KR20070072111A - 액정표시소자 및 그 제조방법 - Google Patents

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KR20070072111A
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Abstract

본 발명은 개구율을 높일 수 있는 액정표시소자 및 그 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 액정표시소자는 기판 위에 배치되어 복수의 화소를 정의하는 게이트배선 및 데이터배선; 상기 기판 위에 형성된 활성층패턴; 상기 활성층패턴을 포함하는 기판 위에 형성된 게이트절연층; 상기 게이트절연층 위에 형성된 게이트전극; 상기 게이트전극을 포함하는 기판 위에 형성된 층간절연층; 상기 게이트절연층과 층간절연층에 형성된 콘택트홀; 상기 층간절연층 위에 형성되고, 상기 콘택트홀을 통하여 활성층패턴의 소정의 영역과 접속되는 소스전극 및 드레인전극; 상기 드레인전극에 연결된 투명도전층으로 이루어진 화소전극; 및 스토리지배선에 연결된 투명도전층으로 이루어진 스토리지전극을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
액정표시소자, 개구율, 스토리지전극, 회절노광, 부분에싱

Description

액정표시소자 및 그 제조방법{LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE AND FABRICATING METHOD}
도 1은 종래의 액정표시소자를 나타내는 평면도
도 2는 종래의 액정표시소자를 나타내는 단면도(도 1의 A-A'절단면)
도 3a ~ 도 3g는 종래의 액정표시소자 제조방법을 나타내는 단면도
도 4는 본 발명의 액정표시소자를 나타내는 평면도
도 5는 본 발명의 액정표시소자를 나타내는 단면도(도 3의 A-A'절단면)
도 6a ~ 도 6g는 본 발명의 액정표시소자 제조방법을 나타내는 단면도
** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 **
202: 활성층패턴
203: 게이트절연층
204a, 204b: 게이트 전극
205a: 스토리지전극
206a, 206b: 소스전극, 드레인전극
207: 제 1 층간절연층
208: 제 2 층간절연층
209: 화소전극
본 발명은 액정표시소자 및 그 제조방법에 관한 것으로 특히, 개구율을 향상시키는 구조를 가지는 액정표시소자 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적인 액정표시소자는 박막트랜지스터 어레이 기판(Thin film transistor array panel), 컬러필터 기판(color filter panel) 및 상기 두 기판 사이에 채워진 액정층을 포함하여 구성된다.
박막 트랜지스터 어레이 기판에는 스위칭 소자인 박막트랜지스터와, 박막트랜지스터의 드레인전극에 연결된 화소전극을 기본단위로 하여 복수개의 화소가 종횡으로 배열되어 있고, 일 방향을 따라서 각 박막트랜지스터의 게이트전극이 전기적으로 연결되는 복수개의 게이트배선이 형성되어 있고, 상기 게이트배선과 수직한 방향을 따라서 각 박막트랜지스터의 소스전극이 전기적으로 연결되는 복수개의 데이터배선이 형성되어 있다.
컬러필터 기판에는 각 화소 별로 표시상의 색을 구현하기 위하여 RGB(Red-Green-Blue)중 하나의 색소를 가지는 컬러필터가 도포되어 있다.
도 1 및 도 2를 참조하여 종래기술에 따른 액정표시소자를 구성하는 박막 트랜지스터 기판의 평면구조 및 단면구조를 자세히 설명하면 다음과 같다.
도 1에 도시된 바와 같이, 박막트랜지스터 어레이 기판의 픽셀부는 데이터배선(111)과 게이트배선(112)이 교차하는 부위에 위치하는 박막트랜지스터부와 박막 트랜지스터부의 드레인전극(106b)에 접속되는 화소전극(109)과, 화소전극(109)과 게이트배선(112)과의 중첩부분에 위치하는 스토리지 커패시터(105a, 105b)로 구성된다.
도 2를 참조하여 단면구조에 대하여 설명하면, 상기 박막트랜지스터부는 게이트배선(112)에 전기적으로 연결된 게이트전극(104), 데이터배선(111)에 전기적으로 연결된 소스전극(106a) 및 드레인콘택트홀(도면에 미표시)을 통해 화소전극(109)에 전기적으로 연결된 드레인전극(106b)으로 구성된다. 또한, 박막트랜지스터부는 게이트전극(104)에 공급되는 게이트전압에 의해 소스전극(106a)과 드레인전극(106b)간에 채널을 형성하기 위한 활성층패턴(102)을 더 구비한다.
상기 박막트랜지스터는 게이트배선(112)으로부터의 게이트 신호에 받아 소스 및 드레인 전극(106a, 106b)간에 채널을 형성하며, 데이터배선(111)으로부터의 데이터신호를 받아 상기 채널을 통하여 드레인전극(106b)에 전기적으로 연결된 화소전극(109)에 선택적으로 공급한다.
화소전극(109)은 데이터배선(111)과 게이트배선(112)에 의해 분할된 셀 영역에 위치하며 광투과율이 높은 투명도전층으로 이루어진다. 상기 화소전극(109)은 드레인전극(106b)을 통하여 공급되는 데이터신호에 의해 컬러필터 기판에 형성되는 공통전극(도면에 미도시)과 일정한 전위차를 가진다. 이 전위차에 의해 두 기판 사이에 채워진 액정은 유전율이방성에 의해 회전하게 된다. 이에 따라, 광원으로부터 화소전극(109)을 투과하여 상판 쪽으로 투과되는 빛을 조절하여 화면을 표시한다.
스토리지 커패시터부는 화소전극(109)의 전압변동을 억제하는 역할을 하게 된다. 이러한 스토리지 커패시터부는 스토리지 상부전극(105b)와 스토리지 하부전극(105a)으로 구성된다.
이어서 종래기술의 액정표시소자를 구성하는 박막트랜지스터 어레이 기판의 제조방법에 대하여 도 3a ~ 도 3f를 참조하여 설명한다.
첫 번째로, 도 3a에 도시된 바와 같이, 기판(101) 위에 금속층으로 이루어진 게이트전극(102)과 스토리지 하부전극(105a)을 형성한다. 상기 공정은 스퍼터링과 같은 방법으로 금속층을 증착한 후 사진식각기술을 이용하여 이루어진다. 이때, 도면에는 도시되지 않았지만 기판 위에 산화실리콘(SiO2)와 같은 버퍼층을 먼저 형성하여 이후 공정에서 나트륨(Na)과 같은 불순물이 상부층으로 침투하는 것을 방지할 수도 있다.
다음 단계의 공정으로, 도 3b에 도시된 바와 같이, 게이트전극(102) 위에 포토리지스트 패턴(103)을 형성한 후 스토리지 도핑을 한다. 상기 스토리지 도핑공정은 스토리지 하부전극(105a)의 도전성을 증가시키기 위한 과정이다.
다음 단계의 공정으로, 도 3c에 도시된 바와 같이, 기판 전면에 게이트절연층(103)을 형성하고 그 위에 게이트전극(104)와 스토리지 상부전극(105b)를 형성한다. 상기 공정은 화학기상층착법(chemical vapor deposition)으로 산화실리콘(SiO2)나 질화실리콘(SiNx)를 도포하고, 그 위에 금속층을 형성한 후 사진식각기술을 이용한 패터닝방법으로 이루어진다.
다음 단계의 공정으로, 도 3d에 도시된 바와 같이, 게이트절연층(103)과 제 1 층간절연층(107)에 제 1 콘택트홀(114a)을 형성한다. 상기 제 1 콘택트홀(114a) 은 향후 형성될 소스 및 드레인전극이 활성층패턴(102)과 접속되도록 하는 역할을 한다.
다음 단계의 공정으로, 도 3e에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 콘택트홀(114a)을 통하여 활성층패턴(102)과 접속되는 소스 및 드레인전극(106a, 106b)을 형성한다.
다음 단계의 공정으로, 도 3f에 도시된 바와 같이, 상기 소스 및 드레인전극(106a, 106b)를 포함하는 기판 위에 제 2 층간절연층(108)을 형성하고 그 위에 제 2 콘택트홀(114b)을 형성한다. 상기 제 2 콘택트홀(114b)은 향후 형성될 화소전극과 드레인전극을 접속시키는 역할을 한다.
마지막 단계의 공정으로, 도 3g에 도시된 바와 같이, 상기 제 2 층간절연층(108) 위에 화소전극(109)을 형성한다. 이때, 상기 화소전극(109)은 드레인전극과 접속되어 액정층(미도시)을 제어하는 역할을 한다.
종래기술에 의한 액정표시소자의 구조적 측면에서의 문제점을 살펴보면, 스위칭소자인 박막 트랜지스터의 오프(off)시 화소전극의 전압 변동을 일정 값 이하로 작게 유지하기 위해 일정 값 이상의 스토리지 커패시턴스가 필요하며 이를 위해 스토리지전극의 면적이 일정 이상으로 유지되어야 한다. 그런데, 종래기술에서는 상기 스토리지전극이 불투명도전체로 형성되어 있으므로, 그 면적이 넓으면 넓을수록 개구율이 낮아지는 문제점이 발생한다. 따라서 종래기술에 의한 액정표시소자의 경우에는 스토리지 커패시터가 차지하는 면적을 감소시키는데 한계가 따르는 문제가 있다.
또한 종래기술에 의한 액정표시소자의 제조방법에 있어서, 액정표시소자의 제조에 필요한 소정의 패터닝공정에 사진식각기술이 사용되는데 상기 사진식각기술에는 많은 제조비용이 소요된다. 종래기술의 액정표시소자 제조방법에는 활성층패턴 형성공정, 스토리지 도핑공정, 게이트전극 형성공정, 제 1 콘택트홀 형성공정, 소스/드레인전극 형성공정, 제 2 콘택트홀 형성공정 및 화소전극 형성공정에서 각각 1번씩의 사진식각기술이 적용되므로 총 7번의 사진식각기술이 필요하다.
액정표시소자의 제조비용은 전체 제조공정에 사용되는 사진식각기술의 적용 수에 의존하므로, 종래기술에 의한 제조방법에 따라 액정표시소자를 제조할 경우 제조공정에 사용되는 사진식각기술의 수가 과다하여 공정비용이 높아지는 문제가 있다.
본 발명은 상기한 문제를 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 액정표시소자는 스토리지전극이 투명도전재료로 형성되는 것을 특징으로 하여 개구율 감소문제를 최소화시킬 수 있다. 또한 상기 개구율 감소 문제가 최소화되므로 스토리지전극 면적을 자유롭게 증가시킬 수 있어 일정 값 이상의 스토리지 커패시턴스를 유지하는데 필요한 스토리지전극 면적을 용이하게 확보할 수 있으며, 추가적으로 비저항이 높은 투명도전층의 전기적 저항이 커서 발생할 수 있는 전압강하 문제를 방지할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 액정표시소자의 제조방법에 있어서는, 회절노광 및 부분에싱을 이용하여 게이트전극을 형성하는 불투명도전층은 남기고, 스토리지전극 영역에 증착된 불투명도전층만을 선택적으로 식각하는 방법을 이용한다. 그 결과로 광투과성질이 다른 게이트전극과 스토리지전극을 1개의 포토마스크를 사용하여 동시에 형성할 수 있다.
또한, 본 발명의 구성에서 후술할 콘택트전극 형성시 포토리지스트를 2회 도포하는 방법으로 공정에 사용되는 포토마스크 수를 절감시킬 수 있다.
본 발명의 다른 목적 및 특징들은 후술될 발명의 구성 및 특허청구범위에서 설명될 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 액정표시소자는, 기판 위에 배치되어 복수의 화소를 정의하는 게이트배선 및 데이터배선; 상기 기판 위에 형성된 활성층패턴; 상기 활성층패턴을 포함하는 기판 위에 형성된 게이트절연층; 상기 게이트절연층 위에 형성된 게이트전극; 상기 게이트전극을 포함하는 기판 위에 형성된 층간절연층; 상기 게이트절연층과 층간절연층에 형성된 콘택트홀; 상기 층간절연층 위에 형성되고, 상기 콘택트홀을 통하여 활성층패턴의 소정의 영역과 접속되는 소스전극 및 드레인전극; 상기 드레인전극에 연결된 투명도전층으로 이루어진 화소전극; 및 스토리지배선에 연결된 투명도전층으로 이루어진 스토리지전극을 포함하여 이루어진다.
본 발명에 따른 액정표시소자의 평면구조를 보면 도 4와 같다.
도 4에 도시된 바와 같이, 박막트랜지스터 어레이 기판의 픽셀부는 데이터배선(211)과 게이트배선(212)이 교차하는 부위에 위치하는 박막트랜지스터부와, 박막 트랜지스터부의 드레인전극(206b)에 접속되는 화소전극(209)과, 상기 화소전극(209)과 소정의 영역이 중첩되게 형성되고 스토리지배선(210)에 연결된 스토리지전극(205a)로 구성된다.
이때, 상기 게이트전극(205a)과 스토리지배선(210)은 투명도전층(204a)과 불투명도전층(204b)의 다중의 층으로 되며, 상기 스토리지전극(205a)는 투명도전층으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
이어서 본 발명에 따른 액정표시소자의 단면구조를 도 5를 참조하여 설명한다.
도 5에 도시된 바와 같이, 유리판과 같은 절연기판(201) 위에 활성층패턴(202)이 형성되어 있고, 그 위에 산화실리콘(SiO2)나 질화실리콘(SiNx)로 이루어진 게이트절연층(203)이 형성되어 있다. 이때, 활성층패턴(202)은 다결정실리콘으로 형성될 수 있다. 다만 본 발명이 다결정실리콘으로 이루어진 활성층패턴으로 구성된 액정표시소자에만 국한되는 것은 아니다.
상기 게이트절연층(203) 위에는 투명도전층(204a)와 불투명도전층(204b)가 적층되어 형성된 게이트전극이 형성되어 있고, 상기 투명도전층과 동일한 적층 구조상에 투명도전층으로 이루어진 스토리지전극(205a)가 형성되어 있다.
그리고 상기 게이트전극(204a, 204b) 위에는 제 1 층간절연층(207)이 형성되어 있고, 상기 제 1 층간절연층(207)과 게이트절연층(203)에 형성된 제 1 콘택트홀(미표시)을 통하여 하부의 활성층패턴과 접속되는 소스 및 드레인전극(206a, 206b)이 형성되어 있다.
이어서, 상기 제 1 층간절연층(207) 위에는 제 2 층간절연층(208)이 형성되어 있고, 상기 제 2 층간절연층(208)에 형성된 제 2 콘택트홀(미표시)을 통하여 하부의 드레인전극(206b)와 접속되는 화소전극(209)이 형성되어 있다. 이때, 상기 화소전극(209)와 스토리지전극(205a)는 소정의 영역이 중첩되도록 형성된다.
상기와 같은 평면 및 단면구조를 가지는 박막트랜지스터 어레이 기판의 특징은, 게이트전극과 스토리지배선이 투명도전층(204a)과 불투명도전층(204b)의 다중의 층으로 형성되며, 스토리지전극(205a)는 투명도전층으로 형성되어 있다는 점이다.
이때, 상기 투명도전층은 인듐 틴 옥사이드(Indium Tin Oxide) 또는 인듐 징크 옥사이드(Indium Zinc Oxide)와 같은 산화금속으로 이루어질 수 있고, 상기 불투명도전층은 각각 구리(Cu), 알루미늄(Al), 알루미늄 합금(AlNd), 몰리브덴(Mo), 크롬(Cr), 티타늄(Ti), 탄탈륨(Ta), 등의 금속물질로 형성될 수 있다.
또한 상기 스토리지전극(205a)의 스토리지배선(210) 진행 방향에 수직한 단면 폭은 상기 스토리지배선의 동일한 방향의 단면 폭보다 크게 형성될 수 있고, 그 결과로 상기 스토리지전극(205a)과 상기 스토리지배선(210)이 직렬연결된 경우의 전체 전기저항이 스토리지배선만으로 형성된 경우의 전체 전기저항과 실질적으로 동일할 수 있다.
상기한 바와 같이, 본 발명의 스토리지전극은 투명도전층으로 형성되므로 개구율 감소없이 그 면적을 자유롭게 변화시킬 수 있다. 따라서 스토리지전극의 면적 변화를 통하여 스토리지 커패시턴스를 자유롭게 변화시킬 수 있게 되고, 화소전극 의 전압 변동을 일정값 이하로 작게 유지하기 위해 필요한 스토리지 커패시턴스를 조절하는데 상기 액정표시소자의 구조적 제한을 받지 않게 되는 유리한 효과를 가진다.
또한 상기 특징들은 상기 스토리지전극(205a)을 형성하는 투명도전층의 재료인 산화금속막(예를 들어 인듐 틴 옥사이드나 인듐 징크 옥사이드)의 비저항이 상기 스토리지배선(210)을 형성하는 금속막보다 크기 때문에 발생할 수 있는 스토리지배선(210)에서의 전압강하 문제를 방지할 수 있다는데 그 유용함이 있다.
이하에서, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 액정표시소자의 제조방법을 바람직한 실시예를 통해 상세히 설명한다.
도 6a ~ 도 6h는 상기 액정표시소자의 제조공정에 따른 도 3에 도시된 A-A'선의 단면구조를 순차적으로 나타내는 예시도이다.
먼저, 도 6a에 도시된 바와 같이, 사진식각기술을 이용하여 유리와 같은 투명한 절연물질로 이루어진 기판(201) 위에 다결정실리콘으로 이루어진 활성층패턴(202)을 형성한다.
상기 활성층패턴(202)은 기판(201) 위에 비정질 실리콘 박막을 증착한 후 여러 가지 결정화 방식을 이용하여 형성할 수 있다. 먼저, 비정질실리콘 박막은 일반적으로, 저압 화학기상증착(Low Pressure Chemical Vapor Deposition; LPCVD)방법이나 플라즈마 강화형 화학기상증착(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition; PECVD)방법으로 증착될 수 있으며, 이후 상기 비정질실리콘 박막은 고상 결정화(Solid Phase Crystallization; SPC)방법 또는 엑시머 레이저 어닐링(Eximer Laser Annealing; ELA)방법과 같은 열처리 공정으로 결정화시킬 수 있다.
이때, 상기 활성층패턴(202)은 절연기판(201) 위에 실리콘산화막(SiO2)으로 구성되는 버퍼층(도면에 미도시)을 형성한 후 그 위에 형성할 수도 있으며, 상기 버퍼층은 유리기판(201) 내에 존재하는 나트륨(natrium; Na) 등의 불순물이 공정 중에 상부층으로 침투하는 것을 차단하는 역할을 한다.
다음 단계의 공정으로, 도 6b ~ 도 6d에 도시된 바와 같이, 기판 전면에 게이트절연층(203)을 형성하고 투명도전층(204a)과 불투명도전층(204b)을 차례로 증착한 후 사진식각기술을 이용하여 게이트전극 (204a, 204b) 및 스토리지전극(205a, 205b)을 형성한다.
이때, 게이트 전극(204a, 204b)과 스토리지전극(205a, 205b)은 회절마스크(slit mask) 또는 하프톤마스크(half-tone mask)을 사용함으로써, 이후 공정에서 스토리지전극의 불투명도전층이 제거되어 1개의 포토마스크를 사용하여 형성할 수 있게 되는데, 이를 자세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 본 실시예에 사용한 회절마스크는 광 투과영역이 슬릿구조를 가지며, 상기 슬릿영역을 통해 조사되는 노광량은 빛을 모두 투과시키는 완전투과영역에 조사된 노광량보다 적기 때문에, 포토리지스트와 같은 감광막을 도포한 후 상기 감광막에 부분적으로 슬릿영역 및 완전투과영역이 마련된 마스크를 사용하여 노광하게 되면 슬릿영역에 남아있는 포토리지스트(215b)의 두께와 완전투과영역에 남아있는 포토레지스트(215a)의 두께가 다르게 형성된다. 즉, 포지티브 포토리지스트인 경우 에는 슬릿영역을 통해 빛이 조사된 감광막의 두께가 비투광영역에 형성된 포토리지스트에 비해 얇게 형성되고, 네거티브 포토리지스트인 경우에는 슬릿영역을 통해 빛이 조사된 감광막의 두께가 완전투광영역에 형성된 포토리지스트에 비해 얇게 형성되는 것이다.
그 결과로, 도 6b에 도시된 바와 같이, 게이트전극 위에는 두꺼운 포토리지스트패턴(215a)가 형성되고 스토리지전극 위에는 그보다 낮은 두께의 포토리지스트패턴(215b)이 형성된다.
이어서, 도 6c에 도시된 바와 같이, 상기 회절마스크의 적용으로 상대적으로 얇게 형성된 스토리지전극 위에 형성된 포토리지스트패턴(215b)이 제거되도록 부분애싱공정을 진행한다. 그 결과로 스토리지전극 위에 형성된 포토리지스트패턴(215b)은 제거되고, 게이트전극 위에 형성된 포토리지스트패턴(215a)은 일정 정도의 두께를 가지며 남아 있게 된다.
다음으로, 도 6d에 도시된 바와 같이, 상기 부분애싱공정 후 남아 있는 포토리지스트를 마스크로 스토리지전극을 형성하였던 불투명도전층만을 선택적으로 식각한다.
상기와 같은 과정을 통하여 추가적인 포토마스크의 사용없이도 투명도전층으로만 구성된 스토리지전극(205a)을 형성할 수 있다.
다음 단계의 공정으로, 도 6e에 도시된 바와 같이, 게이트전극(204a, 204b) 및 스토리지전극(205a) 위에 증착된 제 1 층간절연층(207) 위에 제 1 포토리지스트 패턴(316a)을 형성하고 활성층패턴(202)의 소스 및 드레인 영역에 제 1 콘택트홀 (213a)를 패터닝한 후 게이트절연층(203)과 제 1 층간절연층(207)을 식각한다.
다음 단계의 공정으로, 도 6f에 도시된 바와 같이, 소스 및 드레인전극을 형성한다.
상기 소스 및 드레인전극(206a, 206b) 형성공정은, 첫 번째 과정으로 상기 제 1 포토리지스트 위에 금속층을 증착한다. 이때, 상기 금속층은 제 1 콘택트홀(도 6e의 213a) 내부에도 채워지며 그 사이에는 일정한 공간을 가지는 홀이 남아 있게 되도록 그 두께를 조절하여 증착하여야 한다. 다음 과정으로, 제 1 포토리지스트 위에 제 2 포토리지스트를 도포한다. 이때, 상기 제 2 포토리지스트는 상기 금속층이 증착된 후에 여전히 남아 있는 제 1 콘택트홀(도 6e의 213a) 내부에 함께 채워진다. 다음 과정으로, 상기 제 1 콘택트홀(도 6e의 213a)에 채워진 제 2 포토리지스트의 제거없이 상부에 도포된 제 2 포토리지스트만 제거되도록 부분에싱한 후, 제 1 콘택트홀(도 6e의 213a)에 채워진 포토리지스트를 마스크로 상부에 증착된 금속층만을 식각한다. 이로써, 소스 및 드레인전극(206a, 206b)이 형성된다.
마지막 단계의 공정으로, 도 6g에 도시된 바와 같이, 남아있는 제 1 포토리지스트와 제 2 포토리지스트를 완전히 제거하고 그 위에 제 2 층간절연층(208)을 증착한 후, 그 위에 제 2 콘택트홀(미표시)을 형성한다. 그리고 상기 제 2 층간절연층(208) 위에 인듐 틴 옥사이드와 같은 투명도전층을 형성하고 사진식각기술을 이용하여 화소전극(209)을 형성한다.
상기의 공정을 통하여 박막트랜지스터 어레이 기판이 제조되고, 상기 기판과 컬러필터 기판이 합착된 후 그 사이에 액정이 충진되어 액정패널이 완성된다. 그리고 상기 액정패널은 백라이트 장치와 구동부와 결합하여 하나의 액정표시소자가 만들어진다.
상기한 설명에 많은 사항이 구체적으로 기재되어 있으나 이것은 발명의 범위를 한정하는 것이라기보다 바람직한 실시예의 예시로서 해석되어야 한다. 따라서 발명은 설명된 실시예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위와 특허청구범위에 균등한 것에 의하여 정하여져야 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 액정표시소자는 스토리지전극을 투명도전층으로 형성하므로 개구율 향상에 유리한 효과를 가지고, 따라서 스토리지전극의 형태나 크기의 설계에 마진이 확보되는 유리한 효과를 가질 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 액정표시소자의 제조방법은 회절노광을 사용하므로 한 번의 사진식각기술을 적용하여 광투과특성이 상이한 게이트전극과 스토리지전극의 형성이 가능하다. 그리고, 제 1 콘택트홀 형성 후 에싱공정의 진행없이 연속하여 제 2차 포토리지스트 도포공정, 부분에싱공정, 식각공정을 진행하는 방법으로 종래 기술에서 필요로 하던 포토마스크의 수를 감소시킬 수 있으며 이를 통한 제조 원가의 절감 및 생산수율 향상과 같은 유리한 효과를 가진다.

Claims (11)

  1. 기판 위에 배치되어 복수의 화소를 정의하는 게이트배선 및 데이터배선;
    상기 기판 위에 형성된 활성층패턴;
    상기 활성층패턴을 포함하는 기판 위에 형성된 게이트절연층;
    상기 게이트절연층 위에 형성된 게이트전극;
    상기 게이트전극을 포함하는 기판 위에 형성된 층간절연층;
    상기 게이트절연층과 층간절연층에 형성된 콘택트홀;
    상기 층간절연층 위에 형성되고, 상기 콘택트홀을 통하여 활성층패턴의 소정의 영역과 접속되는 소스전극 및 드레인전극;
    상기 드레인전극에 연결된 투명도전층으로 이루어진 화소전극; 및
    스토리지배선에 연결된 투명도전층으로 이루어진 스토리지전극을 포함하여 구성된 액정표시소자.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 게이트전극은 투명도전층과 불투명도전층의 다중층으로 구성된 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 스토리지배선은 투명도전층과 불투명도전층의 다중층으로 구성된 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 스토리지전극의 스토리지배선 진행 방향에 수직한 단면 폭은 상기 스토리지배선의 동일 방향의 단면 폭보다 큰 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 스토리지전극의 면적을 변화시켜 실질적인 개구율 감소없이 스토리지 커패시턴스를 자유롭게 변화시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 스토리지전극은 인듐 틴 옥사이드(indium tin oxide)나 인듐 징크 옥사이드(Indium Zinc Oxide)와 같은 투명한 산화금속으로 구성된 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
  7. 제 2항 또는 제 3항에 있어서,
    상기 불투명도전층은 금속재료로 형성되고, 상기 투명도전층은 인듐 틴 옥사이드(indium tin oxide)나 인듐 징크 옥사이드(Indium Zinc Oxide)와 같은 투명한 산화금속으로 구성된 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
  8. 제 4항에 있어서,
    상기 스토리지전극과 상기 스토리지배선의 직렬연결에 의한 전체 저항이, 스토리지배선만으로 형성된 경우의 전체저항과 실질적으로 동일한 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
  9. 기판 위에 활성층패턴을 형성하는 단계;
    상기 활성층패턴을 포함하는 기판 위에 게이트절연층을 형성하는 단계;
    상기 게이트절연층 위에 투명도전층과 불투명도전층으로 이루어진 다중의 도전층을 형성하는 단계;
    상기 투명도전층과 불투명도전층을 패터닝하여 게이트전극과 스토리지전극을 형성하는 단계;
    상기 스토리지전극의 상층을 구성하는 불투명도전층을 제거하여 투명도전층으로 이루어진 스토리지전극을 형성하는 단계;
    상기 게이트전극 및 스토리지전극을 포함하는 기판 위에 층간절연층을 형성하는 단계;
    상기 게이트절연층과 층간절연층에, 상기 활성층패턴의 소정의 영역을 노출시키는 콘택트홀을 형성하는 단계;
    상기 층간절연층 위에 금속층을 형성하는 단계; 및
    상기 금속층을 패터닝하여 소스전극 및 드레인전극을 형성하는 단계를 포함하여 이루어지는 액정표시소자 제조방법.
  10. 기판 위에 활성층패턴을 형성하는 단계;
    상기 활성층패턴을 포함하는 기판 위에 게이트절연층을 형성하는 단계;
    상기 게이트절연층 위에 투명도전층과 불투명도전층으로 이루어진 다중의 도전층을 형성하는 단계;
    상기 도전층에 포토리지스트를 도포한 후 회절노광을 통해 게이트전극 위의 포토리지스트의 두께가 스토리지전극 위의 포토리지스트의 두께보다 두껍게 형성되도록 하는 단계;
    상기 포토리지스트 패턴을 이용하여 게이트전극과 스토리지전극을 형성하는 단계;
    상기 포토리지스트 패턴을 부분에싱하여 게이트전극 영역에만 포토리지스트가 남아있도록 하여 스토리지전극의 불투명도전층만을 선택적으로 제거하는 단계;
    상기 게이트전극 및 스토리지전극을 포함하는 기판 위에 층간절연층을 형성하는 단계;
    상기 층간절연층을 패터닝하여 상기 활성층패턴의 일부를 노출시키는 콘택트홀을 형성하는 단계;
    상기 층간절연층 위에 금속층을 형성하는 단계; 및
    상기 금속층을 패터닝하여 소스전극 및 드레인전극을 형성하는 단계를 포함하여 이루어지는 액정표시소자 제조방법.
  11. 제 9항 또는 제 10항에 있어서,
    상기 층간절연층에 콘택트홀을 형성하고 그 위에 금속층을 형성하는 단계는,
    상기 층간절연층 위에 포토리지스트를 형성하고, 콘택트홀 패턴의 포토마스크로 패터닝하는 단계;
    상기 패터닝된 포토리지스트를 이용하여 층간절연층을 식각하는 단계;
    상기 식각공정에 연속하여 금속층을 형성하는 단계;
    상기 금속층 위에 포토리지스트를 도포하는 단계;
    상기 도포된 포토리지스트를 상기 금속층의 수평으로 노출된 부분만 에싱될 정도로 부분에싱하여, 상기 금속층이 증착된 콘택트홀 내에 포토리지스트가 남아 있도록 하는 단계; 및
    상기 콘택트홀 내에 남아 있는 포토리지스트를 마스크로 기판의 수평면 위에 증착된 금속층만을 식각하는 단계을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정표시소자 제조방법.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101132119B1 (ko) * 2010-03-10 2012-04-05 삼성모바일디스플레이주식회사 액정표시장치 어레이 기판 및 그 제조방법
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