KR101320651B1 - Method of Fabricating Liquid Crystal Display Panel Of Horizontal Electronic Fileld Applying Type - Google Patents
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Abstract
본 발명은 수평전계인가형 액정표시패널의 제조방법에 관한 것으로, 이 제조 방법에서 화소전극을 형성하는 단계는 보호막 위에 몰리브덴 합금을 형성하는 단계; 상기 몰리브덴 합금 위에 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계; 상기 포토레지스트 패턴을 마스크로 이용한 건식 식각 공정으로 상기 몰리브덴 합금을 패터닝하는 단계; 및 상기 포토레지스트 패턴을 건식 스트립 공정으로 제거하는 단계를 포함한다. 상기 건식 식각 공정에 이용되는 식각 가스는 SF6 및 CF4 중 어느 하나이고, 상기 건식 스트립 공정에서 사용되는 스트립 가스는 SF6 및 O2의 혼합가스이다.The present invention relates to a method for manufacturing a horizontal field applied liquid crystal display panel, wherein the forming of the pixel electrode includes forming a molybdenum alloy on a protective film; Forming a photoresist pattern on the molybdenum alloy; Patterning the molybdenum alloy by a dry etching process using the photoresist pattern as a mask; And removing the photoresist pattern by a dry strip process. The etching gas used in the dry etching process is any one of SF 6 and CF 4 , and the strip gas used in the dry strip process is a mixed gas of SF 6 and O 2 .
Description
도 1은 종래의 수평 전계 인가형 액정표시패널의 박막 트랜지스터 어레이 기판을 나타내는 평면도. 1 is a plan view illustrating a thin film transistor array substrate of a conventional horizontal field application liquid crystal display panel.
도 2는 도 1에서 선Ⅰ-Ⅰ'을 따라 절취한 박막 트랜지스터 어레이 기판을 나타내는 단면도. FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a thin film transistor array substrate taken along line II ′ in FIG. 1.
도 3a 내지 도 3d는 도 2에 도시된 수평 전계 인가형 액정표시패널의 박막 트랜지스터 어레이 기판의 제조공정을 단계적으로 나타내는 단면도들. 3A through 3D are cross-sectional views illustrating a step of manufacturing a thin film transistor array substrate of the horizontal field application type liquid crystal display panel illustrated in FIG. 2.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 수평 전계 인가형 액정표시패널의 박막 트랜지스터 어레이 기판을 나타내는 평면도. 4 is a plan view illustrating a thin film transistor array substrate of a horizontal field applied liquid crystal display panel according to a first embodiment of the present invention.
도 5는 도 4에서 선Ⅱ-Ⅱ'을 따라 절취한 박막 트랜지스터 어레이 기판을 나타내는 단면도. FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating the thin film transistor array substrate taken along the line II-II ′ of FIG. 4.
도 6a 내지 도 6d는 도 5에 도시된 수평 전계 인가형 액정표시패널의 박막 트랜지스터 어레이 기판의 제조공정을 단계적으로 나타내는 단면도들. 6A through 6D are cross-sectional views illustrating a step of manufacturing a thin film transistor array substrate of the horizontal field application type liquid crystal display panel illustrated in FIG. 5.
도 7a 및 도 7b는 도 6d의 단계를 좀더 구체적으로 나타내는 단면도들.7A and 7B are cross-sectional views illustrating the steps of FIG. 6D in more detail.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명> <Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
2, 102 : 게이트 라인 4, 104 : 데이터 라인2, 102:
6, 106 : 박막 트랜지스터 8, 108 : 게이트 전극6, 106
10 : 소스 전극 12, 112 : 드레인 전극10
14, 114 : 화소전극 16, 116 : 공통 라인 14, 114:
18, 118 : 공통 전극 52, 152 : 보호막 18, 118:
46,146 : 게이트 절연막 17, 117 : 제1 접촉홀 46,146: gate
27,127 : 제2 접촉홀 27,127: second contact hole
본 발명은 액정표시패널에 관한 것으로, 특히 콘트라스트비를 향상시킴과 아울러 리워크(rework) 공정이 정상적으로 이루어질 수 있는 수평 전계 인가형 액정표시패널의 제조방법에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE
액정 표시 장치는 전계를 이용하여 액정의 광투과율을 조절함으로써 화상을 표시하게 된다. 이러한 액정 표시 장치는 액정을 구동시키는 전계의 방향에 따라 수직 전계형과 수평 전계형으로 대별된다.The liquid crystal display device displays an image by adjusting the light transmittance of the liquid crystal using an electric field. Such liquid crystal display devices are classified into vertical electric field types and horizontal electric field types according to the direction of the electric field for driving the liquid crystal.
수직 전계 인가형 액정 표시 장치는 상부기판 상에 형성된 공통전극과 하부 기판 상에 형성된 화소전극이 서로 대향되게 배치되어 이들 사이에 형성되는 수직 전계에 의해 TN(Twisted Nemastic) 모드의 액정을 구동하게 된다. 이러한 수직 전계형 액정 표시 장치는 개구율이 큰 장점을 가지는 반면 시야각이 90도 정도로 좁은 단점을 가진다.In the vertical field application type liquid crystal display, the common electrode formed on the upper substrate and the pixel electrode formed on the lower substrate are disposed to face each other to drive the liquid crystal of TN (Twisted Nemastic) mode by a vertical electric field formed therebetween. . Such a vertical electric field type liquid crystal display device has a disadvantage that the aperture ratio is large, but the viewing angle is as narrow as 90 degrees.
수평 전계 인가형 액정 표시 장치는 하부 기판에 나란하게 배치된 화소 전극과 공통 전극 간의 수평 전계에 의해 인 플레인 스위치(In Plane Switch; 이하, IPS라 함) 모드의 액정을 구동하게 된다. 이러한 수평 전계 인가형 액정 표시 장치는 시야각이 160도 정도로 넓은 장점을 가진다. 이하, 수평 전계 인가형 액정 표시 장치에 대하여 상세히 살펴보기로 한다. In the horizontal field application type liquid crystal display, a liquid crystal in an in-plane switch (hereinafter referred to as IPS) mode is driven by a horizontal electric field between a pixel electrode and a common electrode arranged side by side on a lower substrate. Such a horizontal field application liquid crystal display device has an advantage that a viewing angle is about 160 degrees. Hereinafter, the horizontal field application liquid crystal display will be described in detail.
수평 전계 인가형 액정 표시 장치는 서로 대향하여 합착된 박막 트랜지스터 어레이 기판(하부 기판) 및 칼러 필터 어레이 기판(상부 기판)과, 두 기판 사이에서 셀갭을 일정하게 유지시키기 위한 스페이서와, 스페이서에 의해 마련된 액정공간에 채워진 액정을 구비한다. The horizontal field application type liquid crystal display device includes a thin film transistor array substrate (lower substrate) and a color filter array substrate (upper substrate) bonded to each other, a spacer for keeping a cell gap constant between the two substrates, and a spacer provided by the spacer. A liquid crystal filled in the liquid crystal space is provided.
박막 트랜지스터 어레이 기판은 화소 단위의 수평 전계 형성을 위한 다수의 신호 라인들 및 박막 트랜지스터와, 그들 위에 액정 배향을 위해 도포된 배향막으로 구성된다. 칼라 필터 어레이 기판은 칼러 구현을 위한 칼라 필터 및 빛샘 방지를 위한 블랙 매트릭스와, 그들 위에 액정 배향을 위해 도포된 배향막으로 구성된다. The thin film transistor array substrate is composed of a plurality of signal lines and thin film transistors for forming a horizontal electric field in pixels, and an alignment film coated thereon for liquid crystal alignment. The color filter array substrate is composed of a color filter for color implementation, a black matrix for preventing light leakage, and an alignment film coated thereon for liquid crystal alignment.
도 1은 종래의 수평 전계 인가형 액정 표시 패널의 박막 트랜지스터 어레이 기판을 나타낸 평면도이며, 도 2는 도 1에서 선Ⅰ-Ⅰ'을 따라 절취한 박막 트랜지 스터 어레이 기판을 나타낸 단면도이다. FIG. 1 is a plan view illustrating a thin film transistor array substrate of a conventional horizontal field applied liquid crystal display panel, and FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a thin film transistor array substrate taken along line II ′ in FIG. 1.
도 1 및 도 2에 도시된 박막 트랜지스터 어레이 기판은 하부 기판(45) 상에 교차되게 형성된 게이트 라인(2) 및 데이터 라인(4)과, 그 교차부마다 형성된 박막 트랜지스터(6)와, 그 교차 구조로 마련된 화소 영역(5)에 수평 전계를 이루도록 형성된 화소 전극(14) 및 공통 전극(18)과, 공통 전극(18)들이 공통으로 접속된 공통 라인(16)을 구비한다. The thin film transistor array substrate shown in FIGS. 1 and 2 includes a
게이트라인(2)은 박막트랜지스터(6)의 게이트전극(8)에 게이트신호를 공급한다. 데이터라인(4)은 박막트랜지스터(6)의 드레인전극(12)을 통해 화소전극(14)에 화소신호를 공급한다. 게이트라인(2)과 데이터라인(4)은 교차구조로 형성되어 화소영역(5)을 정의한다. The
공통라인(16)은 화소영역(5)을 사이에 두고 게이트라인(2)과 나란하게 형성되며 액정 구동을 위한 기준전압을 공통전극(18)에 공급한다. The
박막 트랜지스터(6)는 게이트 라인(2)의 게이트 신호에 응답하여 데이터 라인(4)의 화소 신호가 화소 전극(14)에 충전되어 유지되게 한다. 이를 위하여, 박막 트랜지스터(6)는 게이트 라인(2)에 접속된 게이트 전극(8)과, 데이터 라인(4)에 접속된 소스 전극(10)과, 화소 전극(14)에 접속된 드레인 전극(12)을 구비한다. 또한, 박막 트랜지스터(6)는 게이트 전극(8)과 게이트 절연막(46)을 사이에 두고 중첩되면서 소스 전극(10)과 드레인 전극(12) 사이에 채널을 형성하는 활성층(48)을 포함하는 반도체 패턴(49)이 더 구비된다. 반도체 패턴(49)에는 활성층(48)위에 위치하여 데이터 라인(4), 소스 전극(10), 드레인 전극(12)과 오믹 접촉을 위한 오믹 접촉층(50)이 더 포함된다. The
화소 전극(14)은 박막 트랜지스터(6)의 드레인 전극(12)과 제1 접촉홀(17)을 통해 접속된다. 화소 전극(14)은 드레인 전극(12)과 접속되고 인접한 게이트 라인(2)과 나란하게 형성된 수평부(14a)와, 수평부(14a)로부터 신장되어 공통전극(18)과 나란하게 형성된 핑거부(14b)를 포함한다. The
공통 전극(18)은 게이트 절연막(146) 및 보호막(152)을 관통하여 공통라인(116)을 노출시키는 제2 접촉홀(27)을 통해 공통 라인(16)과 접속된다. 공통전극(118)은 화소전극(14)과 동일물질로 동시에 형성된다. The
한편, 공통전극(18)은 공통 라인(16)과 접속되어 화소 영역(5)에 게이트라인(2) 및 게이트전극(8)과 동일금속으로 형성될 수도 있다.The
상술한 구조를 가지는 수평전계인가형 액정표시패널은 박막 트랜지스터(6)를 통해 화소 신호가 공급된 화소 전극(14)과 공통 라인(16)을 통해 기준 전압이 공급된 공통 전극(18) 사이에는 수평 전계가 형성된다. 특히, 화소 전극(14)의 핑거부(14b)와 공통 전극(18) 사이에는 수평 전계가 형성된다. 이러한 수평 전계에 의해 박막 트랜지스터 어레이 기판과 칼라 필터 어레이 기판 사이에서 수평 방향으로 배열된 액정 분자들이 유전 이방성에 의해 회전하게 된다. 액정 분자들의 회전 정도에 따라 화소 영역(5)을 투과하는 광 투과율이 달라지게 됨으로써 화상이 구현된다. In the horizontal field application type liquid crystal display panel having the above-described structure, the
이하, 도 1, 도 3a 내지 도 3d를 참조하여 종래 수평전계인가형 액정표시패널의 박막 트랜지스터 어레이 기판의 제조방법에 대해 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, a method of manufacturing a thin film transistor array substrate of a conventional horizontal electric field type liquid crystal display panel will be described with reference to FIGS. 1 and 3A to 3D.
도 3a를 참조하면, 제1 마스크 공정에 의해 형성된 게이트 패턴이 형성된다. Referring to FIG. 3A, a gate pattern formed by the first mask process is formed.
하부 기판(45) 상에 스퍼터링 등의 증착방법을 통해 게이트 금속층이 형성된 후 마스크를 이용한 포토리쏘그래피 공정 및 식각 공정에 의해 게이트 금속층이 패터닝된다. 이에 따라, 게이트 전극(8), 게이트 라인(2), 공통라인(16)인을 포함하는 게이트 패턴이 형성된다. 게이트 금속으로는 크롬(Cr), 알루미늄네오듐(AlNd) 등의 알루미늄 합금 등이 이용된다. After the gate metal layer is formed on the
도 3b를 참조하면, 제2 마스크 공정에 의해 반도체 패턴(49), 소스/드레인 패턴이 형성된다.Referring to FIG. 3B, a
구체적으로, 게이트 패턴이 형성된 하부기판(45) 상에 무기절연물질이 PECVD 등의 증착방법을 통해 전면증착됨으로써 게이트 절연막(46)이 형성된다. 여기서, 게이트 절연막(46)의 재료로는 무기절연물질인 질화실리콘(SiNx) 또는 산화실리콘(SiOx) 등이 이용된다. In detail, the
게이트 절연막(46)이 형성된 하부기판(45) 상에 PECVD, 스퍼터링 등의 증착방법을 비정질 실리콘층, n+ 비정질 실리콘층, 그리고 소스/드레인 금속층이 순차적으로 형성된다. 소스/드레인 금속으로는 도전성이 높은 구리(Cu)가 이용된다. On the
이후, 제2 마스크를 이용한 포토리쏘그래피 공정에 의해 포토레지스트 패턴을 형성하게 된다. 이 경우 제2 마스크로는 박막 트랜지스터의 채널부에 회절 노광부를 갖는 회절 노광 마스크를 이용함으로써 채널부의 포토레지스트 패턴이 소스/드레인 패턴부 보다 낮은 높이를 갖게 한다. Thereafter, a photoresist pattern is formed by a photolithography process using a second mask. In this case, the photoresist pattern of the channel portion has a lower height than the source / drain pattern portion by using a diffraction exposure mask having a diffraction exposure portion in the channel portion of the thin film transistor as the second mask.
이어서, 포토레지스트 패턴을 이용한 습식 식각공정으로 소스/드레인 금속층 이 패터닝됨으로써 데이터 라인(4), 소스 전극(10), 그 소스 전극(10)과 일체화된 드레인 전극(12)을 포함하는 소스/드레인 패턴들이 형성된다. Subsequently, the source / drain metal layer is patterned by a wet etching process using a photoresist pattern, so that the source / drain includes the
그 다음, 동일한 포토레지스트 패턴을 이용한 건식 식각공정으로 n+ 비정질 실리콘층과 비정질 실리콘층이 동시에 패터닝됨으로써 오믹접촉층(50)과 활성층(48)이 형성된다.Then, the
그리고, 채널부에서 상대적으로 낮은 높이를 갖는 포토레지스트 패턴이 애싱(Ashing) 공정으로 제거된 후 건식 식각공정으로 채널부의 소스/드레인 패턴 및 오믹접촉층(50)이 식각된다. 이에 따라, 채널부의 활성층(48)이 노출되어 소스 전극(10)과 드레인 전극(12)이 분리된다. 이에 따라, 게이트 전극(8), 반도체 패턴(49), 소스전극(10) 및 드레인 전극(12)을 포함하는 박막 트랜지스터(6)가 형성된다. Then, the photoresist pattern having a relatively low height in the channel portion is removed by an ashing process, and then the source / drain pattern and the
이어서, 스트립 공정으로 소스/드레인 패턴부 위에 남아 있는 포토레지스트 패턴이 제거된다. Then, the photoresist pattern remaining on the source / drain pattern portion in the strip process is removed.
도 3c를 참조하면, 소스/드레인 패턴 및 반도체 패턴(49)이 형성된 하부기판(45) 위에 절연물질이 증착된 후 제3 마스트를 이용한 포토리쏘그래피 공정 및 식각 공정에 의해 절연물질이 패터닝됨으로써 제1 및 제2 접촉홀(17,27)을 포함하는 보호막(52)이 형성된다. Referring to FIG. 3C, after the insulating material is deposited on the
제1 접촉홀(17)은 보호막(52)을 관통하여 박막 트랜지스터(6)의 드레인 전극(12)을 노출시키고, 제2 접촉홀(27)은 보호막(52) 및 게이트 절연막(46)을 관통하여 공통라인(16)을 노출시킨다.The
여기서, 보호막(152)의 재료로는 무기절연물질인 질화실리콘(SiNx) 또는 산화실리콘(SiOx) 등이 이용된다. Here, as the material of the
도 3d를 참조하면, 보호막(52)이 위에 화소전극(14)과 공통전극(18)이 형성된다. Referring to FIG. 3D, the
보호막(52)이 형성된 하부기판(45) 상에 스퍼터링 등의 증착방법으로 투명전극물질이 증착된 후 제4 마스크를 이용한 포토리쏘그래피 공정에 의해 포토레지스트 패턴이 형성된다. After the transparent electrode material is deposited on the
이후, 포토레지스트 패턴을 마스크로 이용한 식각 공정이 실시됨으로서 제1 접촉홀(17)을 통해 박막 트랜지스터(6)의 드레인 전극(12)와 접촉되는 화소전극(14)이 형성된다. 이와 동시에, 제2 접촉홀(27)을 통해 공통라인(16)과 접촉되는 공통전극(18)이 형성된다. Thereafter, an etching process using the photoresist pattern as a mask is performed to form the
화소전극(14)은 드레인 전극(14)과 접촉되며 게이트 라인(2), 공통라인(16)과 나란한 수평부(14a)와, 수평부(14a)에서 신장되며 공통전극(18)과 나란한 핑거부(14b)를 포함한다.The
여기서, 투명전극패턴의 재료로는 인듐 틴 옥사이드(Indium Tin Oxide : 이하 "ITO" 라고 한다), 틴 옥사이드(Tin Oxide : 이하 "TO" 라고 한다), 인듐 징크 옥사이드(Indium Zinc Oxide : 이하 "IZO" 라고 한다) 또는 인듐 틴 징크 옥사이드(Indium Tin Zinc Oxide : 이하 "ITZO" 하고 한다) 등이 이용된다.The material of the transparent electrode pattern is indium tin oxide (hereinafter referred to as "ITO"), tin oxide (hereinafter referred to as "TO"), and indium zinc oxide (hereinafter referred to as "IZO"). Or indium tin zinc oxide (hereinafter referred to as "ITZO").
상술한 바와 같은 제조방법에 의해 형성된 수평전계인가형 액정표시패널의 콘트라스트비는 화이트보다 블랙에 의해 좌우된다. 따라서, 화이트보다는 블랙구현 특성을 향상시킴으로써 전체 콘트라스트비를 향상시기 위한 연구가 진행되고 있다. The contrast ratio of the horizontal field application type liquid crystal display panel formed by the above-described manufacturing method depends on black rather than white. Therefore, research is being conducted to improve the overall contrast ratio by improving black implementation rather than white.
뿐만 아니라, 종래 공통전극(18) 및 화소전극(14) 물질인 ITO 등은 도전성이 낮은 물질이므로 수평전계력이 다소 떨어지는 단점이 있다.In addition, ITO, which is a material of the
본 발명은 콘트라스트비를 향상시킴과 아울러 리워크(rework) 공정이 정상적으로 이루어질 수 있는 수평전계 인가형 액정표시패널의 제조방법을 제공한다.The present invention provides a method of manufacturing a horizontal field application type liquid crystal display panel in which a contrast ratio can be improved and a rework process can be normally performed.
본 발명의 실시예에 따른 수평전계 인가형 액정표시패널의 제조방법은 기판 상에 게이트 라인, 게이트 라인과 나란한 공통라인을 포함하는 게이트 패턴을 형성하는 단계와; 상기 게이트 패턴 위에 게이트 절연막을 형성하는 단계와; 상기 게이트 라인과 교차되는 데이터 라인, 상기 데이터 라인과 접속된 소스전극, 상기 소스전극과 마주보는 드레인 전극을 포함하는 소스/드레인 패턴을 형성하는 단계와; 상기 드레인 전극을 노출시키는 제1 접촉홀을 가지는 보호막을 형성하는 단계와; 상기 제1 접촉홀을 통해 드레인 전극과 접촉되며 몰리브덴 합금으로 이루어진 화소전극을 형성하는 단계를 포함한다.
상기 화소전극을 형성하는 단계는 상기 보호막 위에 상기 몰리브덴 합금을 형성하는 단계; 상기 몰리브덴 합금 위에 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계; 상기 포토레지스트 패턴을 마스크로 이용한 건식 식각 공정으로 상기 몰리브덴 합금을 패터닝하는 단계; 및 상기 포토레지스트 패턴을 건식 스트립 공정으로 제거하는 단계를 포함한다.
상기 건식 식각 공정에 이용되는 식각 가스는 SF6 및 CF4 중 어느 하나이고, 상기 건식 스트립 공정에서 사용되는 스트립 가스는 SF6 및 O2의 혼합가스이다.A method of manufacturing a horizontal field application type liquid crystal display panel according to an exemplary embodiment of the present invention includes forming a gate pattern including a gate line and a common line parallel to the gate line on a substrate; Forming a gate insulating film on the gate pattern; Forming a source / drain pattern including a data line crossing the gate line, a source electrode connected to the data line, and a drain electrode facing the source electrode; Forming a protective film having a first contact hole exposing the drain electrode; And forming a pixel electrode made of molybdenum alloy and in contact with the drain electrode through the first contact hole.
The forming of the pixel electrode may include forming the molybdenum alloy on the passivation layer; Forming a photoresist pattern on the molybdenum alloy; Patterning the molybdenum alloy by a dry etching process using the photoresist pattern as a mask; And removing the photoresist pattern by a dry strip process.
The etching gas used in the dry etching process is any one of SF 6 and CF 4 , and the strip gas used in the dry strip process is a mixed gas of SF 6 and O 2 .
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상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부도면을 참조한 실시예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다. Other objects and features of the present invention will become apparent from the following description of embodiments with reference to the accompanying drawings.
이하, 도 4 내지 도 7b를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예들에 대하여 설명하기로 한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 4 to 7B.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 수평전계 인가형 액정표시패널의 박막 트랜지스터 어레이 기판을 나타낸 평면도이며, 도 5는 도 4에서 선Ⅱ-Ⅱ'을 따라 절취한 박막 트랜지스터 어레이 기판을 나타낸 단면도이다. 4 is a plan view illustrating a thin film transistor array substrate of a horizontal field applied 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 line II-II ′ of FIG. 4. .
도 4 및 5에 도시된 박막 트랜지스터 어레이 기판은 하부 기판(145) 상에 교차되게 형성된 게이트 라인(102) 및 데이터 라인(104)과, 그 교차부마다 형성된 박막 트랜지스터(106)와, 그 교차 구조로 마련된 화소 영역(105)에 수평 전계를 이루도록 형성된 화소 전극(114) 및 공통 전극(118)과, 공통 전극(118)들이 공통으로 접속된 공통 라인(116)을 구비한다. The thin film transistor array substrate shown in FIGS. 4 and 5 has a
게이트라인(102)은 박막트랜지스터(106)의 게이트전극(108)에 게이트신호를 공급한다. 데이터라인(104)은 박막트랜지스터(106)의 드레인전극(112)을 통해 화소전극(114)에 화소신호를 공급한다. 게이트라인(102)과 데이터라인(104)은 교차구조로 형성되어 화소영역(105)을 정의한다. The
공통라인(116)은 화소영역(105)을 사이에 두고 게이트라인(102)과 나란하게 형성되며 액정 구동을 위한 기준전압을 공통전극(118)에 공급한다. The
박막 트랜지스터(106)는 게이트 라인(102)의 게이트 신호에 응답하여 데이터 라인(104)의 화소 신호가 화소 전극(114)에 충전되어 유지되게 한다. 이를 위하여, 박막 트랜지스터(106)는 게이트 라인(102)에 접속된 게이트 전극(108)과, 데이터 라인(104)에 접속된 소스 전극(110)과, 화소 전극(114)에 접속된 드레인 전극(112)을 구비한다. 또한, 박막 트랜지스터(106)는 게이트 전극(108)과 게이트 절연막(146)을 사이에 두고 중첩되면서 소스 전극(110)과 드레인 전극(112) 사이에 채널을 형성하는 활성층(148)을 포함하는 반도체 패턴(149)이 더 구비된다. 반도체 패턴(149)에는 활성층(148)위에 위치하여 데이터 라인(104), 소스 전극(110), 드레인 전극(112)과 오믹 접촉을 위한 오믹 접촉층(150)이 더 포함된다. The
화소 전극(114)은 박막 트랜지스터(106)의 드레인 전극(112)과 제1 접촉홀(117)을 통해 접속된다. 화소 전극(114)은 드레인 전극(112)과 접속되고 인접한 게이트 라인(102)과 나란하게 형성된 수평부(114a)와, 수평부(114a)로부터 신장되어 공통전극(18)과 나란하게 형성된 핑거부(114b)를 포함한다. The
공통 전극(118)은 게이트 절연막(146) 및 보호막(152)을 관통하여 공통라인(116)을 노출시키는 제2 접촉홀(127)을 통해 공통 라인(116)과 접속된다. 공통전극(118)은 화소전극(114)과 동일물질로 동시에 형성된다. The
화소전극(114) 및 공통전극(118)은 불투명도전물질로 형성된다. 이에 따라, 블랙 구현 특성을 향상시킬 수 있게 됨으로써 전체 콘트라스트비를 향상시킬 수 있 게 된다. The
이를 좀더 상세히 설명하면, 수평전계인가형 액정표시패널은 공통전극 및 화소전극을 ITO 등의 투명전극물질로 형성하더라도 화소영역(5) 내에서의 공통전극(18) 및 화소전극(14)이 모두 위치함에 따라 개구율은 축소되게 된다. 따라서, 화소전극(114) 및 공통전극(118)은 불투명도전물질로 형성되더라도 종래 비하여 화이트 휘도가 크게 저하되지는 않는다.In more detail, in the horizontal field application type liquid crystal display panel, even if the common electrode and the pixel electrode are formed of a transparent electrode material such as ITO, all of the
반면에, 화소전극(114) 및 공통전극(118)을 불투명도전물질로 형성하게 되면 블랙 구현시 빛샘 등이 나타나지 않게 됨으로서 블랙 구현특성은 매우 향상될 수 있게 된다. 그 결과 전체 콘트라스트비는 향상될 수 있게 된다.On the other hand, when the
또한, 불투명도전물질로는 몰리브덴 합금(Mo alloy)이 이용된다. 예를 들어, 몰리브덴(Mo)에 텅스텐(W), 지르코늄(Zr), 티타늄(Ti), 네오듐(Nd), 나이트라이드(Nx) 등이 첨가될 수 있게 된다.In addition, a molybdenum alloy (Mo alloy) is used as the opaque conductive material. For example, tungsten (W), zirconium (Zr), titanium (Ti), neodium (Nd), nitride (Nx), and the like may be added to molybdenum (Mo).
특히, 몰리브덴(Mo)은 ITO 보다 도전성이 향상됨으로써 공통전극과 화소전극 사이의 수평전계력이 향상될 수 있게 된다. In particular, molybdenum (Mo) has improved conductivity than ITO, thereby improving the horizontal electric field force between the common electrode and the pixel electrode.
이하, 도 4 및 도 6a 내지 도 7b를 참조하여 종래 수평전계인가형 액정표시패널의 박막 트랜지스터 어레이 기판의 제조방법에 대해 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, a method of manufacturing a thin film transistor array substrate of a conventional horizontal field application type liquid crystal display panel will be described with reference to FIGS. 4 and 6A to 7B.
도 6a를 참조하면, 제1 마스크 공정에 의해 형성된 게이트 패턴이 형성된다. Referring to FIG. 6A, a gate pattern formed by the first mask process is formed.
하부 기판(145) 상에 스퍼터링 등의 증착방법을 통해 게이트 금속층이 형성된 후 마스크를 이용한 포토리쏘그래피 공정 및 식각 공정에 의해 게이트 금속층이 패터닝된다. 이에 따라, 게이트 전극(108), 게이트 라인(102), 공통라인(116)을 포함하는 게이트 패턴이 형성된다. 게이트 금속으로는 크롬(Cr), 알루미늄네오듐(AlNd) 등의 알루미늄 합금 등이 이용된다. After the gate metal layer is formed on the
도 6b를 참조하면, 제2 마스크 공정에 의해 반도체 패턴(149), 소스/드레인 패턴이 형성된다.Referring to FIG. 6B, a
구체적으로, 게이트 패턴이 형성된 하부기판(145) 상에 무기절연물질이 PECVD 등의 증착방법을 통해 전면증착됨으로써 게이트 절연막(146)이 형성된다. 여기서, 게이트 절연막(146)의 재료로는 무기절연물질인 질화실리콘(SiNx) 또는 산화실리콘(SiOx) 등이 이용된다. Specifically, the
게이트 절연막(146)이 형성된 하부기판(145) 상에 PECVD, 스퍼터링 등의 증착방법을 비정질 실리콘층, n+ 비정질 실리콘층, 그리고 소스/드레인 금속층이 순차적으로 형성된다. 소스/드레인 금속으로는 도전성이 높은 구리(Cu)가 이용된다.On the
이후, 제2 마스크를 이용한 포토리쏘그래피 공정에 의해 포토레지스트 패턴을 형성하게 된다. 이 경우 제2 마스크로는 박막 트랜지스터의 채널부에 회절 노광부를 갖는 회절 노광 마스크를 이용함으로써 채널부의 포토레지스트 패턴(71b)이 소스/드레인 패턴부 보다 낮은 높이를 갖게 한다. Thereafter, a photoresist pattern is formed by a photolithography process using a second mask. In this case, the photoresist pattern 71b of the channel portion has a lower height than the source / drain pattern portion by using a diffraction exposure mask having a diffraction exposure portion in the channel portion of the thin film transistor as the second mask.
이어서, 포토레지스트 패턴을 이용한 습식 식각공정으로 소스/드레인 금속층이 패터닝됨으로써 데이터 라인(104), 소스 전극(110), 그 소스 전극(110)과 일체화된 드레인 전극(112)을 포함하는 소스/드레인 패턴들이 형성된다. Subsequently, the source / drain metal layer is patterned by a wet etching process using a photoresist pattern, so that the source / drain includes a
그 다음, 동일한 포토레지스트 패턴을 이용한 건식 식각공정으로 n+ 비정질 실리콘층과 비정질 실리콘층이 동시에 패터닝됨으로써 오믹접촉층(150)과 활성 층(148)이 형성된다.Next, the n + amorphous silicon layer and the amorphous silicon layer are simultaneously patterned by a dry etching process using the same photoresist pattern to form the
그리고, 채널부에서 상대적으로 낮은 높이를 갖는 포토레지스트 패턴이 애싱(Ashing) 공정으로 제거된 후 건식 식각공정으로 채널부의 소스/드레인 패턴 및 오믹접촉층(150)이 식각된다. 이에 따라, 채널부의 활성층(148)이 노출되어 소스 전극(110)과 드레인 전극(112)이 분리된다. 이에 따라, 게이트 전극(108), 반도체 패턴(149), 소스전극(110) 및 드레인 전극(112)을 포함하는 박막 트랜지스터(106)가 형성된다. The photoresist pattern having a relatively low height in the channel portion is removed by an ashing process, and then the source / drain pattern and the
이어서, 스트립 공정으로 소스/드레인 패턴부 위에 남아 있는 포토레지스트 패턴이 제거된다. Then, the photoresist pattern remaining on the source / drain pattern portion in the strip process is removed.
도 6c를 참조하면, 소스/드레인 패턴 및 반도체 패턴(149)이 형성된 하부기판(145) 위에 절연물질이 증착된 후 제3 마스트를 이용한 포토리쏘그래피 공정 및 식각 공정에 의해 절연물질이 패터닝됨으로써 제1 및 제2 접촉홀(117,127)을 포함하는 보호막(152)이 형성된다. Referring to FIG. 6C, after the insulating material is deposited on the
제1 접촉홀(117)은 보호막(152)을 관통하여 박막 트랜지스터(106)의 드레인 전극(112)을 노출시키고, 제2 접촉홀(127)은 보호막(152) 및 게이트 절연막(146)을 관통하여 공통라인(116)을 노출시킨다.The
여기서, 보호막(152)의 재료로는 무기절연물질인 질화실리콘(SiNx) 또는 산화실리콘(SiOx) 등이 이용된다. Here, as the material of the
도 6d를 참조하면, 보호막(152)이 위에 불투명물질의 화소전극(114)과 공통전극(118)이 형성된다. Referring to FIG. 6D, a
보호막(152)이 형성된 하부기판(145) 상에 스퍼터링 등의 증착방법으로 불투명전극물질이 증착된 후 제4 마스크를 이용한 포토리쏘그래피 공정에 의해 포토레지스트 패턴이 형성된다. 불투명도전물질로는 몰리브덴 합금(Mo alloy)이 이용된다. 예를 들어, 몰리브덴(Mo)에 텅스텐(W), 지르코늄(Zr), 티타늄(Ti), 네오듐(Nd), 나이트라이드(Nx) 등이 첨가될 수 있게 된다. After the opaque electrode material is deposited on the
이후, 도 7a에 도시된 바와 같이 포토레지스트 패턴(180)을 마스크로 이용한 건식 식각(dry etch) 공정이 실시된다. Thereafter, as shown in FIG. 7A, a dry etch process using the
여기서, 불투명도전물질(118a)은 SF6,CF4 등의 식각 가스를 이용한 건식식각 공정에 의해 패터닝된다. 만일, 습식 식각 공정을 이용하여 불투명도전물질(118a)을 패터닝하게 되면 식각액에 의해 구리(Cu)로 이루어지는 소스/드레인 패턴이 손상될 수 있게 된다. 즉, 식각액이 소스/드레인 금속으로 침투하여 데이터 라인, 소스전극 및 드레인 전극 등이 손상되게 된다.Here, the opaque
이후, 도 7b에 도시된 바와 같이 SF6 와 O2의 혼합가스를 이용한 플라즈마 또는 O2 플라즈마를 이용한 스트립 공정이 실시된다. 스트립 공정에서도 O2 플라즈마 등을 이용한 건식 스트립 공정이 실시되어야 한다. 만일, 습식 스트립 공정이 실시되면 스트립액에 의해 구리(Cu)로 이루어지는 소스/드레인 패턴 등이 손상을 받게 된다. Then, SF 6 as shown in Figure 7b With O 2 plasma or by using a mixed gas of O 2 The strip process using plasma is performed. O 2 even in the strip process Dry strip processes using plasma or the like should be carried out. If the wet strip process is performed, the source / drain pattern made of copper (Cu) is damaged by the strip liquid.
이에 따라, 포토레지스트 패턴(180)이 제거됨에 따라 제1 접촉홀(117)을 통해 드레인 전극(112)과 접촉되는 화소전극(114) 및 제2 접촉홀(127)을 통해 공통라인(116)과 접촉된 공통전극(118)이 형성된다. 화소전극(114)은 드레인 전극(114)과 접촉되며 게이트 라인(102), 공통라인(116)과 나란한 수평부(114a)와, 수평부(114a)에서 신장되며 공통전극(118)과 나란하게 위치하는 핑거부(114b)를 포함한다.Accordingly, as the
이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 박막 트랜지스터 어레이 기판의 제조방법에서는 제4 마스크 공정에서 습식 식각 공정이 아닌 건식 식각 공정 만이 실시됨에 따라 구리(Cu)로 이루어진 소스/드레인 패턴들을 보호할 수 있게 된다. As described above, in the method of manufacturing the thin film transistor array substrate according to the embodiment of the present invention, only the dry etching process is performed instead of the wet etching process in the fourth mask process, thereby protecting the source / drain patterns made of copper (Cu). do.
한편, 제4 마스크 공정에 의해 화소전극(114) 등을 형성하는 과정에서의 공정상의 편차, 또는 불량 등이 발생하는 경우 형성된 화소전극(114) 등을 제거한 후 다시 화소전극(114) 등을 형성하는 리워크(rework) 공정이 실시된다.On the other hand, in the process of forming the
이 경우, 역시 건식 식각 공정에 의해 비정상적으로 형성된 화소전극(114) 등을 제거하게 된다. 이에 따라, 구리(Cu)로 이루어진 소스/드레인 패턴의 손상을 방지할 수 있게 된다.In this case, the
한편, 본 발명에서는 공통전극(118)이 보호막(52) 위에 형성됨과 아울러 화소전극(114)과 동일물질로 동시에 형성되는 경우만을 나타내었다. 그러나, 공통전극(118)은 게이트 전극(108), 공통라인(116) 등의 게이트 금속으로 게이트 패턴 형성시 동시에 형성될 수도 있다. In the present invention, only the case in which the
상술한 바와 같이 화소전극을 도전성이 높은 불투명금속물질로 형성하는 구조 및 제조방법은 프린지 필드(Fringe Field)에 의해 동작되는 프린지 필드 스위칭(Fringe Field Switching; 이하, FFS) 타입의 액정표시장치에도 이용될 수 있다. As described above, the structure and manufacturing method for forming the pixel electrode from a highly conductive opaque metal material are also used in a fringe field switching (FFS) type liquid crystal display device operated by a fringe field. Can be.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 수평 전계 인가형 액정표시패널의 제조방법은 화소전극을 도전성이 높은 불투명금속물질로 형성한다. 이에 따라, 블랙구현 특성을 향상시킬 수 있게 됨으로써 전체 콘트라스트비를 향상시킬 수 있게 됨과 아울러 공통전극과 화소전극 간의 수평전계력을 향상시킬 수 있게 된다.As described above, in the method of manufacturing the horizontal field application type liquid crystal display panel according to the present invention, the pixel electrode is formed of an opaque metal material having high conductivity. Accordingly, the black implementation characteristic can be improved, thereby improving the overall contrast ratio and improving the horizontal electric field force between the common electrode and the pixel electrode.
또한, 본 발명에 따른 수평전계 인가형 액정표시패널의 제조방법은 제4 마스크 공정에서 습식 식각 공정이 아닌 건식 식각 공정에 의해 박막 들을 패터닝한다. 이에 따라, 구리 등으로 형성되는 소스/드레인 패턴을 보호할 수 있게 되고 리워크 공정이 정상적으로 실시될 수 있게 된다.In addition, in the method of manufacturing a horizontal field application type liquid crystal display panel according to the present invention, the thin film is patterned by a dry etching process rather than a wet etching process in the fourth mask process. Accordingly, the source / drain pattern formed of copper or the like can be protected, and the rework process can be normally performed.
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.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the 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.
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