KR20060065138A - Apparatus and method for fabricating liquid crystal display panel - Google Patents

Apparatus and method for fabricating liquid crystal display panel Download PDF

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Abstract

본 발명은 박막 형성 공정을 단순화 함과 아울러 비용을 절감할 수 있는 액정표시패널의 제조장치 및 방법에 관한 것이다. The present invention relates to an apparatus and method for manufacturing a liquid crystal display panel that can simplify the thin film formation process and reduce costs.

본 발명에 따른 액정표시패널의 제조장치는 플라즈마 가스에 스퍼터링 되어 기판 상에 성막되는 적어도 두개의 타겟들과; 상기 각각의 타겟들에 독립적으로 대응되게 위치하여 각 타겟들을 지지함과 아울러 음극 역할을 하는 후면판들을 포함하는 특징으로 한다.
An apparatus for manufacturing a liquid crystal display panel according to the present invention comprises: at least two targets sputtered on plasma gas and deposited on a substrate; Positioned to correspond to the respective targets independently to support each target, and characterized in that it comprises a back plate serving as a cathode.

Description

액정표시패널의 제조장치 및 방법{Apparatus And Method For Fabricating Liquid Crystal Display Panel} Apparatus And Method For Fabricating Liquid Crystal Display Panel             

도 1은 종래의 스퍼터링장치를 개략적으로 나타내는 도면이다. 1 is a view schematically showing a conventional sputtering apparatus.

도 2는 본 발명에 따른 액정표시패널의 제조장치를 나타내는 도면이다.2 is a view showing an apparatus for manufacturing a liquid crystal display panel according to the present invention.

도 3은 도 2에 도시된 제조장치의 타겟 및 후면판을 구체적으로 타나내는 도면이다.3 is a view showing in detail the target and the back plate of the manufacturing apparatus shown in FIG.

도 4는 도 3에 도시된 타겟 및 후면판의 또다른 형태를 구체적으로 타나내는 도면이다.FIG. 4 is a view illustrating another form of the target and the back plate illustrated in FIG. 3 in detail.

도 5는 금속의 종류에 따라 가해지는 에너지와 스퍼터링 율과의 관계를 타나내는 실험 데이터이다. 5 is experimental data showing the relationship between the energy applied to the type of metal and the sputtering rate.

도 6은 본 발명의 액정표시패널의 제조장치를 이용하여 형성된 액정표시패널을 나타내는 도면이다.
6 is a view showing a liquid crystal display panel formed using the apparatus for manufacturing a liquid crystal display panel of the present invention.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >     <Description of Symbols for Main Parts of Drawings>

2 : 마스크 4 : 플로팅마스크 2: mask 4: floating mask

8,108 : 기판 10,110 : 서셉터 8,108: substrate 10,110: susceptor                 

12,112 : 타겟 14,114 : 후면판 12,112: target 14,114: backplane

81 : 컬러필터 어레이 기판 91 : 박막 트랜지스터 어레이 기판
81: color filter array substrate 91: thin film transistor array substrate

본 발명은 액정표시패널의 제조장치에 관한 것으로, 특히 박막 형성 공정을 단순화 함과 아울러 비용을 절감할 수 있는 스퍼터링 장치에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for manufacturing a liquid crystal display panel, and more particularly, to a sputtering apparatus capable of simplifying a thin film forming process and reducing costs.

통상적으로, 액정표시장치(Liquid Crystal Display; LCD)는 비디오신호에 따라 액정셀들의 광투과율을 조절함으로써 액정셀들이 매트릭스 형태로 배열되어진 액정표시패널에 비디오신호에 해당하는 화상을 표시하게 된다. 이를 위하여, 액정표시장치는 액정셀들이 액티브 매트릭스(Active Matrix) 형태로 배열된 액정표시패널과, 액정표시패널을 구동하기 위한 구동회로들을 포함하게 된다. In general, a liquid crystal display (LCD) displays an image corresponding to a video signal on a liquid crystal display panel in which liquid crystal cells are arranged in a matrix form by adjusting light transmittance of liquid crystal cells according to a video signal. To this end, the liquid crystal display device includes a liquid crystal display panel in which liquid crystal cells are arranged in an active matrix form, and driving circuits for driving the liquid crystal display panel.

액정표시패널에는 반도체층, 절연층, 다수의 전극 및 신호라인들 등 다수의 박막들이 구비되고 이러한 박막들은 스퍼터링장치를 이용하여 형성된다. The liquid crystal display panel includes a plurality of thin films, such as a semiconductor layer, an insulating layer, a plurality of electrodes and signal lines, and the thin films are formed using a sputtering apparatus.

스퍼터링(Sputtering) 장치는 플라즈마에 의해 이온을 가속시켜 이온을 타겟에 충돌하게 하여 기판에 타겟물질을 성막하는 장치이다. 이 스퍼터링장치를 이용한 스퍼터링공정은 고온에서 진행되는 화학증착장치에 비해 상대적으로 낮은 온도의 환경에서 박막을 형성할 수 있는 장점이 있다. 이러한 스퍼터링장치는 비교적 간단한 구조로 짧은 시간에 증착막을 형성할 수 있기 때문에 액정표시패널의 무기 물 등의 증착시 널리 이용되고 있다. A sputtering apparatus is a device for depositing a target material on a substrate by accelerating ions by plasma to cause ions to collide with the target. The sputtering process using this sputtering device has an advantage in that a thin film can be formed in a relatively low temperature environment compared to a chemical vapor deposition device which proceeds at a high temperature. Such a sputtering apparatus has a relatively simple structure and can be used to form a deposition film in a short time, and thus is widely used for depositing inorganic materials and the like on a liquid crystal display panel.

도 1는 종래 스퍼터링 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다. 1 is a view schematically showing a conventional sputtering apparatus.

도 1에 도시된 종래 스퍼터링 장치의 챔버 내부에는 기판부(SP), 타겟부(TP) 및 마스크부(MP)로 이루어진다. The chamber of the conventional sputtering apparatus illustrated in FIG. 1 includes a substrate part SP, a target part TP, and a mask part MP.

타겟부(TP)는 자석(18), 후면판(backing plate)(14) 및 증착물질인 타겟(12)으로 이루어진다. 자석(18)은 플라즈마에서 발생하는 전자가 스퍼터링 장치의 다른 부분으로 이탈되는 것을 방지하기 위해 자기장을 인가하게 된다. 타겟(12)은 150~170도 정도의 환경에서 인듐물질을 통해 후면판(14)에 부착된다. 후면판(14)은 전도도가 높은 물질인 구리(Cu)로 이루어져 스퍼터링에 의해 기판(8)에 형성되는 증착물질인 타겟(12)을 고정함과 아울러 스퍼터링시 음극(cathode) 역할을 하게 된다. 한편, 후면판(14)의 내부에는 스퍼터링시 후면판(14)을 냉각시키는 냉각수가 흐를수 있는 다수의 배관이 구비된다. The target portion TP includes a magnet 18, a backing plate 14, and a target 12 as a deposition material. The magnet 18 applies a magnetic field to prevent electrons generated in the plasma from escaping to other parts of the sputtering apparatus. The target 12 is attached to the back plate 14 through an indium material in an environment of about 150 to 170 degrees. The back plate 14 is made of copper (Cu), which is a highly conductive material, to fix the target 12, which is a deposition material formed on the substrate 8 by sputtering, and to serve as a cathode during sputtering. On the other hand, the inside of the back plate 14 is provided with a plurality of pipes through which the coolant flows to cool the back plate 14 during sputtering.

기판부(SP)는 스퍼터링공정에 의해 증착물질이 증착되는 기판(8)과, 기판(8)을 지지하는 서셉터(10)로 이루어진다. 여기서, 서셉터(10)는 약 500㎏ 정도의 무게를 갖게 됨으로써 취급이 용이하지 않으므로 수회의 스퍼터링 공정이 수행된 후 세정된다.The substrate part SP includes a substrate 8 on which a deposition material is deposited by a sputtering process, and a susceptor 10 supporting the substrate 8. Here, since the susceptor 10 has a weight of about 500 kg and is not easy to handle, the susceptor 10 is cleaned after several sputtering processes are performed.

마스크부(MP)는 마스크(2), 플로팅 마스크(4) 및 절연체(6)로 이루어짐으로써 기판(8)의 비증착부분에 타겟물질이 증착됨을 방지한다. 마스크(2)는 알루미늄(Al) 등과 같은 전도성물질을 이용하여 사각 테두리 형상으로 형성되며 음극역할을 하는 타겟(12)과의 전위차를 유지하여 플라즈마를 생성 하게 된다. 플로팅마스크 (4)는 알루미늄(Al) 등과 같은 전도성물질로 마스크(2)의 테두리 내측에 마스크(2)와 전기적으로 절연되게 형성된다. 절연체(6)는 절연물질로 형성되어 마스크(2)와 플로팅 마스크(4)를 전기적으로 절연시킨다. The mask part MP includes the mask 2, the floating mask 4, and the insulator 6 to prevent deposition of the target material on the non-deposited portion of the substrate 8. The mask 2 is formed in a rectangular frame shape by using a conductive material such as aluminum (Al) and maintains a potential difference with the target 12 serving as a cathode to generate a plasma. The floating mask 4 is formed of a conductive material such as aluminum (Al) to be electrically insulated from the mask 2 inside the edge of the mask 2. The insulator 6 is formed of an insulating material to electrically insulate the mask 2 from the floating mask 4.

이러한 스퍼터링 장치는 타겟부(TP)와 증착물 예를 들어, 게이트 전극 등을 증착하기 위한 기판부(SP)를 각각 전원의 음극단과 양극단에 연결하고, 직류전원을 인가하면 전기장의 작용으로 타겟(12)에서 전자가 발생하고 이 전자들은 양극단으로 가속된다. 여기서, 가속 전자들이 챔버에 공급된 불활성가스와 충돌하여 불활성가스가 이온화되는 플라즈마가 발생된다. 이에 따라, 불활성 가스의 양이온은 전기장의 작용으로 음극단에 연결된 타겟(12)과 충돌하여 타겟(12) 표면에서 타겟 원자들이 이탈되는 스퍼터링 현상이 발생되고 불활성 가스의 전자는 양극단으로 가속된다. 이렇게 이탈된 타겟 원자들은 기판부(SP)에 형성됨으로써 게이트 전극 등의 무기물이 형성된다. The sputtering apparatus connects the target portion TP and the substrate portion SP for depositing a deposit, for example, a gate electrode, to the cathode and anode ends of the power supply, respectively, and when a DC power is applied, the target ( In 12) electrons are generated and these electrons are accelerated to the extreme ends. Here, the accelerating electrons collide with the inert gas supplied to the chamber to generate a plasma in which the inert gas is ionized. Accordingly, the cation of the inert gas collides with the target 12 connected to the cathode end by the action of an electric field to generate a sputtering phenomenon in which target atoms are separated from the surface of the target 12, and the electrons of the inert gas are accelerated to the anode end. The separated target atoms are formed in the substrate part SP to form an inorganic material such as a gate electrode.

한편, 이러한 스퍼터링 장치의 타겟(12)은 일반적으로 합금(alloy metal)이 이용된다. 이러한 합금은 별도의 공정에 의해 제작되어 기판(8) 상에 소정의 박막을 형성하고자 하는 사용자에 의해 사용된다. 그러나, 종래의 합금은 물질 조성비가 고정되어 있음으로 박막의 조성비를 바꾸기 위해서는 별도의 타겟용 합금자체를 새로이 제작해야 하는 문제가 있다. 예를 들어, 알루미늄(Al) 및 Nd(네오듐)이 혼합된 AlNd합금을 이용하여 박막을 형성하는 경우 박막의 조성비를 바꾸기 위해서는 별도의 조성비로 제조된 AlNd합금을 제작해야 한다. 즉, 조성비를 변화시켜야 할 때 마다 별도의 합금이 제조되어야 하므로 타겟(12)의 제조비용이 증가하고 공정이 복잡해지는 문제가 있다.
On the other hand, the target 12 of such a sputtering apparatus is generally used an alloy (alloy metal). This alloy is produced by a separate process and used by a user who wishes to form a predetermined thin film on the substrate 8. However, the conventional alloy has a problem in that a separate target alloy itself must be newly manufactured in order to change the composition ratio of the thin film because the material composition ratio is fixed. For example, in the case of forming a thin film using AlNd alloy mixed with aluminum (Al) and Nd (neodium), in order to change the composition ratio of the thin film, an AlNd alloy prepared at a separate composition ratio should be manufactured. That is, since a separate alloy must be manufactured each time the composition ratio needs to be changed, there is a problem in that the manufacturing cost of the target 12 is increased and the process is complicated.

따라서, 본 발명의 목적은 박막 형성 공정을 단순화 함과 아울러 비용을 절감할 수 있는 액정표시패널의 제조장치 및 방법을 제공하는데 있다.
Accordingly, an object of the present invention is to provide an apparatus and method for manufacturing a liquid crystal display panel which can simplify the thin film forming process and reduce the cost.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 액정표시패널의 제조장치는 플라즈마 가스에 스퍼터링 되어 기판 상에 성막되는 적어도 두개의 타겟들과; 상기 각각의 타겟들에 독립적으로 대응되게 위치하여 각 타겟들을 지지함과 아울러 음극 역할을 하는 후면판들을 포함하는 특징으로 한다.In order to achieve the above object, an apparatus for manufacturing a liquid crystal display panel according to the present invention comprises: at least two targets sputtered by plasma gas and deposited on a substrate; Positioned to correspond to the respective targets independently to support each target, and characterized in that it comprises a back plate serving as a cathode.

상기 각각의 타겟들은 적어도 하나의 타겟을 포함하는 적어도 둘이상의 군으로 구분되고, 각 군에 포함되는 타겟들과 타군에 포함되는 타겟들은 서로 다른 순금속으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.Each of the targets is classified into at least two or more groups including at least one target, and the targets included in each group and the targets included in other groups are made of different pure metals.

상기 타겟들은 서로 다른 순금속으로 이루어진 타겟들이 이웃하도록 배열된 것을 특징으로 한다.The targets are characterized in that the targets made of different pure metals are arranged to neighbor.

상기 후면판들 각각에 대응되어 후면판들 각각에 독립적으로 전원을 공급하는 전원공급부들을 더 구비하는 것을 특징으로 한다.It further comprises a power supply for supplying power to each of the back plate to correspond to each of the back plate.

본 발명의 실시예에 따른 액정표시패널의 제조방법은 적어도 두개의 타겟들, 상기 각각의 타겟들에 독립적으로 대응되게 위치하여 각 타겟들을 지지함과 아울러 음극 역할을 하는 후면판들을 포함하는 스퍼터링 장치를 이용하여 기판 상에 박막을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.A method of manufacturing a liquid crystal display panel according to an embodiment of the present invention includes a sputtering apparatus including at least two targets, rear plates which are positioned to correspond to the respective targets independently to support the targets and serve as cathodes. It characterized in that it comprises the step of forming a thin film on the substrate using.

상기 각각의 타겟들은 적어도 하나의 타겟을 포함하는 적어도 둘이상의 군으로 구분되고, 각 군에 포함되는 타겟들과 타군에 포함되는 타겟들은 서로 다른 순금속으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.Each of the targets is classified into at least two or more groups including at least one target, and the targets included in each group and the targets included in other groups are made of different pure metals.

서로 이웃하는 상기 타겟들은 서로 다른 순금속으로 이루어지로록 배열되는 것을 특징으로 한다.The targets adjacent to each other are arranged to be made of different pure metals.

상기 박막을 형성하는 단계는 상기 후면판들 각각에 대응되는 전원공급부들 각각에 독립적으로 전원을 공급하여 상기 기판 상에 형성되는 박막의 조성비를 조절하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.The forming of the thin film may include supplying power independently to each of the power supply units corresponding to each of the rear plates to adjust a composition ratio of the thin film formed on the substrate.

상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부도면을 참조한 실시 예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.Other objects and features of the present invention in addition to the above object will be apparent from the description of the embodiments with reference to the accompanying drawings.

이하, 도 2 및 도 6을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하기로 한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 2 and 6.

도 2에 도시된 액정표시패널의 제조장치 즉, 스퍼터링 장치는 챔버(166), 전원부(VP), 타겟부(TP), 마스크부(MP) 및 기판부(SP)로 이루어지며, 챔버(166)의 압력을 조절하기 위하여 펌프(174)와 가스공급부(176)를 구비한다. The apparatus for manufacturing the liquid crystal display panel illustrated in FIG. 2, that is, the sputtering apparatus, includes a chamber 166, a power supply unit VP, a target unit TP, a mask unit MP, and a substrate unit SP. The pump 174 and the gas supply unit 176 are provided to adjust the pressure.

챔버(166)에서는 스퍼터링 공정이 진행되며, 원활한 공정 진행을 위하여 진공상태로 유지되는 밀폐공간이다.The sputtering process is performed in the chamber 166, and is a closed space maintained in a vacuum state for smooth process progression.

전원부(VP)는 기판(108)과 타겟(112)에 연결되어 그 사이에 전기장을 형성하 여 플라즈마가 발생하도록 환경을 조성한다.The power supply unit VP is connected to the substrate 108 and the target 112 to form an electric field therebetween to create an environment for generating plasma.

마스크부(MP)는 종래와 동일하게 마스크, 플로팅 마스크 및 절연체로 이루어짐으로써 기판(108)의 비증착부분에 타겟물질이 증착됨을 방지한다. 마스크는 알루미늄(Al) 등과 같은 전도성물질을 이용하여 사각 테두리 형상으로 형성되며 음극역할을 하는 타겟(112)과의 전위차를 유지하여 플라즈마를 생성 하게 된다. 플로팅마스크는 알루미늄(Al) 등과 같은 전도성물질로 마스크의 테두리 내측에 마스크와 전기적으로 절연되게 형성된다. 절연체는 절연물질로 형성되어 마스크와 플로팅 마스크를 전기적으로 절연시킨다. The mask part MP is formed of a mask, a floating mask, and an insulator as in the related art, thereby preventing the target material from being deposited on the non-deposited portion of the substrate 108. The mask is formed in a rectangular frame shape using a conductive material such as aluminum (Al) and maintains a potential difference with the target 112 serving as a cathode to generate a plasma. The floating mask is formed of a conductive material such as aluminum (Al) to be electrically insulated from the mask inside the edge of the mask. The insulator is formed of an insulating material to electrically insulate the mask from the floating mask.

기판부(SP)는 증착물질이 증착되는 기판(108) 외에 이를 지지하는 서셉터(110) 및 기판부(SP)를 냉각시키는 냉각계(162)로 이루어진다. 여기서, 서셉터(110)는 약 500㎏ 정도의 무게를 갖게 됨으로써 취급이 용이하지 않으므로 수회의 스퍼터링 공정이 수행된 후 세정된다. The substrate part SP includes a susceptor 110 supporting the substrate 108 on which the deposition material is deposited, and a cooling system 162 for cooling the substrate part SP. Here, since the susceptor 110 has a weight of about 500 kg and is not easy to handle, the susceptor 110 is cleaned after several sputtering processes are performed.

타겟부(TP)는 기판(108)에 증착할 물질을 지지하는 부분으로 타겟(112) 외에 후면판(Backing Plate)(114), 냉각계(160) 및 자석(magnet)(118)으로 구성된다. 자석(118)은 플라즈마에서 발생하는 전자가 스퍼터링 장치의 다른 부분으로 이탈되는 것을 방지하기 위해 자기장을 인가하는 역할을 하고, 냉각계(160)는 타겟부(TP)를 냉각시키는 역할을 한다. The target part TP supports a material to be deposited on the substrate 108. The target part TP includes a backing plate 114, a cooling system 160, and a magnet 118 in addition to the target 112. . The magnet 118 serves to apply a magnetic field to prevent electrons generated from the plasma from escaping to another part of the sputtering device, and the cooling system 160 serves to cool the target portion TP.

타겟(112)은 적어도 두개 이상 마련되고, 각각의 타겟(112)은 서로 다른 순금속(pure metal)으로 이루어진다. 후면판(114)들은 각각의 타겟(112)들에 독립적으로 대응되어 타겟(112)을 지지함과 아울러 음극역할을 한다. At least two targets 112 are provided, and each target 112 is made of different pure metals. The backplanes 114 independently correspond to the respective targets 112 to support the targets 112 and serve as a cathode.                     

이를 좀더 일반화하여 설명하면, 본 발명에서의 타겟(112)은 적어도 둘이상 마련되고, 각각의 타겟(112)들은 적어도 하나의 타겟(112)들을 포함하는 적어도 둘이상의 군으로 구분된다. 이러한 각 군에 포함되는 타겟(112)들과 타군에 포함되는 타겟(112)들은 서로 다른 순금속으로 이루어지게 된다. 후면판(114)들은 타겟(112)의 수와 동일하며 각각의 타겟(112)들에 대응되도록 독립적으로 마련된다. 각각의 후면판(114)들은 별도의 전원부와 연결됨으로써 후면판(114) 각각에는 독립적인 전원들이 공급될 수 있게 된다. In more general description, at least two targets 112 are provided in the present invention, and each target 112 is divided into at least two groups including at least one target 112. The targets 112 included in each group and the targets 112 included in another group are made of different pure metals. The backplanes 114 are equal to the number of targets 112 and are provided independently to correspond to the respective targets 112. Each backplane 114 is connected to a separate power supply unit so that each of the backplanes 114 may be supplied with independent power sources.

다시 말해서, 종래에는 별도의 공정에 의해 제조된 합금물질인 타겟(112)이 마련됨에 반해, 본 발명에서는 서로 다른 순금속으로 이루어진 타겟(112)들이 마련되고 각 타겟 물질에 대응되도록 전기적으로 분리된 후면판(114)들이 위치하게 된다.In other words, in the present invention, while the target 112, which is an alloy material manufactured by a separate process, is provided, in the present invention, targets 112 made of different pure metals are provided and electrically separated to correspond to each target material. Plates 114 are positioned.

예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이 A물질로 이루어진 제1 타겟(112a)과 B물질로 이루어진 제2 타겟(112b)이 마련되고 각 타겟(112a,112b)에 대응되는 후면판(114a,114b)들이 위치하게 된다. 이러한, 각각의 타겟(112a,112b)에 대응되는 후면판(114a,114b) 각각에는 별도의 전원이 공급됨으로써 스퍼터링 공정이 실시되는 경우 서로 다른 순수물질로 이루어진 타겟(112a,112b) 원자들이 기판(108) 상에 증착되게 된다. 이때, 각각의 후면판(114a,114b)에 대응되는 별도의 전원부(전원 1 및 전원 2)들에서 각각 독립적인 전원이 각 후면판(114a,114b)들에 각각에 인가되게 된다. 이 독립적으로 인가되는 전원에 의해 각 타겟(112a,112b)들의 스퍼터링 율이 조절됨으로써 금속들의 조성비가 조절된 박막을 형성할 수 있게 된다. For example, as shown in FIG. 3, a first target 112a made of a material A and a second target 112b made of a material B are provided and correspond to the back plates 114a corresponding to the targets 112a and 112b. 114b) are located. Each of the back plates 114a and 114b corresponding to each of the targets 112a and 112b is supplied with a separate power source, and thus, when a sputtering process is performed, atoms of the targets 112a and 112b made of different pure materials are formed in the substrate ( 108). In this case, independent powers are applied to each of the backplanes 114a and 114b in separate power units (power source 1 and power source 2) corresponding to the respective backplanes 114a and 114b. The sputtering rate of each of the targets 112a and 112b is controlled by this independently applied power source, thereby forming a thin film having a controlled composition ratio of metals.                     

이에 따라, 원하는 조성비를 가지는 박막을 형성하기 위해 별도의 공정에 의해 합금타겟을 제조할 필요가 없게 됨으로써 박막 형성공정이 단순화됨과 아울러 비용이 절감된다. Accordingly, it is not necessary to manufacture an alloy target by a separate process to form a thin film having a desired composition ratio, thereby simplifying the thin film forming process and reducing costs.

한편, 필요에 따라 도 4에 도시된 바와 같이 순금속으로 이루어진 타겟(112)을 4개 이상 마련하고 후면판(114)도 타겟(12)의 수에 대응되게 마련함과 아울러 전원부 또한 각각 후면판(114)에 대응되게 마련될 수 도 있다. 도 4에서는 서로 다른 순금속으로 이루어진 타겟(112)이 서로 이웃하게 배치된다. 이에 따라, 기판(108) 상에 증착되는 서로 다른 물질의 원자들이 골고루 섞이게 되어 기판(108) 상에 균일하게 서로 다른 금속물질이 혼합된 박막이 형성될 수 있게 된다. 또한, 기판(108)이 대형화되더라도 다수의 타겟(112)을 후면판(114) 상에 배치함으로서 대형기판 상에 균일한 박막을 형성할 수 있게 된다. Meanwhile, as shown in FIG. 4, four or more targets 112 made of pure metal are provided as needed, and the back plate 114 is also provided to correspond to the number of targets 12. It may be provided to correspond to. In FIG. 4, targets 112 made of different pure metals are disposed adjacent to each other. As a result, atoms of different materials deposited on the substrate 108 are evenly mixed to form a thin film on which the different metal materials are uniformly mixed on the substrate 108. In addition, even if the substrate 108 is enlarged, a plurality of targets 112 may be disposed on the back plate 114 to form a uniform thin film on the large substrate.

한편, 도 5는 금속의 종류에 따른 에너지와 스퍼터링 율과의 관계를 나타내는 실험데이터이다. 즉, 도 5에 도시된 바와 같이 순 금속들 예를 들어, 은(Ag), 구리(Cu) 등 순금속은 에너지 즉 인가되는 전원의 크기의 따라 스퍼터링 율이 큰 폭으로 증가됨을 알 수 있고, 티타늄(TI) 등은 전원의 크기의 따른 스퍼터링 율이 은(Ag), 구리(Cu) 등에 비해 작은 폭으로 증가됨을 알 수 있다.5 is experimental data showing a relationship between energy and sputtering rate according to the type of metal. That is, as shown in Figure 5, the pure metals, for example, silver (Ag), copper (Cu) and the like, it can be seen that the sputtering rate is greatly increased according to the energy, that is, the size of the applied power source, titanium (TI) and the like can be seen that the sputtering rate according to the size of the power source is increased in a small width compared to silver (Ag), copper (Cu).

이하, 본 발명에 따른 액정표시패널의 제조장치 즉, 스퍼터링 장치를 이용하여 박막을 형성하는 공정을 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, a process of forming a thin film using an apparatus for manufacturing a liquid crystal display panel according to the present invention, that is, a sputtering apparatus will be described.

타겟부(TP)와 기판부(SP)를 각각 전원의 음극단과 양극단에 연결하고, 직류전원을 인가하면 전기장의 작용으로 타겟들(142)에서 전자가 발생하고 이 전자들은 양극단으로 가속된다. 여기서, 가속 전자들이 챔버에 공급된 불활성가스와 충돌하여 불활성가스가 이온화되는 플라즈마가 발생된다. 이에 따라, 불활성 가스의 양이온은 전기장의 작용으로 음극단에 연결된 타겟(142)들과 충돌하여 타겟(142)들의 표면에서 타겟 원자들이 이탈되는 스퍼터링 현상이 발생되고 불활성 가스의 전자는 양극단으로 가속된다. Connecting the target portion TP and the substrate portion SP to the cathode and anode ends of the power supply, respectively, and applying a DC power, electrons are generated in the targets 142 under the action of an electric field, and these electrons are accelerated to the anode end. Here, the accelerating electrons collide with the inert gas supplied to the chamber to generate a plasma in which the inert gas is ionized. Accordingly, the cation of the inert gas collides with the targets 142 connected to the cathode by the action of an electric field, thereby causing a sputtering phenomenon in which target atoms are released from the surfaces of the targets 142, and the electrons of the inert gas are accelerated to the anode. .

여기서, 각각의 타겟(112)들은 서로 다른 순금속으로 이루어지며 각각의 타겟(112)들은 설계자가 원하는 만큼 기판(108) 상에 증착될 수 있게 된다. 즉, 타겟(112)의 종류에 따라 인가되는 전원의 크기를 달리하여 스퍼터링의 율을 조절함으로써 설계자가 원하는 조성비를 가지는 박막을 형성할 수 있게 된다. Here, each target 112 is made of a different pure metal and each target 112 can be deposited on the substrate 108 as desired by the designer. That is, by controlling the sputtering rate by changing the size of the power applied according to the type of the target 112, the designer can form a thin film having a desired composition ratio.

도 6은 본 발명에 따른 액정표시패널의 제조장치를 이용하여 형성되는 액정표시패널을 나타내는 사시도이다. 6 is a perspective view showing a liquid crystal display panel formed using the apparatus for manufacturing a liquid crystal display panel according to the present invention.

도 6에 도시된 액정표시패널은 액정(86)을 사이에 두고 합착된 컬러필터 어레이 기판(81)과 TFT 기판(91)을 구비한다. The liquid crystal display panel shown in FIG. 6 includes a color filter array substrate 81 and a TFT substrate 91 bonded together with a liquid crystal 86 therebetween.

액정(86)은 자신에게 인가된 전계에 응답하여 회전됨으로써 TFT 어레이 기판(91)을 경유하여 입사되는 빛의 투과량을 조절하게 된다. The liquid crystal 86 is rotated in response to an electric field applied to the liquid crystal 86 to adjust the amount of light transmitted through the TFT array substrate 91.

컬러필터 어레이 기판(81)은 상부기판(80a)의 배면 상에 형성되는 컬러필터(82) 및 공통전극(84)을 구비한다. 컬러필터(82)는 적(R), 녹(G) 및 청(B) 색의 컬러필터층이 스트라이프(Stripe) 형태로 배치되어 특정 파장대역의 빛을 투과시킴으로써 컬러표시를 가능하게 한다. 인접한 색의 컬러필터(82)들 사이에는 도시하지 않은 블랙 매트릭스(Black Matrix)(도시하지 않음)가 형성되어 인접한 셀로부터 입사되는 빛을 흡수함으로써 콘트라스트의 저하를 방지하게 된다. The color filter array substrate 81 includes a color filter 82 and a common electrode 84 formed on the rear surface of the upper substrate 80a. In the color filter 82, the color filter layers of red (R), green (G), and blue (B) colors are arranged in a stripe form to transmit light of a specific wavelength band, thereby enabling color display. A black matrix (not shown) is formed between the color filters 82 of adjacent colors to absorb the light incident from the adjacent cells, thereby preventing the lowering of the contrast.

TFT 어레이 기판(91)은 하부기판(80b)의 전면에 데이터라인(99)과 게이트라인(94)이 상호 교차되도록 형성되며, 그 교차부에 TFT(90)가 형성된다. TFT(90)는 게이트라인(94)에 접속된 게이트전극, 데이터라인(99)에 접속된 소스전극, 채널을 사이에 두고 소스전극과 마주보는 드레인전극으로 이루어진다. 이 TFT(90)는 드레인전극을 관통하는 접촉홀을 통해 화소전극(92)과 접속된다. 이러한 TFT(90)는 게이트라인(94)으로부터의 게이트신호에 응답하여 데이터라인(99)으로부터의 데이터신호를 선택적으로 화소전극(92)에 공급한다. The TFT array substrate 91 is formed so that the data line 99 and the gate line 94 cross each other on the front surface of the lower substrate 80b, and the TFT 90 is formed at the intersection thereof. The TFT 90 includes a gate electrode connected to the gate line 94, a source electrode connected to the data line 99, and a drain electrode facing the source electrode with a channel interposed therebetween. The TFT 90 is connected to the pixel electrode 92 through a contact hole penetrating through the drain electrode. The TFT 90 selectively supplies the data signal from the data line 99 to the pixel electrode 92 in response to the gate signal from the gate line 94.

화소전극(92)은 데이터라인(99)과 게이트라인(94)에 의해 분할된 셀 영역에 위치하며 광투과율이 높은 투명전도성물질로 이루어진다. 이 화소전극(99)은 드레인전극을 경유하여 공급되는 데이터신호에 의해 상부기판(80a)에 형성되는 공통전극(84)과 전위차를 발생시키게 된다. 이 전위차에 의해 하부기판(80b)과 상부기판(80a) 사이에 위치하는 액정(86)은 유전율이방성에 의해 회전하게 된다. 이에 따라, 광원으로부터 화소전극(92)을 경유하여 공급되는 광이 상부기판(80a) 쪽으로 투과된다. The pixel electrode 92 is positioned in a cell region divided by the data line 99 and the gate line 94 and is made of a transparent conductive material having high light transmittance. The pixel electrode 99 generates a potential difference from the common electrode 84 formed on the upper substrate 80a by the data signal supplied via the drain electrode. Due to this potential difference, the liquid crystal 86 located between the lower substrate 80b and the upper substrate 80a is rotated by dielectric anisotropy. Accordingly, the light supplied from the light source via the pixel electrode 92 is transmitted toward the upper substrate 80a.

한편, 순금속으로 이루어진 적어도 둘이상의 타겟을 이용하여 박막을 형성하는 스퍼터링 장치는 액정표시패널의 제조 뿐만아니라 유기전계발광표시소자, 플라즈마 디스플레이 패널 등 모든 평편표시소자의 제조에 이용될 수 있다.
On the other hand, the sputtering apparatus for forming a thin film using at least two or more targets made of pure metal can be used not only for the manufacture of liquid crystal display panels but also for the manufacture of all flat display devices such as organic light emitting display devices and plasma display panels.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 액정표시패널의 제조장치 및 방법은 적어도 둘 이상의 타겟이 마련되고, 각각의 타겟은 서로 다른 순금속으로 이루어진다. 또한, 후면판들은 각각의 타겟들에 독립적으로 대응되고 각각의 후면판에는 독립적인 전원이 인가된다. 이 독립적으로 인가되는 전원에 의해 각 타겟들의 스퍼터링 율이 조절됨으로써 금속들의 조성비가 조절된 박막이 형성된다. 이에 따라, 원하는 조성비를 가지는 박막을 형성하기 위해 별도의 공정에 의해 합금타겟을 제조할 필요가 없게 됨으로써 박막 형성공정이 단순화됨과 아울러 비용이 절감된다.  As described above, in the apparatus and method for manufacturing a liquid crystal display panel according to the present invention, at least two or more targets are provided, and each target is made of a different pure metal. In addition, the backplanes correspond independently to the respective targets, and an independent power source is applied to each backplane. The sputtering rate of each target is controlled by this independently applied power source, thereby forming a thin film having a controlled composition ratio of metals. Accordingly, it is not necessary to manufacture an alloy target by a separate process to form a thin film having a desired composition ratio, thereby simplifying the thin film forming process and reducing costs.

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 정하여 져야만 할 것이다. Those skilled in the art will appreciate that various changes and modifications can be made without departing from the technical spirit of the present invention. Therefore, the technical scope of the present invention should not be limited to the contents described in the detailed description of the specification but should be defined by the claims.

Claims (8)

플라즈마 가스에 스퍼터링 되어 기판 상에 성막되는 적어도 두개의 타겟들과; At least two targets sputtered on the plasma gas and deposited on the substrate; 상기 각각의 타겟들에 독립적으로 대응되게 위치하여 각 타겟들을 지지함과 아울러 음극 역할을 하는 후면판들을 포함하는 특징으로 하는 액정표시패널의 제조장치. And a back plate positioned to correspond to each of the targets independently to support the targets and to serve as a cathode. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 상기 각각의 타겟들은 적어도 하나의 타겟을 포함하는 적어도 둘이상의 군으로 구분되고, Each of the targets is divided into at least two groups including at least one target, 각 군에 포함되는 타겟들과 타군에 포함되는 타겟들은 서로 다른 순금속으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정표시패널의 제조장치. The targets included in each group and the targets included in the other group is made of a different pure metal, the apparatus for manufacturing a liquid crystal display panel. 제 2 항에 있어서, The method of claim 2, 상기 타겟들은 서로 다른 순금속으로 이루어진 타겟들이 이웃하도록 배열된 것을 특징으로 하는 액정표시패널의 제조장치. And the targets are arranged such that targets made of different pure metals are adjacent to each other. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 상기 후면판들 각각에 대응되어 후면판들 각각에 독립적으로 전원을 공급하 는 전원공급부들을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시패널의 제조장치. And a power supply unit corresponding to each of the rear panels to supply power independently to each of the rear panels. 적어도 두개의 타겟들, 상기 각각의 타겟들에 독립적으로 대응되게 위치하여 각 타겟들을 지지함과 아울러 음극 역할을 하는 후면판들을 포함하는 스퍼터링 장치를 이용하여 기판 상에 박막을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시패널의 제조방법. Forming a thin film on a substrate using a sputtering apparatus comprising at least two targets, the sputtering apparatus including a back plate serving as a cathode while supporting the respective targets independently positioned corresponding to the respective targets. A method of manufacturing a liquid crystal display panel, characterized in that. 제 5 항에 있어서, The method of claim 5, wherein 상기 각각의 타겟들은 적어도 하나의 타겟을 포함하는 적어도 둘이상의 군으로 구분되고, 각 군에 포함되는 타겟들과 타군에 포함되는 타겟들은 서로 다른 순금속으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정표시패널의 제조방법.Wherein each of the targets is divided into at least two groups including at least one target, and the targets included in each group and the targets included in the other group are made of different pure metals. 제 6 항에 있어서, The method of claim 6, 상기 타겟들은 서로 다른 순금속으로 이루어진 타겟들이 이웃하도록 배열되는 것을 특징으로 하는 액정표시패널의 제조방법. Wherein the targets are arranged such that targets made of different pure metals are adjacent to each other. 제 5 항에 있어서, The method of claim 5, wherein 상기 박막을 형성하는 단계는 Forming the thin film 상기 후면판들 각각에 대응되는 전원공급부들 각각에 독립적으로 전원을 공급하여 상기 기판 상에 형성되는 박막의 조성비를 조절하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시패널의 제조방법. And supplying power independently to each of the power supply units corresponding to each of the rear panels to adjust the composition ratio of the thin film formed on the substrate.
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