KR20050026588A

KR20050026588A - 액정표시소자 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR20050026588A
Application number: KR1020030062993A
Authority: KR
Inventors: 허정우
Original assignee: 엘지.필립스 엘시디 주식회사
Priority date: 2003-09-09
Filing date: 2003-09-09
Publication date: 2005-03-15

Abstract

본 발명은 검사하부전극의 손상을 방지하여 표시영역의 불량을 검출할 수 있는 액정표시소자 및 그 제조방법에 관한 것이다.

본 발명에 따른 액정표시소자는 액정셀 매트릭스를 갖는 화상표시부와, 상기 화상표시부의 신호라인과 다른 금속으로 형성되고 상기 신호라인에 검사신호를 공급하기 위해 상기 신호라인과 전기적으로 연결되며 스크라이빙공정에서 제거되는 검사패드를 구비하는 것을 특징으로 한다.

Description

액정표시소자 및 그 제조방법{Liquid Crystal Display Device And Fabricating Method Thereof}

본 발명은 액정표시소자에 관한 것으로, 특히 검사하부전극의 손상을 방지하여 표시영역의 불량을 검출할 수 있는 액정표시소자 및 그 제조방법에 관한 것이다.

액정 표시 장치는 전계를 이용하여 액정의 광투과율을 조절함으로써 화상을 표시하게 된다. 이러한 액정 표시 장치는 서로 대향하여 합착된 하부 어레이 기판 및 상부 어레이 기판과, 두 기판 사이에서 셀갭을 일정하게 유지시키기 위한 스페이서와, 스페이서에 의해 마련된 액정공간에 채워진 액정을 구비한다.

상부 어레이 기판은 칼러 구현을 위한 칼라 필터 및 빛샘 방지를 위한 블랙 매트릭스와, 액정셀들에 공통적으로 기준전압을 공급하는 공통전극과, 그들 위에 액정 배향을 위해 도포된 상부 배향막으로 구성된다.

하부 어레이 기판은 게이트라인들 및 데이터라인들과, 그 게이트라인들과 데이터라인들의 교차부마다 형성된 박막트랜지스터(Thin Film Transisitor ; 이하 "TFT"라 함)와, 액정셀 단위로 형성되어 TFT에 접속된 화소전극과, 그들 위에 액정 배향을 위해 도포된 하부 배향막 등으로 구성된다.

액정 표시 패널은 하부 어레이 기판과 상부 어레이 기판을 별도로 제작하여 합착한 다음 액정을 주입하여 완성하게 된다.

특히, 하부 어레이 기판은 제조공정 후에 신호라인들의 쇼트, 오픈과 같은 신호 라인 불량과 TFT의 불량여부를 검출하기 위하여 검사 과정을 거치게 된다.

이를 위해, 액정표시소자는 도 1에 도시된 바와 같이 다수개의 액정셀들이 마련된 표시영역과, 표시영역의 외곽에 형성되며 검사과정에서 이용되는 게이트검사패드(40)와 데이터검사패드(50)가 위치하는 비표시영역을 구비한다.

표시영역에는 게이트라인(도시하지 않음)과, 그 게이트라인과 게이트절연막(12)을 사이에 두고 교차하는 데이터라인(도시하지 않음)과, 게이트라인과 데이터라인의 교차부에 각각 형성되는 TFT(30)와, TFT(30)와 접속된 화소전극(22)을 구비한다.

게이트라인은 TFT(30)의 게이트전극(2)에 게이트신호를 공급한다. 데이터라인은 TFT(30)의 드레인전극(10)을 통해 화소전극(22)에 화소신호를 공급한다.

TFT(30)는 게이트 라인의 게이트 신호에 응답하여 데이터 라인의 화소 신호가 화소 전극(22)에 충전되어 유지되게 한다. 이를 위하여, TFT(30)는 게이트 라인에 접속된 게이트 전극(2)과, 데이터 라인에 접속된 소스 전극(8)과, 화소 전극(22)에 접속된 드레인 전극(10)을 구비한다. 또한, TFT(30)는 게이트 전극(2)과 게이트 절연막(12)을 사이에 두고 중첩되면서 소스 전극(8)과 드레인 전극(10) 사이에 채널을 형성하는 활성층(14)을 더 구비한다. 이러한 활성층(14) 위에는 소스 전극(8), 드레인 전극(10)과 오믹 접촉을 위한 오믹 접촉층(16)이 더 형성된다.

화소전극(22)은 보호막(18) 상의 게이트라인과 데이터라인의 교차로 마련된 화소영역에 형성되며 보호막(18)을 관통하는 화소접촉홀(20)을 통해 드레인전극(10)과 접속된다. 화소전극(22)은 충전된 화소전압에 의해 공통 전극(도시하지 않음)과 전위차를 발생시키게 된다. 이러한 전위차에 의해 액정분자들이 유전 이방성에 의해 회전하게 된다. 액정 분자들의 회전 정도에 따라 화소 영역을 투과하는 광 투과율이 달라지게 됨으로써 화상을 구현하게 된다.

비표시영역에는 게이트라인과 접속되어 게이트라인을 검사하기 위한 게이트검사패드(40)와, 데이터라인과 접속되어 데이터라인을 검사하기 위한 데이터검사패드(50)를 구비한다.

게이트 검사패드(40)는 액정표시소자의 검사과정에서 필요로 하는 테스트신호들을 표시영역의 게이트라인에 공급한다. 이러한 게이트검사패드(40)는 게이트라인과 접속된 게이트 검사하부전극(32)과, 게이트절연막(12) 및 보호막(18)을 관통하는 다수개의 게이트 접촉홀(36)을 통해 노출된 게이트 검사하부전극(32)과 전기적으로 접속되는 게이트 검사상부전극(34)을 구비한다.

데이터 검사패드(50)는 액정표시소자의 검사과정에서 필요로 하는 테스트신호들을 표시영역의 데이터라인에 공급한다. 이러한 데이터검사패드(50)는 데이터라인과 접속된 데이터 검사하부전극(42)과, 보호막(18)을 관통하는 다수개의 데이터 접촉홀(46)을 통해 노출된 데이트 검사하부전극(42)과 전기적으로 접속되는 데이터 검사상부전극(44)을 구비한다. 또한, 데이터 검사패드(50)는 데이터 하부전극(42)과 게이트절연막(12) 사이에 형성된 활성층(14) 및 오믹접촉층(16)을 추가로 구비한다.

이러한 구성의 액정표시소자의 검사과정시 외부로부터 검사부의 측정단자를 통해 전기적신호가 게이트검사패드(40)를 통해 게이트라인과, 데이터검사패드(50)를 통해 데이터라인에 공급된다. 게이트라인과 데이터라인에 각각 공급된 전기적신호에 의해 각 신호라인들과 TFT(30)의 불량 유무를 판별하게 된다.

도 2a 내지 도 2d는 도 1에 도시된 액정표시소자의 제조방법을 나타내는 단면도이다.

도 2a를 참조하면, 하부 기판(1) 상에 게이트라인, 게이트 전극(2) 및 게이트 검사 하부 전극(32)을 포함하는 제1 도전 패턴군이 형성된다.

이를 위해, 하부 기판(1) 상에 스퍼터링 방법 등의 증착 방법을 통해 게이트금속층이 형성된다. 여기서, 게이트금속층으로는 알루미늄계 금속 등이 이용된다. 그런 다음, 게이트금속층이 포토리소그래피 공정과 식각 공정으로 패터닝됨으로써 게이트 라인, 게이트 전극(2) 및 게이트 검사 하부 전극(32)을 포함하는 제1 도전 패턴군이 형성된다.

도 2b를 참조하면, 제1 도전 패턴군이 형성된 하부 기판(1) 상에 게이트 절연막(12)이 도포된다. 그리고 게이트 절연막(12) 위에 활성층(14) 및 오믹 접촉층(16)을 포함하는 반도체 패턴과; 데이터 라인, 소스 전극(8), 드레인 전극(10), 데이터 검사 하부 전극(42)을 포함하는 제2 도전 패턴군이 형성된다.

이를 위해, 제1 도전 패턴군이 형성된 하부 기판(1) 상에 PECVD, 스퍼터링 등의 증착 방법을 통해 게이트 절연막(12), 비정질 실리콘층, n+ 비정질 실리콘층, 그리고 소스/드레인 금속층이 순차적으로 형성된다. 여기서, 게이트 절연막(12)의 재료로는 산화 실리콘(SiOx) 또는 질화 실리콘(SiNx) 등의 무기 절연물질이 이용된다. 소스/드레인 금속으로는 몰리브덴(Mo), 티타늄(Ti), 탄탈륨(Ta), 몰리브덴 합금(Mo alloy) 등이 이용된다.

이어서, 소스/드레인 금속층 위에 포토리소그래피 공정으로 단차진 포토레지스트 패턴을 형성하게 된다. 이를 위해 TFT의 채널부에 회절 노광부를 갖는 회절 노광 마스크를 이용하여 채널부의 포토레지스트 패턴이 다른 소스/드레인 패턴부 보다 낮은 높이를 갖게 한다.

이어서, 포토레지스트 패턴을 이용한 습식 식각 공정으로 소스/드레인 금속층이 패터닝됨으로써 데이터 라인, 데이터 검사 하부 전극(42), 소스 전극(8), 그 소스 전극(8)과 일체화된 드레인 전극(10)을 포함하는 제2 도전 패턴군이 형성된다.

그 다음, 동일한 포토레지스트 패턴을 이용한 건식 식각공정으로 n+ 비정질 실리콘층과 비정질 실리콘층이 동시에 패터닝됨으로써 오믹 접촉층(16)과 활성층(14)이 형성된다.

그리고, 에싱(Ashing) 공정으로 채널부에서 상대적으로 낮은 높이를 갖는 포토레지스트 패턴이 제거된 후 건식 식각 공정으로 채널부의 소스/드레인 금속 패턴 및 오믹 접촉층(16)이 식각된다. 이에 따라, 채널부의 활성층(14)이 노출되어 소스 전극(8)과 드레인 전극(10)이 분리된다.

이어서, 스트립 공정으로 제2 도전 패턴군 위에 남아 있던 포토레지스트 패턴이 제거된다.

도 2c를 참조하면, 제2 도전 패턴군이 형성된 게이트 절연막(12) 상에 제3 마스크 공정을 이용하여 화소접촉홀(20), 게이트접촉홀(36) 및 데이터접촉홀(46)을 포함하는 보호막(18)이 형성된다.

이를 위해, 제2 도전 패턴군이 형성된 게이트 절연막(12) 상에 PECVD 등의 증착 방법으로 보호막(18)이 전면 형성된다. 보호막(18)의 재료로는 게이트 절연막(12)과 같은 무기 절연 물질이나 유전상수가 작은 아크릴(acryl)계 유기 화합물, BCB 또는 PFCB 등과 같은 유기 절연 물질이 이용된다. 이어서, 보호막(18)이 제3 마스크를 이용한 포토리소그래피 공정과 식각 공정으로 패터닝됨으로써 화소접촉홀(20), 게이트접촉홀(36) 및 데이터접촉홀(46)이 형성된다. 화소접촉홀(20)은 보호막(18)을 관통하여 드레인 전극(10)을 노출시키고, 게이트 접촉홀(36)은 보호막(18) 및 게이트 절연막(12)을 관통하여 게이트 검사 하부 전극(32)을 노출시키고, 데이터접촉홀(46)은 보호막(18)을 관통하여 데이터 검사 하부 전극(42)을 노출시킨다.

도 2d를 참조하면, 제4 마스크 공정을 이용하여 보호막(18) 상에 화소 전극(22), 게이트 검사 상부 전극(34), 데이터 검사 상부 전극(44)을 포함하는 제3 도전 패턴군이 형성된다.

이를 위해, 보호막(18) 상에 스퍼터링 등의 증착 방법으로 투명 도전막이 도포된다. 여기서, 투명 도전막의 재료로는 인듐 틴 옥사이드(Indium Tin Oxide : ITO), 틴 옥사이드(Tin Oxide : TO) 및 인듐 틴 징크 옥사이드(Indium Tin Zinc Oxide : ITZO) 중 어느 하나가 이용된다. 이어서 제4 마스크를 이용한 포토리소그래피 공정과 식각 공정을 통해 투명 도전막이 패텅님됨으로써 화소 전극(22), 게이트 검사 상부 전극(34), 데이터 검사 상부 전극(44)을 포함하는 제3 도전 패턴군이 형성된다. 화소 전극(22)은 화소접촉홀(20)을 통해 드레인 전극(10)과 전기적으로 접속된다. 게이트 검사 상부 전극(34)은 게이트접촉홀(36)을 통해 게이트 검사 하부 전극(32)과 전기적으로 접속된다. 데이터 검사 상부 전극(44)은 데이터접촉홀(46)을 통해 데이터 검사 하부 전극(42)과 전기적으로 접속된다.

종래 액정표시소자는 TFT의 채널을 형성하기 위해 TFT의 채널부 상에 형성된 포토레지스트패턴을 에싱공정으로 제거하게 된다. 이 때, 채널부 상에 형성된 포토레지스트패턴과 함께 데이터 검사 하부전극(42) 상에 남아 있어야 할 포토레지스트패턴이 일부 제거되는 경우가 종종 발생된다. 이에 따라, 채널부의 소스/드레인금속층을 습식식각으로 제거하고, n+비정질 실리콘층을 건식식각으로 제거하는 경우 포토레지스트패턴이 일부 제거된 데이터 검사 하부 전극(42)과, 그 하부에 위치하는 오믹접촉층(16)과 활성층(14)이 과식각된다. 이에 따라, 데이터검사패드(50)의 전체 면적이 감소함으로써 검사공정시 측정단자와 데이터 검사패드(50)와의 접촉면적이 좁아져 표시영역의 불량유무검사를 제대로 할 수 없는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 검사하부전극의 손상을 방지하여 표시영역의 불량을 검출할 수 있는 액정표시소자 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시 예에 따른 액정표시소자는 액정셀 매트릭스를 갖는 화상표시부와, 상기 화상표시부의 신호라인과 다른 금속으로 형성되고 상기 신호라인에 검사신호를 공급하기 위해 상기 신호라인과 전기적으로 연결되며 스크라이빙공정에서 제거되는 검사패드를 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 액정표시소자의 제조방법은 게이트라인, 상기 게이트라인과 게이트절연막을 사이에 두고 절연되게 교차하는 데이터라인, 상기 게이트라인 및 데이터라인의 교차부에 위치하는 박막트랜지스터와, 상기 데이터라인과 다른 층에 다른 금속으로 형성되어 상기 데이터라인과 전기적으로 접속된 데이터 검사하부전극을 기판 상에 형성하는 제1 단계와; 상기 기판 전면에 화소접촉홀 및 데이터접촉홀을 형성하는 제2 단계와; 상기 데이터접촉홀을 통해 상기 데이터 검사 상부전극과 접속되는 데이터 검사 상부전극, 상기 화소접촉홀을 통해 상기 드레인전극과 접속되는 화소전극을 형성하는 제3 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 이점들은 첨부 도면을 참조한 본 발명의 바람직한 실시 예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예들을 도 3 내지 도 7d를 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명에 따른 액정표시소자를 나타내는 평면도이며, 도 4는 도 3에 도시된 액정표시소자를 나타내는 단면도이다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 액정표시소자는 다수개의 액정셀(180)들이 마련된 표시영역과, 표시영역의 외곽에 형성되며 검사과정에서 이용되는 게이트검사패드(140)와 데이터검사패드(150)가 위치하는 비표시영역을 구비한다.

표시영역에는 게이트라인(G)과 데이터라인(D)의 교차부에 각각 형성되는 TFT(130)와, TFT(130)와 접속된 화소전극(122)을 구비한다.

게이트라인(G)은 TFT(130)의 게이트전극(102)에 게이트신호를 공급한다. 데이터라인(D)은 TFT(130)의 드레인전극(110)을 통해 화소전극(122)에 화소신호를 공급한다.

TFT(130)는 게이트 라인(G)의 게이트 신호에 응답하여 데이터 라인(D)의 화소 신호가 화소 전극(122)에 충전되어 유지되게 한다. 이를 위하여, TFT(130)는 게이트 라인(G)에 접속된 게이트 전극(102)과, 데이터 라인(D)에 접속된 소스 전극(108)과, 화소 전극(122)에 접속된 드레인 전극(110)을 구비한다. 또한, TFT(130)는 게이트 전극(102)과 게이트 절연막(112)을 사이에 두고 중첩되면서 소스 전극(108)과 드레인 전극(110) 사이에 채널을 형성하는 활성층(114)을 더 구비한다. 이러한 활성층(114) 위에는 소스 전극(108), 드레인 전극(110)과 오믹 접촉을 위한 오믹 접촉층(116)이 더 형성된다.

화소전극(122)은 보호막(118) 상의 게이트라인(G)과 데이터라인(D)의 교차로 마련된 화소영역에 형성되며 보호막(118)을 관통하는 화소접촉홀(120)을 통해 드레인전극(110)과 접속된다. 화소전극(122)은 충전된 화소전압에 의해 공통 전극(도시하지 않음)과 전위차를 발생시키게 된다. 이러한 전위차에 의해 액정분자들이 유전 이방성에 의해 회전하게 된다. 액정 분자들의 회전 정도에 따라 화소 영역을 투과하는 광 투과율이 달라지게 됨으로써 화상을 구현하게 된다.

비표시영역에는 게이트라인(G)과 접속되어 게이트라인(G)의 불량을 검사하기 위한 게이트검사패드(140)와, 데이터라인(D)과 접속되어 데이터라인(D)의 불량을 검사하기 위한 데이터검사패드(150)를 구비한다. 여기서, 게이트검사패드(140) 및 데이터 검사패드(150)는 MPS(Mass Production System) 검사공정 이후 스크라이빙공정에 의해 제거된다.

게이트 검사 패드(140)는 액정표시소자의 검사과정에서 필요로 하는 테스트신호들을 게이트 패드(170)를 통해 표시영역의 게이트라인(G)에 공급한다. 이러한 게이트 검사 패드(140)는 기수번째 게이트라인(G1,G3,G5...)과 접속된 기수 게이트검사 패드(140a)와, 우수번째 게이트라인(G2,G4,G6....)과 접속된 우수 게이트 검사 패드(140b)를 구비한다. 각각의 게이트 검사 패드(140a,140b)는 게이트라인(G)과 접속된 게이트 검사 하부 전극(132)과, 게이트절연막(112) 및 보호막(118)을 관통하는 다수개의 게이트 접촉홀(136)을 통해 노출된 게이트 검사 하부 전극(132)과 전기적으로 접속되는 게이트 검사 상부 전극(134)을 구비한다.

데이터 검사패드(150)는 액정표시소자의 검사과정에서 필요로 하는 테스트신호들을 데이터패드(172)를 통해 표시영역의 데이터라인(D)에 공급한다. 이러한 데이터 검사패드(150)는 기수번째 데이터라인(D1,D3,D5...)과 접속된 기수 데이터 검사패드(150a)와, 우수번째 데이터라인(D2,D4,D6...)과 접속된 우수 데이터 검사패드(150b)를 구비한다. 각각의 데이터검사패드(150a,150b)는 데이터라인(D)과 접속된 데이터 검사 하부 전극(142)과, 보호막(118)을 관통하는 다수개의 데이터 접촉홀(146)을 통해 노출된 데이트 검사 하부 전극(142)과 전기적으로 접속되는 데이터 검사 상부 전극(144)을 구비한다.

여기서, 데이터 검사 하부 전극(142)은 게이트 검사 하부전극(132)과 동일한 게이트 금속으로 형성된다. 게이트금속으로 형성된 데이터검사하부전극(142)과 소스/드레인금속으로 형성되는 데이터라인(D)을 전기적으로 접속시키기 위해서는 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이 데이터라인(D)과 데이터 검사 패드(150) 사이에 연결부(180)가 위치하게 된다.

도 5a에 도시된 연결부(180)는 데이터 검사 상부 전극(144)과 접속됨과 아울러 데이터라인(D)과 접속되는 연결전극(152)을 구비한다. 이 연결전극(152)은 데이터 검사 상부전극(144)과 동일 금속으로 형성되어 데이터 검사 상부전극(144)에서 신장된다. 그리고, 연결전극(152)은 데이터라인(D)과 접속된 데이터 검사리드라인(154)을 노출시키는 연결접촉홀(156)을 통해 데이터 검사 리드 라인(154)과 접속된다.

도 5b에 도시된 연결부(180)는 데이터 검사 하부전극(142)과 접속된 제1 연결전극(152)과, 데이터라인(D)과 접속된 데이터 검사 리드 라인(154)과 접속됨과 아울러 제1 연결전극(152)과 접속된 제2 연결전극(158)을 구비한다. 여기서, 제1 연결전극(152)은 데이터 검사 하부전극(142)과 동일 금속으로 형성되어 데이터 검사 하부 전극(142)에서 신장된다. 제2 연결전극(158)은 데이터 검사 상부 전극(144)과 동일 금속으로 형성되며, 보호막(118)과 게이트절연막(112)을 관통하여 데이터 검사 리드 라인(154)과 제1 연결전극(152)을 노출시키는 연결접촉홀(156)을 통해 데이터 검사 리드 라인(154) 및 제1 연결전극(152)과 접속된다.

이러한 구성의 액정표시소자의 검사과정시 외부로부터 검사부의 측정단자를 통해 전기적 신호가 게이트 검사 패드(140)를 통해 게이트라인(G)과 데이터 검사 패드(150)를 통해 데이터라인(D)에 공급된다. 게이트라인(G)과 데이터라인(D)에 각각 공급된 전기적 신호에 의해 각 신호라인들과 TFT(130)의 불량 유무를 판별하게 된다.

이와 같이, 데이터검사패드의 데이터 검사 하부 전극을 게이트금속층으로 형성함으로써 3마스크공정 중에 진행되는 에싱공정에 의한 데이터 검사 하부전극(142)의 손상을 방지할 수 있다.

도 6a 내지 도 6d는 본 발명에 따른 액정표시소자의 제조방법을 나타내는 단면도이다.

도 6a를 참조하면, 하부 기판(101) 상에 게이트 전극(102), 게이트 검사 하부 전극(132) 및 데이터 검사 하부 전극(142)을 포함하는 제1 도전 패턴군이 형성된다.

이를 위해, 하부 기판(101) 상에 스퍼터링 방법 등의 증착 방법을 통해 게이트금속층이 형성된다. 여기서, 게이트금속층으로는 알루미늄계 금속 등이 이용된다. 그런 다음, 게이트금속층이 포토리소그래피 공정과 식각 공정으로 패터닝됨으로써 게이트 라인(G), 게이트 전극(102), 게이트 검사 하부 전극(132) 및 데이터 검사 하부전극(142)을 포함하는 제1 도전 패턴군이 형성된다.

도 6b를 참조하면, 제1 도전 패턴군이 형성된 하부 기판(101) 상에 게이트 절연막(112)이 도포된다. 여기서, 게이트 절연막(112)의 재료로는 산화 실리콘(SiOx) 또는 질화 실리콘(SiNx) 등의 무기 절연물질이 이용된다. 그리고 게이트 절연막(112) 위에 활성층(114) 및 오믹 접촉층(116)을 포함하는 반도체 패턴과; 데이터 라인(D), 소스 전극(108) 및 드레인 전극(110)을 포함하는 제2 도전 패턴군이 형성된다.

이에 대한 상세한 설명을 도 7a 내지 도 7d를 결부하여 상세히 설명하기로 한다.

도 7a에 도시된 바와 같이 게이트 절연막(112) 상에 PECVD, 스퍼터링 등의 증착 방법을 통해 제1 반도체층(212), 제2 반도체층(214), 그리고 소스/드레인 금속층(216)이 순차적으로 형성된다. 여기서, 제1 반도체층(212)은 불순물이 도핑되지 않은 비정질실리콘이 이용되며, 제2 반도체층(214)은 N형 또는 P형의 불순물이 도핑된 비정질실리콘이 이용된다. 소스/드레인 금속층(216)은 알루미늄(Al)계 금속, 몰리브덴(Mo), 구리(Cu) 등과 같은 금속으로 이루어진다.

그 다음, 소스/드레인 금속층(216) 위에 포토레지스트막(210)을 형성한 다음 부분 노광 마스크인 제2 마스크(200)가 하부기판(101) 상부에 정렬된다. 제2 마스크(200)는 투명한 재질인 마스크 기판(202)과, 마스크 기판(202)의 차단 영역(S2)에 형성된 차단부(204)와, 마스크 기판(202)의 부분 노광 영역(S3)에 형성된 회절 노광부(206)(또는 반투과부)를 구비한다. 여기서, 마스크 기판(202)이 노출된 영역은 노광 영역(S1)이 된다. 이러한 제2 마스크(200)를 이용한 포토레지스트막을 노광한 후 현상함으로써 도 7b에 도시된 바와 같이 제2 마스크(200)의 차단부(204)와 회절 노광부(206)에 대응하여 차단 영역(S2)과 부분 노광 영역(S3)에서 단차를 갖는 포토레지스트 패턴(208)이 형성된다. 즉, 부분 노광 영역(S3)에 형성된 포토레지스트 패턴(208)은 차단 영역(S2)에서 형성된 제1 높이를 갖는 포토레지스트 패턴(208)보다 낮은 제2 높이를 갖게 된다.

이러한 포토레지스트 패턴(208)을 마스크로 이용한 습식 식각 공정으로 소스/드레인 금속층(216)이 패터닝됨으로써 데이터 라인(D), 데이터 라인(D)과 접속된 소스전극(108), 소스전극(108)과 일체화된 드레인 전극(110)을 포함하는 제2 도전 패턴군이 형성된다.

그리고, 포토레지스트 패턴(208)을 마스크로 이용한 건식 식각 공정으로 제1 반도체층(212)과 제2 반도체층(214)이 패터닝됨으로써 오믹 접촉층(116)과 활성층(114)이 소스/드레인 금속 패턴을 따라 형성된다. 이어서, 산소(O₂) 플라즈마를 이용한 에싱(Ashing) 공정으로 부분 노광 영역(S3)에 제2 높이를 갖는 포토레지스트 패턴(208)은 도 7c에 도시된 바와 같이 제거되고, 차단 영역(S2)에 제1 높이를 갖는 포토레지스트 패턴(208)은 높이가 낮아진 상태가 된다. 이러한 포토레지스트 패턴(208)을 이용한 식각 공정으로 회절 노광 영역(S3), 즉 박막 트랜지스터의 채널부에 형성된 소스/드레인 금속층(216)이 제거된다. 이에 따라, 드레인 전극(110)이 소스 전극을 포함하는 데이터 라인(D)에서 분리된다. 그 다음, 포토레지스트 패턴(208)을 이용한 건식 식각 공정으로 박막 트랜지스터의 채널부에서 오믹 접촉층(116)이 제거됨으로써 활성층(114)이 노출된다. 이어서, 도 7d에 도시된 바와 같이 스트립 공정으로 제2 도전 패턴군 위에 남아 있던 포토레지스트 패턴(208)이 제거된다.

도 6c를 참조하면, 제2 도전 패턴군이 형성된 게이트 절연막(112) 상에 제3 마스크 공정을 이용하여 화소접촉홀(120), 게이트접촉홀(136) 및 데이터접촉홀(146)을 포함하는 보호막(118)이 형성된다.

이를 위해, 제2 도전 패턴군이 형성된 게이트 절연막(112) 상에 PECVD 등의 증착 방법으로 보호막(118)이 전면 형성된다. 보호막(118)의 재료로는 게이트 절연막(112)과 같은 무기 절연 물질이나 유전상수가 작은 아크릴(acryl)계 유기 화합물, BCB 또는 PFCB 등과 같은 유기 절연 물질이 이용된다. 이어서, 보호막(118)이 제3 마스크를 이용한 포토리소그래피 공정과 식각 공정으로 패터닝됨으로써 화소접촉홀(120), 게이트접촉홀(136) 및 데이터접촉홀(146)이 형성된다. 화소접촉홀(120)은 보호막(118)을 관통하여 드레인 전극(110)을 노출시키고, 게이트 접촉홀(136)은 보호막(118) 및 게이트 절연막(112)을 관통하여 게이트 검사 하부 전극(132)을 노출시키고, 데이터접촉홀(146)은 보호막(118) 및 게이트절연막(112)을 관통하여 데이터 검사 하부 전극(142)을 노출시킨다.

도 6d를 참조하면, 제4 마스크 공정을 이용하여 보호막(118) 상에 화소 전극(122), 게이트 검사 상부 전극(134), 데이터 검사 상부 전극(144)을 포함하는 제3 도전 패턴군이 형성된다.

이를 위해, 보호막(118) 상에 스퍼터링 등의 증착 방법으로 투명 도전막이 도포된다. 여기서, 투명 도전막의 재료로는 인듐 틴 옥사이드(Indium Tin Oxide : ITO), 틴 옥사이드(Tin Oxide : TO), 인듐 틴 징크 옥사이드(Indium Tin Zinc Oxide : ITZO) 및 인듐 징크 옥사이드(Indium Zinc Oxide : IZO) 중 어느 하나가 이용된다. 이어서 제4 마스크를 이용한 포토리소그래피 공정과 식각 공정을 통해 투명 도전막이 패텅님됨으로써 화소 전극(122), 게이트 검사 상부 전극(134), 데이터 검사 상부 전극(144)을 포함하는 제3 도전 패턴군이 형성된다. 화소 전극(122)은 화소접촉홀(120)을 통해 드레인 전극(110)과 전기적으로 접속된다. 게이트 검사 상부 전극(134)은 게이트접촉홀(136)을 통해 게이트 검사 하부 전극(132)과 전기적으로 접속된다. 데이터 검사 상부 전극(144)은 데이터접촉홀(146)을 통해 데이터 검사 하부 전극(142)과 전기적으로 접속된다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 액정표시소자 및 그 제조방법은 데이터 검사 패드의 데이터 검사 하부 전극을 게이트 금속으로 형성함으로써 종래 데이터 금속으로 형성될 경우 에싱공정에 의해 발생되는 데이터 검사 하부 전극의 손상을 방지할 수 있다. 이에 따라, 데이터라인을 포함하는 신호라인의 검사 및 TFT의 불량검사를 정상적으로 진행할 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.

도 1은 종래 액정표시소자의 하부 어레이 기판을 나타내는 단면도이다.

도 2a 내지 도 2d는 도 1에 도시된 하부 어레이 기판의 제조방법을 나타내는 단면도이다.

도 3은 본 발명에 따른 액정표시소자를 나타내는 평면도이다.

도 4는 도 3에 도시된 액정표시소자의 하부 어레이 기판을 나타내는 단면도이다.

도 5a 및 도 5b는 도 3에 도시된 "B"영역 즉, 도 4에 도시된 데이터 검사 패드와 데이터라인을 연결하기 위한 연결부를 나타내는 평면도 및 단면도이다.

도 6a 내지 도 6d는 도 4에 도시된 하부 어레이 기판의 제조방법을 나타내는 단면도이다.

도 7a 내지 도 7d는 도 6b에 도시된 제2 마스크 공정을 상세히 나타내는 단면도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

2,102 : 게이트전극 8,108 : 소스전극

10,110 : 드레인전극 12,112 : 게이트절연막

14,114 : 활성층 16,116 : 오믹접촉층

18,118 : 보호막 20,120 : 화소접촉홀

22,122 : 화소전극 30,130 : 박막트랜지스터

32,132 : 게이트 검사 하부전극 34,134 : 게이트 검사 상부전극

36,136 : 게이트 접촉홀 40,140 : 게이트 검사 패드

42,142 : 데이터 검사 하부전극 44,144 : 데이터 검사 상부전극

46,146 : 데이터 접촉홀 50,150 : 데이터 검사 패드

Claims

액정셀 매트릭스를 갖는 화상표시부와,

상기 화상표시부의 신호라인과 다른 금속으로 형성되고 상기 신호라인에 검사신호를 공급하기 위해 상기 신호라인과 전기적으로 연결되며 스크라이빙공정에서 제거되는 검사패드를 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
제 1 항에 있어서,

상기 검사패드는 데이터라인에 검사신호를 공급하기 위한 데이터 검사패드인 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
제 2 항에 있어서,

상기 데이터 검사 패드는

상기 데이터라인과 접속된 연결부를 통해 상기 데이터라인과 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
제 2 항에 있어서,

상기 화상표시부의 게이트라인에 검사신호를 공급하는 게이트 검사패드를 추가로 구비하며,

상기 게이트 검사패드는

상기 게이트라인과 동일금속으로 형성되는 게이트 검사 하부전극과,

상기 게이트 검사하부전극 상에 형성된 게이트절연막 및 보호막을 관통하는 적어도 하나의 접촉홀을 통해 상기 게이트 검사 하부전극과 접속되는 게이트 검사 상부전극을 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
제 3 항에 있어서,

상기 데이터 검사 패드는

상기 게이트라인과 동일금속으로 형성되는 데이터 검사 하부전극과,

상기 데이터검사하부전극 상에 형성된 게이트절연막 및 보호막을 관통하는 적어도 하나의 접촉홀을 통해 상기 데이터 검사 하부전극과 접속되는 데이터 검사 상부전극을 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
제 5 항에 있어서,

상기 연결부는

상기 데이터 검사 상부전극에서 신장되어 상기 데이터라인과 접속된 연결전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
제 5 항에 있어서,

상기 연결부는

상기 데이터 검사 하부전극에서 신장된 제1 연결전극과,

상기 데이터라인 및 상기 제1 연결전극과 접속된 제2 연결전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
제 4 항에 있어서,

상기 액정셀을 구동하기 위한 박막트랜지스터를 추가로 구비하며,

상기 박막트랜지스터는

상기 게이트 라인과 접속된 게이트 전극과,

상기 데이터 라인과 접속된 소스 전극과,

상기 소스 전극과 대향되는 드레인 전극과,

상기 게이트 전극과 상기 게이트 절연막을 사이에 두고 중첩되고 상기 소스 전극 및 드레인 전극 사이에 채널부를 형성하는 반도체층을 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
제 8 항에 있어서,

상기 반도체층은 상기 데이터 라인, 상기 소스 전극 및 상기 드레인 전극을 따라 상기 게이트 절연막 상에 형성된 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
게이트라인, 상기 게이트라인과 게이트절연막을 사이에 두고 절연되게 교차하는 데이터라인, 상기 게이트라인 및 데이터라인의 교차부에 위치하는 박막트랜지스터와, 상기 데이터라인과 다른 층에 다른 금속으로 형성되어 상기 데이터라인과 전기적으로 접속된 데이터 검사하부전극을 기판 상에 형성하는 제1 단계와;

상기 기판 전면에 화소접촉홀 및 데이터접촉홀을 형성하는 제2 단계와;

상기 데이터접촉홀을 통해 상기 데이터 검사 상부전극과 접속되는 데이터 검사 상부전극, 상기 화소접촉홀을 통해 상기 드레인전극과 접속되는 화소전극을 형성하는 제3 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 제조방법.
제 10 항에 있어서,

상기 제1 단계는

상기 기판 상에 상기 게이트라인, 상기 게이트라인과 접속된 상기 박막트랜지스터의 게이트전극 및 상기 데이터검사 하부전극을 포함하는 게이트패턴을 형성하는 단계와,

상기 게이트패턴이 형성된 기판 상에 상기 게이트절연막을 형성하는 단계와,

상기 게이트절연막 상에 상기 데이터라인, 상기 데이터라인과 접속된 상기 박막트랜지스터의 소스전극 및 드레인전극을 포함하는 데이터패턴을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 제조방법.
제 10 항에 있어서,

상기 게이트라인과 접속된 게이트 검사하부전극, 상기 게이트절연막 및 보호막을 관통하는 게이트접촉홀을 통해 상기 게이트검사하부전극과 전기적으로 접속된 게이트 검사 상부전극을 갖는 게이트검사패드를 형성하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 제조방법.
제 10 항에 있어서,

상기 데이터검사하부전극 및 데이터검사상부전극을 포함하는 데이터검사패드 및 상기 게이트검사패드가 형성된 검사영역을 스크라이빙공정으로 제거하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 제조방법.
제 10 항에 있어서,

상기 데이터검사하부전극과, 그 검사하부전극과 다른 금속으로 형성된 상기 데이터라인을 전기적으로 연결시키기 위한 연결부를 형성하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 제조방법.
제 14 항에 있어서,

상기 연결부를 형성하는 단계는

상기 데이터 검사 상부전극에서 신장되어 상기 데이터라인과 접속된 연결전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 제조방법.
제 14 항에 있어서,

상기 연결부를 형성하는 단계는

상기 데이터 검사 하부전극에서 신장된 제1 연결전극을 형성하는 단계와,

상기 데이터라인 및 상기 제1 연결전극과 접속된 제2 연결전극을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 제조방법.