KR19990040942A - 액정 표시 장치 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 액정 표시 장치 및 그 제조 방법에서는 화소 패턴과 데이터 패턴을 이중으로 형성한다. 즉, 화소 패턴은 두께 1000Å 이하의 크롬막으로 형성하고 데이터선은 크롬막의 상부에 알루미늄막을 포함하는 이중막으로 형성한다. 화소 패턴을 얇게 형성함으로써 화소 패턴으로 인한 단차는 상부에 형성되는 보호막에 흡수되어 러빙 공정의 배향력을 감소시키는 요인이 제거된다. 따라서, 배향력 감소로 인하여 발생하는 빛샘 현상이 제거되어 대비비가 향상된다. 또한 데이터선을 이중막으로 형성함으로써 데이터선의 단선으로 인한 불량이 감소된다.

Description

액정 표시 장치 및 그 제조 방법
본 발명은 액정 표시 장치 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, IPS 방식의 액정 표시 장치 및 그 제조 방법에 과한 것이다.
액정 표시 장치 제품이 대면적, 고정세화가 됨에 따라 응용면에서 종래의 노트 북(note book) 용도에서 모니터(monitor)용 제품의 기술 개발이 본격화되고 있다.
이러한 액정 표시 장치에서 가장 요구되는 것은 넓은 시야각을 가지는 제품을 개발하는 것이다.
넓은 시야각을 구현하기 위해서는 보상 필름(compensate film)을 적용하거나, 액정 셀의 간격을 다양하게 하거나, 다중 영역(multi domain)을 형성하거나, IPS 방식을 적용하거나, 또는 수직 배향(vertical alignment)을 하는 등의 다양한 방법이 개발되고 있다. 그러나, 이러한 방법에는 각각의 극복해야할 문제점을 가지고 있다.
그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 종래의 기술에 따른 IPS 액정 표시 장치에서 대하여 설명하면 다음과 같다.
도 1 및 도 2는 종래의 기술에 따른 IPS(in plain switching) 액정 표시 장치의 구조를 도시한 평면도 및 단면도로서, 도 2는 도1에서 II-II' 부분을 도시한 것이다.
도 1 및 도 2에서 보는 바와 같이, 종래의 기술에 따른 액정 표시 장치는 기판(1)의 상부에 가로 방향으로 게이트선(2)과 그 분지인 게이트 전극(21)이 형성되어 있다. 또한 게이트선(2)과 평행하게 공통 전극선(3)이 형성되어 있으며, 공통 전극선(3)에는 게이트선(2)을 향하여 서로 평행하게 뻗어있는 다수의 공통 전극(31)이 형성되어 있다. 기판(1)의 상부에는 게이트선(2), 게이트 전극(21), 공통 전극선(3) 및 공통 전극(31)을 덮는 게이트 절연막(4)이 형성되어 있다. 게이트 절연막(4)의 상부에는 게이트 전극(21)과 인접한 부분에서 게이트선(2)과 교차하는 데이트선(5)이 형성되어 있으며, 데이터선(5)의 분지인 소스 전극(51)은 게이트선(2)이 교차하는 부분에서 게이트 전극(21)과 일부 중첩되어 있다. 또한, 게이트 절연막(4)의 상부에는 게이트선(2)과 평행하게 화소 전극선(6)이 형성되어 있으며, 화소 전극선(6)의 분지인 다수의 화소 전극(61)이 공통 전극(31)과 평행하게 다수의 공통 전극(31) 사이에 각각 형성되어 있다. 여기서, 화소 전극선(6)의 분지이며, 게이트 전극(21)과 중첩되어 있는 부분은 드레인 전극(62)이다. 기판(1)의 상부에 보호막(7)이 형성되어 있다.
그러나 이러한 종래의 IPS 액정 표시 장치에서는 평행하게 형성된 다수의 화소 전극(61)과 공통 전극(31)으로 인하여 심한 단차가 발생한다. 따라서, 심한 단차가 있는 부분에서는 액정 분자를 배향하기 위한 러빙(rubbing) 공정에서 충분히 러빙이 이루어지지 않아 액정 배향력이 약화된다. 이로 인하여 이 부분에서는 빛샘 현상이 발생하고, 이에 따라 어두운 상태에서 휘도가 증가하여 대비비(contrast ratio)가 떨어지는 문제점을 가지고 있다.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, IPS 액정 표시 장치의 대비비를 향상시키는 데 있다.
도 1 및 도 2는 종래의 기술에 따른 IPS(in plain switching) 액정 표시 장치의 구조를 도시한 평면도 및 단면도이고,
도 3 및 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 IPS 액정 표시 장치의 구조를 도시한 평면도 및 단면도이다.
이러한 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 IPS 액정 표시 장치에는 화소 전극, 화소 전극선, 소스 및 드레인 전극, 데이터선은 이중으로 형성되어 있다.
여기서, 화소 전극, 화소 전극선 및 소스 및 드레인 전극은 단일막으로 형성되어 있으며, 데이터선은 이중막으로 형성되어 있다.
이때, 단일막은 1000Å 이하로 얇게 형성하는 것이 바람직하며, 이중막은 단일막을 하부막으로 하며, 15μΩcm 이하의 낮은 비저항을 가지는 상부막으로 한다. 여기서, 단일막 또는 하부막을 15μΩcm 이하의 낮은 비저항을 가지는 도전막으로 형성하고 상부막은 제조 공정시 쉽게 단선되지 않는 패드용 물질로 형성할 수도 있다.
이러한 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법은 단일막 또는 하부막은 1000Å 이하로 증착하고, 그 위에 상부막을 증착한다. 이어, 상부막을 패터닝하여 데이터선을 형성하고, 하부막을 패터닝하여 화소 전극, 화소 전극선 및 소스 및 드레인 전극을 형성한다.
이러한 본 발명에 따른 액정 표시 장치에서는 1000Å 이하로 얇게 형성된 단일막에 의한 단차는 상부에 형성되는 보호막에 흡수된다.
그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명에 따른 IPS 액정 표시 장치의 한 실시예를 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 기술을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명한다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 IPS 액정 표시 장치의 구조를 도시한 평면도 및 단면도이고, 도 4는 도 3에서 IV-IV' 부분을 도시한 도면이다.
기판(100) 위에 게이트선(200) 및 그 분지인 게이트 전극(210)으로 이루어진 게이트 패턴이 가로 방향으로 형성되어 있다. 또한 게이트선(200)과 평행한 공통 전극선(300) 및 공통 전극선(300)으로부터 게이트선(200)을 향하여 서로 평행하게 뻗어있는 다수의 공통 전극(310)으로 이루어진 공통 패턴이 형성되어 있다.
기판(100)의 상부에는 게이트선(200), 게이트 전극(210), 공통 전극선(300) 및 공통 전극(310)을 덮는 게이트 절연막(400)이 형성되어 있다.
게이트 절연막(400)의 상부에는 게이트 전극(210)에 대응하는 부분에 반도체 층(800)이 형성되어 있으며, 게이트 전극(210)과 인접한 부분에서 게이트선(200)과 교차하는 데이터선(500) 및 그 분지인 소스 전극(510)으로 이루어진 데이터 패턴이 형성되어 있다. 소스 전극(510)은 게이트 전극(210)과 일부 중첩되어 있다. 여기서, 데이터선(500)은 두께 500Å 정도의 크롬으로 이루어진 하부막(501)과 두께 2000Å 정도의 알루미늄으로 이루어진 상부막(502)으로 형성되어 있다. 또한, 게이트 절연막(400)의 상부에는 게이트선(200)과 평행한 화소 전극선(600) 및 그 분지이며 화소 전극선(600)으로부터 공통 전극선(300) 방향으로 뻗은 다수의 화소 전극(610)으로 이루어진 화소 패턴이 형성되어 있다. 다수의 화소 전극(610)은 공통 전극(310)과 평행하게 다수의 공통 전극(310) 사이에 각각 형성되어 있다. 여기서, 화소 전극선(600)의 분지이며, 게이트 전극(210)과 중첩되어 있는 부분은 드레인 전극(620)이다. 여기서, 화소 패턴(600, 610, 620)은 두께 500Å 정도의 크롬으로 이루어진 단일막으로 형성되어 있다.
기판(100)의 상부에는 화소 패턴(600, 610, 620)과 데이터 패턴(500, 510)을 덮는 보호막(700)이 형성되어 있다.
도 4에서 보는 바와 같이, 화소 패턴(600, 610, 610) 500Å 정도로 얇게 형성하면, 실질적으로 화소 패턴(600, 610, 620)에 의한 단차는 기판(100)의 상부에 형성된 보호막(700)에 의해 흡수된다.
따라서, 이후의 러빙 공정에서 단차로 인한 배향력은 감소되지 않으며, 이에 따른 결과로서, 본 실시예에서는 대비비가 종래의 60 정도보다 현저하게 높은 120 정도 이상으로 측정되었다.
여기서, 화소 패턴(600, 610, 620)은 1000Å 이하로 형성할 수 있으며, 보호막(700)은 2000~4000Å 정도의 범위에서 화소 패턴(600, 610, 620)에 의한 단차를 흡수할 수 있을 정도로 두껍게 형성하는 것이 바람직하다.
여기서, 데이터 패턴의 일부인 소스 전극(510)도 화소 패턴과 동일하게 형성할 수 있다.
또한, 하부막(501)과 상부막(502)은 각각 크롬막과 알루미늄막으로 한정하지 않으며, 15μΩcm 이하의 낮은 비저항을 가지는 도전막과 제조 공정시 쉽게 단선되지 않는 패드용 물질로 이루어진 도전막의 조합으로 형성할 수도 있다.
이때, 화소 패턴(600, 610, 620) 및 소스 전극(510)은 1000Å 이하로 얇게 형성하더라도 저항에 따른 문제점은 발생하지 않는 부분이며, 데이터선(500)을 이중막으로 형성함으로써 데이터선(500)이 단선되는 것을 방지할 수도 있다.
이러한 본 발명에 따른 IPS 액정 표시 장치의 제조 방법을 설명하면 다음과 같다.
기판(100) 상부에 금속막을 증착하고 패터닝하여 게이트 패턴(200, 210) 및 공통 패턴(300, 310)을 형성한다.
이어, 게이트 절연막(400), 비정질 실리콘층 및 도핑된 비정질 실리콘층으로 이루어진 3중막을 차례로 증착하고 도핑된 비정질 실리콘층과 비정질 실리콘층을 패터닝하여 반도체층(800)을 형성한다.
다음, 크롬과 알루미늄을 각각 500Å, 2000Å 정도의 두께로 차례로 증착한다. 먼저, 알루미늄막(502)을 패터닝하여 데이터선(500)을 형성하고, 이어 크롬막(501)을 패터닝하여 데이터선(500), 소스 전극(510) 및 화소 패턴(600, 610, 620)을 형성한다.
따라서, 본 발명에 따른 IPS 액정 표시 장치 및 그 제조 방법에서 화소 패턴을 얇게 형성하면 이로 인한 단차를 상부에 형성되는 보호막으로 흡수된다. 그러므로 이후의 러빙 공정에 의한 배향력은 감소되지 않고 빛샘 현상이 제거되어 대비비가 향상된다. 또한, 데이터선을 이중막으로 형성하여 데이터선이 단선되는 것을 방지할 수 있으며, 소스 및 드레인 전극의 두께를 얇게 형성함으로써 박막 트랜지스터를 균일한 패턴으로 형성할 수 있다.

Claims (15)

  1. 기판 위에 금속막을 증착하고 패터닝하여 게이트선과 게이트 전극으로 이루어진 게이트 패턴과 공통 전극선과 공통 전극으로 이루어진 공통 패턴을 형성하는 단계,
    상기 기판 상부에 상기 게이트 패턴과 공통 패턴을 덮는 게이트 절연막을 형성하는 단계,
    상기 게이트 절연막 상부에 반도체층을 형성하는 단계,
    상기 게이트 절연막 상부에 도전막을 증착하고 이중의 두께로 데이터선 및 소스 전극의 데이터 패턴과 화소 전극선, 화소 전극 및 드레인 전극의 화소 패턴을 형성하는 단계, 그리고
    상기 기판 상부에 상기 화소 패턴과 상기 데이터 패턴을 덮는 보호막을 형성하는 단계를 포함하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  2. 제1항에서,
    상기 도전막은 이중막으로 형성하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  3. 제2항에서,
    상기 이중의 도전막은 15μΩcm 이하의 낮은 비저항을 가지는 제1 도전막과 패드용 물질로 이루어진 제2 도전막의 조합으로 형성하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  4. 제3항에서,
    상기 제1 도전막과 제2 도전막 중 하나는 1000Å 이하로 형성하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  5. 제4항에서,
    상기 화소 패턴은 상기 1000Å 이하의 두께인 도전막으로 형성하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  6. 제5항에서,
    상기 데이터선만 이중막으로 형성하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  7. 제6항에서,
    상기 드레인 전극은 상기 1000Å 이하의 두께인 도전막으로 형성하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  8. 제7항에서,
    상기 보호막은 2000~4000Å의 두께로 형성하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  9. 기판,
    상기 기판 위에 형성되어 있으며, 게이트선과 상기 게이트선의 분지인 게이트 전극으로 이루어진 게이트 패턴,
    상기 기판 위에 형성되어 있으며, 상기 게이트선과 평행한 공통 전극선과 상기 공통 전극선의 분지이며 상기 게이트선 방향으로 뻗어 있는 공통 전극으로 이루어진 공통 패턴,
    상기 게이트 패턴과 공통 패턴을 덮는 게이트 절연막,
    상기 게이트 전극에 대응하는 상기 게이트 절연막 상부에 형성되어 있는 반도체층,
    상기 게이트 절연막 위에 형성되어 있으며, 상기 게이트선과 평행한 화소 전극선, 상기 화소 전극선의 분지이며 상기 공통 전극과 평행한 화소 전극 및 상기 화소 전극선의 분지이며 상기 반도체층 위에 형성되어 있는 드레인 전극으로 이루어진 화소 패턴,
    상기 게이트 절연막 위에 형성되어 있으며, 상기 게이트선과 교차하며 상기 화소 패턴과 다른 두께를 가지는 데이터선과 상기 데이터선의 분지이며 상기 반도층 위에 형성되어 있는 소스 전극으로 이루어진 데이터 패턴, 그리고
    상기 화소 패턴과 상기 데이터 패턴을 덮는 보호막을 포함하는 액정 표시 장치.
  10. 제9항에서,
    상기 데이터선은 이중막으로 이루어진 액정 표시 장치.
  11. 제10항에서,
    상기 데이터선은 15μΩcm 이하의 낮은 비저항을 가지는 제1 도전막과 패드용 물질로 이루어진 제2 도전막의 조합으로 이루어진 액정 표시 장치.
  12. 제11항에서,
    상기 제1 도전막과 제2 도전막 중 하나는 1000Å 이하의 두께를 가지는 액정 표시 장치.
  13. 제12항에서,
    상기 화소 패턴은 상기 1000Å 이하의 두께를 가지는 도전막으로 이루어진 액정 표시 장치.
  14. 제13항에서,
    상기 드레인 전극은 상기 1000Å 이하의 두께를 가지는 도전막으로 이루어진 액정 표시 장치.
  15. 제14항에서,
    상기 보호막의 두께는 2000~4000Å인 액정 표시 장치.
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