기 게이트 전극 상부의 게이트 절연막 상에 반도체층을 형성하는 단계와, 상기 게이트 절연막 상에 데이터 배선을 형성하고, 동시에 소스/드레인 전극 및 데이터 패드를 형성하는 단계와, 상기 데이터 배선을 포함한 전면에 보호막을 형성하는 단계와, 상기 보호막 상에 컬러필터층을 형성하는 단계와, 상기 컬러필터층을 포함한 전면에 오버코트층을 형성하는 단계와, 상기 오버코트층을 패터닝하는 단계와, 상기 오버코트층을 마스크로 하여 상기 보호막 또는 게이트 절연막을 선택적으로 제거하여 콘택홀 및 제 1 ,제 2 패드오픈영역을 형성하는 단계와, 상기 콘택홀을 통해 상기 드레인 전극과 접속하는 화소전극 및 상기 제 1 ,제 2 패드오픈영역을 통해 상기 게이트 패드 및 데이터 패드와 접속하는 제 1 ,제 2 투명도전막을 형성하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
COT, 포토 아크릴, 마스크 저감

Description

액정표시소자 및 그 제조방법{Liquid Crystal Display Device And Method For Fabricating The Same}
도 1은 일반적인 액정표시소자의 평면도.
도 2a 및 도 2b는 종래 기술에 의한 COT형 액정표시소자의 단면도.
도 3a 내지 도 3f는 종래 기술에 의한 COT형 액정표시소자의 게이트 패드부 영역의 제작과정을 나타낸 공정단면도.
도 4a 내지 도 4f는 종래 기술에 의한 COT형 액정표시소자의 데이터 패드부 영역의 제작과정을 나타낸 공정단면도.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 제 1 실시예에 의한 COT형 액정표시소자의 단면도.
도 6a 내지 도 6d는 본 발명의 제 1 실시예에 의한 COT형 액정표시소자의 게이트 패드부 영역의 제작과정을 나타낸 공정단면도.
도 7a 내지 도 7d는 본 발명의 제 1 실시예에 의한 COT형 액정표시소자의 데이터 패드부 영역의 제작과정을 나타낸 공정단면도.
도 8은 본 발명의 제 2 실시예에 의한 COT형 액정표시소자의 단면도.
도 9a 내지 도 9d는 본 발명의 제 2 실시예에 의한 COT형 액정표시소자의 데이터 패드부 영역의 제작과정을 나타낸 공정단면도.
도 10a 내지 도 10c는 본 발명의 제 3 실시예에 의한 일반적인 액정표시소자의 게이트 패드부 영역의 제작과정을 나타낸 공정단면도.
도 11a 내지 도 11c는 본 발명의 제 3 실시예에 의한 일반적인 액정표시소자의 데이터 패드부 영역의 제작과정을 나타낸 공정단면도.
도 12a 내지 도 12c는 본 발명의 제 4 실시예에 의한 일반적인 액정표시소자의 데이터 패드부 영역의 제작과정을 나타낸 공정단면도.
*도면의 주요 부분에 대한 부호설명
511 : 기판 512a : 게이트 전극
513 : 게이트 절연막 514 : 반도체층
515a : 소스전극 515b : 드레인 전극
516 : 보호막 517 : 화소전극
518 : 콘택홀 522 : 게이트 패드
525 : 데이터 패드 532 : 게이트 메탈
534 : 블랙 매트릭스 535 : 컬러필터층
536 : 오버코트층 540 : 씨일제
528, 538 : 제 1 ,제 2 패드오픈영역
527,537 : 제 1 ,제 2 투명도전막
본 발명은 액정표시소자(LCD ; Liquid CrysTal Display Device)에 관한 것으로, 특히 하나의 기판 위에 컬러필터 어레이와 TFT 어레이를 동시에 형성하는 액정표시소자에 관한 것이다.
평판표시소자로서 최근 각광받고 있는 액정표시소자는 콘트라스트(contrast) 비가 크고, 계조 표시나 동화상 표시에 적합하며 전력소비가 작다는 장점 때문에 활발한 연구가 이루어지고 있다.
특히, 얇은 두께로 제작될 수 있어 장차 벽걸이 TV와 같은 초박형(超薄形) 표시장치로 사용될 수 있을 뿐만 아니라, 무게가 가볍고, 전력소비도 CRT 브라운관에 비해 상당히 적어 배터리로 동작하는 노트북 컴퓨터의 디스플레이로 사용되는 등, 차세대 표시장치로서 각광을 받고 있다.
이러한 액정표시소자는 일반적으로, 게이트 배선 및 데이터 배선에 의해 정의된 각 화소 영역에 박막트랜지스터(TFT:Thin Film Transistor)와 화소전극이 형성된 박막 어레이 기판과, 컬러필터층과 공통전극이 형성된 컬러필터 어레이 기판이 서로 대향되도록 배치되고, 그 사이에 유전 이방성을 갖는 액정이 형성되는 구조를 가져, 화소 선택용 어드레스(address) 배선을 통해 수십 만개의 화소에 부가된 TFT를 스위칭 동작시켜 해당 화소에 전압을 인가해 주는 방식으로 구동된다.
이 때, 상기 컬러필터 어레이 기판과 박막 어레이 기판은 에폭시 수지와 같은 씨일제에 의해 합착되며, PCB(Printed Circuit Board) 상의 구동회로는 TCP(Tape Carrier Package)를 통해 박막트랜지스터 어레이 기판에 연결된다.
구체적으로, 상기 박막트랜지스터 어레이 기판(11)은, 도 1에 도시된 바와 같이, 액티브 영역(60)과 패드부 영역(61)으로 구분되는바, 상기 액티브 영역(60)의 유리 기판 상에는 복수개의 게이트 배선(12) 및 데이터 배선(15)이 교차 형성되고, 상기 게이트 배선(12)과 데이터 배선(15)의 교차 부위에는 스위칭 소자로서 박막트랜지스터(TFT : Thin Film Transistor, 도시하지 않음)가 형성된다.
그리고, 패드부 영역(61)에는 게이트 드라이버의 게이트 구동신호를 상기 각 게이트 배선(12)에 인가하기 위해 상기 게이트 배선(12)에서 연장 형성된 복수개의 게이트 패드(22)와, 데이터 드라이버의 데이터 신호를 상기 각 데이터 배선(15)에 인가하기 위해 상기 데이터 배선(15)에서 연장 형성된 복수개의 데이터 패드(25)가 형성되어 각각 외부 구동회로와 전기적 신호를 인터페이싱한다.
즉, 액정표시장치를 구동하기 위해서는 상기의 게이트 패드(22) 및 데이터 패드(25)를 오픈하여 구동신호를 공급하는 구동회로와 접속시키는데, 상기 구동회로에서 공급하는 데이터 입력신호를 자체의 제어신호에 따라 분리하여 각 화소에 전달한다.
그러나, 최근 박막트랜지스터 어레이 기판과 컬러필터 어레이 기판의 미스-얼라인(miss-align)에 의해 빛샘이 발생하는데, 이는 개구율이 현저히 떨어지는 요인으로 작용한다. 따라서, 상기와 같은 문제점을 방지하기 위해 하나의 기판 위에 컬러필터 어레이와 박막트랜지스터 어레이를 동시에 형성하는 TOC(TFT On Color Filter)형 또는 COT(Color Filter On TFT)형의 액정표시소자가 도입되었다.
이하에서는, 첨부된 도면을 참조로 상기 COT형 액정표시소자에 대해 구체적으로 살펴보기로 한다.
도 2a 및 도 2b는 종래 기술에 의한 COT형 액정표시소자의 단면도이고, 도 3a 내지 도 3f는 종래 기술에 의한 COT형 액정표시소자의 게이트 패드부 영역의 제작과정을 나타낸 공정단면도이며, 도 4a 내지 도 4f는 종래 기술에 의한 COT형 액정표시소자의 데이터 패드부 영역의 제작과정을 나타낸 공정단면도이다.
즉, 하나의 기판 상에 컬러필터 어레이와 TFT 어레이가 동시에 구비되는 COT형 액정표시소자에 있어서, 상기 기판(111)은, 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 컬러필터층(135) 및 박막트랜지스터가 형성되는 액티브 영역과, 게이트 패드(122) 및 데이터 패드(125)가 형성되는 패드부 영역으로 구분되는바, 상기 액티브 영역에는 수직 교차되어 단위 화소를 정의하는 게이트 배선(도시하지 않음) 및 데이터 배선(도시하지 않음)과, 상기 두 배선의 교차 지점에 형성되어 신호를 스위칭하는 박막트랜지스터(TFT)와, 상기 박막트랜지스터를 포함한 전면에 형성된 보호막(116)과, 화소영역을 정의한 부분의 상기 보호막(116) 상에서 빛샘을 차광하는 블랙 매트릭스(134)와, 상기 각 화소영역의 상기 보호막(116) 위에 형성되어 색상을 표현하는 R,G,B의 컬러필터층(135)과, 상기 컬러필터층(135) 상부에 두텁게 형성되어 표면을 평탄화하는 오버코트층(136)과, 각 화소영역의 상기 오버코트층(136) 상에서 상기 드레인 전극(115b)에 접속하는 화소전극(117)이 형성되어 있다.
여기서, 상기 화소전극(117)은 상기 보호막(116)과 오버코트층(136)을 제거하여 형성된 콘택홀(118)을 통해 드레인 전극(115b)에 접속되는데, 상기 보호막(116)의 제거와 오버코트층(136)의 제거는 서로 다른 공정에서 진행된다.
그리고, 게이트 패드부 영역에는 상기 게이트 배선에서 연장 형성된 게이트 패드(122)와, 상기 게이트 패드(122) 상부에 적층되어 제 1 패드오픈영역(128)을 포함하는 게이트 절연막(113) 및 보호막(116)의 적층막과, 상기 보호막(116) 상부의 소정 부위에 형성된 오버코트층(136)과, 상기 제 1 패드오픈영역(128)을 통해 상기 게이트 패드(122)와 접속하는 제 1 투명도전막(127)이 형성되어 있다.
한편, 데이터 패드부 영역에는 상기 데이터 배선(도시하지 않음)에서 연장 형성된 데이터 패드(125)와, 상기 데이터 패드(125) 상부에 적층되어 제 2 패드오픈영역(138)을 포함하는 보호막(116)과, 상기 보호막(116) 상부의 소정 부위에 형성된 오버코트층(136)과, 상기 제 2 패드오픈영역(138)을 통해 상기 데이터 패드(125)와 접속하는 제 2 투명도전막(137)이 형성되어 있다.
이때, 상기 오버코트층(136)과 제 1 ,제 2 투명도전막(127,137) 사이의 보호막(116) 상에, 즉, 액티브 영역과 패드영역의 경계면에 씨일제(140)가 형성된다.
상기 액정표시소자의 제조방법을 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.
우선, 도 3a 및 도 4a에 도시된 바와 같이, 투명 유리기판(111) 상에 저저항 금속 물질을 스퍼터링 방법으로 증착하고 포토식각기술로 패터닝하여 게이트 배선(도시하지 않음), 게이트 전극(112), 게이트 패드(122)를 형성한다.
다음, 상기 게이트 전극(112a)을 포함한 전면에 무기 절연물질인 실리콘 산화물(SiOx) 또는 실리콘 질화물(SiNx)등을 증착하여 게이트 절연막(113)을 형성한다.
이후, 도 3b 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 상기 게이트 절연막(113) 상에 비정질 실리콘 및 저저항 금속층을 차례로 적층한 후 일괄적으로 패터닝하여 반도체층(114), 데이터 배선(도시하지 않음), 소스/드레인 전극(115a, 115b) 및 데이터 패드(125)를 형성한다.
이 때, 도면에는 도시하지 않았으나 하프톤 마스크를 사용하여 반도체층(114) 및 데이터 배선, 소스/드레인 전극(115a, 115b) 및 데이터 패드(125)를 형성한다. 따라서, 데이터 배선 및 데이터 패드(125) 하층에도 반도체층(114)이 존재하게 된다. 물론, 하프톤 마스크를 사용하지 않고 반도체층을 패터닝한 다음, 그 위에 금속층을 증착하고 패터닝하여 데이터 배선, 소스/드레인 전극 및 데이터 패드를 형성할 수도 있다.
이상의 과정으로 형성된 액티브 영역의 게이트 전극(112a), 게이트 절연막(113), 반도체층(114), 소스/드레인 전극(115a,115b)의 적층막이 박막트랜지스터를 구성한다.
계속하여, 도 3c 및 도 4c에 도시된 바와 같이, 상기 소스/드레인 전극(115a,115b)을 포함한 전면에 무기 절연물질을 증착하여 보호막(116)을 형성한 후, 상기 보호막(116) 또는 게이트 절연막(113)을 선택적으로 건식식각하여 콘택홀(118) 및 제 1 ,제 2 패드오픈영역(128,138)을 형성한다. 상기 보호막(116)을 건식식각할 경우, 그 하부의 소스/드레인 금속층이 에칭 스토퍼(etching-stopper)의 역할을 하게 된다.
여기서, 상기 콘택홀(118)은 액티브 영역의 드레인 전극(115b)을 노출시키고, 상기 제 1 패드오픈영역(128)은 게이트 패드부 영역의 게이트 패드(122)를 노 출시키며, 상기 제 2 패드오픈영역(138)은 데이터 패드부 영역의 데이터 패드(125)를 노출시킨다.
이후, 도 3d 및 도 4d에 도시된 바와 같이, 상기 보호막(116) 상부에 유전율이 낮은 불투명한 유기물질을 도포하고 패터닝하여, 상기 박막트랜지스터, 데이터 배선 및 게이트 배선에 오버랩되는 블랙 매트릭스(134)를 형성한다.
그리고, 블랙 매트릭스(134) 상부에 컬러 레지스트를 일정한 규칙을 가지고 도포하고 패터닝하여 각 화소 영역에 R,G,B의 컬러필터층(135)을 형성한다.
이와같이 하나의 기판 상에 박막트랜지스터, 블랙 매트릭스(134) 및 컬러필터층(135)을 동시에 형성하게 되므로, 대향기판에는 별도의 블랙 매트릭스나 컬러필터층을 형성하지 않아도 된다.
이어서, 도 3e 및 도 4e에 도시된 바와 같이, 컬러필터층(135)까지 형성된 기판(111) 전면에 BCB(Benzocyclobutene), 포토 아크릴 등의 유기 절연물질을 도포하여 오버코트층(136)을 형성한다. 상기 오버코트층(136)은 표면 평탄화를 위하여 형성하는 것으로, COT형 액정표시소자에서는 필수적으로 요구되는 구성요소이다.
계속하여, 상기 콘택홀(118)과 제 1 ,제 2 패드오픈영역(128,138)에 매립되어 있는 오버코트층(136)을 제거하여 다시 오픈시킨다. 이때, 콘택홀(118) 상부에 적층되어 있던 유기계 물질인 블랙 매트릭스(134) 및 컬러필터층(135)도 동시에 제거되어 드레인 전극(115b)이 노출된다.
이후, 도 3f 및 도 4f에 도시된 바와 같이, 상기 콘택홀(118) 및 제 1 ,제 2 패드오픈영역(128,138)을 통해서 상기 드레인 전극(115b), 게이트 패드(122) 및 데 이터 패드(125)와 각각 접속하도록, 상기 보호막(116) 상에 투명한 도전 물질을 증착하고 패터닝하여 각 화소영역에 화소전극(117)을 형성함과 동시에, 각 게이트 패드 및 데이터 패드에 제 1 ,제 2 투명도전막(127,137)을 형성한다.
마지막으로, 액정표시소자의 액티브 영역과 패드 영역 사이의 경계면에 접착제 역할을 하는 씨일제(140)를 형성한 후, 상기 기판(111)에 유리기판(도시하지 않음)을 대향합착시키고 그 사이에 액정을 주입하면 액정표시소자를 완성하게 된다.
그러나, 상기와 같은 종래 기술에 의한 액정표시소자 및 그 제조방법은 다음과 같은 문제점이 있다.
전술한 바와 같이, 액티브 영역의 콘택홀 및 패드부 영역의 패드오픈영역을 형성하기 위해서는, 게이트 절연막 또는 보호막을 식각해야 하는 전공정과 오버코트층을 패터닝해야 하는 후공정이 요구되는데, 상기 두 공정은 서로 다른 장치에서 서로 다른 시간에 별도로 수행되어지므로 공정이 복잡해진다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 게이트 절연막, 보호막 및 오버코트층을 일괄 패터닝하여 콘택홀 및 패드오픈영역을 형성함으로써 공정을 간소화하는 액정표시소자 및 그 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 목적을 달성하기 위한 액정표시소자는 기판 상에 형성된 게이트 배선 및 게이트 패드와, 상기 게이트 배선을 포함한 전면에 형성된 게이트 절연막 과, 상기 게이트 절연막 상에 형성된 데이터 배선 및 데이터 패드와, 상기 게이트 배선 및 데이터 배선의 교차 지점에 형성된 박막트랜지스터와, 상기 박막트랜지스터를 포함한 전면에 형성된 보호막과, 상기 보호막을 포함한 전면에 형성된 오버코트층과, 상기 보호막 및 오버코트층을 관통하여 상기 박막트랜지스터에 접속되는 화소전극과, 상기 게이트 절연막, 보호막 및 오버코트층이 제거된 제 1 패드오픈영역을 통해서 상기 게이트 패드를 커버하는 제 1 투명도전막과, 상기 보호막 및 오버코트층이 제거된 제 2 패드오픈영역을 통해 상기 데이터 패드를 커버하는 제 2 투명도전막을 포함하여 구비되는 것을 특징으로 한다.
그리고, 본 발명의 다른 목적을 달성하기 위한 액정표시소자의 제조방법은 기판 상에 게이트 배선, 게이트 전극 및 게이트 패드를 형성하는 단계와, 상기 게이트 배선을 포함한 전면에 게이트 절연막을 형성하는 단계와, 상기 게이트 전극 상부의 게이트 절연막 상에 반도체층을 형성하는 단계와, 상기 게이트 배선에 수직교차하는 데이터 배선을 형성하고, 동시에 소스/드레인 전극 및 데이터 패드를 형성하는 단계와, 상기 데이터 배선을 포함한 전면에 보호막을 형성하는 단계와, 상기 보호막 상부에 오버코트층을 형성하는 단계와, 상기 오버코트층을 패터닝하는 단계와, 상기 패터닝된 오버코트층을 마스크로 하여 상기 보호막 또는 게이트 절연막을 선택적으로 제거하여 콘택홀 및 제 1 ,제 2 패드오픈영역을 형성하는 단계와, 상기 콘택홀을 통해 상기 드레인 전극과 접속하는 화소전극 및 상기 제 1 ,제 2 패드오픈영역을 통해 상기 게이트 패드 및 데이터 패드와 접속하는 제 1 ,제 2 투명도전막을 형성하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
즉, 표면평탄화 및 고개구율을 위해 오버코트층(즉, 포토아크릴)을 사용하는 액정표시소자에서, 콘택홀 및 패드오픈영역을 형성하기 위해서는, 게이트 절연막 또는 보호막으로 사용되는 무기절연물질을 패터닝하는 전공정과 오버코트층을 패터닝하는 후공정이 요구되는데, 전공정에서 무기절연물질을 미리 패터닝하지 않고, 후공정에서 오버코트층과 동시에 패터닝함으로써 공정을 보다 간소화함을 특징으로 한다.
이 때, 상기 오버코트층은 포토 특성을 가진 유기계 물질로서, 노광하고 현상한 오버코트층을 마스크로 하여 하층의 무기절연물질을 패터닝함으로써, 한번의 공정으로 콘택홀 및 패드오픈영역을 형성하는 것을 특징으로 한다.
참고로, 상기 기판 상에는 TFT 어레이 이외에 블랙 매트릭스 및 컬러 필터층이 더 형성될 수 있는데, 제 1 ,제 2 실시예에서는 COT형 액정표시소자에 관해서 서술하였고, 제 3 ,제 4 실시예에서는 일반적인 액정표시소자에 관해서 서술하였다.
이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 실시예에 의한 액정표시소자 및 그 제조방법을 살펴보면 다음과 같다.
제 1 실시예
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 제 1 실시예에 의한 COT형 액정표시소자의 단면도이고, 도 6a 내지 도 6d는 본 발명의 제 1 실시예에 의한 COT형 액정표시소자의 게이트 패드부 영역의 제작과정을 나타낸 공정단면도이며, 도 7a 내지 도 7d는 본 발명의 제 1 실시예에 의한 COT형 액정표시소자의 데이터 패드부 영역의 제작과정 을 나타낸 공정단면도이다.
본 발명에 의한 액정표시소자는 하나의 기판 상에 컬러필터층 및 TFT가 동시에 구비되는 COT형 액정표시소자에 관한 것으로, 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이, 상기 기판(511)은 컬러필터층(535) 및 박막트랜지스터가 형성되는 액티브 영역과, 게이트 패드(522) 및 데이터 패드(525)가 각각 형성되는 게이트 패드부 영역 및 데이터 패드부 영역으로 구분된다.
구체적으로, 상기 액티브 영역에는 수직 교차되어 단위 화소를 정의하는 게이트 배선(도시하지 않음) 및 데이터 배선(도시하지 않음)과, 상기 두 배선의 교차 지점에서 게이트 전극(512a), 게이트 절연막(513), 반도체층(514), 소스/드레인 전극(515a,515b)이 차례로 적층된 박막트랜지스터(TFT)와, 상기 박막트랜지스터를 포함한 전면에 형성된 보호막(516)과, 상기 보호막(516) 상에서 빛샘을 차광하는 블랙 매트릭스(534)와, 각 화소영역 내부에 형성되어 색상을 표현하는 R,G,B의 컬러필터층(535)과, 상기 컬러필터층(535) 상부에 형성되어 표면을 평탄화하는 오버코트층(536)과, 상기 오버코트층(536) 상에서 상기 드레인 전극(515b)에 접속하는 화소전극(517)이 형성되어 있다.
이 때, 상기 화소전극(517)은 상기 보호막(516)과 오버코트층(536)이 제거된 콘택홀(518)을 통해 상기 드레인 전극(515b)에 접속되는데, 액티브 영역에서의 상기 보호막(516)과 오버코트층(536)은 동시에 패터닝되어 동일한 패턴을 가진다.
그리고, 게이트 패드부 영역에는 상기 게이트 배선(도시하지 않음)에서 연장 형성되어 외부 구동회로와 전기적 신호를 인터페이싱하는 게이트 패드(522)와, 상 기 게이트 패드(522)의 직접적인 노출에 의한 산화를 방지하기 위해 상기 게이트 패드(522)를 커버하는 제 1 투명도전막(527)이 형성되어 있다.
이 때, 상기 제 1 투명도전막(527)은 상기 게이트 패드(522) 상부의 게이트 절연막(513), 보호막(516) 및 오버코트층(536)이 제거된 제 1 패드오픈영역(528)을 통해 상기 게이트 패드(522)를 커버하는데, 게이트 패드부 영역에서의 상기 게이트 절연막(513), 보호막(516) 및 오버코트층(536)은 동시에 패터닝되어 동일한 패턴을 가진다.
한편, 본 발명의 제 1 실시예에 의한 데이터 패드부 영역에는 상기 데이터 배선(도시하지 않음)에서 연장 형성된 데이터 패드(525)와, 상기 데이터 패드(525) 상부의 보호막(516) 및 오버코트층(536)이 제거된 제 2 패드오픈영역(538)을 통해 상기 데이터 패드(525)를 커버하는 제 2 투명도전막(537)이 형성되어 있다.
이 때, 데이터 패드부 영역에서의 상기 보호막(516) 및 오버코트층(536)은 동시에 패터닝되어 동일한 패턴을 가진다.
상기와 같이 컬러필터층과 TFT가 구비된 기판에는 별도의 패턴이 형성되어 있지 않은 기판을 대향합착한 후 그 사이에 액정을 충진시키면 액정표시소자가 완성된다. 이 때, 상기 두 기판을 완전 접착시키기 위해 패드부 영역의 제 1 ,제 2 투명도전막(527,537) 상에 씨일제(540)를 형성하여 대향합착시킨다.
이하에서는 상기 액정표시소자의 제조방법에 대해 설명한다.
우선, 도 6a 및 도 7a에 도시된 바와 같이, 투명하고 절연내압이 높은 기판(511) 상에 신호지연의 방지를 위해서 15μΩcm-1 이하의 낮은 비저항을 가지는 구리(Cu), 알루미늄(Al), 알루미늄 합금(AlNd : Aluminum Neodymium), 몰리브덴(Mo), 크롬(Cr), 티타늄(Ti), 탄탈륨(Ta), 몰리브덴-텅스텐(MoW) 등의 저저항 금속 물질을 스퍼터링 방법으로 증착하고 포토식각기술로 패터닝하여 게이트 배선(도시하지 않음), 게이트 전극(512), 게이트 패드(522)를 형성한다.
다음, 상기 게이트 전극(512a)을 포함한 전면에 절연 내압 특성이 좋은 무기 절연물질인 실리콘 산화물(SiOx) 또는 실리콘 질화물(SiNx) 등을 플라즈마 강화형 화학 증기 증착 방법으로 증착하여 2000Å 두께의 게이트 절연막(513)을 형성한다.
이후, 상기 게이트 절연막(513) 상에 비정질 실리콘(Amorphous Silicon;a-Si:H)을 SiH4 와 H2 혼합가스를 이용한 플라즈마 화학기상증착 방법으로 증착하고 그 위에, 구리(Cu), 알루미늄(Al), 알루미늄 합금(AlNd : Aluminum Neodymium), 몰리브덴(Mo), 크롬(Cr), 티타늄(Ti), 탄탈륨(Ta), 몰리브덴-텅스텐(MoW) 등의 저저항 금속 물질을 적층한 뒤, 하프톤 마스크를 이용한 포토식각기술로 일괄적으로 패터닝하여 반도체층(514), 데이터 배선(도시하지 않음), 소스/드레인 전극(515a,515b) 및 데이터 패드(525)를 형성한다.
이 때, 반도체층(514)을 먼저 형성한 다음, 그 위에 금속층을 증착하고 패터닝하여 데이터 배선, 소스/드레인 전극(515a,515b) 및 데이터 패드(525)를 형성할 수도 있다. 즉, 상기 반도체층(514)과 데이터 배선층을 상기와 같이 동시에 형성할 수도 있으나, 서로 다른 공정에서 별도로 진행하여도 무방하다.
이상의 액티브 영역의 게이트 전극(512a), 반도체층(514), 소스/드레인 전극(515a,515b)의 적층막이 박막트랜지스터(TFT)를 구성한다.
계속하여, 상기 박막트랜지스터(TFT)를 포함한 전면에 실리콘 산화물(SiOx) 또는 실리콘 질화물(SiNx) 등의 무기 절연물질을 증착하여 보호막(516)을 형성한다.
이후, 도 6b 및 도 7b에 도시된 바와 같이, 상기 보호막(516) 상부에 카본(carbon) 계통의 불투명한 유기물질을 도포하고, 포토식각기술로 패터닝하여 화소영역을 제외한 부분에 블랙 매트릭스(534)를 형성한다.
여기서, 상기 블랙 매트릭스(534)는 단위 화소 가장자리와 박막트랜지스터가 형성되는 영역에 상응되도록 형성하여 전계가 불안한 영역에서의 빛샘을 차광한다.
그리고, 상기 블랙 매트릭스(534) 상부에 감광 특성의 컬러 레지스트를 도포하고 마스크를 이용하여 광을 조사한 후 현상액을 작용시켜 원하는 패턴을 형성함으로써 각 화소영역에 R,G,B의 컬러필터층(535)을 완성한다
이때, 상기 블랙 매트릭스(534) 및 컬러필터층(535)은 액티브 영역에만 한정하여 형성한다.
다음, 도 6c 및 도 7c에 도시된 바와 같이, 컬러필터층(535)을 포함한 전면에 표면 평탄화를 위하여 오버코트층(536)을 도포한다. 상기 오버코트층(536)은 포토 아크릴 등의 감광 특성을 가진 유기 절연물질을 사용하여 스핀(spin)법, 롤 코팅(roll coating)법 등으로 도포한다. 이 때, 상기 오버코트층(536)은 막질 역할과 PR(Photo Resist) 역할을 동시에 수행하게 된다.
계속하여, 상기 오버코트층(536) 상부에 마스크를 이용하여 광을 조사한 후 현상하여 원하는 패턴을 형성한다. 현상 후, 상기 보호막(316)을 120℃에서 40분간, 다시 200℃에서 40분간 베이킹하여 경화할 수 있다.
이어서, 상기 오버코트층(536) 사이로 노출된 보호막(516) 또는 게이트 절연막(513)을 건식식각(dry etch)하여 콘택홀(518) 및 제 1 ,제 2 패드오픈영역(528,538)을 형성한다. 이때, 하부 금속층인 게이트 패드(522) 및 데이터 패드(525)가 에칭 스토퍼로 작용한다.
상기 건식식각 공정은 Cl2 또는 F계열의 공정 가스의 입자들을 고진공 상태의 식각챔버 내부로 분사한 후 플라즈마 상태로 변형하고, 이렇게 플라즈마 상태로 변형된 양이온 또는 라디칼(Radical)로 막질을 식각하는 기술이다.
이 때, 액티브 영역에서는 드레인 전극(515b) 상부의 보호막(516) 및 오버코트층(536)을 일공정에서 패터닝하여 상기의 콘택홀(518)을 형성하고, 게이트 패드부 영역에서는 게이트 패드(522) 상부의 게이트 절연막(513), 보호막(516) 및 오버코트층(536)을 일공정에서 패터닝하여 제 1 패드오픈영역(528)을 형성하며, 데이터 패드부 영역에서는 데이터 패드(525) 상부의 보호막(516) 및 오버코트층(536)을 일공정에서 패터닝하여 제 2 패드오픈영역(538)을 형성한다.
따라서, 액티브 영역 및 데이터 패드부 영역에서의 보호막(516) 및 오버코트층(536)의 패턴이 동일해지며, 게이트 패드부 영역에서의 게이트 절연막(513), 보호막(516) 및 오버코트층(536)의 패턴이 동일해진다. 이와같이, 게이트 절연막(513), 보호막(516) 및 오버코트층(536)을 동일한 공정에서 패터닝하므로 종래에 비해 공정이 간소해진다.
다음, 도 6d 및 도 7d에 도시된 바와 같이, 상기 오버코트층(536)을 포함한 전면에 ITO(Indium Tin Oxide) 또는 IZO(Indium Zinc Oxide) 등의 투명도전물질을 증착하고 패터닝하여, 화소전극(517) 및 제 1 ,제 2 투명도전막(527,537)을 동시에 형성한다.
상기 화소전극(517)은 상기 콘택홀(518)을 통해 상기 드레인 전극(515b)에 접속시키고, 상기 제 1 ,제 2 투명도전막(527,537)은 상기 제 1 ,제 2 패드오픈영역(528,538)을 통해서 상기 게이트 패드(522) 및 데이터 패드(525)에 각각 접속시킨다.
마지막으로, 패드부 영역의 제 1 ,제 2 투명도전막(527,537) 상에 접착제 역할을 하는 씨일제(540)를 형성한 후, 상기 기판(511)에 유리기판(도시하지 않음)을 대향합착시키고 그 사이에 액정층을 형성하여 액정표시소자를 완성한다.
제 2 실시예
도 8은 본 발명의 제 2 실시예에 의한 COT형 액정표시소자의 단면도이고, 도 9a 내지 도 9d는 본 발명의 제 2 실시예에 의한 COT형 액정표시소자의 데이터 패드부 영역의 제작과정을 나타낸 공정단면도이다.
본 발명의 제 2 실시예는 상기 제 1 실시예와 달리, 도 8에 도시된 바와 같이, 데이터 패드부 영역에 게이트 메탈(532)을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
따라서, 액티브 영역과 게이트 패드부 영역의 구조와 제조과정은 상기 제 1 실시예와 동일하므로, 이하에서는 데이터 패드부 영역에 한정하여 설명하기로 한다. 도면부호도 제 1 실시예와 동일,유사한 것으로 사용하였으며, 게이트 패드부 영역은 도 6a 내지 도 6d를 참고한다.
구체적으로, 본 발명의 제 2 실시예에 의한 데이터 패드부 영역에는 기판(511) 상에 추가형성된 게이트 메탈(532)과, 상기 게이트 메탈(532)의 모서리 부분을 포함한 기판(511) 상에 형성된 게이트 절연막(513)과, 상기 데이터 배선(도시하지 않음)에서 연장되어 상기 게이트 절연막(513) 상에 형성되는 데이터 패드(525)와, 상기 데이터 패드(525) 상에 차례로 적층되는 보호막(516) 및 오버코트층(536)과, 상기 게이트 메탈(532)의 외부 노출에 의한 산화를 방지하고 동시에 상기 게이트 메탈(532)과 상기 데이터 패드(525)를 전기적으로 연결해주는 제 2 투명도전막(537)이 형성되어 있다.
여기서, 상기 게이트 메탈(532)은 독립된 섬(island) 모양을 가지며, 액티브 영역의 게이트 배선과 동일층에 형성된다.
그리고, 상기 제 2 투명도전막(537)은 게이트 메탈(532) 상부의 게이트 절연막(513), 데이터 패드(525), 보호막(516) 및 오버코트층(536)이 제거되어 형성된 제 3 패드오픈영역(548)과, 상기 데이터 패드(525) 상부의 보호막(516) 및 오버코트층(536)이 제거되어 형성된 제 2 패드오픈영역(538)을 통해 상기 게이트 메탈(532) 및 데이터 패드(525)에 각각 접속된다.
이 때, 데이터 패드(525) 상부의 상기 게이트 절연막(513), 보호막(516) 및 오버코트층(536)은 동시에 패터닝되어 동일한 패턴을 가진다.
제조방법을 통해 좀더 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.
우선, 9a에 도시된 바와 같이, 기판(511) 상에 게이트 배선(도시하지 않음), 게이트 전극(512a), 게이트 패드(도 6a의 522) 및 게이트 메탈(532)을 형성한 후, 상기 게이트 전극(512a)을 포함한 전면에 무기 절연물질인 실리콘 산화물(SiOx) 또는 실리콘 질화물(SiNx) 등을 증착하여 게이트 절연막(513)을 형성한다.
이때, 상기 게이트 메탈(532)은 후공정에서 데이터 패드가 형성될 부분에 형성하되, 섬모양의 독립된 패턴으로 형성한다.
그리고, 상기 게이트 절연막(513) 상에 비정질 실리콘(Amorphous Silicon;a-Si:H) 및 저저항 금속층을 차례대로 증착하고 패터닝하여 반도체층(514), 데이터 배선(도시하지 않음), 소스/드레인 전극(515a,515b) 및 데이터 패드(525)를 형성한다.
이 때, 기판(511) 모서리 끝까지 형성되어 있는 게이트 메탈(532)이 데이터 패드(525) 외부로 노출될 수 있도록, 기판(511) 모서리보다 안쪽에 상기 데이터 패드(525)를 형성한다. 상기 데이터 패드(525) 식각시, 하층인 비정질실리콘도 동시에 식각된다.
계속하여, 도 9b에 도시된 바와 같이, 상기 박막트랜지스터(TFT)를 포함한 전면에 실리콘 산화물(SiOx) 또는 실리콘 질화물(SiNx) 등의 무기 절연물질을 증착하여 보호막(516)을 형성한 후, 액티브 영역에 한정하여 블랙 매트릭스(534) 및 컬러필터층(535)을 형성한다. 이 때, 상기 블랙 매트릭스(534)는 각 화소영역을 제외한 부분에 형성하고, 상기 컬러필터층(535)는 각 화소영역에 형성한다.
다음, 도 9c에 도시된 바와 같이, 상기 컬러필터층(535)을 포함한 전면에 표면 평탄화를 위하여 포토 아크릴 등의 감광 특성을 가진 유기 절연물질을 두텁게 도포하여 오버코트층(536)을 형성한다.
계속하여, 상기 오버코트층(536)의 소정부위에 광을 조사한 후 현상하여 원하는 패턴을 형성한 뒤, 패터닝된 상기 오버코트층(536) 사이로 노출된 보호막(516) 또는 게이트 절연막(513)을 선택적으로 식각하여 콘택홀(518) 및 제 1 ,제 2 ,제 3 패드오픈영역(도 6c의 528, 538, 548)을 형성한다.
즉, 액티브 영역에서는 드레인 전극(515b) 상부의 보호막(516) 및 오버코트층(536)을 제거하여 콘택홀(518)을 형성하고, 게이트 패드부 영역에서는 게이트 패드(522) 상부의 게이트 절연막(513), 보호막(516) 및 오버코트층(536)을 제거하여 제 1 패드오픈영역(528)을 형성하며, 데이터 패드부 영역에서는 데이터 패드(525) 상부의 보호막(516), 오버코트층(536)을 제거하여 제 2 패드오픈영역(538)을 형성하고 동시에 게이트 메탈(532) 상부의 게이트 절연막(513), 보호막(516) 및 오버코트층(536)을 제거하여 제 3 패드오픈영역(548)을 형성한다.
이와같이, 게이트 절연막(513), 보호막(516) 및 오버코트층(536)을 동일한 공정에서 패터닝하므로 종래에 비해 공정이 간소화된다.
다음, 도 9d에 도시된 바와 같이, 상기 오버코트층(536)을 포함한 전면에 ITO 또는 IZO 등의 투명도전물질을 증착하고 패터닝하여, 화소전극(517) 및 제 1 ,제 2 투명도전막(도 6d의 527, 537)을 동시에 형성한다.
여기서, 상기 화소전극(517)은 상기 콘택홀(518)을 통해 상기 드레인 전극(515b)에 접속시키고, 상기 제 2 투명도전막(537)은 상기 제 2 ,제 3 패드오픈영역(538,548)을 통해서 상기 데이터 패드(525) 및 게이트 메탈(532)에 각각 접속시킨다. 상기 데이터 패드(525) 및 게이트 메탈(532)은 상기 제 2 투명도전막(537)에 의해 전기적으로 연결된다.
이 때, 기판을 합착시키는데 사용되는 씨일제(540)는 상기 제 2 투명도전막(537) 상에 형성시킨다.
제 3 실시예
도 10a 내지 도 10c는 본 발명의 제 3 실시예에 의한 일반적인 액정표시소자의 게이트 패드부 영역의 제작과정을 나타낸 공정단면도이고, 도 11a 내지 도 11c는 본 발명의 제 3 실시예에 의한 일반적인 액정표시소자의 데이터 패드부 영역의 제작과정을 나타낸 공정단면도이다.
본 발명의 제 3 실시예는 상기 제 1 ,제 2 실시예와 달리, 도 10c 및 도 11c에 도시된 바와 같이, 기판(1511) 상에 컬러필터층 및 블랙 매트릭스가 형성되어 있지 않고, 보호막(1516) 상에 바로 오버코트층(1536)이 도포되어 있는 일반적인 액정표시소자에 관한 것이다.
다만, 상기 오버코트층(1536)은 무기절연물질인 보호막의 표면을 평탄화하는 역할을 하는 것은 물론이나, 박막트랜지스터 상부에 별도로 보호막을 형성하지 않고 오버코트층을 형성하여 상기 보호막을 대용할 수 있을 것이며, 이 경우에도 본 발명의 기술적 사상은 적용된다.
구체적으로, 제 3 실시예에 의한 액정표시소자는, 기판(1511) 상에 형성된 게이트 배선(도시하지 않음) 및 게이트 패드(1522)와, 상기 게이트 배선을 포함한 전면에 형성된 게이트 절연막(1513)과, 상기 게이트 절연막(1513) 상에 형성된 데이터 배선(도시하지 않음) 및 데이터 패드(1525)와, 상기 게이트 배선 및 데이터 배선의 교차 지점에 형성된 박막트랜지스터(TFT)와, 상기 박막트랜지스터(TFT)를 포함한 전면에 형성된 보호막(1516)과, 상기 보호막(1516)을 포함한 전면에 형성되어 상기 보호막과 동일한 패턴을 가지는 오버코트층(1536)과, 상기 보호막(1516) 및 오버코트층(1536)을 관통하여 상기 박막트랜지스터(TFT)에 접속되는 화소전극(1517)과, 상기 게이트 절연막(1513), 보호막(1516) 및 오버코트층(1536)이 제거된 제 1 패드오픈영역을 통해 상기 게이트 패드(1522)를 커버하는 제 1 투명도전막(1527)과, 상기 보호막(1516) 및 오버코트층(1536)이 제거된 제 2 패드오픈영역을 통해 상기 데이터 패드(1525)를 커버하는 제 2 투명도전막(1537)로 구성된다.
이 때, 상기 오버코트층(1536)은 PR역할과 막질역할을 동시에 수행가능한 감광특성의 유기계물질(일예로, 포토 아크릴)을 사용하여 형성된다. 그리고, 상기 게이트 절연막 및 보호막은 무기절연물질을 사용하여 형성된다.
즉, PR역할을 하는 상기 오버코트층(1536)을 노광하고 현상하여, 현상된 오버코트층(1536) 사이로 노출된 보호막(1516)을 패터닝하여 액티브 영역의 콘택홀 및 패드부의 패드오픈영역을 형성한다. 이 때, 게이트 패드부 영역에서는 상기 보호막(1516)과 동시에 상기 게이트 절연막(1513)도 패터닝한다.
제조방법을 통해 구체적으로 살펴보면, 도 10a 및 도 11a에 도시된 바와 같 이, 기판(1511) 상에 저저항 금속 물질을 스퍼터링 방법으로 증착하고 포토식각기술로 패터닝하여 게이트 배선(도시하지 않음), 게이트 전극(1512), 게이트 패드(1522)를 형성하고, 그 위에 실리콘 산화물(SiOx) 또는 실리콘 질화물(SiNx) 등의 무기절연물질을 증착하여 게이트 절연막(1513)을 형성한다.
이후, 상기 게이트 전극(1522) 상부의 게이트 절연막(1513) 상에 비정질 실리콘(Amorphous Silicon;a-Si:H) 등을 사용하여 반도체층(1514)을 형성하고, 그 위에 다시 저저항 금속물질을 증착한 후 패터닝하여 데이터 배선(도시하지 않음), 소스/드레인 전극(1515a,1515b) 및 데이터 패드(1525)를 형성한다. 이로써, 게이트 전극(1512a), 반도체층(1514), 소스/드레인 전극(1515a,1515b)의 적층막으로 구성되는 박막트랜지스터(TFT)가 완성된다.
계속하여, 상기 박막트랜지스터(TFT)를 포함한 전면에 실리콘 산화물(SiOx) 또는 실리콘 질화물(SiNx) 등의 무기 절연물질을 증착하여 보호막(1516)을 형성한다.
이후, 도 10b 및 도 11b에 도시된 바와 같이, 상기 보호막(1516) 상부에 포토 아크릴 등의 감광 특성을 가진 유기 절연물질을 도포하여 오버코트층(1536)을 형성한다.
계속하여, 상기 오버코트층(1536)을 노광하고 현상하여 원하는 패턴을 형성한 후, 도 10c 및 도 11c에 도시된 바와 같이, 상기 오버코트층(1536) 사이로 노출된 보호막(1516) 또는 게이트 절연막(1513)을 건식식각하여 콘택홀(1518) 및 제 1 ,제 2 패드오픈영역(1528,1538)을 형성한다.
따라서, 일공정으로 게이트 절연막(1513), 보호막(1516), 오버코트층(1536)을 패터닝하여 콘택홀(1518) 및 제 1 ,제 2 패드오픈영역(1528,1538)을 형성하므로 종래에 비해 공정이 간소해진다.
다음, 상기 오버코트층(1536)을 포함한 전면에 ITO 또는 IZO 등의 투명도전물질을 증착하고 패터닝하여, 상기 콘택홀(1518)을 통해 상기 드레인 전극(1515b)에 접속하는 화소전극(1517)과, 상기 제 1 ,제 2 패드오픈영역(1528,538)을 통해서 상기 게이트 패드(1522) 및 데이터 패드(1525)에 각각 접속하는 제 1 ,제 2 투명도전막(1527,1537)을 동시에 형성한다.
마지막으로, 패드부 영역의 제 1 ,제 2 투명도전막(1527,1537) 상에 접착제 역할을 하는 씨일제(1540)를 형성한 후, 블랙 매트릭스 및 컬러필터층이 형성되어 유리기판(도시하지 않음)을 대향합착시키고 그 사이에 액정층을 형성하여 액정표시소자를 완성한다.
제 4 실시예
도 12a 내지 도 12c는 본 발명의 제 4 실시예에 의한 일반적인 액정표시소자의 데이터 패드부 영역의 제작과정을 나타낸 공정단면도이다.
본 발명의 제 4 실시예는 상기 제 3 실시예와 같이, 일반적인 액정표시소자에 관한 것이나, 도 12c에 도시된 바와 같이, 데이터 패드부 영역에 게이트 메탈(1532)을 더 포함하는 것을 특징으로 한다. 따라서, 데이터 패드부 영역에 한정하여 설명하는 것으로 하고, 도면부호도 제 3 실시예와 동일, 유사한 것으로 사용하였으며, 게이트 패드부 영역은 도 10a 내지 도 10c를 참고한다.
구체적으로, 본 발명의 제 2 실시예에 의한 데이터 패드부 영역에는 기판(1511) 상에 추가형성된 게이트 메탈(1532)과, 상기 게이트 메탈(1532)을 포함한 전면에 형성된 게이트 절연막(1513)과, 데이터 배선에서 연장되어 상기 게이트 절연막(1513) 상에 형성되는 데이터 패드(1525)와, 상기 데이터 패드(1525) 상에 차례로 적층되는 보호막(1516) 및 오버코트층(1536)과, 상기 게이트 메탈(1532)의 외부 노출에 의한 산화를 방지하고 동시에 상기 게이트 메탈(1532)과 상기 데이터 패드(1525)를 전기적으로 연결해주는 제 2 투명도전막(1537)이 형성되어 있다.
여기서, 상기 게이트 메탈(1532)은 독립된 섬(island) 모양을 가지며, 액티브 영역의 게이트 배선과 동일층에 형성된다.
제조방법을 통해 좀더 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.
우선, 12a에 도시된 바와 같이, 전술된 방법으로 게이트 전극(1512a), 게이트 절연막(1513), 반도체층(1514), 소스/드레인 전극(1515a,1515b)을 적층하여 박막트랜지스터(TFT)를 형성하고, 상기 박막트랜지스터(TFT)를 포함한 전면에 보호막(1516)을 형성한다.
이 때, 상기 게이트 절연막(1513) 및 보호막(1516)은 기판 전면에 형성되어 패터닝되지 않은 상태이며, 무기 절연물질인 실리콘 산화물(SiOx) 또는 실리콘 질화물(SiNx) 등을 증착하여 형성한다.
그리고, 게이트 메탈(1532)은 상기 게이트 전극(1512)와 동일층에 형성하며, 후공정에서 데이터 패드가 형성될 부분에 섬모양의 독립된 패턴으로 형성한다.
다음, 상기 보호막(1516)을 포함한 전면에 표면 평탄화를 위하여 포토 아크 릴 등의 감광 특성을 가진 유기 절연물질을 두텁게 도포하여 오버코트층(1536)을 형성한다. 이 때, 상기 보호막을 형성하지 않고, 박막트랜지스터(TFT) 위에 바로 오버코트층(1536)을 형성하여 보호막을 대용할 수 있다.
계속하여, 도 12b에 도시된 바와 같이, 상기 오버코트층(1536)의 소정부위에 광을 조사한 후 현상하여 원하는 패턴을 형성한 뒤, 패터닝된 상기 오버코트층(1536) 사이로 노출된 보호막(1516) 또는 게이트 절연막(1513)을 선택적으로 건식식각하여 콘택홀(1518) 및 제 1 ,제 2 ,제 3 패드오픈영역(도 6c의 1528, 도 12b의 1538, 1548)을 형성한다.
즉, 일공정의 포토식각기술로 오버코트층(1536), 보호막(1516), 게이트 절연막(1513)을 동시에 패터닝하여 액티브 영역의 콘택홀(1518) 및 패드부 영역의 패드오픈영역을 형성할 수 있으므로 공정이 보다 간소해진다.
다음, 도 12c에 도시된 바와 같이, 상기 오버코트층(1536)을 포함한 전면에 ITO 또는 IZO 등의 투명도전물질을 증착하고 패터닝하여, 화소전극(1517) 및 제 1 ,제 2 투명도전막(도 6d의 1527, 도 12c의 1537)을 동시에 형성한다.
이 때, 상기 제 2 투명도전막(1537)은 상기 제 2 ,제 3 패드오픈영역(1538, 1548)을 통해서 상기 데이터 패드(1525) 및 게이트 메탈(1532)에 각각 접속시켜, 상기 데이터 패드(1525) 및 게이트 메탈(1532)을 전기적으로 연결시킨다.
다음, 기판을 합착시키는데 사용되는 씨일제(1540)를 상기 제 2 투명도전막(1537) 상에 형성하여 본 발명의 제 4 실시예에 의한 액정표시소자의 TFT 어레이 기판을 완성한다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
상기와 같은 본 발명의 액정표시소자 및 그 제조방법은 다음과 같은 효과가 있다.
COT형 액정표시소자의 경우, 표면 평탄화를 위한 오버코트층을 필수적으로 형성해야 하는데, 상기 오버코트층의 패터닝 공정을 콘택홀 및 패드오픈영역을 형성하기 위한 게이트 절연막 및 보호막의 식각공정과 동시에 수행함으로써 공정을 간소화할 수 있다.
즉, 마스크 사용횟수를 1회 저감함으로써 공정 효율성을 향상시키고 원가절감에 기여할 수 있다.
한편, 상기 오버코트층 및 하부의 절연막을 동시에 식각할 경우, 하부 금속층인 게이트 패드 및 데이터 패드가 에칭 스토퍼로 작용하므로 안정적인 방법으로 게이트 패드 및 데이터 패드를 구현할 수 있다.
또한, 일반적인 액정표시소자에도 보호막 상에 별도로 오버코트층을 추가로 형성하거나 또는 보호막을 형성하지 않고 오버코트층만을 형성할 수 있는데, 이 경우에도 오버코트층, 보호막, 게이트 절연막을 동시에 형성할 수 있으므로 공정을 간소화할 수 있다.

Claims (19)

  1. 기판 상에 형성된 게이트 배선 및 게이트 패드;
    상기 게이트 배선을 포함한 전면에 형성된 무기절연물질인 게이트 절연막;
    상기 게이트 절연막 상에 형성된 데이터 배선 및 데이터 패드;
    상기 데이터 패드 하부에 형성된 독립된 섬모양의 게이트 메탈;
    상기 게이트 배선 및 데이터 배선의 교차 지점에 형성된 박막트랜지스터;
    상기 박막트랜지스터를 포함한 전면에 형성된 무기절연물질인 보호막;
    상기 보호막 상에 형성된 컬러필터층;
    상기 컬러필터층을 포함한 전면에 형성되어 상기 보호막과 동일한 패턴을 가지는 유기절연물질인 오버코트층;
    상기 보호막 및 오버코트층을 관통하여 상기 박막트랜지스터에 접속되는 화소전극;
    상기 게이트 절연막, 보호막 및 오버코트층이 일공정에서 동시에 제거되어 형성된 제 1 패드오픈영역을 통해 상기 게이트 패드를 커버하는 제 1 투명도전막;
    상기 보호막 및 오버코트층이 일공정에서 동시에 제거되어 형성된 제 2 패드오픈영역을 통해 상기 데이터 패드를 커버하는 제 2 투명도전막을 포함하여 구비되는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 보호막 및 오버코트층은 동시에 패터닝되는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 오버코트층은 포토 아크릴 물질을 사용하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 보호막과 오버코트층 사이에 블랙 매트릭스가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 게이트 패드부 영역의 게이트 절연막은 상기 보호막 및 오버코트층과 동시에 패터닝되는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
  6. 삭제
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 게이트 메탈은 상기 게이트 배선과 동일층에 구비되는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 게이트 메탈 상부에 게이트 절연막, 보호막 및 오버코트층이 일공정에서 동시에 제거되어 형성된 제 3 패드오픈영역이 더 구비되고,
    상기 제 2 투명도전막은 상기 제 2 ,제 3 패드오픈영역을 통해 상기 데이터 패드 및 게이트 메탈을 동시에 접속시키는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
  9. 기판 상에 게이트 배선, 게이트 전극 및 게이트 패드를 형성하는 단계;
    상기 게이트 배선을 포함한 전면에 무기절연물질인 게이트 절연막을 형성하는 단계;
    상기 게이트 전극 상부의 게이트 절연막 상에 반도체층을 형성하는 단계;
    상기 게이트 배선에 수직교차하는 데이터 배선을 형성하고, 동시에 소스/드레인 전극 및 데이터 패드를 형성하는 단계;
    상기 데이터 패드 하부에 게이트 메탈을 형성하는 단계;
    상기 데이터 배선을 포함한 전면에 무기절연물질인 보호막을 형성하는 단계;
    상기 보호막 상에 컬러필터층을 형성하는 단계;
    상기 컬러필터층을 포함한 기판 전면에 유기절연물질인 오버코트층을 형성하는 단계;
    상기 오버코트층, 보호막 및 게이트 절연막을 일공정에서 동시에 제거하여 제 1 패드오픈영역을 형성하는 단계;
    상기 오버코트층 및 보호막을 일공정에서 동시에 제거하여 콘택홀 및 제 2 패드오픈영역을 형성하는 단계;
    상기 콘택홀을 통해 상기 드레인 전극과 접속하는 화소전극 및 상기 제 1 ,제 2 패드오픈영역을 통해 상기 게이트 패드 및 데이터 패드와 접속하는 제 1 ,제 2 투명도전막을 형성하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 제조방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 보호막을 형성하는 단계 이후,
    상기 보호막 상부의 소정 부위에 블랙 매트릭스를 형성하는 단계를 더 포함함을 특징으로 하는 액정표시소자의 제조방법.
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 제 9 항에 있어서,
    상기 오버코트층은 포토 아크릴 물질을 사용하여 형성하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 제조방법.
  14. 제 9 항에 있어서,
    상기 오버코트층, 보호막 및 게이트 절연막을 일공정에서 동시에 제거하여 제 1 패드오픈영역을 형성하는 단계와,
    상기 오버코트층 및 보호막을 일공정에서 동시에 제거하여 콘택홀 및 제 2 패드오픈영역을 형성하는 단계는,
    상기 오버코트층을 현상하는 단계와,
    상기 현상된 오버코트층을 마스크로 하여 상기 보호막 및 게이트 절연막을 식각하여 제 1 패드오픈영역을 형성하는 단계와,
    상기 현상된 오버코트층을 마스크로 하여 상기 보호막을 식각하여 콘택홀 및 제 2 패드오픈영역을 형성하는 단계로 이루어짐을 특징으로 하는 액정표시소자의 제조방법.
  15. 삭제
  16. 제 9 항에 있어서,
    상기 게이트 메탈은 상기 게이트 배선과 동시에 형성하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 제조방법.
  17. 제 9 항에 있어서,
    상기 오버코트층, 보호막 및 게이트 절연막을 일공정에서 동시에 제거하여 제 1 패드오픈영역을 형성하는 단계에서,
    상기 게이트 메탈 상부의 오버코트층, 보호막 및 게이트 절연막을 일공정에서 동시에 제거하여 제 3 패드오픈영역을 동시에 형성하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 제조방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 제 2 투명도전막을 상기 제 2 패드오픈영역을 통해 상기 데이터 패드에 접속시킴과 동시에,
    상기 제 3 패드오픈영역을 통해 상기 게이트 메탈에 접속시키는 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 제조방법.
  19. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 1 ,제 2 패드오픈영역을 일공정에서 동시에 형성하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 제조방법.
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