KR102241444B1 - Fringe field switching liquid crystal display device and method of fabricating the same - Google Patents
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Abstract
본 발명의 프린지 필드형(Fringe Field Switching; FFS) 액정표시장치 및 그 제조방법은 리프트-오프(lift off)공정을 이용하여 4번의 마스크공정으로 어레이 기판을 제조하는 것을 특징으로 한다.
이를 위해 제 3 마스크공정에서 2번의 식각으로 공통전극을 패터닝하며, 1차 패터닝된 공통전극을 마스크로 오버코트층을 식각하여 오버코트층 홀을 형성하는 것을 특징으로 한다. 또한, 제 4 마스크공정에서 하프-톤(half tone) 마스크와 리프트-오프공정을 이용하여 보호층 홀과 화소전극 및 패드부전극을 동시에 형성하는 것을 특징으로 한다.
이와 같이 마스크 수의 저감으로 제조비용이 절감되는 동시에 생산력이 증가하며, 미세 오버코트층 홀의 형성으로 투과율이 향상되는 효과를 제공한다.The fringe field switching (FFS) liquid crystal display device of the present invention and a method of manufacturing the same are characterized in that an array substrate is manufactured in four mask processes using a lift-off process.
To this end, the common electrode is patterned by etching twice in the third mask process, and the overcoat layer is etched using the first patterned common electrode as a mask to form an overcoat layer hole. In addition, in the fourth mask process, a protective layer hole, a pixel electrode, and a pad portion electrode are simultaneously formed by using a half-tone mask and a lift-off process.
As described above, the reduction in the number of masks reduces manufacturing cost, increases productivity, and improves transmittance by forming fine overcoat layer holes.
Description
본 발명은 프린지 필드형 액정표시장치 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 고해상도와 고투과율을 동시에 구현할 수 있는 프린지 필드형 액정표시장치 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a fringe field type liquid crystal display device and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a fringe field type liquid crystal display device capable of simultaneously realizing high resolution and high transmittance, and a method of manufacturing the same.
최근 정보 디스플레이에 관한 관심이 고조되고 휴대가 가능한 정보매체를 이용하려는 요구가 높아지면서 기존의 표시장치인 브라운관(Cathode Ray Tube; CRT)을 대체하는 경량 박막형 평판표시장치(Flat Panel Display; FPD)에 대한 연구 및 상업화가 중점적으로 이루어지고 있다. 특히, 이러한 평판표시장치 중 액정표시장치(Liquid Crystal Display; LCD)는 액정의 광학적 이방성을 이용하여 이미지를 표현하는 장치로서, 해상도와 컬러표시 및 화질 등에서 우수하여 노트북이나 데스크탑 모니터 등에 활발하게 적용되고 있다.Recently, as interest in information display has increased and the demand to use portable information media has increased, it has become a lightweight thin-film flat panel display (FPD) that replaces the existing display device, Cathode Ray Tube (CRT). Research and commercialization of Korea are being focused. In particular, among these flat panel display devices, a liquid crystal display (LCD) is a device that expresses an image by using the optical anisotropy of liquid crystal, and has excellent resolution, color display, and image quality, so it is actively applied to laptops and desktop monitors. have.
액정표시장치는 크게 컬러필터(color filter) 기판과 어레이(array) 기판 및 컬러필터 기판과 어레이 기판 사이에 형성된 액정층(liquid crystal layer)으로 구성된다.A liquid crystal display device is largely composed of a color filter substrate and an array substrate, and a liquid crystal layer formed between the color filter substrate and the array substrate.
이하, 도면을 참조하여 일반적인 액정표시장치에 대해서 상세히 설명한다.Hereinafter, a general liquid crystal display device will be described in detail with reference to the drawings.
도 1은 일반적인 액정표시장치의 구조를 개략적으로 보여주는 분해사시도이다.1 is an exploded perspective view schematically showing the structure of a general liquid crystal display.
도 1을 참조하면, 일반적인 액정표시장치는 크게 컬러필터 기판(5)과 어레이 기판(10) 및 컬러필터 기판(5)과 어레이 기판(10) 사이에 형성된 액정층(liquid crystal layer)(30)으로 구성된다.Referring to FIG. 1, a general liquid crystal display device is largely a
컬러필터 기판(5)은 적(Red; R), 녹(Green; G) 및 청(Blue; B)의 색상을 구현하는 다수의 서브-컬러필터(7)로 구성된 컬러필터(C)와 서브-컬러필터(7) 사이를 구분하고 불필요한 광을 차단하는 블랙매트릭스(Black Matrix; BM)(6), 그리고 액정층(30)에 전압을 인가하는 투명한 공통전극(8)으로 이루어져 있다.The
또한, 어레이 기판(10)은 종횡으로 배열되어 다수의 화소영역(P)을 정의하는 다수의 게이트라인(16)과 데이터라인(17), 게이트라인(16)과 데이터라인(17)의 교차영역에 형성된 스위칭소자인 박막 트랜지스터(T) 및 화소영역(P) 위에 형성된 화소전극(18)으로 이루어져 있다.In addition, the
이와 같이 구성된 컬러필터 기판(5)과 어레이 기판(10)은 화상표시 영역의 외곽에 형성된 실런트(sealant)(미도시)에 의해 대향하도록 합착되어 액정패널을 구성하며, 컬러필터 기판(5)과 어레이 기판(10)의 합착은 컬러필터 기판(5) 또는 어레이 기판(10)에 형성된 합착 키(미도시)를 통해 이루어진다.The
이때, 액정표시장치에 일반적으로 사용되는 구동방식으로 네마틱상의 액정분자를 기판에 대해 수직 방향으로 구동시키는 트위스티드 네마틱(Twisted Nematic; TN)방식이 있으나, 트위스티드 네마틱방식의 액정표시장치는 시야각이 90도 정도로 좁다는 단점을 가진다. 이것은 액정분자의 굴절률 이방성(refractive anisotropy)에 기인하는 것으로 기판과 수평하게 배향된 액정분자가 액정패널에 전압이 인가될 때 기판과 거의 수직방향으로 배향되기 때문이다.At this time, there is a twisted nematic (TN) method that drives nematic liquid crystal molecules in a vertical direction with respect to the substrate as a driving method generally used in liquid crystal display devices, but the twisted nematic liquid crystal display device has a viewing angle. It has the disadvantage of being narrow at about 90 degrees. This is due to the refractive index anisotropy of the liquid crystal molecules, and this is because liquid crystal molecules aligned horizontally with the substrate are aligned in a substantially vertical direction with the substrate when a voltage is applied to the liquid crystal panel.
이에 액정분자를 기판에 대해 수평한 방향으로 구동시켜 시야각을 170도 이상으로 향상시킨 횡전계(In Plane Switching; IPS)방식 액정표시장치가 있으며, 이를 상세히 설명하면 다음과 같다.Accordingly, there is an In Plane Switching (IPS) type liquid crystal display device in which the viewing angle is increased to 170 degrees or more by driving liquid crystal molecules in a horizontal direction with respect to a substrate, and this will be described in detail as follows.
도 2는 횡전계방식 액정표시장치의 어레이 기판 일부를 개략적으로 보여주는 단면도이다. 특히, 도 2는 화소전극과 공통전극 사이에 형성되는 프린지 필드가 슬릿을 관통하여 화소영역 및 화소전극 상에 위치하는 액정분자를 구동시킴으로써 화상을 구현하는 프린지 필드형(Fringe Field Switching; FFS) 액정표시장치의 어레이 기판 일부를 나타내고 있다.2 is a schematic cross-sectional view of a part of an array substrate of a transverse electric field type liquid crystal display. In particular, FIG. 2 is a Fringe Field Switching (FFS) liquid crystal in which a fringe field formed between a pixel electrode and a common electrode penetrates a slit to drive liquid crystal molecules positioned on a pixel region and a pixel electrode to realize an image. A part of the array substrate of the display device is shown.
이때, 도면에는 설명의 편의를 위해 화소부와 데이터패드부 및 게이트패드부를 포함하는 하나의 화소를 보여주고 있다.In this case, the drawing shows one pixel including a pixel portion, a data pad portion, and a gate pad portion for convenience of description.
도 2를 참조하면, 일반적인 프린지 필드형 액정표시장치의 어레이 기판(10)에는 종횡으로 배열되어 화소영역을 정의하는 게이트라인(미도시)과 데이터라인(17)이 형성되어 있다. 또한, 게이트라인과 데이터라인(17)의 교차영역에는 스위칭소자인 박막 트랜지스터가 형성되어 있다.Referring to FIG. 2, a gate line (not shown) and a
박막 트랜지스터는 게이트라인에 연결된 게이트전극(21), 데이터라인에 연결된 소오스전극(22) 및 화소전극(18)에 연결된 드레인전극(23)으로 구성된다. 또한, 박막 트랜지스터는 게이트전극(21)과 소오스/드레인전극(22, 23) 사이의 절연을 위한 게이트절연층(15a) 및 게이트전극(21)에 공급되는 게이트전압에 의해 소오스전극(22)과 드레인전극(23) 사이에 전도채널(conductive channel)을 형성하는 액티브층(24)을 포함한다.The thin film transistor includes a
액티브층(24)의 소오스/드레인영역은 오믹-컨택층(ohmic contact layer)(25)을 통해 소오스/드레인전극(22, 23)과 오믹-컨택을 형성한다.The source/drain regions of the
데이터라인(17) 하부에는 액티브층(24)을 구성하는 비정질 실리콘 박막 및 오믹-콘택층(25)을 구성하는 n+ 비정질 실리콘 박막으로 이루어진 제 1 비정질 실리콘 박막패턴(24') 및 제 1 n+ 비정질 실리콘 박막패턴(25')이 형성되어 있다.Below the
화소영역 내에는 공통전극(8)과 화소전극(18)이 형성되어 있으며, 이때 사각형 형태의 화소전극(18)은 공통전극(8)과 함께 프린지 필드를 발생시키기 위해 화소전극(18) 내에 다수의 슬릿(18s)을 포함한다.In the pixel region, a
이와 같이 구성된 어레이 기판(10)의 가장자리 영역에는 데이터라인(17)과 게이트라인에 전기적으로 접속하는 데이터패드전극(27p)과 게이트패드전극(26p)이 각각 형성되어 있으며, 외부의 구동회로부(미도시)로부터 인가 받은 데이터신호와 주사신호를 각각 데이터라인(17)과 게이트라인에 전달한다.In the edge region of the
즉, 데이터라인(17)과 게이트라인은 구동회로부 쪽으로 연장되어 해당하는 데이터패드라인(17p)과 게이트패드라인(16p)에 각각 연결된다. 그리고, 데이터패드라인(17p)과 게이트패드라인(16p)은 데이터패드라인(17p)과 게이트패드라인(16p)에 각각 전기적으로 접속된 데이터패드전극패턴(27p'), 데이터패드전극(27p)과 게이트패드전극패턴(26p'), 게이트패드전극(26p)을 통해 구동회로부로부터 각각 데이터신호와 주사신호를 인가 받는다.That is, the
이때, 데이터패드라인(17p) 하부에는 비정질 실리콘 박막 및 n+ 비정질 실리콘 박막으로 이루어진 제 2 비정질 실리콘 박막패턴(24") 및 제 2 n+ 비정질 실리콘 박막패턴(25")이 형성되어 있다.In this case, a second amorphous silicon
참고로, 도면부호 15b, 15c 및 15d는 제 1 층간절연층, 제 2 층간절연층 및 보호층을 나타낸다.For reference,
이와 같이 구성된 프린지 필드형 액정표시장치는 기존의 트위스티드 네마틱방식에 비해 시야각과 투과율이 향상된 장점을 가진다. 그러나, 박막 트랜지스터를 포함하는 어레이 기판의 제작에 6 ~ 7개 정도의 다수의 마스크공정(즉, 포토리소그래피(photolithography))공정을 필요로 하므로 생산성 면에서 마스크 수를 줄이는 방법이 요구된다.The fringe field type liquid crystal display configured as described above has an advantage in that the viewing angle and transmittance are improved compared to the conventional twisted nematic method. However, since a plurality of mask processes (ie, photolithography) of about 6 to 7 are required to fabricate an array substrate including a thin film transistor, a method of reducing the number of masks in terms of productivity is required.
도 3a 내지 도 3f는 도 2에 도시된 어레이 기판의 제조공정을 순차적으로 보여주는 단면도이다.3A to 3F are cross-sectional views sequentially showing a manufacturing process of the array substrate shown in FIG. 2.
도 3a를 참조하면, 어레이 기판(10) 위에 포토리소그래피공정(제 1 마스크공정)을 이용하여 도전성 금속물질로 이루어진 게이트전극(21)과 게이트라인(미도시) 및 게이트패드라인(16p)을 형성한다.Referring to FIG. 3A, a
다음으로, 도 3b를 참조하면, 게이트전극(21)과 게이트라인 및 게이트패드라인(16p)이 형성된 어레이 기판(10) 전면에 차례대로 게이트절연층(15a), 비정질 실리콘 박막, n+ 비정질 실리콘 박막 및 도전성 금속물질을 증착한다.Next, referring to FIG. 3B, a
이후, 포토리소그래피공정(제 2 마스크공정)을 이용하여 비정질 실리콘 박막과 n+ 비정질 실리콘 박막 및 도전성 금속물질을 선택적으로 패터닝함으로써 게이트전극(21) 위에 게이트절연층(15a)이 개재된 상태에서 비정질 실리콘 박막으로 이루어진 액티브층(24)을 형성한다. 그리고, 액티브층(24) 상부에 도전성 금속물질로 이루어진 소오스전극(22)과 드레인전극(23)을 형성한다.Thereafter, by selectively patterning an amorphous silicon thin film, an n+ amorphous silicon thin film, and a conductive metal material using a photolithography process (second mask process), the amorphous silicon layer is interposed on the
이때, 제 2 마스크공정을 통해 어레이 기판(10)의 데이터라인 영역에 도전성 금속물질로 이루어진 데이터라인(17)을 형성하는 동시에 어레이 기판(10)의 데이터패드부에 도전성 금속물질로 이루어진 데이터패드라인(17p)을 형성한다.At this time, a
이때, 액티브층(24) 상부에는 n+ 비정질 실리콘 박막으로 이루어지며, 액티브층(24)의 소오스/드레인영역과 소오스/드레인전극(22, 23) 사이를 오믹-컨택시키는 오믹-콘택층(25)이 형성된다.In this case, an ohmic-
또한, 데이터라인(17) 하부에는 각각 비정질 실리콘 박막 및 n+ 비정질 실리콘 박막으로 이루어지며, 데이터라인(17)과 실질적으로 동일한 형태로 패터닝된 제 1 비정질 실리콘 박막패턴(24') 및 제 1 n+ 비정질 실리콘 박막패턴(25')이 형성된다.In addition, under the
또한, 데이터패드라인(17p) 하부에는 각각 비정질 실리콘 박막 및 n+ 비정질 실리콘 박막으로 이루어지며, 데이터패드라인(17p)과 실질적으로 동일한 형태로 패터닝된 제 2 비정질 실리콘 박막패턴(24") 및 제 2 n+ 비정질 실리콘 박막패턴(25")이 형성된다.Further, under the
다음으로, 도 3c를 참조하면, 어레이 기판(10) 전면에 제 1 층간절연층(15b)과 제 2 층간절연층(15c)을 형성한다.Next, referring to FIG. 3C, a first
이후, 포토리소그래피공정(제 3 마스크공정)을 이용하여 게이트절연층(15a)과 제 1 층간절연층(15b) 및 제 2 층간절연층(15c)의 일부영역을 선택적으로 패터닝함으로써 드레인전극(23)의 일부를 노출시키는 제 1 컨택홀(40a)을 형성한다. 이와 동시에 데이터패드라인(17p) 및 게이트패드라인(16p)의 일부를 각각 노출시키는 제 2 컨택홀(40b) 및 제 3 컨택홀(40c)을 형성한다.Thereafter, the
이때, 제 2 층간절연층(15c)은 포토 아크릴로 이루어진다.At this time, the second
다음으로, 도 3d를 참조하면, 어레이 기판(10) 전면에 투명한 도전성 금속물질을 증착한 후, 포토리소그래피공정(제 4 마스크공정)을 이용하여 선택적으로 패터닝함으로써 화소부 전체에 걸쳐 투명한 도전성 금속물질로 이루어진 공통전극(8)을 형성한다.Next, referring to FIG. 3D, after depositing a transparent conductive metal material on the entire surface of the
이때, 제 4 마스크공정을 통해 투명한 도전성 금속물질을 선택적으로 패터닝함으로써 데이터패드부 및 게이트패드부에 데이터패드라인(17p) 및 게이트패드라인(16p)과 전기적으로 접속하는 데이터패드전극패턴(27p') 및 게이트패드전극패턴(26p')을 각각 형성한다.At this time, the data
다음으로, 도 3e를 참조하면, 어레이 기판(10) 전면에 저온에서 보호층(15d)을 형성한다.Next, referring to FIG. 3E, a
이후, 포토리소그래피공정(제 5 마스크공정)을 이용하여 보호층(15d)의 일부영역을 선택적으로 패터닝함으로써 드레인전극(23)과 데이터패드전극패턴(27p') 및 게이트패드전극패턴(26p')의 일부를 각각 노출시키는 제 4 컨택홀(40d)과 제 5 컨택홀(40e) 및 제 6 컨택홀(40f)을 형성한다.Thereafter, the
다음으로, 도 3f를 참조하면, 어레이 기판(10) 전면에 투명한 도전성 금속물질을 증착한 후, 포토리소그래피공정(제 6 마스크공정)을 이용하여 선택적으로 패터닝하여 화소영역에 제 4 컨택홀(40d)을 통해 드레인전극(23)과 전기적으로 접속하는 화소전극(18)을 형성한다.Next, referring to FIG. 3F, after depositing a transparent conductive metal material on the entire surface of the
또한, 제 6 마스크공정을 통해 투명한 도전성 금속물질을 선택적으로 패터닝함으로써 데이터패드부 및 게이트패드부에 제 5 컨택홀(40e) 및 제 6 컨택홀(40f)을 통해 데이터패드전극패턴(27p') 및 게이트패드전극패턴(26p')과 전기적으로 접속하는 데이터패드전극(27p) 및 게이트패드전극(26p)을 각각 형성한다.In addition, by selectively patterning a transparent conductive metal material through a sixth mask process, the data
이때, 화소전극(18)은 그 하부의 공통전극(8)과 함께 프린지 필드를 발생시키기 위해 화소전극(18) 내에 다수의 슬릿(18s)을 포함한다.At this time, the
이와 같이 일반적인 프린지 필드형 액정표시장치는 공통전극(8)과 화소전극(18) 사이에 상하 전계를 형성하기 위해 보호층(15d)을 사이에 두고 서로 다른 층에 공통전극(8)과 화소전극(18)을 형성한다. 또한, 2번의 공정으로 드레인 컨택홀, 즉 제 1 컨택홀(40a)과 제 4 컨택홀(40d)을 형성하며, 이에 따라 횡전계방식 액정표시장치에 비해 최소한 2번의 마스크공정이 더 필요하게 된다.As described above, in order to form a vertical electric field between the
또한, 포토 아크릴로 제 2 층간절연층(15c)을 형성하기 때문에 포토 아크릴의 식각 특성상 드레인 컨택홀의 크기를 축소하는 데에는 한계가 있다. 따라서, 고해상도를 구현하는데 한계가 있다.In addition, since the second
본 발명은 상기한 문제를 해결하기 위한 것으로, 4번의 마스크공정으로 어레이 기판을 제작하도록 한 프린지 필드형 액정표시장치 및 그 제조방법을 제공하는데 목적이 있다.An object of the present invention is to solve the above-described problem, and to provide a fringe field type liquid crystal display device and a method of manufacturing the same, in which an array substrate is fabricated in the fourth mask process.
본 발명의 다른 목적은 자기-정렬(self align)로 미세 오버코트층 홀을 형성하도록 한 프린지 필드형 액정표시장치 및 그 제조방법을 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a fringe field type liquid crystal display device in which fine overcoat layer holes are formed by self-alignment, and a method of manufacturing the same.
기타, 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 후술되는 발명의 구성 및 특허청구범위에서 설명될 것이다.In addition, other objects and features of the present invention will be described in the configuration and claims of the invention to be described later.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 프린지 필드형 액정표시장치는 제 1 층간절연층과 제 2 층간절연층의 이중의 층간절연층으로 구성되며, 제 2 층간절연층의 일부영역이 제거되어 드레인전극 상부의 제 1 층간절연층의 일부를 노출시키는 제 1 컨택홀 및 제 1 컨택홀 내에 위치하며, 제 1 보호층의 일부영역이 제거되어 드레인전극의 일부를 노출시키는 제 2 컨택홀을 포함하여 구성될 수 있다.In order to achieve the above object, the fringe field type liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention is composed of a double interlayer insulating layer of a first interlayer insulating layer and a second interlayer insulating layer, The first contact hole and the first contact hole are partially removed to expose a part of the first interlayer insulating layer on the drain electrode, and a partial region of the first protective layer is removed to expose a part of the drain electrode. It can be configured including 2 contact holes.
이때, 공통전극은 제 2 층간절연층 위에 배치되며, 공통전극 위의 제 1 보호층이 배치될 수 있다.In this case, the common electrode may be disposed on the second interlayer insulating layer, and the first protective layer may be disposed on the common electrode.
화소전극은 다수의 슬릿을 가지며, 제 2 컨택홀을 통해 상기 드레인전극과 전기적으로 접속할 수 있다.The pixel electrode has a plurality of slits, and may be electrically connected to the drain electrode through a second contact hole.
이때, 본 발명의 일 실시예에 따른 프린지 필드형 액정표시장치는 화소전극의 슬릿 내에 배치되는 절연막패턴을 포함하며, 제 2 컨택홀 내의 화소전극과 제 2 층간절연층 측면 사이에 제 1 보호층이 개재되어 있는 것을 특징으로 한다.At this time, the fringe field type liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention includes an insulating layer pattern disposed in a slit of a pixel electrode, and a first protective layer between the pixel electrode in the second contact hole and the side surface of the second interlayer insulating layer. It is characterized by being interposed.
공통전극은 제 2 층간절연층의 에지로부터 일정 간격 떨어져 위치할 수 있다.The common electrode may be positioned at a predetermined distance from the edge of the second interlayer insulating layer.
절연막패턴은 화소전극과 일정 간격을 유지하며, 슬릿과 나란한 방향으로 배치될 수 있다.The insulating layer pattern maintains a predetermined distance from the pixel electrode and may be disposed in a direction parallel to the slit.
데이터패드부 및 게이트패드부에는 제 2 층간절연층이 제거된 상태에서 제 1 보호층 및 절연막패턴을 구성하는 절연물질로 이루어진 제 2 보호층이 적층될 수 있다.A second protective layer made of an insulating material constituting the first protective layer and the insulating layer pattern may be stacked on the data pad portion and the gate pad portion while the second interlayer insulating layer is removed.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 프린지 필드형 액정표시장치의 제조방법은 제 3 마스크공정을 통해 드레인전극 상부의 제 1 층간절연층을 노출시키는 제 1 컨택홀을 형성하며, 화소부의 제 2 층간절연층 위에 공통전극을 형성하는 단계, 공통전극 위에 제 1 보호층 및 제 2 보호층을 형성하는 단계 및 제 4 마스크공정을 통해 제 1 기판의 화소부에 다수의 슬릿을 가진 화소전극을 형성하며, 화소전극의 슬릿 내에 상기 제 2 보호층으로 이루어진 절연막패턴을 형성하는 단계를 포함하여 구성될 수 있다.In addition, a method of manufacturing a fringe field type liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention includes forming a first contact hole exposing the first interlayer insulating layer on the drain electrode through a third mask process, and forming a second contact hole in the pixel portion. Forming a common electrode on the interlayer insulating layer, forming a first protective layer and a second protective layer on the common electrode, and forming a pixel electrode having a plurality of slits in the pixel portion of the first substrate through the fourth mask process And forming an insulating layer pattern made of the second protective layer in the slit of the pixel electrode.
이때, 본 발명의 일 실시예에 따른 프린지 필드형 액정표시장치의 제조방법은 제 3 마스크공정을 이용하여 제 1 기판의 데이터패드부 및 게이트패드부의 제 2 층간절연층을 제거하여 데이터패드부 및 게이트패드부의 제 1 층간절연층을 노출시키는 단계를 추가로 포함할 수 있다.In this case, in the manufacturing method of the fringe field type liquid crystal display according to an embodiment of the present invention, the data pad portion and the second interlayer insulating layer of the gate pad portion of the first substrate are removed using a third mask process. It may further include exposing the first interlayer insulating layer of the gate pad part.
제 3 마스크공정은 제 2 층간절연층 위에 제 3 도전막을 형성하는 단계, 제 3 도전막 위에 제 1 감광막패턴 및 제 2 감광막패턴을 형성하는 단계, 제 1 감광막패턴 및 제 2 감광막패턴을 마스크로 제 3 도전막의 일부영역을 선택적으로 패터닝하여 화소부에 상기 제 3 도전막으로 이루어진 도전막패턴을 형성하는 단계 및 제 1 감광막패턴과 제 2 감광막패턴 및 도전막패턴을 마스크로 제 2 층간절연층의 일부영역을 선택적으로 패터닝하여 드레인전극 상부에 제 1 층간절연층의 일부를 노출시키는 제 1 컨택홀을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.The third mask process includes forming a third conductive layer on the second interlayer insulating layer, forming a first photoresist layer pattern and a second photoresist layer pattern on the third conductive layer, and using the first photoresist layer pattern and the second photoresist layer pattern as a mask. Forming a conductive layer pattern made of the third conductive layer in a pixel portion by selectively patterning a partial area of the third conductive layer, and using the first photoresist layer pattern, the second photoresist layer pattern, and the conductive layer pattern as a mask, and a second interlayer insulating layer And forming a first contact hole on the drain electrode to expose a part of the first interlayer insulating layer by selectively patterning a partial region of the.
이때, 제 3 도전막의 패터닝은 습식각을 이용하며, 습식각 시 도전막패턴의 일부가 오버-에칭되어 제 1 감광막패턴 및 제 2 감광막패턴의 측면으로부터 후퇴할 수 있다.At this time, patterning of the third conductive layer is performed using a wet etching method, and during wet etching, a part of the conductive layer pattern is over-etched to retreat from the side surfaces of the first photoresist pattern and the second photoresist pattern.
제 2 층간절연층의 패터닝은 건식각을 이용하며, 건식각 시 제 1 감광막패턴 및 제 2 감광막패턴의 일부가 제거되어 제 1 감광막패턴 및 제 2 감광막패턴보다 폭 및 두께가 줄어든 제 3 감광막패턴 및 제 4 감광막패턴을 형성할 수 있다.The second interlayer insulating layer is patterned using dry etching, and during dry etching, a portion of the first photoresist layer pattern and the second photoresist layer pattern are removed, thereby reducing the width and thickness of the first photoresist layer pattern and the second photoresist layer pattern. And a fourth photoresist pattern may be formed.
이때, 제 3 감광막패턴 및 제 4 감광막패턴을 마스크로 도전막패턴을 2차로 패터닝하여 화소부에 도전막으로 이루어진 공통전극을 형성할 수 있다.In this case, a common electrode made of a conductive layer may be formed in the pixel portion by secondarily patterning the conductive layer pattern using the third photoresist layer pattern and the fourth photoresist layer pattern as a mask.
제 4 마스크공정은 제 2 보호층 위에 감광막패턴을 형성하는 단계, 감광막패턴을 마스크로 제 1 층간절연층과 제 1 보호층 및 제 2 보호층의 일부영역을 선택적으로 패터닝하여 제 1 컨택홀 내에 드레인전극의 일부를 노출시키는 제 2 컨택홀을 형성하는 단계, 애싱공정을 통해 감광막패턴의 두께 일부를 제거하는 단계, 제 2 보호층의 일부영역을 선택적으로 패터닝하여 애싱된 감광막패턴 하부에 절연막패턴을 형성하는 단계, 애싱된 감광막패턴이 남아있는 상태에서 그 위에 도전막을 형성하는 단계 및 리프트-오프공정을 통해 애싱된 감광막패턴과 애싱된 감광막패턴 상부의 도전막을 선택적으로 제거하여 화소부에 도전막으로 이루어진 화소전극을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.In the fourth masking process, a photoresist pattern is formed on the second protective layer, and partial regions of the first interlayer insulating layer, the first protective layer, and the second protective layer are selectively patterned in the first contact hole using the photoresist pattern as a mask. Forming a second contact hole exposing a portion of the drain electrode, removing a part of the thickness of the photosensitive film pattern through an ashing process, and selectively patterning a partial region of the second protective layer to form an insulating film pattern under the ashed photosensitive film pattern Forming a conductive film on the pixel portion by selectively removing the ashed photosensitive film pattern and the conductive film on the ashed photosensitive film pattern through the step of forming, forming a conductive film thereon while the ashed photosensitive film pattern remains, and a lift-off process. It may include the step of forming a pixel electrode made of.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 프린지 필드형 액정표시장치 및 그 제조방법은 4번의 마스크공정으로 어레이 기판을 제조함에 따라 제조비용이 절감되는 동시에 생산력이 증가되는 효과를 제공한다.As described above, the fringe field type liquid crystal display device and its manufacturing method according to an exemplary embodiment of the present invention provide an effect of reducing manufacturing cost and increasing productivity as an array substrate is manufactured through four mask processes.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 프린지 필드형 액정표시장치 및 그 제조방법은 자기-정렬로 미세 오버코트층 홀을 형성함에 따라 투과율을 향상시킬 수 있다. 따라서, 고해상도를 구현하여 화질을 향상시키는 효과를 제공한다.In addition, the fringe field type liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention and a method of manufacturing the same can improve transmittance by forming fine overcoat layer holes in self-alignment. Therefore, it provides an effect of improving image quality by implementing high resolution.
도 1은 일반적인 액정표시장치의 구조를 개략적으로 보여주는 분해사시도.
도 2는 횡전계방식 액정표시장치의 어레이 기판 일부를 개략적으로 보여주는 단면도.
도 3a 내지 도 3f는 도 2에 도시된 어레이 기판의 제조공정을 순차적으로 보여주는 단면도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 프린지 필드형 액정표시장치의 어레이 기판 일부를 개략적으로 보여주는 단면도.
도 5a 내지 도 5d는 도 4에 도시된 어레이 기판의 제조공정을 순차적으로 보여주는 단면도.
도 6a 내지 도 6f는 도 5c에 도시된 제 3 마스크공정을 구체적으로 보여주는 단면도.
도 7a 내지 도 7h는 도 5d에 도시된 제 4 마스크공정을 구체적으로 보여주는 단면도.
도 8은 도 7g에 도시된 어레이 기판의 A부분을 확대하여 보여주는 단면도.1 is an exploded perspective view schematically showing the structure of a general liquid crystal display.
2 is a schematic cross-sectional view of a part of an array substrate of a transverse electric field type liquid crystal display.
3A to 3F are cross-sectional views sequentially showing a manufacturing process of the array substrate shown in FIG. 2.
4 is a cross-sectional view schematically showing a part of an array substrate of a fringe field type liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.
5A to 5D are cross-sectional views sequentially showing a manufacturing process of the array substrate shown in FIG. 4.
6A to 6F are cross-sectional views specifically showing the third mask process shown in FIG. 5C.
7A to 7H are cross-sectional views specifically showing the fourth mask process shown in FIG. 5D.
FIG. 8 is an enlarged cross-sectional view of portion A of the array substrate shown in FIG. 7G.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 프린지 필드형 액정표시장치 및 그 제조방법의 바람직한 실시예를 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.Hereinafter, a preferred embodiment of a fringe field type liquid crystal display device and a method of manufacturing the same according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those of ordinary skill in the art can easily implement it.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다. 도면에서 층 및 영역들의 크기 및 상대적인 크기는 설명의 명료성을 위해 과장될 수 있다.Advantages and features of the present invention, and a method of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described below in detail together with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in a variety of different forms, only the present embodiments are intended to complete the disclosure of the present invention, and common knowledge in the technical field to which the present invention pertains. It is provided to completely inform the scope of the invention to those who have, and the invention is only defined by the scope of the claims. The same reference numerals refer to the same elements throughout the specification. In the drawings, the sizes and relative sizes of layers and regions may be exaggerated for clarity of description.
소자(element) 또는 층이 다른 소자 또는 "위(on)" 또는 "상(on)"으로 지칭되는 것은 다른 소자 또는 층의 바로 위뿐만 아니라 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 소자가 "직접 위(directly on)" 또는 "바로 위"로 지칭되는 것은 중간에 다른 소자 또는 층을 개재하지 않는 것을 나타낸다.When an element or layer is another element or referred to as “on” or “on”, it includes not only directly above the other element or layer, but also a case in which another layer or other element is interposed in the middle. do. On the other hand, when a device is referred to as "directly on" or "directly on", it indicates that no other device or layer is interposed therebetween.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below, beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 소자를 뒤집을 경우, 다른 소자의 "아래(below)" 또는 "아래(beneath)"로 기술된 소자는 다른 소자의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다.The terms "below, beneath", "lower", "above", and "upper", which are spatially relative terms, refer to one element or component as shown in the drawing. It can be used to easily describe the correlation between the and other devices or components. Spatially relative terms should be understood as terms including different directions of the device during use or operation in addition to the directions shown in the drawings. For example, if an element shown in the figure is turned over, an element described as “below” or “beneath” another element may be placed “above” another element. Accordingly, the exemplary term “below” may include both directions below and above.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며, 따라서 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.The terms used in the present specification are for describing exemplary embodiments, and therefore, are not intended to limit the present invention. In this specification, the singular form also includes the plural form unless specifically stated in the phrase. As used in the specification, "comprise" and/or "comprising" refers to the presence of one or more other components, steps, actions and/or elements in which the recited component, step, operation and/or element Or does not preclude additions.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 프린지 필드형 액정표시장치의 어레이 기판 일부를 개략적으로 보여주는 단면도이다.4 is a schematic cross-sectional view illustrating a part of an array substrate of a fringe field type liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.
이때, 도 4는 화소전극과 공통전극 사이에 형성되는 프린지 필드가 슬릿을 관통하여 화소영역 및 화소전극 상에 위치하는 액정분자를 구동시킴으로써 화상을 구현하는 프린지 필드형 액정표시장치의 어레이 기판 일부를 예를 들어 보여주고 있다.In this case, FIG. 4 shows a part of an array substrate of a fringe field type liquid crystal display device in which a fringe field formed between a pixel electrode and a common electrode penetrates a slit to drive liquid crystal molecules positioned on the pixel region and the pixel electrode to realize an image An example is shown.
프린지 필드형 액정표시장치는 액정분자가 수평으로 배향되어 있는 상태에서 하부에 공통전극이 형성되는 한편 상부에 슬릿을 가진 화소전극이 형성됨에 따라 전계가 수평 및 수직 방향으로 발생하여 액정분자가 트위스트(twist)와 틸트(tilt)되어 구동된다.In a fringe field type liquid crystal display, when the liquid crystal molecules are horizontally oriented, a common electrode is formed at the bottom while a pixel electrode having a slit is formed at the top, so that an electric field is generated in the horizontal and vertical directions, causing the liquid crystal molecules to twist ( It is driven by twisting and tilting.
이때, 도면에는 설명의 편의를 위해 화소부와 데이터패드부 및 게이트패드부를 포함하는 하나의 화소를 보여주고 있다. 즉, 실제의 액정표시장치에서는 N개의 게이트라인과 M개의 데이터라인이 교차하여 MxN개의 화소가 존재하지만 설명을 간단하게 하기 위해 도면에는 하나의 화소를 보여주고 있다.In this case, the drawing shows one pixel including a pixel portion, a data pad portion, and a gate pad portion for convenience of description. That is, in an actual liquid crystal display device, there are MxN pixels by crossing N gate lines and M data lines, but one pixel is shown in the drawing for simplicity of explanation.
도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 어레이 기판(110)에는 종횡으로 배열되어 화소영역을 정의하는 게이트라인(미도시)과 데이터라인(117)이 형성되어 있다.Referring to FIG. 4, a gate line (not shown) and a
또한, 게이트라인과 데이터라인(117)의 교차영역에는 스위칭소자인 박막 트랜지스터가 형성되어 있으며, 화소영역 내에는 프린지 필드를 발생시켜 액정분자를 구동시키는 공통전극(108)과 다수의 슬릿(118s)을 가진 화소전극(118)이 형성되어 있다.In addition, a thin film transistor, which is a switching element, is formed in the crossing region of the gate line and the
박막 트랜지스터는 게이트라인에 연결된 게이트전극(121), 데이터라인(117)에 연결된 소오스전극(122) 및 제 2 컨택홀(즉, 드레인 컨택홀)을 통해 화소전극(118)에 전기적으로 접속된 드레인전극(123)으로 구성된다. 또한, 박막 트랜지스터는 게이트전극(121)과 소오스/드레인전극(122, 123) 사이의 절연을 위한 게이트절연층(115a) 및 게이트전극(121)에 공급되는 게이트 전압에 의해 소오스전극(122)과 드레인전극(123) 간에 전도채널을 형성하는 액티브층(124)을 포함한다.The thin film transistor is a drain electrically connected to the
이때, 액티브층(124)의 소오스/드레인영역은 오믹-콘택층(125)을 통해 소오스/드레인전극(122, 123)과 오믹-컨택을 형성한다.In this case, the source/drain regions of the
데이터라인(117) 하부에는 비정질 실리콘 박막 및 n+ 비정질 실리콘 박막으로 이루어지며, 데이터라인(117)과 실질적으로 동일한 형태로 패터닝된 제 1 비정질 실리콘 박막패턴(124') 및 제 1 n+ 비정질 실리콘 박막패턴(125')이 형성되어 있다.A first amorphous silicon
전술한 바와 같이 화소영역 내에는 프린지 필드를 발생시키기 위해 공통전극(108)과 화소전극(118)이 형성되어 있는데, 이때 사각형 형태의 화소전극(118)은 공통전극(108)과 함께 프린지 필드를 발생시키기 위해 화소전극(118) 내에 다수의 슬릿(118s)을 포함한다.As described above, the
다만, 본 발명이 공통전극(108)과 화소전극(118)의 구조에 한정되는 것은 아니며, 본 발명은 하부에 화소전극이 형성되고 상부에 다수의 슬릿을 가진 공통전극이 형성되는 경우에도 적용 가능하다.However, the present invention is not limited to the structures of the
이때, 화소전극(118)의 슬릿(118s) 내에는 절연물질로 이루어지며, 화소전극(118)과 일정 간격을 유지하며 슬릿(118s)과 나란한 방향으로 배치된 절연막패턴(115)이 형성되어 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 절연막패턴(115)은 화소전극(118)과 접촉할 수도 있다.In this case, an insulating
공통전극(108)은 제 2 컨택홀 영역을 포함하는 제 1 컨택홀(즉, 오버코트층 홀) 영역을 제외한 화소부 전체에 걸쳐 단일 패턴으로 형성될 수 있다.The
이때, 본 발명의 실시예에 따른 공통전극(108)은 드레인 컨택홀 내에 형성된 화소전극(118)과 단락(short)되지 않도록 화소전극(118)으로부터 일정 간격 떨어져 형성될 수 있다. 즉, 공통전극(108)은 2번의 패터닝을 통해 제 2 층간절연층(115c)의 에지(edge)로부터 일정 간격 떨어지도록 형성될 수 있다.In this case, the
공통전극(108)은 제 1 층간절연층(115b)과 제 2 층간절연층(115c) 위에 형성된다.The
이때, 제 1 층간절연층(115b)은 버퍼 절연층이 역할을 한다.In this case, the buffer insulating layer serves as the first
오버코트층으로서의 제 2 층간절연층(115c)은 고해상도와 투과율 증가를 위해 포토 아크릴(photo acrylic)과 같은 유기 절연물질로 이루어질 수 있다.The second
이때, 오버코트층 홀 내에는 제 1 보호층(115d)이 채워지며, 제 1 보호층(115d)의 일부가 제거되어 드레인 컨택홀이 형성된다.At this time, the
이와 같이 구성된 어레이 기판(110)의 가장자리 영역에는 데이터라인(117)과 게이트라인에 전기적으로 접속하는 데이터패드전극(127p)과 게이트패드전극(126p)이 각각 형성되어 있으며, 외부의 구동회로부(미도시)로부터 인가 받은 데이터신호와 주사신호를 데이터라인(117)과 게이트라인에 각각 전달한다.In the edge region of the
즉, 데이터라인(117)과 게이트라인은 구동회로부 쪽으로 연장되어 해당하는 데이터패드라인(117p)과 게이트패드라인(116p)에 각각 연결된다. 그리고, 데이터패드라인(117p)과 게이트패드라인(116p)은 데이터패드라인(117p)과 게이트패드라인(116p)에 각각 전기적으로 접속된 데이터패드전극(127p)과 게이트패드전극(126p)을 통해 구동회로부로부터 각각 데이터신호와 주사신호를 인가 받는다.That is, the
이때, 데이터패드라인(117p) 하부에는 비정질 실리콘 박막 및 n+ 비정질 실리콘 박막으로 이루어진 제 2 비정질 실리콘 박막패턴(124") 및 제 2 n+ 비정질 실리콘 박막패턴(125")이 형성되어 있다.At this time, a second amorphous silicon
전술한 바와 같이 제 2 층간절연층(115c)은 데이터라인(117)과 공통전극(108) 사이의 오버랩에 의한 기생 커패시턴스(parasitic capacitance)를 감소시키기 위해 포토 아크릴과 같은 낮은 유전율을 가진 유기 절연물질을 이용하여 형성할 수 있다. 또한, 제 1 층간절연층(115b) 및 제 1 보호층(115d)은 실리콘질화막(SiNx), 실리콘산화막(SiO2)과 같은 무기 절연물질로 형성할 수 있다.As described above, the second
이때, 본 발명의 실시예의 경우에는 데이터패드부 및 게이트패드부의 제 2 층간절연층(115c)이 제거되어 있는 것을 특징으로 한다. 이에 따라 패드부의 리페어(repair) 시 유기 절연물질로 이루어진 제 2 층간절연층(115c)이 뜯기는 불량을 원천적으로 방지할 수 있다.In this case, in the embodiment of the present invention, the second
또한, 데이터패드전극(127p)과 게이트패드전극(126p) 주위의 제 1 보호층(115d) 위에는 절연막패턴(115)과 동일한 절연물질로 이루어진 제 2 보호층(115e)이 형성되어 있다.In addition, a second
절연막패턴(115)을 포함하는 제 2 보호층(115e)은 스퍼터를 이용하여 다공성(porous)을 가지도록 형성할 수 있다. 이에 따라 하부 제 1 보호층(115c)보다 식각속도가 빨라 감광막패턴 하부에 언더 컷(under cut)을 형성할 수 있다.The second
이와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 따른 프린지 필드형 액정표시장치는 하프-톤(half tone) 마스크 또는 회절 마스크(이하, 하프-톤 마스크를 지칭하는 경우에는 회절 마스크를 포함하는 것으로 한다)를 이용함으로써 총 4번의 마스크공정을 통해 어레이 기판을 제작하는 것을 특징으로 한다.The fringe field type liquid crystal display according to the embodiment of the present invention configured as described above uses a half-tone mask or a diffraction mask (hereinafter, when referring to a half-tone mask, a diffraction mask is included). As a result, the array substrate is manufactured through a total of four mask processes.
이를 위해 제 3 마스크공정에서 2번의 식각으로 공통전극을 패터닝하며, 1차 패터닝된 공통전극을 마스크로 오버코트층을 식각하여 오버코트층 홀을 형성하는 것을 특징으로 한다. 또한, 제 4 마스크공정에서 하프-톤 마스크와 리프트-오프공정을 이용하여 보호층 홀과 화소전극 및 패드부전극을 동시에 형성하는 것을 특징으로 한다.To this end, the common electrode is patterned by etching twice in the third mask process, and the overcoat layer is etched using the first patterned common electrode as a mask to form an overcoat layer hole. In addition, in the fourth mask process, the protective layer hole, the pixel electrode, and the pad portion electrode are simultaneously formed by using a half-tone mask and a lift-off process.
이때, 리프트-오프공정을 원활하게 진행하기 위해 보호층을 이중, 즉 제 1 보호층과 제 2 보호층으로 형성하는 것을 특징으로 한다.At this time, it is characterized in that the protective layer is formed of double, that is, a first protective layer and a second protective layer in order to smoothly proceed the lift-off process.
이와 같이 본 발명의 실시예에 따른 프린지 필드형 액정표시장치는 고해상도와 고투과율의 장점은 그대로 유지하는 동시에 어레이 기판을 제조하는데 필요한 마스크 수는 감소하게 되어 제조비용이 절감되는 동시에 생산력이 증가한다.As described above, the fringe field type liquid crystal display device according to an exemplary embodiment of the present invention maintains the advantages of high resolution and high transmittance, while reducing the number of masks required to manufacture an array substrate, thereby reducing manufacturing cost and increasing productivity.
또한, 감광막패턴 대신에 공통전극을 마스크로 오버코트층을 식각하여 오버코트층 홀을 형성함으로써 자기-정렬에 의해 오버코트층 홀의 크기를 축소할 수 있다. 따라서, 고해상도에서 투과도 저하를 방지할 수 있다.In addition, the overcoat layer holes may be formed by etching the overcoat layer using a common electrode as a mask instead of the photoresist pattern, thereby reducing the size of the overcoat layer holes by self-alignment. Therefore, it is possible to prevent a decrease in transmittance at high resolution.
이하, 이와 같이 구성되는 본 발명의 실시예에 따른 프린지 필드형 액정표시장치의 제조방법을 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a method of manufacturing a fringe field type liquid crystal display according to an embodiment of the present invention configured as described above will be described in detail with reference to the drawings.
도 5a 내지 도 5d는 도 4에 도시된 어레이 기판의 제조공정을 순차적으로 보여주는 단면도이다.5A to 5D are cross-sectional views sequentially showing a manufacturing process of the array substrate shown in FIG. 4.
이때, 좌측에는 화소부의 어레이 기판을 제조하는 공정을 보여주며, 우측에는 차례대로 데이터패드부와 게이트패드부의 어레이 기판을 제조하는 공정을 보여주고 있다.At this time, a process of manufacturing an array substrate of the pixel portion is shown on the left, and a process of manufacturing an array substrate of the data pad portion and the gate pad portion in turn is shown on the right.
도 5a에 도시된 바와 같이, 유리와 같은 투명한 절연물질로 이루어진 어레이 기판(110)의 화소부에 게이트전극(121), 게이트라인(미도시) 및 공통라인(미도시)을 형성한다. 그리고, 어레이 기판(110)의 게이트패드부에 게이트패드라인(116p)을 형성한다.As shown in FIG. 5A, a
게이트전극(121), 게이트라인, 공통라인 및 게이트패드라인(116p)은 제 1 도전막을 어레이 기판(110) 전면에 증착한 후 포토리소그래피공정(제 1 마스크공정)을 통해 선택적으로 패터닝하여 형성한다.The
제 1 도전막은 게이트전극(121), 게이트라인, 공통라인 및 게이트패드라인(116p)을 형성하기 위해 알루미늄(aluminium; Al), 알루미늄 합금(Al alloy), 텅스텐(tungsten; W), 구리(copper; Cu), 크롬(chromium; Cr), 몰리브덴(molybdenum; Mo) 및 몰리브덴 합금 등과 같은 저저항 불투명 도전물질로 형성할 수 있다. 또한, 제 1 도전막은 저저항 도전물질이 2가지 이상 적층된 다층구조로 형성할 수 있다.The first conductive layer is formed of aluminum (Al), aluminum alloy, tungsten (W), copper (copper) to form the
다음으로, 도 5b에 도시된 바와 같이, 게이트전극(121), 게이트라인, 공통라인 및 게이트패드라인(116p)이 형성된 어레이 기판(110) 전면에 게이트절연층(115a), 비정질 실리콘 박막, n+ 비정질 실리콘 박막 및 제 2 도전막을 형성한다.Next, as shown in FIG. 5B, a
제 2 도전막은 소오스/드레인전극과 데이터라인 및 데이터패드라인을 형성하기 위해 알루미늄, 알루미늄 합금, 텅스텐, 구리, 크롬, 몰리브덴 및 몰리브덴 합금 등과 같은 저저항 불투명 도전물질로 이루어질 수 있다. 또한, 제 2 도전막은 저저항 도전물질이 2가지 이상 적층된 다층구조로 형성할 수 있다.The second conductive layer may be made of a low-resistance opaque conductive material such as aluminum, aluminum alloy, tungsten, copper, chromium, molybdenum, and molybdenum alloy to form source/drain electrodes, data lines, and data pad lines. In addition, the second conductive layer may be formed in a multilayer structure in which two or more low-resistance conductive materials are stacked.
이후, 포토리소그래피 공정(제 2 마스크공정)을 통해 비정질 실리콘 박막, n+ 비정질 실리콘 박막 및 제 2 도전막을 선택적으로 제거함으로써 게이트전극(121) 위에 게이트절연층(115a)이 개재된 상태에서 비정질 실리콘 박막으로 이루어진 액티브층(124)을 형성한다.Thereafter, the amorphous silicon thin film, the n+ amorphous silicon thin film, and the second conductive film are selectively removed through a photolithography process (second mask process), so that the amorphous silicon thin film is interposed on the
이와 동시에 액티브층(124) 상부에 제 2 도전막으로 이루어진 소오스전극(122)과 드레인전극(123)을 형성한다.At the same time, a
또한, 제 2 마스크공정을 통해 어레이 기판(110)의 데이터라인 영역에 제 2 도전막으로 이루어진 데이터라인(117)을 형성한다. 이와 동시에 어레이 기판(110)의 데이터패드부에 제 2 도전막으로 이루어진 데이터패드라인(117p)을 형성한다.In addition, a
이때, 액티브층(124) 상부에는 n+ 비정질 실리콘 박막으로 이루어지며, 액티브층(124)의 소오스/드레인영역과 소오스/드레인전극(122, 123) 사이를 오믹-컨택시키는 오믹-컨택층(125)이 형성된다.In this case, the ohmic-
또한, 데이터라인(117) 하부에는 각각 비정질 실리콘 박막 및 n+ 비정질 실리콘 박막으로 이루어지며, 데이터라인(117)과 실질적으로 동일한 형태로 패터닝된 제 1 비정질 실리콘 박막패턴(124') 및 제 1 n+ 비정질 실리콘 박막패턴(125')이 형성된다.Further, under the
또한, 데이터패드라인(117p) 하부에는 각각 비정질 실리콘 박막 및 n+ 비정질 실리콘 박막으로 이루어지며, 데이터패드라인(117p)과 실질적으로 동일한 형태로 패터닝된 제 2 비정질 실리콘 박막패턴(124") 및 제 2 n+ 비정질 실리콘 박막패턴(125")이 형성된다.Further, under the
이때, 본 발명의 실시예에 따른 제 2 마스크공정은 하프-톤 마스크를 이용할 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.In this case, the second mask process according to the embodiment of the present invention may use a half-tone mask. However, the present invention is not limited thereto.
다음으로, 도 5c에 도시된 바와 같이, 액티브층(124), 소오스/드레인전극(122, 123), 데이터라인(117) 및 데이터패드라인(117p)이 형성된 어레이 기판(110) 전면에 제 1 층간절연층(115b)과 제 2 층간절연층(115c) 및 제 3 도전막을 형성한다.Next, as shown in FIG. 5C, the first
이때, 제 1 층간절연층(115b)은 실리콘질화막 또는 실리콘산화막과 같은 무기 절연물질로 이루어질 수 있다. 제 1 층간절연층(115b)은 버퍼 절연층이 역할을 한다.In this case, the first
오버코트층으로서 제 2 층간절연층(115c)은 고해상도와 투과율 증가를 위해 포토 아크릴과 같은 낮은 유전율을 가진 유기 절연물질로 이루어질 수 있다.As an overcoat layer, the second
제 3 도전막은 공통전극을 형성하기 위해 인듐-틴-옥사이드(Indium Tin Oxide; ITO) 또는 인듐-징크-옥사이드(Indium Zinc Oxide; IZO)와 같은 투과율이 뛰어난 투명한 도전성 금속물질로 이루어질 수 있다.The third conductive layer may be made of a transparent conductive metal material having excellent transmittance such as indium tin oxide (ITO) or indium zinc oxide (IZO) to form a common electrode.
이후, 포토리소그래피공정(제 3 마스크공정)을 통해 제 2 층간절연층(115c)과 제 3 도전막을 선택적으로 제거하여 화소부의 제 1 층간절연층(115b)의 일부를 노출시키는 제 1 컨택홀(즉, 오버코트층 홀)(140a)을 형성한다.Thereafter, a first contact hole for exposing a part of the first
이와 동시에 어레이 기판(110)의 화소부에 제 3 도전막으로 이루어진 공통전극(108)을 형성한다.At the same time, a
또한, 제 3 마스크공정을 통해 데이터패드부와 게이트패드부의 제 2 층간절연층(115c)과 제 3 도전막을 제거하여 데이터패드부와 게이트패드부를 오픈(open)시킨다. 이에 따라 데이터패드부와 게이트패드부의 제 1 층간절연층(115b)이 노출된다.In addition, the data pad portion and the gate pad portion are opened by removing the second
이때, 제 3 마스크공정에서는 2번의 식각으로 공통전극(108)을 패터닝하며, 1차 패터닝된 공통전극(108)을 마스크로 제 2 층간절연층(115c)을 식각하여 제 1 컨택홀(140a)을 형성하는 것을 특징으로 한다. 이에 따라 제 1 컨택홀(140a)의 크기를 축소할 수 있으며, 이를 다음의 도면을 참조하여 상세히 설명한다.At this time, in the third mask process, the
도 6a 내지 도 6f는 도 5c에 도시된 제 3 마스크공정을 구체적으로 보여주는 단면도이다.6A to 6F are cross-sectional views specifically showing the third mask process shown in FIG. 5C.
도 6a에 도시된 바와 같이, 어레이 기판(110) 전면에 제 1 층간절연층(115b)과 제 2 층간절연층(115c) 및 제 3 도전막(130)을 형성한다.6A, a first
전술한 바와 같이 제 1 층간절연층(115b)은 실리콘질화막 또는 실리콘산화막과 같은 무기 절연물질로 이루어질 수 있다. 제 1 층간절연층(115b)은 버퍼 절연층이 역할을 한다.As described above, the first
오버코트층으로서 제 2 층간절연층(115c)은 고해상도와 투과율 증가를 위해 포토 아크릴과 같은 낮은 유전율을 가진 유기 절연물질로 이루어질 수 있다.As an overcoat layer, the second
제 3 도전막(130)은 공통전극을 형성하기 위해 인듐-틴-옥사이드(Indium Tin Oxide; ITO) 또는 인듐-징크-옥사이드(Indium Zinc Oxide; IZO)와 같은 투과율이 뛰어난 투명한 도전성 금속물질로 이루어질 수 있다.The third
다음으로, 도 6b에 도시된 바와 같이, 제 3 도전막(130)이 형성된 어레이 기판(110) 위에 포토레지스트와 같은 감광성물질로 이루어진 감광막(160)을 형성한 후 소정의 마스크(170)를 통해 감광막(160)에 선택적으로 광을 조사한다.Next, as shown in FIG. 6B, after forming a
이때, 마스크(170)에는 조사된 광을 모두 투과시키는 투과영역(I)과 조사된 모든 광을 차단하는 차단영역(II)이 마련되어 있으며, 마스크(170)를 투과한 광만이 감광막(160)에 조사된다.At this time, the
이어서, 마스크(170)를 통해 노광된 감광막(160)을 현상하고 나면, 도 6c에 도시된 바와 같이, 차단영역(II)을 통해 광이 차단된 영역에는 소정 두께의 제 1 감광막패턴(160a) 및 제 2 감광막패턴(160b)이 남아있게 되고, 광이 투과된 투과영역(I)에는 감광막이 완전히 제거되어 제 3 도전막(130) 표면이 노출되게 된다.Subsequently, after the
다음으로, 도 6d에 도시된 바와 같이, 제 1 감광막패턴(160a) 및 제 2 감광막패턴(160b)을 마스크로 하여, 그 하부에 형성된 제 3 도전막의 일부영역을 선택적으로 제거(1차 패터닝)하면, 화소부에 제 3 도전막으로 이루어진 도전막패턴(130')이 형성된다.Next, as shown in FIG. 6D, by using the
이때, 제 3 도전막의 패터닝은 습식각(wet etching)을 이용할 수 있다.In this case, the third conductive layer may be patterned by wet etching.
이때, 도전막패턴(130')은 일부 오버-에칭되어 제 1 감광막패턴(160a) 및 제 2 감광막패턴(160b)의 측면으로부터 후퇴한 형태를 가질 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.In this case, the
그리고, 도 6e에 도시된 바와 같이, 계속해서 제 1 감광막패턴(160a)과 제 2 감광막패턴(160b) 및 도전막패턴(130')을 마스크로 하여, 그 하부의 제 2 층간절연층(115c)의 일부영역을 선택적으로 제거하게 되면, 드레인전극(123) 상부에 제 1 층간절연층(115b)의 일부를 노출시키는 제 1 컨택홀(즉, 오버코트층 홀)(140a)이 형성된다.Further, as shown in FIG. 6E, the
이와 동시에 데이터패드부와 게이트패드부의 제 2 층간절연층(115c)이 제거됨에 따라 데이터패드부와 게이트패드부가 오픈된다. 이에 따라 데이터패드부와 게이트패드부의 제 1 층간절연층(115b)이 노출된다.At the same time, as the second
이때, 제 2 층간절연층(115c)의 패터닝은 건식각(dry etching)을 이용할 수 있다.In this case, dry etching may be used for patterning the second
이때, 기존에는 오버코트층 홀의 형성에 감광막패턴을 마스크로 이용하여 건식각을 진행하기 때문에 오버코트층 홀의 크기를 축소하는데 한계가 있었다. 이는 건식각 시 오버코트층, 즉 제 2 층간절연층뿐만 아니라 감광막패턴의 폭 및 두께 일부도 제거되기 때문이다.At this time, there is a limit in reducing the size of the overcoat layer hole since dry etching is performed by using the photosensitive film pattern as a mask to form the hole in the overcoat layer. This is because, during dry etching, not only the overcoat layer, that is, the second interlayer insulating layer, but also a part of the width and thickness of the photoresist pattern is removed.
그러나, 본 발명과 같이 제 1 감광막패턴(160a) 및 제 2 감광막패턴(160b) 하부에 금속물질로 이루어진 도전막패턴(130')이 존재하는 경우에는 도전막패턴(130')의 형태대로 제 2 층간절연층(115c)을 패터닝할 수 있다. 그 결과 미세 오버코트층 홀(140a)의 형성이 가능하다.However, when a conductive layer pattern 130' made of a metal material is present under the first
이는 비록 건식각 시 제 1 감광막패턴(160a) 및 제 2 감광막패턴(160b)의 일부가 제거되어 제 3 감광막패턴(160a') 및 제 4 감광막패턴(160b')으로 그 폭 및 두께가 줄어들더라도 그 하부에 존재하는 도전막패턴(130')이 마스크로 작용하기 때문이다.This is because even though the
다음으로, 도 6f에 도시된 바와 같이, 제 3 감광막패턴(160a') 및 제 4 감광막패턴(160b')을 마스크로 도전막패턴(130')을 2차로 패터닝하여 화소부에 제 3 도전막으로 이루어진 공통전극(108)을 형성한다.Next, as shown in FIG. 6F, the conductive layer pattern 130' is secondarily patterned using the third
이때, 제 3 도전막의 패터닝은 습식각(wet etching)을 이용할 수 있다.In this case, the third conductive layer may be patterned by wet etching.
이때, 공통전극(108)은 제 1 컨택홀(140a) 영역을 제외한 화소부 전체에 걸쳐 단일 패턴으로 형성될 수 있다.In this case, the
또한, 본 발명의 실시예에 따른 공통전극(108)은 드레인 컨택홀 내에 형성될 화소전극과 단락(short)되지 않도록 화소전극으로부터 일정 간격 떨어져 형성될 수 있다. 즉, 공통전극(108)은 전술한 2차 패터닝을 통해 제 2 층간절연층(115c)의 에지(edge)로부터 일정 간격 떨어지도록 형성된다. 또한, 공통전극(108)은 제 3 감광막패턴(160a') 및 제 4 감광막패턴(160b')의 에지로부터 일정 간격 떨어지도록 형성된다. 그 결과 화소전극으로부터 일정 간격 떨어져 위치할 수 있다.In addition, the
다음으로, 도 5d에 도시된 바와 같이, 공통전극(108)이 형성된 어레이 기판(110) 전면에 제 1 보호층(115d) 및 제 2 보호층(115e)을 형성한다.Next, as shown in FIG. 5D, a first
이후, 포토리소그래피공정(제 4 마스크공정)을 이용하여 선택적으로 패터닝함으로써 제 1 컨택홀 내에 드레인전극(123)의 일부를 노출시키는 제 2 컨택홀을 형성한다.Thereafter, by selectively patterning using a photolithography process (a fourth mask process), a second contact hole exposing a part of the
이와 동시에 데이터패드부 및 게이트패드부 각각에 데이터패드라인(117p) 및 게이트패드라인(116p)의 일부를 노출시키는 제 3 컨택홀 및 제 4 컨택홀을 형성한다.At the same time, a third contact hole and a fourth contact hole are formed in the data pad portion and the gate pad portion, respectively, exposing portions of the
다음으로, 애싱공정을 진행한 후에 애싱된 감광막패턴이 남아있는 상태에서 어레이 기판(110) 전면에 제 4 도전막을 증착한다.Next, after the ashing process is performed, a fourth conductive layer is deposited on the entire surface of the
이후, 리프트-오프공정을 통해 제 4 도전막 및 감광막패턴을 선택적으로 제거함으로써 화소부에 제 2 컨택홀(즉, 드레인 컨택홀)을 통해 드레인전극(123)과 전기적으로 접속하는 화소전극(118)을 형성한다.Thereafter, the
이와 동시에 데이터패드부 및 게이트패드부 각각에 제 3 컨택홀 및 제 4 컨택홀을 통해 데이터패드라인(117p) 및 게이트패드라인(116p)과 전기적으로 접속하는 데이터패드전극(127p) 및 게이트패드전극(126p)을 형성한다.At the same time, the
이때, 사각형 형태의 화소전극(118)은 공통전극(108)과 함께 프린지 필드를 발생시키기 위해 화소전극(118) 내에 다수의 슬릿(118s)을 포함한다.At this time, the square-shaped
이때, 화소전극(118)의 슬릿(118s) 내에는 제 2 보호층(115e)을 구성하는 절연물질로 이루어지며, 슬릿(118s)과 나란한 방향으로 배치된 절연막패턴(115)이 형성된다.In this case, an insulating
이와 같이 제 4 마스크공정은 하프-톤 마스크와 리프트-오프공정을 이용하게 되며, 화소전극(118)과 데이터패드전극(127p) 및 게이트패드전극(126p)의 형성과 동시에 제 2 컨택홀 내지 제 4 컨택홀이 형성된 보호층(115d, 115e)이 형성된다. As described above, the fourth mask process uses a half-tone mask and a lift-off process, and at the same time as the formation of the
이하, 상기의 제 4 마스크공정을 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the fourth mask process will be described in detail with reference to the drawings.
도 7a 내지 도 7h는 도 5d에 도시된 제 4 마스크공정을 구체적으로 보여주는 단면도이다.7A to 7H are cross-sectional views specifically showing the fourth mask process shown in FIG. 5D.
그리고, 도 8은 도 7g에 도시된 어레이 기판의 A부분을 확대하여 보여주는 단면도이다.And, FIG. 8 is a cross-sectional view showing an enlarged portion A of the array substrate shown in FIG. 7G.
도 7a에 도시된 바와 같이, 제 1 컨택홀 내부를 포함하는 어레이 기판(110) 전면에 제 1 보호층(115d) 및 제 2 보호층(115e)을 형성한다.As shown in FIG. 7A, a
제 1 보호층(115d) 및 제 2 보호층(115e)은 실리콘질화막 또는 실리콘산화막과 같은 무기절연막으로 이루어질 수 있다.The
이때, 제 2 보호층(115e)은 후술할 리프트-오프공정을 통해 화소전극(118)을 원활하게 형성하기 위한 스트리퍼(stripper)의 침투경로를 확보하기 위해 형성할 수 있다. 이 경우 화소전극용 제 4 도전막(150)의 두께(d1)보다 두께(d2)를 두껍게 하는 것이 바람직하다(도 7a 및 도 8 참조).In this case, the second
또한, 제 2 보호층(115e)은 스퍼터를 이용하여 다공성(porous)을 가지도록 형성할 수 있다. 이에 따라 하부 제 1 보호층(115c)보다 식각속도가 빨라 감광막패턴 하부에 언더 컷(under cut)을 형성할 수 있다.In addition, the second
다음으로, 도 7b에 도시된 바와 같이, 제 2 보호층(115e)이 형성된 어레이 기판(110) 위에 포토레지스트와 같은 감광성물질로 이루어진 감광막(260)을 형성한다.Next, as shown in FIG. 7B, a
이후, 본 발명의 실시예에 따른 하프-톤 마스크(270)를 통해 감광막(260)에 선택적으로 광을 조사한다.Thereafter, light is selectively irradiated to the
이때, 하프-톤 마스크(270)에는 조사된 광을 모두 투과시키는 제 1 투과영역(I)과 광의 일부만 투과시키고 일부는 차단하는 제 2 투과영역(II) 및 조사된 모든 광을 차단하는 차단영역(III)이 마련되어 있으며, 하프-톤 마스크(270)를 투과한 광만이 감광막(260)에 조사된다.At this time, in the half-
이어서, 하프-톤 마스크(270)를 통해 노광된 감광막(260)을 현상하고 나면, 도 7c에 도시된 바와 같이, 차단영역(III)과 제 2 투과영역(II)을 통해 광이 모두 차단되거나 일부만 차단된 영역에는 소정 두께의 제 1 감광막패턴(260a) 내지 제 6 감광막패턴(260f)이 남아있게 되고, 모든 광이 투과된 제 1 투과영역(I)에는 감광막이 완전히 제거되어 제 2 보호층(115e) 표면이 노출된다.Subsequently, after the
이때, 차단영역(III)에 형성된 제 1 감광막패턴(260a) 내지 제 3 감광막패턴(260c)은 제 2 투과영역(II)을 통해 형성된 제 4 감광막패턴(260d) 내지 제 6 감광막패턴(260f)보다 두껍게 형성된다. 또한, 제 1 투과영역(I)을 통해 광이 모두 투과된 영역에는 감광막이 완전히 제거되는데, 이것은 포지티브 타입의 포토레지스트를 사용했기 때문이며, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 네거티브 타입의 포토레지스트를 사용하여도 무방하다.At this time, the
다음으로, 도 7d에 도시된 바와 같이, 제 1 감광막패턴(260a) 내지 제 6 감광막패턴(260f)을 마스크로 하여, 그 하부에 형성된 제 1 층간절연층(115b)과 제 1 보호층(115d) 및 제 2 보호층(115e)의 일부영역을 선택적으로 제거하면, 제 1 컨택홀 내에 드레인전극(123)의 일부를 노출시키는 제 2 컨택홀(140b)이 형성된다.Next, as shown in FIG. 7D, using the
이와 동시에 제 1 감광막패턴(260a) 내지 제 6 감광막패턴(260f)을 마스크로 하여, 그 하부에 형성된 게이트절연층(115a), 제 1 층간절연층(115b), 제 1 보호층(115d) 및 제 2 보호층(115e)의 일부영역을 선택적으로 제거하면, 데이터패드부 및 게이트패드부 각각에 데이터패드라인(117p) 및 게이트패드라인(116p)의 일부를 노출시키는 제 3 컨택홀(140c) 및 제 4 컨택홀(140d)이 형성된다.At the same time, the
이후, 제 1 감광막패턴(260a) 내지 제 6 감광막패턴(260f)의 두께 일부를 제거하는 애싱공정을 진행하게 되면, 도 7e에 도시된 바와 같이, 제 2 투과영역(II)의 제 4 감광막패턴 내지 제 6 감광막패턴이 완전히 제거된다.Thereafter, when the ashing process of removing a part of the thickness of the
이때, 제 1 감광막패턴 내지 제 3 감광막패턴은 제 4 감광막패턴 내지 제 6 감광막패턴의 두께만큼이 제거된 제 7 감광막패턴(260a') 내지 제 9 감광막패턴(260c')으로 차단영역(III)에 대응하는 영역에만 남아있게 된다. 이때, 실질적으로 제 7 감광막패턴(260a') 내지 제 9 감광막패턴(260c')이 남아있지 않은 제 1 투과영역(I)과 제 2 투과영역(II)은 후술할 리프트-오프공정을 통해 화소전극과 데이터패드전극 및 게이트패드전극이 형성될 영역을 의미한다.At this time, the first photoresist pattern to the third photoresist pattern are the
다음으로, 도 7f에 도시된 바와 같이, 습식각을 통해 그 하부의 제 2 보호층(115e)의 일부영역을 선택적으로 제거하여 제 7 감광막패턴(260a') 하부에 제 2 보호층(115e)을 구성하는 절연물질로 이루어진 절연막패턴(115)을 형성한다.Next, as shown in FIG. 7F, a partial region of the second
이때, 절연막패턴(115)은 그 상부의 제 7 감광막패턴(260a')의 폭보다 좁은 폭을 가지도록 측면으로 △P만큼 오버-에칭되어 스트리퍼(striper)의 침투경로를 확보하게 된다(도 7f 및 도 8 참조).At this time, the insulating
다음으로, 도 7g에 도시된 바와 같이, 제 7 감광막패턴(260a') 내지 제 9 감광막패턴(260c')이 남아있는 상태에서 어레이 기판(110) 전면에 제 4 도전막(150)을 증착한다.Next, as shown in FIG. 7G, a fourth
이때, 제 4 도전막(150)은 화소전극과 데이터패드전극 및 게이트패드전극을 형성하기 위해 인듐-틴-옥사이드 또는 인듐-징크-옥사이드와 같은 투과율이 뛰어난 투명한 도전성 금속물질로 이루어질 수 있다.In this case, the fourth
이후, 소정의 열처리공정을 진행할 수 있는데, 이는 후술할 리프트-오프공정 시 제 7 감광막패턴(260a') 내지 제 9 감광막패턴(260c') 표면에 크랙을 형성하여 리프트-오프를 원활하게 하기 위함이다. 열처리는 오븐을 이용하여 200℃ 내외에서 진행할 수 있다.Thereafter, a predetermined heat treatment process may be performed, which is to facilitate lift-off by forming cracks on the surfaces of the
여기서 도 7g를 참조하면, 전술한 바와 같이 공통전극(108)은 제 2 층간절연층(115c)의 에지로부터 일정 간격 떨어져 있어 화소전극용 제 4 도전막(150)과 전기적으로 절연될 수 있다.Here, referring to FIG. 7G, as described above, the
이때, 전술한 바와 같이 절연막패턴(115)은 후술할 리프트-오프공정을 통해 화소전극을 원활하게 형성하기 위한 스트리퍼의 침투경로를 확보하기 위해 화소전극용 제 4 도전막(150)의 두께(d1)보다 그 두께(d2)를 두껍게 형성하는 것이 바람직하다(도 8 참조).At this time, as described above, the insulating
다음으로, 도 7h에 도시된 바와 같이, 리프트-오프공정을 통해 제 7 감광막패턴 내지 제 9 감광막패턴을 제거하게 되는데, 이때 제 1 투과영역(I)과 제 2 투과영역(II) 이외 부분에 남아있는 제 4 도전막이 제 7 감광막패턴 내지 제 9 감광막패턴과 함께 제거된다.Next, as shown in FIG. 7H, the seventh photoresist pattern to the ninth photoresist pattern are removed through a lift-off process. At this time, portions other than the first and second transmission regions I and II are removed. The remaining fourth conductive film is removed together with the seventh to ninth photosensitive film patterns.
그 결과 어레이 기판(110)의 화소부, 즉 화소영역에 제 4 도전막으로 이루어지며, 제 2 컨택홀을 통해 드레인전극(123)과 전기적으로 접속하는 화소전극(118)이 형성된다.As a result, a
이때, 화소전극(118) 내에 다수의 슬릿(118s)을 포함하고 있으며, 화소전극(118)의 슬릿(118s) 내에는 절연물질로 이루어지며, 화소전극(118)과 일정 간격을 유지하며 슬릿(118s)과 나란한 방향으로 배치된 절연막패턴(115)이 형성되어 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 절연막패턴(115)은 화소전극(118)과 접촉할 수도 있다.At this time, a plurality of
이와 동시에 어레이 기판(110)의 데이터패드부 및 게이트패드부 각각에는 제 3 컨택홀 및 제 4 컨택홀을 통해 데이터패드라인(117p) 및 게이트패드라인(116p)과 전기적으로 접속하는 데이터패드전극(127p) 및 게이트패드전극(126p)이 형성된다.At the same time, a data pad electrode electrically connected to the
이와 같이 구성된 본 발명의 실시예의 어레이 기판은 화상표시 영역의 외곽에 형성된 실런트에 의해 컬러필터 기판과 대향하여 합착되며, 이때 컬러필터 기판에는 적, 녹 및 청색의 컬러를 구현하기 위한 컬러필터가 형성되어 있다.The array substrate of the embodiment of the present invention configured as described above is bonded to face the color filter substrate by a sealant formed on the outer edge of the image display area, and at this time, a color filter for realizing red, green, and blue colors is formed on the color filter substrate. Has been.
이때, 컬러필터 기판과 어레이 기판의 합착은 컬러필터 기판 또는 어레이 기판에 형성된 합착 키(align key)를 통해 이루어진다.In this case, the color filter substrate and the array substrate are bonded to each other through an alignment key formed on the color filter substrate or the array substrate.
본 발명은 액정표시장치뿐만 아니라 박막 트랜지스터를 이용하여 제작하는 다른 표시장치, 일 예로 구동 박막 트랜지스터에 유기전계발광소자(Organic Light Emitting Diodes; OLED)가 연결된 유기전계발광 디스플레이장치에도 이용될 수 있다.The present invention can be used not only for a liquid crystal display, but also for other display devices manufactured using a thin film transistor, for example, an organic light emitting display device in which organic light emitting diodes (OLEDs) are connected to a driving thin film transistor.
상기한 설명에 많은 사항이 구체적으로 기재되어 있으나 이것은 발명의 범위를 한정하는 것이라기보다 바람직한 실시예의 예시로서 해석되어야 한다. 따라서 발명은 설명된 실시예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위와 특허청구범위에 균등한 것에 의하여 정하여져야 한다.Although many items are specifically described in the above description, this should be construed as an example of a preferred embodiment rather than limiting the scope of the invention. Therefore, the invention should not be determined by the described embodiments, but should be determined by the claims and equivalents to the claims.
108 : 공통전극 115 : 절연막패턴
115a : 게이트절연층 115b,115c : 층간절연층
115d,115e : 보호층 118 : 화소전극
118s : 슬릿 121 : 게이트전극
122 : 소오스전극 123 : 드레인전극
124 : 액티브층108: common electrode 115: insulating film pattern
115a:
115d, 115e: protective layer 118: pixel electrode
118s: slit 121: gate electrode
122: source electrode 123: drain electrode
124: active layer
Claims (11)
상기 게이트전극 위에 게이트절연층을 형성하는 단계;
제 2 마스크공정을 통해 상기 제 1 기판의 화소부에 액티브층과 소오스전극 및 드레인전극을 형성하는 단계;
상기 액티브층과 소오스전극 및 드레인전극 위에 제 1 층간절연층과 제 2 층간절연층을 형성하는 단계;
제 3 마스크공정을 통해 상기 드레인전극 상부의 제 1 층간절연층을 노출시키는 제 1 컨택홀을 형성하며, 상기 화소부의 제 2 층간절연층 위에 공통전극을 형성하는 단계;
상기 공통전극 위에 제 1 보호층 및 제 2 보호층을 형성하는 단계; 및
제 4 마스크공정을 통해 상기 제 1 기판의 화소부에 다수의 슬릿을 가진 화소전극을 형성하며, 상기 화소전극의 슬릿 내에 상기 제 2 보호층으로 이루어진 절연막패턴을 형성하는 단계를 포함하고,
상기 제 3 마스크공정은
상기 제 2 층간절연층 위에 제 3 도전막을 형성하는 단계,
상기 제 3 도전막 위에 제 1 감광막패턴 및 제 2 감광막패턴을 형성하는 단계,
상기 제 1 감광막패턴 및 제 2 감광막패턴을 마스크로 상기 제 3 도전막의 일부영역을 선택적으로 패터닝하여 상기 화소부에 상기 제 3 도전막으로 이루어진 도전막패턴을 형성하는 단계, 및
상기 제 1 감광막패턴과 제 2 감광막패턴 및 도전막패턴을 마스크로 상기 제 2 층간절연층의 일부영역을 선택적으로 패터닝하여 상기 드레인전극 상부에 상기 제 1 층간절연층의 일부를 노출시키는 제 1 컨택홀을 형성하는 단계를 포함하되,
상기 제 3 도전막의 패터닝은 습식각을 이용하며, 상기 습식각 시 상기 도전막패턴의 일부가 오버-에칭되어 상기 제 1 감광막패턴 및 제 2 감광막패턴의 측면으로부터 후퇴하는 것을 특징으로 하는 프린지 필드형 액정표시장치의 제조방법.Forming a gate electrode in the pixel portion of the first substrate through a first mask process;
Forming a gate insulating layer on the gate electrode;
Forming an active layer, a source electrode, and a drain electrode in the pixel portion of the first substrate through a second mask process;
Forming a first interlayer insulating layer and a second interlayer insulating layer on the active layer, the source electrode, and the drain electrode;
Forming a first contact hole exposing the first interlayer insulating layer on the drain electrode through a third mask process, and forming a common electrode on the second interlayer insulating layer of the pixel portion;
Forming a first protective layer and a second protective layer on the common electrode; And
Forming a pixel electrode having a plurality of slits in a pixel portion of the first substrate through a fourth mask process, and forming an insulating layer pattern made of the second protective layer in the slit of the pixel electrode,
The third mask process
Forming a third conductive film on the second interlayer insulating layer,
Forming a first photoresist layer pattern and a second photoresist layer pattern on the third conductive layer,
Forming a conductive layer pattern made of the third conductive layer on the pixel portion by selectively patterning a partial region of the third conductive layer using the first photoresist layer pattern and the second photoresist layer pattern as a mask, and
A first contact for exposing a portion of the first interlayer insulating layer on the drain electrode by selectively patterning a partial region of the second interlayer insulating layer using the first photoresist layer pattern, the second photoresist layer pattern, and the conductive layer pattern as a mask Including the step of forming a hole,
The third conductive layer is patterned using wet etching, and during the wet etching, a portion of the conductive layer pattern is over-etched to retreat from the side surfaces of the first photoresist pattern and the second photoresist pattern. A method of manufacturing a liquid crystal display device.
상기 제 2 보호층 위에 감광막패턴을 형성하는 단계;
상기 감광막패턴을 마스크로 상기 제 1 층간절연층과 제 1 보호층 및 제 2 보호층의 일부영역을 선택적으로 패터닝하여 상기 제 1 컨택홀 내에 상기 드레인전극의 일부를 노출시키는 제 2 컨택홀을 형성하는 단계;
애싱공정을 통해 상기 감광막패턴의 두께 일부를 제거하는 단계;
상기 제 2 보호층의 일부영역을 선택적으로 패터닝하여 상기 애싱된 감광막패턴 하부에 절연막패턴을 형성하는 단계;
상기 애싱된 감광막패턴이 남아있는 상태에서 그 위에 도전막을 형성하는 단계; 및
리프트-오프공정을 통해 상기 애싱된 감광막패턴과 상기 애싱된 감광막패턴 상부의 도전막을 선택적으로 제거하여 상기 화소부에 상기 도전막으로 이루어진 화소전극을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 프린지 필드형 액정표시장치의 제조방법.The method of claim 1, wherein the fourth mask process
Forming a photoresist pattern on the second protective layer;
Forming a second contact hole exposing a portion of the drain electrode in the first contact hole by selectively patterning partial regions of the first interlayer insulating layer, the first passivation layer, and the second passivation layer using the photoresist pattern as a mask The step of doing;
Removing part of the thickness of the photoresist pattern through an ashing process;
Selectively patterning a partial region of the second passivation layer to form an insulating layer pattern under the ashed photosensitive layer pattern;
Forming a conductive film thereon while the ashed photosensitive film pattern remains; And
And forming a pixel electrode made of the conductive layer in the pixel portion by selectively removing the ashed photoresist layer pattern and the conductive layer over the ashed photoresist layer pattern through a lift-off process. A method of manufacturing a liquid crystal display device.
상기 게이트전극 위의 게이트절연층;
게이트절연층 위에 배치된 액티브층과 소오스전극 및 드레인전극;
상기 액티브층과 소오스전극 및 드레인전극 위의 제 1 층간절연층과 제 2 층간절연층;
상기 제 2 층간절연층의 일부영역이 제거되어 상기 드레인전극 상부의 제 1 층간절연층의 일부를 노출시키는 제 1 컨택홀;
상기 제 2 층간절연층 위에 배치된 공통전극;
상기 공통전극 위의 제 1 보호층;
상기 제 1 컨택홀 내에 위치하며, 상기 제 1 보호층의 일부영역이 제거되어 상기 드레인전극의 일부를 노출시키는 제 2 컨택홀;
다수의 슬릿을 가지며, 상기 제 2 컨택홀을 통해 상기 드레인전극과 전기적으로 접속하는 화소전극; 및
상기 화소전극의 슬릿 내에 배치되는 절연막패턴을 포함하며,
상기 제 2 컨택홀 내의 화소전극과 상기 제 2 층간절연층 측면 사이에는 상기 제 1 보호층이 개재되어 있는 것을 특징으로 하는 프린지 필드형 액정표시장치.A gate electrode disposed in the pixel portion;
A gate insulating layer over the gate electrode;
An active layer, a source electrode, and a drain electrode disposed on the gate insulating layer;
A first interlayer insulating layer and a second interlayer insulating layer over the active layer, the source electrode, and the drain electrode;
A first contact hole through which a portion of the second interlayer insulating layer is removed to expose a portion of the first interlayer insulating layer above the drain electrode;
A common electrode disposed on the second interlayer insulating layer;
A first protective layer over the common electrode;
A second contact hole located in the first contact hole, and partially exposing a portion of the drain electrode by removing a partial region of the first passivation layer;
A pixel electrode having a plurality of slits and electrically connected to the drain electrode through the second contact hole; And
And an insulating layer pattern disposed in the slit of the pixel electrode,
The fringe field type liquid crystal display device, wherein the first protective layer is interposed between a pixel electrode in the second contact hole and a side surface of the second interlayer insulating layer.
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