KR20000027509A - 고개구율 및 고투과율 액정 표시 장치의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 포토리소그라피 공정수를 줄이어, 제조 공정 시간을 줄이면서, 수율을 증대시킬수 있는 고개구율 및 고투과율 액정 표시 장치의 제조방법을 개시한다. 개시된 본 발명은, 하부 기판상에 제 1 포토리소그라피 공정을 통하여, 소정 크기의 광차단 패턴을 형성하는 단계와, 상기 하부 기판 상부에 제 2 포토리소그라피 공정을 통하여, 투명한 카운터 전극을 형성하는 단계와, 상기 광차단 패턴 및 카운터 전극이 형성된 하부 기판 상부에 절연막을 증착하는 단계와, 상기 절연막 상부의 소정 부분에 제 3 포토리소그라피 공정을 통하여, 상기 광차단 패턴 양측에 소오스, 드레인 전극을 형성하고, 상기 소오스 전극과 연결되도록 데이터 버스 라인을 형성하는 단계와, 상기 카운터 전극상의 절연막 상부에 제 4 포토리소그라피 공정을 통하여 투명한 물질로 화소 전극을 형성하는 단계와, 상기 광차단 패턴과 동일상으로 상기 소오스 드레인 전극 양측에 채널층을 형성하는 단계와, 상기 채널층 상부에 채널층을 포함하도록 제 5 포토리소그라피 공정을 통하여, 게이트 절연막을 포함하는 게이트 버스 라인을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 고개구율 및 고투과율 액정 표시 장치의 제조방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 포토리소그라피 공정수를 줄일 수 있는 고개구율 및 고투과율 액정 표시 장치의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 FFS 모드 액정 표시 장치는 일반적인 IPS 모드 액정 표시 장치의 낮은 개구율 및 투과율을 개선시키기 위하여, 대한민국 특허출원 제98-9243호로 출원되었다.
이러한 FFS 모드 액정 표시 장치는 카운터 전극과 화소 전극을 투명 전도체로 형성하면서, 카운터 전극과 화소 전극과의 간격을 상하 기판 사이의 간격보다 좁게 형성하여, 카운터 전극과 화소 전극 상부에 프린지 필드(fringe filed)가 형성되도록 하므로써, 전극들 상부에 존재하는 액정 분자들이 모두 동작되도록 한다.
여기서, 종래의 FFS 모드 액정 표시 장치는 도 1에 도시된 바와 같이,투명 금속막인 ITO층과 저저항성 금속막 예를들어, MoW을 유리 기판(1) 상부에 적층, 형성한다. 그후, 포토리소그라피 방식에 의하여, 저저항성 금속막을 소정 부분 패터닝하여, 게이트 버스 라인(2) 및 공통 신호선(도시되지 않음)을 형성한다. 이어서, 노출된 ITO층은 소정 형태 예를들어, 사각판 형태이거나, 소정의 브렌치를 갖는 콤브 형태로 패터닝하여 카운터 전극(3)을 형성한다. 카운터 전극(3)은 공통 신호선(도시되지 않음)과 콘택되도록 형성된다. 그리고나서, 하부 기판(1) 결과물 상부에 게이트 절연막(도시되지 않음)을 증착한다. 이때, 카운터 전극(3)이 먼저 형성된 후에, 게이트 버스 라인(2)이 나중에 형성될 수도 있다.
이어서, 게이트 절연막(4) 상부에 채널용 비정질 실리콘층과 실리콘 질화막을 순차적으로 적층한 후에, 실리콘 질화막을 소정 부분 식각하여, 에치 스톱퍼(6)를 형성한다. 이어, 에치 스톱퍼(6)가 형성된 비정질 실리콘층 상부에 불순물이 도핑된 비정질 실리콘층을 증착한다음, 불순물이 도핑된 비정질 실리콘층과 채널용 비정질 실리콘층을 패터닝하여, 오믹 콘택층(7)과, 채널층(5)을 형성한다. 다음으로, 도면에 도시되지 않았지만, 기판 외측 부분에 존재하는 패드(도시되지 않음)가 노출되도록 게이트 절연막을 식각하여 패드 오픈 공정을 실시한다.
그후, 결과물 상부에 저저항성 금속막을 증착한다음, 소정 부분 패터닝하여, 되어, 데이터 버스 라인(도시되지 않음), 드레인(8a) 및 소오스(8b)가 형성된다. 따라서, 박막 트랜지스터가 완성된다.
그후, 전체 구조 상부에 보호막(100)을 증착한다음, 박막 트랜지스터 부분을 감싸도록 패터닝하여, 고개구율 및 고투과율 액정 표시 장치의 하부 기판 구조가 완성된다.
그러나, 상기와 같은 고개구율 및 고투과율 액정 표시 장치의 하부 기판 구조물을 형성하는데에는 상술한 바와 같이 게이트 버스 라인을 형성하기 위한 공정, 카운터 전극을 형성하기 위한 공정, 에치 스톱퍼를 형성하기 위한 공정, 채널층을 형성하기 위한 공정, 패드 오픈을 위한 공정, 데이터 버스 라인을 형성하기 위한 공정, 화소 전극을 형성하기 위한 공정 및 패시베이션막을 형성하기 위한 공정등 적어도 8번이상의 패터닝 공정을 진행하여야 한다.
이때, 상기 패터닝 공정은 공지된 바와 같이 포토리소그라피 공정으로 그 자체 공정만으로도 레지스트 도포 공정, 노광 공정, 현상 공정, 식각 공정, 레지스트 제거공정을 포함하므로, 한 번의 스텝으로도 장시간이 소요된다.
이에따라, 상기와 같은 액정 표시 장치를 형성하기 위하여는 다수번의 패터닝 공정이 요구되므로, 매우 긴 시간이 요구되어, 제조 비용이 상승하게 되고, 수율이 저하된다.
따라서, 본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 포토리소그라피 공정수를 줄이어, 제조 공정 시간을 줄이면서, 수율을 증대시킬수 있는 고개구율 및 고투과율 액정 표시 장치의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
도 1은 종래의 고개구율 및 고투과율 액정 표시 장치의 제조방법을 설명하기 위한 도면.
도 2는 본 발명에 따른 고개구율 및 고투과율 액정 표시 장치의 제조방법을 설명하기 위한 도면.
(도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명)
10 : 하부 기판 12 : 광차단 패턴
13 : 카운터 전극 14 : 절연막
15a,15b : 소오스, 드레인 전극 16 : 화소 전극
17 : 채널층 18 : 게이트 절연막
19 : 게이트 버스 라인
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명은 하부 기판상에 제 1 포토리소그라피 공정을 통하여, 소정 크기의 광차단 패턴을 형성하는 단계와, 상기 하부 기판 상부에 제 2 포토리소그라피 공정을 통하여, 투명한 카운터 전극을 형성하는 단계와, 상기 광차단 패턴 및 카운터 전극이 형성된 하부 기판 상부에 절연막을 증착하는 단계와, 상기 절연막 상부의 소정 부분에 제 3 포토리소그라피 공정을 통하여, 상기 광차단 패턴 양측에 소오스, 드레인 전극을 형성하고, 상기 소오스 전극과 연결되도록 데이터 버스 라인을 형성하는 단계와, 상기 카운터 전극상의 절연막 상부에 제 4 포토리소그라피 공정을 통하여 투명한 물질로 화소 전극을 형성하는 단계와, 상기 광차단 패턴과 동일상으로 상기 소오스 드레인 전극 양측에 채널층을 형성하는 단계와, 상기 채널층 상부에 채널층을 포함하도록 제 5 포토리소그라피 공정을 통하여, 게이트 절연막을 포함하는 게이트 버스 라인을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 하부 기판의 결과물을 제조하는데, 광차단 패턴을 형성하는 포토리소그라피 공정, 카운터 전극을 형성하기 위한 포토리소그라피 공정, 소오스/드레인 전극을 형성하기 위한 포토리소그라피 공정, 화소 전극을 형성하기 위한 포토리소그라피 공정, 게이트 버스 라인을 형성하기 위한 포토리소그라피 공정만이 요구되므로, 종래보다 포토리소그라피 공정을 줄일 수 있다.
(실시예)
이하 첨부한 도면에 의거하여 본 발명의 바람직한 실시예를 자세히 설명하도록 한다.
첨부한 도면 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 고개구율 및 고투과율의 액정 표시 장치의 단면도이다.
도 2를 참조하여, 유리 기판(10) 상부에 투명 금속막(도시되지 않음)인 ITO막을 400 내지 1000Å 두께로 형성하고, 그 상부에 저저항성 금속막을 소정 두께로 형성한다. 그후, 첫 번째 포토 리소그라피 방식을 통하여 상기 저저항성 금속막을 소정 부분 패터닝하여, 광차단 패턴(12) 및 공통 신호선(도시되지 않음)을 형성한다. 이때, 광차단 패턴(12) 및 공통 신호선을 형성하는 저저항성 금속막은 반드시 불투명한 소재이여야 한다.
이어서, 노출된 ITO막을 두 번째 포토 리소그라피 방식을 통하여, 소정 형태 예를들어, 사각의 판 형태든지, 또는 소정의 브렌치를 갖는 빗살 형태로 패터닝하여 카운터 전극(13)을 형성한다. 본 실시예에서는 사각의 판 형태로 형성한다. 또한, 카운터 전극(13)은 공통 신호선(도시되지 않음)과 콘택되도록 형성된다. 이때, 상기와 같은 방법외에도, ITO을 먼저 증착하고 패터닝하여 카운터 전극(13)을 형성한다음, 다시 저저항용 금속막을 증착하고 패터닝하여 광차단 패턴(12)을 형성할 수도 있고, 또는 저저항용 금속막을 금속막을 먼저 증착하고 패터닝하여 광차단 패턴(12)을 형성한다음, 다시 ITO막을 증착하고 패터닝하여 카운터 전극을 형성할 수 있다.
그리고나서, 광차단 패턴(12) 및 카운터 전극(13)이 형성된 하부 기판(10) 상부에 절연막(14)을 형성한다. 이어서, 절연막(14) 상부에 ITO막과 데이터 버스 라인용 저저항성 금속막 예를들어, 알루미늄 계열의 금속막을 순차적으로 증착한다음, 세 번째 포토리소그라피 공정을 통하여, 저저항성 금속막을 패터닝하여, 소오스, 드레인 전극(15a,15b) 및 데이터 버스 라인(도시되지 않음)을 형성한다. 이때, 소오스, 드레인 전극(15a,15b)는 상기 광차단 패턴(12) 양측에 존재하도록 형성되고, 데이터 버스 라인(도시되지 않음)은 소오스 전극(15a)과 콘택되면서, 일정방향으로 연장되도록 형성된다.
이어, 저저항 금속막의 패터닝으로 노출되어진 ITO막을 네 번째 포토리소그라피 공정으로 통하여 소정개의 브렌치를 갖는 빗살 형태로 패터닝하여, 상기 카운터 전극(13) 상부에 화소 전극(16)을 형성한다. 이때, 카운터 전극(13) 역시 빗살 형태로 형성되는 경우, 카운터 전극(13)의 브렌치 사이에 상기 화소 전극(16)의 브렌치가 삽입될 수 있도록 형성함이 바람직하다.
그후에, 화소 전극(16)이 형성된 기판(10) 결과물 상부에 채널용 비정질 실리콘층을 증착한다. 그런다음, 비정질 실리콘층 저면의 광차단 패턴(12)을 후면 노광 마스크로 이용하여, 상기 채널용 비정질 실리콘층을 광차단 패턴(12)의 형태로 패터닝한다. 즉, 부가하자면, 비정질 실리콘층 상부에 포토레지스트막을 도포한다음, 상기 광차단 패턴(12)을 마스크로 하여 후면 노광하므로써, 비정질 실리콘층 상부에 광차단 패턴의 형상을 가진 레지스트 패턴이 형성되는 것이다. 이에 의하여 비정질 실리콘층이 패터닝되어, 채널층(17)이 한정된다. 이때, 패드 부분의 절연막도 상기 채널층(17) 형성 공정과 동시에 진행된다.
그리고나서, 채널층(17)이 형성된 하부 기판(10) 상부에 게이트 절연막(18)과 게이트 버스 라인용 저저항성 금속막 예를들어 MoW 금속막을 순차적으로 적층한다. 그리고나서, 다섯 번째 포토 리소그라피 공정을 통하여, 게이트 버스 라인의 형태로 저저항성 금속막과 게이트 절연막(18)을 패터닝하여, 게이트 버스 라인(19)을 형성한다.
이때, 별도의 패시베이션막은 요구되지 않는다. 이는, 종래의 역스테거(inverted sttager) 방식의 박막 트랜지스터와 같이 알루미늄 계열의 금속막(소오스, 드레인)이 기판 상부로 돌출되어있지 않으므로, 박막 트랜지스터 상부에 패시베이션 처리를 할 필요가 없다.
본 실시예에 따르면, 하부 기판의 결과물을 제조하는데, 광차단 패턴을 형성하는 포토리소그라피 공정, 카운터 전극을 형성하기 위한 포토리소그라피 공정, 소오스/드레인 전극을 형성하기 위한 포토리소그라피 공정, 화소 전극을 형성하기 위한 포토리소그라피 공정, 게이트 버스 라인을 형성하기 위한 포토리소그라피 공정만이 요구되므로, 종래보다 포토리소그라피 공정을 줄일 수 있다.
이상에서 자세히 설명된 바와 같이, 본 발명에 의하면, 고개구율 및 고투과율의 액정 표시 장치를 제조하는데 있어서, 5번의 포토리소그라피 공정으로 하부 기판 구조물을 형성할 수 있으므로, 종래에 비하여 제조 공정수가 감소되고, 제조 비용도 크게 절감된다.
또한, 제조 공정수의 감소에 따라, 제조 시간이 감소되어, 제조 수율이 개선된다.
기타, 본 발명은 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있다.
Claims (9)
- 하부 기판상에 제 1 포토리소그라피 공정을 통하여, 소정 크기의 광차단 패턴을 형성하는 단계;상기 하부 기판 상부에 제 2 포토리소그라피 공정을 통하여, 투명한 카운터 전극을 형성하는 단계;상기 광차단 패턴 및 카운터 전극이 형성된 하부 기판 상부에 절연막을 증착하는 단계;상기 절연막 상부의 소정 부분에 제 3 포토리소그라피 공정을 통하여, 상기 광차단 패턴 양측에 소오스, 드레인 전극을 형성하고, 상기 소오스 전극과 연결되도록 데이터 버스 라인을 형성하는 단계;상기 카운터 전극상의 절연막 상부에 제 4 포토리소그라피 공정을 통하여 투명한 물질로 화소 전극을 형성하는 단계;상기 광차단 패턴과 동일상으로 상기 소오스 드레인 전극 양측에 채널층을 형성하는 단계;상기 채널층 상부에 채널층을 포함하도록 제 5 포토리소그라피 공정을 통하여, 게이트 절연막을 포함하는 게이트 버스 라인을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 고개구율 및 고투과율 액정 표시 장치의 제조방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 광차단 패턴을 형성하는 단계와, 상기 카운터 전극을 형성하는 단계는, 상기 하부 기판 상에 투명 금속막과 저저항성 금속막을 적층하는 단계; 상기 저저항성 금속막을 소정 형태로 패터닝하여 광차단 패턴을 형성하는 단계; 상기 저저항성 금속막의 패터닝으로 노출된 상기 투명 금속막을 소정 형태로 패터닝하여, 카운터 전극을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 고개구율 및 고투과율 액정 표시 장치의 제조방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 광차단 패턴을 형성하는 단계와, 상기 카운터 전극을 형성하는 단계는, 상기 하부 기판 상에 저저항성 금속막을 증착한다음, 소정 부분 패터닝하여, 광차단 패턴을 형성하는 단계; 상기 광차단 패턴이 형성된 하부 기판상에 투명한 금속막을 증착한다음, 소정 부분 패터닝하여 카운터 전극을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 고개구율 및 고투과율 액정 표시 장치의 제조방법.
- 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 광차단 패턴을 형성하는 단계와 상기 카운터 전극을 형성하는 단계는 서로 바꾸어 실시할 수 있는 것을 특징으로 하는 고개구율 및 고투과율 액정 표시 장치의 제조방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 소오스, 드레인 전극 및 데이터 버스 라인을 형성하는 단계와, 상기 화소 전극을 형성하는 단계는, 상기 절연막 상에 투명 금속막과 저저항성 금속막을 적층하는 단계; 상기 저저항성 금속막을 소정 형태로 패터닝하여 소오스, 드레인 전극 및 데이터 버스 라인을 형성하는 단계; 상기 저저항성 금속막의 패터닝으로 노출된 상기 투명 금속막을 소정 형태로 패터닝하여, 화소 전극을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 고개구율 및 고투과율 액정 표시 장치의 제조방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 소오스, 드레인 전극 및 데이터 버스 라인을 형성하는 단계와, 상기 화소 전극을 형성하는 단계는, 상기 절연막상에 저저항성 금속막을 증착한다음, 소정 부분 패터닝하여, 소오스, 드레인 전극 및 데이터 버스 라인을 형성하는 단계; 상기 소오스, 드레인 전극 및 데이터 버스 라인이 형성된 절연막 상에 투명한 금속막을 증착한다음, 소정 부분 패터닝하여 화소 전극을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 고개구율 및 고투과율 액정 표시 장치의 제조방법.
- 제 1 항 또는 제 6 항에 있어서, 상기 소오스, 드레인 전극 및 데이터 버스 라인을 형성하는 단계와 상기 화소 전극을 형성하는 단계는 서로 바꾸어 실시할 수 있는 것을 특징으로 하는 고개구율 및 고투과율 액정 표시 장치의 제조방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 채널층을 형성하는 단계는, 상기 소오스, 드레인 전극, 데이터 버스 라인, 화소 전극이 형성된 절연막 상부에 비정질 실리콘막을 증착하고, 상기 광차단 패턴을 후면 노광 마스크로 이용하여 비정질 실리콘막 상부에 레지스트 패턴을 형성한다음, 이에 의하여 패터닝되어 형성되는 것을 특징으로 하는 고개구율 및 고투과율 액정 표시 장치의 제조방법.
- 제 1 항에 있어서, 제 1 항에 있어서, 상기 카운터 전극은 투명한 사각 판 형태나 또는 소정 브렌치를 갖는 빗살 형태로 패터닝하여 형성하는 것을 특징으로 하는 고개구율 고투과율 액정 표시 장치의 제조방법.
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