KR101771882B1 - Method for fabricating array substrate of liquid crystal display device - Google Patents
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Abstract
본 발명은 액정표시장치의 어레이기판 제조방법에 관한 것으로서, 본 발명은 기판상에 일정 간격만큼 이격된 소스전극 및 드레인전극을 형성하는 단계와, 상기 소스전극 및 드레인전극을 포함한 기판 전면에 유기반도체층, 제1 유기절 연막, 제2 유기절연막을 적층하는 단계와, 상기 제2 유기절연막을 패터닝하여 제2 유기절연막패턴을 형성하는 단계와, 상기 제2 유기절연막패턴을 차단막으로 하여 상기 제1 유기절연막과 유기반도체층을 순차적으로 식각하여 상기 소스전극과 드레인전극 상부 및 이들 사이에 위치하는 유기반도체층패턴, 제1유기절연막패턴을 형성하는 단계와, 상기 제2 유기절연막패턴 상에 게이트전극을 형성하는 단계와, 상기 게이트전극을 포함한 기판 전면에 보호층을 형성하는 단계와, 상기 보호층을 선택적으로 패터닝하여 상기 드레인전극 일부분을 노출시키는 콘택홀을 형성하는 단계, 및 상기 보호층 상부에 상기 콘택홀을 통해 상기 드레인전극과 연결되는 화소전극을 형성하는 단계를 포함한다.The present invention relates to a method of fabricating an array substrate of a liquid crystal display, comprising: forming a source electrode and a drain electrode spaced apart from each other by a predetermined distance on a substrate; Forming a second organic insulating film pattern by patterning the second organic insulating film; forming a second organic insulating film pattern using the second organic insulating film pattern as a blocking film, Forming an organic semiconductor layer pattern and a first organic insulating film pattern over the source electrode and the drain electrode and between the organic semiconductor layer and the organic semiconductor layer by sequentially etching the organic insulating layer and the organic semiconductor layer; Forming a protective layer on the entire surface of the substrate including the gate electrode; And forming a contact hole exposing the drain electrode portion, and forming a pixel electrode connected with the drain electrode through the contact hole above the protective layer.
Description
본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 박막 트랜지스터 제조시에 마스크 공정 수를 줄일 수 있는 액정표시장치의 어레이 기판 제조방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal display device, and more particularly, to a method of manufacturing an array substrate of a liquid crystal display device capable of reducing the number of mask processes in manufacturing thin film transistors.
현대사회의 모든 산업, 가정 및 일반생활에 있어서 반도체 전자소자는 산업기기, 가전제품, 컴퓨터, 통신기기 등의 모든 전자제품에 필수적인 기본 단위 소자 및 부품으로 사용되고 있다.Semiconductor electronic devices are used as basic unit elements and components essential in all electronic products such as industrial devices, home appliances, computers, and communication devices in all industries, households and general lives of modern society.
이와 같은 반도체소자의 핵심이 되는 기술중 하나인 트랜지스터 소자의 발전과 개발이 이루어져 왔으며, 이러한 트랜지스터 소자의 대부분은 무기질 반도체인 실리콘(silicon)을 사용하였다.The development and development of transistor devices, one of the core technologies of such semiconductor devices, have been carried out. Most of these transistor devices use silicon, which is an inorganic semiconductor.
이와 같은 실리콘은 특성상 구부릴 수 없으며, 깨지기 쉽고, 소자로 제작하는데 경비가 많이 든다는 특성이 있다.Such silicones are inherently unbreakable, fragile, and expensive to fabricate as devices.
이러한 특성은 미래사회가 요구하는 정보통신의 접근성과 휴대성을 이루는데 장애요소가 될 가능성이 높다. These characteristics are likely to be obstacles to achieving the accessibility and portability of information and communications required by future society.
따라서, 단순한 음성뿐 아니라 다량의 정보통신을 이동성있게 수행하기 위해서는, 이동중에 발생할 수 있는 모든 상황, 즉 구부림이라든지 충격에 강한 소자가 필요할 것이고, 무엇보다 착용하여 불편함이 없기 위해서는 가벼워야 한다.Therefore, in order to carry out a large amount of information communication in a mobility manner as well as a simple voice, it is necessary to have a device which is strong against bending or impact, which is likely to occur during the movement, and should be light to avoid inconvenience.
이러한 욕구를 만족시키기 위해서는 기판에서부터 반도체소자까지 모두 플라스틱을 이용하는 것이 유리하다.In order to satisfy such needs, it is advantageous to use plastic from the substrate to the semiconductor element.
한편, 정보통신분야에 있어서 핵심분야중 하나인 정보표시소자인 디스플레이로 가장 많이 연구되고 있는 액정표시장치의 경우, 기판으로 유리를 사용하고 있는데, 이를 가벼우면서도 내충격성이 강한 플라스틱으로 대체하려는 연구가 활발히 진행되고 있다.On the other hand, in the case of a liquid crystal display device, which is one of the key fields in the field of information and communication, which is the most studied information display device, glass is used as a substrate, and a research for replacing this with a light- It is actively proceeding.
따라서, 기존의 실리콘을 재료로 한 트랜지스터로 구부림이 가능한 유기물 반도체 트랜지스터로의 대체가 필요하며, 액정표시장치, 유기전기발광디스플레이 등에서 플라스틱을 기판으로 하는 플라스틱 디스플레이의 연구가 연구가 진행되고 있다.Therefore, it is necessary to replace the organic semiconductor transistor which can bend with a transistor made of a conventional silicon material, and research on plastic display using plastic as a substrate in a liquid crystal display device, an organic electroluminescence display and the like is being researched.
그리고, 스마트카드, 전자종이, 전자책 등은 기본적으로 플라스틱 기판을 사용하므로 플라스틱위에 트랜지스터를 용이하게 제작할 수 있는 유기박막 트랜지스터의 개발은 핵심적이다.Since smart cards, electronic paper, electronic books, etc. basically use plastic substrates, development of organic thin film transistors that can easily fabricate transistors on plastic is essential.
통상적으로, 유기박막 트랜지스터는 전도성 고분자 물질을 활성층(active layer)으로 사용되며, 이에 관한 연구가 최근에도 계속 진행되고 있다.Conventionally, an organic thin film transistor uses a conductive polymer material as an active layer, and research on this has continued in recent years.
근래에는, 전 세계에서 많은 연구가 진행중에 있으며, 상기 유기박막 트랜지스터는 실리콘을 이용한 박막트랜지스터와 구조적으로는 거의 같은 형태를 가진다.In recent years, many researches are underway in the world, and the organic thin film transistor has almost the same structure as the thin film transistor using silicon.
그러나, 제작 공정에 있어서 상기 유기 박막 트랜지스터가 실리콘을 이용한 박막트랜지스터에 비하여 간단하고 비용이 저렴하다는 장점이 있다.However, in the fabrication process, the organic thin film transistor is advantageous in that it is simpler and less expensive than a thin film transistor using silicon.
이러한 관점에서, 종래기술에 따른 액정표시장치의 어레이 기판 구조에 대해 도 1을 참조하여 설명하면 다음과 같다.From this point of view, an array substrate structure of a liquid crystal display according to the related art will be described with reference to FIG.
도 1은 종래기술에 따른 액정표시장치의 어레이 기판 구조를 설명하기 위한 박막트랜지스터 어레이기판의 단면도이다.1 is a cross-sectional view of a thin film transistor array substrate for explaining an array substrate structure of a liquid crystal display according to a related art.
종래기술에 따른 박막트랜지스터 어레이 기판은, 도 1에 도시된 바와 같이, 기판 (11)과; 상기 기판(11)상에 형성되고 일정 간격만큼 이격된 소스전극(13a) 및 드레인전극(13a)과; 상기 소스전극(13a) 및 드레인전극(13b)을 포함한 기판(11) 상에 형성된 유기반도체층패턴(15a)과; 상기 유기반도체층패턴(15a) 상에 형성된 유기 게이트절연막패턴(17a)과; 상기 유기 게이트절연막패턴(17a) 상에 형성된 배리어금속층패턴(19a)과; 상기 기판(11) 전면에 형성되고, 상기 배리어금속층패턴 (19a) 일부분을 노출시키는 개구부(미도시)를 구비한 보호막(23)과; 상기 보호막 (23) 상에 형성되고, 상기 배리어금속층패턴(19a)과 접촉하는 게이트전극(27a)과; 상기 게이트전극(27a)을 포함한 보호막(23) 상부에 형성되고, 상기 보호막(23)과 드레인전극 (13b) 일부분을 노출시키는 제2 콘택홀(미도시)을 구비한 층간절연막 (29)과; 상기 층간절연막(29) 상부에 형성되고, 상기 드레인전극(13b)과 접촉하는 화소전극(33)을 포함하여 구성된다.The thin film transistor array substrate according to the prior art includes, as shown in Fig. 1, a
상기와 같이 구성되는 종래기술에 따른 액정표시장치의 어레이 기판 제조방법에 대해 도 2a 내지 도 2m을 참조하여 설명하면 다음과 같다.A method of manufacturing an array substrate of a conventional liquid crystal display device having the above structure will now be described with reference to FIGS. 2A to 2M.
도 2a 내지 도 2m은 종래기술에 따른 액정표시장치의 어레이 기판 제조방법을 설명하기 위한 공정 단면도이다.2A to 2M are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing an array substrate of a liquid crystal display according to a related art.
도 2a 및 2b에 도시된 바와 같이, 기판(11) 상에 도전물질층(13)을 증착한후 제1 마스크 공정을 통해 상기 도전물질층(13)을 선택적으로 패터닝하여 서로 일정 간격, 예를들어 채널영역만큼 이격된 소스전극(13a) 및 드레인전극(13b)을 형성한다.2A and 2B, after a
그 다음, 도 2c에 도시된 바와 같이, 상기 소스전극(13a) 및 드레인전극 (13b)을 포함한 기판(11) 상에 유기물로 이루어진 유기반도체층(15)을 형성한다. 이때, 상기 유기반도체층(15)은 소자의 활성층으로 사용된다.Next, as shown in FIG. 2C, an
이어서, 상기 유기반도체층(15) 상에 무기 절연재료를 이용하여 게이트절연막(17)과 함께 그 위에 배리어금속층(19)을 증착한다. 이때, 상기 유기반도체층 패턴을 형성할 때, 포토레지스트(미도시)가 상기 유기반도체층(15) 상부에 직접적으로 접촉될 경우 유기반도체(organic semiconductor) 재료가 화학적인 데미지를 받을 수 있기 때문에, 배리어금속층(17)을 형성한 후에 그 상부에 포토레지스트막패턴을 형성하고, 이어 건식식각을 실시하기 때문에 마스크 공정이 더 추가된다.Subsequently, a
그 다음, 상기 배리어금속층(19) 상부에 포토레지스트막(21)을 도포한 후, 제2 마스크 공정을 통한 포토리소그라피 공정 및 현상 공정을 통해 이를 선택적으로 제거하여, 도 2d에 도시된 바와 같이, 포토레지스트막패턴(21a)을 형성한다. Next, a
이어서, 도 2d 및 2e에 도시된 바와 같이, 상기 포토레지스트막패턴(21a)을 차단막으로 하여 상기 배리어금속층(19), 게이트절연막(17) 및 유기반도체층(15)을 순차적으로 식각하여 배리어금속층패턴(19a), 게이트절연막패턴(17a) 및 유기반도체층패턴(15a)을 형성한다.Then, the
그 다음, 도 2f에 도시된 바와 같이, 상기 포토레지스트막패턴(21a)을 제거한 다음, 상기 기판 전면에 보호층(23)을 증착한다. Then, as shown in FIG. 2F, the
이어서, 도 2g에 도시된 바와 같이, 제3 마스크공정을 통해 상기 보호층(23)을 선택적으로 패터닝하여 상기 배리어금속층패턴(19a)의 일부분을 노출시키는 제1콘택홀(25)을 형성한다.Next, as shown in FIG. 2G, the
그 다음, 도 2h에 도시된 바와 같이, 상기 콘택홀(25)을 포함한 보호층(23) 상부에 금속층(27)을 증착한다.Then, a
이어서, 도 2i에 도시된 바와 같이, 제4 마스크공정을 통해 상기 금속층(27)을 선택적으로 패터닝하여 상기 콘택홀(25)을 통해 상기 배리어금속층패턴(19a)과 접촉하는 게이트전극(27a)을 형성한다.2I, the
그 다음, 도 2j에 도시된 바와 같이, 상기 게이트전극(27a)을 포함한 보호층 (23) 상부에 층간절연막(29)을 증착한다.Next, as shown in FIG. 2J, an
이어서, 도 2k에 도시된 바와 같이, 제5 마스크공정을 통해 상기 층간절연막 (29) 및 보호층(23)을 선택적으로 패터닝하여, 상기 드레인전극(13b) 일부분을 노출시키는 제2 콘택홀(31)을 형성한다.2K, the
그 다음, 도 2l에 도시된 바와 같이, 상기 제2 콘택홀(31)을 포함한 층간절연막(29) 상에 투명도전물질층(33)을 증착한다.Then, a transparent
이어서, 도 2m에 도시된 바와 같이, 제6 마스크공정을 통해 상기 투명도전물질층(33)을 선택적으로 패터닝하여 상기 드레인전극(13b)과 접촉하는 화소전극 (33a)을 형성함으로써 하부 어레이기판 제조공정을 완료한다.Subsequently, as shown in FIG. 2M, the transparent
그러나, 종래기술에 따른 액정표시장치의 어레이기판 및 제조방법에 의하면 다음과 같은 문제점이 있다.However, the array substrate and the manufacturing method of the liquid crystal display according to the related art have the following problems.
종래기술에 따른 액정표시장치의 어레이기판 및 제조방법은, 유기반도체층 패턴을 형성할 때, 포토레지스트가 유기반도체층 상부에 직접적으로 접촉될 경우 유기반도체(organic semiconductor) 재료가 화학적인 데미지를 받을 수 있기 때문에, 배리어금속층을 형성한 후에 그 상부에 포토레지스트막패턴을 형성한 후 건식식각을 실시하기 때문에 마스크 공정이 더 추가된다.In an array substrate and a manufacturing method of a liquid crystal display according to the related art, when an organic semiconductor layer pattern is formed, an organic semiconductor material is chemically damaged when the photoresist is directly contacted with an upper portion of the organic semiconductor layer A mask process is further added since dry etching is performed after forming a barrier metal layer and then forming a photoresist film pattern thereon.
또한, 종래기술에 따른 액정표시장치의 어레이기판 및 제조방법은, 유기반도체의 내화학성이 취약하여 유기반도체층과 게이트절연막 패터닝시에 포토(photo) 공정 중에 사용되는 각종 화학용액에 대한 배리어 역할을 하는 금속층을 형성하여 섬 형태의 액티브패턴을 형성한 후 패시베이션 공정 이후에 게이트전극과 콘택홀 등을 통해 접촉하는 공정을 적용함에 따라 마스크 공정 수가 증가할 뿐만 아니라, 패터닝 공정의 복잡성으로 인하여 다수의 공정 및 소자 불량을 야기하게 된다. In addition, the array substrate and the manufacturing method of the liquid crystal display according to the related art have poor chemical resistance of the organic semiconductor and serve as a barrier against various chemical solutions used during the photo process when patterning the organic semiconductor layer and the gate insulating film. In addition, since the process of forming an island-shaped active pattern and then contacting the gate electrode with the contact hole after the passivation process is applied, not only the number of mask processes increases but also the number of processes And device failure.
이에 본 발명은 상기 종래기술에 따른 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은 유기 박막 트랜지스터 제조시에 마스크 공정 수를 줄여 공정을 단순화시키고, 고성능의 박막 트랜지스터를 구현할 수 있는 액정표시장치의 어레이 기판 제조방법에 제공함에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above problems of the prior art, and it is an object of the present invention to provide a liquid crystal display device capable of simplifying a process by reducing the number of mask processes at the time of manufacturing an organic thin film transistor, To an array substrate manufacturing method of the apparatus.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 액정표시장치의 어레이 기판 제조방법은, 기판상에 일정 간격만큼 이격된 소스전극 및 드레인 전극을 형성하는 단계; 상기 소스전극 및 드레인전극을 포함한 기판 전면에 유기반도체층, 제1 유기절연막, 제2 유기절연막을 적층하는 단계; 상기 제2 유기절연막을 패터닝하여 제2 유기절연막패턴을 형성하는 단계; 상기 제2 유기절연막패턴을 차단막으로 하여 상기 제1 유기절연막과 유기반도체층을 순차적으로 식각하여 상기 소스전극과 드레인전극 상부 및 이들 사이에 위치하는 유기반도체층패턴, 제1유기절연막패턴을 형성하는 단계; 상기 제2 유기절연막패턴 상에 게이트전극을 형성하는 단계; 상기 게이트전극을 포함한 기판 전면에 보호층을 형성하는 단계; 상기 보호층을 선택적으로 패터닝하여 상기 드레인전극 일부분을 노출시키는 콘택홀을 형성하는 단계; 및 상기 보호층 상부에 상기 콘택홀을 통해 상기 드레인전극과 연결되는 화소전극을 형성하는 단계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing an array substrate of a liquid crystal display device, comprising: forming a source electrode and a drain electrode spaced apart from each other by a predetermined distance; Depositing an organic semiconductor layer, a first organic insulating film, and a second organic insulating film on the entire surface of the substrate including the source electrode and the drain electrode; Forming a second organic insulating film pattern by patterning the second organic insulating film; The first organic insulating layer and the organic semiconductor layer are sequentially etched using the second organic insulating layer pattern as a blocking layer to form an organic semiconductor layer pattern and a first organic insulating layer pattern on the source electrode and the drain electrode, step; Forming a gate electrode on the second organic insulating film pattern; Forming a protective layer on the entire surface of the substrate including the gate electrode; Forming a contact hole exposing a portion of the drain electrode by selectively patterning the passivation layer; And forming a pixel electrode on the protection layer, the pixel electrode being connected to the drain electrode through the contact hole.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 액정표시장치의 어레이기판 제조방법은 기판상에 일정 간격만큼 이격된 소스전극 및 드레인전극을 형성하는 단계; 상기 소스전극 및 드레인전극을 포함한 기판 전면에 유기반도체층, 제1 유기 절연막, 제2 유기절연막을 적층하는 단계; 상기 제2 유기절연막을 패터닝하여 제2 유기절연막패턴을 형성하는 단계; 상기 제2 유기절연막패턴을 차단막으로 하여 상기 제1 유기절연막과 유기반도체층을 순차적으로 식각하여 상기 소스전극과 드레인전극 상부 및 이들 사이에 위치하는 유기반도체층패턴, 제1유기절연막패턴을 형성하는 단계; 상기 유기반도체층패턴, 제1, 2 유기절연막패턴 및 소스전극과 드레인전극을 포함한 기판 전면에 보호층을 형성하는 단계; 상기 보호층을 선택적으로 패터닝하여 상기 제2 유기절연막패턴과 드레인전극 일부분을 노출시키는 제1, 2 콘택홀을 동시에 형성하는 단계; 상기 보호층 상부에 제1 콘택홀을 통해 2 유기절연막패턴과 접촉하는 게이트전극을 형성하는 단계; 및 상기 제2 콘택홀을 통해 상기 드레인전극과 연결되는 화소전극을 형성하는 단계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of fabricating an array substrate of a liquid crystal display device, comprising: forming a source electrode and a drain electrode spaced apart from each other by a predetermined distance; Depositing an organic semiconductor layer, a first organic insulating film, and a second organic insulating film on the entire surface of the substrate including the source electrode and the drain electrode; Forming a second organic insulating film pattern by patterning the second organic insulating film; The first organic insulating layer and the organic semiconductor layer are sequentially etched using the second organic insulating layer pattern as a blocking layer to form an organic semiconductor layer pattern and a first organic insulating layer pattern on the source electrode and the drain electrode, step; Forming a protective layer on the entire surface of the substrate including the organic semiconductor layer pattern, the first and second organic insulating film patterns, and the source electrode and the drain electrode; Simultaneously forming first and second contact holes exposing a portion of the second organic insulating film pattern and the drain electrode by selectively patterning the passivation layer; Forming a gate electrode on the protective layer in contact with the organic insulating film pattern through the first contact hole; And forming a pixel electrode connected to the drain electrode through the second contact hole.
본 발명에 따른 액정표시장치의 어레이 기판 제조방법에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.The method of manufacturing an array substrate of a liquid crystal display device according to the present invention has the following effects.
본 발명에 따른 액정표시장치의 어레이 기판 제조방법은 마스크 공정 수를 줄이기 위해 포토 패터닝 (photo patterning)이 가능하면서 높은 유전율 특성을 지니는 유기 절연막을 이용하여 유기 반도체층의 섬 패턴 형성을 가능하게 함으로써 마스크 공정 수를 줄여 공정을 단순화시킬 수 있다. The method of fabricating an array substrate of a liquid crystal display according to the present invention can form an island pattern of an organic semiconductor layer by using an organic insulating film capable of photo patterning and having a high dielectric constant property in order to reduce the number of mask processes, The number of processes can be reduced to simplify the process.
또한, 본 발명에 따른 액정표시장치의 어레이 기판 및 그 제조방법은 마스크 공정 수를 줄이기 위해 고유전율을 가진 유기 절연막을 사용함으로써 온전류(On current) 및 이동도(mobility)와 같은 박막 트랜지스터의 특성을 향상시킬 수 있다. Further, the array substrate of the liquid crystal display device and the method of manufacturing the same according to the present invention use an organic insulating film having a high dielectric constant to reduce the number of mask processes, so that the characteristics of the thin film transistor such as on current and mobility Can be improved.
도 1은 종래기술에 따른 액정표시장치의 어레이 기판 구조를 설명하기 위한 박막트랜지스터 어레이 기판의 단면도이다.
도 2a 내지 도 2m은 종래기술에 따른 액정표시장치의 어레이 기판 제조방법을 설명하기 위한 공정 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 액정표시장치의 어레이 기판 구조를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 4a 내지 도 4k는 본 발명에 따른 액정표시장치의 어레이 기판 제조방법을 설명하기 위한 공정 단면도이다.1 is a cross-sectional view of a thin film transistor array substrate for explaining an array substrate structure of a liquid crystal display according to a related art.
2A to 2M are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing an array substrate of a liquid crystal display according to a related art.
3 is a schematic cross-sectional view for explaining an array substrate structure of a liquid crystal display device according to the present invention.
4A to 4K are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing an array substrate of a liquid crystal display device according to the present invention.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액정표시장치의 어레이 기판 및 그 제조방법에 대해 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.Hereinafter, an array substrate of a liquid crystal display device and a method of manufacturing the same according to preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 3은 본 발명에 따른 액정표시장치의 어레이 기판 구조를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.3 is a schematic cross-sectional view for explaining an array substrate structure of a liquid crystal display device according to the present invention.
본 발명에 따른 액정표시장치의 어레이 기판은, 도 3에 도시된 바와 같이, 기판 (101) 상에 형성되고, 일정 간격만큼 이격된 소스전극(103a) 및 드레인전극 (103b)과; 상기 소스전극(103a)과 드레인전극(103b), 및 이들 사이에 위치하는 기판(101) 상에 적층된 유기반도체층패턴(105a), 제1유기절연막(107a), 제2 유기절연막패턴 (109a) 및 게이트전극(111a)과; 상기 기판 전면에 형성되고, 상기 드레인전극 (103b) 일부분을 노출시키는 콘택홀(미도시; 도 4i의 부호 "115" 참조)을 구비한 보호층(113)과; 상기 보호층(113) 상부에 형성되고, 상기 콘택홀(미도시)을 통해 상기 드레인전극(103b)과 접촉하는 화소전극(117a)을 포함하여 구성된다.As shown in Fig. 3, the array substrate of the liquid crystal display according to the present invention includes a
여기서, 상기 소스전극(103a) 및 드레인전극(103b)의 재질로는 Au/Cr, Au/ITO(Indium Tin Oxide), Au/Mo, Au/Ti 중에서 선택하여 사용한다.The
또한, 상기 게이트전극(111a) 재질로는 크롬(Cr), 구리(Cu), 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 알루미늄합금(Al alloy), 텅스텐(W)계열 또는 Ti 등의 금속물질 중에서 적어도 하나 이상으로 이루어진다.The
또한, 상기 유기반도체층패턴(105a)의 재질로는 펜타센(pentacene), 티오펜 올리고머(thiophene oligomer)를 사용한다. 이들 이외에도 용액 공정이 가능한 모든 종류의 유기반도체 재료, 예를 들어 폴리머, 작은 분자(small molecule)를 포함한다.As the material of the organic
그리고, 상기 제1 유기절연막패턴(107a)의 재질로는, PVP(poly vinyl pyrrolidone), PVA(poly vinyl alcohol), 퍼플루오르 폴리머(perfluoropolymer), PS(polystyrene), PI(polyimide) 계열물질을 포함한다. 또한, 상기 제2 유기절연막패턴(109a) 재질로는, 적어도 6 이상의 고유전율을 가지며, 포토아크릴 (photo acryl) 과 같이 막 자체가 감광성을 띠는 물질을 사용한다. 이때, 상기 감광성을 띠는 물질은 별도의 포토레지스트를 도포하지 않고 직접 광을 조사하여 현상함으로써 원하는 패터닝 공정을 수행할 수 있다.The first organic insulating
또한, 상기 보호층(113) 재질로는, 실리콘산화막 (SiO2), 실리콘질화막(SiNx)이 구성된 무기절연 물질그룹 또는, 벤조사이클로부텐(Benzocyclobutene)과, 아크릴(Acryl)계 수지(resin)로 구성된 유기절연 물질그룹 중에서 선택된 하나를 사용한다.Further, the
더우기, 상기 화소전극(117a)의 재질로는, ITO, AZO(Al-doped zinc oxide), ZnO, IZO(Indium Zinc Oxide) 또는 기타 다른 투명 금속물질이나, 몰리브덴 합금 중 몰리브덴 티타늄(MoTi)을 사용할 수도 있다.As the material of the
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 액정표시장치의 어레이 기판 제조방법에 대해 도 4a 내지 도 4k를 참조하여 설명하면 다음과 같다.A method of manufacturing an array substrate of a liquid crystal display device according to the present invention will now be described with reference to FIGS. 4A to 4K.
도 4a 내지 도 4k는 본 발명에 따른 액정표시장치의 어레이기판 제조방법을 설명하기 위한 공정 단면도이다.4A to 4K are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing an array substrate of a liquid crystal display device according to the present invention.
도 4a에 도시된 바와 같이, 기판(101) 상에 스퍼터링방법을 이용하여 도전물질층(103)을 증착한다. 이때, 상기 도전물질층(103) 재질로는 Au/Cr, Au/ITO (Indium Tin Oxide), Au/Mo, Au/Ti 중에서 선택하여 사용한다.As shown in Fig. 4A, a
그 다음, 도 4b에 도시된 바와 같이, 제1 마스크(미도시)를 이용한 포토리소그라피공정 및 식각공정을 통해 상기 도전물질층(103)을 선택적으로 패터닝하여 데이터배선(미도시)과 이 데이터배선으로부터 연장된 소스전극(103a)과 함께 이 소스전극(103a)과 일정 간격만큼 이격된 드레인전극(103b)을 형성한다. 이때, 상기 소스전극(103a)과 드레인전극(103b)을 형성시에 캐패시터영역에 캐패시터 하부전극(미도시)도 함께 형성될 수 있다. Then, as shown in FIG. 4B, the
이어서, 도 4c에 도시된 바와 같이, 상기 소스전극(103a)과 드레인전극 (103b)을 포함한 기판(101) 전면에 유기물질로 이루어진 유기반도체층(105)과 제1 유기절연막(107) 및 제2 유기절연막(109)을 차례로 적층한다. 이때, 또한, 상기 유기반도체층패턴(105a)의 재질로는 펜타센(pentacene), 티오펜 올리고머(thiophene oligomer)를 사용한다. 이들 이외에도 용액 공정이 가능한 모든 종류의 유기반도체 재료, 예를 들어 폴리머, 작은 분자(small molecule)를 포함한다.4C, an
그리고, 상기 제1 유기절연막(107)의 재질로는, PVP(poly vinyl pyrrolidone), PVA(poly vinyl alcohol), 퍼플루오르 폴리머(perfluoropolymer), PS(polystyrene), PI(polyimide) 계열물질을 포함한다. 또한, 상기 제2 유기절연막 (109) 재질로는, 적어도 6 이상의 고유전율을 가지며, 포토아크릴 (photo acryl) 과 같이 막 자체가 감광성을 띠는 물질을 사용한다. 이때, 상기 감광성을 띠는 물질은 별도의 포토레지스트를 도포하지 않고 직접 광을 조사하여 현상함으로써 원하는 패터닝 공정을 수행할 수 있다.As the material of the first organic insulating
그 다음, 도 4d에 도시된 바와 같이, 제2 마스크(미도시)를 이용한 포토리소그라피공정 및 식각공정을 통해 상기 제2 유기절연막(109)을 선택적으로 제거하여 제2 유기절연막패턴 (109a)을 형성한다. 이때, 상기 제2 유기절연막패턴(109a)은 상기 소스전극(103a)과 드레인전극(103b), 및 이들 사이에 위치하는 기판(101) 상에 형성된다. 또한, 상기 제2 유기절연막(109)은 적어도 6 이상의 고유전율을 가지며, 포토아크릴 (photo acryl) 등과 같이, 막 자체가 감광성을 띠는 물질을 이용하기 때문에, 별도의 포토레지스트를 도포하지 않고 직접 광을 조사하여 현상함으로써 원하는 패터닝 공정을 수행할 수 있게 된다.Then, as shown in FIG. 4D, the second organic insulating
이어서, 도 4e에 도시된 바와 같이, 상기 제2 유기절연막패턴(109a)을 차단막으로 하여 상기 제1 유기절연막(107)과 유기반도체층(105)을 선택적으로 식각하여 제1 유기절연막패턴(107a)과 유기반도체층패턴(105a)을 형성한다. 이때, 상기 제1 유기절연막패턴(107a)과 제2 유기절연막패턴(109a)은 게이트절연막으로 사용되며, 상기 유기반도체층패턴(105a)은 활성층(active layer)으로 사용된다. 4E, using the second organic insulating
그 다음, 도 4f에 도시된 바와 같이, 기판 전면에 스퍼터링방법을 이용하여 게이트 금속층(111)을 증착한다. 이때, 상기 게이트금속층(111)은 상기 소스전극 (103a)과 드레인전극(103b)과 접촉한 상태가 된다. 또한, 상기 게이트 금속층(111) 재질로는, 크롬 (Cr), 구리(Cu), 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 알루미늄합금(Al alloy), 텅스텐(W)계열 또는 Ti 등의 금속물질을 사용한다. 이때, 상기 게이트 금속층(111) 형성시에, 상기 소스전극(103a)과 드레인전극(103b) 형성시의 물질과는 식각 특성이 서로 다른 금속물질을 사용하여 형성하는 것이 바람직하다. 이는 상기 게이트금속층 (111) 식각시에, 상기 게이트금속층(111) 재질과 상기 소스전극 (103a) 및 드레인전극(103b)의 재질이 동일한 경우에 상기 소스전극(103a) 및 드레인전극(103b)도 함께 식각되는 것을 방지하기 위함이다.Then, as shown in FIG. 4F, a
이어서, 도 4g에 도시된 바와 같이, 제3 마스크(미도시)를 이용한 포토리소그라피공정 및 식각공정을 통해 상기 게이트금속층(111)을 패터닝하여 상기 제2 유기절연층패턴(109a) 상부에 게이트전극(111a)을 형성한다.4G, the
그 다음, 도 4h에 도시된 바와 같이, 상기 게이트전극(111a)을 포함한 기판 전면에 보호층(113)을 증착한다. 이때, 상기 보호층(113) 재질로는, 또한, 상기 보호층(113) 재질로는, 실리콘산화막 (SiO2), 실리콘질화막(SiNx)이 구성된 무기절연 물질그룹 또는, 벤조사이클로부텐(Benzocyclobutene)과, 아크릴(Acryl)계 수지 (resin)로 구성된 유기절연 물질그룹 중에서 선택된 하나를 사용한다. Then, as shown in FIG. 4H, a
이어서, 도 4i에 도시된 바와 같이, 제4 마스크(미도시)를 이용한 포토리소그라피공정 및 식각공정을 통해 상기 보호층(113)을 선택적으로 식각하여 상기 드레인전극(103b) 일부분을 노출시키는 콘택홀(115)을 형성한다.4I, the
그 다음, 도 4j에 도시된 바와 같이, 상기 콘택홀(115)을 포함한 보호층 (113) 상에 도전물질층(117)을 스퍼터링방법을 이용하여 증착한다. 이때, 상기 도전물질층(117a)의 재질로는, ITO, AZO(Al-doped zinc oxide), ZnO, IZO(Indium Zinc Oxide) 또는 기타 다른 투명 도전물질이나, 몰리브덴 합금 중 몰리브덴 티타늄(MoTi)을 사용할 수도 있다.Next, as shown in FIG. 4J, a
이어서, 도 4k에 도시된 바와 같이, 제5 마스크(미도시)를 이용한 포토리소그라피 공정 및 식각공정을 통해 상기 도전물질층(117)을 선택적으로 식각하여 상기 콘택홀(115)을 통해 상기 드레인전극(103b)과 접촉하는 화소전극(117a)을 형성함으로써 액정표시장치의 어레이기판 제조를 완료한다.Then, as shown in FIG. 4K, the
한편, 도면에는 도시하지 않았지만, 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정표시장치의 어레이기판 제조방법에 대해 간략하게 설명하면 다음과 같다.Although not shown in the drawings, a method of manufacturing an array substrate of a liquid crystal display device according to another embodiment of the present invention will be briefly described below.
도 4a 내지 도 4e에 도시된 바와 같이, 게이트전극(111a)을 형성하기 전 단계인 유기반도체층패턴(105a), 제1 및 2 유기절연막패턴(107a, 109a)을 형성하는 단계까지는 전술한 본 발명의 일실시예의 제조공정과 동일하다. The steps of forming the organic
그 다음, 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 유기반도체층패턴(105a), 제1 및 2 유기절연막패턴(107a, 109a)을 형성한 후 기판 전면에 보호층(미도시)을 형성한다.Then, a protective layer (not shown) is formed on the entire surface of the substrate after the organic
이어서, 제3 마스크(미도시)를 이용한 포토리소그라피공정 및 식각공정을 통해 상기 보호층(미도시)을 선택적으로 제거하여 상기 제2 유기절연막패턴(109a) 일부분을 노출시키는 제1 콘택홀(미도시)과 상기 드레인전극(103b)을 노출시키는 제2 콘택홀(미도시)을 동시에 형성한다. 이때, 상기 보호층 재질로는, 또한, 상기 보호층(113) 재질로는, 실리콘산화막 (SiO2), 실리콘질화막(SiNx)이 구성된 무기절연 물질그룹 또는, 벤조사이클로부텐(Benzocyclobutene)과, 아크릴(Acryl)계 수지 (resin)로 구성된 유기절연 물질그룹 중에서 선택된 하나를 사용한다. Then, the protective layer (not shown) is selectively removed through a photolithography process and an etching process using a third mask (not shown) to expose a part of the second organic insulating
그 다음, 상기 제1, 2 콘택홀(미도시)을 포함한 보호층 상부에 게이트금속층 (미도시)을 스퍼터링방법으로 이용하여 증착한 후 제4 마스크(미도시)를 이용한 포토리소그라피공정 및 식각공정을 통해 상기 게이트금속층을 선택적으로 식각하여 게이트전극(미도시)을 형성한다. 이때, 상기 게이트 금속층 재질로는, 크롬 (Cr), 구리(Cu), 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 알루미늄합금(Al alloy), 텅스텐(W)계열 또는 Ti 등의 금속물질을 사용한다. Next, a gate metal layer (not shown) is deposited on the protective layer including the first and second contact holes (not shown) using a sputtering method, and then a photolithography process and an etching process using a fourth mask (not shown) A gate electrode (not shown) is formed by selectively etching the gate metal layer. At this time, as the material of the gate metal layer, a metal material such as chromium (Cr), copper (Cu), molybdenum (Mo), aluminum (Al), aluminum alloy (Al alloy), tungsten .
이어서, 상기 게이트전극(미도시) 및 제2 콘택홀(미도시)을 포함한 보호층(미도시) 상부에 도전물질층(미도시)을 형성한 후 제5 마스크(미도시)를 이용한 포토리소그라피공정 및 식각공정을 통해 상기 도전물질층을 선택적으로 식각하여 상기 드레인전극(103b)과 접촉하는 화소전극(미도시)을 형성함으로써 액정표시장치의 어레이기판 제조를 완료한다. 이때, 상기 도전물질층의 재질로는, ITO, AZO(Al-doped zinc oxide), ZnO, IZO(Indium Zinc Oxide) 또는 기타 다른 투명 도전물질이나, 몰리브덴 합금 중 몰리브덴 티타늄(MoTi)을 사용할 수도 있다.Subsequently, a conductive material layer (not shown) is formed on a protective layer (not shown) including the gate electrode (not shown) and a second contact hole (not shown), and then a photolithography using a fifth mask The conductive layer is selectively etched through a process and an etching process to form pixel electrodes (not shown) in contact with the
이상에서와 같이, 본 발명에 따른 액정표시장치의 어레이 기판 제조방법은 마스크 공정 수를 줄이기 위해 포토 패터닝 (photo patterning)이 가능하면서 높은 유전율 특성을 지니는 유기 절연막을 이용하여 유기 반도체층의 섬 패턴 형성을 가능하게 함으로써 마스크 공정 수를 줄여 공정을 단순화시킬 수 있다. As described above, in the method of fabricating an array substrate of a liquid crystal display according to the present invention, an island pattern formation of an organic semiconductor layer is performed using an organic insulating film capable of photo patterning in order to reduce the number of mask processes, The number of mask processes can be reduced and the process can be simplified.
또한, 본 발명에 따른 액정표시장치의 어레이 기판 제조방법은 마스크 공정 수를 줄이기 위해 고유전율을 가진 유기 절연막을 사용함으로써 온전류(On current) 및 이동도(mobility)와 같은 박막트랜지스터의 특성을 향상시킬 수 있다. In order to reduce the number of mask processes, an organic insulating film having a high dielectric constant is used to improve the characteristics of thin film transistors such as on current and mobility, .
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments.
따라서, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것이 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.Therefore, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements of those skilled in the art using the basic concept of the present invention defined in the following claims are also within the scope of the present invention.
101 : 기판 103a : 소스전극
103b : 드레인전극 105a : 유기반도체층패턴
107a : 제1 유기절연막패턴 109a : 제2 유기절연막패턴
111a : 게이트전극 113 : 보호층
115 : 콘택홀 117a : 화소전극101:
103b:
107a: first organic insulating
111a: gate electrode 113: protective layer
115:
Claims (5)
상기 소스전극 및 드레인 전극을 포함한 기판 전면에 유기반도체층, 제1 유기절연막, 제2 유기절연막을 적층하는 단계;
상기 제2 유기절연막을 패터닝하여 제2 유기절연막패턴을 형성하는 단계;
상기 제2 유기절연막패턴을 차단막으로 하여 상기 제1 유기절연막과 유기반도체층을 순차적으로 식각하여 상기 소스전극과 드레인전극 상부 및 이들 사이에 위치하는 유기반도체층패턴, 제1 유기절연막패턴을 형성하는 단계;
상기 유기반도체층패턴, 제1, 2 유기절연막패턴들, 소스전극 및 드레인전극을 포함한 기판 전면에 보호층을 형성하는 단계;
상기 보호층을 선택적으로 패터닝하여 상기 제2 유기절연막패턴과 드레인전극 일부분을 노출시키는 제1, 2 콘택홀을 동시에 형성하는 단계;
상기 보호층 상부에 제1 콘택홀을 통해 2 유기절연막패턴과 접촉하는 게이트전극을 형성하는 단계; 및
상기 제2 콘택홀을 통해 상기 드레인전극과 연결되는 화소전극을 형성하는 단계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 어레이 기판 제조방법.Forming a source electrode and a drain electrode spaced apart by a predetermined distance on a substrate;
Depositing an organic semiconductor layer, a first organic insulating film, and a second organic insulating film on the entire surface of the substrate including the source electrode and the drain electrode;
Forming a second organic insulating film pattern by patterning the second organic insulating film;
The first organic insulating layer and the organic semiconductor layer are sequentially etched using the second organic insulating layer pattern as a blocking layer to form an organic semiconductor layer pattern and a first organic insulating layer pattern on the source electrode and the drain electrode, step;
Forming a protective layer on the entire surface of the substrate including the organic semiconductor layer pattern, the first and second organic insulating film patterns, the source electrode and the drain electrode;
Simultaneously forming first and second contact holes exposing a portion of the second organic insulating film pattern and the drain electrode by selectively patterning the passivation layer;
Forming a gate electrode on the protective layer in contact with the organic insulating film pattern through the first contact hole; And
And forming a pixel electrode connected to the drain electrode through the second contact hole.
몰리브덴 티타늄(MoTi)으로 형성하는 액정표시장치의 어레이 기판 제조방법.The display device according to claim 1, wherein the pixel electrode is made of ITO, Al-doped zinc oxide (ZnO), indium zinc oxide (IZO) or other transparent conductive material,
Molybdenum titanium (MoTi).
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