KR19990056730A - 액정표시소자의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 동일 유리 기판상에 매트릭스 형태로 배열된 다수의 게이트 버스 라인과 다수의 데이터 버스 라인; 상기 게이트 버스 라인과 상기 데이터 버스 라인의 교차점에 형성된 다수의 박막 트랜지스터;및 각각의 게이트 버스 라인과 데이터 버스 라인으로 둘러싸인 공간 내에, 신호 인가시 평행장을 형성하도록 구비된 화소 전극과 공통 전극을 포함하는 액정 표시 소자의 제조 방법으로서, 유리 기판상에 투명 전극 물질 및 비저항이 낮은 금속 물질을 증착하는 단계; 사진 식각 공정을 통하여 상기 금속 물질을 식각함으로써, 상기 금속 물질로 된 상층 게이트 버스 라인을 형성하는 단계;및 사진 식각 공정을 통하여 상기 투명 전극 물질을 식각함으로써, 상기 투명 물질로 된 상기 공통 전극과, 상기 상층 게이트 버스 라인의 형상을 따라 하부에 상기 투명 전극 물질로 된 하층 게이트 버스 라인을 형성하여 2층의 상기 게이트 버스 라인을 완성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

액정 표시 소자의 제조 방법
본 발명은 액정 표시 소자의 제조 방법에 관한 것으로, 특히 인-플레인 스위칭 모드 액정 표시 소자의 개구율을 향상시키기 위한 액정 표시 소자의 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 텔레비젼이나 그래픽 디스플레이 등의 표시 소자를 구성하는 액정 표시 장치는 기본적으로 투명한 한 쌍의 유리 기판과 이 유리 기판사이에 봉입된 액정으로 구성된다. 이러한 액정 표시 장치는 최근 많은 진보를 거듭하며 다양한 표시 분야의 적용을 위하여 개발이 진행되고 있다.
그러나, 복굴절 현상에 기인한 좁은 시야각으로 인해 고품질의 액정 표시 장치를 개발하는데 제약을 받고 있다.
이러한 시야각을 개선하기 위하여, 광학 보상 필름을 사용하거나 수직 배향(Vertically-aligned) 모드 또는 인-플레인 스위칭 모드(이하, “IPS 모드”라 한다)를 이용한다. IPS 모드는 능동 소자가 형성된 유리 기판상에 화소 전극과 공통 전극을 동일 기판상에 구현하고, 액정 표시 장치의 구동시 화소 전극과 공통 전극 사이에 평행장이 형성되게 함으로써 시야각을 개선한다.
도 1은 종래의 IPS 모드 액정 표시 소자의 사시도를 나타낸다. 도 1은 액티브 매트릭스 액정 표시 소자를 구성하는 단셀을 도시한 것이다.
하부 유리 기판상의 동일 면상에 어드레스 전극인 게이트 버스 라인(110)과 이 게이트 버스 라인(110)과 일정 거리만큼 평행하게 이격된 평행 라인과 이 평행 라인과 일체로서 게이트 버스 라인쪽으로 다수개의 라인이 소정 길이 돌출된 공통 전극(120)이 배치된다. 게이트 전극과 게이트 버스 라인(110)은 일체로서, 게이트 버스 라인상에는 반도체 소자의 게이트 유전막인 절연막(도시하지 않음)과 반도체 소자의 채널층인 비정질 실리콘층(130)이 배치된다.
그리고, 이 게이트 버스 라인(110)과 교차하여 데이터 버스 라인(140)이 배치되며, 이 데이터 버스 라인(140)과 일체로서 게이트 버스 라인(110)과 평행하며 소정 부분 비정질 실리콘층과 일측 오버랩되도록 소정 길이만큼 소오스 전극(140a)이 돌출된다. 드레인 전극(150a)은 비정질 실리콘층(130)의 타측과 소정 부분 오버랩되도록 형성되어, 박막 트랜지스터(T)를 형성한다. 화소 전극(150)은 갈퀴 형상으로, 상기 공통 전극(120)의 돌출된 라인 사이에 서로 엇갈려 맞물리도록 구성되며 드레인 전극(150a)과 콘택된다.
이어서, 컬러 필터 등이 형성된 상부 유리 기판과 합착하고 양 기판의 배면에 편광판을 부착한 다음, 액정을 봉입하여 액정 표시 소자를 제조한다.
이러한, 액정 표시 소자의 신호선에 전압을 인가하여, 화소 전극과 공통 전극 사이에 평행장을 발생시켜 시야각을 향상시킨다.
여기서, IPS 모드의 게이트 버스 라인과 공통 전극은 몰리텅스텐이나 크롬으로 형성되며, 데이터 버스 라인과 화소 전극은 알루미늄으로 형성된다.
상기에서 언급한 바와 같이, 종래 IPS 모드는 시야각은 향상시켰으나, 불투명한 전극 물질로 인해 개구율이 저하되는 문제가 있다.
따라서, 이를 해결하기 위하여 공통 전극과 화소 전극을 투명 물질인 ITO로 형성한다. 그러나, ITO는 저항이 커서 신호 지연 시간이 길기 때문에 단독으로 게이트 전극 물질로 사용할 수 없다. 따라서, 몰리텅스텐이나 크롬 등과 함께 사용하여야 한다.
그러나, 먼저 ITO를 증착하여 공통 전극을 형성한 후 몰리텅스텐이나 크롬을 증착하고 게이트 버스 라인을 형성하는 경우, ITO로 형성된 얼라인 키가 투명하여 다음 공정 단계에서 인식하기 어려운 문제가 있다.
또한, 몰리텅스텐이나 크롬을 증착하여 게이트 버스 라인을 형성한 후 ITO를 증착하고 공통 전극을 형성하는 경우, ITO 식각시 ITO의 식각액에 몰리텅스텐이나 크롬이 손상되는 문제가 있다.
따라서, 본 발명은 고개구율의 IPS 모드 액정 표시 소자를 실현하기 위하여 공통 전극과 화소 전극을 각각 투명 전극 물질로 구성함과 동시에, 투명 전극 물질로 인한 신호선의 신호 지연 시간도 보상할 수 있는 액정 표시 소자의 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1은 종래의 IPS 모드 액정 표시 소자의 하부 기판을 나타내는 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 IPS 모드 액정 표시 소자의 하부 기판을 나타내는 사시도.
(도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명)
110, 210: 게이트 버스 라인 120, 220: 공통 전극
130, 230: 비정질 실리콘층 140, 240: 데이터 버스 라인
150, 250: 화소 전극 210a: 몰리 텅스텐
220a: ITO 240a: 알루미늄
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 동일 유리 기판상에 매트릭스 형태로 배열된 다수의 게이트 버스 라인과 다수의 데이터 버스 라인; 상기 게이트 버스 라인과 상기 데이터 버스 라인의 교차점에 형성된 다수의 박막 트랜지스터;및 각각의 게이트 버스 라인과 데이터 버스 라인으로 둘러싸인 공간 내에, 신호 인가시 평행장을 형성하도록 구비된 화소 전극과 공통 전극을 포함하는 액정 표시 소자의 제조 방법으로서, 유리 기판상에 투명 전극 물질 및 비저항이 낮은 금속 물질을 증착하는 단계; 사진 식각 공정을 통하여 상기 금속 물질을 식각함으로써, 상기 금속 물질로 된 상층 게이트 버스 라인을 형성하는 단계;및 사진 식각 공정을 통하여 상기 투명 전극 물질을 식각함으로써, 상기 투명 물질로 된 상기 공통 전극과, 상기 상층 게이트 버스 라인의 형상을 따라 하부에 상기 투명 전극 물질로 된 하층 게이트 버스 라인을 형성하여 2층의 상기 게이트 버스 라인을 완성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
(실시예)
이하 첨부한 도면에 의거하여 본 발명의 바람직한 실시예를 자세히 설명하도록 한다.
도 2는 본 발명에 따른 IPS 모드 액정 표시 소자의 사시도를 나타낸다. 도 2는 액티브 매트릭스 액정 표시 소자를 구성하는 단셀을 도시한 것이다.
하부 유리 기판상의 동일 면상에 어드레스 전극인 게이트 버스 라인(210)과 이 게이트 버스 라인(210)과 일정 거리만큼 평행하게 이격된 평행 라인과 이 평행 라인과 일체로서 게이트 버스 라인쪽으로 다수개의 라인이 소정 길이 돌출된 공통 전극(220)이 배치된다.
이 공통 전극(220)은 투명한 ITO(Indium Tin Oxide)(220a)로 구성되며, 게이트 버스 라인(210)은 ITO(220a)상에 몰리텅스텐(210a)이 적층된 구조로 이루어진다. 상기 몰리텅스텐은 크롬 등으로 대체될 수 있다.
게이트 전극과 게이트 버스 라인(210)은 일체로서, 게이트 전극상에는 반도체 소자의 게이트 유전막인 절연막(도시하지 않음)과 반도체 소자의 채널층인 비정질 실리콘층(230)이 배치된다.
이와 같은 결과물상에 데이터 버스 라인(240)과 화소 전극(250)이 형성된다. 이 데이터 버스 라인(240)은 게이트 버스 라인(210)과 교차하여 배치되며, 이 데이터 버스 라인(240)과 일체로서 게이트 버스 라인(210)과 평행하며 소정 부분 비정질 실리콘층(230)과 일측 오버랩되도록 소정 길이만큼 소오스 전극이 돌출된다.
드레인 전극은 비정질 실리콘층(230)의 타측과 소정 부분 오버랩되도록 형성되어, 박막 트랜지스터(T)를 형성한다. 화소 전극(250)은 상기 공통 전극(220)의 돌출된 라인 사이에 서로 엇갈려 맞물리도록 갈퀴 형상으로 구성되며 드레인 전극과 콘택된다.
상기 화소 전극(250)은 투명한 ITO(220a)로 구성되며, 데이터 버스 라인(240)은 ITO(220a)상에 알루미늄(240a)이 적층된 구조로 이루어진다.
이와 같은 투명 전극은 화소의 빛의 투과 면적을 증가시켜 개구율을 향상시킨다. 그러나, 개구율만을 고려하여 게이트 버스 라인과 데이터 버스 라인을 ITO로 구성하는 경우, ITO의 저항으로 인하여 종래에 비해 신호 지연 시간(RC Delay)이 길어지게 된다. 따라서, 빛이 투과하는 화소 영역은 ITO 배선으로 구성하고, 개구율과 관련되지 않는 신호선은 비저항이 낮은 금속을 클래딩하여 신호 지연 시간이 길어지는 것을 방지한다.
이와 같은 액정 표시 소자를 제조하기 위하여, 먼저 유리 기판상에 ITO와 몰리 텅스텐을 증착한다. 그런 다음, 사진 식각 공정을 통하여 몰리텅스텐(210a)으로된 상부 게이트 버스 라인 패턴을 형성한다. 계속해서, 또 다른 사진 식각 공정을 통하여 하부의 ITO를 식각함으로써, ITO(220a)로 된 공통 전극(220)과 상부 게이트 버스 라인 패턴의 형상을 따라 하부에 ITO(220a)로 된 하부 게이트 버스 라인 패턴을 형성하여 게이트 버스 라인(210)을 완성한다.
이와 같이, 불투명 금속인 몰리 텅스텐으로 패턴을 먼저 형성함으로써, 공정의 좌표 기준인 얼라인 키를 가시적으로 형성할 수 있으므로 후속 공정이 용이한 잇점이 있다.
그런 다음, 전체 구조상에 질화막(도시하지 않음)을 증착하고, 박막 트랜지스터의 채널층이 되는 비정질 실리콘층(230)을 형성한다.
이어서, 상기 게이트 버스 라인 및 공통 전극을 형성하는 공정과 유사하게, 결과물상에 ITO와 알루미늄을 차례로 증착한 다음, 사진 식각 공정을 통하여 알루미늄(240a)과 ITO(220a)로 된 데이터 버스 라인(240)과, ITO(220a)로 된 화소 전극(250)을 형성한다.
이상에서 설명한 바와 같이, IPS 모드 액정 표시 소자에서 빛이 투과되는 영역의 신호선은 투명 전극 물질인 ITO으로 구성하고, 그 주변의 신호선은 ITO와 비저항이 낮은 금속 물질로 구성함으로써, 신호 지연 시간을 단축하고 개구율을 향상시킬 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

Claims (4)

  1. 동일 유리 기판상에 매트릭스 형태로 배열된 다수의 게이트 버스 라인과 다수의 데이터 버스 라인; 상기 게이트 버스 라인과 상기 데이터 버스 라인의 교차점에 형성된 다수의 박막 트랜지스터;및 각각의 게이트 버스 라인과 데이터 버스 라인으로 둘러싸인 공간 내에, 신호 인가시 평행장을 형성하도록 구비된 화소 전극과 공통 전극을 포함하는 액정 표시 소자의 제조 방법으로서,
    유리 기판상에 투명 전극 물질 및 비저항이 낮은 금속 물질을 증착하는 단계;
    사진 식각 공정을 통하여 상기 금속 물질을 식각함으로써, 상기 금속 물질로 된 상층 게이트 버스 라인을 형성하는 단계;및
    사진 식각 공정을 통하여 상기 투명 전극 물질을 식각함으로써, 상기 투명 물질로 된 상기 공통 전극과, 상기 상층 게이트 버스 라인의 형상을 따라 하부에 상기 투명 전극 물질로 된 하층 게이트 버스 라인을 형성하여 2층의 상기 게이트 버스 라인을 완성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 소자의 제조 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 금속 물질은 몰리텅스텐 또는 크롬인 것을 특징으로 하는 액정 표시 소자의 제조 방법.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 투명 전극 물질은 ITO인 것을 특징으로 하는 액정 표시 소자의 제조 방법.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 데이터 버스 라인과 상기 화소 전극은 동일 면상에 형성되며, 그의 제조 방법은 상기 게이트 버스 라인과 상기 공통 전극의 제조 방법과 동일하며, 상기 데이터 버스 라인을 구성하는 금속 물질은 알루미늄인 것을 특징으로 하는 액정 표시 소자의 제조 방법.
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