KR20080045362A - 액정 표시 장치 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것으로, 특히 화질을 향상시키는 횡전계 방식(IPS:In Plane Switching Mode) 액정 표시 장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 액정 표시 장치는, 게이트 배선과 데이터 배선 사이에 개재되어 상기 화소 영역에 제 1 개구 영역을 가지는 게이트 절연막과, 박막 트랜지스터를 덮으며, 상기 화소 영역에 상기 제 1 개구 영역보다 큰 제 2 개구 영역을 가지는 보호막을 구비한다.
따라서, 본 발명은 액정 표시 장치에서 화소 영역에 절연막들을 제거함으로써 개구율 및 광 투과율을 향상시키고, 상기 화소 영역에 제거된 절연막들의 측면을 완만히 경사지게 형성함으로써 추후 형성되는 막 또는 패턴의 단선을 방지하며, 배향막의 배향 처리가 균일하게 이루어지므로 블랙 휘도가 저하되고 빛샘을 방지하여 고화질을 구현할 수 있다.
게이트 절연막, 개구 영역, 보호막, 개구율, 광 투과율

Description

액정 표시 장치 및 그 제조 방법{Liquid Crystal Display device and the fabrication method thereof}
도 1은 본 발명의 일 실시예로서, 횡전계 방식 액정 표시 장치의 어레이 기판을 보여주는 평면도.
도 2는 도 1의 Ⅰ-Ⅰ'선을 따라 자른 단면도.
도 3a 내지 도 3h는 본 발명에 따른 횡전계 방식 액정 표시 장치를 제조하는 방법을 보여주는 공정 순서도.
<도면의 주요부분에 대한 부호 설명>
100 : 기판 112 : 게이트 배선
112a : 게이트 전극 113 : 게이트 절연막
113a : 제 1 개구 영역 114 : 반도체층
114a : 반도체층 패턴 115 : 데이터 배선
116 : 보호막 116a : 제 2 개구 영역
117 : 화소 전극 119a : 제 1 콘택홀
119b : 제 2 콘택홀 124: 공통 전극
125 : 공통 배선
본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 특히 화질을 향상시키는 횡전계 방식(IPS:In Plane Switching Mode)으로 구동하는 액정 표시 장치 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 디스플레이 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.
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.
상기 횡전계 방식 액정 표시 장치는 게이트 배선과 데이터 배선이 교차하는 영역을 화소 영역이라고 정의하고, 상기 화소 영역에 공통 전극과 화소 전극이 교대로 형성된 구조를 가진다. 상기 공통 전극 및 화소 전극 사이에 전압이 인가되어 상기 기판에 대해서 수평방향으로 전계가 발생된다. 일반적으로 상기 공통 전극과 화소 전극 사이에는 게이트 절연막, 보호막 등의 투명한 막 구조를 이루어 광을 투과시키게 되는데, 투명한 막 구조라고 하더라도 광을 다소 흡수 또는 반사하는 특성을 가지므로 광 투과율이 떨어지며, 상기 공통 전극이 상기 게이트 배선 물질과 같은 불투명한 금속 물질로 형성될 경우에는 개구율도 저하되는 문제점이 있다.
특히, 횡전계 방식 액정 표시 장치의 기판 전면에는 배향막이 형성되어 액정 분자가 일 방향으로 수평 배향되도록 하는데, 상기 배향막은 러빙법 등과 같은 배향 처리 기법을 이용하여 배향 처리된다.
그런데, 상기 횡전계 방식 액정 표시 장치의 광투과율을 향상시키기 위하여 상기 공통 전극과 화소 전극 사이에 게이트 절연막, 보호막 등의 막 구조를 제거하 게 될 경우 이 부분에서 단차가 급격히 이루어지게 된다.
따라서, 이와 같은 단차 부분에 형성된 배향막은 러빙 공정시 러빙 포가 잘 닿지 않아 배향 처리가 잘 이루어지지 않게 되고, 추후 이런 부분에서 빛샘 등의 문제점이 발생하게 된다.
본 발명은 횡전계 방식 액정 표시 장치에서 적층되는 절연막층들의 측면을 계단 형상 또는 완만하게 경사진 형상으로 형성함으로써 배향막 형성시에 단차에 의한 불량을 개선할 수 있고, 공통 전극 및 화소 전극을 투명 전극 물질로 형성하고 상기 공통 전극과 화소 전극 사이에 막 구조를 제거함으로써 개구율 및 광 투과율을 개선한 액정 표시 장치 및 그 제조 방법을 제공하는 데 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 액정 표시 장치는, 기판 상에 형성된 게이트 배선; 상기 게이트 배선과 평행하게 형성된 공통 배선; 상기 게이트 배선과 교차하여 화소 영역을 정의하는 데이터 배선; 상기 게이트 배선과 데이터 배선 사이에 개재되어 상기 화소 영역에 제 1 개구 영역을 가지는 게이트 절연막; 상기 화소 영역에 위치하고, 상기 게이트 배선에서 연장된 게이트 전극과, 상기 게이트 배선과 상기 데이터 배선의 교차 지점에 형성된 박막 트랜지스터; 상기 화소 영역에 제 2 개구 영역을 가지는 보호막; 상기 드레인 전극과 연결되어 상기 제 1 및 제 2 개구 영역에 의해 노출된 기판 상에 배치된 다수의 화소 전극들; 및 상기 공통 배선과 연결되어 상기 화소 전극들과 교대로 배치된 다수의 공통 전 극들;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법은, 기판 상에 형성된 게이트 배선, 상기 게이트 배선에서 돌출된 게이트 전극 및 상기 게이트 배선과 평행한 공통 배선을 형성하는 단계; 상기 기판 전면에 게이트 절연막을 형성하는 단계; 상기 게이트 전극 위치에 반도체층을 형성하는 단계; 상기 게이트 배선과 교차하여 화소 영역을 정의하는 데이터 배선과, 상기 반도체층 일단으로 연장된 소스 전극 및 상기 소스 전극과 이격되어 상기 반도체층 다른 일단에 드레인 전극을 형성하는 단계; 상기 기판 전면에 보호막을 형성하는 단계; 상기 보호막을 식각하여 제 2 개구 영역을 형성하고, 상기 게이트 절연막을 식각하여 상기 제 2 개구 영역보다 작은 제 1 개구 영역을 형성하는 단계; 및 상기 기판 상에 상기 드레인 전극과 연결되는 다수의 화소 전극들 및 상기 공통 배선과 연결되며 상기 화소 전극들과 교대로 배치된 공통 전극들을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치 및 그 제조 방법에 대하여 상세하게 설명하지만, 본 발명이 하기의 실시예에 제한되는 것은 아니며, 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양한 다른 형태로 구현할 수 있을 것이다. 첨부된 도면에 있어서, 게이트 배선, 데이터 배선, 공통 배선, 게이트 전극, 소스 전극, 드레인 전극, 화소 전극, 공통 전극, 반도체층 및 기타 구조물들 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다. 본 발명 에 있어서, 게이트 배선, 데이터 배선, 공통 배선, 게이트 전극, 소스 전극, 드레인 전극, 화소 전극, 공통 전극, 반도체층 및 기타 구조물들이 "상에", "상부에", 또는 "하부에" 라는 용어 등이 사용되어 형성되는 것으로 언급된 경우에는 게이트 배선, 데이터 배선, 공통 배선, 게이트 전극, 소스 전극, 드레인 전극, 화소 전극, 공통 전극, 반도체층 및 기타 구조물들이 직접 게이트 배선, 데이터 배선, 공통 배선, 게이트 전극, 소스 전극, 드레인 전극, 화소 전극, 공통 전극, 반도체층 및 기타 구조물 들 위에 형성되거나 아래에 위치하는 것을 의미하거나, 다른 게이트 배선, 데이터 배선, 공통 배선, 게이트 전극, 소스 전극, 드레인 전극, 화소 전극, 공통 전극, 반도체층 및 기타 구조물들이 기판 상에 추가로 형성될 수도 있음을 의미하는 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예로서, 횡전계 방식 액정 표시 장치의 어레이 기판을 보여주는 평면도이고, 도 2는 도 1의 Ⅰ-Ⅰ'선을 따라 자른 단면도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 횡전계 방식 액정 표시 장치는 기판(100) 상에는 일렬로 배치된 복수개의 게이트 배선(112)과 상기 게이트 배선(112)에 수직 교차하는 복수개의 데이터 배선(115)에 의해 화소 영역(P)이 정의된다.
그리고, 상기 화소 영역(P) 내에는 상기 게이트 배선(112) 및 데이터 배선(115)의 교차 지점에 형성되어 전압을 스위칭하는 박막트랜지스터(TFT)와, 상기 게이트 배선(112)에 평행한 공통배선(125)과 접속하여 수직하게 화소 영역(P) 내로 분기된 복수개의 공통전극(124)과, 상기 박막트랜지스터(TFT)에 연결되어 상기 공 통전극(124)에 평행하는 화소전극(117)이 구비된다.
상기 공통 전극(124)은 상기 공통 배선(125)에서 수직하게 분기된 다수의 수직 공통 전극(124a)들과 상기 다수의 수직 공통 전극(124a)들을 연결시키는 수평 공통 전극(124b)으로 이루어진다.
상기 화소 전극(117)은 상기 수직 공통 전극(124a)들과 교대로 형성되어 인근의 수직 공통 전극(124a)들과 수평 전계를 형성하는 다수의 수직 화소 전극(117a)들과 상기 다수의 수직 화소 전극(117a)들을 연결시키는 수평 화소 전극(117b)으로 이루어진다.
상기 게이트 배선(112) 및 데이터 배선(115) 사이에는 실리콘 질화물(SiNx), 실리콘 산화물(SiOx) 등의 무기 절연물질을 PECVD 방법으로 증착하여 형성된 게이트 절연막(113)이 더 형성된다. 그리고, 상기 게이트 절연막(113)은 상기 화소 영역(P) 내의 일부 영역은 제거되어 제 1 개구 영역(113a)을 형성한다.
상기 화소 전극(117) 상의 전면에는 실리콘 질화물(SiNx), 실리콘 산화물(SiOx) 등의 무기절연물질 또는 BCB(Benzocyclobutene), 아크릴(Acryl)계 물질과 같은 유기 절연물질을 도포하여 보호막(116)을 형성하는데, 표면을 평탄화하고 패턴들을 보호하는 역할을 한다. 그리고, 상기 보호막(116)은 상기 화소 영역(P) 내의 일부 영역은 제거되어 제 2 개구 영역(116a)을 형성한다.
상기 제 1 개구 영역(113a)과 상기 제 2 개구 영역(116a)에 의해 상기 기판(100)이 노출된다.
이때, 상기 게이트 절연막(113)이 제거되어 형성된 제 1 개구 영역(113a)과 상기 보호막(116)이 제거되어 형성된 제 2 개구 영역(116a)은 서로 다른 크기를 가지며, 상기 보호막(116)이 제거되어 형성된 제 2 개구 영역(116a)이 상기 제 1 개구 영역(113a)보다 더 큰 것이 바람직하다.
즉, 상기 게이트 절연막(113)과 상기 보호막(116)이 식각되어 형성된 단차부(X)는 계단 형상으로 형성되며, 상기 계단 형상의 단차부(X)는 추후 형성될 막 또는 패턴이 단선되는 등의 불량이 발생되지 않도록 한다.
상기 화소 영역(P)에 상기 게이트 절연막(113)과 상기 보호막(116)이 식각되었으므로, 상기 공통 전극(124) 및 상기 화소 전극(117)은 기판(100) 상에 접촉되어 형성된다.
또한, 상기 계단 형상의 단차부(X)는 추후 형성될 배향막(151)의 러빙 공정시에 러빙포가 상기 배향막(151)에 균일하게 닿아 러빙될 수 있도록 한다. 따라서, 본 발명에 따른 횡전계 방식 액정 표시 장치는 배향막(151)의 배향 특성이 향상될 수 있고 상기 단차부(X)에서의 빛샘 등이 방지되어 화질이 개선된다.
상기 게이트 절연막(113) 및 보호막(116)의 단차부는 완만한 경사를 가지는 형상으로 이루어질 수도 있다.
상기 박막 트랜지스터(TFT)는 상기 게이트 배선(112)에서 분기된 게이트 전극(112a)과, 상기 게이트 전극(112a)을 포함한 전면에 형성된 게이트 절연막(113)과, 상기 게이트 전극(112a) 상부의 게이트 절연막(113)에 비정질 실리콘(a-Si) 및 불순물을 이온 주입한 비정질 실리콘(n+a-Si)을 차례로 증착하여 형성된 반도체층(114)과, 상기 데이터 배선(115)에서 분기되어 상기 반도체층(114) 에지(edge) 상에 각각 형성된 소스 전극 및 드레인 전극(115a, 115b)으로 이루어진다. 그리고, 상기 화소 전극(117)은 상기 드레인 전극(115b)을 소정 노출시키는 제 1 콘택홀(119a)을 통하여 상기 드레인 전극(115b)과 접속되어 상기 박막 트랜지스터로(TFT)부터 화소 신호를 인가받는다.
상기 공통 전극(124) 및 화소 전극(117)은 인듐-틴-옥사이드(Indium-Tin-Oxide : ITO) 또는 인듐-징크-옥사이드(Indium-Zinc-Oxide : IZO)와 같이 빛의 투과율이 비교적 뛰어난 투명도전성 금속을 재료로 사용하여 형성하여 동일 층에 형성한다.
상기 공통 전극(124)은 상기 공통 배선(124) 형성시 분기하여 저저항 금속층으로 형성될 수도 있다.
즉, 상기 공통 전극(124)은 빛을 투과하는 투명도전막인 ITO 또는 IZO로 상기 화소 전극(117)과 동일한 층에 형성할 수도 있고, 상기 게이트 배선(112)과 동일한 층에 형성할 수도 있다.
상기 화소 전극(117) 상부층에 공통 전극(124)을 형성하여도 되고, 상기 화소 전극(117) 하부층에 상기 공통 전극(124)을 형성하여도 되며, 상기 화소 전극(117)을 상기 공통 전극(124)과 단락되지 않는 범위 내에서 공통 전극(124)과 동일층에 형성하여도 무방하다.
상기 공통 전극(124)은 공통 배선(125)에 제 2 콘택홀(119b)을 통하여 전기적으로 연결되어 상기 공통 배선(125)으로부터 공통 전압을 인가받는다.
상기 공통 전극(124) 및 화소 전극(117)은 일직선 형태 또는 적어도 한번 이 상 꺽임 구조를 가지는 지그재그 형태 등으로 형성될 수 있으며, 상기 데이터 배선(115)도 지그재그 형태로 형성될 수 있다.
상기와 같이 형성되는 횡전계방식 액정 표시 장치의 기판 상에는 최종적으로 배향막이 형성된다.
상기 기판 전면에 폴리이미드(polyimide) 계열의 유기물질이 도포되어 배향막(151)이 형성된다.
상기 게이트 절연막(113)과 상기 보호막(116)이 계단 형상으로 단차를 가지도록 설계되었으므로 상기 배향막(151)은 상기 게이트 절연막(113) 상부 및 상기 보호막(116) 상부에 형성된다.
도 3a 내지 도 3h는 본 발명에 따른 횡전계 방식 액정 표시 장치를 제조하는 방법을 보여주는 공정 순서도이다.
도 1 및 3a에 도시된 바와 같이, 기판(100) 상에 구리(Cu), 알루미늄(Al), 알루미늄 합금(AlNd : AluminumNeodymium), 몰리브덴(Mo), 크롬(Cr), 티타늄(Ti), 탄탈륨(Ta), 몰리브덴-텅스텐(MoW)으로 이루어지는 저저항 금속 그룹으로부터 선택된 적어도 하나를 증착하고 패터닝하여, 일 방향으로 형성된 게이트 배선(112)을 형성한다.
상기 게이트 배선(112)의 일부 영역에 또는 상기 게이트 배선(112)으로부터 소정 돌출되어 게이트 전극(112a)이 형성될 수 있다.
그리고, 상기 게이트 배선(112)과 평행한 방향으로 공통 배선(125)을 형성한다.
이후, 도 1 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 상기 게이트 배선(112) 및 공통 배선(125)이 형성된 기판(100) 전면에 실리콘 질화물(SiNx), 실리콘 산화물(SiOx) 등의 무기 절연물질을 PECVD 방법으로 증착하여 게이트 절연막(113)을 형성한다.
도 1 및 도 3c에 도시된 바와 같이, 상기 게이트 전극(112a)을 포함한 기판(100) 전면에 형성된 게이트 절연막(113) 상에 비정질 실리콘(a-Si) 및 불순물을 이온 주입한 비정질 실리콘(n+a-Si)을 차례로 증착하고 패터닝하여, 상기 게이트 전극(112a) 상부 위치에 반도체층(114)을 형성한다.
상기 게이트 절연막(113) 전면에 구리(Cu), 알루미늄(Al), 알루미늄 합금(AlNd : AluminumNeodymium), 몰리브덴(Mo), 크롬(Cr), 티타늄(Ti), 탄탈륨(Ta), 몰리브덴-텅스텐(MoW)으로 이루어지는 저저항 금속 그룹으로부터 선택된 적어도 하나를 증착하고 패터닝하여, 상기 게이트 배선(112)과 다른 방향으로 데이터 배선(114)을 형성한다.
이로써, 상기 게이트 배선(112)과 데이터 배선(114)은 상기 게이트 절연막(113)을 사이에 두고 서로 교차하면서 화소 영역(P)을 정의한다.
상기 데이터 배선(115)으로부터 분기된 소스 전극(115a)은 상기 게이트 전극(112a) 상부의 상기 반도체층(114) 일단으로 연장되어 형성되고, 상기 반도체층(114)의 다른 일단에는 상기 소스 전극(115a)과 이격하여 드레인 전극(115b)이 형성된다.
상기 게이트 전극(112a), 반도체층(114), 소스 전극(115a) 및 드레인 전극(115b)은 박막 트랜지스터(TFT)를 형성한다.
상기 반도체층(114)과 상기 소스 전극(115a) 및 드레인 전극(115b)은 동시에 형성될 수 있다.
상기 게이트 절연막(113) 상에 비정질 실리콘 및 불순물을 이온 주입한 비정질 실리콘, 금속을 순차적으로 증착하고, 회절 마스크 또는 하프-톤 마스크를 이용하여 반도체층(114), 데이터 배선(115), 소스 전극(115a) 및 드레인 전극(115b)을 형성할 수 있다.
이때, 상기 데이터 배선(115), 소스 전극(115a) 및 드레인 전극(115b) 하부에는 반도체층 패턴(114a)이 더 형성된다.
이후, 도 1 및 도 3d에 도시된 바와 같이, 상기 박막 트랜지스터(TFT)가 형성된 기판(100) 전면에 실리콘 질화물(SiNx), 실리콘 산화물(SiOx) 등의 무기절연물질 또는 BCB(Benzocyclobutene), 아크릴(Acryl)계 물질과 같은 유기 절연물질을 도포하여 보호막(116)을 형성하는데, 표면을 평탄화하고 패턴들을 보호하는 역할을 한다.
그리고, 도 3e에 도시된 바와 같이, 상기 보호막(116) 상에 포토 레지스트 물질 예를 들어, 파지티브 포토 레지스트 물질을 도포하여 포토 레지스트층(161)을 형성한다.
상기 포토 레지스트 물질은 파지티브 포토 레지스트(positive photo resist) 물질 또는 네거티브 포토 레지스트(negative photo resist) 물질 중에서 선택적으로 사용할 수 있다. 상기 파지티브 포토 레지스트 물질은 빛을 받은 부분의 크로스 링크(cross link)가 깨져 현상액에 의해 제거되는 물질이고, 상기 네거티브 포토 레지스트 물질은 빛을 받은 부분에 크로스 링크가 생성되어 빛을 받지 않은 부분이 현상액에 의해 제거되는 물질이다.
상기 포토 레지스트층(161) 상에는 포토 마스크(160)가 소정 간격 이격되어 배치되며, 상기 포토 마스크(160) 상으로 광 예를 들어, 자외선 등이 조사된다.
상기 포토 마스크(160)는 조사되는 광을 투과 또는 차단하여 광량을 조절할 수 있도록 패턴이 형성되어 있으며, 상기 포토 마스크(160)는 광 차단부(A), 광 투과부(C) 및 광 부분투과부(B)로 이루어진다.
상기 포토 마스크(160)의 광 차단부(A)는 상기 포토 마스크(160)로 조사되는 광을 차단할 수 있는 물질이 형성되어 있으며, 상기 광 투과부(C)는 상기 포토 마스크(160)로 조사되는 광을 전부 투과할 수 있는 투명 물질이 형성되거나 개구되어 형성된다.
상기 포토 마스크(160)의 광 부분투과부(B)는 상기 포토 마스크(160)로 조사되는 광의 일부만을 투과시킬 수 있도록 차단 패턴에 슬릿이 형성되거나, 광의 일부만 투과시키는 물질이 패턴되어 형성될 수 있다.
여기서, 상기 포토 마스크(160)의 광 부분투과부(B)에 형성된 슬릿의 간격을 조절함으로써 상기 광 부분투과(B)를 투과하는 광량이 위치에 따라 달라지도록 조정할 수 있다.
상기와 같이 형성된 포토 마스크(160)는 상기 기판(100) 전면에 배치되고, 상기 포토 마스크(160) 상으로 빛을 조사하면, 상기 포토 마스크(160)를 투과한 광은 상기 포토 레지스트층(161) 상으로 전달된다.
이후, 도 3f에 도시된 바와 같이, 상기 포토 레지스트층(161)을 현상액에 담구거나 분사하여 현상하면, 포토 레지스트 패턴은 상기 포토 마스크(160)의 광 차단부(A)와 대응되는 영역(161a)은 현상되지 않고 남아있으며, 상기 포토 마스크(160)의 광 투과부(C)와 대응되는 영역은 현상에 의해 제거되어 상기 보호막(116)을 노출시키며, 상기 포토 마스크(160)의 광 부분투과부(B)와 대응되는 영역(161b)은 위치에 따라 변화되는 광량에 의해 상면이 경사지는 모양으로 형성된 경사부를 가진다.
도 1 및 도 3g에 도시된 바와 같이, 상기 포토 레지스트 패턴(161a, 161b)을 마스크로 노출된 보호막(116) 및 게이트 절연막(113)을 건식 식각(dry etching)한다.
상기 보호막(116) 및 게이트 절연막(113)의 건식 식각 공정에 의해 상기 화소 영역(P)에 형성된 보호막(116) 및 게이트 절연막(113)이 식각되어 기판(100)이 드러나고, 상기 드레인 전극(115b)을 노출시키는 제 1 콘택홀(119a)이 형성되고, 상기 공통 배선(125)의 일부를 노출시키는 제 2 콘택홀(119b)이 형성된다.
그리고, 상기 보호막(116) 및 게이트 절연막(113)은 건식 식각되면서 상기 포토 레지스트 패턴의 경사부 모양으로 상기 보호막(116) 및 게이트 절연막(113)이 식각되어 계단 형상의 단차부 또는 완만한 경사의 단차부를 가진다.
즉, 상기 화소 영역(P)은 상기 게이트 절연막(113)이 제거되어 제 1 개구 영역을 형성하며, 상기 보호막(116)이 제거되어 제 2 개구 영역을 형성하며, 상기 제 2 개구 영역의 크기가 상기 제 1 개구 영역의 크기보다 큰 것이 바람직하다.
상기 게이트 절연막(113) 및 상기 보호막(116)이 투명한 절연 물질로 이루어져 빛을 투과하시는 하나 일부 광을 흡수하게 되는데, 본 발명은 상기와 같이 상기 게이트 절연막(113) 및 보호막(116)이 화소 영역(P)에서 제거되므로 전체적으로 광 투과율이 증가되는 장점이 있다.
또한, 상기 게이트 절연막(113) 및 보호막(116)이 제거되어 형성된 단차가 급격히 경사를 이루지 않고 계단 형상 또는 완만한 경사를 가지며 형성되므로, 이후 형성될 막 또는 패턴이 단선되지 않고 양호하게 형성되는 장점이 있다.
이후, 상기 패터닝된 보호막(116) 및 게이트 절연막(113)이 형성된 기판(100) 전면에 투명한 전도성 물질을 증착하고 패터닝하여 화소 전극(117) 및 공통 전극(124)을 형성한다.
상기 화소 전극(117)은 상기 제 1 콘택홀(119a)을 통하여 노출된 상기 드레인 전극(115b)과 접속되고, 상기 공통 전극(124)은 상기 제 2 콘택홀(119b)을 통하여 노출된 상기 공통 배선(125)과 접속된다.
상기 화소 전극(117)과 상기 공통 전극(124)은 서로 엇갈려 배치되는 것이 바람직하며, 상기 데이터 배선(115) 인근에는 상기 공통 전극(124)이 형성되는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 화소 전극(117) 및 공통 전극(124)은 상기 기판(100) 상의 게이트 절연막(113) 및 보호막(이 제거되어 노출된 기판 상에 접촉되어 형성된다.
상기 공통 전극(124) 및 화소 전극(117)은 인듐-틴-옥사이드(Indium-Tin-Oxide : ITO) 또는 인듐-징크-옥사이드(Indium-Zinc-Oxide : IZO)와 같이 빛의 투 과율이 비교적 뛰어난 투명 도전성 금속을 재료로 사용하여 형성할 수도 있으나, 이에 한정되지 않으며, 상기 화소 전극(117) 및 공통 전극(124)은 투명 도전성 금속뿐만 아니라 불투명한 금속으로도 형성될 수 있다.
이후, 도 3h에 도시된 바와 같이, 여러 가지 패턴들이 형성된 기판(100) 상의 이물질을 제거하기 위해 세정 공정을 행하고, 배향막 인쇄 장치를 이용하여 상기 기판(100) 상면에 배향막(151) 원료액인 폴리이미드(PolyImide : PI)를 인쇄한다.
이때, 상기 게이트 절연막(113) 및 보호막(116)이 제거되어 형성된 단차가 급격히 경사를 이루어지 않고 계단 형상 또는 완만하게 경사지게 형성되어 있으므로, 상기 배향막(151)이 균일한 두께로 인쇄된다.
상기 배향막(151) 표면 상에 러빙포가 문질러지면서 미세홈을 형성하는 데, 상기 게이트 절연막(113) 및 보호막(116)이 제거되어 형성된 단차부는 계단 형상 또는 완만한 경사를 이루기 때문에 배향 처리가 균일하게 이루어진다.
이상 전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 액정 표시 장치는 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함이 명백하다.
본 발명은 액정 표시 장치에서 화소 영역에 절연막들을 제거함으로써 개구율 및 광 투과율을 향상시키는 제 1의 효과가 있다.
또한, 본 발명은 액정 표시 장치에서 화소 영역에 제거된 절연막들의 측면을 완만히 경사지게 형성함으로써 추후 형성되는 막 또는 패턴의 단선을 방지하는 제 2의 효과가 있다.
또한, 본 발명은 배향막의 배향 처리가 균일하게 이루어지므로 블랙 휘도가 저하되고 빛샘을 방지하여 고화질을 구현하는 제 3의 효과가 있다.

Claims (21)

  1. 기판 상에 형성된 게이트 배선;
    상기 게이트 배선과 평행하게 형성된 공통 배선;
    상기 게이트 배선과 교차하여 화소 영역을 정의하는 데이터 배선;
    상기 게이트 배선과 데이터 배선 사이에 개재되며, 상기 화소 영역에 제 1 개구 영역을 가지는 게이트 절연막;
    상기 게이트 배선과 상기 데이터 배선의 교차 지점에 형성된 박막 트랜지스터;
    상기 화소 영역에 제 2 개구 영역을 가지는 보호막;
    상기 박막 트랜지스터와 연결되며 상기 제 1 및 제 2 개구 영역들에 의해 노출된 기판 상에 배치된 다수의 화소 전극들; 및
    상기 공통 배선과 연결되어 상기 화소 전극들과 교대로 배치된 다수의 공통 전극들을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 화소 전극들과 상기 공통 전극들이 형성된 기판 전면에 배향막이 더 포함된 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 화소 전극과 상기 공통 전극은 투명한 도전성 물질로 형성된 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 제 2 개구 영역의 면적이 상기 제 1 개구 영역의 면적보다 큰 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 게이트 절연막의 상면 일부는 상기 보호막에 의해서 노출된 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 화소 전극과 상기 공통 전극은 상기 기판과 접촉된 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 개구 영역의 둘레에 형성된 상기 게이트 절연막의 측면은 상기 제 2 개구 영역의 둘레에 형성된 상기 보호막의 측면보다 상기 화소 영역의 내측에 형성된 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 개구 영역과 상기 제 2 개구 영역의 둘레에 형성된 상기 게이트 절연막 및 보호막의 측면은 계단 형상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  9. 기판 상에 형성된 게이트 배선, 상기 게이트 배선에서 돌출된 게이트 전극 및 상기 게이트 배선과 평행한 공통 배선을 형성하는 단계;
    상기 기판 전면에 게이트 절연막을 형성하는 단계;
    상기 게이트 전극 위치에 반도체층을 형성하는 단계;
    상기 게이트 배선과 교차하여 화소 영역을 정의하는 데이터 배선과, 상기 반도체층 일단으로 연장된 소스 전극 및 상기 소스 전극과 이격되어 상기 반도체층 다른 일단에 드레인 전극을 형성하는 단계;
    상기 기판 전면에 보호막을 형성하는 단계;
    상기 보호막을 식각하여 제 2 개구 영역을 형성하고, 상기 게이트 절연막을 식각하여 상기 제 2 개구 영역보다 작은 제 1 개구 영역을 형성하는 단계; 및
    상기 기판 상에 상기 드레인 전극과 연결되는 다수의 화소 전극들 및 상기 공통 배선과 연결되며 상기 화소 전극들과 교대로 배치된 공통 전극들을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 기판 상에 형성된 게이트 배선 및 상기 게이트 배선에서 돌출된 게이ㅌ 전극을 형성하는 단계에서,
    상기 게이트 배선과 평행하게 공통 배선을 더 형성하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  11. 제 9항에 있어서,
    상기 화소 전극과 상기 공통 전극은 기판 상에 접촉되어 형성되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  12. 제 9항에 있어서,
    상기 보호막을 식각하여 제 2 개구 영역을 형성하고, 상기 게이트 절연막을 식각하여 제 1 개구 영역을 형성하는 단계에 있어서,
    상기 보호막과 상기 게이트 절연막은 건식 식각으로 제거되어 제 1 및 제 2 개구 영역을 형성하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  13. 제 9항에 있어서,
    상기 보호막은 상기 화소 영역에서 상기 게이트 절연막의 상면 일부를 노출시키는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  14. 제 9항에 있어서,
    상기 보호막을 식각하여 제 2 개구 영역을 형성하고, 상기 게이트 절연막을 식각하여 제 1 개구 영역을 형성하는 단계에 있어서,
    상기 제 1 개구 영역의 둘레에 형성된 상기 게이트 절연막의 측면은 상기 제 2 개구 영역의 둘레에 형성된 상기 보호막의 측면보다 상기 화소 영역의 내측에 형성된 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  15. 제 9항에 있어서,
    상기 보호막을 식각하여 제 2 개구 영역을 형성하고, 상기 게이트 절연막을 식각하여 제 1 개구 영역을 형성하는 단계에 있어서,
    상기 제 1 개구 영역과 상기 제 2 개구 영역의 둘레에 형성된 상기 게이트 절연막 및 보호막의 측면은 계단 형상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  16. 제 9항에 있어서,
    상기 보호막을 식각하여 제 2 개구 영역을 형성하고, 상기 게이트 절연막을 식각하여 제 1 개구 영역을 형성하는 단계에 있어서,
    상기 기판 전면에 포토 레지스트층을 형성하는 단계;
    상기 기판 상부에 광 투과부, 광 차단부, 광 부분투과부를 가지는 마스크를 배치시키는 단계;
    상기 마스크에 광을 조사하여 상기 포토 레지스트층에 광을 조사하는 단계;
    상기 포토 레지스트층을 현상하여 포토 레지스트 패턴을 형성하는 단계; 및
    상기 포토 레지스트 패턴을 마스크로 상기 보호막과 상기 게이트 절연막을 식각하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  17. 제 16항에 있어서,
    상기 마스크의 광 부분차단부는 상기 제 1 개구 영역과 제 2 개구 영역의 둘레를 따라 형성되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  18. 제 16항에 있어서,
    상기 마스크의 광 부분차단부와 대응되는 포토 레지스트 패턴은 경사지게 형성된 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  19. 제 9항에 있어서,
    상기 보호막을 식각하여 제 2 개구 영역을 형성하고, 상기 게이트 절연막을 식각하여 제 1 개구 영역을 형성하는 단계에 있어서,
    상기 드레인 전극의 일부를 노출시키는 콘택홀을 형성하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  20. 제 9항에 있어서,
    상기 보호막을 식각하여 제 2 개구 영역을 형성하고, 상기 게이트 절연막을 식각하여 제 1 개구 영역을 형성하는 단계에 있어서,
    상기 드레인 전극의 일부를 노출시키는 콘택홀을 형성하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  21. 제 9항에 있어서,
    상기 기판 상에 상기 드레인 전극과 연결되는 다수의 화소 전극들 및 상기 공통 배선과 연결되며 상기 화소 전극들과 교대로 배치된 공통 전극들을 형성하는 단계 이후에,
    상기 기판 전면에 배향막을 형성하는 단계와;
    상기 배향막 상에 러빙 처리하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
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KR101382776B1 (ko) * 2012-08-21 2014-04-08 하이디스 테크놀로지 주식회사 액정표시장치 및 그 제조방법

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