KR20010063295A - 인플랜 필드 스위칭 모드 액정표시장치의 제조방법 - Google Patents

인플랜 필드 스위칭 모드 액정표시장치의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 IPS 모드 액정 표시 장치의 제조방법을 개시한다. 개시된 본 발명은, 하부 기판상에 게이트 버스 라인용 금속막을 증착하고, 소정 부분 패터닝하여, 게이트 버스 라인, 빗살 형태의 카운터 전극 및 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 적층하는 단계; 상기 도핑된 비정질 실리콘층 및 채널용 비정질 실리콘층을 게이트 버스 라인의 소정 부분에 존재하도록 패터닝하여, 채널층 및 오믹층을 형성하는 단계; 상기 게이트 패드가 오픈되도록 게이트 절연막을 소정 부분 식각하는 단계; 상기 하부 기판 결과물 상부에 투명 도전층 및 불투명 금속막을 순차적으로 적층한다음, 게이트 버스 라인과 교차하고, 채널층의 양측에 존재하면서, 카운터 전극 사이에 각각 배치되도록 투명 도전층 및 불투명 금속막을 패터닝하여, 데이타 버스 라인, 소오스, 드레인 전극 및 화소 전극 구조물을 형성하는 단계; 상기 하부 기판 결과물 상부에 패시베이션막을 증착하는 단계; 상기 카운터 전극 및 화소 전극 구조물이 형성된 영역 오픈되도록 패시베이션막을 식각하는 단계; 및 상기 노출된 화소 전극 구조물의 불투명 금속막을 선택적으로 식각하여, 투명한 화소 전극을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

인 플랜 필드 스위칭 모드 액정 표시 장치의 제조방법{METHOD FOR MANUFACTURING IN-PLANE FIELD SWITCHING MODE LCD}
본 발명은 액정 표시 장치의 제조방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 개구율을 확보하면서 제조 공정을 줄일 수 있는 인플랜 필드 스위칭 모드(In- planefield switching: 이하, IPS 모드) 액정 표시 장치에 관한 것이다.
최근, LCD는 경량, 박형, 저소비 전력등의 특성을 갖고, 각종 정보기기의 단말기 또는 비디오기기등에 사용된다. 이러한 LCD의 대표적인 구동 방식으로는 TN(twist nematic), STN(super twist nematic)모드가 있다. 그러나, TN 모드 및 STN 모드는 실용화되고는 있지만, 시야각이 매우 좁다는 문제점을 갖는다.
이러한 문제점을 해결코자, 종래에는 IPS 모드 액정 표시 장치가 제안되었다.
도 1을 참조하여, 종래의 IPS 모드 액정 표시 장치의 제조방법을 설명한다.
도면에서와 같이, 절연 기판(1) 상부에 게이트 전극용 금속막을 증착한다음, 소정 부분 패터닝하여, 게이트 버스 라인(2) 및 카운터 전극(2a)을 형성한다(제 1 마스크 공정). 그 다음, 게이트 버스 라인(2) 및 카운터 전극(2a)이 형성된 절연 기판(1) 상부에 게이트 절연막(3)을 형성한다. 다음, 게이트 버스 라인(2)의 소정 부분을 덮도록 채널층(4)을 형성한다(제 2 마스크 공정). 그후, 도면에는 도시되지 않았지만, 게이트 버스 라인(2)과 동시에 형성된 게이트 패드(도시되지 않음) 상의 게이트 절연막(3)을 제거해준다(제 3 마스크 공정). 그 다음, 데이타 버스 라인용 금속막을 증착한다음, 게이트 버스 라인(2)과 교차하면서, 채널층(4) 양측 및 카운터 전극(2a) 사이에 존재하도록 패터닝하여 데이타 버스 라인(도시되지 않음), 소오스, 드레인 전극(5a,5b) 및 화소 전극(5c)을 형성한다(제 4 마스크 공정).
그후, 결과물 상부에 패시베이션막(도시되지 않음)을 증착한다음, 화소 영역이 오픈되도록 패터닝한다(제 5 마스크 공정).
이러한 IPS 모드 액정 표시 장치는 화소 전극과 카운터 전극이 모두 동일 기판에 형성되어, 기판과 평행한 전계가 형성되므로, 시야각 특성이 개선된다.
그러나, 상기한 IPS 모드 액정 표시 장치는 5개의 마스크 공정만으로 소자를 제작할 수 있어, 제조 공정이 간단하다. 하지만, 이러한 IPS 모드 액정 표시 장치는 액정 분자를 동작시키는 화소 전극 및 카운터 전극이 모두 불투명 금속막으로 형성되고, 액정 표시 장치의 개구부에 위치하므로, 개구율이 매우 낮은 단점이 있다.
이러한 문제를 해결하기 위하여, 카운터 전극과 화소 전극을 모두 투명한 전도 물질로 형성하는 기술이 제안되었다. 그러나, 상기 방법은 카운터 전극을 투명한 물질로 형성하기 위한 마스크 공정과, 화소 전극을 투명한 물질로 형성하기 위한 마스크 공정이 추가된다. 이로 인하여, 카운터 전극 및 화소 전극을 투명 물질로 형성하는 방법은 개구율은 확보할 수 있으나, 2번의 마스크 공정이 추가되므로, 제조 공정 시간 및 비용이 상승하게 된다.
따라서, 본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 개구율을 확보하면서, 제조 공정 단계를 줄일 수 있는 IPS 모드 액정 표시 장치의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
도 1은 종래의 IPS 모드 액정 표시 장치의 제조방법을 설명하기 위한 단면도.
도 2a 내지 도 2d는 본 발명에 따른 IPS 모드 액정 표시 장치의 제조방법을 설명하기 위한 각 공정별 단면도.
(도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명)
10 - 하부 기판 11 - 게이트 버스 라인
11a - 카운터 전극 12 - 게이트 절연막
13 - 채널층 14 - 오믹층
15 - 화소 전극 16 - 데이타 버스 라인용 금속막
17a, 17b - 소오스, 드레인 전극 18 - 패시베이션막
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 하부 기판상에 게이트 버스 라인용 금속막을 증착하고, 소정 부분 패터닝하여, 게이트 버스 라인, 빗살 형태의 카운터 전극 및 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 적층하는 단계; 상기 도핑된 비정질 실리콘층 및 채널용 비정질 실리콘층을 게이트 버스 라인의 소정 부분에 존재하도록 패터닝하여, 채널층 및 오믹층을 형성하는 단계; 상기 게이트 패드가 오픈되도록 게이트 절연막을 소정 부분 식각하는 단계; 상기 하부 기판 결과물 상부에 투명 도전층 및 불투명 금속막을 순차적으로 적층한다음, 게이트 버스 라인과 교차하고, 채널층의 양측에 존재하면서, 카운터 전극 사이에 각각 배치되도록 투명 도전층 및 불투명 금속막을 패터닝하여, 데이타 버스 라인, 소오스, 드레인 전극 및 화소 전극 구조물을 형성하는 단계; 상기 하부 기판 결과물 상부에 패시베이션막을 증착하는 단계; 상기 카운터 전극 및 화소 전극 구조물이 형성된 영역 오픈되도록 패시베이션막을 식각하는 단계; 및 상기 노출된 화소 전극 구조물의 불투명 금속막을 선택적으로 식각하여, 투명한 화소 전극을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 패시베이션막의 두께는 4 내지 6㎛임이 바람직하며, 데이타 버스 라인을 형성하기 위한 불투명 금속막으로는 Mo, Al 또는 Mo/Al/Mo 금속막 중 선택되는 하나의 금속막이 이용된다.
본 발명에 의하면, 카운터 전극은 불투명 금속막으로 형성하고, 화소 전극은 투명한 도전층으로 형성하여, 개구율을 확보할 수 있다. 또한, 데이타 버스 라인과 소오스, 드레인 전극 및 화소 전극 구조물을 투명 도전층과 불투명 도전층의 2중층으로 형성한다음, 화소 전극 부분의 불투명 도전층을 선택적으로 제거하므로써, 추가되는 공정이 없다.
(실시예)
이하 첨부한 도면에 의거하여 본 발명의 바람직한 실시예를 자세히 설명하도록 한다.
첨부한 도면 도 2a 내지 도 2d는 본 발명에 따른 IPS 모드 액정 표시 장치의 제조방법을 설명하기 위한 각 공정별 단면도이다.
먼저, 도 2a를 참조하여, 하부 기판(10) 상부에 게이트 버스 라인용 금속막예를들어, Mo, Cr, Al 등과 같이 불투명 금속막을 증착한다. 그리고나서, 게이트 버스 라인용 금속막을 소정 부분 패터닝하여, 게이트 버스 라인(11) 및 빗살 형태의 카운터 전극(11a)을 형성한다(제 1 마스크 공정). 이때, 하부 기판(10)의 외곽에는 게이트 패드(도시되지 않음)가 동시에 형성된다.
그 다음, 도 2b에 도시된 바와 같이, 게이트 버스 라인(11) 및 카운터 전극(11a)이 형성된 하부 기판(10) 상부에 게이트 절연막(12), 채널용 비정질 실리콘층 및 불순물이 도핑된 비정질 실리콘층을 순차적으로 적층한다. 그리고나서, 도핑된 비정질 실리콘층 및 채널용 비정질 실리콘층을 게이트 버스 라인(11)의 소정 부분에 존재하도록 박막 트랜지스터의 액티브 형태로 패터닝하여, 채널층(13) 및 오믹층(14)을 형성한다(제 2 마스크 공정).
그후, 도면에는 도시되지 않았지만, 게이트 버스 라인(11) 형성시 하부 기판(10)상에 형성된 게이트 패드(도시되지 않음)가 노출되도록 게이트 절연막을식각한다(제 3 마스크 공정).
그리고나서, 도 2c에서와 같이, 채널층(13) 및 오믹층(14)이 형성된 게이트 절연막(12) 상부에, 투명 도전층(15) 및 데이타 버스 라인용 금속막(16)을 순차적으로 적층한다. 투명 도전층(15) 및 데이타 버스 라인용 금속막(16)은 노출된 게이트 패드 부분(도시되지 않음)과 콘택되도록 형성된다. 이때, 투명 도전층(15)으로는 ITO(Indium tin oxide) 물질이 이용되고, 데이타 버스 라인용 금속막(16)으로는 Mo, Al, Mo/Al/Mo와 같은 불투명 금속막이 이용된다. 그리고나서, 데이타 버스 라인용 금속막(16) 및 투명 도전층(15)을 게이트 버스 라인(11)과 교차하고, 채널층(13)의 양측에 존재하면서, 카운터 전극(11a) 사이에 각각 배치되도록 패터닝하여, 데이타 버스 라인(도시되지 않음), 소오스, 드레인 전극(17a,17b)을 형성하므로써, 박막 트랜지스터가 완성된다(제 4 마스크 공정). 이때, 소오스, 드레인 전극(17a,17b)는 투명 도전층(15)과 데이타 버스 라인용 금속막(11)의 적층막으로 형성되고, 카운터 전극(11a) 사이에는 투명 도전층(15)과 데이타 버스 라인용 금속막(16)으로 된 화소 전극 구조물(150)이 형성된다. 아울러, 소오스, 드레인 전극(17a,17b)에 의하여 노출된 오믹층(14)은 소정 부분 식각된다. 그리고나서, 하부 기판(10) 결과물 상부에 패시베이션막(18)을 증착한다. 이때, 패시베이션막(18)은 후속의 식각 공정시, 식각액 또는 식각 가스로 부터의 영향을 최소화하기 위하여, 4 내지 6㎛ 두께로 형성된다.
그후, 도 2d에 도시된 바와 같이, 패시베이션막(18)을 카운터 전극(11a) 및 화소 전극 구조물(150)이 형성된 화소 부분이 오픈되도록 식각한다(제 5 마스크 공정). 이에따라, 패시베이션막(18)은 박막 트랜지스터 영역, 게이트 버스 라인 및 데이타 버스 라인 영역을 덮게 된다. 그후, 노출된 화소 전극 구조물(150)에서, 상부의 데이타 버스 라인용 금속막(15)을 공지의 식각 방식으로 제거하여, 투명한 화소 전극(15)을 형성한다. 이때, 카운터 전극(11a), 데이타 버스 라인(도시되지 않음) 및 박막 트랜지스터 영역(도시되지 않음)은 절연막 즉, 패시베이션막(18) 및 게이트 절연막(12)에 의하여 덮혀있으므로, 화소 전극 구조물 상부의 데이타 버스 라인용 금속막을 식각할때 영향을 받지 않는다.
이상에서 자세히 설명된 바와 같이, 본 발명에 의하면, 카운터 전극은 불투명 금속막으로 형성하고, 화소 전극은 투명한 도전층으로 형성하여, 개구율을 확보할 수 있다. 또한, 데이타 버스 라인과 소오스, 드레인 전극 및 화소 전극 구조물을 투명 도전층과 불투명 도전층의 2중층으로 형성한다음, 화소 전극 부분의 불투명 도전층을 선택적으로 제거하므로써, 추가되는 공정이 없다.
따라서, 제조 공정의 증가없이 IPS 모드 액정 표시 장치의 개구율을 개선시킬 수 있다.
기타, 본 발명은 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있다.

Claims (3)

  1. 하부 기판상에 게이트 버스 라인용 금속막을 증착하고, 소정 부분 패터닝하여, 게이트 버스 라인, 빗살 형태의 카운터 전극 및 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 적층하는 단계;
    상기 도핑된 비정질 실리콘층 및 채널용 비정질 실리콘층을 게이트 버스 라인의 소정 부분에 존재하도록 패터닝하여, 채널층 및 오믹층을 형성하는 단계;
    상기 게이트 패드가 오픈되도록 게이트 절연막을 소정 부분 식각하는 단계;
    상기 하부 기판 결과물 상부에 투명 도전층 및 불투명 금속막을 순차적으로 적층한다음, 게이트 버스 라인과 교차하고, 채널층의 양측에 존재하면서, 카운터 전극 사이에 각각 배치되도록 투명 도전층 및 불투명 금속막을 패터닝하여, 데이타 버스 라인, 소오스, 드레인 전극 및 화소 전극 구조물을 형성하는 단계;
    상기 하부 기판 결과물 상부에 패시베이션막을 증착하는 단계;
    상기 카운터 전극 및 화소 전극 구조물이 형성된 영역 오픈되도록 패시베이션막을 식각하는 단계; 및
    상기 노출된 화소 전극 구조물의 불투명 금속막을 선택적으로 식각하여, 투명한 화소 전극을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 IPS 모드 액정 표시 장치의 제조방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 패시베이션막의 두께는 4 내지 6㎛인 것을 특징으로 하는 IPS 모드 액정 표시 장치의 제조방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 데이타 버스 라인을 형성하기 위한 불투명 금속막은 Mo, Al 또는 Mo/Al/Mo 금속막 중 선택되는 하나의 금속막인 것을 특징으로 하는 IPS 모드 액정 표시 장치의 제조방법.
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