KR20020056076A - 액정표시장치 및 그 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 금속층과 투명전극간의 접촉저항을 낮출 수 있는 액정표시장치 및 그 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 액정표시장치는 데이터신호가 공급되는 데이터라인과, 스캔신호가 공급되는 게이트라인과, 액정셀을 구동하기 위한 화소전극과, 상기 스캔신호에 응답하여 상기 데이터신호를 상기 화소전극으로 절환하기 위한 박막트랜지스터와, 상기 데이터라인 및 게이트라인의 신호 입출력을 위한 패드부를 포함하는 액정표시장치에 있어서, 상기 패드부의 금속전극과 상기 화소전극의 접촉부에 형성되는 요철형태의 콘택홀을 구비한다.
본 발명에 의하면, 패드부에 요철형태의 콘택홀을 형성하여 금속층과 화소전극간의 접촉면적을 증가시켜 접촉저항을 줄일 수 있다.
Description
본 발명은 액정표시장치 및 그 제조방법에 관한 것으로, 특히 금속층과 투명전극간의 접촉저항을 낮출 수 있는 액정표시장치는 그 제조방법에 관한 것이다.
통상, 액정표시장치(Liquid Crystal Display; LCD)는 비디오신호에 따라 액정셀들의 광투과율을 조절하여 화상을 표시하게 된다. 액정표시장치 중 액정셀별로 스위칭소자가 마련된 액티브 매트릭스(Active Matrix) 타입은 동영상을 표시하기에 적합하다. 액티브 매트릭스 타입의 액정표시장치에서 스위칭소자로는 주로 박막트랜지스터(Thin Film Transistor; 이하 "TFT"라 함)가 이용되고 있다.
도 1은 종래의 액정표시장치를 도시한 평면도이다.
도 1을 참조하면, 액정표시장치는 게이트라인(36)과 데이터라인(38)의 교차부에 형성되어진 TFT와, TFT에 접속된 화소전극을 포함하는 하판과, 도시되지 않은 칼라필터등이 형성된 도시되지 않은 상판과, 상하판 사이에 주입된 도시되지 않은 액정으로 구성된다. TFT는 게이트라인(36)에서 연장된 게이트전극(12)과, 데이터라인(38)에서 연장된 소스전극(22)과, 화소전극(18)과 컨택홀(30)에 의해 접속된 드레인전극(24)과, 소스전극(22)과 드레인전극(24)에 접속된 반도체층(도시하지 않음)을 구성으로 한다. 게이트라인(36)과 데이터라인(38) 각각의 일측단에는 구동 IC(Integrated Circuit)와 접속되는 게이트패드부(32)와 데이터패드부(34) 각각이 형성된다. 게이트라인(36) 및 게이트전극(12)과 게이트패드(32)는 동일한 금속재질이 사용되며, 통상 알루미늄(Al)과 몰리브덴(Mo)이 순차적으로 적층된 구조를 가지고 있다. 데이터라인(38)은 신호전달 특성이 양호하도록 저항값을 줄이기 위하여 몰리브덴(Mo) 금속으로 이루어진다. 데이터패드(34)는 구동 IC와의 접속을 알루미늄(Al) 와이어 본딩(Wire bonding)으로 하기 위해 게이트패드(32)와 같이 알루미늄(Al)과 몰리브덴(Mo)이 적층된 구조를 가지고 있다. 이에 따라, 데이터패드(34)는 데이터라인(38)과 다른층에 형성되므로 게이트절연막(도시하지 않음)을 경유하여 형성된 컨택홀(40a)을 통해 접속되게 된다. 게이트패드(32)와 데이터패드(34)는 컨택홀(40a,40b)을 통해 알루미늄(Al)의 금속층이 노출되어 구동 IC와 접속되게 된다.
도 2a 내지 도 2d는 종래 액정표시장치의 제조방법을 선"A,B"를 따라 절취하여 단계적으로 도시한 것으로서, 특히 박막트랜지스터부와 게이트패드부만을 도시한 것이다.
도 2a를 참조하면, 기판(10)위에 증착공정을 이용하여 금속막을 형성한 후, 제 1마스크 패턴을 이용하여 패터닝하므로써 게이트라인(36)과, 게이트전극(12), 게이트패드(32) 및 데이터패드(34)를 동시에 형성하게 된다. 이 경우, 게이트라인(36), 게이트전극(12), 게이트패드(32) 및 데이터패드(34)의 형성에 사용되는 제 1금속은 일반적으로 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo)등을 사용할 수 있으며, 알루미늄계 금속인 알루미늄-네오듐/몰리브덴(AlNd/Mo)을 사용할 수도 있다. 게이트라인(36)의 제 1층으로 사용된 알루미늄계 금속은 저항이 작기 때문에 게이트라인(36)을 흐르는 신호의 RC지연을 줄일 수 있다. 그러나, 상기 알루미늄계 금속은 화학제품에 대한 내식성이 작기 때문에 식각용액에 의해 식각 침식되어 단선불량이 발생하는 문제가 발생하기 때문에 이를 방지하기 위하여 화학약품에 대한 내식성이 강한 몰리브덴 등의 금속을 사용한다.
도 2b를 참조하면, 게이트전극(12), 게이트 패드(32) 및 데이터 패드(34)가 형성된 기판(10)의 전면에 게이트 절연막(14)과 반도체층(20)과 제 2금속층을 연속으로 증착한 후, 제 2마스크로 패터닝하여, 데이터패드(34)가 형성된 데이터라인(38)과, 데이터라인(38)에서 게이트전극상부로 돌출연장된 소스전극(22)과 이와는 소정간격으로 이격된 드레인전극(24)을 형성한다. 이후, 제 2금속층을 마스크로 하여 반도체층(20)의 일부분을 식각한다. 반도체층(20)은 순수 반도체층과 불순물 반도체층의 적층으로 구성된 형태이다.
따라서, 패터닝된 제 2금속층의 하부를 제외한 부분의 불순물 반도체층은 누설전류를 줄이는 목적으로 식각한다.
도 2c를 참조하면, 보호막(26)을 패터닝하기 위해 제 3마스크로 패터닝하는 공정이다. 제 3마스크는 반투과막을 사용하는 하프턴 마스크로서, 입사광을 차단하는 차단부와 입사광의 일부를 투과시키는 반투과부와 입사광의 거의 전부를 투과시키는 오픈부로 구성된다.
보호막(26)은 데이터라인(38)과 소스 및 드레인전극(22,24)의 일부분에 증착한다. 또한, 드레인전극(24)과 화소전극(18)의 접속을 위한 제 1컨택홀(30), 게이트패드(32) 및 데이터패드(34)와 구동 IC칩과의 접속을 위한 제 2콘택홀(40a,40b)을 형성한다. 드레인전극(24)의 일측의 측면과 보호막(26)이 식각되어 노출되며,이 때 드레인전극(24) 하부의 활성층(16)이 동시에 식각되어, 단면적으로 드레인전극(24)과 활성층(16)이 수직구조로 형성된다.
이와 같이, 보호층(26)과 활성층(16)이 동시에 식각되는 구조에서 데이터라인(38)하부의 활성층(16)은 데이터라인(38)이 크롬(Cr)과 같은 내건식성을 가지는 물질로 형성되므로, 데이터라인(38)하부의 활성층(16)의 패턴 사이즈는 데이터라인(38)의 크기와 동일한 크기로 식각된다. 이 때, 콘택홀(40b)을 형성하는 과정에서 게이트패드(32)의 제 2층인 몰리브덴(Mo)층이 식각되어, 제 2콘택홀(40b)을 통해 몰리브덴층(32b)은 측면만이 노출된다. 투명전극인 게이트패드 단자와 제 2콘택홀(40b)을 통해 측면이 노출된 몰리브덴층(32b)과의 접촉면적을 확보하기위해 제 2콘택홀(40b)을 다수개 형성한다.
제 3마스크공정에서는 보호막(26)이 패터닝된 부분을 제외한 전 영역(즉, 보호막 하부를 제외한 전 영역)에 위치한 반도체층(20)을 식각한다. 이 때, 게이트라인(36)과 게이트패드(32)의 제 1금속층은 게이트절연막(14)에 의해 보호한다.
도 2d를 참고하면, 보호층(26)이 패터닝된 기판의 전면에 ITO, IZO, ITZO 등의 투명 도전성 금속을 증착하고 제 4마스크로 패터닝하여, 화소전극(18)을 형성한다. 이 때, 화소전극(18)은 드레인전극(24)의 노출부에 의해 측면 접촉된다.
화소전극(18)을 형성하는 동시에, 게이트패드 콘택홀(40b)을 통해 게이트패드(32)와 측면 접촉하는 게이트패드단자를 형성하고, 데이터패드 콘택홀(40a)을 통해 데이트패드(34)와 접촉하는 데이터패드단자를 형성한다.
이러한 종래의 액정표시장치에서는 패드부의 게이트금속과 투명전극이 접촉할 때, 투명전극과 제 2콘택홀을 통해 측면이 노출된 게이트금속인 몰리브덴층과의 접촉면적이 작기 때문에 접촉저항이 큰 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 금속전극층과 투명전극간의 접촉저항을 줄일 수 있는 액정표시장치 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.
도 1은 종래의 액정표시장치를 나타내는 평면도.
도 2a 내지 도 2d는 도 1에 도시된 액정표시장치의 제조방법을 선 "A,B"를 따라 절취하여 단계적으로 나타내는 단면도.
도 3는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치를 나타내는 평면도.
도 4a 내지 도 4f는 도 3에 도시된 액정표시장치의 제조방법을 선 "C,D"를 따라 절취하여 단계적으로 나타내는 단면도.
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >
10, 50 : 투명기판 12, 52 : 게이트전극
14, 54 : 게이트절연막 16, 56 : 활성층
18, 58 : 화소전극 20, 60 : 반도체층
22, 62 : 소스전극 24, 64 : 드레인전극
26, 66 : 보호막 30,40a,40b,70,80a,80b : 콘택홀
32, 72 : 게이트패드 34, 74 : 데이터패드
36, 76 : 게이트라인 38, 78 : 데이터라인
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 액정표시장치는 데이터신호가 공급되는 데이터라인과, 스캔신호가 공급되는 게이트라인과, 액정셀을 구동하기 위한 화소전극과, 상기 스캔신호에 응답하여 상기 데이터신호를 상기 화소전극으로 절환하기 위한 박막트랜지스터와, 상기 데이터라인 및 게이트라인의 신호 입출력을 위한 패드부를 포함하는 액정표시장치에 있어서, 상기 패드부의 금속전극과 상기 화소전극의 접촉부에 형성되는 요철부형태의 콘택홀을 구비한다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 액정표시장치의 제조방법은 데이터신호가 공급되는 데이터라인과, 스캔신호가 공급되는 게이트라인과, 액정셀을 구동하기 위한 화소전극과, 상기 스캔신호에 응답하여 상기 데이터신호를 상기 화소전극으로 절환하기 위한 박막트랜지스터와, 상기 데이터라인 및 게이트라인의 신호 입출력을 위한 패드부를 포함하는 액정표시장치의 제조방법에 있어서, 상기 패드부의 금속전극과 상기 화소전극의 접촉부에 요철부형태의 콘택홀을 형성하는 단계를 포함한다.
상기 목적들 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부한 도면들을 참조한 실시예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 도 3 내지 도 4f를 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명에 따른 액정표시장치를 도시한 평면도이다.
도 3을 참조하면, 액정표시장치는 게이트라인(76)과 데이터라인(78)의 교차부에 형성되어진 TFT와, TFT에 접속된 화소전극을 포함하는 하판과, 도시되지 않은 칼라필터등이 형성된 도시되지 않은 상판과, 상하판 사이에 주입된 도시되지 않은 액정으로 구성된다. TFT는 게이트라인(76)에서 연장된 게이트전극(52)과, 데이터라인(78)에서 연장된 소스전극(62)과, 화소전극(58)과 컨택홀(70)에 의해 접속된 드레인전극(64)과, 소스전극(62)과 드레인전극(64)에 접속된 반도체층(도시하지 않음)을 구성으로 한다. 게이트라인(76)과 데이터라인(78) 각각의 일측단에는 구동 IC(Integrated Circuit)와 접속되는 게이트패드부(72)와 데이터패드부(74) 각각이 형성된다. 게이트라인(76) 및 게이트전극(52)과 게이트패드(72)는 동일한 금속재질이 사용되며, 통상 알루미늄(Al)과 몰리브덴(Mo)이 순차적으로 적층된 구조를 가지고 있다. 데이터라인(78)은 신호전달 특성이 양호하도록 저항값을 줄이기 위하여 몰리브덴(Mo) 금속으로 이루어진다. 데이터패드(74)는 구동 IC와의 접속을 알루미늄(Al) 와이어 본딩(Wire bonding)으로 하기 위해 게이트패드(72)와 같이 알루미늄(Al)과 몰리브덴(Mo)이 적층된 구조를 가지고 있다. 이에 따라,데이터패드(74)는 데이터라인(78)과 다른층에 형성되므로 게이트절연막(도시하지 않음)을 경유하여 형성된 요철부의 제 2컨택홀(80a)을 통해 접속되게 된다. 게이트패드(72)와 데이터패드(74)는 요철부의 제 2컨택홀(80a,80b)을 통해 알루미늄(Al)의 금속층이 노출되어 구동 IC와 접속되게 된다.
도 4a 내지 도 4f는 도 3에 도시된 액정표시장치의 제조방법을 "C,D" 을 따라 절취하여 단계적으로 도시한 것으로서, 특히 박막트랜지스터부와 게이트패드부만을 도시한 것이다.
도 4a를 참조하면, 기판(50)위에 증착공정을 이용하여 금속막을 형성한 후, 제 1마스크 패턴을 이용하여 패터닝하므로써 게이트라인(76)과, 게이트전극(52), 게이트패드(72) 및 데이터패드(74)를 동시에 형성하게 된다. 이 경우, 게이트라인(76), 게이트전극(52), 게이트패드(72) 및 데이터패드(74)의 형성에 사용되는 제 1금속은 일반적으로 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo)등을 사용할 수 있으며, 알루미늄계 금속인 알루미늄-네오듐/몰리브덴(AlNd/Mo)을 사용할 수도 있다. 게이트라인(76)의 제 1층으로 사용된 알루미늄계 금속은 저항이 작기 때문에 게이트라인(76)을 흐르는 신호의 RC지연을 줄일 수 있다. 그러나, 상기 알루미늄계 금속은 화학제품에 대한 내식성이 작기 때문에 식각용액에 의해 식각 침식되어 단선불량이 발생하는 문제가 발생하기 때문에 이를 방지하기 위하여 화학약품에 대한 내식성이 강한 몰리브덴 등의 금속을 사용한다.
도 4b를 참조하면, 게이트전극(52), 게이트 패드(72) 및 데이터 패드(74)가 형성된 기판(50)의 전면에 게이트 절연막(54)과 반도체층(60)과 제 2금속층을 연속으로 증착한 후, 제 2마스크로 패터닝하여, 데이터패드(74)가 형성된 데이터라인(78)과, 데이터라인(78)에서 게이트전극상부로 돌출연장된 소스전극(62)과 이와는 소정간격으로 이격된 드레인전극(64)을 형성한다. 이후, 제 2금속층을 마스크로 하여 반도체층(60)의 일부분을 식각한다. 반도체층(60)은 순수 반도체층과 불순물 반도체층의 적층으로 구성된 형태이다.
따라서, 패터닝된 제 2금속층의 하부를 제외한 부분의 불순물 반도체층은 누설전류를 줄이는 목적으로 식각한다.
도 4c 및 도 4d를 참조하면, 보호막(66)을 패터닝하기 위해 제 3마스크로 패터닝하는 공정이다. 제 3마스크는 반투과막을 사용하는 하프턴 마스크로서, 입사광을 차단하는 차단부와 입사광의 일부를 투과시키는 반투과부와 입사광의 거의 전부를 투과시키는 오픈부로 구성된다.
보호막(66)은 데이터라인(78)과 소스 및 드레인전극(62,64)의 일부분에 증착한다. 또한, 드레인전극(64)과 화소전극(58)의 접촉을 위한 제 1컨택홀(70), 게이트패드(72) 및 데이터패드(74)와 구동 IC칩과의 접촉을 위한 제 2콘택홀(80a,80b)을 형성한다. 여기서, 제 2콘택홀(80a,80b)은 콘택의 각 변에 요철부를 형성하여 네 변의 길이를 증가시킨다.
드레인전극(64)의 측면은 보호막(66)이 식각되어 노출되며, 이 때 드레인전극(64) 하부의 활성층(56)이 동시에 식각되어, 단면적으로 드레인전극(64)과 활성층(56)이 수직구조로 형성된다.
이와 같이, 보호층(66)과 활성층(56)이 동시에 식각되는 구조에서 데이터라인(78)하부의 활성층(56)은 데이터라인(78)이 크롬(Cr)과 같은 내건식성을 가지는 물질로 형성되므로, 상기 데이터라인(78)하부의 활성층(56)의 패턴 사이즈는 데이터라인(78)의 크기와 동일한 크기로 식각된다. 이 때, 게이트패드 콘택홀(80b)을 형성하는 과정에서 게이트패드(72)의 제 2층인 몰리브덴(Mo,34b)층이 식각되어, 제 2콘택홀(80b)을 통해 몰리브덴층은 측면만이 노출된다. 투명전극인 게이트패드 단자와 요철부로 형성된 제 2콘택홀을 통해 측면이 노출된 몰리브덴층과의 접촉면적이 증가되어 접촉저항이 줄어든다.
제 3마스크공정에서는 보호막(66)이 패터닝된 부분을 제외한 전 영역(즉, 보호막 하부를 제외한 전 영역)에 위치한 반도체층(60)을 식각한다. 이 때, 게이트라인(76)과 게이트패드(72)의 제 1금속층은 게이트절연막(54)에 의해 보호한다.
도 4e 도 4f를 참조하면, 보호층(66)이 패터닝된 기판의 전면에 ITO, IZO, ITZO 등의 투명 도전성 금속을 증착하고 제 4마스크로 패터닝하여, 화소전극(58)을 형성한다. 이 때, 화소전극(58)은 드레인전극(64)의 노출부에 의해 측면 접촉된다.
화소전극(58)을 형성하는 동시에, 제 2콘택홀을 통해 게이트패드(72) 및 데이터패드(72)와 측면 접촉하는 게이트패드단자 및 데이터패드단자를 형성한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 액정표시장치 및 그 제조방법에서는 요철형태의 콘택홀을 형성하여 게이트금속의 몰리브덴층과 화소전극간의 접촉면적을 증가시킬 수 있으며 패드부의 저항도 감소시킬 수 있다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
Claims (8)
- 데이터신호가 공급되는 데이터라인과, 스캔신호가 공급되는 게이트라인과, 액정셀을 구동하기 위한 화소전극과, 상기 스캔신호에 응답하여 상기 데이터신호를 상기 화소전극으로 절환하기 위한 박막트랜지스터와, 상기 데이터라인 및 게이트라인의 신호 입출력을 위한 패드부를 포함하는 액정표시장치에 있어서,상기 패드부의 금속전극과 상기 화소전극의 접촉부에 형성되는 요철부형태의 콘택홀을 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 요철부는 상기 콘택홀의 각 변에 적어도 한 개이상 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
- 제 1항에 있어서,상기 컨택홀은 상기 데이터패드부의 보호층에 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
- 제 1항에 있어서,상기 컨택홀은 상기 게이트패드부의 게이트절연막 및 보호층에 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
- 데이터신호가 공급되는 데이터라인과, 스캔신호가 공급되는 게이트라인과, 액정셀을 구동하기 위한 화소전극과, 상기 스캔신호에 응답하여 상기 데이터신호를 상기 화소전극으로 절환하기 위한 박막트랜지스터와, 상기 데이터라인 및 게이트라인의 신호 입출력을 위한 패드부를 포함하는 액정표시장치의 제조방법에 있어서,상기 패드부의 금속전극과 상기 화소전극의 접촉부에 요철부형태의 콘택홀을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
- 제 5항에 있어서,상기 요철부는 상기 콘택홀의 각 변에 적어도 한 개이상 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
- 제 5항에 있어서,상기 컨택홀은 상기 데이터패드부의 보호층에 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
- 제 5항에 있어서,상기 컨택홀은 상기 게이트패드부의 게이트절연막 및 보호층에 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
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