KR20050079530A - Mask formed with spacer pattern - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 투명기판과, 상기 투명기판 위에 형성되며 스페이서 패턴을 갖는 차광막층을 포함하는 마스크에 관한 것으로서, 상기 스페이서 패턴은 비교적 큰 투과면적을 갖는 주투과부와 상기 주투과부의 둘레영역에 마련되어 비교적 작은 투과면적을 갖는 적어도 하나의 부투과부를 포함하여 이루어진 단위 패턴을 다수 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의하여, 보다 안정된 특성을 갖는 스페이서를 형성할 수 있도록 개선된 스페이서 패턴을 갖는 마스크를 제공할 수 있게 된다.The present invention relates to a mask including a transparent substrate and a light shielding film layer formed on the transparent substrate and having a spacer pattern, wherein the spacer pattern is provided in a main transmission portion having a relatively large transmission area and a peripheral region of the main transmission portion. It characterized in that it comprises a plurality of unit patterns comprising at least one sub-permeable part having a small transmission area. This makes it possible to provide a mask having an improved spacer pattern so that a spacer having more stable characteristics can be formed.
Description
본 발명은, 스페이서를 형성하기 위한 패턴이 형성된 마스크에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 스페이서의 특성이 향상되도록 개선된 패턴을 갖는 마스크에 관한 것이다.The present invention relates to a mask on which a pattern for forming a spacer is formed, and more particularly, to a mask having an improved pattern to improve the characteristics of the spacer.
스페이서는 통상 서로 마주보도록 설치된 한 쌍의 기판으로 이루어진 평판표시패널에서 양 기판 사이의 간격을 정밀하고 균일하게 유지하는 역할을 하며, 둥근 원형 스페이서와 마스크를 사용하여 박막형성공정에 의해 제조된 칼럼 스페이서(Column Spacer)가 있다.In the flat panel display panel consisting of a pair of substrates which are usually arranged to face each other, the spacer serves to maintain the space between the two substrates precisely and uniformly, and is formed by a thin film forming process using a round circular spacer and a mask. There is a Column Spacer.
또한, 평판표시패널(FPD; Flat Panel Display device)은 전계방출표시소자(FED; Flat Emission Display), 형광표시관(VFD; Vacuum Fluorescent Display), 액정표시패널(LCD; Liquid Crystal Display) 및 플라즈마표시패널(PDP; Plasma Display Panel) 등을 포함하며, 이하 본 명세서에서는 액정표시패널에 사용되는 컬럼 스페이서를 일예로 하여 설명한다.In addition, a flat panel display device (FPD) includes a flat emission display (FED), a vacuum fluorescent display (VFD), a liquid crystal display (LCD) and a plasma display. A panel (PDP; Plasma Display Panel) and the like, which will be described below with reference to an example of a column spacer used in a liquid crystal display panel.
액정표시패널은 박막트랜지스터기판과, 박막트랜지스터기판에 대향되도록 상호 부착된 컬러필터기판과, 박막트랜지스터기판과 컬러필터기판 사이에 주입된 액정과, 박막트랜지스터기판과 컬러필터기판 사이의 간격을 정밀하고 균일하게 유지하는 스페이서를 포함한다.The liquid crystal display panel includes a thin film transistor substrate, a color filter substrate attached to face the thin film transistor substrate, a liquid crystal injected between the thin film transistor substrate and the color filter substrate, and a gap between the thin film transistor substrate and the color filter substrate Spacers to maintain uniformity.
일반적으로 스페이서는 컬러필터기판에 유기절연막을 도포하고, 스페이서 패턴이 형성된 마스크를 이용하여 유기절연막을 노광 및 현상하여 형성된다.In general, a spacer is formed by coating an organic insulating film on a color filter substrate and exposing and developing the organic insulating film using a mask on which a spacer pattern is formed.
종래의 스페이서 패턴이 형성된 마스크는, 도 1a에서 도시된 바와 같이, 대략 팔각형의 평면형상을 갖는 투과영역(122)과 투과영역(122) 주변의 차단영역(121)으로 이루어진 단위 패턴(120)을 다수 포함하고 있다.As shown in FIG. 1A, a mask having a conventional spacer pattern includes a unit pattern 120 including a transmission region 122 having an approximately octagonal planar shape and a blocking region 121 around the transmission region 122. It contains a large number.
이러한 마스크에 의해 중앙영역에서 박막트랜지스터기판과 인접하는 탑(Top)부(131)와, 주변영역에서 경사면을 이루는 테이퍼(Taper)부(132)를 갖는 스페이서(130)를 형성하게 된다. The mask forms a spacer 130 having a top portion 131 adjacent to the thin film transistor substrate in the center region and a taper portion 132 forming an inclined surface in the peripheral region.
그러나, 종래의 마스크에 의해 생성되는 스페이서(130)는 노광에 사용되는 광원의 분해능에 따라, 도 1b에서 도시되는 바와 같이, 테이퍼부(132)의 경사각이 70°이상으로 형성될 수 있다. 이와 같이, 테이퍼부(132)의 경사각이 70°이상으로 형성되면 내압성, 액정적하여유, 압축량 등의 특성이 떨어지는 문제점이 있으며, 이러한 특성을 만족시키기 위해서는 테이퍼부(132)의 경사각이 45°수준으로 형성되는 것이 바람직하다.However, according to the resolution of the light source used for exposure, the spacer 130 generated by the conventional mask may have an inclination angle of the tapered portion 132 of 70 ° or more, as shown in FIG. 1B. As such, when the inclination angle of the tapered portion 132 is formed to be 70 ° or more, there is a problem in that characteristics such as pressure resistance, liquid crystal droplets, and compression amount are inferior. To satisfy these characteristics, the inclination angle of the tapered portion 132 is 45 °. It is preferably formed at the level.
따라서, 본 발명의 목적은, 보다 안정된 특성을 갖는 스페이서를 형성할 수 있도록 개선된 스페이서 패턴을 갖는 마스크를 제공하는 것이다.Accordingly, it is an object of the present invention to provide a mask having an improved spacer pattern so as to form a spacer having more stable characteristics.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 투명기판과, 상기 투명기판 위에 형성되며 스페이서 패턴을 갖는 차광막층을 포함하는 마스크에 있어서, 상기 스페이서 패턴은 비교적 큰 투과면적을 갖는 주투과부와 상기 주투과부의 둘레영역에 마련되어 비교적 작은 투과면적을 갖는 적어도 하나의 부투과부를 포함하여 이루어진 단위 패턴을 다수 포함하는 것을 특징으로 하는 마스크에 의해 달성된다.The object is, according to the present invention, a mask comprising a transparent substrate and a light shielding film layer formed on the transparent substrate and having a spacer pattern, wherein the spacer pattern has a main transmission portion having a relatively large transmission area and a circumference of the main transmission portion. It is achieved by a mask characterized in that it comprises a plurality of unit patterns provided in the area and comprising at least one sub-permeable part having a relatively small transmission area.
여기서, 상기 주투과부는 대략 팔각형의 평면형상을 갖는 것이 바람직하며, 상기 부투과부는 상기 주투과부를 둘러싸는 고리의 형상을 갖는 것이 바람직하다.Here, the main permeable part preferably has a planar shape of an octagonal shape, and the sub-permeable part preferably has a ring shape surrounding the main permeable part.
또한, 상기 주투과부는 띠모양의 평면형상을 가지며, 상기 부투과부는 상기 주투과부의 길이방향을 기준으로 양 측방에 상기 주투과부에 대해 평행하게 형성될 수 있다. In addition, the main penetrating portion has a band-like plane shape, the sub-permeable portion may be formed parallel to the main penetrating portion on both sides based on the longitudinal direction of the main penetrating portion.
그리고, 상기한 마스크에 있어서, 상기 부투과부는 슬릿패턴으로 형성되는 것이 바람직하다.In the above mask, the sub-permeable part is preferably formed in a slit pattern.
이러한 스페이서 패턴을 갖는 마스크에 의하면, 노광에 사용되는 광원의 분해능에 크게 상관없이 보다 안정된 특성을 갖는 스페이서를 형성할 수 있게 된다.According to the mask having such a spacer pattern, a spacer having more stable characteristics can be formed regardless of the resolution of the light source used for exposure.
이하에서 본 발명의 실시예에 따른 마스크를 첨부도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a mask according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
설명에 앞서, 여러 실시예에 있어서, 동일한 구성을 가지는 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 사용하여 대표적으로 제1실시예에서 설명하고, 그 외의 실시예에서는 제1실시예와 다른 구성에 대해서만 설명하기로 한다.Prior to the description, in various embodiments, components having the same configuration will be representatively described in the first embodiment using the same reference numerals, and in other embodiments, only the configuration different from the first embodiment will be described. do.
또한, 본 명세서에서 도시되는 마스크 및 그 마스크에 의해 형성되는 스페이서는 특징을 부각하여 개략적으로 도시하기로 한다.In addition, the mask shown in this specification and the spacer formed by the mask are shown schematically, highlighting a characteristic.
또한, 본 명세서에서 도시되는 스페이서는 액정표시패널의 칼라필터기판에 박막형성공정을 통해 형성되는 스페이서를 실시예로 하여 설명한다.In addition, the spacer shown in the present specification will be described with reference to the embodiment of the spacer formed through the thin film forming process on the color filter substrate of the liquid crystal display panel.
도 2 및 도 3a에서 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 마스크(10)는 석영을 재질로 하는 투명기판(11)과, 투명기판(11) 위에 에멀젼, 크롬, 산화철 등의 박막이 증착되어 형성된 차광막층(12)을 포함하여 이루어진다. 이 차광막층(12)은 차광영역(21)과 투과영역(22)으로 구분되어 그려진 스페이서 패턴(20)을 포함한다.As shown in FIG. 2 and FIG. 3A, the mask 10 according to the first embodiment of the present invention includes a transparent substrate 11 made of quartz and an emulsion, chromium, iron oxide, or the like on the transparent substrate 11. The light shielding film layer 12 is formed by depositing a thin film. The light blocking film layer 12 includes a spacer pattern 20 drawn and divided into a light blocking area 21 and a transmission area 22.
스페이서 패턴(20)은 비교적 큰 투과면적을 갖는 주투과부(23)와 주투과부(23)의 둘레영역에 마련되어 비교적 작은 투과면적을 갖는 적어도 하나의 부투과부(24)를 포함하여 이루어진 단위 패턴을 다수 포함한다.The spacer pattern 20 includes a plurality of unit patterns including a main permeable part 23 having a relatively large transmission area and at least one sub permeable part 24 having a relatively small transmission area. Include.
주투과부(23)는 대략 팔각형의 평면형상을 가지며, 스페이서(30)의 중앙영역을 노광하여 스페이서(30)의 탑(Top)부(31)를 형성하게 된다. 부투과부(24)는 주투과부(23)를 둘러싸는 고리의 형상을 가지며, 이중의 부투과부(24)가 슬릿패턴으로 형성되고, 스페이서(30)의 주변영역을 노광하여 스페이서(30)의 테이퍼(Taper)부(32)를 형성하게 된다.The main penetrating portion 23 has an approximately octagonal planar shape and forms a top portion 31 of the spacer 30 by exposing the center region of the spacer 30. The sub-permeable part 24 has a ring shape surrounding the main permeable part 23, a double sub-permeable part 24 is formed in a slit pattern, and the peripheral area of the spacer 30 is exposed to taper the spacer 30. The taper portion 32 is formed.
또한, 슬릿패턴으로 형성된 부투과부(24)의 폭은 노광에 사용되는 광원의 분해능보다 좁은 것이 바람직하다. 이에, 부투과부(24)는 비교적 적은 강도의 빛으로 스페이서(30)의 테이퍼부(32)를 이루는 주변영역을 노광시켜 보다 완만한 경사를 갖는 테이퍼부(32)를 형성한다.In addition, the width of the sub-permeable portion 24 formed in the slit pattern is preferably narrower than the resolution of the light source used for exposure. Accordingly, the sub-permeable part 24 exposes the peripheral area constituting the tapered part 32 of the spacer 30 with light of relatively low intensity to form a tapered part 32 having a more gentle inclination.
이러한 슬릿패턴의 부투과부(24)를 갖는 마스크(10)를 사용하여 형성된 스페이서(30)는, 도 3b에서 도시된 바와 같이, 박막트랜지스터기판에 인접하는 탑(Top)부(31)와, 45°수준의 경사각을 갖는 테이퍼부(32)를 가지며, 내압성, 액정적하여유 및 압축량 등의 특성이 보다 안정적으로 형성된다.The spacer 30 formed by using the mask 10 having the sub-permeable portion 24 of the slit pattern includes a top portion 31 adjacent to the thin film transistor substrate, as shown in FIG. 3B, and 45. It has the taper part 32 which has the inclination-angle of a degree level, and characteristics, such as pressure resistance, liquid crystal dropping oil, and the amount of compression, are formed more stable.
전술한 바람직한 실시예와 달리, 마스크(10)에 부투과부(24)가 반드시 이중으로 형성될 필요는 없으며, 적어도 하나 이상이 마련되어 스페이서(30)의 탑부(31)를 이루는 중앙영역보다 적은 강도의 빛으로 노광할 수 있게 형성되면 무방하다.Unlike the above-described preferred embodiment, the sub-permeable part 24 does not necessarily need to be formed in the mask 10 in a double manner, and at least one or more sub-permeable parts 24 have a strength of less than the central area forming the top part 31 of the spacer 30. It may be formed so that it can be exposed by light.
또한, 부투과부(24)가 슬릿패턴으로 형성된 것에 한정되지 않으며, 마스크(10)에 서로 상이한 투과율을 갖는 이중의 차광막을 사용하여 주투과부(23)에는 차광막이 형성되어 있지 않고, 부투과부(24)에는 하나의 차광막을 형성하여 빛의 투과율을 조절함으로써 동일한 효과를 거둘 수도 있다.In addition, the sub-permeable part 24 is not limited to the one formed in the slit pattern, and the sub-permeable part 24 is not formed in the main permeable part 23 by using a double light shielding film having different transmittances in the mask 10, and the sub-permeable part 24 The same effect may be achieved by forming one light shielding film in the) and adjusting the light transmittance.
본 발명의 제1실시예에 따른 마스크(10)를 사용하여 형성되는 스페이서(30)는, 도 4에서 도시된 바와 같이, 컬러필터기판(40)의 블랙 매트리스(42) 위에 형성된다.The spacer 30 formed using the mask 10 according to the first embodiment of the present invention is formed on the black mattress 42 of the color filter substrate 40, as shown in FIG. 4.
스페이서(30)가 형성되는 컬리필터기판(40)은 컬러기판소재(41)와, 컬러기판소재(41) 위에 개구부를 가지도록 스트라이프 또는 격자형상으로 형성된 블랙 매트리스(42)와, 개구부에 각각 형성된 적, 녹 및 청색의 컬러필터(43)와, 컬러필터(43) 및 블랙매트리스(41) 위에 형성된 투명공통전극(44)을 포함하여 이루어진다.The curley filter substrate 40 having the spacer 30 formed thereon comprises a color substrate material 41, a black mattress 42 formed in a stripe or lattice shape to have an opening on the color substrate material 41, and formed in each of the openings. It comprises a color filter 43 of red, green and blue, and a transparent common electrode 44 formed on the color filter 43 and the black mattress 41.
컬러기판소재(41)는 유리, 석영, 세라믹 또는 플라스틱 등의 재질을 포함하여 이루어진 절연성 기판이다.The color substrate material 41 is an insulating substrate made of a material such as glass, quartz, ceramic, or plastic.
컬러필터(43)는 염색법, 인쇄법, 전착법, 안료분산법, 필름전사법, 버블제트(Bubble-jet)법 또는 레이저전사법 등에 의해 제조된다. 근래에는 공정 단순화 측면에서 레이저전사법이 각광을 받고 있다.The color filter 43 is manufactured by dyeing, printing, electrodeposition, pigment dispersion, film transfer, bubble-jet, or laser transfer. In recent years, laser transfer has been spotlighted in terms of process simplification.
스페이서(30)의 형성에 앞서 레이저전사법에 의한 컬러필터(43)의 형성방법을 설명하면, 도 5a에 도시된 바와 같이, 화소간의 광 누출을 방지하기 위한 블랙 매트릭스(42)가 스트라이프 또는 격자형상으로 형성된 컬러기판소재(41) 위에 컬러층(51), 층간막(52), 열변환층(Light to heat conversion layer)(53) 및 지지필름(54)으로 구성된 컬러도너필름(Color donor film)(50)을 적층한다. Prior to the formation of the spacer 30, a method of forming the color filter 43 by laser transfer method will be described. As shown in FIG. 5A, the black matrix 42 for preventing light leakage between pixels is stripe or grating. Color donor film consisting of a color layer 51, an interlayer film 52, a light to heat conversion layer 53, and a support film 54 on the color substrate material 41 formed in the shape ) 50 are stacked.
지지필름(54)은 레이저가 통과할 수 있는 투명필름으로서, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Polyethylene Terephthalate; PET)와 같은 고분자 화합물로 구성되며, 경우에 따라 폴리카보네이트 필름(Polycarbonate Film; PC) 등을 사용할 수도 있다.The support film 54 is a transparent film through which a laser can pass, and is made of a polymer compound such as polyethylene terephthalate (PET), and in some cases, a polycarbonate film (PC) may be used. .
열변환층(53)은 빛을 열로 전환시키는 층으로, 레이저를 잘 흡수할 수 있으면서도 레이저에 의한 열에너지에 아주 잘 견딜 수 있도록 탄소와 아크릴 수지 등을 포함하여 이루어진다. 즉, 자외선 경화에 의해 막이 완성되며, 막 내에 포함된 탄소가 레이저를 받으면 열을 내는 역할을 한다. 열변환층(53)은 레이저전사법에서 가장 중요한 역할을 하는 층으로, 에너지 감도, 즉 컬러층(51)을 녹이는 정도가 열변환층(53)에 의해 주로 결정된다.The heat conversion layer 53 is a layer that converts light into heat, and includes carbon and an acrylic resin so as to absorb the laser well and to withstand the thermal energy by the laser very well. That is, the film is completed by ultraviolet curing, and the carbon contained in the film generates heat when subjected to a laser. The heat conversion layer 53 is a layer which plays the most important role in the laser transfer method, and the energy sensitivity, that is, the degree of melting the color layer 51 is mainly determined by the heat conversion layer 53.
층간막(52)은 열변환층(53)에 의한 컬러층(51)의 오염을 막고 컬러층(51)에 균일성을 주는 역할을 하며, 아크릴계 유기물질로 형성된다.The interlayer film 52 serves to prevent contamination of the color layer 51 by the heat conversion layer 53 and to give uniformity to the color layer 51, and is formed of an acrylic organic material.
컬러층(51)은 비감광성 및 열경화성물질, 바람직하게는 안료가 포함된 아크릴 수지로 구성되며, 적, 녹 및 청색의 안료 중 하나가 포함된다.The color layer 51 is composed of an acrylic resin containing a non-photosensitive and thermosetting material, preferably a pigment, and includes one of red, green, and blue pigments.
다음, 도 5b에서 도시된 바와 같이, 컬러도너필름(50)에 레이저를 조사한다. 그러면, 열변환층(53)이 레이저를 받으면서 많은 열을 내게 되고, 이 열이 컬러층(51)에 전달된다.Next, as shown in FIG. 5B, the laser beam is irradiated onto the color donor film 50. Then, the heat conversion layer 53 receives a laser and emits a lot of heat, and the heat is transferred to the color layer 51.
다음, 도 5c에서 도시된 바와 같이, 컬러도너필름(50)을 박리한다. 그러면, 컬러층(51)에서 열이 전달된 부분이 컬러기판소재(41)로 전사된다.Next, as shown in Figure 5c, the color donor film 50 is peeled off. Then, the portion where the heat is transferred from the color layer 51 is transferred to the color substrate material 41.
상술한 과정을 각기 다른 안료가 포함된 컬러층(51)으로 두 번 더 반복하여, 도 5d에서 도시된 바와 같이, 적, 녹 및 청색의 컬러필터(43)를 완성한다.The above-described process is repeated two more times with the color layers 51 including the different pigments, thereby completing the color filters 43 of red, green, and blue, as shown in FIG. 5D.
이어서, 컬러필터(43)가 형성된 컬러기판소재(41)에 투명공통전극(44)을 형성하면, 도 5e에서 도시된 바와 같은, 컬러필터기판(40)이 형성된다.Subsequently, when the transparent common electrode 44 is formed on the color substrate material 41 on which the color filter 43 is formed, as shown in FIG. 5E, the color filter substrate 40 is formed.
상술한 바와 같은 방법으로 형성된 컬러필터기판(40)에 본 발명의 제1실시예에 따른 마스크(10)를 사용하여 스페이서(30)를 형성하는 방법을 살펴보면, 도 6에서 도시된 바와 같이, 아크릴 등 열경화성수지에 광반응개시제와 기타 부가용제를 함께 용해하여 만들어진 감광성 유기절연막(33)을 컬러필터기판(40) 상에 도포한다. 이어서, 본 발명의 제1실시예에 따른 마스크(10)를 이용하여 감광성 유기절연막(33)을 노광한다.Looking at the method of forming the spacer 30 using the mask 10 according to the first embodiment of the present invention on the color filter substrate 40 formed by the method as described above, as shown in Figure 6, acrylic A photosensitive organic insulating film 33 made by dissolving a photoreaction initiator and other additives together in a thermosetting resin is applied onto the color filter substrate 40. Subsequently, the photosensitive organic insulating film 33 is exposed using the mask 10 according to the first embodiment of the present invention.
다음, 현상액을 이용하여 현상공정을 진행하면, 앞서 도 4에서 도시된 바와 같은, 감광성 유기절연막(33)으로 형성된 스페이서(30)가 형성된다. 여기서, 현상액은 테트라메틸-수산화암모늄을 사용할 수 있다. 이어서, 큐어링(Curing)공정을 실시하여 스페이서(30)를 경화시킨다.Next, when the developing process is performed using a developer, a spacer 30 formed of the photosensitive organic insulating layer 33, as shown in FIG. 4, is formed. Here, tetramethyl ammonium hydroxide can be used for a developing solution. Next, a curing process is performed to cure the spacer 30.
이러한, 스페이서가(30) 형성된 컬러필터기판(40)은 박막트랜지스터기판(60)과 대향되도록 부착되며, 컬러필터기판(40)과 박막트랜지스터기판(60) 사이에 액정(36)이 주입되어 액정표시패널이 형성된다.The color filter substrate 40 having the spacer 30 formed thereon is attached to face the thin film transistor substrate 60, and the liquid crystal 36 is injected between the color filter substrate 40 and the thin film transistor substrate 60 to form a liquid crystal. The display panel is formed.
박막트랜지스터기판(60)은, 도 7 및 도 8에서 도시된 바와 같이, TFT기판소재(61) 위에 형성된다. 도 7은 박막트랜지스터기판(60)의 배치도이고, 도 8은 도 7에 도시한 박막트랜지스터기판(60)의 Ⅷ-Ⅷ＇선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.The thin film transistor substrate 60 is formed on the TFT substrate material 61, as shown in Figs. FIG. 7 is a layout view of the thin film transistor substrate 60, and FIG. 8 is a cross-sectional view taken along the line VII-VII of the thin film transistor substrate 60 shown in FIG.
TFT기판소재(61) 위에 게이트 배선(62, 63, 65)이 형성된다. TFT기판소재(61)는 컬퍼기판소재(41)와 마찬가지로 유리, 석영, 세라믹 또는 플라스틱 등의 재질을 포함하여 이루어진 절연성 기판이다. 게이트 배선(62, 63, 65)은 게이트선(62) 및 게이트선(62)에 연결되어 있는 박막트랜지스터의 게이트 전극(63)을 포함한다. 여기서, 게이트선(62)의 한 쪽 끝부분(65)은 외부 회로와의 연결을 위하여 폭이 확장되어 있다.Gate wirings 62, 63, and 65 are formed on the TFT substrate material 61. The TFT substrate material 61 is an insulating substrate made of a material such as glass, quartz, ceramic, or plastic, similar to the curler substrate material 41. The gate lines 62, 63, and 65 include a gate line 62 and a gate electrode 63 of a thin film transistor connected to the gate line 62. Here, one end portion 65 of the gate line 62 is extended in width for connection with an external circuit.
TFT기판소재(61) 위에는 질화규소(SiNx) 따위로 이루어진 게이트 절연막(71)이 게이트 배선(62, 63, 65)을 덮고 있다.On the TFT substrate material 61, a gate insulating film 71 made of silicon nitride (SiN x ) covers the gate wirings 62, 63, and 65.
게이트 전극(63)의 게이트 절연막(71) 상부에는 비정질 규소 등의 반도체로 이루어진 반도체층(72)이 형성되어 있으며, 반도체층(72)의 상부에는 실리사이드 또는 n형 불순물이 고농도로 도핑되어 있는 n+ 수소화 비정질 규소 따위의 물질로 만들어진 저항성 접촉층(73, 74)이 각각 형성되어 있다.A semiconductor layer 72 made of a semiconductor such as amorphous silicon is formed on the gate insulating layer 71 of the gate electrode 63, and n + is doped with silicide or n-type impurities at a high concentration on the semiconductor layer 72. Resistive contact layers 73 and 74 made of a material such as hydrogenated amorphous silicon are formed, respectively.
저항성 접촉층(73, 74) 및 게이트 절연막(71) 위에는 데이터 배선(82, 83, 84, 85)이 형성되어 있다. 데이터 배선(82, 83, 84, 85)은 게이트선(62)과 교차하여 화소를 정의하는 데이터선(82), 데이터선(82)의 분지이며 저항성 접촉층(73)의 상부까지 연장되어 있는 소스 전극(83), 소스 전극(83)과 분리되어 있으며 게이트 전극(63)을 중심으로 하여 소스 전극(83)의 반대쪽 저항성 접촉층(74) 상부에 형성되어 있는 드레인 전극(84)을 포함한다. 이때, 데이터선(82)의 한 쪽 끝부분(85)은 외부 회로와의 연결을 위해 폭이 확장되어 있다.The data wires 82, 83, 84, and 85 are formed on the ohmic contacts 73 and 74 and the gate insulating layer 71. The data lines 82, 83, 84, and 85 are branches of the data lines 82 and the data lines 82 that cross the gate lines 62 and define pixels, and extend to the upper portion of the ohmic contact layer 73. And a drain electrode 84 which is separated from the source electrode 83 and the source electrode 83 and is formed on the ohmic contact layer 74 opposite to the source electrode 83 with respect to the gate electrode 63. . At this time, one end portion 85 of the data line 82 is extended in width for connection with an external circuit.
여기서, 게이트선(62), 게이트 전극(63), 데이터선(82), 소스 전극(83) 및 드레인 전극(84) 등을 포함하는 각 배선은 금속 또는 합금의 단일층으로 이루어져 있다. 그러나, 각 금속 또는 합금의 단점을 보완하고 원하는 물성을 얻기 위하여 다중층으로 형성하는 경우가 많다. 일예를 들면, 알루미늄 또는 알루미늄 합금을 하부층으로 사용하고 크롬이나 몰리브덴을 상부층으로 사용하는 것이다. 이는 하부층에는 배선저항에 의한 신호저항을 막기 위해 비저항이 작은 알루미늄 또는 알루미늄 합금을 사용하고, 상부층에는 화학약품에 의한 내식성이 약하며 쉽게 산회되어 단선이 발생되는 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 단점을 보완하기 위해 화학약품에 대한 내식성이 강한 크롬이나 몰리브덴을 상부층으로 형성하는 것이다. 근래에는 몰리브덴, 알루미늄, 티타늄, 텅스텐 등이 배선재료로 각광받고 있으며, 대부분 다중층으로 사용되고 있다.Here, each wiring including the gate line 62, the gate electrode 63, the data line 82, the source electrode 83, the drain electrode 84, and the like is made of a single layer of metal or alloy. However, in order to compensate for the shortcomings of each metal or alloy and to obtain desired physical properties, they are often formed in multiple layers. For example, aluminum or an aluminum alloy is used as the lower layer, and chromium or molybdenum is used as the upper layer. The lower layer uses aluminum or aluminum alloy with low specific resistance to prevent signal resistance due to wiring resistance, and the upper layer uses chemicals to compensate for the shortcomings of aluminum or aluminum alloy where corrosion resistance is weak and easily broken due to chemicals. The upper layer is formed of chromium or molybdenum, which is highly resistant to chemicals. In recent years, molybdenum, aluminum, titanium, tungsten, and the like are spotlighted as wiring materials, and most of them are used in multiple layers.
데이터 배선(82, 83, 84, 85) 및 이들이 가리지 않는 반도체층(72) 상부에는 질화규소(SiNx), PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition)방법에 의하여 증착된 a-Si:C:O막 또는 a-Si:C:F막(저유전율 CVD막) 및 아크릴계 유기 절연막 등으로 이루어진 보호막(76)이 형성되어 있다.A-Si: C: O film deposited by silicon nitride (SiN x ), PECVD (Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) method on the data wirings 82, 83, 84, 85 and the semiconductor layer 72 which is not covered by them; A protective film 76 made of an a-Si: C: F film (low dielectric constant CVD film), an acrylic organic insulating film, or the like is formed.
보호막(76)에는 드레인 전극(84) 및 데이터선(82)의 끝부분(85)을 각각 드러내는 접촉구멍(77, 78)이 형성되어 있으며, 게이트 절연막(71)과 함께 게이트선(62)의 끝부분(65)을 드러내는 접촉구멍(79)이 형성되어 있다. 이때, 끝부분(65, 85)을 드러내는 접촉구멍(78, 79)은 테이퍼 구조를 가지며, 각을 가지거나 원형의 다양한 모양으로 형성될 수 있다. In the passivation layer 76, contact holes 77 and 78 respectively exposing the drain electrode 84 and the end portion 85 of the data line 82 are formed, and together with the gate insulating layer 71, the gate line 62 is formed. The contact hole 79 which exposes the tip 65 is formed. In this case, the contact holes 78 and 79 exposing the end portions 65 and 85 may have a tapered structure, and may be formed in various shapes having an angle or a circular shape.
보호막(76) 위에는 접촉구멍(77)을 통하여 드레인 전극(84)과 전기적으로 연결되어 있으며 화소 영역에 위치하는 화소전극(91)이 형성되어 있다. 또한, 보호막(76) 위에는 접촉구멍(79, 78)을 통하여 각각 게이트선(62)의 끝부분(65) 및 데이터선(82)의 끝부분(85)과 연결되어 있는 접촉 보조부재(92, 93)가 형성되어 있다.On the passivation layer 76, a pixel electrode 91 electrically connected to the drain electrode 84 through the contact hole 77 and positioned in the pixel area is formed. Further, on the passivation layer 76, the contact auxiliary members 92 connected to the end 65 of the gate line 62 and the end 85 of the data line 82 through the contact holes 79 and 78, respectively. 93 is formed.
여기서, 화소전극(91)과 접촉 보조부재(92, 93)는 ITO(Indium Tin Oxide) 또는 IZO(Indium Zinc Oxide)로 이루어져 있다.Here, the pixel electrode 91 and the contact auxiliary members 92 and 93 are made of indium tin oxide (ITO) or indium zinc oxide (IZO).
또한, 화소전극(91)은 게이터선(62)과 중첩되어 유지 축전기를 이루며, 유지용량이 부족한 경우에는 게이트 배선(62)과 동일한 층에 유지용량용 배선을 추가할 수도 있다.In addition, the pixel electrode 91 overlaps with the gator line 62 to form a storage capacitor. When the storage capacitor is insufficient, the storage capacitor wiring may be added to the same layer as the gate wiring 62.
도 9에서 도시된 바와 같이, 컬러필터기판(40)과 박막트랜지스터기판(60)은 배향홈(미도시)을 갖는 배향막(38, 39)이 형성되고, 컬러필터기판(40)에 형성된 스페이서(30)가 박막트랜지스터기판(60)의 게이트선(62) 위에 위치하도록 상호 부착된다. 이에, 스페이서(30)는 컬러필터기판(40)과 박막트랜지스터기판(60) 사이의 간격을 정밀하고 균일하게 유지할 수 있게 된다.As shown in FIG. 9, the color filter substrate 40 and the thin film transistor substrate 60 are formed with alignment layers 38 and 39 having alignment grooves (not shown), and spacers formed on the color filter substrate 40. 30 are attached to each other so as to be positioned on the gate line 62 of the thin film transistor substrate 60. Accordingly, the spacer 30 may maintain the gap between the color filter substrate 40 and the thin film transistor substrate 60 precisely and uniformly.
이와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 마스크(10)를 사용함으로 인한 작용 및 효과를 살펴보면, 주투과부(23)와 부투과부(24)로 구분된 단위패턴을 다수 포함하여 형성된 스페이서 패턴(20)을 갖는 마스크(10)로 노광하여 경사각이 45°수준으로 형성된 테이퍼부(32)를 갖는 스페이서(30)를 형성함으로써, 노광에 사용되는 광원의 분해능에 크게 상관없이 보다 안정적인 내압성, 액정적하여유, 압축량 등의 특성을 갖는 스페이서(30)를 형성할 수 있게 된다.As described above, referring to the operation and effect by using the mask 10 according to the first embodiment of the present invention, a spacer pattern formed by including a plurality of unit patterns divided into a main transmission part 23 and a sub-permeation part 24 ( By exposing with a mask 10 having 20) to form a spacer 30 having a tapered portion 32 having an inclination angle of 45 °, more stable pressure resistance and liquid crystal dropping are achieved regardless of the resolution of the light source used for exposure. It is possible to form the spacer 30 having characteristics such as margin and compression amount.
도 2 및 도 10a에서 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2실시예에 따른 마스크(10)는 투명기판(11)과, 투명기판(11) 위에 형성된 차광막층(12)을 포함하여 이루어진다. 이 차광막층(12)은 차광영역(21)과 투과영역(22)으로 구분되어 그려진 스페이서 패턴(20)을 포함한다.As shown in FIG. 2 and FIG. 10A, the mask 10 according to the second embodiment of the present invention includes a transparent substrate 11 and a light shielding film layer 12 formed on the transparent substrate 11. The light blocking film layer 12 includes a spacer pattern 20 drawn and divided into a light blocking area 21 and a transmission area 22.
스페이서 패턴(20)은 비교적 큰 투과면적을 갖는 주투과부(23)와 주투과부(23)의 둘레영역에 마련되어 비교적 작은 투과면적을 갖는 적어도 하나의 부투과부(24)를 포함하여 이루어진 단위 패턴을 다수 포함한다.The spacer pattern 20 includes a plurality of unit patterns including a main permeable part 23 having a relatively large transmission area and at least one sub permeable part 24 having a relatively small transmission area. Include.
주투과부(23)는 띠모양의 평면형상을 가지며, 부투과부(24)는 주투과부(23)의 길이방향을 기준으로 양 측방에 주투과부(23)에 대해 평행하게 슬릿패턴으로 형성된다.The main penetrating portion 23 has a band-like planar shape, and the sub penetrating portion 24 is formed in a slit pattern parallel to the main penetrating portion 23 on both sides with respect to the longitudinal direction of the main penetrating portion 23.
이러한 본 발명의 제2실시예에 따른 마스크(10)를 사용하여 형성된 스페이서(30)는, 도 10b에서 도시된 바와 같이, 길이를 갖는 형상으로 형성되며 박막트랜지스터기판(60)에 인접하는 탑(Top)부(31)와, 45° 정도의 경사각을 가지며 스페이서(30)의 길이방향을 기준으로 스페이서(30)의 양 측면을 형성하는 제1테이퍼부(32a)와, 제1테이퍼부(32a)보다 비교적 급한 경사를 가지며 스페이서(30)의 길이방향의 전후면을 형성하는 제2테이퍼부(32b)를 갖는다.The spacer 30 formed by using the mask 10 according to the second embodiment of the present invention is formed in a shape having a length and is adjacent to the thin film transistor substrate 60, as shown in FIG. 10B. Top portion 31, the first taper portion 32a having an inclination angle of about 45 ° and forming both side surfaces of the spacer 30 with respect to the longitudinal direction of the spacer 30, and the first taper portion 32a. The second taper portion 32b which has a relatively steeper slope than) and forms a front and rear surface in the longitudinal direction of the spacer 30.
이와 같이, 스페이서(30)가 길이를 갖는 형상으로 형성됨으로써, 박막트랜지스터기판(60)에 컬러필터기판(40)이 부착될 때 약간의 오차가 발생하더라도 게이트선(62) 위에 스페이서(30)가 위치할 수 있게 된다. As such, since the spacer 30 is formed in a shape having a length, the spacer 30 is formed on the gate line 62 even though a slight error occurs when the color filter substrate 40 is attached to the thin film transistor substrate 60. It can be located.
이에, 스페어서(30)는 컬러필터기판(40)과 박막트랜지스터기판(60) 사이의 간격을 보다 정밀하고 균일하게 유지할 수 있게 된다.Accordingly, the spacer 30 may maintain the gap between the color filter substrate 40 and the thin film transistor substrate 60 more precisely and uniformly.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 보다 안정된 특성을 갖는 스페이서를 형성할 수 있도록 개선된 스페이서 패턴을 갖는 마스크를 제공할 수 있게 된다.As described above, according to the present invention, it is possible to provide a mask having an improved spacer pattern to form a spacer having more stable characteristics.
도 1a는 종래의 마스크가 갖는 스페이서 패턴,1A is a spacer pattern of a conventional mask,
도 1b는 도 1a의 스페이서 패턴으로 형성된 스페이서의 사시도,1B is a perspective view of a spacer formed with the spacer pattern of FIG. 1A;
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 마스크의 요부 단면도,2 is a sectional view of principal parts of a mask according to a first embodiment of the present invention;
도 3a는 도 2의 마스크가 갖는 스페이서 패턴, 3A is a spacer pattern of the mask of FIG. 2,
도 3b는 도 3a의 스페이서 패턴으로 형성된 스페이서의 사시도,3B is a perspective view of a spacer formed with the spacer pattern of FIG. 3A;
도 4는 도 3b의 스페이서가 형성된 컬러필터기판의 요부 단면도,4 is a cross-sectional view illustrating main parts of the color filter substrate on which the spacer of FIG. 3B is formed;
도 5a 내지 도 5e는 도 4의 컬러필터기판을 제조하는 각 단계를 순서대로 나타낸 단면도,5A to 5E are cross-sectional views sequentially illustrating each step of manufacturing the color filter substrate of FIG. 4;
도 6은 컬러필터기판에 도 2의 마스크를 사용하여 스페어서를 형성하는 단계를 나타낸 단면도,6 is a cross-sectional view illustrating a step of forming a spacer on a color filter substrate using the mask of FIG. 2;
도 7은 도 4의 컬러필터기판과 상호 부착되는 박막트랜지스터기판의 배치도,7 is a layout view of a thin film transistor substrate attached to the color filter substrate of FIG.
도 8은 도 7의 박막트랜지스터기판을 Ⅷ-Ⅷ′선을 잘라 도시한 단면도,FIG. 8 is a cross-sectional view of the thin film transistor substrate of FIG.
도 9는 도 4의 컬러필터기판과 도 7의 박막트랜지스터기판이 상호 부착된 상태의 요부 단면도,9 is a cross-sectional view of main parts of a state in which the color filter substrate of FIG. 4 and the thin film transistor substrate of FIG. 7 are attached to each other;
도 10a는 본 발명의 제2실시예에 따른 마스크가 갖는 스페이서 패턴,10A is a spacer pattern of a mask according to a second embodiment of the present invention;
도 10b는 도 10a의 스페이서 패턴으로 형성된 스페이서의 사시도이다. FIG. 10B is a perspective view of a spacer formed with the spacer pattern of FIG. 10A.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings
10 : 마스크 11 : 투명기판10 mask 11 transparent substrate
12 : 차광막층 20 : 스페이서 패턴12 shading film layer 20 spacer pattern
21 : 차광영역 22 : 투과영역21: light shielding area 22: transmission area
23 : 주투과부 24 : 부투과부23: housekeeping department 24: housekeeping department
30 : 스페이서 31 : 탑(Top)부30: spacer 31: Top part
32 : 테이퍼부 36 : 액정32: taper portion 36: liquid crystal
40 : 컬러필터기판 41 : 컬러기판소재40: color filter substrate 41: color substrate material
42 : 블랙 매트릭스 43 : 컬러필터42: black matrix 43: color filter
44 : 투명공통전극 50 : 컬러도너필름44: transparent common electrode 50: color donor film
60 : 박막트랜지스터기판 61 : TFT기판소재60: thin film transistor substrate 61: TFT substrate material
62 : 게이트선 71 : 게이트 절연막62 gate line 71 gate insulating film
76 : 보호막 91 : 화소전극76: protective film 91: pixel electrode
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2004
- 2004-02-06 KR KR1020040008016A patent/KR20050079530A/en not_active Application Discontinuation
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