KR20010058193A - 프린지 필드 구동 액정표시 장치의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 프린지 필드 구동 액정 표시 장치의 제조방법을 개시한다. 개시된 본 발명은 기판상에 ITO막과 불투명 금속막의 적층 구조로 형성하여, 게이트 버스 라인 형성시, 카운터 전극의 형상을 갖춘다음, 액티브 영역을, 게이트 버스 라인을 덮도록 형성한다. 그후, 노출된 카운터 전극 표면의 불투명 금속층을 제거함으로써, 카운터 전극을 형성한다. 이어, 다시 데이타 버스 라인 및 화소 전극을 형성하기 위하여, ITO막과 불투명 금속막을 적층한후, 데이타 버스 라인 형성시 화소 전극의 형상을 갖추도록 ITO막과 불투명 금속막을 패터닝한다. 그후, 보호막을 형성하고, 화소 전극 영역이 노출되도록 보호막을 오픈시킨다음, 노출된 화소 전극 영역의 불투명 금속막을 제거하므로써, 화소 전극을 형성한다.
Description
본 발명은 프린지 필드 구동 액정 표시 장치의 제조방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 제조 단계를 줄일 수 있는 프린지 필드 구동 액정 표시 장치에 관한 것이다.
일반적으로 고개구율 및 고투과율 액정 표시 장치는 일반적인 IPS 모드 액정 표시 장치의 낮은 개구율 및 투과율을 개선시키기 위하여 제안된 것으로, 이에 대하여 대한민국 특허출원 제98-9243호로 출원되었다.
이러한 고개구율 및 고투과율 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 field)가 형성되도록 한다.
도 1을 참조하여, 종래의 프린지 필드 구동 액정 표시 장치의 제조방법을 설명한다.
도 1을 참조하여, 투명한 하부 절연 기판(1) 상부에 ITO(indium tin oxide)를 Ar 가스, O2가스 및 ITO 타겟을 이용하여, 스퍼터링 방식으로 형성한다음, 빗살 형태 또는 플레이트(plate) 형상을 이루도록 패터닝하여 카운터 전극(2)을 형성한다(제 1 마스크 공정).
그리고나서, 카운터 전극(2)이 형성된 하부 기판(1) 상부에 불투명 금속막을 스퍼터링 방식으로 형성한다음, 소정 부분 패터닝하여 게이트 버스 라인(3)과 공통 전극선(도시되지 않음)을 형성한다. (제 2 마스크 공정).
그후, 게이트 버스 라인(3)이 형성된 투명 절연 기판(1) 상부에 게이트 절연막(4)과 채널용 비정질 실리콘막(5) 및 도핑된 비정질 실리콘막(6)을 적층한다음, 박막 트랜지스터의 형태로 패터닝한다.(제 3 마스크 공정).
이어서, 결과물 상부에 ITO층을 스퍼터링 방식으로 증착한다음, 카운터 전극(2) 상부에 빗살 형태가 되도록 ITO층을 패터닝하여, 화소 전극(7)을 형성한다(제 4 마스크 공정).
그런다음, 게이트 패드부 위의 게이트 절연막을 제거하여, 패드를 오픈시킨다(제 5 마스크 공정).
이어서, 결과물 상부에 불투명 금속막을 스퍼터링 방식으로 증착한다음, 소정 부분 식각하여, 소오스, 드레인 전극(8a,8b) 및 데이터 버스 라인(도시되지 않음)을 형성한다(제 6 마스크 공정). 이어서, 노출된 도핑된 비정질 실리콘층(7)을 공지의 방식으로 제거한다. 이때, 오픈되어진 게이트 패드부와 데이터 버스 라인용 금속막이 콘택되어 진다.
그러나, 상기와 같은 고개구율 및 고투과율 액정 표시 장치의 하부 기판 구조물을 형성하는데에는 상술한 바와 같이 6번의 마스크 공정이 요구된다.
이때, 상기 마스크 공정이라 함은 공지된 바와 같이 포토리소그라피 공정으로, 그 자체 공정만으로도 레지스트 도포 공정, 노광 공정, 현상 공정, 식각 공정, 레지스트 제거공정을 포함한다. 이에 따라, 한 번의 마스크 공정을 진행하는데 장시간이 소요된다.
이로 인하여, 6번의 마스크 공정을 포함하는 고개구율 및 고투과율 액정 표시 장치를 제조하는데 매우 긴 시간이 요구되고, 제조 비용이 상승하게 되어, 수율이 저하된다.
따라서, 본 발명의 목적은 제조 공정을 단축시킬 수 있는 프린지 필드 구동 액정 표시 장치의 제조방법을 제공하는 것이다.
도 1은 종래 기술에 따른 프린지 필드 구동 액정 표시 장치의 단면도.
도 2a 내지 도 2e는 본 발명에 따른 프린지 필드 구동 액정 표시 장치의 제조방법을 설명하기 위한 각 공정별 평면도.
도 3a 내지 도 3e는 본 발명에 따른 프린지 필드 구동 액정 표시 장치의 제조방법을 설명하기 위한 각 공정별 단면도.
(도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명)
11a - 게이트 버스 라인 12a - 카운터 전극 구조물
12 - 카운터 전극 13 - 액티브 영역
15 - 절연막 17a - 데이타 버스 라인
17b - 화소 전극 구조물 17s - 소오스 전극
17d - 드레인 전극 18 - 보호막
19 - 화소 전극
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 하부 기판상에 투명 도전층과 불투명 금속막을 순차적으로 적층한다음, 소정 부분 패터닝하여, 게이트 버스 라인, 카운터 전극 구조물 및 하부 기판 가장자리에 게이트 패드를 형성하는 단계; 상기 게이트 버스 라인 및 카운터 전극이 형성된 하부 기판 상부에 게이트 절연막, 채널용 비정질 실리콘층 및 불순물이 도핑된 비정질 실리콘층을 순차적으로 적층하고, 도핑된 비정질 실리콘층 및 채널용 비정질 실리콘층을 상기 게이트 버스 라인을 덮도록 패터닝하여, 액티브 영역을 형성하는 단계; 상기 노출된 카운터 전극 구조물 상의 불투명 금속막을 제거하여 카운터 전극을 형성하는 단계; 상기 하부 기판 결과물 상부에 절연막을 증착하고, 게이트 패드 부분 및 상기 액티브 영역의 소정 부분이 오픈되도록 절연막을 패터닝하는 단계; 상기 게이트 패드 부분과 콘택되도록 절연막 상부에 투명 도전층 및 불투명 금속막을 순차적으로 적층한후, 게이트 버스 라인과 교차하고, 액티브 영역 양측에 존재하면서 상기 카운터 전극과 빗살 형태로 오버랩되도록 상기 투명 도전층 및 불투명 금속막을 패터닝, 데이타 버스 라인, 소오스 및 드레인 전극 및 화소 전극 구조물을 형성하는 단계; 상기 하부 기판 결과물 상부에 보호막을 증착하고, 상기 보호막을 상기 화소 전극 구조물 영역이 노출되도록 패터닝하는 단계; 및 상기 노출된 화소 전극 구조물 영역의 불투명 금속막을 제거하여 화소 전극을 형성하는 단계를 포함하며, 상기 화소 전극 및 카운터 전극의 사이에 전압차 발생시 프린지 필드가 형성되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 투명 도전층은 ITO막이고, 게이트 버스 라인용 불투명 금속막은 Mo, Cr, Al, MoW 중 선택되는 하나인 것을 특징으로 하며, 상기 데이타 버스 라인용 불투명 금속막은 Mo, Al, Mo/Al/Mo 중 선택되는 하나인 것을 특징으로 한다.
아울러, 상기 절연막은 유전상수가 2 내지 4 정도의 절연막 예를들어, 폴리이미드막을 사용할 수 있다.
또한, 상기 절연막을 패터닝하는 단계는, 상기 패터닝될 절연막을 노광한 후, 현상하여 패터닝하는 것을 특징으로 하며, 상기 절연막을 패터닝하는 단계와, 상기 데이타 버스 라인을 형성하는 단계 사이에 절연막을 경화하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 기판상에 ITO막과 불투명 금속막의 적층 구조로 형성하여, 게이트 버스 라인 형성시, 카운터 전극의 형상을 갖춘다음, 액티브 영역을, 게이트 버스 라인을 덮도록 형성한다. 그후, 노출된 카운터 전극 표면의 불투명 금속층을 제거함으로써, 카운터 전극을 형성한다. 이어, 다시 데이타 버스 라인 및 화소 전극을 형성하기 위하여, ITO막과 불투명 금속막을 적층한후, 데이타 버스 라인 형성시 화소 전극의 형상을 갖추도록 ITO막과 불투명 금속막을 패터닝한다. 그후,보호막을 형성하고, 화소 전극 영역이 노출되도록 보호막을 오픈시킨다음, 노출된 화소 전극 영역의 불투명 금속막을 제거하므로써, 화소 전극을 형성한다. 이에따라, 종래보다 한번의 공정이 적은 5번의 마스크 공정으로 프린지 필드 구동의 액정 표시 장치를 제작할 수 있다.
(실시예)
이하 첨부한 도면에 의거하여 본 발명의 바람직한 실시예를 자세히 설명하도록 한다.
도 2a 내지 도 2e는 본 발명에 따른 프린지 필드 구동 액정 표시 장치의 제조방법을 설명하기 위한 각 공정별 평면도이고, 도 3a 내지 도 3e는 본 발명에 따른 프린지 필드 구동 액정 표시 장치의 제조방법을 설명하기 위한 각 공정별 단면도이다.
도 2a 및 도 3a를 참조하여, 하부 기판(100) 상부에 투명한 도전층인 ITO막(10)과 게이트 버스 라인용 금속막(11) 예를들어, Mo, Cr, Al, MoW과 같은 불투명 금속막을 순차적으로 적층한다. 이어서, 제 1 마스크 공정에 의하여, 게이트 버스 라인용 금속막(11)과 ITO막(10)을 패터닝하여, 게이트 버스 라인(11a) 및 카운터 전극 구조물(11b)을 형성한다. 이때, 카운터 전극 구조물(11b)은 도 2a와 같이 플레이트 형태로 형성되거나, 또는 빗살 형태로 형성될 수 있으며, 게이트 버스 라인(11a)은 ITO막(10)과 게이트 버스 라인용 금속막(11)의 적층 구조로 형성된다. 이때, 도면에는 도시되지 않았지만, 하부 기판(100)의 가장자리에는 게이트 버스 라인(11a)의 형성과 동시에, 게이트 패드(도시되지 않음)가 형성된다. 게이트 패드역시 ITO막(10)과 게이트 버스 라인용 금속막(11)의 적층막으로 형성된다.
그 다음, 도 2b 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 게이트 버스 라인(11a) 및 카운터 전극 구조물(11)이 형성된 하부 기판(100) 상부에 게이트 절연막(13a), 비정질 실리콘층(13b) 및 도핑된 반도체층(13c)을 순차적으로 형성한다. 그 다음, 게이트 버스 라인(11a) 상부에서 게이트 버스 라인(11a)의 선폭 보다 약간 큰 폭을 갖도록 도핑된 반도체층(13c), 비정질 실리콘층(13b) 및 게이트 절연막(13a)을 제 2 마스크 공정에 의하여 소정 부분 패터닝하여, 액티브 영역(13)을 형성한다. 액티브 영역(13)의 형성으로, 카운터 전극 구조물(11b)이 노출되고, 게이트 버스 라인(11a)만이 액티브 영역(13)에 의하여 덮히게 된다. 그후, 노출된 카운터 전극 구조물(11b)의 게이트 버스 라인용 금속막(11)을 제거하여, ITO막으로 된 카운터 전극(12)을 형성한다. 이때, 게이트 패드 상부의 게이트 버스 라인용 금속(11)도 제거되지만, 게이트 패드 부분은 ITO막으로 형성하여도 신호 전달면에서 문제가 되지 않는다. 그후, 카운터 전극(12)이 형성된 하부 기판(100) 상부에 절연막(15)을 증착한다. 이때, 절연막(15)으로는, 카운터 전극(12)과 이후 형성될 화소 전극 사이에 형성되는 보조 용량 캐패시턴스가 과도하게 커지는 것을 방지하기 위하여, 저유전 상수(ε=2 내지 4)를 갖는 절연막, 예를들어, 폴리이미드막을 도포한다.
도 2c 및 도 3c에 도시된 바와 같이, 게이트 패드(도시되지 않음) 및 액티브 영역(3)의 박막 트랜지스터 예정 영역(H)이 오픈되도록 제 3 마스크 공정에 의하여 절연막(15)을 패터닝한다. 이에따라, 박막 트랜지스터 예정 영역(H)에서 액티브 영역(13)이 노출된다. 이때, 게이트 패드 및 박막 트랜지스터 예정 영역(H)은 폴리이미드막등으로 된 절연막(15)을 자체적으로 노광 및 현상하여 노출시킨다. 그후, 절연막(15)을 경화한다.
그 다음, 도 2d 및 도 3d에 도시된 바와 같이, 하부 기판(도시되지 않음) 결과물 상부에 화소 전극용 ITO막(16) 및 데이타 버스 라인용 금속막(17), 예를들어, Mo, Al, Mo/Al/Mo 등의 불투명 금속막을 상기 노출된 게이트 패드과 콘택되도록 증착한다. 이어서, 제 4 마스크 공정을 통하여, 데이타 버스 라인용 금속막(17) 및 화소 전극용 ITO막(16)을, 게이트 버스 라인(11a)과 교차되는 데이타 버스 라인(17a)과, 데이타 버스 라인(17a)으로 부터 연장되며 액티브 영역(13)의 일측 소정 부분과 콘택되는 소오스 전극(17s), 액티브 영역(13)의 타측 소정 부분과 콘택되는 드레인 전극(17d) 및 카운터 전극(12)과 오버랩되는 화소 전극 구조물(17b)의 형태로 패터닝한다. 이때, 데이타 버스 라인(17a), 소오스 전극(17s), 드레인 전극(17d) 및 화소 전극 구조물(17b)은 각각 ITO막(16)과 데이타 버스 라인용 금속막(17)의 적층 구조로 형성된다.
그 후, 도 2e 및 도 3e에 도시된 바와 같이, 하부 기판 결과물 상부에 보호막(18)을 증착한다음, 화소 전극 구조물(17b) 부분이 노출되도록, 제 5 마스크 공정을 통하여, 보호막(18)을 패터닝한다. 그리고나서, 보호막(18)으로 부터 노출된 화소 전극 구조물(17b) 상부의 데이타 버스 라인용 금속막(17)을 식각해내어, ITO막(16)으로 된 화소 전극(19)을 형성한다.
이상에서 자세히 설명된 바와 같이, 본 발명에 의하면, 기판상에 ITO막과 불투명 금속막의 적층 구조로 형성하여, 게이트 버스 라인 형성시, 카운터 전극의 형상을 갖춘다음, 액티브 영역을, 게이트 버스 라인을 덮도록 형성한다. 그후, 노출된 카운터 전극 표면의 불투명 금속층을 제거함으로써, 카운터 전극을 형성한다. 이어, 다시 데이타 버스 라인 및 화소 전극을 형성하기 위하여, ITO막과 불투명 금속막을 적층한후, 데이타 버스 라인 형성시 화소 전극의 형상을 갖추도록 ITO막과 불투명 금속막을 패터닝한다. 그후, 보호막을 형성하고, 화소 전극 영역이 노출되도록 보호막을 오픈시킨다음, 노출된 화소 전극 영역의 불투명 금속막을 제거하므로써, 화소 전극을 형성한다. 이에따라, 종래보다 한번의 공정이 적은 5번의 마스크 공정으로 프린지 필드 구동의 액정 표시 장치를 제작할 수 있다.
Claims (8)
- 하부 기판상에 투명 도전층과 불투명 금속막을 순차적으로 적층한다음, 소정 부분 패터닝하여, 게이트 버스 라인, 카운터 전극 구조물 및 하부 기판 가장자리에 게이트 패드를 형성하는 단계;상기 게이트 버스 라인 및 카운터 전극이 형성된 하부 기판 상부에 게이트 절연막, 채널용 비정질 실리콘층 및 불순물이 도핑된 비정질 실리콘층을 순차적으로 적층하고, 도핑된 비정질 실리콘층 및 채널용 비정질 실리콘층을 상기 게이트 버스 라인을 덮도록 패터닝하여, 액티브 영역을 형성하는 단계;상기 노출된 카운터 전극 구조물 상의 불투명 금속막을 제거하여 카운터 전극을 형성하는 단계;상기 하부 기판 결과물 상부에 절연막을 증착하고, 게이트 패드 부분 및 상기 액티브 영역의 소정 부분이 오픈되도록 절연막을 패터닝하는 단계;상기 게이트 패드 부분과 콘택되도록 절연막 상부에 투명 도전층 및 불투명 금속막을 순차적으로 적층한후, 게이트 버스 라인과 교차하고, 액티브 영역 양측에 존재하면서 상기 카운터 전극과 빗살 형태로 오버랩되도록 상기 투명 도전층 및 불투명 금속막을 패터닝, 데이타 버스 라인, 소오스 및 드레인 전극 및 화소 전극 구조물을 형성하는 단계;상기 하부 기판 결과물 상부에 보호막을 증착하고, 상기 보호막을 상기 화소 전극 구조물 영역이 노출되도록 패터닝하는 단계; 및상기 노출된 화소 전극 구조물 영역의 불투명 금속막을 제거하여 화소 전극을 형성하는 단계를 포함하며, 상기 화소 전극 및 카운터 전극의 사이에 전압차 발생시 프린지 필드가 형성되는 것을 특징으로 하는 프린지 필드 구동 액정 표시 장치의 제조방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 투명 도전층은 ITO막인 것을 특징으로 하는 프린지 필드 구동 액정 표시 장치의 제조방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 게이트 버스 라인용 불투명 금속막은 Mo, Cr, Al, MoW 중 선택되는 하나인 것을 특징으로 하는 프린지 필드 구동 액정 표시 장치의 제조방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 데이타 버스 라인용 불투명 금속막은 Mo, Al, Mo/Al/Mo 중 선택되는 하나인 것을 특징으로 하는 프린지 필드 구동 액정 표시 장치의 제조방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 절연막은 유전상수가 2 내지 4 정도의 절연막인 것을 특징으로 하는 프린지 필드 구동 액정 표시 장치의 제조방법.
- 제 5 항에 있어서, 상기 절연막은 폴리이미드막인 것을 특징으로 하는 프린지 필드 구동 액정 표시 장치의 제조방법.
- 제 6 항에 있어서, 상기 절연막을 패터닝하는 단계는, 상기 패터닝될 절연막을 노광한 후, 현상하여 패터닝하는 것을 특징으로 하는 프린지 필드 구동 액정 표시 장치의 제조방법.
- 제 7 항에 있어서, 상기 절연막을 패터닝하는 단계와, 상기 데이타 버스 라인을 형성하는 단계 사이에 절연막을 경화하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 프린지 필드 구동 액정 표시 장치의 제조방법.
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