KR20070014703A - 미세 금속 패턴 형성 방법과 횡전계 방식 액정 표시 장치용어레이 기판 - Google Patents

미세 금속 패턴 형성 방법과 횡전계 방식 액정 표시 장치용어레이 기판 Download PDF

Info

Publication number
KR20070014703A
KR20070014703A KR1020050069552A KR20050069552A KR20070014703A KR 20070014703 A KR20070014703 A KR 20070014703A KR 1020050069552 A KR1020050069552 A KR 1020050069552A KR 20050069552 A KR20050069552 A KR 20050069552A KR 20070014703 A KR20070014703 A KR 20070014703A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
photoresist
pattern
forming
electrode
gate
Prior art date
Application number
KR1020050069552A
Other languages
English (en)
Inventor
오재영
이혜선
Original Assignee
엘지.필립스 엘시디 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지.필립스 엘시디 주식회사 filed Critical 엘지.필립스 엘시디 주식회사
Priority to KR1020050069552A priority Critical patent/KR20070014703A/ko
Publication of KR20070014703A publication Critical patent/KR20070014703A/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1343—Electrodes
    • G02F1/13439—Electrodes characterised by their electrical, optical, physical properties; materials therefor; method of making
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/02—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier
    • H01L27/12—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body
    • H01L27/1214—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body comprising a plurality of TFTs formed on a non-semiconducting substrate, e.g. driving circuits for AMLCDs
    • H01L27/1259—Multistep manufacturing methods
    • H01L27/1262—Multistep manufacturing methods with a particular formation, treatment or coating of the substrate
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/02—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier
    • H01L27/12—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body
    • H01L27/1214—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body comprising a plurality of TFTs formed on a non-semiconducting substrate, e.g. driving circuits for AMLCDs
    • H01L27/1259—Multistep manufacturing methods
    • H01L27/1288—Multistep manufacturing methods employing particular masking sequences or specially adapted masks, e.g. half-tone mask
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/136—Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
    • G02F1/1362—Active matrix addressed cells
    • G02F1/1368—Active matrix addressed cells in which the switching element is a three-electrode device

Abstract

본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 특히 개구율을 증가시키는 미세 금속 패턴 형성 방법과 횡전계 방식 액정 표시 장치용 어레이 기판에 관한 것이다.
본 발명은 포토 레지스트를 이용하여 미세 선폭을 가지는 패턴을 형성하는 방법을 제공하며, 본 발명은 횡전계 방식 액정 표시 장치에서 개구율이 향상되도록 화소 전극 및 공통 전극을 미세 패턴으로 형성하여 한 화소 내에 블락(block) 수를 증가시킬 수 있는 횡전계 방식 액정 표시 장치용 어레이 기판의 제조 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 횡전계 방식 액정 표시 장치에서 화소 내에 형성된 전극에 홀을 형성하여 화이트 휘도를 향상시키고 화질을 개선하는 장점이 있다.
미세 패턴, 화이트 휘도, 개구율, 블락

Description

미세 금속 패턴 형성 방법과 횡전계 방식 액정 표시 장치용 어레이 기판{metal pattern making method and the array substrate for In-Plane-Switching LCD}
도 1은 종래 횡전계방식 액정 표시 장치의 단면도.
도 2a 내지 도 2d는 본 발명에 따른 미세 선폭의 패턴 형성 방법을 보여주는 제 1 실시예의 공정 순서도.
도 3a 내지 도 3e는 본 발명에 따른 미세 선폭의 패턴 형성 방법을 보여주는 제 2 실시예의 공정 순서도.
도 4는 본 발명에 다른 횡전계 방식 액정 표시 장치용 어레이 기판의 평면도.
도 5는 도 4에서 A-A', B-B', C-C'로 절단하여 보여주는 단면도.
<도면의 주요부분에 대한 부호설명>
400 : 기판 402 : 게이트 패드
403 : 데이터 패드 409 : 게이트 전극
410 : 데이터 배선 408 : 게이트 배선
413 : 공통 전극 414 : 화소 전극
415a : 액티브층 415b : 오믹 콘택층
426 : 소스 전극 428 : 드레인 전극
420 : 게이트 절연막 459 : 보호막
452 : 게이트 패드 콘택홀 453 : 데이터 패드 콘택홀
455 : 홀 462 : 게이트 패드 상부 전극
463 : 데이터 패드 상부 전극
본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 특히 개구율을 증가시키는 미세 금속 패턴 형성 방법과 횡전계 방식 액정 표시 장치용 어레이 기판에 관한 것이다.
횡전계 방식(IPS:In Plane Switching Mode) 액정 표시 장치용 어레이 기판 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 화상 정보를 화면에 나타내는 디스플레이 장치들 중에서 브라운관 표시 장치(혹은 CRT:Cathode Ray Tube)가 지금까지 가장 많이 사용되어 왔는데, 이것은 표시 면적에 비해 부피가 크고 무겁기 때문에 사용하는데 많은 불편함이 있었다.
그리고, 오늘날에는 전자산업의 발달과 함께 TV 브라운관 등에 제한적으로 사용되었던 디스플레이 장치가 개인용 컴퓨터, 노트북, 무선 단말기, 자동차 계기판, 전광판 등에 까지 확대 사용되고, 정보통신 기술의 발달과 함께 대용량의 화상정보를 전송할 수 있게 됨에 따라 이를 처리하여 구현할 수 있는 차세대 디스플레 이 장치의 중요성이 커지고 있다.
이와 같은 차세대 디스플레이 장치는 경박단소, 고휘도, 대화면, 저소비전력및 저가격화를 실현할 수 있어야 하는데, 그 중 하나로 최근에 액정 표시 장치가 주목을 받고 있다.
상기 액정 표시 장치(LCD:Liquid Crystal Display)는 표시 해상도가 다른 평판 표시 장치보다 뛰어나고, 동화상을 구현할 때 그 품질이 브라운관에 비할 만큼 응답 속도가 빠른 특성을 나타내고 있다.
현재 주로 사용되고 있는 액정 표시 장치 중 하나로 트위스트 네마틱(TN : twisted nematic) 방식의 액정 표시 장치를 들 수 있다. 상기 트위스트 네마틱 방식은 두 기판에 각각 전극을 설치하고 액정 방향자가 90°트위스트 되도록 배열한 다음 전극에 전압을 가하여 액정 방향자를 구동하는 방식이다.
그러나, 상기 TN방식(twisted nematic mode) 액정 표시 장치는 시야각이 좁다는 큰 단점이 있다.
그래서, 최근에 상기 협소한 시야각 문제를 해결하기 위하여 여러 가지 새로운 방식을 채용한 액정 표시 장치에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있는데, 상기 방식으로 횡전계방식(IPS:in-plane switching mode) 또는 OCB방식(optically compensated birefrigence mode) 등이 있다.
이 가운데 상기 횡전계방식 액정 표시 장치는 액정 분자를 기판에 대해서 수평을 유지한 상태로 구동시키기 위하여 2개의 전극을 동일한 기판 상에 형성하고, 상기 2개의 전극 사이에 전압을 인가하여 기판에 대해서 수평방향으로 전계를 발생 시킨다. 즉, 액정 분자의 장축이 기판에 대하여 일어서지 않게 된다.
이 때문에, 시각방향에 대한 액정의 복굴절율의 변화가 작아 종래의 TN방식 액정 표시 장치에 비해 시야각 특성이 월등하게 우수하다.
이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 종래 기술에 따른 횡전계방식 액정 표시 장치의 구조를 구체적으로 설명한다.
도 1은 종래 횡전계방식 액정 표시 장치의 단면도이다.
일반적인 횡전계방식 액정 표시 장치는 제 1 기판(118)과 제 2 기판(119)을 대향 합착하여 상기 두 기판 사이에 액정층(130)을 주입하여 형성하는데, 먼저, 상기 제 1 기판(118) 상에 금속을 증착한 후 패터닝하여 복수개의 게이트 배선과, 상기 게이트 배선에서 분기되어 박막트랜지스터 위치에 게이트전극(109)을 형성한다.
다음으로, 상기 게이트 전극(109)을 포함한 전면에 게이트 절연막(120)을 형성하고, 상기 게이트 절연막(120) 상부에 액티브층(115a)과 오믹콘택층(115b)을 이루는 반도체층(115)을 형성한다.
그리고, 상기 게이트 절연막(120) 상부에 상기 게이트 배선과 매트릭스 구조를 이루도록 데이터 배선(110)을 형성한다.
이 때, 상기 데이터배선(110) 형성시, 박막트랜지스터의 소스/드레인 전극(116/117)을 동시에 형성한다.
그리고, 상기 게이트 배선에 평행하도록 공통배선과 공통전극(113)을 형성한다.
그리고, 상기와 같이 형성된 제 1 기판(118) 상의 전면에 보호막(128)을 형 성시킨다.
이후, 상기 드레인 전극(117)과 전기적으로 연결되며 상기 데이터 배선(110)에 평행하도록 화소 전극(114)을 형성한다.
그리고, 상기와 같이 형성된 제 1 기판(118) 상의 전면에 제 1 배향막(129)을 형성한다.
한편, 상기 제 2 기판(119) 상에는 빛의 누설을 방지하는 블랙 매트릭스(121)을 형성하고, 상기 블랙 매트릭스(121) 사이에 적색(Red), 녹색(Green) 및 청색(Blue)의 칼라필터 패턴으로 이루어진 칼라필터층(122)을 형성한다.
그리고, 상기 컬러필터층 상부에는 표면을 평탄화하고 컬러필터층(122)을 보호하는 오버코트층(123)을 형성한다.
다음으로, 상기 오버코트층(123) 상부에 제 2 배향막(126)을 형성한다.
이와 같은 액정 표시 장치의 하부 기판인 어레이 기판은 박막을 증착하고 마스크를 이용하여 사진 식각하는 공정을 여러 번 반복함으로써 형성되는데, 통상적으로 마스크 수는 5장 내지 6장이 사용되고 있으며, 마스크의 수가 어레이 기판을 제조하는 공정수를 나타낸다. 사진 식각 공정에는 세정과 감광막의 도포, 노광 및 현상, 식각 등 여러 공정을 수반하고 있다.
따라서, 사진 식각 공정을 한번만 단축해도 제조 시간이 상당히 많이 줄어들고, 제조 비용을 감소시킬 수 있으며 불량 발생율이 적어지므로, 마스크 수를 줄여 어레이 기판을 제조하는 것이 바람직하다.
또한, 일반적으로 상기와 같이 제조되는 횡전계 방식 액정 표시 장치용 어레 이 기판은 화소 전극과 공통 전극으로 투명한 도전성 전극 물질인 ITO, IZO, ITZO 등을 사용하거나, 미세 선폭을 가지는 금속으로 형성할 수 있는데, 상기 투명한 도전성 전극 물질의 저항은 200μΩ·㎝로서 화소 전극 형성시 선폭은 약 4㎛, 두께는 약 500Å정도로 형성하므로 개구율이 저하되고, 미세 선폭을 가지는 금속으로 형성하게 되면 백라이트에서 발생되는 빛이 차단되어 패널 내 광균일도가 저하되는 문제점이 발생하며, 이에따라 개구율이 저하되어 화이트 휘도가 떨어지는 문제점이 있다.
본 발명은 포토 레지스트를 이용하여 미세 선폭을 가지는 패턴을 형성하는 방법을 제공하는 데 제 1의 목적이 있다.
또한, 본 발명은 횡전계 방식 액정 표시 장치에서 개구율이 향상되도록 화소 전극 및 공통 전극을 미세 패턴으로 형성하여 한 화소 내에 블락(block) 수를 증가시킬 수 있는 횡전계 방식 액정 표시 장치용 어레이 기판의 제조 방법을 제공하는 데 제 2의 목적이 있다.
또한, 본 발명은 횡전계 방식 액정 표시 장치에서 화소 내에 형성된 전극에 홀을 형성하여 화이트 휘도를 향상시키는 횡전계 방식 액정 표시 장치용 어레이 기판을 제공하는 데 제 3의 목적이 있다.
상기한 제 1 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 미세 금속 패턴 제조 방법은, 기판 상에 금속막을 형성하는 단계와; 상기 금속막 상에 포토 레지스트를 도포하고 이를 패터닝하는 단계와; 상기 패터닝된 포토 레지스트를 애슁하는 단계와; 상기 애슁된 포토 레지스트 패턴을 마스크로 하여 상기 금속막을 식각하는 단계와; 상기 포토 레지스트 패턴을 제거하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기한 제 1 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 미세 금속 패턴의 제조 방법은, 기판 상에 금속막을 형성하는 단계와; 상기 금속막 상에 포토 레지스트를 도포하고 이를 웨이브 패턴의 포토 레지스로 형성하는 단계와; 상기 포토 레지스트를 애슁하는 단계와; 상기 애슁된 포토 레지스트 패턴을 마스크로 하여 상기 금속막을 식각하는 단계와; 상기 포토 레지스트 패턴을 제거하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기한 제 2 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 횡전계 방식 액정 표시 장치의 제조 방법은, 다수의 화소 영역을 정의하는 기판 상에 금속막과 포토 레지스트를 형성하는 단계와; 상기 포토 레지스트를 웨이브 패턴으로 형성하는 단계와; 상기 포토 레지스트를 애슁하여 미세 포토 레지스트 패턴이 형성되는 단계와; 상기 금속막을 식각하여 게이트 배선, 공통 배선 및 공통 전극, 게이트 패드를 형성하는 단계와; 상기 게이트 배선과 교차하는 데이터 배선을 형성하는 단계와; 상기 게이트 배선과 데이터 배선의 교차점에 게이트 전극과 반도체층 및 소스, 드레인 전극으로 이루어진 박막 트랜지스터를 형성하는 단계와; 상기 드레인 전극과 연결되는 화소 전극을 형성하는 단계를 특징으로 한다.
또한, 상기한 제 3 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 횡전계 방식 액 정 표시 장치는, 다수의 화소 영역이 정의된 기판과; 상기 화소 영역의 일측에 일 방향으로 구성된 다수의 게이트 배선 및 게이트 패드와; 상기 게이트 배선과 소정 간격 이격하여 평행하게 구성된 공통 배선과 상기 공통 배선에서 연장되어 화소 영역에 형성되며 적어도 하나 이상의 홀을 가지는 공통 전극과; 상기 공통 전극과 엇갈려 구성된 화소 전극과; 상기 게이트 배선과 교차하며 형성된 데이터 배선 및 데이터 패드와; 상기 게이트 배선과 데이터 배선의 교차 지점에 위치하고, 상기 게이트 배선에서 연장된 게이트 전극과, 상기 게이트 전극 상에서 게이트 절연막을 사이에 두고 형성된 액티브층 및 오믹 콘택층과, 상기 데이터 배선에서 연장된 소스 전극 및 드레인 전극으로 형성된 박막 트랜지스터를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조로 하여 본 발명에 따른 미세 선폭의 패턴 형성 방법을 구체적으로 설명한다.
도 2a 내지 도 2d는 본 발명에 따른 미세 선폭의 패턴 형성 방법을 보여주는 제 1 실시예의 공정 순서도이다.
도 2a에 도시된 바와 같이, 먼저, 스퍼터링(sputtering) 방식에 따라 금속을 상기 절연기판(210) 상에 박막 형태로 형성한다. 이와 같이 절연기판(210) 상에 금속막(211)이 형성되면, 상기 금속막(211) 상에 감광성 물질인 포토레지스트(photo resist: 220)를 도포한다.
상기 포토레지스트(220)는 보통 포지티브(positive) 특성을 갖는 감광막을 사용하는데, 이런 포토레지스트(220)의 특징은 노광 및 현상 공정 후에 노광된 부 분의 포토레지스트(220)는 제거되고 노광되지 않은 부분의 포토레지스트(220)는 그대로 남는다.
상기와 같이 절연기판(210) 상에 포토레지스트(220)가 도포되면, 도 2a에 도시된 바와 같이, 광투과 영역(230a)과 광차단 영역(230b)을 갖는 마스크(230)를 사용하여 노광 공정을 진행한다.
상기 마스크(230)의 패턴에 따라 노광 공정이 진행되면, 광투과 영역(230a)에 대응되는 포토레지스트(220)는 광에 노출되고, 광차단 영역(230b)에 대응되는 포토레지스트(220)는 광에 노출되지 않는다.
이와 같이, 노광 공정이 완료되면, 도 2b에 도시한 바와 같이 현상(develop) 공정을 진행하여 노광된 영역의 포토레지스트(220)를 제거함으로써, 패터닝된 포토레지스트(220a)를 얻는다.
그리고, 도 2c에 도시된 바와 같이, 상기 패터닝된 포토 레지스트(220a)를 애슁(ashing)하여 더 미세하게 패터닝된 포토 레지스트(220b)를 얻는다.
그런 다음, 도 2d에 도시한 바와 같이, 패터닝된 포토레지스트(220b)를 마스크로 사용하여 습식각 공정을 진행하여, 금속막(211)을 식각한다.
그러면 상기 금속막(211)은 패터닝된 포토레지스트(220b)를 따라 원하는 금속패턴(211a) 형태로 식각되고, 이후 스트립(PR Strip) 공정에 따라 상기 금속패턴(211a) 상에 남아 있는 패터닝된 포토레지스트(220b)를 제거한다.
일반적으로 액정표시장치의 기판(210) 상에 금속 전극 또는 신호 배선 등을 형성할 때, 상기와 같은 포토레지스트(220)를 사용한다. 즉, 금속막이 형성된 기판 상에 포토레지스트를 도포하고, 포토리소그라피(photolithography) 공정에 따라 노광 및 현상 공정을 진행하여 원하는 포토레지스트 패턴을 얻는다.
그런 다음, 상기의 포토레지스트 패턴을 마스크로 하여 습식각 공정을 진행하여 원하는 형태의 미세 금속패턴(211a)을 형성한다.
상기와 같이 형성되는 미세한 금속패턴은 액정 표시 장치에서 전극 구조를 패터닝할때 적용할 수 있다. 특히, 횡전계방식 액정 표시 장치는 공통 전극과 화소 전극이 미세한 패턴의 빗살 무뉘로 이루어지므로 이에 적용할 수 있다. 이와 같이 미세한 패턴의 전극 구조는 한 화소 내에 형성되는 블락(block)수를 증가시켜 액정의 응답속도를 증가시키고 구동전압을 감소시키는 효과가 있다(여기서, 블락이란 이웃하는 공통 전극과 화소 전극 사이에 형성되는 전계 발생 영역을 말한다).
도 3a 내지 도 3e는 본 발명에 따른 미세 선폭의 패턴 형성 방법을 보여주는 제 2 실시예의 공정 순서도이다.
도 3a에 도시된 바와 같이, 먼저, 스퍼터링(sputtering) 방식에 따라 금속을 상기 절연기판(310) 상에 박막 형태로 형성한다. 이와 같이 절연기판(310) 상에 금속막(311)이 형성되면, 상기 금속막(311) 상에 감광성 물질인 포토레지스트(photo resist: 320)를 도포한다.
상기 포토레지스트(320)는 보통 포지티브(positive) 특성을 갖는 감광막을 사용하는데, 이런 포토레지스트(320)의 특징은 노광 및 현상 공정 후에 노광된 부분의 포토레지스트는 제거되고 노광되지 않은 부분의 포토레지스트는 그대로 남는다.
한편, 상기 포토 레지스트(320)는 포지티브 특성을 가지는 감광막과 반대의 특성을 가지는 네거티브(negative) 특성의 감광막을 사용할 수도 있다.
상기와 같이 절연기판(310) 상에 포토레지스트(320)가 도포되면, 도 3a에 도시된 바와 같이, 슬릿 패턴을 가지는 광 반투과 영역(330a)과 광차단 영역(330b)을 갖는 마스크(330)를 사용하여 노광 공정을 진행한다.
상기 마스크(330)의 패턴에 따라 노광 공정이 진행되면, 광 반투과 영역(330a)에 대응되는 포토레지스트(320)는 광에 부분 노출되고, 광차단 영역(330b)에 대응되는 포토레지스트(320)는 광에 노출되지 않는다.
이와 같이, 노광 공정이 완료되면, 도 3b에 도시한 바와 같이 현상(develop) 공정을 진행하여 부분 노광된 영역의 포토레지스트(320)의 일부를 제거함으로써, 단차가 있는 포토레지스트(320a)를 얻는다.
그리고, 도 3c에 도시한 바와 같이, 상기 단차가 있는 포토 레지스트를 용융시켜 웨이브(wave) 패턴의 포토 레지스트(320b)를 얻는다.
그리고, 도 3d에 도시된 바와 같이, 상기 웨이브 패턴의 포토 레지스트(320b)를 플라즈마로 애슁(ashing)하여 미세하게 패터닝된 포토 레지스트(320c)만 남긴다.
그런 다음, 도 3e에 도시한 바와 같이, 패터닝된 포토레지스트(320c)를 마스크로 사용하여 습식각 공정을 진행하여, 금속막(311)을 식각한다.
그러면 상기 금속막(311)은 패터닝된 포토레지스트(320c)를 따라 원하는 금속패턴(311a) 형태로 식각되고, 이후 스트립(PR Strip) 공정에 따라 상기 금속패턴 (311a) 상에 남아 있는 패터닝된 포토레지스트(320a)를 제거한다.
일반적으로 액정표시장치의 기판 상에 금속 전극 또는 신호 배선 등을 형성할 때, 상기와 같은 포토레지스트를 사용한다. 즉, 금속막이 형성된 기판 상에 포토레지스트를 도포하고, 포토리소그라피(photolithography) 공정에 따라 노광 및 현상 공정을 진행하여 원하는 포토레지스트 패턴을 얻는다.
그런 다음, 상기의 포토레지스트 패턴을 마스크로 하여 습식각 공정을 진행하여 원하는 형태의 미세 금속패턴(311a)을 형성한다.
상기와 같이 형성되는 미세한 금속패턴은 액정 표시 장치에서 전극 구조를 패터닝할때 적용할 수 있다. 특히, 횡전계방식 액정 표시 장치는 공통 전극과 화소 전극이 미세한 패턴의 빗살 무뉘로 이루어지므로 이에 적용할 수 있다. 이와 같이 미세한 패턴의 전극 구조는 한 화소 내에 형성되는 블락(block)수를 증가시켜 액정의 응답속도를 증가시키고 구동전압을 감소시키는 효과가 있다(여기서, 블락이란 이웃하는 공통 전극과 화소 전극 사이에 형성되는 전계 발생 영역을 말한다).
한편, 상기 횡전계 방식 액정 표시 장치에서 한 화소 내에 형성하는 공통 전극과 화소 전극은 ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), ITZO(indium tin zinc oxide)와 같은 투명한 도전성 전극 물질이 될 수도 있고, 금속 물질로 형성할 수도 있다.
도 4는 본 발명에 다른 횡전계 방식 액정 표시 장치용 어레이 기판의 평면도이고, 도 5는 도 4에서 A-A', B-B', C-C', D-D'로 절단하여 보여주는 단면도이다.
도 4 및 도 5에 도시된 횡전계 방식 액정 표시 장치는 공통 전극과 화소 전 극이 금속 전극으로 이루어진 것을 예로 들어 설명하였으나, 상기 공통 전극과 화소 전극은 투명한 도전성 전극 물질로도 이루어질 수 있으며, 상기 금속 전극에 홀(hole)을 형성하여 개구율을 향상시키고자 하는 것이 본 발명의 특징이다.
도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 횡전계 방식 액정 표시 장치용 어레이 기판은 기판(400) 상에 소정간격 이격되어 평행하게 일 방향으로 구성된 다수의 게이트 배선(408)과, 상기 게이트 배선(408)에 근접하여 평행하게 일 방향으로 구성된 공통 배선(431)과, 상기 두 배선과 교차하며 특히 게이트 배선(408)과는 화소 영역(P)을 정의하는 데이터 배선(410)이 구성된다.
그리고, 상기 게이트 배선(408)이 연장되어 일단에 게이트 패드(402)가 형성되며, 상기 데이터 배선(410)이 연장되어 일단에 데이터 패드(403)가 형성된다.
상기 게이트 패드(402)는 게이트 절연막(420)과 보호막(459)을 관통하는 게이트 패드 콘택홀(452)을 통하여 게이트 패드 상부 전극(462)과 접촉한다.
그리고, 상기 데이터 패드(403)는 상기 보호막(459)을 관통하는 데이터 패드 콘택홀(453)을 통하여 데이터 패드 상부 전극(463)과 접촉한다.
이때, 상기 게이트 배선(408)은 Al, Cu, Ta, Ti, Mo, Mo 합금(alloy), Al 합금 등의 금속을 증착한 후 패터닝하여 형성하며, 상기 게이트 배선(408) 상에는 게이트 절연막(420)이 형성되어 있다.
그리고, 상기 공통 배선(431)은 상기 게이트 배선(408) 물질과 동일한 물질로 형성된다.
상기 데이터 배선(410)은 액티브층(415a) 패턴과 오믹 콘택층(415b) 패턴과 Al, Cu, Ta, Ti, Mo, Mo 합금(alloy), Al 합금 등의 금속 패턴(416)이 적층되어 형성된다.
상기 게이트 배선(408)과 데이터 배선(410)의 교차지점에는 상기 게이트 배선(408)에서 돌출하는 게이트 전극(409)과 반도체층(415)과 소스 전극(426) 및 드레인 전극(427)을 포함하는 박막트랜지스터(TFT)가 구성되며, 상기 게이트 전극(409)은 상기 게이트 배선(408)과 연결된다.
상기 소스 전극(426)과 드레인 전극(427) 사이에는 오믹 콘택층(415b)이 제거되어 액티브층(415a)이 노출된다.
그리고, 상기 소스 전극(426)은 상기 데이터 배선(410)이 게이트 전극(409) 상으로 연장되어 형성된다.
그리고, 상기 드레인 전극(427)은 상기 소스 전극(426)과 동일한 물질로 상기 소스 전극(426)과 마주하며 소정 이격하여 상기 게이트 전극(409) 상에서 형성된다.
그리고, 상기 게이트 배선(408)과 데이터 배선(410)이 교차하여 마련하는 화소 영역(P)에는 상기 게이트 배선(408)과 평행하게 형성된 공통 배선(431)에서 연장되어 연결되는 공통 전극(413)이 형성된다.
여기서, 상기 공통 전극(413)은 다수 개의 홀(455)을 형성하고 있다.
상기 홀(455)의 모양과 크기는 다양한 패턴으로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 화소 영역(P)의 상부에는 상기 드레인 전극(427)과 연결되는 화소 전극(414)이 형성된다.
이때, 상기 화소 전극(414)과 상기 공통 전극(413)은 상기 화소 영역(P)에서 서로 교차하며 구성된다.
상기 화소 전극(414)은 상기 드레인 전극(427)과 보호막(459)을 관통하는 화소 콘택홀(451)을 통하여 연결되어 상기 보호막(459) 상에서 서로 소정간격 이격된 다수의 수직부(414b)와, 상기 수직부(414b)를 하나로 연결하는 수평부(414a)로 구성된다.
여기서, 상기 화소 전극(414)은 타이타늄(Ti) 등의 금속으로 이루어지며, 다수 개의 홀(455)을 형성하고 있다.
상기 홀(455)의 모양과 크기는 다양한 형태의 패턴으로 이루어질 수 있다.
상기 공통 전극(413)과 화소 전극(414)이 금속 전극으로 이루어질 경우, 상기와 같이 전극 패턴에 형성되는 다수 개의 홀(455)은 개구율을 크게 향상시키고 화이트 휘도를 향상시키는 장점이 있다.
그리고, 상기 공통 전극(413)은 상기 공통 배선(431)에서 수직한 방향으로 연장되고, 상기 화소 전극(414)의 수직부(414b)와 엇갈려 구성되는 다수의 수직부(413b)와, 상기 각 수직부(413b)를 하나로 연결하는 수평부(413a)로 구성된다.
이때, 상기 공통 전극(413)에서 수평부(413a)는 공통 배선(431)으로 이어진다.
이때, 상기 공통 전극(413)의 수직부(413b)와 화소 전극(414)의 수직부(414b)는 지그재그(zigzag) 형상으로 구성되어 서로 엇갈려 구성되어 있다.
도시한 바와 같이, 상기 공통 전극(413)과 화소 전극(414)의 구성을 지그재 그 형태의 꺽이는 구조로 형성하고, 한쪽 방향으로 배향 공정을 실행하면 주입된 액정에 인가되는 전기장의 방향을 변화시킬 수 있다.
상기 꺽임 각도는 액정층의 배향 방향에 대해 30도 이하 또는 60도 ~ 120도(90도 제외)로 설정될 수 있다.
또한, 상기 공통 전극(413)과 화소 전극(414)은 지그재그 구조 뿐만 아니라, 직선 형태의 구조로 형성할 수도 있다.
또한, 기본적으로 상기 데이터 배선(410), 화소 전극(414), 공통 전극(413) 중 적어도 어느 하나만 꺽이는 구조를 가지도록 형성할 수도 있으며, 상기 공통 전극(413) 및 화소 전극(414)과 함께 데이터 배선(410)도 지그재그 구조를 가지는 것도 가능하다.
이와 같이, 본 발명에 따른 횡전계 방식 액정 표시 장치는 공통 전극(413)과 화소 전극(414)이 금속 전극으로 이루어지는 구조에서 전극에 홀을 형성함으로써 개구율을 향상시키고 화이트 휘도를 개선한다.
또한, 상기 공통 전극(413)과 화소 전극(414) 중 어느 한 전극만 금속 전극으로 이루어지는 구조에서도 금속 전극에 홀을 형성할 수 있다.
이상 전술한 바와 같이, 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명에 따른 횡전계 방식 액정 표시 장치용 어레이 기판 및 제조 방법과 미세 금속 패턴 형성 방법은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함이 명백하다.
본 발명은 횡전계 방식 액정 표시 장치에서 공통 전극과 화소 전극 중 금속 전극으로 이루어지는 전극에 홀을 형성함으로써 개구율을 향상시키고 화이트 휘도를 증가시켜 화질을 개선하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 횡전계 방식 액정 표시 장치에서 개구율이 향상되도록 화소 전극 및 공통 전극을 미세 패턴으로 형성하여 한 화소 내에 블락(block) 수를 증가시켜 응답속도를 개선할 수 있으므로 화질이 개선되는 효과가 있으며, 구동 전압을 감소시켜 전력소모를 절감하는 효과가 있다.

Claims (14)

  1. 기판 상에 금속막을 형성하는 단계와;
    상기 금속막 상에 포토 레지스트를 도포하고 이를 패터닝하는 단계와;
    상기 패터닝된 포토 레지스트를 애슁하는 단계와;
    상기 애슁된 포토 레지스트 패턴을 마스크로 하여 상기 금속막을 식각하는 단계와;
    상기 포토 레지스트 패턴을 제거하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 미세 금속 패턴 형성 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 포토 레지스트는 네가티브 성질을 갖는 것을 특징으로 하는 미세 금속 패턴 형성 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 포토 레지스트는 파지티브 성질을 갖는 것을 특징으로 하는 미세 금속 패턴 형성 방법.
  4. 기판 상에 금속막을 형성하는 단계와;
    상기 금속막 상에 포토 레지스트를 도포하고 이를 웨이브 패턴의 포토 레지 스로 형성하는 단계와;
    상기 포토 레지스트를 애슁하는 단계와;
    상기 애슁된 포토 레지스트 패턴을 마스크로 하여 상기 금속막을 식각하는 단계와;
    상기 포토 레지스트 패턴을 제거하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 미세 금속 패턴 형성 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 웨이브 패턴의 포토 레지스트로 형성하는 단계에 있어서,
    상기 포토 레지스트 상에 광 반투과영역과 광 차단영역을 가지는 마스크를 씌우고 노광하는 단계와;
    상기 포토 레지스트를 현상하여 단차있는 포토 레지스트 패턴을 형성하는 단계와;
    상기 단차있는 포토 레지스트 패턴을 용융시켜 웨이브 패턴을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 미세 금속 패턴 형성 방법.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 포토 레지스트는 네거티브 성질을 가지는 것을 특징으로 하는 미세 금속 패턴 형성 방법.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 포토 레지스트는 파지티브 성질을 가지는 것을 특징으로 하는 미세 금속 패턴 형성 방법.
  8. 다수의 화소 영역을 정의하는 기판 상에 금속막과 포토 레지스트를 형성하는 단계와;
    상기 포토 레지스트를 웨이브 패턴으로 형성하는 단계와;
    상기 포토 레지스트를 애슁하여 미세 포토 레지스트 패턴이 형성되는 단계와;
    상기 금속막을 식각하여 게이트 배선, 공통 배선 및 공통 전극, 게이트 패드를 형성하는 단계와;
    상기 게이트 배선과 교차하는 데이터 배선을 형성하는 단계와;
    상기 게이트 배선과 데이터 배선의 교차점에 게이트 전극과 반도체층 및 소스, 드레인 전극으로 이루어진 박막 트랜지스터를 형성하는 단계와;
    상기 드레인 전극과 연결되는 화소 전극을 형성하는 단계를 특징으로 하는 횡전계 방식 액정 표시 장치용 어레이 기판의 제조 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 포토 레지스트를 웨이브 패턴으로 형성하는 단계에 있어서,
    상기 포토 레지스트 상에 광 반투과영역과 광 차단영역을 가지는 마스크를 씌우고 노광하는 단계와;
    상기 포토 레지스트를 현상하여 단차있는 포토 레지스트 패턴을 형성하는 단계와;
    상기 단차있는 포토 레지스트 패턴을 용융시켜 웨이브 패턴을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 횡전계 방식 액정 표시 장치용 어레이 기판의 제조 방법.
  10. 다수의 화소 영역이 정의된 기판과;
    상기 화소 영역의 일측에 일 방향으로 구성된 다수의 게이트 배선 및 게이트 패드와;
    상기 게이트 배선과 소정 간격 이격하여 평행하게 구성된 공통 배선과 상기 공통 배선에서 연장되어 화소 영역에 형성되며 적어도 하나 이상의 홀을 가지는 공통 전극과;
    상기 공통 전극과 엇갈려 구성된 화소 전극과;
    상기 게이트 배선과 교차하며 형성된 데이터 배선 및 데이터 패드와;
    상기 게이트 배선과 데이터 배선의 교차 지점에 위치하고, 상기 게이트 배선에서 연장된 게이트 전극과, 상기 게이트 전극 상에서 게이트 절연막을 사이에 두고 형성된 액티브층 및 오믹 콘택층과, 상기 데이터 배선에서 연장된 소스 전극 및 드레인 전극으로 형성된 박막 트랜지스터를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 횡전계 방식 액정 표시 장치용 어레이 기판.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 화소 전극은 금속 물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 횡전계 방식 액정 표시 장치용 어레이 기판.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 화소 전극에 적어도 하나 이상의 홀을 형성한 것을 특징으로 하는 횡전계 방식 액정 표시 장치용 어레이 기판.
  13. 제 10항에 있어서,
    상기 데이터 배선은 액티브층, 오믹 콘택층, 금속 패턴이 적층되어 형성된 것을 특징으로 하는 횡전계 방식 액정 표시 장치용 어레이 기판.
  14. 제 10항에 있어서,
    상기 화소 전극은 투명한 도전성 전극 물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 횡전계 방식 액정 표시 장치용 어레이 기판.
KR1020050069552A 2005-07-29 2005-07-29 미세 금속 패턴 형성 방법과 횡전계 방식 액정 표시 장치용어레이 기판 KR20070014703A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020050069552A KR20070014703A (ko) 2005-07-29 2005-07-29 미세 금속 패턴 형성 방법과 횡전계 방식 액정 표시 장치용어레이 기판

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020050069552A KR20070014703A (ko) 2005-07-29 2005-07-29 미세 금속 패턴 형성 방법과 횡전계 방식 액정 표시 장치용어레이 기판

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20070014703A true KR20070014703A (ko) 2007-02-01

Family

ID=38080433

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020050069552A KR20070014703A (ko) 2005-07-29 2005-07-29 미세 금속 패턴 형성 방법과 횡전계 방식 액정 표시 장치용어레이 기판

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20070014703A (ko)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100865843B1 (ko) * 2007-06-08 2008-10-29 전북대학교산학협력단 금속격자를 이용한 단일갭형 반투과형 프린지 필드 스위칭액정표시소자
US8947625B2 (en) 2011-03-14 2015-02-03 Samsung Display Co., Ltd. Thin film transistor array panel and liquid crystal display device including the same
US9046713B2 (en) 2012-01-26 2015-06-02 Samsung Display Co., Ltd. Liquid crystal display
WO2017000431A1 (zh) * 2015-06-29 2017-01-05 京东方科技集团股份有限公司 阵列基板及其制备方法、显示面板及显示装置

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100865843B1 (ko) * 2007-06-08 2008-10-29 전북대학교산학협력단 금속격자를 이용한 단일갭형 반투과형 프린지 필드 스위칭액정표시소자
US8947625B2 (en) 2011-03-14 2015-02-03 Samsung Display Co., Ltd. Thin film transistor array panel and liquid crystal display device including the same
US9046713B2 (en) 2012-01-26 2015-06-02 Samsung Display Co., Ltd. Liquid crystal display
US9551906B2 (en) 2012-01-26 2017-01-24 Samsung Display Co., Ltd. Liquid crystal display
WO2017000431A1 (zh) * 2015-06-29 2017-01-05 京东方科技集团股份有限公司 阵列基板及其制备方法、显示面板及显示装置
US10204932B2 (en) 2015-06-29 2019-02-12 Boe Technology Group Co., Ltd. Array substrate, manufacturing method thereof, display panel and display device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100322969B1 (ko) 인-플레인 스위칭 모드 액정표시장치 및 그의 제조방법
KR101192073B1 (ko) 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치 및 그 제조방법
KR100848095B1 (ko) 박막 트랜지스터 기판, 액정 표시 장치 및 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법
KR20060135179A (ko) 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치 제조방법
KR20070072179A (ko) 액정표시장치의 제조방법
KR101167312B1 (ko) 미세 패턴 형성 방법과 그를 이용한 액정 표시 장치 및 그제조 방법
JP4235615B2 (ja) 多重ドメイン液晶表示装置及びその薄膜トランジスタ基板
US8514340B2 (en) Method of fabricating array substrate having double-layered patterns
KR20100059508A (ko) 액정표시장치의 패드부
KR20070014703A (ko) 미세 금속 패턴 형성 방법과 횡전계 방식 액정 표시 장치용어레이 기판
WO2013075591A1 (zh) 阵列基板及其制作方法、显示装置
KR101380784B1 (ko) 액정표시장치의 제조방법
KR101146490B1 (ko) 횡전계 방식 액정 표시 장치용 어레이 기판 및 그 제조 방법
KR100679100B1 (ko) 수평 전계 인가형 액정 표시 패널 및 그 제조방법
KR101004508B1 (ko) 횡전계방식 액정 표시 장치용 어레이 기판 및 그 제조 방법
KR20080048266A (ko) 액정표시장치
KR101123452B1 (ko) 횡전계 방식 액정 표시 장치용 어레이 기판 및 그 제조 방법
JP4398015B2 (ja) 液晶表示装置及びその製造方法
KR101147267B1 (ko) 수평 전계형 박막 트랜지스터 기판 및 그 제조 방법
JP2004046123A (ja) 液晶表示装置
KR101232547B1 (ko) 횡전계 방식 액정 표시 장치용 어레이 기판 및 그 제조 방법
KR101392203B1 (ko) 횡전계형 액정표시장치용 어레이 기판의 제조 방법
KR101086121B1 (ko) 수평전계방식 액정표시소자 및 그 제조방법
KR101146523B1 (ko) 횡전계형 액정표시장치용 기판 및 그의 제조방법
KR101211245B1 (ko) 횡전계 방식 액정 표시 장치용 어레이 기판 및 그 제조방법

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Withdrawal due to no request for examination