KR20080011748A - 액정 표시 장치의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 액정 표시 장치의 제조 방법은 가요성 기판 위에 무기물로 이루어진 하부 보호막을 형성하는 단계, 하부 보호막 위에 유기물로 이루어진 상부 보호막을 형성하는 단계, 상부 보호막을 사진 식각하여 예비 접촉구멍을 형성하는 단계, 사진 식각된 상부 보호막을 마스크로 삼아 하부 보호막을 식각하여 제1 접촉구멍을 형성하는 단계, 및 사진 식각된 상부 보호막을 산소(O2) 애싱(ashing)처리하여 제2 접촉구멍을 형성하는 단계를 포함한다. 이러한 공정을 통해 공정상에 발생하는 열에 의해 플라스틱 기판이 수축되더라도 접촉구멍이 오정렬되는 것을 방지할 수 있어 액정 표시 장치의 신뢰성 및 전기적 특성이 향상될 수 있다. 또한, 1회 마스크 형성을 통해 상하부 보호막의 접촉구멍을 형성할 수 있으므로 공정의 단순화 및 원가를 절감할 수 있다.
액정표시장치, 플라스틱, 슬릿마스크

Description

액정 표시 장치의 제조 방법{METHOD OF MANUFACTURING LIQUID CRYSTAL DISPLAY}
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 표시판의 배치도이고,
도 2 및 3은 도 1에 도시한 박막 트랜지스터 표시판을 포함하는 액정 표시 장치를 도 1의 II-II 선과 III-III 선을 따라 자른 단면도이다.
도 4, 도 6, 도 8 및 도 10은 도 2 및 도 3에 도시한 박막 트랜지스터 표시판을 본 발명의 한 실시예에 따라 제조하는 중간 단계에서의 박막 트랜지스터 표시판의 배치도이고,
도 5, 도 7, 도 9 및 도 14는 각각 도 4, 도 6, 도 8 및 도 10의 박막 트랜지스터 표시판을 V-V 선, VII-VII선, IX-IX선 및 XIV-XIV 선을 따라 자른 단면도이다.
도 11 내지 도 13은 도 14에 도시한 박막 트랜지스터 표시판을 형성하는 중간 단계에 대한 도면이다.
본 발명은 액정 표시 장치(liquid crystal display)의 제조 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 플라스틱 기판을 포함하는 가요성 액정 표시 장치의 제조 방법에 관한 것이다.
인터넷이 보편화되고 소통되는 정보의 양이 폭발적으로 증가하면서 미래에는 언제 어디서나 정보를 접할 수 있는 '유비쿼터스 디스플레이(ubiquitous display)'의 환경이 창출될 것이며, 그에 따라 정보를 출력하는 매개체인 노트북, 전자수첩 및 PDA 등과 같은 휴대용 디스플레이의 역할이 중요하게 되었다. 이러한 유비쿼터스 디스플레이 환경을 구현하기 위해서는 원하는 때와 장소에서 정보를 바로 접할 수 있도록 디스플레이의 휴대성이 요구됨과 동시에, 각종 멀티미디어 정보를 표시하기 위한 대화면 특성도 요구된다. 따라서, 이러한 휴대성 및 대화면 특성을 동시에 만족시키기 위해서는, 디스플레이에 유연성을 부여하여 디스플레이로서의 기능을 할 때에는 펼쳐서 이용할 수 있고 휴대시에는 접어서 보관할 수 있는 형태의 디스플레이가 개발될 필요성이 있다.
현재 널리 사용되고 있는 평판 표시 장치 중 대표적인 액정 표시 장치(liquid crystal display, LCD)는, 전극이 형성되어 있는 두 장의 유리 기판과 그 사이에 삽입되어 있는 액정층으로 이루어져 있으며, 전극에 전압을 인가하여 액정층의 액정 분자들을 재배열시킴으로써 투과되는 빛의 양을 조절하는 형태가 주류이다.
그런데, 이러한 액정 표시 장치는 무겁고 파손되기 쉬운 유리 기판을 사용하기 때문에 휴대성 및 대화면 표시에 한계가 있다.
따라서, 근래에는 중량이 가볍고 충격에 강할 뿐만 아니라 가요성(flexible) 플라스틱 기판을 이용하는 액정 표시 장치가 개발되고 있다.
기존의 유리 기판 대신 가요성이 있는 플라스틱 기판을 이용하는 경우, 휴대성, 안전성 및 경량성 등에서 기존의 유리 기판에 비하여 많은 이점들을 가질 수 있다. 또한, 공정적인 측면에서도, 플라스틱 기판은 증착 또는 프린팅에 의해 제작이 가능하므로 제조 비용을 낮출 수 있고, 기존의 시트(sheet) 단위의 공정과 달리 롤-투-롤(roll-to-roll) 공정으로 표시 장치를 제작할 수 있으므로 대량 생산을 통한 저비용의 표시 장치를 제조할 수 있다. 여기서, 플라스틱 기판은 온도에 의한 기판의 수축이 발생할 수 있으므로 저온에서 액정 표시 장치 제조 공정을 진행해야 한다.
한편, 가요성 액정 표시 장치의 박막 트랜지스터 표시판은 박막 트랜지스터와 그 위에 무기물질로 이루어진 하부 보호막과 그 위에 저온 유기물질로 이루어진 상부 보호막을 포함하는 보호막으로 구성할 수 있다. 이러한 박막 트랜지스터 표시판의 보호막 하부에 존재하는 전극을 노출하는 콘택홀을 만들기 위해 종래에는 제1 마스크를 이용하여 하부 보호막을 패터닝하여 제1 접촉구멍을 만들고, 그 위에 상부 보호막을 형성한 후, 제2 마스크를 이용하여 상부 보호막을 패터닝하여 제2 접촉구멍을 만든다.
이와 같이 종래에는 하부 및 상부 보호막으로 이루어진 보호막의 접촉구멍을 형성하기 위해 2개의 마스크가 필요하다.
그러나 전술한 플라스틱 기판은 저온에서 액정 표시 장치 제조 공정을 진행할지라도 열에 의해 어느 정도 수축된다. 이로 인해 제1 및 제2 접촉구멍은 오정렬(misalign)되어 액정 표시 장치의 전기적 특성 및 신뢰성을 저하시킬 수 있다.
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 가요성 액정 표시 장치의 접촉구멍이 오정렬 됨에 따라 액정 표시 장치의 전기적 특성 및 신뢰성이 저하되는 것을 방지하고 공정을 단순화하는 것이다.
본 발명에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법은 가요성 기판 위에 무기물로 이루어진 하부 보호막을 형성하는 단계, 상기 하부 보호막 위에 유기물로 이루어진 상부 보호막을 형성하는 단계, 상기 상부 보호막을 사진 식각하여 예비 접촉구멍을 형성하는 단계, 상기 사진 식각된 상부 보호막을 마스크로 삼아 상기 하부 보호막을 식각하여 제1 접촉구멍을 형성하는 단계, 및 상기 사진 식각된 상부 보호막을 산소(O2) 애싱(ashing)처리하여 제2 접촉구멍을 형성하는 단계를 포함한다.
상기 상부 보호막의 사진 식각은 슬릿 마스크(slit mask)를 사용할 수 있다.
상기 가요성 기판은 플라스틱 기판을 포함할 수 있다.
상기 하부 보호막의 식각은 건식식각으로 진행할 수 있다.
상기 예비 접촉구멍은 상기 상부 보호막의 하부에 존재하는 제3 접촉구멍과 상기 상부 보호막의 상부에 존재하며, 상기 제3 접촉구멍 위에 배치되어 상기 제3 접촉 구멍보다 폭이 넓은 제4 접촉구멍을 포함할 수 있다.
상기 제1 접촉구멍은 상기 제3 접촉구멍보다 폭이 넓으며, 상기 제3 및 제4 접촉구멍은 상기 산소 애싱 처리에 의해 제2 접촉구멍이 될 수 있다.
그러면, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치 및 그 제조 방법에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우 뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.
먼저, 도 1 내지 도 3을 참고로 하여 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 구조에 대하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 표시판의 배치도이고, 도 2 및 도 3은 도 1에 도시한 박막 트랜지스터 표시판을 포함하는 액정 표시 장치를 도 1의 II-II 선 및 III-III 선을 따라 자른 단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참고하면, 플라스틱으로 이루어진 절연 기판(110) 위에 복수의 게이트선(gate line)(121) 및 복수의 유지 전극선(storage electrode line)(131)이 형성되어 있다.
게이트선(121)은 게이트 신호를 전달하며 주로 가로 방향으로 뻗어 있다. 각 게이트선(121)은 아래로 돌출한 복수의 게이트 전극(gate electrode)(124)과 다 른 층 또는 외부 구동 회로와의 접속을 위하여 면적이 넓은 끝 부분(129)을 포함한다. 게이트 신호를 생성하는 게이트 구동 회로(도시하지 않음)는 기판(110) 위에 부착되는 가요성 인쇄 회로막(flexible printed circuit film)(도시하지 않음) 위에 장착되거나, 기판(110) 위에 직접 장착되거나, 기판(110)에 집적될 수 있다. 게이트 구동 회로가 기판(110) 위에 집적되어 있는 경우 게이트선(121)이 연장되어 이와 직접 연결될 수 있다.
유지 전극선(131)은 소정의 전압을 인가 받으며, 게이트선(121)과 거의 나란하게 뻗은 줄기선과 이로부터 갈라진 복수 쌍의 유지 전극(133a, 133b)을 포함한다. 유지 전극선(131) 각각은 인접한 두 게이트선(121) 사이에 위치하며 줄기선은 두 게이트선(121) 중 아래쪽에 가깝다. 유지 전극(133a, 133b) 각각은 줄기선과 연결된 고정단과 그 반대 쪽의 자유단을 가지고 있다. 한 쪽 유지 전극(133b)의 고정단은 면적이 넓으며, 그 자유단은 직선 부분과 굽은 부분의 두 갈래로 갈라진다. 그러나 유지 전극선(131)의 모양 및 배치는 여러 가지로 변형될 수 있다.
게이트선(121) 및 유지 전극선(131)은 알루미늄(Al)이나 알루미늄 합금 등 알루미늄 계열 금속, 은(Ag)이나 은 합금 등 은 계열 금속, 구리(Cu)나 구리 합금 등 구리 계열 금속, 몰리브덴(Mo)이나 몰리브덴 합금 등 몰리브덴 계열 금속, 크롬(Cr), 탄탈륨(Ta) 및 티타늄(Ti) 따위로 만들어질 수 있다. 그러나 이들은 물리적 성질이 다른 두 개의 도전막(도시하지 않음)을 포함하는 다중막 구조를 가질 수도 있다. 이 중 한 도전막은 신호 지연이나 전압 강하를 줄일 수 있도록 낮은 비저항(resistivity)의 금속, 예를 들면 알루미늄 계열 금속, 은 계열 금속, 구리 계 열 금속 등으로 만들어진다. 이와는 달리, 다른 도전막은 다른 물질, 특히 ITO(indium tin oxide) 및 IZO(indium zinc oxide)와의 물리적, 화학적, 전기적 접촉 특성이 우수한 물질, 이를테면 몰리브덴 계열 금속, 크롬, 티타늄, 탄탈륨 등으로 만들어진다. 이러한 조합의 좋은 예로는 크롬 하부막과 알루미늄 (합금) 상부막 및 알루미늄 (합금) 하부막과 몰리브덴 (합금) 상부막을 들 수 있다. 그러나 게이트 도전체(121, 124) 및 유지 전극선(131)은 이외에도 여러 가지 다양한 금속과 도전체로 만들어질 수 있다.
게이트 도전체(121, 124) 및 유지 전극선(131)의 측면은 기판(110) 면에 대하여 경사져 있으며 그 경사각은 약 30° 내지 약 80°인 것이 바람직하다.
게이트 도전체(121, 124) 및 유지 전극선(131) 위에는 질화규소(SiNx) 또는 산화규소(SiOx) 따위로 만들어진 게이트 절연막(gate insulating layer)(140)이 형성되어 있다.
게이트 절연막(140) 위에는 다결정 규소(polysilicon)로 만들어진 복수의 선형 반도체(151)가 형성되어 있다. 선형 반도체(151)는 주로 세로 방향으로 뻗어 있으며, 게이트 전극(124)을 향하여 뻗어 나온 복수의 돌출부(projection)(154)를 포함한다. 선형 반도체(151)는 게이트선(121) 및 유지 전극선(131) 부근에서 너비가 넓어져 이들을 폭넓게 덮고 있다.
반도체(151) 위에는 선형 및 섬형 저항성 접촉 부재(ohmic contact)(161, 165)가 차례로 형성되어 있다.
저항성 접촉 부재(161, 165)는 인 따위의 n형 또는 붕소(B) 따위의 p형 불 순물이 고농도로 도핑되어 있는 비정질 규소 및 다결정 규소 따위의 물질로 만들어지거나 실리사이드(silicide)로 만들어질 수 있다. 선형 저항성 접촉 부재(161)는 복수의 돌출부(163)를 가지고 있으며, 이 돌출부(163)와 저항성 접촉 부재(165)는 쌍을 이루어 반도체(151)의 돌출부(154) 위에 배치되어 있다.
반도체(151, 154) 및 저항성 접촉 부재(161, 165)의 측면 역시 기판(110) 면에 대하여 경사져 있으며 경사각은 30° 내지 80° 정도이다.
저항성 접촉 부재(161, 165) 및 게이트 절연막(140) 위에는 복수의 데이터선(171)과 복수의 드레인 전극(drain electrode)(175)이 형성되어 있다.
데이터선(171)은 데이터 신호를 전달하며 주로 세로 방향으로 뻗어 게이트선(121)과 교차한다. 각 데이터선(171)은 또한 유지 전극선(131)과 교차하며 인접한 유지 전극(133a, 133b) 집합 사이를 달린다. 각 데이터선(171)은 게이트 전극(124)을 향하여 뻗은 복수의 소스 전극(source electrode)(173)과 다른 층 또는 외부 구동 회로와의 접속을 위하여 면적이 넓은 끝 부분(179)을 포함한다. 데이터 신호를 생성하는 데이터 구동 회로(도시하지 않음)는 기판(110) 위에 부착되는 가요성 인쇄 회로막(도시하지 않음) 위에 장착되거나, 기판(110) 위에 직접 장착되거나, 기판(110)에 집적될 수 있다. 데이터 구동 회로가 기판(110) 위에 집적되어 있는 경우, 데이터선(171)이 연장되어 이와 직접 연결될 수 있다.
드레인 전극(175)은 데이터선(171)과 분리되어 있고 게이트 전극(124)을 중심으로 소스 전극(173)과 마주 본다.
각 드레인 전극(175)은 면적이 넓은 한 쪽 끝 부분과 막대형인 다른 쪽 끝 부분을 가지고 있으며, 막대형 끝 부분은 구부러진 소스 전극(173)으로 일부 둘러싸여 있다.
하나의 게이트 전극(124), 하나의 소스 전극(173) 및 하나의 드레인 전극(175)은 반도체(151)의 돌출부(154)와 함께 하나의 박막 트랜지스터(thin film transistor, TFT)를 이루며, 박막 트랜지스터의 채널(channel)은 소스 전극(173)과 드레인 전극(175) 사이의 돌출부(154)에 형성된다.
데이터선(171) 및 드레인 전극(175)은 몰리브덴, 크롬, 탄탈륨 및 티타늄 등 내화성 금속 또는 이들의 합금으로 만들어지는 것이 바람직하며, 내화성 금속 따위의 도전막(도시하지 않음)과 저저항 물질 도전막(도시하지 않음)으로 이루어진 다층막 구조를 가질 수 있다. 다층막 구조의 예로는 크롬 또는 몰리브덴 (합금) 하부막과 알루미늄 (합금) 상부막의 이중막, 몰리브덴 (합금) 하부막과 알루미늄 (합금) 중간막과 몰리브덴 (합금) 상부막의 삼중막을 들 수 있다. 그러나 데이터 도전체(171, 175)는 이외에도 여러 가지 다양한 금속 또는 도전체로 만들어질 수 있다.
데이터 도전체(171, 175) 또한 그 측면이 기판(110) 면에 대하여 30° 내지 80° 정도의 경사각으로 기울어진 것이 바람직하다.
저항성 접촉 부재(161, 165)는 그 아래의 반도체(151)와 그 위의 데이터선(171) 및 드레인 전극(175) 사이에만 존재하며 이들 사이의 접촉 저항을 낮추어 준다.
반도체(151)는 소스 전극(173)과 드레인 전극(175) 사이를 비롯하여 데이 터선(171) 및 드레인 전극(175)으로 가리지 않고 노출된 부분을 가지고 있다. 대부분의 곳에서는 선형 반도체(151)의 너비가 데이터선(171)의 너비보다 작지만, 앞서 설명하였듯이 게이트선(121)과 만나는 부분에서 너비가 넓어져 표면의 프로파일을 부드럽게 함으로써 데이터선(171)이 단선되는 것을 방지한다.
데이터선(171), 드레인 전극(175) 및 노출된 반도체(151) 부분 위에는 보호막(passivation layer)(180)이 형성되어 있다.
보호막(180)은 질화규소(SiNx)와 산화규소(SiOx) 따위의 무기 절연물로 이루어진 하부 보호막(180p)과 그 위에 배치된 유기 절연물 따위로 만들어지며 표면이 평탄한 상부 보호막(180q)을 포함한다. 여기서, 상부 보호막(180q)의 유기 절연물은 감광성(photosensitivity)을 가질 수 있으며 그 유전 상수(dielectric constant)는 약 4.0 이하인 것이 바람직하다.
보호막(180)에는 데이터선(171)의 끝 부분(179)과 드레인 전극(175)을 각각 드러내는 복수의 접촉 구멍(contact hole)(181, 182, 187)이 형성되어 있으며, 보호막(180)과 게이트 절연막(140)에는 게이트선(121)의 끝 부분(129)을 드러내는 복수의 접촉 구멍(181), 유지 전극(133b) 고정단 부근의 유지 전극선(131) 일부를 드러내는 복수의 접촉 구멍(183a), 그리고 유지 전극(133a) 자유단의 직선 부분을 드러내는 복수의 접촉 구멍(183b)이 형성되어 있다. 이들 접촉 구멍(181, 182, 187)은 상부 보호막(180q)에서는 단면적이 넓고, 하부 보호막(180p)에서는 단면적이 좁게 형성되어 있다. 따라서 접촉 구멍(181, 182, 187)을 통하여 하부 보호막(180p)의 위 표면이 부분적으로 노출된다.
보호막(180) 위에는 복수의 화소 전극(pixel electrode)(191) 복수의 연결 다리(overpass)(83) 및 복수의 접촉 보조 부재(contact assistant)(81, 82)가 형성되어 있다. 이들은 ITO 또는 IZO 등의 투명한 도전 물질이나 알루미늄, 은, 크롬 또는 그 합금 등의 반사성 금속으로 만들어질 수 있다.
화소 전극(191)은 접촉 구멍(187)을 통하여 드레인 전극(175)과 물리적·전기적으로 연결되어 있으며, 드레인 전극(175)으로부터 데이터 전압을 인가 받는다. 데이터 전압이 인가된 화소 전극(191)은 공통 전압(common voltage)을 인가 받는 다른 표시판(도시하지 않음)의 공통 전극(common electrode)(도시하지 않음)과 함께 전기장을 생성함으로써 두 전극 사이의 액정층(도시하지 않음)의 액정 분자의 방향을 결정한다. 이와 같이 결정된 액정 분자의 방향에 따라 액정층을 통과하는 빛의 편광이 달라진다. 화소 전극(191)과 공통 전극은 축전기[이하 “액정 축전기(liquid crystal capacitor)”라 함]를 이루어 박막 트랜지스터가 턴 오프된 후에도 인가된 전압을 유지한다.
화소 전극(191)은 유지 전극(133a, 133b)을 비롯한 유지 전극선(131)과 중첩한다. 화소 전극(191) 및 이와 전기적으로 연결된 드레인 전극(171)이 유지 전극선(131)과 중첩하여 이루는 축전기를 유지 축전기(storage capacitor)라 하며, 유지 축전기는 액정 축전기의 전압 유지 능력을 강화한다.
접촉 보조 부재(81, 82)는 각각 접촉 구멍(181, 182)을 통하여 게이트선(121)의 끝 부분(129) 및 데이터선(171)의 끝 부분(179)과 연결된다. 접촉 보조 부재(81, 82)는 데이터선(171) 및 게이트선(121)의 끝 부분(179, 129)과 외부 장치 와의 접착성을 보완하고 이들을 보호한다.
연결 다리(83)는 게이트선(121)을 가로지르며, 게이트선(121)을 사이에 두고 반대 쪽에 위치하는 접촉 구멍(183a, 183b)을 통하여 유지 전극선(131)의 노출된 부분과 유지 전극(133b) 자유단의 노출된 끝 부분에 연결되어 있다. 유지 전극(133a, 133b)을 비롯한 유지 전극선(131)은 연결 다리(83)와 함께 게이트선(121)이나 데이터선(171) 또는 박막 트랜지스터의 결함을 수리하는 데 사용할 수 있다.
그러면, 이러한 도 1 내지 도 3에 도시한 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 표시판을 본 발명의 한 실시예에 따라 제조하는 방법에 대하여 도 4 내지 도 14를 참고로 하여 상세히 설명한다.
도 4, 도 6, 도 8 및 도 10은 도 2 및 도 3에 도시한 박막 트랜지스터 표시판을 본 발명의 한 실시예에 따라 제조하는 중간 단계에서의 박막 트랜지스터 표시판의 배치도이고, 도 5, 도 7, 도 9는 각각 도 4, 도 6 및 도 8의 박막 트랜지스터 표시판을 V-V 선, VII-VII선 및 IX-IX선을 따라 자른 단면도이며, 도 11 내지 도 14는 도 8에 도시한 박막 트랜지스터 표시판을 XI-XI 선, XII-XII 선, XIII-XIII 선 및 XIV-XIV 선을 따라 자른 단면도이다.
먼저 도 4 및 도 5에 도시한 바와 같이, 플라스틱으로 만들어진 절연 기판(110) 위에 금속막을 스퍼터링(sputtering) 따위로 적층한 다음, 사진 식각하여 게이트 전극(124) 및 끝 부분(129)을 포함하는 복수의 게이트선(121)과 유지 전극(133a, 133b)을 포함하는 복수의 유지 전극선(131)을 형성한다.
다음, 도 6 내지 도 7에 도시한 바와 같이, 게이트선(121) 및 유지 전극 선(131) 위에 화학 기상 증착 방법 등으로 게이트 절연막(140)을 적층한다.
이어, 게이트 절연막(140) 위에 진성 비정질 규소층(intrinsic amorphous silicon)과 불순물 비정질 규소층(extrinsic amorphous silicon)을 차례로 적층하고, 이 두 층을 차례로 패터닝하여 복수의 선형 불순물 반도체(164) 및 복수의 선형 진성 반도체(151)를 형성한다.
그 다음, 도 8 및 도 9에 도시한 바와 같이, 게이트 절연막(140)과 선형 불순물 반도체(164) 위에 금속막을 스퍼터링(sputtering) 따위로 적층하고 사진 식각하여, 드레인 전극(175)과 소스 전극(173)을 포함하는 복수의 데이터선(171)을 형성한다.
이어, 도 10 및 도 11에 도시한 바와 같이, 데이터선(171) 및 드레인 전극(175)으로 덮이지 않고 노출된 불순물 반도체(164) 부분을 제거함으로써 돌출부(163)를 포함하는 복수의 선형 저항성 접촉 부재(161)와 복수의 섬형 저항성 접촉 부재(165)를 완성하는 한편, 그 아래의 진성 반도체(151) 부분을 노출시킨다. 노출된 진성 반도체(151) 부분의 표면을 안정화시키기 위하여 산소(O2) 플라스마를 뒤이어 실시하는 것이 바람직하다.
그런 다음, 게이트 절연막(140), 드레인 전극(175) 및 데이터선(171) 위에 무기물로 만들어진 하부 보호막(180p)을 화학 기상 증착 따위로 적층하고, 감광성 유기물로 만들어진 상부 보호막(180q)을 도포한다.
이어, 도 12에 도시한 바와 같이, 보호막(180) 위에 광 마스크(40)를 정렬한 다.
광 마스크(40)는 투명한 기판(42)과 그 위의 불투명한 광차단층(41)을 포함하며, 투광 영역(TA), 차광 영역(BA) 및 반투과 영역(SA)으로 나누어진다. 광 차단층(41)은 투광 영역(TA)에는 전혀 없고 차광 영역(BA)과 반투과 영역(SA)에만 존재한다. 광 차단층(41)은 차광 영역(BA)에서는 그 너비가 소정 값 이상이고, 반투과 영역(SA)에서는 너비 또는 간격이 소정 값 이하를 이루는 복수의 부분을 포함한다. 여기서, 반투과 영역(SA)은 차광 영역(BA)과 투과 영역(TA) 사이에 존재한다.
이러한 광 마스크(40)를 통하여 상부 보호막(180q)에 빛을 조사한 후 현상하면, 일정 강도 이상 빛에 노출된 상부 보호막(180q) 부분이 없어진다. 구체적으로, 투광 영역(TA)과 마주보는 부분은 모두 없어지고, 반투과 영역(SA)과 마주보는 부분은 윗 부분이 없어져 두께가 줄며, 차광 영역(BA)과 마주보는 부분은 그대로 남는다.
이에 따라 상부 보호막(180q)에는 접촉구멍(185)이 형성된다. 여기서, 접촉구멍(185)은 투광 영역(TA)과 마주하는 상부 보호막(180q) 하부 부분에 존재하며, 하부 보호막(180p)의 일부를 노출하는 제1 접촉구멍(185a)과 반투과 영역(SA) 및 투광 영역(TA)과 마주하는 상부 보호막(180q) 상부 부분에 존재하는 제2 접촉구멍(185b)을 포함한다. 이때, 제1 접촉구멍(185a)은 제2 접촉구멍(185b)보다 폭이 좁다.
그 다음, 도 13에 도시한 바와 같이, 상부 보호막(180q)을 마스크로 삼아 하부 보호막(180p)의 노출된 부분과 그 아래의 게이트 절연막(140) 부분을 제거하여 접촉 구멍(181, 182, 187)을 형성한다.
이러한 공정을 통해 하부 보호막(180p)은 상부 보호막(180q) 아래로 소정의 폭만큼 파고 들어간 접촉구멍(186)을 갖는다. 이 접촉구멍(186)은 상부 보호막(180q)의 제1 접촉 구멍(185a)보다 넓은 폭을 가지고 드레인 전극(175)의 일부를 노출한다. 이때, 드레인 전극(175)을 노출하는 접촉구멍(185, 186) 및 상부 보호막(180q) 위에 투명 전극을 형성할 경우, 접촉 구멍(185, 186) 간의 폭 차이에 의해 투명 전극과 접촉구멍(185, 186) 간의 접착도가 현저히 떨어짐에 따라 보이드(void)가 생겨 제품의 품질이 저하될 수 있다.
따라서, 이를 방지하기 위해 도 14에 도시한 바와 같이, 상부 보호막(180q)에 산소(O2)를 이용한 애싱(ashing) 공정을 진행하여 제1 접촉 구멍(185a)의 폭과 제2 접촉 구멍(185b)의 폭이 같아지도록 상부 보호막(180q)을 소정의 두께만큼 제거한다. 도면에서 점선으로 처리한 부분은 산소 애싱 공정에 의해 제거된 상부 보호막(180q)의 소정의 두께를 나타낸 것이다.
전술한 바와 같이, 본 발명은 광마스크(40)를 사용하여 상부 보호막(180q)을 패터닝하고, 패터닝된 상부 보호막(180q)을 마스크로 삼아 하부 보호막(180p)을 패터닝하여 접촉구멍(187)을 형성한다. 즉, 종래에는 2회 마스크를 형성하여 상하부 보호막의 접촉구멍을 형성하는 번거로움이 있었지만 본원 발명은 마스크를 1회 형성하여 상하부 보호막(180q, 180p)의 접촉구멍(187)을 형성한다. 따라서, 본 발명은 종래의 제조 공정 단계보다 공정이 단순하므로 제품의 원가를 절감할 수 있다.
또한, 접촉구멍(185)을 갖는 상부 보호막(180q)을 마스크로 삼아 하부 보호 막(180p)의 접촉구멍(186)을 형성함에 따라 공정상의 열로 인해 절연기판(110)이 수축되더라도 접촉 구멍(185, 186)이 오정렬되는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라 액정 표시 장치의 전기적 특성 및 신뢰성이 향상될 수 있다.
마지막으로 도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 접촉 구멍(187) 및 보호막(180) 위에 ITO 또는 IZO 따위의 투명 전극을 스퍼터링으로 적층하고 사진 시각 공정으로 복수의 화소 전극(191)과 접촉 부재(81, 82)를 형성한다.
이때, 접촉구멍(185)을 통해 접촉구멍(186)이 완전히 노출됨에 따라 화소 전극(191)은 접촉구멍(187)의 내벽에 보이드(void) 없이 형성될 수 있다.
본 발명에 따르면, 1개의 슬릿 마스크를 이용하여 상부 보호막을 패터닝하고, 패터닝된 상부 보호막을 마스크로 삼아 하부 보호막을 패터닝하여 보호막 하부의 전극을 노출하는 접촉구멍을 만든다. 이에 따라 공정상에 발생하는 열에 의해 플라스틱 기판이 수축되더라도 접촉구멍이 오정렬되는 것을 방지할 수 있어 액정 표시 장치의 신뢰성 및 전기적 특성이 향상될 수 있다.
또한, 1회 마스크 형성을 통해 상하부 보호막의 접촉구멍을 형성할 수 있으므로 공정의 단순화 및 원가를 절감할 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구 범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims (7)

  1. 가요성 기판 위에 무기물로 이루어진 하부 보호막을 형성하는 단계,
    상기 하부 보호막 위에 유기물로 이루어진 상부 보호막을 형성하는 단계,
    상기 상부 보호막을 사진 식각하여 예비 접촉구멍을 형성하는 단계,
    상기 사진 식각된 상부 보호막을 마스크로 삼아 상기 하부 보호막을 식각하여 제1 접촉구멍을 형성하는 단계, 및
    상기 사진 식각된 상부 보호막을 산소(O2) 애싱(ashing)처리하여 제2 접촉구멍을 형성하는 단계
    를 포함하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  2. 제1항에서,
    상기 상부 보호막의 사진 식각은 슬릿 마스크(slit mask)를 사용하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  3. 제1항에서,
    상기 가요성 기판은 플라스틱 기판을 포함하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  4. 제1항에서,
    상기 하부 보호막의 식각은 건식식각으로 진행하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  5. 제1항에서,
    상기 예비 접촉구멍은 상기 상부 보호막의 하부에 존재하는 제3 접촉구멍과 상기 상부 보호막의 상부에 존재하며, 상기 제3 접촉구멍 위에 배치되어 상기 제3 접촉 구멍보다 폭이 넓은 제4 접촉구멍을 포함하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  6. 제5항에서,
    상기 제1 접촉구멍은 상기 제3 접촉구멍보다 폭이 넓은 액정 표시 장치의 제조 방법.
  7. 제6항에서
    상기 제3 및 제4 접촉구멍은 상기 산소 애싱 처리에 의해 제2 접촉구멍이 되는 액정 표시 장치의 제조 방법.
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