KR101777839B1 - 액정 표시 장치 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치는 절연 기판, 상기 절연 기판 위에 위치하는 게이트선 및 기준 전압선, 상기 기준 전압선과 접촉하는 기준 전극, 상기 게이트선 및 상기 기준 전극 위에 배치되어 있는 게이트 절연막, 상기 게이트 절연막 위에 배치되어 있으며, 상기 게이트 전극 위에 배치되는 반도체, 상기 반도체 위에 위치하는 데이터선 및 드레인 전극, 상기 데이터선 및 드레인 전극 위에 배치되어 있는 보호막, 상기 드레인 전극과 연결되어 있으며, 상기 기준 전극과 중첩하는 화소 전극을 포함한다.

Description

액정 표시 장치 및 그 제조 방법{LIQUID CRYSTAL DISPLAY AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}
본 발명은 액정 표시 장치 및 액정 표시 장치의 제조 방법에 관한 것이다.
액정 표시 장치(Liquid Crystal Display)는 현재 가장 널리 사용되고 있는 평판 표시 장치(Flat Panel Display) 중 하나로서, 전극에 전압을 인가하여 액정층의 액정 분자들을 재배열시킴으로써 투과되는 빛의 양을 조절하는 표시 장치이다.
액정 표시 장치는 박형화가 용이한 장점을 지니고 있지만, 전면 시인성에 비해 측면 시인성이 떨어지는 단점이 있어 이를 극복하기 위한 다양한 방식의 액정 배열 및 구동 방법이 개발되고 있다. 이러한 광시야각을 구현하기 위한 방법으로서, 화소 전극 및 기준 전극을 하나의 기판에 형성하는 액정 표시 장치가 주목받고 있다.
그러나, 이러한 액정 표시 장치의 경우 화소 전극과 기준 전극을 제조하는 과정에서, 두 전극을 각기 형성하기 위한 별도의 광 마스크가 필요하고, 기준 전극에 기준 전위를 인가하기 위한 기준 전압선과의 접촉을 위해서 추가적인 접촉 구멍의 형성이 필요하다.
따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 제조 공정을 복잡하게 하지 않으면서 화소 전극 및 기준 전극을 하나의 기판에 형성할 수 있는 액정 표시 장치 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치는 절연 기판, 상기 절연 기판 위에 위치하는 게이트선 및 기준 전압선, 상기 기준 전압선과 접촉하는 기준 전극, 상기 게이트선 및 상기 기준 전극 위에 배치되어 있는 게이트 절연막, 상기 게이트 절연막 위에 배치되어 있으며, 상기 게이트 전극 위에 배치되는 반도체, 상기 반도체 위에 위치하는 데이터선 및 드레인 전극, 상기 데이터선 및 드레인 전극 위에 배치되어 있는 보호막, 상기 드레인 전극과 연결되어 있으며, 상기 기준 전극과 중첩하는 화소 전극을 포함한다.
상기 반도체 및 데이터선 아래에 배치되어 있는 더미선을 더 포함할 수 있다.
상기 더미선은 상기 게이트선과 동일한 층으로 이루어질 수 있다.
상기 더미선은 플로팅될 수 있다.
상기 게이트선과 상기 기준 전압선은 동일한 층으로 이루어질 수 있다.
상기 화소 전극은 상기 보호막에 형성되어 있는 접촉 구멍을 통해 상기 드레인 전극과 연결될 수 있다.
상기 화소 전극은 복수의 가지 전극을 포함할 수 있다.
상기 절연 기판과 마주하는 대향 기판, 그리고 상기 절연 기판 및 상기 대향 사이에 위치하며 양의 유전율 이방성 값을 갖는 액정층을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법은 절연 기판 위에, 게이트선 및 기준 전압선, 그리고 기준 전극을 한번의 포토리소그라피를 이용하여 형성하는 단계, 상기 절연 기판, 게이터선, 기준 전압선, 그리고 기준 전극 위에 게이트 절연막을 적층하는 단계, 상기 게이트 절연막 위에, 반도체, 데이터선 및 드레인 전극을 형성하는 단계, 상기 반도체, 데이터선 및 드레인 전극 위에 보호막을 형성하는 단계, 그리고 상기 보호막 위에 화소 전극을 형성하는 단계를 포함한다.
상기 게이트선 및 기준 전압선, 그리고 기준 전극을 형성하는 단계는 상기 절연 기판 위에 제1 금속층을 적층하는 단계, 상기 제1 금속층 위에 감광막을 적층하는 단계, 상기 감광막을 노광 및 현상하여, 위치에 따라 다른 두께를 갖는 제1 감광막 패턴 및 제2 감광막 패턴을 형성하는 단계, 상기 제1 감광막 패턴 및 제2 감광막 패턴을 마스크로 상기 제1 금속층을 식각하는 단계, 상기 제2 감광막 패턴을 제거하고, 상기 제1 감광막 패턴의 두께를 낮추어 제3 감광막 패턴을 형성하는 단계, 상기 절연 기판, 상기 제1 금속층 및 상기 제3 감광막 패턴 위에 제2 금속층을 적층하는 단계, 그리고 상기 제3 감광막 패턴을 제거하는 단계를 포함한다.
상기 제1 금속층을 식각하는 단계는 상기 제1 금속층을 과식각하여 언더컷을 형성할 수 있다.
상기 제2 감광막 패턴을 제거하는 단계는 상기 기준 전압선을 드러낼 수 있다.
상기 제1 금속층은 상기 게이트선을 이루는 층이고, 상기 제2 금속층은 상기 기준 전극을 이루는 층일 수 있다.
상기 게이트선과 상기 기준 전압선은 동일한 층으로 이루어질 수 있다.
상기 게이트선 및 기준 전압선, 그리고 기준 전극을 형성하는 단계는 상기 반도체 및 데이터선 아래에 배치되어 있는 더미선을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 기준 전위선 및 게이트 배선과 함께 기준 전극을 하나의 마스크로 형성함으로써, 제조 공정이 간단해지고 제조 비용이 감소한다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치를 도시한 배치도이다.
도 2는 도 1의 액정 표시 장치를 II-II'-II" 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
도 3, 도 6, 그리고 도 8는 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법에 따른 제조 단계 중 일부를 나타낸 배치도이다.
도 4, 도 5a 내지 도 5e, 도 7, 그리고 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법에 따른 제조 단계 중 일부를 나타낸 단면도이다.
그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우 뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.
그러면 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치를 도시한 배치도이고, 도 2는 도 1의 액정 표시 장치를 II-II 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참고하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치는 서로 마주보는 하부 표시판(100) 및 상부 표시판(200)과 그 사이 주입되어 있는 액정층(3)을 포함한다.
먼저, 하부 표시판(100)에 대하여 설명한다.
투명한 유리 또는 플라스틱 등으로 이루어진 절연 기판(100) 위에 게이트선(121), 기준 전압선(273), 그리고 더미선(125)을 포함하는 게이트 도전체가 형성되어 있다.
게이트선(121)은 게이트 전극(124) 및 다른 층 또는 외부 구동 회로와의 접속을 위한 넓은 끝 부분(도시하지 않음)을 포함한다.
기준 전압선(273)은 뒤에서 설명할 기준 전극(271)과 직접 연결되어 기준 전극(271)에 기준 전압을 전달한다. 기준 전압선(273)은 게이트선(121)과 평행할 수 있으며, 게이트선(121)과 동일 물질로 이루어질 수 있다.
더미선(125)은 뒤에 설명할 반도체(151) 및 데이터선(171)의 하부에 배치되어 있으며, 플로팅되어 있다.
절연 기판(110) 위에는 기준 전극(271)이 형성되어 있다. 기준 전극(271)은 주로 게이트 도전체(121, 273, 125)가 배치되어 있지 않은 영역에 배치되어 있으며, 게이트 도전체(121, 273, 125) 중 기준 전압선(273)의 일부를 덮어 물리적 전기적으로 직접 연결된다. 기준 전극(271)은 다결정, 단결정 또는 비정질의 ITO(indium tin oxide), 또는 IZO(indium zinc oxide) 등의 투명한 도전 물질로 만들어진다.
게이트 도전체(121, 273, 125) 및 기준 전극(271) 위에는 질화규소(SiNx) 또는 산화규소(SiOx) 등으로 이루어지는 게이트 절연막(140)이 형성되어 있다. 게이트 절연막(140)은 물리적 성질이 다른 적어도 두 개의 절연층을 포함하는 다층막 구조를 가질 수도 있다.
게이트 절연막(140) 수소화 비정질 규소(hydrogenated amorphous silicon)(비정질 규소는 약칭 a-Si로 씀) 또는 다결정 규소(polysilicon) 등으로 만들어진 복수의 선형 반도체(151)가 형성되어 있다. 선형 반도체(151)는 주로 세로 방향으로 뻗어 있으며, 게이트 전극(124)을 향하여 뻗어 나온 복수의 돌출부(projection)(154)를 포함한다.
반도체(151) 위에는 복수의 선형 및 섬형 저항성 접촉 부재(ohmic contact)(161, 165)가 형성되어 있다. 저항성 접촉 부재(161, 165)는 인 따위의 n형 불순물이 고농도로 도핑되어 있는 n+ 수소화 비정질 규소 따위의 물질로 만들어지거나 실리사이드(silicide)로 만들어질 수 있다. 선형 저항성 접촉 부재(161)는 복수의 돌출부(163)를 가지고 있으며, 이 돌출부(163)와 섬형 저항성 접촉 부재(165)는 쌍을 이루어 반도체(151)의 돌출부(154) 위에 배치되어 있다.
저항성 접촉 부재(161, 165) 및 게이트 절연막(140) 위에는 복수의 데이터선(data line)(171)과 복수의 드레인 전극(drain electrode)(175)이 형성되어 있다.
데이터선(171)은 데이터 신호를 전달하며 주로 세로 방향으로 뻗어 게이트선(121) 및 기준 전압선(273)과 교차한다.
각 데이터선(171)은 게이트 전극(124)을 향하여 뻗은 복수의 소스 전극(173)과 다른 층 또는 외부 구동 회로와의 접속을 위하여 면적이 넓은 끝 부분(도시하지 않음)을 포함한다.
데이터선(171)은 게이트선(121) 및 기준 전압선(273)의 인접한 부분에서 확장되어 단선을 방지할 수 있다.
드레인 전극(175)은 데이터선(171)과 분리되어 있고 게이트 전극(124)을 중심으로 소스 전극(173)과 마주 본다.
드레인 전극(175)은 막대형인 한 쪽 끝 부분과 면적이 넓은 확장부를 포함한다. 막대형 끝 부분은 구부러진 소스 전극(173)으로 일부 둘러싸여 있다.
게이트 전극(124), 소스 전극(173) 및 드레인 전극(175)은 반도체(151)의 돌출부(154)와 함께 하나의 박막 트랜지스터(thin film transistor, TFT)를 이루며, 박막 트랜지스터의 채널(channel)은 소스 전극(173)과 드레인 전극(175) 사이의 반도체(154)에 형성된다.
게이트 절연막(140), 데이터 도전체(171, 175) 및 노출된 반도체(154) 위에는 보호막(passivation layer)(180)이 배치되어 있다. 보호막(180)은 이중막 구조일 수도 있다.
보호막(180)에는 드레인 전극(175)의 일부분과 데이터선(171)의 끝 부분을 각기 드러내는 복수의 접촉 구멍(contact hole)(185, 도시하지 않음)이 형성되어 있고, 보호막(180) 및 게이트 절연막(140)에는 게이트선(121)의 끝 부분을 드러내는 접촉 구멍(도시하지 않음)이 형성되어 있다.
보호막(180) 위에는 화소 전극(191)이 형성되어 있다.
화소 전극(191)은 기준 전극(271)과 중첩하며, 복수의 가지 전극과 복수의 가지 전극을 연결하는 세로 연결부 및 가로 연결부를 포함한다. 화소 전극(191)은 다결정, 단결정 또는 비정질의 ITO(Indium tin oxide), 또는 IZO(Indium zinc oxide) 등의 투명한 도전 물질로 만들어질 수 있다.
화소 전극(191)의 가로 연결부는 게이트선(121) 및 기준 전압선(273)과 거의 나란하고, 가지 전극을 위와 아래에서 서로 연결한다. 화소 전극(191)의 세로 연결부는 데이터선(171)을 따라 뻗어 가지 전극을 좌우에서 서로 연결한다.
화소 전극(191)은 보호막(180)에 형성되어 있는 접촉 구멍(185)을 통해 드레인 전극(175)과 물리적 전기적으로 연결된다.
도시하지는 않았지만, 화소 전극(191) 및 보호막(180) 위에는 배향막 배향막(alignment layer)이 도포되어 있고, 배향막은 수평 배향막일 수 있으며, 일정한 방향으로 러빙되어 있다. 배향막의 러빙 방향은 화소 전극(191) 의 가지 전극이 뻗어 있는 방향과 약 7° 정도 이룰 수 있다.
그러면, 상부 표시판(200)에 대하여 설명한다.
투명한 유리 또는 플라스틱 등으로 만들어진 절연 기판(210) 위에 차광 부재(light blocking member)(220)가 형성되어 있다. 차광 부재(220)는 블랙 매트릭스(black matrix)라고도 하며 빛샘을 막아준다.
기판(210) 위에는 또한 복수의 색필터(230)가 형성되어 있다. 색필터(230)는 차광 부재(220)로 둘러싸인 영역 내에 대부분 존재하며, 화소 전극(191) 열을 따라서 세로 방향으로 길게 뻗을 수 있다. 각 색필터(230)는 적색, 녹색 및 청색의 삼원색 등 기본색(primary color) 중 하나를 표시할 수 있다.
색필터(230) 및 차광 부재(220) 위에는 덮개막(overcoat)(250)이 형성되어 있다. 덮개막(250)은 (유기) 절연물로 만들어질 수 있으며, 색필터(230)가 노출되는 것을 방지하고 평탄면을 제공한다. 덮개막(250)은 생략할 수 있다.
액정층(3)은 양의 유전율 이방성을 가지는 네마틱(nematic) 액정 물질을 포함한다. 액정층(3)의 액정 분자는 그 장축 방향이 표시판(100, 200)에 평행하게 배열되어 있고, 그 방향이 하부 표시판(100)의 배향막의 러빙 방향으로부터 상부 표시판(200)에 이르기까지 나선상으로 90° 비틀린 구조를 가진다.
화소 전극(191)은 드레인 전극(175)으로부터 데이터 전압을 인가 받고, 기준 전극(271)은 기준 전압선(273)으로부터 일정한 크기의 기준 전압을 인가 받는다.
데이터 전압이 인가된 화소 전극(191)은 기준 전압을 인가 받는 기준 전극(271)과 함께 전기장을 생성함으로써 두 전극(191, 270) 위에 위치하는 액정층(3)의 액정 분자는 전기장의 방향과 평행한 방향으로 회전한다. 이와 같이 결정된 액정 분자의 회전 방향에 따라 액정층을 통과하는 빛의 편광이 달라진다.
이처럼, 기준 전극(271)과 화소 전극(191)의 가지 전극의 변 사이에 형성되는 전기장에 의해, 액정 표시 장치의 액정층(3)의 액정 분자(31)는 회전하게 된다. 이때, 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치는 액정층(3)의 액정 분자(31)가 소정 각도로 선경사되도록 배향막이 러빙되어 있고, 이 러빙 각도는 화소 전극(191)의 가지부와 약 7°를 이루기 때문에, 액정 분자(31)는 선경사된 방향으로 빨리 회전할 수 있게 된다.
본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 기준 전극(271)은 기준 전압선(273)의 일부를 덮어 직접 물리적 전기적으로 연결되기 때문에, 접촉 구멍을 통해 연결되는 기존의 액정 표시 장치에 비하여 개구율이 증가하게 되고, 제조 공정이 간단해 진다.
그러면, 도 3 내지 도 9를 참고하여, 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법에 대하여 설명한다. 도 3, 도 6, 그리고 도 8는 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법에 따른 제조 단계 중 일부를 나타낸 배치도이고, 도 4, 도 5a 내지 도 5d, 도 7, 그리고 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법에 따른 제조 단계 중 일부를 나타낸 단면도이다.
먼저, 도 3 및 도 4를 참고하면, 절연 기판(110) 위에 게이트 전극(124)을 포함하는 게이트선(121), 더미선(125), 기준 전압선(273)을 포함하는 게이트 도전체(121, 125, 273)와 함께, 기준 전압선(273)의 일부를 덮어 직접 연결되어 있는 기준 전극(271)을 형성한다.
그러면, 도 5a 내지 도 5e를 참고하여, 게이트 도전체(121, 125, 273) 및 기준 전압선(273)을 형성하는 방법에 대하여 설명한다.
먼저, 도 5a를 참고하면, 절연 기판(110) 위에 제1 금속층(120)을 적층하고, 그 위에 감광막(400)을 적층한다. 그 후, 위치에 따라 빛의 투과율이 다른 적어도 세 개의 영역, 예를 들어, 빛이 통과하지 않는 영역(A), 빛이 완전히 투과하는 영역(B), 그리고 빛의 일부만 투과하는 영역(C)을 가지는 노광 마스크(500)을 이용하여, 노광 및 현상한다.
노광 및 현상에 의하여, 도 5b에 도시한 바와 같이, 위치에 따라 두께가 다른 감광막 패턴(400a, 400b)을 형성한다. 구체적으로, 제1 감광막 패턴(400a)은 두께가 가장 두껍고, 제2 감광막 패턴(400b)은 제1 감광막 패턴(400a)보다 얇고, 나머지 부분에는 감광막 패턴이 배치되어 있지 않다. 제1 감광막 패턴(400a)은 게이트 도전체(121, 125, 273) 중 게이트선(121) 및 더미선(125)이 배치될 위치에 형성되고, 제2 감광막 패턴(400b)은 기준 전압선(273)이 배치될 위치에 형성될 수 있다.
제1 감광막 패턴(400a) 및 제2 감광막 패턴(400b)의 두께의 비(ratio)는 후술할 식각 공정에서의 공정 조건에 따라 다르게 하여야 하되, 제2 감광막 패턴(400b)의 두께를 제1 감광막 패턴(400a) 두께의 1/2 이하로 하는 것이 바람직하다. 이와 같이, 위치에 따라 감광막의 두께를 다르게 형성하는 방법에는 여러 가지가 있을 수 있는데, 본 실시예와 같이, 노광 마스크에 투명 영역(transparent area)과 차광 영역(light blocking area) 뿐 아니라 반투명 영역(semi-transparent area)을 두는 것이 그 예이다. 반투명 영역에는 슬릿(slit) 패턴, 격자 패턴(lattice pattern) 또는 투과율이 중간이거나 두께가 중간인 박막이 구비된다. 슬릿 패턴을 사용할 때에는, 슬릿의 폭이나 슬릿 사이의 간격이 사진 공정에 사용하는 노광기의 분해능(resolution)이 보다 작은 것이 바람직하다. 다른 예로는 리플로우(reflow)가 가능한 감광막을 사용하는 것이다. 즉, 투명 영역과 차광 영역만을 지닌 통상의 마스크로 리플로우 가능한 감광막 패턴을 형성한 다음 리플로우시켜 감광막이 잔류하지 않은 영역으로 흘러내리도록 함으로써 얇은 부분을 형성한다.
위치에 따라 두께가 다른 감광막 패턴(400a, 400b)을 형성한 후에, 도 5c에 도시한 바와 같이, 감광막 패턴(400a, 400b)을 마스크로 하여, 제1 금속층(120)을 식각하여, 게이트선(121), 더미선(125) 및 기준 전압선(273)을 형성한다. 이때, 제1 금속층(120)을 과식각하여, 언더컷이 발생하도록 할 수 있다.
그 후, 도 5d에 도시한 바와 같이, 에치백(etch back) 공정을 이용하여 제2 감광막 패턴(400b)을 제거하여, 기준 전압선(273)을 드러낸다. 이 때, 제1 감광막 패턴(400a)의 두께도 어느 정도 얇아져서 제3 감광막 패턴(400c)이 형성된다. 제3 감광막 패턴(400c)의 두께는 기판 표면으로부터 충분한 단차를 가질 수 있는 두께를 가지는 것이 바람직하다.
이처럼, 기준 전압선(273)을 드러내고, 게이트선(121)과 더미선(125)은 제3 감광막 패턴(400c)으로 덮은 후에 제2 금속층(270)을 기판(110) 전면에 적층한다. 이때, 제3 감광막 패턴(400c)과 기판 표면의 단차에 의하여, 제3 감광막 패턴(400c) 위에 적층되는 제2 금속층(270)과 그 이외의 영역에 적층되는 금속층(270)은 서로 분리되게 된다. 기준 전압선(273)이 드러나 있기 때문에, 제2 금속층(270)은 기준 전압선(273) 바로 위에 형성되어 기준 전압선(273)을 덮게 된다.
그 후, 도 5e에 도시한 바와 같이, 제3 감광막 패턴(400c)과 함께 그 위에 적층되어 있는 금속층(270)을 제거함으로써, 게이트선(121)과 더미선(125)과는 분리되어 있으며, 기준 전압선(273)을 덮어 직접 연결되어 있는 기준 전극(271)을 완성하게 된다.
이처럼, 본 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법에서는 게이트 도전체와 함께 기준 전극을 한 번의 포토리소그라피 공정을 이용하여 형성하기 때문에, 마스크 수가 증가하지 않을 수 있어, 제조 공정이 간단하고 제조 비용이 감소한다.
다음으로, 도 6 및 도 7에 도시한 바와 같이, 게이트 도전체(121, 125, 273) 및 기준 전극(271) 위에 게이트 절연막(140)을 적층하고, 반도체(151, 154), 저항성 접촉층(161, 165), 데이터선(171) 및 드레인 전극(175)을 형성한다.
구체적으로, 게이트 도전체(121, 125, 273) 및 기준 전극(271) 위에 질화규소(SiNx) 따위로 만들어진 게이트 절연막(140)을 적층하고, 불순물이 도핑되지 않은 진성 비정질 규소(a-Si)층 및 불순물이 도핑된 비정질 규소(n+ a-Si)층을 화학 기상 증착(plasma enhanced chemical vapor deposition, PECVD)으로 적층하고, 연속적으로 제3 금속층을 적층한다. 그 후에, 제3 금속층에 감광막을 형성한 후, 노광 및 현상하여 서로 다른 두께를 가지는 감광막 패턴을 형성한다. 감광막 패턴을 마스크로 하여, 제3 금속층을 습식 식각(wet etching)하고, 이어서 불순물이 도핑된 비정질 규소층 및 진성 비정질 규소층을 건식 식각(dry etching)한다. 이어서, 채널 부분에 존재하는 감광막 패턴을 제거하고, 남아 있는 감광막 패턴을 이용하여, 채널 부분에 존재하는 제3 금속층 및 불순물이 도핑된 비정질 규소층을 식각하여, 소스 전극(173)과 드레인 전극(175) 사이의 반도체(154)를 노출한다.
그 후, 도 8 및 도 9에 도시한 바와 같이, 데이터선(171) 및 드레인 전극(175), 그리고 노출되어 있는 반도체(154)를 덮도록 보호막(180)을 적층하고, 사진 공정으로 식각하여 복수의 접촉 구멍(185)을 형성한다.
마지막으로, 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 보호막(180) 위에 ITO 또는 IZO 따위의 투명한 도전 물질을 스퍼터링으로 증착한 후 패터닝하여, 화소 전극(191)을 형성한다.
이처럼, 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법에서는 방법에서는 게이트 도전체와 함께 기준 전극을 한 번의 포토리소그라피 공정을 이용하여 형성하기 때문에, 마스크 수가 증가하지 않을 수 있어, 제조 공정이 간단하고 제조 비용이 감소할 수 있다.
또한, 기준 전극이 별도의 접촉 구멍 없이 기준 전압선 바로 위에 형성되어 직접 연결되기 때문에, 액정 표시 장치의 개구율이 증가한다.
이상의 실시예에서는 기준 전극이 화소 영역 내에서 별도의 패턴이 없는 면형상을 가지고, 화소 전극이 복수의 선형 가지 전극과 이들을 연결하는 가지 전극 연결부로 이루어진 경우를 예로 들어 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 화소 전극이 화소 영역 내에서 별도의 패턴이 없는 면형상을 가지고, 기준 전극이 복수의 선형 가지 전극과 이들을 연결하는 가지 전극 연결부로 이루어질 수도 있다. 또한, 색필터 및 광차단막이 상부 기판에 형성될 경우뿐만 아니라, 절연 기판 위에 색필터 및 광차단막이 위치하는 모든 경우에도 적용 가능하다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예들에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

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  14. 절연 기판 위에, 게이트선, 기준 전압선, 더미선, 그리고 기준 전극을 한번의 포토리소그라피를 이용하여 형성하는 단계,
    상기 절연 기판, 게이트선, 기준 전압선, 더미선, 그리고 기준 전극 위에 게이트 절연막을 적층하는 단계,
    상기 게이트 절연막 위에, 반도체, 데이터선 및 드레인 전극을 형성하는 단계,
    상기 반도체, 데이터선 및 드레인 전극 위에 보호막을 형성하는 단계, 그리고
    상기 보호막 위에 화소 전극을 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 게이트선 및 기준 전압선 및 더미선, 그리고 기준 전극을 형성하는 단계는
    상기 절연 기판 위에 제1 금속층을 적층하는 단계,
    상기 제1 금속층 위에 감광막을 적층하는 단계,
    상기 감광막을 노광 및 현상하여, 위치에 따라 다른 두께를 갖는 제1 감광막 패턴 및 제2 감광막 패턴을 형성하는 단계,
    상기 제1 감광막 패턴 및 제2 감광막 패턴을 마스크로 상기 제1 금속층을 식각하는 단계,
    상기 제2 감광막 패턴을 제거하고, 상기 제1 감광막 패턴의 두께를 낮추어 제3 감광막 패턴을 형성하는 단계,
    상기 절연 기판, 상기 제1 금속층 및 상기 제3 감광막 패턴 위에 제2 금속층을 적층하는 단계, 그리고
    상기 제3 감광막 패턴을 제거하는 단계를 포함하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
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  16. 제14항에서,
    상기 제1 금속층을 식각하는 단계는 상기 제1 금속층을 과식각하여 언더컷을 형성하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  17. 제16항에서,
    상기 제2 감광막 패턴을 제거하는 단계는 상기 기준 전압선을 드러내는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  18. 제17항에서,
    상기 제1 금속층은 상기 게이트선을 이루는 층이고, 상기 제2 금속층은 상기 기준 전극을 이루는 층인 액정 표시 장치의 제조 방법.
  19. 제18항에서,
    상기 게이트선과 상기 기준 전압선은 동일한 층으로 이루어지는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  20. 제19항에서,
    상기 반도체 및 데이터선은 상기 더미선 위에 형성하는 단계를 더 포함하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  21. 제20항에서,
    상기 더미선은 상기 게이트선과 동일한 층으로 형성되는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  22. 제21항에서,
    상기 더미선은 플로팅되어 있는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  23. 제22항에서,
    상기 보호막을 형성하는 단계는 상기 보호막에 접촉 구멍을 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 화소 전극은 상기 접촉 구멍을 통해 상기 드레인 전극과 연결되는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  24. 제23항에서,
    상기 화소 전극은 복수의 가지 전극을 포함하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  25. 제14항에서,
    상기 게이트선과 상기 기준 전압선은 동일한 층으로 이루어지는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  26. 제14항에서,
    상기 반도체 및 데이터선은 상기 더미선 위에 형성하는 단계를 더 포함하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  27. 제26항에서,
    상기 더미선은 상기 게이트선과 동일한 층으로 형성되는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  28. 제27항에서,
    상기 더미선은 플로팅되어 있는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  29. 제14항에서,
    상기 보호막을 형성하는 단계는 상기 보호막에 접촉 구멍을 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 화소 전극은 상기 접촉 구멍을 통해 상기 드레인 전극과 연결되는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  30. 제14항에서,
    상기 화소 전극은 복수의 가지 전극을 포함하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
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