KR101912369B1 - 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치용 어레이 기판 및 이의 제조방법 - Google Patents

프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치용 어레이 기판 및 이의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 기판상에 게이트 절연막을 개재하여 서로 교차하여 화소영역을 정의하며 형성된 게이트 배선 및 데이터 배선과; 상기 게이트 배선 및 데이터 배선과 연결되며 상기 화소영역별로 구비된 박막트랜지스터와; 각 화소영역에 대응하여 도전성 특성을 갖는 부분과 절연특성을 갖는 부분으로 이루어진 제 1 전극과; 상기 제 1 전극 위로 상기 절연특성을 갖는 부분에 대응하여 형성된 보호층과; 상기 보호층 상부로 형성된 제 2 전극을 포함하는 어레이 기판 및 이의 제조 방법을 제공한다.

Description

프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치용 어레이 기판 및 이의 제조방법{Array substrate for fringe field switching mode liquid crystal display device and method of fabricating the same}
본 발명은 액정표시장치(Liquid Crystal Display Device)에 관한 것으로, 특히 스토리지 커패시터의 용량을 감소시켜 충전 특성을 향상시킬 수 있는 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치용 어레이 기판 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
액정표시장치(liqudi crystal display device: LCD)는 액정의 광학적 이방성과 분극 성질을 이용한 표시소자로, 휴대 전자기기의 표시부나, 컴퓨터의 모니터 또는 텔레비전 등에 널리 사용된다.
액정은 가늘고 긴 분자구조를 가지고 있어, 배향에 방향성을 가지며 전기장 내에 놓일 경우 그 크기 및 방향에 따라 분자배열 방향이 변화된다. 따라서, 액정표시장치는 전계생성전극이 각각 형성된 두 기판 사이에 액정층이 위치하는 액정패널을 포함하며, 두 전극 사이에 생성되는 전기장의 변화를 통해서 액정분자의 배열방향을 인위적으로 조절하고, 이에 따른 광 투과율을 변화시켜 여러 가지 화상을 표시한다.
일반적으로, 액정표시장치는 다수의 배선과 스위칭 소자 및 화소전극이 형성된 어레이 기판과, 컬러필터 및 공통전극이 형성된 컬러필터 기판을 포함하며, 두 기판 사이의 액정분자는 화소전극과 공통전극 사이에 유도되는 전기장, 즉, 기판에 대해 수직한 방향의 수직 전계에 의해 구동된다.
그러나, 수직 전계에 의해 액정을 구동하는 방식은 시야각 특성이 우수하지 못한 문제가 있다.
이러한 문제를 극복하기 위해, 횡전계형 액정표시장치가 제안되었다. 횡전계형 액정표시장치에서는 화소전극과 공통전극이 동일 기판 상에 엇갈리게 형성되어, 두 전극 사이에 기판에 대해 평행한 방향의 수평 전계가 유도된다. 따라서, 액정분자는 수평 전계에 의해 구동되어, 기판에 대해 평행한 방향으로 움직이며, 이러한 횡전계형 액정표시장치는 향상된 시야각을 가진다.
하지만, 이러한 횡전계형 액정표시장치는 개구율 및 투과율이 낮은 단점이 있다.
따라서, 횡전계형 액정표시장치의 단점을 개선하기 위하여, 프린지 필드(fringe field)에 의해 액정을 구동하는 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치(fringe field switching mode LCD)가 제안되었다.
도 1은 종래의 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치용 어레이 기판에 있어 하나의 화소영역에 대한 평면도이다.
도시한 바와 같이, 일 방향을 따라 게이트 배선(43)이 형성되어 있으며, 게이트 배선(43)과 교차하여 화소영역을 정의하는 데이터 배선(51)이 형성되어 있다.
화소영역(P)에는 게이트 배선(43) 및 데이터 배선(51)과 연결되는 박막트랜지스터(Tr)가 형성되어 있으며, 박막트랜지스터(Tr)는 게이트 전극(45)과, 액티브층(48), 소스 전극(55), 그리고 드레인 전극(58)을 포함한다.
또한, 화소영역(P)에는 상기 박막트랜지스터(Tr)와 연결되는 화소전극(60)이 형성되어 있으며, 이때, 상기 화소전극(60)은 드레인 콘택홀(59)을 통해 박막트랜지스터(Tr)의 드레인 전극(58)과 접촉하며, 실질적으로 각 화소영역(P) 대응하여 판(plate) 형태를 가진다.
상기 화소전극(60)과 중첩하여 공통전극(75)이 형성되어 있으며, 이러한 공통전극(75)은 각 화소영역(P) 내에 다수의 개구(op)를 갖는다. 상기 공통전극(75)은 인접한 화소영역(P)으로 연장되어, 다수의 화소영역(P)을 포함하는 표시영역 전면에 대응하도록 형성되고 있으며, 상기 공통전극(75)에 구비되는 다수의 개구(op) 각각은 데이터 배선(51)과 평행한 바(bar) 형태를 이룬다.
이러한 평면 구성을 갖는 종래의 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치용 어레이 기판의 화소영역에 대한 단면을 도 2에 도시하였다.
도 2에 도시한 바와 같이, 기판(41) 상에 게이트 전극(미도시)이 형성되어 있고, 게이트 절연막(46)이 게이트 전극(45)을 덮으며 전면에 형성되고 있다.
상기 게이트 전극(45) 상부의 게이트 절연막(46) 위에는 반도체층(미도시)이 형성되어 있으며, 이의 상부에는 서로 이격하는 소스 및 드레인 전극(미도시)이 형성되어 있다.
한편, 상기 게이트 절연막(46) 상부에는 데이터 배선(51)이 형성되어 있다. 또한, 상기 데이터 배선(51)과 소스 및 드레인 전극(미도시) 위에는 제 1 보호층(53)이 형성되어 있으며, 제 1 보호층(53)은 상기 드레인 전극(미도시)을 노출시키는 드레인 콘택홀(미도시)이 구비되고 있다.
또한, 상기 제 1 보호층(53) 위에는 투명 도전성 물질로 이루어진 화소전극(60)이 형성되어 있다. 이때, 상기 화소전극(60)은 실질적으로 화소영역에 대응하여 판 형태를 가지며, 상기 드레인 콘택홀(59)을 통해 드레인 전극(58)과 접촉하고 있다.
그리고, 상기 화소전극(60) 상부에는 제 2 보호층(70)이 형성되어 있고, 이의 상부에 공통전극(75)이 형성되어 있다. 이때, 상기 공통전극(75)은 상기 화소전극(60)에 대응하여 다수의 개구(op)를 가지며, 이러한 공통전극(75)은 상기 화소전극(60)과 중첩하여 스토리지 커패시터(storage capacitor)(StgC)를 형성한다.
이러한 구조를 갖는 어레이 기판(41)을 포함하는 종래의 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치에서는, 상기 화소전극(60) 및 공통전극(75)에 전압이 인가될 경우, 상기 화소전극(60)과 공통전극(75) 사이에 프린지 필드(Fringe field)가 형성된다.
따라서, 상기 공통전극 위에 위치하는 액정 분자까지도 모두 동작되므로, 횡전계형 액정표시장치에 비해 향상된 투과율 및 개구율을 얻을 수 있다.
그런데, 이러한 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치에서는, 상기 화소전극(60)과 공통전극(74) 사이에 형성되는 스토리지 커패시터(StgC)가 각 화소영역(P) 전체에 걸쳐 형성되므로, 횡전계형 액정표시장치에 비해 3 내지 5배 정도 큰 용량(capacitance)을 가지게 된다.
이렇게 스토리지 커패시터(StgC)의 용량이 너무 클 경우, 상대적으로 큰 충전시간을 필요로 하므로 충전 시간이 짧은 고해상도 모델이나, 고주파수 모델에서는 충전을 하기가 어려운 문제가 발생하고 있으며, 이러한 큰 스토리지 커패시터는 기생용량으로 작용하여 크로스 토크를 발생시킴으로서 표시품질을 저하시키고 있는 실정이다.
본 발명은 이러한 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로, 스토리지 커패시터의 용량을 감소시켜 충전 특성을 향상시키며, 나아가 표시품질을 향상시킬 수 있는 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치용 어레이 기판 및 이의 제조 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치용 어레이 기판은, 기판상에 게이트 절연막을 개재하여 서로 교차하여 화소영역을 정의하며 형성된 게이트 배선 및 데이터 배선과; 상기 게이트 배선 및 데이터 배선과 연결되며 상기 화소영역별로 구비된 박막트랜지스터와; 각 화소영역에 대응하여 도전성 특성을 갖는 부분과 절연특성을 갖는 부분으로 이루어진 제 1 전극과; 상기 제 1 전극 위로 상기 절연특성을 갖는 부분에 대응하여 형성된 보호층과; 상기 보호층 상부로 형성된 제 2 전극을 포함한다.
이때, 상기 제 1 전극은 투명한 특성을 가지며 특정 가스 분위기의 플라즈마에 노출시 도전 특성을 갖는 산화물 반도체 물질로 이루어지며, 상기 제 2 전극은 투명 도전성 물질로 이루어진 것이 특징이다.
또한, 상기 산화물 반도체 물질은 인듐-갈륨-징크-옥사이드(IGZO)이며, 상기 투명 도전성 물질은 인듐-틴-옥사이드(ITO) 또는 인듐-징크-옥사이드(IZO)인 것이 특징이다.
또한, 상기 보호층과 상기 제 2 전극은 서로 완전 중첩하며 형성된 것이 특징이다.
그리고, 상기 각 화소영역에는 상기 게이트 배선과 동일한 층에 나란하게 이격하며 공통배선이 형성되며, 상기 각 화소영역에는 상기 공통배선에 대응하여 상기 제 1 전극의 도전 특성을 갖는 부분이 중첩됨으로써 스토리지 커패시터를 이루는 것이 특징이다.
또한, 상기 제 1 전극은 상기 박막트랜지스터의 드레인 전극과 접촉하여 각 화소영역별로 패터닝되어 화소전극의 역할을 하며, 상기 제 2 전극은 화소영역 구분없이 형성되어 공통전극의 역할을 하는 것이 특징이다.
그리고, 상기 공통배선과 상기 제 2 전극은 상기 공통배선을 노출시키는 공통 콘택홀을 통해 서로 접촉하는 것이 특징이다.
상기 제 2 전극은 상기 박막트랜지스터의 드레인 전극과 접촉하여 각 화소영역별로 패터닝되어 화소전극의 역할을 하며, 상기 제 1 전극은 화소영역 구분없이 형성되어 공통전극의 역할을 하는 것이 특징이다.
본 발명의 실시예에 따른 어레이 기판의 제조 방법은, 화소영역이 정의된 기판상에 플라즈마 표면처리에 의해 도전성 특성을 갖는 물질로 제 1 물질층을 형성하는 단계와; 상기 제 1 전극 위로 순차적으로 보호층과 도전성 물질층을 형성하는 단계와; 상기 도전성 물질층 위로 상기 각 화소영역 내부에 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계와; 상기 포토레지스트 패턴 외측으로 노출된 상기 도전성 물질층과 그 하부의 보호층을 제거함으로써 상기 각 화소영역 내에 상기 제 1 물질층 표면을 노출시키는 제 1 방향으로 장축을 갖는 다수의 제 1 개구 및 상기 제 1 방향과 다른 제 2 방향으로 장축을 갖는 제 2 개구를 형성하는 단계와; 상기 제 1 및 제 2 개구를 통해 노출된 상기 제 1 물질층에 대해 특정 반응가스의 분위기에서 플라즈마 표면처리를 실시함으로써 도전 특성을 부여하는 단계와; 상기 제 1 포토레지스트 패턴을 제거하는 단계를 포함한다.
이때, 상기 제 1 물질층은 인듐-갈륨-징크-옥사이드(IGZO)이며, 상기 도전성 물질은 인듐-틴-옥사이드(ITO) 또는 인듐-징크-옥사이드(IZO)인 것이 특징이다.
그리고, 상기 플라즈마 처리는 SH6와 He 가스 분위기에서 1100W 내지 1400W 정도의 파워를 갖는 것이 특징이며, 상기 플라즈마 처리는 30초 내지 150초가 진행하는 것이 특징이다.
또한, 상기 제 1 물질층을 형성하기 이전에, 상기 기판상에 게이트 절연막을 개재하여 서로 교차하여 상기 화소영역을 정의하는 게이트 배선 및 데이터 배선을 형성하고, 상기 게이트 배선 및 데이터 배선과 연결되며 상기 화소영역별로 구비된 박막트랜지스터를 형성하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 게이트 배선이 형성된 동일한 층에 상기 게이트 배선과 나란하게 이격하는 공통배선을 형성하며, 상기 제 1 물질층 중 도전성 특성을 갖는 부분을 상기 공통배선과 중첩하도록 형성함으로써 서로 중첩하는 상기 공통배선과 제 1 물질층의 도전 특성을 갖는 부분이 스토리지 커패시터를 이루도록 하는 것이 특징이다.
그리고, 상기 제 1 개구 및 제 2 개구를 형성하는 단계는 상기 공통배선을 노출시키는 공통 콘택홀을 형성하는 단계를 포함하며, 상기 공통배선과 상기 도전성 물질층은 상기 공통배선을 노출시키는 공통 콘택홀을 통해 서로 접촉하도록 형성하는 특징이다.
본 발명에 따른 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치용 어레이 기판은 특정 표면처리에 의해 도전성 특성을 갖는 산화물 반도체 물질을 이용하여 선택적으로 표면처리를 실시하여 이와 마주하는 전극내에 구비되는 개구부에 대응해서만이 도전성 특성을 갖도록 하여 프린지 필드를 형성하도록 함으로써 각 화소영역에서 서로 대향하는 공통전극과 화소전극이 중첩한다 하더라도 커패시턴스가 형성되지 않도록 하고, 공통배선을 구비하여 이를 스토리지 커패시터의 한 요소가 되도록 구성함으로서 적정 용량을 갖는 스토리지 커패시터를 이루도록 한 구성을 가짐으로써 충전 특성을 향상시키는 효과가 있다.
도 1은 종래의 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치용 어레이 기판에 있어 하나의 화소영역에 대한 평면도.
도 2는 종래의 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치용 어레이 기판의 화소영역에 대한 단면도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치용 어레이 기판의 하나의 화소영역에 대한 평면도.
도 4는 도 3을 절단선 Ⅳ-Ⅳ를 따라 절단한 부분에 대한 단면도.
도 5a 내지 도 5h는 도 3을 절단선 Ⅳ-Ⅳ를 따라 절단한 부분에 대한 제조 단계별 공정 단면도.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치용 어레이 기판의 하나의 화소영역에 대한 평면도이다. 설명의 편의를 위해 다수의 화소영역(P)이 형성된 영역을 표시영역, 그리고 상기 표시영역 외측의 영역을 비표시영역이라 정의한다. 또한, 각 화소영역(P)에 있어 스위칭 소자인 박막트랜지스터(Tr)가 형성되는 부분을 스위칭 영역(TrA)이라 정의한다.
도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치용 어레이 기판(101)에는 제 1 방향으로 연장하며 저저항 금속물질 예를들면 알루미늄(Al), 알루미늄 합금(AlNd), 구리(Cu), 구리합금, 몰리브덴(Mo), 몰리브덴합금(MoTi) 중 어느 하나 또는 둘 이상의 물질로 이루어진 다수의 게이트 배선(105)이 형성되어 있으며, 상기 저저항 물질로 이루어지며 제 2 방향으로 연장함으로써 상기 다수의 각 게이트 배선(105)과 교차하여 다수의 화소영역(P)을 정의하는 다수의 데이터 배선(130)이 형성되고 있다.
상기 다수의 각 화소영역(P)에는 상기 게이트 배선(105) 및 데이터 배선(130)과 연결되며, 게이트 전극(108)과, 게이트 절연막(미도시)과, 순수 비정질 실리콘의 액티브층(미도시)과 불순물 비정질 실리콘의 오믹콘택층(미도시)으로 이루어진 반도체층(미도시)과, 서로 이격하는 소스 및 드레인 전극(133, 136)으로 구성된 박막트랜지스터(Tr)가 형성되고 있다.
이때, 도면에 있어서 상기 박막트랜지스터(Tr)는 채널을 이루는 영역이 시계방향으로 90도 회전한 'U'형태를 이루는 것을 일례로 보이고 있지만, 다양한 형태로 변형될 수 있다. 또한, 상기 박막트랜지스터(Tr)는 화소영역(P) 외측으로 게이트 배선(105) 상에 형성된 것을 보이고 있지만, 상기 화소영역(P) 내부에 형성될 수도 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치용 어레이 기판(101)에 있어 가장 특징적인 구성 중 하나로서 상기 게이트 배선(105)이 형성된 동일한 층에 상기 게이트 배선(105)을 이루는 동일한 물질로서 상기 게이트 배선(105)과 이격하며 상기 화소영역(P)을 관통하며 공통배선(110)이 형성되어 있다.
이때, 상기 공통배선(110)은 그 끝단 모두 보조공통배선(미도시)에 의해 비표시영역에서 연결되고 있는 것이 특징이다.
한편, 상기 각 화소영역(P) 내부에는 판 형태를 가지며, 상기 판 형태 중 이의 상부에 구비되는 공통전극(170)의 제 1 및 제 2 개구(op1, op2)에 대응해서만 도전 특성이 부여된 것을 특징으로 하는 화소전극(155)이 상기 박막트랜지스터(Tr)의 드레인 전극(136)과 접촉하며 형성되고 있다.
즉, 상기 판 형태를 갖는 화소전극(155)은 특정 반응가스에 의한 플라즈마 표면처리에 의해 반응하여 도전 특성이 향상되는 산화물 반도체 물질로 이루어지는 것이 특징이며, 특정 반응가스에 의한 플라즈마 표면처리가 이루어진 부분(155b)만이 도전 특성을 가지며, 플라즈마 표면처리가 이루어지지 않은 부분(155a)은 절연특성을 가져 절연막으로서의 역할을 하는 것이 특징이다.
이러한 특성에 의해 상기 화소전극(155)은 각 화소영역(P) 내에서 실질적으로 상기 공통전극(170)에 구비된 제 1 및 제 2 개구(op1, op2)에 대응하는 부분만이 도전성 특성을 갖고 그 외의 영역은 실질적으로 절연막이 되므로 이러한 구성을 갖는 화소전극(155)과 중첩하여 공통전극(170)이 형성된다 하더라도 서로 중첩하는 부분은 커패시터를 이루지 않는 것이 특징이다.
따라서, 본 발명의 실시예에 따른 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치용 어레이 기판(101)은 각 화소영역(P) 내에서 서로 중첩하는 부분이 모두 커패시턴스를 발생시킴으로써 이를 스토리지 커패시터로 이용하는 종래의 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치용 어레이 기판(도 1의 41) 대비 스토리지 커패시터 용량이 대폭 감속될 수 있는 것이 특징이다.
이때, 상기 화소전극(155)은 상기 공통배선(110)과 중첩하며 형성되고 있으며, 상기 공통배선(110)과 중첩하는 부분은 도전 특성을 가짐으로써 상기 공통배선(110)을 제 1 스토리지 전극 그리고 상기 공통배선(110)과 중첩되는 화소전극(155) 부분이 제 2 스토리지 전극을 이룸으로서 스토리지 커패시터(StgC)를 구성하고 있는 것이 특징이다.
이렇게 각 화소영역(P)에서 공통배선(110)과 이와 중첩하는 화소전극(155) 만으로 스토리지 커패시터(StgC)를 이룸으로써 각 화소영역(P) 내에서 공통전극(도 1의 75)과 화소전극(도 1의 60)이 중첩하는 모든 영역이 스토리지 커패시터(StgC)를 이루는 종래의 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치용 어레이 기판(도 1의 41) 대비 스토리지 커패시터(StgC) 용량이 작아지게 되며, 공통배선(110)의 폭을 적절히 조절하게 되면 각 화소영역(P)을 충전시키기 위한 최적화된 스토리지 용량을 갖는 스토리지 커패시터(StgC)를 형성할 수 있다. 따라서 본 발명의 실시예에 따른 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치용 어레이 기판(101)은 이러한 구성에 의해 충전 특성을 향상시키는 장점을 갖게 된다.
또한, 상기 다수의 화소영역(P)으로 이루어진 표시영역 전면에는 공통전극(170)이 형성되고 있다. 이때, 상기 공통전극(170)은 표시영역 전면에 형성됨으로써 하나의 화소영역(P)의 평면 형태만을 도시한 도 3에는 그 경계가 나타나지 않지만 설명의 편의를 위해 하나의 화소영역(P)에 대해 점선 형태로 도면부호 170을 부여하여 나타내었다.
한편, 상기 표시영역 전면에 형성된 공통전극(170)은 각 화소영역(P)에 대응하여 상기 데이터 배선(130)의 길이방향으로 장축을 갖는 바(bar) 형태의 제 1 개구(op1)가 다수 형성되고 있으며, 상기 다수의 제 1 개구(op1)의 끝단과 연결되며 상기 공통배선(110)에 대응하여 상기 공통배선(110)의 길이방향으로 장축을 갖는 제 2 개구(op2)가 구비되고 있는 것이 특징이다.
이때, 이러한 구성을 갖는 상기 공통전극(170)은 각 화소영역(P)에 구비된 상기 공통배선(110)을 노출시키는 공통 콘택홀(147)에 의해 상기 공통배선(110)과 접촉하는 것이 특징이다.
이러한 구성을 갖는 본 발명의 실시예에 따른 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치용 어레이 기판(101)은 저저항 금속물질로 이루어진 공통배선(110)이 형성되고, 이러한 공통배선(110)과 각 화소영역(P) 내에서 상기 공통배선(110)을 노출시키는 공통 콘택홀(147)을 통해 표시영역 전면에 형성된 상기 공통전극(170)과 접촉하는 구성을 갖는다.
따라서, 구동회로기판(미도시)에서 인가되는 공통전압은 저저항 특성을 갖는 금속물질로 이루어진 보조공통배선(미도시) 및 공통배선(110)을 통해 주로 전달되며, 이러한 공통배선(110)은 각 화소영역(P)별로 공통전극(170)과 접촉함으로서 상기 공통전극(170)은 표시영역 전면에서 그 위치에 별 관계없이 거의 동일한 공통전압이 인가될 수 있는 장점 또한 갖는다.
이후에는 이러한 평면 구조를 갖는 본 발명의 실시예에 따른 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치용 어레이 기판의 단면 구조에 대해 설명한다.
도 4는 도 3을 절단선 Ⅳ-Ⅳ를 따라 절단한 부분에 대한 단면도이다. 이때, 설명의 편의를 위해 박막트랜지스터가 형성되는 영역을 스위칭 영역이라 정의하였다.
도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치용 어레이 기판(101)은, 투명한 절연기판(101) 상에 저저항 특성을 갖는 금속물질 예를들면 알루미늄(Al), 알루미늄 합금(AlNd), 구리(Cu), 구리합금, 몰리브덴(Mo), 몰리브덴 합금(MoTi) 중 선택되는 하나 또는 둘 이상의 물질로써 제 1 방향으로 연장하는 게이트 배선(미도시)이 형성되어 있으며, 상기 스위칭 영역(TrA)에 상기 게이트 배선(미도시)과 연결되며 게이트 전극(108)이 형성되어 있다.
또한, 상기각 화소영역(P)에는 상기 투명한 절연기판(101) 상에 상기 게이트 배선(미도시)을 이루는 동일한 저저항 금속물질로서 상기 게이트 배선(미도시)과 이격하여 상기 각 화소영역(P)을 관통하며 공통배선(110)이 형성되어 있다. 이때, 도면에 나타내지 않았지만 상기 각 공통배선(110)은 그 끝단이 모두 비표시영역에 형성된 보조공통배선(미도시)에 의해 연결되고 있는 것이 특징이다.
다음, 상기 게이트 배선(미도시)과 게이트 전극(108) 및 공통배선(110) 위로 상기 기판(101) 전면에 무기절연물질 예를들면 산화실리콘(SiO2) 또는 질화실리콘(SiNx)으로서 게이트 절연막(115)이 형성되어 있다.
또한, 상기 게이트 절연막(115) 위로 상기 스위칭 영역(TrA)에는 상기 게이트 전극(108)에 대응하여 순수 비정질 실리콘의 액티브층(120a)과 불순물 비정질 실리콘의 오믹콘택층(120b)으로 이루어진 반도체층(120)이 형성되어 있으며, 상기 반도체층(120) 상부로 서로 이격하며 소스 및 드레인 전극(133, 136)이 형성되어 있다. 이때, 상기 서로 이격하는 소스 및 드레인 전극(133, 136) 사이로는 상기 액티브층(120a)이 노출되고 있다.
한편, 상기 스위칭 영역(TrA)에 순차 적층된 상기 게이트 전극(108)과 게이트 절연막(115)과 반도체층(120)과 소스 및 드레인 전극(133, 136)은 박막트랜지스터(Tr)를 이룬다.
또한, 상기 게이트 절연막(115) 상부에는 상기 게이트 배선(미도시)과 교차하여 화소영역(P)을 정의하는 데이터 배선(130)이 제 2 방향으로 연장하며 상기 박막트랜지스터(Tr)의 소스 전극(133)과 연결되며 형성되어 있다. 이때, 상기 데이터 배선(130) 하부에는 상기 액티브층(120a)과 오믹콘택층(120b)을 이루는 동일한 물질로 제 1 및 제 2 반도체 패턴(121a, 121b)으로 이루어진 더미패턴(121)이 형성됨을 보이고 있지만, 이는 일례를 보인 것이며 상기 더미패턴(121)은 생략될 수도 있다.
또한, 각 화소영역(P)에는 본 발명에 있어 가장 특징적인 구성 중 하나로서 상기 박막트랜지스터(Tr)의 드레인 전극(136)과 접촉하며 투명한 특성을 가지며 특정 반응가스에 의한 플라즈마 표면처리에 의해 도전성이 부여되는 것이 특징인 산화물 반도체 물질 예를들면 인듐-갈륨-징크-옥사이드(IGZO)로 이루어지며 부분적으로 도전 특성이 부여된 판 형태의 화소전극(155)이 형성되어 있다.
이때 상기 판 형태의 화소전극(155)은 이의 상부에 구비되는 보호층(160)과 공통전극(170)에 구비되는 제 1 및 제 2 개구(op1, op2)에 대응하는 부분이 도전 특성을 갖는 부분이 되고 있으며, 그 이외의 영역은 절연 특성을 갖는 부분이 되고 있는 것이 특징이다.
이때, 상기 화소전극(155)에 있어 도전 특성을 갖는 부분 중 상기 제 2 개구(op2)에 대응하는 부분은 상기 공통배선(110)과 중첩하여 형성됨으로서 서로 중첩하는 공통배선(110)과 화소전극(155)은 상기 게이트 절연막(115)을 유전체층으로 하여 스토리지 커패시터(StgC)를 이루는 것이 특징이다.
다음, 전술한 도전 특성을 갖는 부분(155b)과 절연특성을 갖는 부분(155a)으로 구성된 상기 화소전극(155)을 덮으며 무기절연물질 예를들면 산화실리콘(SiO2) 또는 질화실리콘(SiNx) 중 선택되는 하나 또는 유기절연물질 예를들면 벤조사이클로부텐(BCB) 또는 포토아크릴(photo acryl)로서 기판(101) 전면에 보호층(160)이 형성되어 있다.
이때, 상기 보호층(160)과 상기 게이트 절연막(115)에는 상기 공통배선(110)을 노출시키는 공통 콘택홀(147)이 형성되고 있으며, 이의 상부에 구비되는 공통전극(170)과 더불어 상기 화소전극(155)을 노출시키는 다수의 제 1 개구(op1) 및 제 2 개구(op2)가 구비되고 있는 것이 특징이다.
또한, 각 화소영역(P)에 공통 콘택홀(147)이 구비된 보호층(160) 위로 투명 도전성 물질 예를들면 예를들면 인듐-틴-옥사이드(ITO) 또는 인듐-징크-옥사이드(IZO)로써 상기 데이터 배선의 길이 방향으로 장축을 갖는 바(bar) 형태의 다수의 제 1 개구(op1)와 상기 다수의 제 1 개구(op1)의 일끝단을 연결시키며 상기 공통배선(110)의 길이방향으로 장축을 갖는 바(bar) 형태의 제 2 개구(op2)를 갖는 공통전극(170)이 표시영역 전면에 형성되어 있다.
이때, 상기 공통전극(170)은 상기 각 화소영역(P) 내에 구비된 공통 콘택홀(147)을 통해 상기 공통배선(110)과 접촉하고 있는 것이 특징이다.
한편, 전술한 단면 구조를 갖는 실시예 경우, 도면에 있어서는 각 화소영역(P)별로 상기 공통전극(170) 및 보호층(160) 내에 상기 바(bar) 형태의 제 1 개구(op1)가 서로 동일 간격으로 이격하며 4개 구성되어 있는 것으로 도시되고 있지만, 효율적인 프린지 필드 형성을 위해 상기 각 화소영역(P)에 대응되는 상기 제 1 개구(op1)는 2개 내지 15개 정도의 범위 내에서 적당한 개수로 다양하게 변형되며 형성될 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치용 어레이 기판(101)은 하부에 도전 특성을 갖는 부분(155b)과 절연특성을 갖는 부분(155a)으로 구성된 판 형태의 화소전극(155)이 구비되고 이의 상부에 보호층(160)을 개재하여 각 화소영역(P)에 대응하여 상기 보호층(160)과 더불어 다수의 제 1 개구(op1)와 하나의 제 2 개구(op2)를 구비하며 표시영역 전면에 형성되는 공통전극(170)이 구비됨으로써 커먼 탑(common top) 구조를 가짐을 일례로 보이고 있으나, 변형예로서 표시영역 전면에 각 화소영역(P) 별로 도전 특성을 갖는 부분과 절연특성을 갖는 부분으로 이루어진 공통전극이 형성되고, 이의 상부로 각 화소영역 별로 보호층을 개재하여 상기 보호층과 더불어 상기 공통전극의 도전 특성을 갖는 부분을 노출시키는 다수의 제 1 개구와 하나의 제 2 개구를 갖는 판 형태의 화소전극)이 상기 박막트랜지스터와 접촉하도록 구비되는 픽셀 탑(pixel top) 구조를 이룰 수도 있다.
이후에는 이러한 구성을 갖는 본 발명의 실시예에 따른 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치용 어레이 기판의 제조 방법에 대해 설명한다.
도 5a 내지 도 5h는 도 3을 절단선 Ⅳ-Ⅳ를 따라 절단한 부분에 대한 제조 단계별 공정 단면도이다.
우선, 도 5a에 도시한 바와 같이, 투명한 절연기판(101) 상에 금속물질 예를들면 알루미늄(Al), 알루미늄 합금(AlNd), 구리(Cu), 구리합금, 몰리브덴(Mo) 및 몰리브덴 합금(MoTi) 중 하나 또는 둘 이상의 물질을 전면에 증착하여 제 1 금속층(미도시)을 형성한다.
이후, 상기 제 1 금속층(미도시)을 포토레지스트의 도포, 포토 마스크를 이용한 노광, 노광된 포토레지스트의 현상, 상기 제 1 금속층(미도시)의 식각 및 포토레지스트의 스트립(strip) 등의 일련의 단위 공정을 포함하는 마스크 공정을 진행하여 패터닝함으로써 단일층 또는 다중층 구조를 가지며 제 1 방향으로 연장하는 다수의 게이트 배선(미도시)을 형성하고, 동시에 상기 스위칭 영역(TrA)에 상기 게이트 배선(미도시)과 연결된 게이트 전극(108)을 형성한다.
그리고, 상기 게이트 배선(미도시)과 이격하여 이와 나란하게 연장하는 공통배선(110)을 형성한다.
이때, 도면에 나타나지 않았지만 비표시영역에 상기 공통배선(110)의 끝단을 연결시키는 보조공통배선(미도시)을 더욱 형성할 수도 있다.
이후, 상기 게이트 배선(미도시)과 게이트 전극(108) 및 공통배선(110) 위로 무기절연물질 예를들면 산화실리콘(SiO2) 또는 질화실리콘(SiNx)을 증착하여 상기 기판(101) 전면에 게이트 절연막(115)을 형성한다.
다음, 도 5b에 도시한 바와 같이, 상기 게이트 절연막(115) 상부로 순수 비정질 실리콘층(미도시)과 불순물 비정질 실리콘층(미도시)을 형성하고, 상기 불순물 비정질 실리콘층(미도시) 위로 금속물질 예를들면 알루미늄(Al), 알루미늄 합금(AlNd), 구리(Cu), 구리합금, 몰리브덴(Mo), 몰리브덴 합금(MoTi), 중 하나 또는 둘 이상의 물질을 전면에 증착하여 제 2 금속층(미도시)을 형성한다.
이후, 상기 제 2 금속층(미도시) 위로 포토레지스트층(미도시)을 형성하고 이를 하프톤 노광 또는 회절노광을 실시하고 노광된 상기 포토레지스트층을 현상함으로써 제 1 두께를 갖는 제 1 포토레지스트 패턴(미도시)과 상기 제 1 두께보다 얇은 제 2 두께를 갖는 제 2 포토레지스트 패턴(미도시)을 형성한다.
이때, 상기 제 1 포토레지스트 패턴(미도시)은 소스 및 드레인 전극(133, 136)과 데이터 배선(130)이 형성될 부분에 대응하여 형성하고, 상기 제 2 포토레지스트 패턴(미도시)은 상기 소스 및 드레인 전극(133, 136) 사이의 이격영역에 대응하여 형성한다.
다음, 상기 제 1 및 제 2 포토레지스트 패턴(미도시) 외부로 노출된 상기 제 2 금속층(미도시)과 그 하부의 불순물 및 순수 비정질 실리콘층(미도시)을 식각하여 제거함으로써 상기 게이트 절연막(115) 상에 상기 게이트 배선(미도시)과 교차하며 제 2 방향으로 연장하여 다수의 화소영역(P)을 정의하는 다수의 데이터 배선(130)을 형성하고, 동시에 상기 스위칭 영역(TrA)에 있어서 상기 데이터 배선(130)과 연결된 소스 드레인 패턴(미도시)과 그 하부로 순차적으로 적층된 불순물 비정질 실리콘 패턴(미도시)과 순수 비정질 실리콘의 액티브층(120a)을 형성한다.
이때, 상기 데이터 배선(130)의 하부에는 제조 공정 진행 특성 상 상기 게이트 절연막(115)을 기준으로 그 상부에 순수 비정질 실리콘의 제 1 패턴(121a)과 상기 불순물 비정질 실리콘의 제 2 패턴(121b)으로 이루어진 더미패턴(121)이 형성된다.
다음, 애싱(ashing)을 진행하여 상기 제 2 두께를 갖는 상기 제 2 포토레지스트 패턴(미도시)을 제거한다.
이후, 상기 제 2 포토레지스트 패턴(미도시)이 제거됨으로써 새롭게 노출되는 상기 소스 드레인 패턴(미도시)의 중앙부를 식각하여 제거함으로써 서로 이격하는 소스 및 드레인 전극(133, 136)을 형성한다.
다음, 연속하여 상기 소스 및 드레인 전극(133, 136) 사이로 노출된 상기 불순물 비정질 실리콘 패턴(미도시)을 건식식각을 진행하여 제거함으로써 상기 소스 및 드레인 전극(133, 136) 하부로 서로 이격하며 상기 액티브층(120a)을 노출시키는 오믹콘택층(120b)을 형성한다. 이때, 상기 액티브층(120a)과 오믹콘택층(120b)은 반도체층(120)을 이룬다.
이러한 공정에 의해 상기 스위칭 영역(TrA)에 순차 적층된 상기 게이트 전극(108), 게이트 절연막(115), 반도체층(120), 서로 이격하는 소스 및 드레인 전극(133, 136)은 스위칭 소자인 박막트랜지스터(Tr)를 이룬다.
이후, 스트립(strip)을 진행하여 상기 소스 및 드레인 전극(133, 136)과 데이터 배선(130) 상부에 남아있는 제 1 포토레지스트 패턴(미도시)을 제거한다.
다음, 도 5c에 도시한 바와 같이, 상기 소스 및 드레인 전극(133, 136)과 데이터 배선(130) 위로 투명한 특성을 가지며 특정 반응가스에 의한 플라즈마 표면처리에 의해 도전성이 부여되는 것이 특징인 산화물 반도체 물질 예를들면 인듐-갈륨-징크-옥사이드(IGZO)를 전면에 증착하여 투명 산화물 반도체층(미도시)을 형성하다.
이후, 상기 투명 산화물 반도체층(미도시)에 대해 마스크 공정을 진행함으로써 패터닝하여 각 화소영역(P) 내에 상기 드레인 전극(136)의 일 끝단과 접촉하는 판 형태의 화소전극(155)을 형성한다. 이때 상기 화소전극(155)은 현 단계에서는 도전 특성을 갖지 않고 절연 특성을 갖는 것이 특징이다.
다음, 5d에 도시한 바와같이, 상기 박막트랜지스터(Tr)와 데이터 배선(130)과 화소전극(155) 위로 전면에 무기절연물질 예를들면, 산화실리콘(SiO2) 또는 질화실리콘(SiNx)을 증착하거나, 또는 유기절연물질 예를들면 벤조사이클로부텐(BCB) 또는 포토아크릴(photo acryl)을 도포하여 보호층(160)을 형성한다.
다음, 도 5e에 도시한 바와 같이, 상기 보호층(160) 위로 투명 도전성 물질 예를들면 인듐-틴-옥사이드(ITO) 또는 인듐-징크-옥사이드(IZO)를 기판(101) 전면에 증착하여 투명 도전성 물질층(170)을 형성한다.
이후, 상기 투명 도전성 물질층(미도시) 위로 포토레지스트를 도포하여 상기 기판 전면에 포토레지스트층(미도시)을 형성하고 이에 대해 노광 마스크를 이용한 노광 및 현상 공정을 진행하여 각 화소영역(P) 내에서 이격하는 형태로 제 3 포토레지스트 패턴(191)을 형성한다.
이때, 상기 제 3 포토레지스트 패턴(191)은 각 화소영역(P) 내에서 상기 데이터 배선(130)의 길이 방향으로 장축을 갖는 다수의 바(bar) 형태의 제 1 개구(op1) 및 상기 공통배선(110)의 길이방향으로 장축을 갖는 바(bar) 형태의 제 2 개구(op2)가 형성될 부분과 상기 화소전극(155)과 중첩하지 않은 공통배선(110) 상의 공통 콘택홀(미도시)이 형성될 부분에 대해서는 상기 투명 도전성 물질층(170)을 노출시키며 그 이외의 영역에 대해서는 상기 투명 도전성 물질층(170)을 덮도록 형성하는 것이 특징이다.
다음, 도 5f에 도시한 바와 같이, 상기 제 3 포토레지스트 패턴(191) 외측으로 노출된 상기 투명 도전성 물질층(170)을 제거하고, 연속하여 상기 투명 도전성 물질층(170) 하부에 위치하는 상기 보호층(160)을 제거함으로써 각 화소영역(P) 내에 절연 특성을 갖는 화소전극(155)을 노출시키는 다수의 제 1 개구(op1)와 상기 공통배선(110)에 대응하는 제 2 개구(op2)를 형성한다.
그리고, 연속하여 상기 공통배선(110)이 형성된 부분 중 상기 화소전극(155)이 형성되지 않은 부분에 대해서는 상기 게이트 절연막(115)까지 제거함으로써 상기 공통배선(110)을 노출시키는 공통 콘택홀(미도시)을 형성한다.
이때, 상기 게이트 절연막(115)과 상기 화소전극(155)은 이들을 이루는 물질이 상이하므로 상기 화소전극(155)은 상기 게이트 절연막(115)의 식각 시 전혀 영향을 받지 않는다.
다음, 도 5g에 도시한 바와 같이, 각 화소영역(P) 내에 다수의 제 1 개구(op1)와, 하나의 제 2 개구(op2) 및 공통 콘택홀(미도시)이 구비된 상태의 기판(101)을 진공 챔버(미도시) 내부에 위치하도록 한다.
이후, 상기 진공챔버(미도시) 내부가 SH6와 He 가스 분위기를 갖도록 한 상태에서 1100W 내지 1400W 정도의 파워를 공급하여 플라즈마를 발생시킴으로서 상기 다수의 제 1 개구(op1) 및 제 2 개구(op2)를 통해 노출된 화소전극(155)의 표면이 상기 플라즈마에 노출되도록 한다. 이때, 상기 플라즈마를 통한 기판(101)의 표면처리는 30초 내지 150초 정도의 범위에서 진행하는 것이 특징이다.
전술한 SH6와 He 가스 분위기에서 발생되는 플라즈마에 노출된 상기 화소전극(155)은 도전특성을 갖게 되며, 이에 의해 상기 판 형태의 화소전극(155)은 상기 제 1 및 제 2 개구(op1, op2)에 대응되는 부분은 도전 특성을 갖는 부분(155b)을 이루며, 그 외의 부분 즉 상기 보호층(160) 및 공통전극(170)과 중첩하는 부분은 절연 특성을 갖는 부분(155a)을 이루게 되는 것이 특징이다.
이때, 상기 화소전극(155)에 있어 상기 플라즈마 처리에 의해 도전 특성을 갖는 부분(155b)은 상기 플라즈마의 파워와 시간을 적절히 조절함으로써 그 면저항을 30Ω/□ 내지 1000Ω/□이 되도록 할 수 있으며, 일례로 플라즈마 처리 시 그 조건을 1300W 파워에서 90초간 진행하였을 경우, 상기 플라즈마에 노출된 화소전극(155)은 40Ω/□ 내지 50Ω/□ 정도의 면저항을 갖게 되었음을 알 수 있었다.
통상 화소전극(155)으로 많이 쓰이고 있는 투명 도전성 물질의 대표적인 물질인 인듐-틴-옥사이드(ITO)의 면저항 수준인 50 내지 100Ω/□가 되므로 이에 따르면, 본 발명에 실시예에 따른 산화물 반도체 물질로 이루어지는 상기 화소전극(155)의 도전 특성을 갖는 부분(155b)은 전극으로서의 역할을 하는 충분한 도전 특성을 가짐을 알 수 있다.
다음, 도 5h에 도시한 바와 같이, 상기 특정 반응가스 분위기에서 플라즈마 처리된 기판(101) 상에 남아있는 상기 제 3 포토레지스트 패턴(도 5g의 191)을 스트립을 진행하여 제거함으로써 본 발명의 실시예에 따른 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치용 어레이 기판(101)을 완성한다.
이렇게 제조되는 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치용 어레이 기판(101)은 각 화소영역(P)에 판 형태로 구비되는 화소전극(155)에 있어 상기 공통전극(170)과 보호층(160)에 구비되는 제 1 및 제 2 개구(op1, op2)에 대응하는 부분만이 도전 특성을 가지며 상기 공통전극(170)과 중첩하는 부분은 절연 특성을 가지므로 종래의 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치용 어레이 기판(도 1의 41)에서 문제가 되는 너무 큰 스토리지 커패시터(StgC) 형성에 의한 충전 특성 저하를 원천적으로 방지할 수 있는 장점을 갖는 것이 특징이다.
한편, 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치용 어레이 기판(101)의 제조 방법의 경우, 커먼 탑(common top) 구조를 갖는 본 발명의 실시예에 대해서만 설명하였으나, 필셀 탑 구조를 이루는 변형예에 대해서도 하부에 구비되는 공통전극에 대해서 산화물 반도체 물질로 이루어지도록 하고, 투명 도전성 물질로 상기 공통 전극 상부에 형성되는 화소전극이 상기 공통전극을 노출시키는 다수의 개구를 갖도록 형성 한 후, 전술한 동일한 조건으로 플라즈마 처리를 실시함으로써 서로 중첩하는 공통전극과 화소전극 간에 커패시턴스가 없는 어레이 기판을 구현할 수 있음을 자명하다.
발명은 전술한 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 이상 다양한 변화와 변형이 가능하다.
101 : 어레이 기판 108 : 게이트 전극
115 : 게이트 절연막 120 : 반도체층
120a : 액티브층 120b : 오믹콘택층
121 : 더미패턴 121a, 121b : 제 1 및 제 2 패턴
130 : 데이터 배선 133 : 소스 전극
136 : 드레인 전극 155 : 화소전극
155a : (화소전극의)절연특성을 갖는 부분
155b : (화소전극의)도전특성을 갖는 부분
160 : 보호층 170 : 공통전극
op1, op2 : 제 1 및 제 2 개구 P : 화소영역
StgC : 스토리지 커패시턴 Tr : 박막트랜지스터
TrA : 스위칭 영역

Claims (15)

  1. 기판상에 게이트 절연막을 개재하여 서로 교차하여 화소영역을 정의하며 형성된 게이트 배선 및 데이터 배선과;
    상기 게이트 배선 및 데이터 배선과 연결되며 상기 화소영역별로 구비된 박막트랜지스터와;
    상기 게이트 절연막 상에 배치되며, 도전 특성을 갖는 제 1 부분과 절연 특성을 갖는 제 2 부분을 포함하는 제 1 전극과;
    상기 제 1 전극 상부에 배치되며, 다수의 개구를 포함하는 제 2 전극과;
    상기 제 2 부분과 상기 제 2 전극 사이에 배치된 보호층
    을 포함하며,
    상기 제 1 부분은 상기 다수의 개구에 대응하는 어레이 기판.

  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 전극은 투명한 특성을 가지며 특정 가스 분위기의 플라즈마에 노출시 도전 특성을 갖는 산화물 반도체 물질로 이루어지며,
    상기 제 2 전극은 투명 도전성 물질로 이루어진 것이 특징인 어레이 기판.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 산화물 반도체 물질은 인듐-갈륨-징크-옥사이드(IGZO)이며,
    상기 투명 도전성 물질은 인듐-틴-옥사이드(ITO) 또는 인듐-징크-옥사이드(IZO)인 것이 특징인 어레이 기판.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 보호층과 상기 제 2 전극은 서로 완전 중첩하며 형성된 것이 특징인 어레이 기판.
  5. 제 1 항에 있어서,
    각 화소영역에는 상기 게이트 배선과 동일한 층에 나란하게 이격하며 공통배선이 형성되며,
    상기 각 화소영역에는 상기 공통배선에 대응하여 상기 제 1 전극의 상기 도전 특성을 갖는 제 1 부분이 중첩됨으로써 스토리지 커패시터를 이루는 것이 특징인 어레이 기판.

  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 1 전극은 상기 박막트랜지스터의 드레인 전극과 접촉하여 각 화소영역별로 패터닝되어 화소전극의 역할을 하며, 상기 제 2 전극은 화소영역 구분없이 형성되어 공통전극의 역할을 하는 것이 특징인 어레이 기판.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 공통배선과 상기 제 2 전극은 상기 공통배선을 노출시키는 공통 콘택홀을 통해 서로 접촉하는 것이 특징인 어레이 기판.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 전극은 상기 박막트랜지스터의 드레인 전극과 접촉하여 각 화소영역별로 패터닝되어 화소전극의 역할을 하며, 상기 제 1 전극은 화소영역 구분없이 형성되어 공통전극의 역할을 하는 것이 특징인 어레이 기판.
  9. 화소영역이 정의된 기판상에 플라즈마 표면처리에 의해 도전 특성을 갖는 물질로 제 1 물질층을 형성하는 단계와;
    상기 제 1 물질층 위로 순차적으로 보호층과 도전성 물질층을 형성하는 단계와;
    상기 도전성 물질층 위로 상기 각 화소영역 내부에 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계와;
    상기 포토레지스트 패턴 외측으로 노출된 상기 도전성 물질층과 그 하부의 보호층을 제거함으로써 상기 각 화소영역 내에 상기 제 1 물질층 표면을 노출시키는 제 1 방향으로 장축을 갖는 다수의 제 1 개구 및 상기 제 1 방향과 다른 제 2 방향으로 장축을 갖는 제 2 개구를 포함하는 제 2 전극을 형성하는 단계와;
    상기 제 1 및 제 2 개구를 통해 노출된 상기 제 1 물질층에 대해 특정 반응가스의 분위기에서 플라즈마 처리를 실시함으로써 도전 특성을 갖는 제 1 부분과 절연 특성을 갖는 제 2 부분을 포함하는 제 1 전극을 형성하는 단계와;
    상기 제 1 포토레지스트 패턴을 제거하는 단계
    를 포함하고,
    상기 제 1 부분은 상기 제 1 및 제 2 개구에 대응하며, 상기 보호층은 상기 제 2 부분과 상기 제 2 전극 사이에 배치되는
    어레이 기판의 제조 방법.

  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 1 물질층은 인듐-갈륨-징크-옥사이드(IGZO)이며,
    상기 도전성 물질층은 인듐-틴-옥사이드(ITO) 또는 인듐-징크-옥사이드(IZO)인 것이 특징인 어레이 기판의 제조 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 플라즈마 처리는 SH6와 He 가스 분위기에서 1100W 내지 1400W 정도의 파워를 갖는 것이 특징인 어레이 기판의 제조 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 플라즈마 처리는 30초 내지 150초가 진행하는 것이 특징인 어레이 기판의 제조 방법.
  13. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 1 물질층을 형성하기 이전에,
    상기 기판상에 게이트 절연막을 개재하여 서로 교차하여 상기 화소영역을 정의하는 게이트 배선 및 데이터 배선을 형성하고, 상기 게이트 배선 및 데이터 배선과 연결되며 상기 화소영역별로 구비된 박막트랜지스터를 형성하는 단계
    를 포함하는 어레이 기판의 제조 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 게이트 배선이 형성된 동일한 층에 상기 게이트 배선과 나란하게 이격하는 공통배선을 형성하며,
    상기 제 1 물질층 중 상기 도전 특성을 갖는 제 1 부분을 상기 공통배선과 중첩하도록 형성함으로써 서로 중첩하는 상기 공통배선과 상기 제 1 물질층의 상기 도전 특성을 갖는 제 1 부분이 스토리지 커패시터를 이루도록 하는 것이 특징인 어레이 기판의 제조 방법.

  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 제 1 개구 및 제 2 개구를 형성하는 단계는 상기 공통배선을 노출시키는 공통 콘택홀을 형성하는 단계를 포함하며,
    상기 공통배선과 상기 도전성 물질층은 상기 공통배선을 노출시키는 공통 콘택홀을 통해 서로 접촉하도록 형성하는 특징인 어레이 기판의 제조 방법.
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