KR20020091456A - 프린지 필드 스위칭 액정표시장치의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 프린지 필드 스위칭 액정표시장치의 제조방법에 관한 것으로, 두께가 상대적으로 큰 제1영역과 두께가 상대적으로 작은 제2영역으로 구분된 게이트 라인과, 화소전극부로 각각 정의된 기판을 제공하는 단계; 상기 기판상의 제1영역, 제2영역 및 화소전극부에 더미 1차 화소전극층과 1차 게이트 메탈층을 순차적으로 형성하는 단계; 상기 제1영역과 화소전극부상에 형성된 1차 게이트 메탈층상에 제1감광막 패턴을 형성하고 이를 마스크로 하여 상기 1차 게이트 메탈층과 더미 1차 화소전극층을 일정 패턴으로 식각하고, 이와 병행하여 상기 제2영역의 1차 게이트 메탈층과 더미 1차 화소전극층을 식각하여 제거하는 단계; 상기 패턴화된 더미 1차 화소전극층 및 1차 게이트 메탈층을 포함한 기판상에 2차 게이트 메탈층을 형성하는 단계; 및 상기 제 1영역과 제 2영역상에 형성된 2차 게이트 메탈층상에 제2감광막 패턴을 형성하고 이를 마스크로 하여 상기 2차 게이트 메탈층을 선택적으로 식각하고, 이와 병행하여 상기 화소전극부의 2차 게이트 메탈층과 더미 1차 화소전극층을 식각하여 제거하는 단계를 포함하며, 게이트 라인의 두께를 위치별로 달리하여 게이트 라인의 폭을 감소시켜 단차 문제 해결과 동시에 고정세화를 구현할 수 있으며, 이와 더불어 게이트 라인의 두께 증가를 통하여 양호한 용장도(REDUNDANCY)를 얻을 수 있는 것이다.

Description

프린지 필드 스위칭 액정표시장치의 제조방법{METHOD FOR MANUFACTURING FRINGE FIELD SWITCHING LIQUID CRYSTAL DISPLAY}
본 발명은 프린지 필드 스위칭 액정표시장치의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 게이트 라인의 폭을 위치별로 달리하여 단차 문제를 해결함과 동시에 고정세화를 구현하는 프린지 필드 스위칭 액정표시장치의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 프린지 필드 스위칭 액정표시장치는 종래의 인플레인 스위칭 액정표시장치의 낮은 개구율을 개선하기 위하여 제안된 것으로, 카운터 전극과 화소전극 사이에 포물선형 전계를 형성하도록 양 전극을 하부기판상에 상하로 중첩하도록 배치한 것이다.
도 1은 종래의 프린지 필드 스위칭 액정표시장치를 도시한 평면도이다.
종래의 프린지 필드 스위칭 액정표시장치는, 도 1에 도시된 바와 같이, 상부기판(미도시)과 액정층(미도시)을 사이에 두고 대향 배치되어 있는 하부기판(9)상에 게이트 라인(10)과 데이터 라인(20)이 교차 배열되어 단위 화소를 한정하고, 그 교차부에는 스위칭 소자인 박막트랜지스터(60)가 위치하고 있다.
또한, 단위 화소내에는 프린지 필드를 형성하는 1차 화소전극(40)과 2차 화소전극(50)이절연막(미도시)를 사이에 두고 상하 배치되어 있는 바, 1차 화소전극(40)은 게이트 라인(20)과 평행 배열되어 있는 공통라인(30)과 소정부분 콘택되어 공통신호를 계속적으로 인가받으며, 상기 2차 화소전극(50)은 상기 박막트랜지스터(60)와 콘택되어 데이터 라인(20)으로부터 디스플레이 신호를 인가받는다.
이와 같은 구성을 갖는 프린지 필드 스위칭 액정표시장치는 1차 화소전극(40)과 2차 화소전극(50)간의 거리가 상부기판(미도시)과 하부기판(9)간의 거리보다 작으므로, 상부기판(미도시)과 하부기판(9)에 거의 수직인 전계가 형성되고, 이에 따라 액정분자(미도시)들이 유전율 이방성 특성에 따라 장축이 전계에 따라 트위스트되어 소정의 화상이 실현되는 것이다.
한편, 프린지 필드 스위칭 액정표시장치의 고정세화를 구현하기 위하여는 게이트 라인의 폭을 감소시켜야 하는데, 게이트 라인의 폭 감소와 더불어 증가하는 저항을 낮추기 위하여 저저항 메탈을 게이트 라인으로 사용하던지 또는 게이트 라인의 두께를 높이는 방법을 사용하였다.
이때, 고정세화를 위하여 게이트 라인의 두께를 높이게 되면 단차 문제가 발생하게 된다, 즉 게이트 라인은 데이터 라인과 교차하며 또한 박막트랜지스터가 배치되는데 이러한 부분에 있어서 단차가 발생하게 되는 것이다. 이렇게 단차가 발생하면, 게이트 라인의 상부에 결함이 발생할 가능성이 증가하게 된다.
또한, 게이트 라인의 두께가 커진다 할지라도 종단면(Profile)은 어느 일정한 값을 가져야 하는 바, 게이트 라인을 후속공정에서 식각하는 경우에 메탈로스(Metal Loss)가 커지기 때문에 게이트 라인의 두께를 증가시키는 효과를 반감시켜 버리게 된다. 따라서, 고정세화의 구현이 어렵게 된다는 문제점이 있었다.
이에, 본 발명에 따른 프린지 필드 스위칭 액정표시장치는 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 게이트 라인의 위치별로 그 두께를 달리하여 단차 문제를 해결함과 동시에 고정세화를 구현할 수 있는 프린지 필드 스위칭 액정표시장치의 제조방법을 제공함에 있다.
도 1은 종래의 프린지 필드 스위칭 액정표시장치의 평면도.
도 2는 본 발명에 따른 더미 1차 화소전극층과 1차 게이트 메탈층 형성단계를 도시한 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 제1감광막 패턴 형성단계를 도시한 단면도.
도 4는 본 발명에 따른 더미 1차 화소전극층과 1차 게이트 메탈층 식각단계를 도시한 단면도.
도 5는 본 발명에 따른 2차 게이트 메탈층 형성단계를 도시한 단면도.
도 6은 본 발명에 따른 제2감광막 패턴 형성단계를 도시한 단면도.
도 7은 본 발명에 따른 2차 게이트 메탈층 식각단계를 도시한 단면도.
도 8은 본 발명에 따른 게이트 라인을 나타내는 사시도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
100; 기판200; 더미 1차 화소전극층
300; 1차 게이트 메탈층400; 제1감광막
500; 2차 게이트 메탈층600; 제2감광막
700; 후막부800; 박막부
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 프린지 필드 스위칭 액정표시장치의 제조방법은, 두께가 상대적으로 큰 제1영역과 두께가 상대적으로 작은 제2영역으로 구분된 게이트 라인과, 화소전극부로 각각 정의된 기판을 제공하는 단계; 상기 기판상의 제1영역, 제2영역 및 화소전극부에 더미 1차 화소전극층과 1차 게이트 메탈층을 순차적으로 형성하는 단계; 상기 제1영역과 화소전극부상에 형성된 1차 게이트 메탈층상에 제1감광막 패턴을 형성하고 이를 마스크로 하여 상기 1차 게이트 메탈층과 더미 1차 화소전극층을 일정 패턴으로 식각하고, 이와 병행하여 상기 제2영역의 1차 게이트 메탈층과 더미 1차 화소전극층을 식각하여 제거하는 단계; 상기 패턴화된 더미 1차 화소전극층 및 1차 게이트 메탈층을 포함한 기판상에 2차 게이트 메탈층을 형성하는 단계; 및 상기 제 1영역과 제 2영역상에 형성된 2차 게이트 메탈층상에 제 2감광막 패턴을 형성하고 이를 마스크로 하여 상기 2차 게이트 메탈층을 선택적으로 식각하고, 이와 병행하여 상기 화소전극부의 2차 게이트 메탈층과 더미 1차 화소전극층을 식각하여 제거하는 단계를 포함하여 형성하는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명에 따른 프린지 필드 스위칭 액정표시장치의 제조방법을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 더미 1차 화소전극층과 1차 게이트 메탈층 형성단계를 도시한 단면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 제1감광막 패턴 형성단계를 도시한 단면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 더미 1차 화소전극층과 1차 게이트 메탈층 식각단계를 도시한 단면도이고, 도 5는 본 발명에 따른 2차 게이트 메탈층 형성단계를 도시한 단면도이고, 도 6은 본 발명에 따른 제2감광막 패턴 형성단계를 도시한 단면도이고, 도 7은 본 발명에 따른 2차 게이트 메탈층 식각단계를 도시한 단면도이고, 도 8은 본 발명에 따른 게이트 라인을 나타내는 사시도이다.
본 발명에 따른 프린지 필드 스위칭 액정표시장치의 제조방법은 상대적으로 두께가 큰 제1영역과 상대적으로 두께가 작은 제2영역으로 구분된 게이트 라인을 형성하는 것을 포함한다.
본 발명에 따른 프린지 필드 스위칭 액정표시장치의 제조방법은, 먼저, 제1영역과 제2영역으로 구분된 게이트 라인과 화소전극부로 각각 정의된 기판을 준비한다. 상기 기판은 글래스 재질인 투명성 절연기판을 사용한다.
그 다음, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 기판(100)상의 제 1영역(A), 제 2영역(B) 및 화소전극부(C)에 더미 1차 화소전극층(200)과 1차 게이트 메탈층(300)을 순차적으로 형성한다. 이미 상술한 바와 같이, 게이트 라인은 상대적으로 두께가 큰 제 1영역(A)과 상대적으로 두께가 작은 제 2영역(B)으로 나뉘며, 여기서 상기 제 2영역(B)은 박막트랜지스터나 데이터 라인이 크로스 오버로 될 영역이다.
이때, 상기 기판(100)은 상술한 바와 같이 글래스와 같은 투명성 절연체로서 형성하며, 상기 1차 화소전극층(200)은 ITO(INDIUM TIN OXIDE) 또는 IZO(INDIUM ZINC OXIDE)와 같은 투명 도전체로 형성하고, 상기 1차 게이트 메탈층(300)은 MoW, Al, Mo, Cr 또는 이들의 합금들 중에서 선택하여 형성한다.
이어, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 제 2영역(B)을 제외한 상기 제 1영역(A) 및 화소전극부(C)상에 형성된 1차 게이트 메탈층(300)상면에 제 1감광막 패턴(400)을 형성한다.
그런 다음, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 제 1영역(A) 및 화소전극부(C)상에 형성된 1차 게이트 메탈층(300)상면에 형성된 제 1감광막 패턴(400)을 마스크로 하여 상기 1차 게이트 메탈층(300)과 그 하부에 형성되어 있는 더미 1차 화소전극층(200)을 일정 패턴으로 식각하고, 이와 병행하여 상기 제 2영역(B)의 1차 게이트 메탈층(300) 및 더미 1차 화소전극층(200)을 완전히 제거한다.
그러면, 상기 제 2영역(B)은 기판만이 남게 되며, 상기 제 1영역(A) 및 화소전극부(C)상에는 패터닝된 더미 1차 화소전극층(200)과 1차 게이트 메탈층(300)이 기판(100)상에 남아 있는 형상이 된다.
이어, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 패턴화된 더미 1차 화소전극층(200) 및 1차 게이트 메탈층(300)을 포함한 기판(100)상에 2차 게이트 메탈층(500)을 형성한다. 그러면, 상기 제 1영역(A), 제 2영역(B) 및 화소전극부(C)는 모두 2차 게이트 메탈층(500)이 형성된 형상이 된다. 이때, 상기 2차 게이트 메탈층(500)은 MoW, Al, Mo, Cr 또는 이들의 합금들 중에서 선택하여 형성한다.
한편, 상기 2차 게이트 메탈층(500)은 상기 1차 게이트 메탈층(300)과 동일한 재료나 상이한 재료로 형성할 수 있는데, 상기 1차 게이트 메탈층(300)은 전도성이 좋은 재료로 형성하고 상기 2차 게이트 메탈층(500)은 계면이나 화학적 성질이 우수한 재료로 형성하는 것이 바람직하다.
이어, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 화소전극부(C)를 제외한 상기 제 1영역(A) 및 제 2영역(B)상에 형성된 2차 게이트 메탈층(500)상에 제 2감광막 패턴(600)을 형성한다.
그런 다음, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 제 1영역(A) 및 제 2영역(B)상에 형성된 2차 게이트 메탈층(500)상에 제 2감광막 패턴(600)을 마스크로 하여 상기 2차 게이트 메탈층(500)을 선택적으로 식각하고, 이와 병행하여 상기 화소전극부(C)의 2차 게이트 메탈층(500)과 더미 1차 화소전극층(200)을 완전히 식각한다.
그 결과, 상기 기판(100)상의 게이트 라인은 2차 게이트 메탈층(500)를 포함하여 1차 게이트 메탈층(300) 및 더미 1차 화소전극층(200)으로 구성된 후막부(700)를 포함한 상대적으로 두께가 두꺼운 제 1영역(A), 2차 게이트 메탈층(500)으로 구성된 박막부(800)를 포함한 상대적으로 두께가 얇은 제 2영역(B) 및 1차 화소전극이 형성된 화소전극부(C)를 포함한다.
상기와 같은 제조방법에 의하면, 도 8에 도시된 바와 같이, 상대적으로 두께가 큰 후막부(700)와 상대적으로 두께가 작은 박막부(800)로 구분된 게이트 라인이 완성된다. 여기서, 상기 박막부(800)에 박막트랜지스터나 데이터 라인이 위치하더라도 단차가 발생하지 않는다.
본 발명의 원리와 정신에 위배되지 않는 범위에서 여러 실시예는 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 뿐만 아니라 용이하게 실시할 수 있다. 따라서, 본원에 첨부된 특허청구범위는 이미 상술된 것에 한정되지 않으며, 하기 특허청구범위는 당해 발명에 내재되어 있는 특허성 있는 신규한 모든 사항을 포함하며, 아울러 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해서 균등하게 처리되는 모든 특징을 포함한다.
이상에서 살펴 본 바와 같이, 본 발명에 따른 프린지 필드 스위칭 액정표시장치의 제조방법은 다음과 같은 효과가 있다.
본 발명에 있어서는 게이트 라인의 두께를 위치별로 달리하여 게이트 라인의 폭을 감소시켜 단차 문제 해결과 동시에 고정세화를 구현할 수 있으며, 이와 더불어 게이트 라인의 두께 증가를 통하여 양호한 용장도(REDUNDANCY)를 얻을 수 있다.

Claims (4)

  1. 두께가 상대적으로 큰 제1영역과 두께가 상대적으로 작은 제2영역으로 구분된 게이트 라인과, 화소전극부로 각각 정의된 기판을 제공하는 단계;
    상기 기판상의 제1영역, 제2영역 및 화소전극부에 더미 1차 화소전극층과 1차 게이트 메탈층을 순차적으로 형성하는 단계;
    상기 제1영역과 화소전극부상에 형성된 1차 게이트 메탈층상에 제1감광막 패턴을 형성하고 이를 마스크로 하여 상기 1차 게이트 메탈층과 더미 1차 화소전극층을 일정 패턴으로 식각하고, 이와 병행하여 상기 제2영역의 1차 게이트 메탈층과 더미 1차 화소전극층을 식각하여 제거하는 단계;
    상기 패턴화된 더미 1차 화소전극층 및 1차 게이트 메탈층을 포함한 기판상에 2차 게이트 메탈층을 형성하는 단계; 및
    상기 제 1영역과 제 2영역상에 형성된 2차 게이트 메탈층상에 제2감광막 패턴을 형성하고 이를 마스크로 하여 상기 2차 게이트 메탈층을 선택적으로 식각하고, 이와 병행하여 상기 화소전극부의 2차 게이트 메탈층과 더미 1차 화소전극층을 식각하여 제거하는 단계를 포함하여 형성하는 것을 특징으로 하는 프린지 필드 스위칭 액정표시장치의 제조방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 1차 게이트 메탈층과 2차 게이트 메탈층은 동일한 재료로 사용하거나,또는 상이한 재료로 형성하는 것을 특징으로 하는 프린지 필드 스위칭 액정표시장치의 제조방법.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 1차 게이트 메탈층은 MoW, Al, Mo, Cr 또는 이들의 합금에서 선택하여 형성하는 것을 특징으로 하는 프린지 필드 스위칭 액정표시장치의 제조방법.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 2차 게이트 메탈층은 MoW, Al, Mo, Cr 또는 이들의 합금에서 선택하여 형성하는 것을 특징으로 하는 프린지 필드 스위칭 액정표시장치의 제조방법.
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