KR20080073549A - 포토레지스트패턴의 형성방법 및 표시패널의 제조방법 - Google Patents

포토레지스트패턴의 형성방법 및 표시패널의 제조방법 Download PDF

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KR20080073549A
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신경주
석준형
채종철
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삼성전자주식회사
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Abstract

본 발명은 디지털 노광기를 이용하여 영역별로 노광하여 제조 비용을 절감한 단차진 포토레지스트 패턴의 형성방법 및 표시장치의 제조방법에 관한 것이다.
이를 위하여, 본 발명은 포토레지스트를 형성하는 단계 및 상기 포토레지스트의 영역별로 노광회수를 달리하여 단차진 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 포토레지스트 패턴의 형성방법 및 표시패널 제조방법을 제공한다.

Description

포토레지스트패턴의 형성방법 및 표시패널의 제조방법{MANUFACTURING METHOD OF PHOTORESIST PATTEN AND MANUFACTURING METHOD OF DISPALY PANEL}
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 표시패널의 제조방법으로 제조된 액정표시패널을 도시한 평면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 액정표시패널의 I-I'선을 따라 절단한 단면을 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 액정표시패널을 제조하기 위한 디지털 노광기를 도시한 사시도이다.
도 4는 도 3에 도시된 디지털 노광기의 노광헤드를 구체적으로 도시한 블록도이다.
도 5a 내지 도 5e는 본 발명의 박막 트랜지스터 기판의 제1 공정으로 형성된 게이트 패턴을 도시한 평면도 및 단면도들이다.
도 6a 내지 도 6h는 본 발명의 박막 트랜지스터 기판의 제2 공정으로 반도체층 및 데이터 패턴이 형성된 평면을 도시한 평면도 및 단면도들이다.
도 7a 및 7b는 본 발명의 박막 트랜지스터 기판의 제3 공정으로 화소 콘택홀이 형성된 보호막을 도시한 평면도 및 단면도이다.
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 박막 트랜지스터 기판의 제4 공정으로 화소 전극이 형성된 평면을 도시한 평면도이다.
도 9a 내지 도 9f는 본 발명의 실시 예에 따른 컬럼 스페이서 및 배향층을 형성하는 공정을 순차적으로 도시한 단면도이다.
<도면부호의 간단한 설명>
10: 하부기판 20: 게이트 라인
21: 게이트 전극 30: 게이트 절연막
40: 반도체층 45: 오믹 콘택층
50: 데이터 라인 60: 소스 전극
70: 드레인 전극 80: 화소 콘택홀
90: 화소 전극 100: 보호막
101: 박막 트랜지스터 기판 120: 스테이지
130: 노광헤드 131: 레이저
132: 광파이버 133: 제1 렌즈계
134: DMD 135: 마이크로미러
136: 제2 렌즈계 140: 제1 지지부
160: 제2 지지부 180: 디지털 노광기
200: 제1 도전층 210: 제1 포토레지스트
211: 제1 포토레지스트 패턴 220: 제2 포토레지스트
221: 제2 포토레지스트 패턴 222: 제3 포토레지스트 패턴
240: 비정질 실리콘층
245: 불순물 도핑된 비정질 실리콘층 250: 제2 도전층
300: 컬러 필터 기판 310: 상부기판
320: 블랙 매트릭스 330: 컬러 필터
340: 오버 코트 350: 공통 전극
360: 컬럼 스페이서 370: 배향층
400: 제3 포토레지스트 500: 액정
본 발명은 단차진 포토레지스트 패턴의 형성방법 및 표시패널의 제조방법에 관한 것으로, 특히 디지털 노광기를 이용하여 영역별로 노광하여 제조 비용을 절감한 단차진 포토레지스트 패턴의 형성방법 및 표시장치의 제조방법에 관한 것이다.
액정표시패널은 박막 트랜지스터 어레이가 형성된 박막 트랜지스터 기판, 액정을 사이에 두고 형성되어 컬러 필터 어레이가 형성된 컬러 필터 기판을 구비한다.
박막 트랜지스터 기판은 서로 교차하여 형성된 게이트 라인 및 데이터 라인, 게이트 라인 및 데이터 라인의 교차부마다 형성되며 게이트 라인 및 데이터 라인과 접속된 박막 트랜지스터, 박막 트랜지스터와 접속된 화소 전극을 구비한다.
컬러 필터 기판은 빛샘을 방지하는 블랙 매트릭스, 블랙 매트릭스로 구획된 화소 영역에 형성되어 적, 녹, 청의 색을 표시하는 컬러 필터, 컬러 필터 위에 화소 전극과 전계를 형성하는 공통 전극을 구비한다.
이러한 액정표시패널은 화소 전극에 공급된 데이터 전압과, 공통 전극에 공급된 공통 전압의 전압차에 의해 형성되는 전계에 의해 액정을 구동함으로써 화상을 표시한다.
이러한 액정표시패널은 제조공정시 노광 마스크를 사용하여 패턴을 형성한다. 특히, 박막 트랜지스터 기판의 경우 5매의 마스크 또는 4매의 마스크를 이용한 마스크 공정을 통해 제조된다. 박막 트랜지스터 기판의 마스크 공정을 줄이기 위하여 게이트 절연막, 반도체층, 오믹 콘택층 및 데이터 패턴을 하나의 마스크로 형성하는 4마스크 공정을 사용한다. 이때, 박막 트랜지스터의 채널을 형성하기 위하여 슬릿이 형성된 슬릿 마스크 또는 하프톤 마스크를 사용한다. 그러나, 이러한 슬릿 마스크 및 하프톤 마스크는 고가의 비용이 소요되므로 액정표시패널의 제조비용이 증가하는 문제점이 있다.
또한, 노광량 차이에 의해 채널영역이 불균일하게 형성되어 불량이 발생되는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 표시패널의 제조 공정에서 마스크를 사용하지 않고 표시패널을 제조하여 저비용의 표시패널의 제조방법을 제 공하는 데 있다.
상기의 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 포토레지스트를 형성하는 단계; 및 상기 포토레지스트의 영역별로 노광회수를 달리하여 단차진 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 포토레지스트 패턴의 형성방법을 제공한다.
여기서, 상기 포토레지스트 패턴은 제1 영역의 포토레지스트의 노광 회수를 제2 영역포토레지스트의 노광 회수보다 크게 하여 상기 제1 영역의 포토레지스트의 높이를 상기 제2 포토레지스트의 높이보다 더 크게 형성하는 단계를 포함한다.
그리고 상기 포토레지스트의 상기 제1 및 제2 영역을 노광하는 1차 노광 단계; 및 상기 포토레지스트의 상기 제1 영역을 선택적으로 노광하는 2차 노광 단계를 포함한다.
이때, 상기 1차 노광 단계에서 상기 제1 영역과 상기 제2 영역에 서로 다른 세기의 광을 공급하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 1차 노광 단계에서 상기 제2 영역보다 상기 제1 영역에 더 큰 세기의 광을 공급하는 단계를 더 포함할 수 있다.
그리고 상기 1차 노광 단계는 상기 제1 및 제2 영역에 동일한 세기의 광을 공급하는 단계; 및 상기 2차 노광 단계는 상기 제1 노광 단계에서 공급되는 광의 세기보다 작거나 큰 세기의 광을 공급하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 포토레지스트 패턴은 제1 영역의 포토레지스트의 노광 회수를 제 2 영역포토레지스트의 노광 회수보다 작게 하여 상기 제1 영역의 포토레지스트의 높이를 상기 제2 포토레지스트의 높이보다 크게 형성하는 단계를 포함한다.
그리고 상기 포토레지스트의 상기 제1 및 제2 영역을 노광하는 1차 노광 단계; 및 상기 포토레지스트의 상기 제2 영역을 선택적으로 노광하는 2차 노광 단계를 포함한다.
이때, 상기 1차 노광 단계에서 상기 제1 영역과 상기 제2 영역에 공급되는 광의 세기를 서로 다르게 공급하는 단계를 더 포함할 수 있다.
그리고 상기 1차 노광 단계에서 상기 제1 영역보다 상기 제2 영역에 더 큰 세기의 광을 공급하는 단계를 더 포함할 수 있다.
이때, 상기 1차 노광 단계는 상기 제1 및 제2 영역에 동일한 세기의 광을 공급하는 단계; 및 상기 2차 노광 단계는 상기 제1 노광 단계에서 공급되는 광의 세기보다 작거나 큰 세기의 광을 공급하는 단계를 더 포함할 수 있다.
그리고 상기의 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 기판 위에 제1 도전층으로 게이트 라인 및 게이트 전극을 포함하는 게이트 패턴을 형성하는 단계; 상기 게이트 패턴 위에 게이트 절연막, 비정질 실리콘층, 불순물 도핑된 비정질 실리콘층, 제2 도전층 및 포토레지스트를 순차적으로 형성하는 단계; 상기 포토레지스트를 박막 트랜지스터의 채널이 형성될 영역과, 상기 박막 트랜지스터의 소스 전극, 드레인 전극 및 데이터 라인을 포함하는 데이터 패턴이 형성될 영역의 노광회수를 달리하여 단차진 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계; 상기 단차진 포토레지스트 패턴이 형성된 상기 기판을 식각하여 상기 박막 트랜지스터 및 데이터 라인을 형성하는 단계; 상기 데이터 패턴 위에 상기 박막 트랜지스터의 상기 드레인 전극을 노출하는 화소 콘택홀이 형성된 보호막을 형성하는 단계; 및 상기 보호막 위에 상기 화소 콘택홀을 통해 상기 드레인 전극과 접속되는 화소 전극을 형성하는 단계를 포함하는 표시패널의 제조방법을 제공한다.
여기서, 상기 포토레지스트를 형성하는 단계는 음의 감광성을 갖는 포토레지스트를 형성하는 단계를 포함한다.
이때, 상기 단차진 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계는 상기 소스 전극, 드레인 전극 및 데이터 라인을 포함하는 데이터 패턴이 형성될 데이터 패턴 영역에 형성된 포토레지스트의 높이를 상기 채널이 형성될 채널영역에 형성된 포토레지스트의 높이보다 높게 형성하는 단계를 포함한다.
그리고 상기 채널 영역에 형성된 포토레지스트를 노광하는 노광회수와 대비하여 상기 데이터 패턴 영역에 형성된 포토레지스트를 노광하는 노광회수가 더 큰 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 채널 영역에 형성된 포토레지스트 및 상기 데이터 패턴 영역에 형성된 포토레지스트를 노광하는 1차 노광 단계: 및 상기 데이터 패턴 영역에 형성된 포토레지스트를 노광하는 2차 노광 단계를 포함한다.
그리고 상기 1차 노광 단계에서 상기 채널 영역과 상기 데이터 패턴 영역에 공급되는 광세기를 서로 다르게 하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 1차 노광 단계에서 상기 채널 영역보다 상기 데이터 패턴 영역에 더 큰 세기의 광을 공급하는 단계를 더 포함할 수 있다.
그리고 상기 1차 노광 단계에서 상기 채널 영역 및 상기 데이터 패턴 영역에 동일한 세기의 광을 공급하는 단계; 및 상기 2차 노광 단계는 상기 제1 노광 단계에서 공급되는 광의 세기보다 더 작은 광 세기로 공급되거나 더 작은 광 세기로 공급하는 단계를 더 포함할 수 있다.
그리고 상기 2차 노광 단계 후에 상기 데이터 패턴 영역을 1회 이상 노광하는 단계를 더 포함할 수 있다.
한편, 상기 포토레지스트를 형성하는 단계는 양의 감광성을 갖는 포토레지스트를 형성하는 단계를 포함한다.
이때, 상기 단차진 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계는 상기 소스 전극, 드레인 전극 및 데이터 라인을 포함하는 데이터 패턴이 형성될 데이터 패턴 영역에 형성된 포토레지스트의 높이를 상기 채널이 형성될 채널영역에 형성된 포토레지스트의 높이보다 높게 형성하는 단계를 포함한다.
그리고 상기 채널 영역에 형성된 포토레지스트를 노광하는 노광회수와 대비하여 상기 데이터 패턴 영역에 형성된 포토레지스트를 노광하는 노광회수가 더 작다.
그리고 상기 채널 영역 및 상기 데이터 패턴 영역이 이외의 패턴 미형성 영역에 형성된 포토레지스트를 노광하는 1차 노광 단계: 및 상기 채널 영역 및 상기 패턴 미형성 영역에 형성된 포토레지스트를 노광하는 2차 노광 단계를 포함한다.
이때, 상기 2차 노광 단계에서 상기 패턴 미형성 영역의 포토레지스트에 공급되는 광의 세기를 상기 채널 영역에 공급되는 광의 세기보다 더 크게 공급하는 단계를 더 포함할 수 있다.
그리고 상기 2차 노광 단계 이후에 상기 채널 영역 및 상기 패턴 미형성 영역에 형성된 포토레지스트 중 적어도 어느 한 영역의 포토레지스트를 더 노광하는 단계를 더 포함할 수 있다.
그리고 상기의 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 박막 트랜지스터 어레이가 형성된 박막 트랜지스터 기판을 마련하는 단계; 상기 박막 트랜지스터 기판과 대향하며 컬러 필터 어레이가 형성된 컬러 필터 기판을 마련하는 단계; 상기 박막 트랜지스터 기판 및 상기 컬러 필터 기판 중 어느 하나에 포토레지스트를 형성하는 단계; 및 상기 포토레지스트를 적어도 2회 이상 노광하여 컬럼 스페이서 및 액정배향을 위하여 돌출부를 중심으로 경사진 배향층을 형성하는 단계를 포함하는 표시장치의 제조방법을 제공한다.
여기서, 상기 포토레지스트를 형성하는 단계는 음의 감광성을 갖는 포토레지스트를 형성하는 단계를 포함한다.
이때, 상기 포토레지스트의 전면을 노광하는 1차 노광 단계; 상기 컬럼 스페이서가 형성될 영역 및 상기 돌출부를 노광하는 2차 노광 단계; 및 상기 컬럼 스페이서가 형성될 영역을 노광하는 3차 노광 단계를 포함한다.
그리고 상기 3차 노광 단계는 상기 2차 노광 단계에서 공급되는 광의 세기보다 더 크게 공급되는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 3차 노광 단계 이후에 상기 컬럼 스페이서가 형성될 영역을 더 노광하는 단계를 더 포함할 수 있다.
한편, 상기 포토레지스트를 형성하는 단계는 양의 감광성을 갖는 포토레지스트를 형성하는 단계를 포함한다.
여기서, 상기 배향층이 경사지게 형성될 영역의 포토레지스트를 노광하는 1차 노광 단계; 및 상기 경사지게 형성될 영역 및 상기 돌출부가 형성될 영역을 노광하는 2차 노광 단계를 포함할 수 있다.
그리고 상기 2차 노광시 공급되는 광의 세기보다 상기 1차 노광 단계에서 광의 세기를 더 크게 공급하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 1차 노광 단계와 상기 2차 노광 단계 사이에 상기 1차 노광 단계에서 노광되는 영역을 적어도 1회 이상 더 노광하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 기술적 과제 외에 본 발명의 다른 기술적 과제 및 특징들은 첨부한 도면을 참조한 실시 예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 액정표시장치의 제조방법으로 제조된 액정표시패널을 도시한 평면도이고, 도 2는 도 2에 도시된 액정표시패널의 I-I'선을 따라 절단한 단면을 도시한 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 액정표시장치의 제조방법으로 제조된 액정표시패널은 박막 트랜지스터 어레이가 형성된 박막 트랜지스터 기판(101), 액정(500)을 사이에 두고 박막 트랜지스터 기판(101)과 대향하여 형성된 컬러 필터 기판(300), 박막 트랜지스터 기판(101)과 컬러 필터 기판(300) 사이 의 셀갭 유지를 위한 컬럼 스페이서(360) 및 액정(500) 배향을 위한 배향층(370)을 포함한다.
구체적으로, 박막 트랜지스터 기판(101)은 하부기판(10) 위에 게이트 라인(20), 게이트 라인(20)과 게이트 절연막(30)을 사이에 두고 교차되게 형성된 데이터 라인(50), 게이트 라인(20) 및 데이터 라인(50)의 교차로 형성된 화소 영역에 게이트 라인(20) 및 데이터 라인(50)과 접속된 박막 트랜지스터(TFT), 화소 영역에 형성되어 박막 트랜지스터(TFT)와 접속된 화소 전극(90)을 포함한다.
게이트 라인(20)은 하부기판(10)에 형성되어 게이트 구동부(도시되지 않음)로부터 공급되는 게이트 온 전압을 박막 트랜지스터(TFT)에 공급한다.
데이터 라인(50)은 게이트 라인(20)과 게이트 절연막(30)을 사이에 두고 수직으로 교차하여 형성된다. 이러한 데이터 라인(50)은 데이터 구동부(도시되지 않음)로부터 공급되는 데이터 전압을 박막 트랜지스터(TFT)에 공급한다.
박막 트랜지스터(TFT)는 게이트 라인(20)에 접속되는 게이트 전극(21), 게이트 전극(21) 위에 형성된 게이트 절연막(30), 게이트 절연막(30) 위에 게이트 전극(21)과 중첩되어 형성된 반도체층(40), 반도체층(40) 위에 데이터 라인(50)과 접속되어 형성된 소스 전극(60), 반도체층(40) 위에 소스 전극(60)과 마주하여 형성된 드레인 전극(70), 반도체층(40)과 소스 전극(60) 및 드레인 전극(70) 사이에 형성된 오믹 콘택층(45)을 포함한다.
화소 전극(90)은 박막 트랜지스터(TFT)를 덮는 보호막(100)을 관통하여 드레인 전극을 노출하는 화소 콘택홀(80)을 통해 드레인 전극(70)과 연결된다.
이러한 박막 트랜지스터 기판(101)은 게이트 라인(20)으로 공급된 게이트 온 전압에 의해 박막 트랜지스터(TFT)가 턴-온(Turn-On) 되면 데이터 라인(50)으로부터의 데이터 전압을 화소 전극(90)에 공급하여 액정(500)을 구동시킨다.
컬러 필터 기판(300)은 블랙 매트릭스(320), 컬러 필터(330), 공통 전극(350), 컬럼 스페이서(360) 및 배향층(370)을 포함한다.
블랙 매트릭스(320)는 컬러 필터(330)가 형성될 화소영역을 구분하도록 상부기판(310) 상에 매트릭스 형태로 형성됨과 아울러 박막 트랜지스터 기판(101)의 게이트 라인(20) 및 데이터 라인(50), 박막 트랜지스터(TFT)와 중첩되도록 형성된다. 이러한 블랙 매트릭스(320)는 원하지 않는 액정 배열로 인해 생긴 투과광을 차단하여 액정표시장치의 콘트라스트를 향상시키고 박막 트랜지스터(TFT)로의 직접적인 광조사를 차단하여 박막 트랜지스터(TFT)의 광누설전류를 막는다. 이를 위해, 블랙 매트릭스(320)는 불투명한 고분자 수지 등으로 형성된다.
컬러 필터(330)는 색을 구현하기 위해 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 컬러 필터를 포함한다. 적색(R), 녹색(G), 청색(B)컬러 필터는 각각 자신이 포함하고 있는 적색(R), 녹색(G), 청색(B)안료를 통해 특정 파장의 광을 흡수 또는 투과시킴으로써 적색(R), 녹색(G), 청색(B)을 띄게 된다. 이때, 적색(R), 녹색(G), 청색(B)컬러 필터를 각각 투과한 적색(R), 녹색(G), 청색(B)광의 가법혼색을 통해 다양한 색상이 구현된다. 이러한 컬러 필터(330)의 색의 배치는 적색(R), 녹색(G), 청색(B)컬러 필터가 일렬로 배치된 스트라이프 형태를 가진다.
공통 전극(350)은 화소 전극(90)의 데이터 전압에 대응하여 액정(500)에 공 통전압을 인가한다. 이를 위해, 공통 전극(350)은 투명하면서도 도전성을 가지는 ITO(Indium Tin Oxide)나 IZO(Indium Zinc Oxide)와 같은 물질로 형성된다.
이때, 도 2에 도시된 바와 같이 컬러 필터(330)를 평탄화시키기 위한 오버 코트(340)가 더 형성될 수 있다. 여기서, 오버 코트(340)는 컬러 필터(330)와 블랙 매트릭스(320)의 중첩에 의해 공통 전극(350)에 단차가 발생되어 단차부에서의 전계가 왜곡되어 액정(500)의 이상구동을 방지한다.
컬럼 스페이서(360)는 상부기판(310)의 블랙 매트릭스(320)와 중첩되거나 하부기판(10)의 불투명한 금속 배선과 중첩되도록 상부기판(310) 또는 하부기판(10)에 형성된다. 다시 말하여 컬럼 스페이서(360)는 게이트 라인(20) 및 데이터 라인(50)과 박막 트랜지스터(TFT)와 중첩된 블랙 매트릭스(320)와 중첩되게 형성된다. 예를 들면, 컬럼 스페이서(360)는 도 2에 도시된 바와 같이 박막 트랜지스터(TFT)와 중첩되도록 상부기판(310)에 형성된다. 이러한 컬럼 스페이서(360)는 반구에 가까운 원뿔대, 각뿔대 등과 같은 다양한 형상으로 형성될 수 있다.
배향층(370)은 액정(500)의 배향을 위하여 형성되며 컬럼 스페이서(360)와 동일한 물질로 형성된다. 이러한 배향층(370)은 수직배향모드 액정표시장치에서 수직으로 배향된 액정(500)의 응답속도를 향상시키기 위하여 임의의 각도(θ°)로 프리틸트 시킨다. 이를 위하여 배향층(370)은 도 2에 도시된 바와 같이, 산모양으로 형성되어 경사면과 수직으로 액정(500)이 배향됨으로써 액정(500)을 프리틸트각(θ°)으로 배향되도록 한다.
여기서, 컬럼 스페이서(360)와 배향층(370)은 동일한 물질 예를 들면 포토레 지스트 등의 감광성 물질로 형성된다.
이러한 액정표시패널을 제조하기 위하여 본 발명에서는 디지털 노광기(180)를 사용한다. 즉, 박막 트랜지스터 기판(101) 및 컬러 필터 기판(300)의 제조시 마스크를 사용하지 않고 디지털 노광기를 사용함으로써 마스크 제조비용을 줄여 액정표시패널이 제조비용을 절감할 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 액정표시패널의 제조를 위한 디지털 노광기(180)를 도시한 사시도이고, 도 4는 도 3에 도시된 노광헤드(130)를 구체적으로 도시한 블록도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 디지털 노광기(180)는 기판(10, 310)을 이송하는 스테이지(120), 기판(10, 310)에 레이저광을 공급하는 노광헤드(130) 및 노광헤드(130)를 지지하는 제1 지지부(140) 및 기판(10, 310)과 노광헤드(130) 사이의 간격을 유지시키는 제2 지지부(160)를 포함한다.
스테이지(120)는 패턴이 형성될 기판(10, 310)이 노광헤드(130)를 통과하도록 기판(10, 310)을 이송시킨다. 이때, 스테이지(120)는 노광헤드(130)에서 공급되는 레이저광에 의해 기판(10, 310)의 포토레지스트가 감광될 수 있도록 적절한 시간으로 기판을 이송시킨다.
제1 지지부(140)는 노광헤드(130)를 고정한다. 그리고 제1 지지부(140)는 외부로부터의 패턴 데이터를 노광헤드(130)에 공급하는 연결장치 등이 형성될 수 있다.
제2 지지부(160)는 제1 지지부(140)가 안착되며 기판(10, 310)이 노광헤 드(130)를 통과하도록 스테이지(120)와 소정의 간격으로 형성된다.
노광헤드(130)는 입사된 레이저광을 패턴 데이터에 따라 선택된 공간에 레이저광을 공급한다. 이를 위하여, 노광헤드(130)는 디지털 마이크로미러 디바이스(Digital Micromirror Device; 이하, "DMD"라 함)를 구비한다. 이러한, DMD(134)는 데이터 처리부와 미러 구동 제어부가 포함된 컨트롤러를 구비하며, 이 컨트롤러의 데이터 처리부에서 입력된 패턴 데이터에 따라 노광헤드(130) 마다 DMD(134)의 제어해야 할 영역내의 각 마이크로미러(135)를 구동 제어하는 제어신호를 생성한다. 또한, 미러 구동 제어부는 화상 데이터 처리부에서 생성한 제어신호에 기초하여 각각의 노광헤드(130)마다 DMD(134)의 각 마이크로미러(135)의 반사면의 각도를 제어한다. 그리고 DMD(134)에 레이저광을 생성하는 적어도 하나의 레이저(131)와, 레이저(131)에서 생성된 광을 DMD(134)로 공급하는 적어도 하나의 광파이버(132)를 더 포함할 수 있다. 또한, 레이저(131)는 노광헤드(130)의 외부에 형성될 수도 있다. 레이저(131)가 노광헤드(130)의 외부에 형성되면 광파이버(132)는 레이저(131)에서 발생된 광을 노광헤드(130)로 공급한다.
DMD(134)의 광입사측에는 제1 렌즈계(133)가 형성된다. 제1 렌즈계(133)는 레이저(131)로부터 광파이버(132)를 통해 공급된 광을 집광하여 DMD(134)에 공급한다. 이러한, 제1 렌즈계(133)는 광파이버(132)의 끝단으로부터 출사된 레이저광을 평행광화하며, 평행광화된 레이저광의 광량분포가 균일하게 되도록 보정하는 렌즈들을 포함하며, 광량분포가 보정된 레이저광을 DMD(134)상에 집광시키는 집광렌즈로 구성된다.
DMD(134)는 복수의 마이크로미러(135)를 포함하며, 격자상으로 배열된다. 각각의 마이크로미러(135)는 예를 들면 ±10도의 각도로 경사지게 움직인다. 마이크로미러(135)의 표면에는 알루미늄 등의 반사율이 높은 재료가 증착되어 있다. 이러한 마이크로미러(135)의 반사율은 적어도 90%이상이다. 따라서, 패턴 데이터에 따라, DMD(134)의 마이크로미러(135)의 기울기를 제어함으로써 DMD(134)에 입사된 레이저광은 각각의 마이크로미러(135)의 경사방향으로 반사시킨다.
DMD(134)의 광반사측에는, DMD(134)로 반사된 레이저광을 기판에 결상하는 제2 렌즈계(136)가 형성된다. 제2 렌즈계(136)는 DMD(134)와 기판 사이에 형성되어 DMD(134)로부터 반사된 레이저광을 기판에 집광하여 공급한다.
상술한 바와 같은 방법으로 별도의 마스크가 없이 디지털 노광기는 노광헤드를 통과하는 기판에 형성된 포토레지스트를 감광시킨다.
다음으로, 디지털 노광기를 사용한 액정표시패널의 제조방법을 도 5 내지 도 9를 참조하여 설명하기로 한다.
도 5a는 본 발명의 박막 트랜지스터 기판의 제1 공정으로 게이트 패턴이 형성된 평면을 도시한 평면도이고, 도 5b 내지 도 5e는 도 5a에 도시된 박막 트랜지스터 기판의 I-I'선을 따라 절단된 단면을 공정별로 순차적으로 도시한 단면도들이다.
도 5a 내지 도 5e를 참조하면, 제1 공정으로 유리 또는 플라스틱과 같은 투명한 하부기판(10)에 게이트 라인(20), 게이트 라인(20)과 접속된 게이트 전극(21)을 포함하는 게이트 패턴을 형성한다.
구체적으로, 도 5b에 도시된 바와 같이 하부기판(10) 상에 스퍼터링 방법 등의 금속 증착 방법을 이용하여 제1 도전층(200)이 형성된다. 제1 도전층(200)으로는 Mo, Ti, Cu, AlNd, Al, Cr, Mo 합금, Cu 합금, Al 합금 등과 같은 금속 물질이 이용되며, 제1 도전층(200)은 상기 금속 물질의 단일층 또는 이중층 이상이 적층된 형태로 형성된다. 이어서, 제1 도전층(200) 위에 제1 포토레지스트(210)가 형성된다. 여기서, 제1 포토레지스트(210)는 음의 감광성을 갖는 물질로 형성된다. 다음으로, 도 5c에 도시된 바와 같이 제1 포토레지스트(210)를 노광한다. 이때, 제1 포토레지스트(210)는 디지털 노광기(180)로부터 공급된 레이저광에 의해 제1 포토레지스트 패턴(211)이 형성되는 게이트 패턴 영역(S20)과 제1 포토레지스트 패턴(211)이 형성되지 않는 패턴 미형성 영역(S10)으로 나뉜다. 다음으로, 디지털 노광기(180)로부터 레이저광에 의해 노출된 게이트 패턴 영역(S20)은 경화되어 현상공정 후 도 5d에 도시된 바와 같이 제1 포토레지스트 패턴(211)이 형성된다. 다음으로, 하부기판(10)을 에칭공정을 통하여 제1 포토레지스트 패턴(211)이 형성되지 않은 패턴 미형성 영역(S10)의 제1 도전층(200)을 식각한다. 다음으로, 제1 포토레지스트 패턴(211)을 제거하여 도 5e에 도시된 게이트 라인(20) 및 게이트 전극(21)을 포함하는 게이트 패턴을 형성한다.
한편, 제1 포토레지스트(210)는 양의 감광성을 갖는 물질로 형성될 수 있다. 즉, 광에 노출된 부분이 현상공정에서 제거되는 양의 감광성을 갖는 물질로 제1 포토레지스트(210)를 형성할 수 있다.
도 5c를 참조하면, 게이트 패턴이 형성되지 패턴 미형성 영역(S10)의 제1 포 토레지스트(210)에 디지털 노광기(180)로 레이저광을 공급한다. 이에 따라, 레이저광에 노출된 제1 포토레지스트(210)는 현상공정에서 제거되고, 레이저광에 노출되지 않은 게이트 패턴 영역(S20)의 제1 포토레지스트(210)가 잔류함으로써 도 5d에 도시된 바와 같이 제1 포토레지스트 패턴(211)이 형성된다. 다음으로, 제1 포토레지스트 패턴(211)이 형성된 하부기판(10)을 식각하여 도 5e와 같이 게이트 패턴을 형성한다.
도 6a는 본 발명의 박막 트랜지스터 기판의 제2 공정으로 반도체층 및 데이터 패턴이 형성된 평면을 도시한 평면도이고, 도 6b 내지 도 6h는 도 6a에 도시된 박막 트랜지스터 기판의 I-I'선을 따라 절단된 단면을 공정별로 순차적으로 도시한 단면도들이다.
도 6a 내지 도 6h를 참조하면, 게이트 패턴이 형성된 하부기판(10) 위에 게이트 절연막(30)이 형성되고, 게이트 절연막(30)의 위에 박막 트랜지스터(TFT)의 채널을 형성하기 위한 반도체층(40)과, 반도체층(40) 위에 소스 전극(60) 및 드레인 전극(70) 그리고 소스 전극(60)과 연결된 데이터 라인(50)을 포함하는 데이터 패턴이 형성된다. 여기서, 반도체층(40)과 데이터 패턴 사이에 오믹 콘택층(45)이 형성된다.
구체적으로, 도 6b를 참조하면, 게이트 패턴이 형성된 하부기판(10) 위에 게이트 절연막(30), 비정질 실리콘층(240), 불순물 도핑된 비정질 실리콘층(245)과, 제2 도전층(250)이 순차적으로 형성된다. 이때, 게이트 절연막(30), 비정질 실리콘층(240), 불순물 도핑된 비정질 실리콘층(245)은 PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposion) 방법으로 형성되고, 제2 도전층(250)은 스퍼터링 방법으로 형성된다. 게이트 절연막(30)은 산화 실리콘(SiOx), 질화 실리콘(SiNx) 등의 절연 물질로 형성되며, 제2 도전층(170)은 Mo, Ti, Cu, AlNd, Al, Cr, Mo 합금, Cu 합금, Al 합금 등과 같은 금속 물질이 단일층 또는 이중층 이상의 적층된 형태로 형성된다.
다음으로, 제2 도전층(250) 위에 제2 포토레지스트(220)가 형성된다. 제2 포토레지스트(220)는 제1 포토레지스트(210)와 동일한 음의 감광성을 갖는 물질로 형성된다. 이때, 제2 포토레지스트(220)는 도 6b에 도시된 바와 같이, 제1 포토레지스트(210)에 비해 두께를 더 두껍게 형성할 수도 있다.
다음으로, 제2 포토레지스트(220)에 디지털 노광기(180)를 통해 1차 노광을 실시하여 박막 트랜지스터(TFT)의 소스 전극(60) 및 드레인 전극(70) 및 데이터 라인(50)이 형성될 데이터 패턴 영역(S30)과 박막 트랜지스터(TFT)의 채널이 형성될 채널 영역(S40)에 도 6b에 도시된 바와 같이 동일한 양의 레이저광을 공급한다. 이때, 패턴 미형성 영역(S10)에는 레이저광이 공급되지 않는다.
다음으로, 도 6c에 도시된 바와 같이 디지털 노광기(180)를 통해 2차 노광을 실시하여 데이터 패턴 영역(S30)에 레이저광을 공급한다. 이때, 1차 노광 및 2차 노광은 디지털 노광기(180)의 노광헤드(130)를 두번 통과함으로써 이루어진다. 여기서, 노광공정시 디지털 노광기(180)의 노광헤드(130)에 포함된 마이크로미러(135)를 통해 데이터 패턴 영역(S30) 및 패턴 미형성 영역(S10)에 공급되는 레이저광량을 조절할 수 있다. 예를 들어, 2차 노광시 데이터 패턴 영역에 공급되는 공급되는 광량이 1차 노광시 공급되는 광량과 동일하게 공급되면 제2 포토레지스트(220)가 완전히 경화되지 않아 추후 현상공정에서 제2 포토레지스트(220)의 일부가 제거된다. 이는 후술할 제3 포토레지스트 패턴(222)이 형성될 때 제3 포토레지스트 패턴(222)의 두께가 너무 얇아 데이터 패턴의 일부가 식각되어 불량이 발생될 수 있다. 이러한 현상을 방지하기 위하여, 2차 노광시 1차 노광에서 공급되는 레이저광량보다 더 많은 레이저광량을 공급하여 현상공정에서 제2 포토레지스트(220)를 모두 잔류하도록 할 수 있다. 이를 위하여, 패턴 데이터에 포함된 마이크로미러(135) 각각의 각도를 조절하여 각각의 마이크로미러(135)로부터 반사되는 레이저광을 데이터 패턴 영역(S30)에 집중하여 공급한다.
또한, 2차 노광시 레이저(131)에서 공급되는 레이저광의 세기를 크게 할 수도 있다. 이에 따라, 마이크로미러(135)를 조정하지 않고도 데이터 패턴 영역(S30)에서의 노광량을 크게 할 수 있다.
그리고, 레이저광의 세기를 크게 하고, 마이크로미러(135)의 각도를 조절하여 데이터 패턴 영역(S30)으로 공급되는 레이저광을 더 크게 함으로써 데이터 패턴 영역(S30)에서의 노광량을 크게 할 수도 있다.
또한, 데이터 패턴 영역(S30)의 노광량을 크게 하기 위하여 데이터 패턴 영역(S30)만을 노광하는 별도의 노광단계를 더 할 수 있다. 즉, 레이저(131)에서 공급되는 레이저광의 세기가 일정하고, 마이크로미러(135)의 각도가 동일한 경우 상술한 2차 노광과 동일하게 3차 노광 또는 그 이상의 노광을 실시하여 데이터 패턴 영역(S30)에서의 제2 포토레지스트(220)가 현상시 제거되지 않도록 할 수 있다.
다음으로, 제2 포토레지스트(220)를 현상하여 제2 포토레지스트 패턴(221)이 형성된다. 제2 포토레지스트 패턴(221)은 소스 전극(60), 드레인 전극(70) 및 데이터 라인(50)이 형성될 데이터 패턴 영역(S30)에는 제2 포토레지스트(220)가 그대로 남게 되고, 채널이 형성될 패턴 미형성 영역(S10)에는 제2 포토레지스트(220)의 일부가 제거되어 데이터 패턴 영역(S30)에 남겨진 제2 포토레지스트(220)의 두께이 비해 낮은 두께의 포토레지스트가 남는다. 그리고 패턴 미형성 영역(S10)은 제2 포토레지스트(220)가 모두 제거된다.
다음으로, 도 6g에 도시된 바와 같이 제2 포토레지스트 패턴(221)이 형성된 기판을 제1 식각공정을 통해 패턴 미형성 영역(S10)의 제2 도전층(250)을 식각하고, 제2 식각공정을 통해 패턴 미형성 영역(S10)의 불순물 도핑된 비정질 실리콘층(245) 및 비정질 실리콘층(240)을 식각한다. 이어서, 산소 플라즈마 등을 이용한 애싱 공정으로 제2 포토레지스트 패턴(221)의 채널과 대응되는 패턴 미형성 영역(S10)의 포토레지스트 패턴이 제거되고, 데이터 패턴 영역(S30)의 제2 포토레지스트 패턴(221)의 일부가 제거되어 도 6e에 도시된 제3 포토레지스트 패턴(222)을 형성한다.
그리고 제3 포토레지스트 패턴(222)을 이용한 제3 식각공정으로 채널 영역(S40)이 노출된 제2 도전층(250)을 식각하여 제거함으로써 소스 전극(60) 및 드레인 전극(70)을 분리한다. 다음으로, 제4 식각 공정을 통해 패턴 미형성 영역(S10)의 노출된 불순물 도핑된 비정질 실리콘층(245)이 식각됨으로써 박막 트랜지스터(TFT)의 소스 전극(60) 및 드레인 전극(70)이 서로 분리되고, 반도체층(40) 이 노출된다.
한편, 제2 포토레지스트(220)는 양의 감광성을 갖는 포토레지스트로 형성될 수 있다.
도 6d 및 도 6e는 제2 포토레지스트(220)가 양의 감광성을 갖는 포토레지스트로 형성된 경우의 노광 공정을 순차적으로 도시한 단면도들이다.
도 6d에 도시된 바와 같이, 양의 감광성을 갖는 제2 포토레지스트(220)가 형성된 하부기판(10)을 디지털 노광기(180)를 통해 노광한다. 먼저, 디지털 노광기(180)는 패턴 미형성 영역(S10)에 레이저광을 공급하여 1차 노광을 한다.
다음으로, 도 6e에 도시된 바와 같이 제2 포토레지스트(220)의 패턴 미형성 영역(S10)이 1차 노광된 하부기판(10)을 디지털 노광기(180)로 다시 노광한다. 이때, 디지털 노광기(180)는 패턴 미형성 영역(S10) 및 채널 영역(S40)에 레이저광을 공급한다. 그리고 데이터 패턴 영역(S30)에는 레이저광이 공급되지 않는다. 이렇게, 2차 노광된 제2 포토레지스트(220)를 현상함으로써 도 6f에 도시된 제2 포토레지스트 패턴(221)을 형성한다.
이후, 공정은 도 6g 및 도 6f와 동일하게 진행한다.
또한, 1차 노광에서 제2 포토레지스트(220)의 패턴 미형성 영역(S10)은 2번 이상 노광되거나, 2차 노광시 공급되는 레이저광의 세기보다 더 큰 레이저광의 세기로 공급될수도 있다. 즉, 패턴 미형성 영역(S10)은 추후 현상공정에서 제2 포토레지스트(220)가 모두 제거되어야 하므로 패턴 미형성 영역(S10)의 제2 포토레지스트(220)를 모두 감광시키기 위하여 노광공정을 추가로 진행하거나, 레이저광의 세 기를 크게 할 수 있다.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 실시 에에 따른 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법 중 제3 공정을 설명하기 위한 평면도 및 단면도이다.
도 7a 및 도 7b를 참조하면, 제3 공정으로 화소 콘택홀(80)을 포함하는 보호막(100)을 형성한다.
구체적으로, 데이터 패턴이 형성된 게이트 절연막(30) 상에 PECVD, 스핀 코팅, 스핀리스 코팅 등의 방법으로 도 7b에 도시된 바와 같이 보호막(100)이 형성된다.
보호막(100)은 CVD 또는 PECVD 방법으로 형성되는 게이트 절연막(30)과 같은 무기 절연 물질이 이용된다. 또는, 스핀 코팅, 스핀리스 코팅 등의 방법으로 형성되는 아크릴계 유기 화합물, BCB, PFCB 등과 같은 유기 절연 물질이 이용되기도 한다. 또는 무기 절연 물질과 유기 절연 물질을 이중으로 적층하여 형성하기도 한다. 이어서, 보호막(100) 상부에 포토레지스트가 도포된 다음 보호막(100)이 형성될 영역에 포토레지스트 패턴이 형성된다. 그 다음, 포토레지스트 패턴을 이용한 식각공정을 통해 보호막(100)을 관통하여 박막 트랜지스터(TFT)의 드레인 전극(70)을 노출시키는 화소 콘택홀(80)을 형성한다.
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 실시 예에 따른 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법 중 제4 공정을 설명하기 위한 평면도 및 단면도이다.
도 8a 및 도 8b를 참조하면, 제4 공정으로 화소 전극(90)을 형성한다.
구체적으로, 보호막(100)이 형성된 하부기판(10) 상에 제3 도전층이 스퍼터 링 등과 같은 증착 방법으로 형성된다. 제3 도전층으로는 인듐 주석 산화물(Indium Tin Oxide)이나, 주석 산화물(Tin Oxide), 인듐 아연 산화물(Indium Zic Oxide) 등이 이용된다. 다음으로, 포토레지스트를 도포한 후 제4 공정을 통해 포토레지스트를 디지털 노광기를 사용하여 노광한 후 현상 공정을 통해 포토레지스트 패턴을 형성한후 형성된 포토레지스트 패턴을 통해 제3 도전층을 식각하여 화소 전극(90)을 형성한다. 이때, 화소 전극(90)은 도 8b과 같이 화소 콘택홀(80)을 통해 드레인 전극(70)과 전기적으로 연결된다.
도 9a 내지 도 9f는 본 발명의 실시 예에 따른 컬럼스페이서 및 배향층 형성공정을 순차적으로 도시한 단면도들이다.
도 9a 내지 도 9f를 참조하면, 블랙 매트릭스(320), 컬러 필터(330), 오버 코트(340) 및 공통 전극(350)이 형성된 상부기판(310)을 포함하는 컬러 필터 기판에 제3 포토레지스트(400)를 형성한다. 제3 포토레지스트(400)는 공통 전극(350)의 상부에 형성된다. 그리고 제3 포토레지스트(400)는 박막 트랜지스터 기판(101)과 컬러 필터 기판(300)의 셀갭을 유지할 수 있는 두께로 형성된다. 다시 말하면, 제3 포토레지스트(400)을 노광한 후 현상하여 일정 높이의 컬럼 스페이서(360)를 형성하게 되므로 제3 포토레지스트(400)는 컬럼 스페이서(360)의 높이보다 적어도 같거나 크게 형성되어야 한다.
다음으로, 도 9a에 도시된 바와 같이 제3 포토레지스트(400)가 형성된 상부기판(310)을 디지털 노광기(180)를 통해 1차 노광한다.
다음으로, 도 9b에 도시된 바와 같이 1차 노광된 제3 포토레지스트(400)가 형성된 상부기판(310)을 다시 디지털 노광기(180)를 통해 2차 노광한다. 이때, 디지털 노광기(180)의 노광헤드(130)에 포함된 DMD(134)의 반사체의 각도를 조절하여 컬럼 스페이서 영역(S60) 및 배향층의 돌출 영역(S70)에만 레이저광이 공급되도록 한다.
다음으로, 도 9c에 도시된 바와 같이 2차 노광된 제3 포토레지스트(400)가 형성된 상부기판(310)을 다시 디지털 노광기(180)를 통해 3차 노광한다. 3차 노광시 컬럼 스페이서 영역(S60)에만 레이저광이 공급되도록 노광헤드(130)에 포함된 DMD(134)의 마이크로미러(135)의 각도를 조절한다.
이렇게 세번에 걸쳐 노광된 제3 포토레지스트(400)는 각각의 영역별로 현상공정 후 잔류하는 제3 포토레지스트(400)가 각각 다른 두께로 형성된다. 다시 말하면, 현상공정 후 컬럼 스페이서 영역(S60)의 제3 포토레지스트(400)는 H1의 높이를 갖는 컬럼 스페이서(360)로 형성된다.
배향층의 돌출 영역(S70)에 잔류하는 제3 포토레지스트(400)는 일부가 제거되어 H2의 높이로 형성되고, 배향층의 경사 영역(S50)은 제3 포토레지스트(400)가 제거되어 배향층의 돌출 영역(S70)에서 형성된 제3 포토레지스트(400)의 H2의 높이보다 낮은 H3의 높이로 형성된다. 여기서, 배향층의 돌출 영역(S70) 및 경사 영역(S50)의 제3 포토레지스트(400)는 액정(500)의 배향방향을 결정하는 배향층(370)으로 작용한다. 즉, 액정(500)이 수직배향되는 경우 배향층의 돌출 영역(S70)과 대응되는 영역을 정점으로 배향층의 경사 영역(S50)과 대응되는 경사진 영역에서 액정(500)이 경사면을 따라 수직으로 배향된다. 이에 따라, 수직배향된 액정(500) 에 배향각을 조절할 수 있다. 여기서, 배향층의 경사 영역(S50)을 다수의 노광영역으로 구분하고, 디지털 노광기(180)의 레이저광의 크기를 조절하거나 노광회수를 조절하면 배향층(370)의 경사각을 다양하게 조절할 수 있다. 또한, 마이크로미러(135)의 각도를 조절하여 경사 영역(S50)으로 공급되는 광량을 다양화함으로써 배향층(370)의 경사각을 조절할 수도 있다.
한편, 제3 포토레지스트(400)는 양의 감광성을 갖는 포토레지스트가 형성될 수 있다.
도 9d 및 도 9e는 양의 포토레지스트를 사용한 노광공정을 순차적으로 도시한 단면도들이다.
도 9d를 참조하면, 제3 포토레지스트(400)가 형성된 상부기판(310)을 디지털 노광기(180)를 통해 1차 노광한다. 1차 노광은 배향층의 경사 영역(S50)에만 노광한다.
다음으로, 도 9f에 도시된 바와 같이 1차 노광된 제3 포토레지스트(400)가 형성된 상부기판(310)을 다시 디지털 노광기(180)를 통해 2차 노광한다. 이때, 2차 노광은 디지털 노광기(180)의 노광헤드(130)에 포함된 DMD(134)의 반사체의 각도를 조절하여 배향층의 돌출 영역(S70) 및 경사 영역(S50)에만 레이저광이 공급되도록 한다. 다시 말하면, 컬럼 스페이서 영역(S60)에는 레이저광을 공급하지 않고 나머지 영역들에 레이저광을 공급한다.
다음으로, 노광된 제3 포토레지스트(400)를 현상하여 도 9f에 도시된 컬럼 스페이서(360) 및 배향층(370)을 형성한다.
이때, 1차 노광시 배향층의 경사 영역(S50)을 다수의 영역으로 분할하고 분할된 영역마다 각각 다른 세기의 레이저광을 공급하거나, 영역별로 노광회수를 달리하여 배향층(370)의 경사각을 조절할 수 있다. 또한, 2차 노광시에도 경사 영역(S50)을 다수의 영역으로 분할하고 분할된 영역마다 각각 다른 세기의 레이저광을 공급하거나, 노광회수를 달리하여 배향층(370)의 경사각을 조절할 수 있다.
여기서, 컬럼 스페이서(360) 및 배향층(370)은 상술한 바와 동일한 방법으로 박막 트랜지스터 기판(101)에 형성될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 표시패널의 제조방법은 상술한 박막 트랜지스터 기판뿐만 아니라 유기발광표시장치의 하부기판에도 동일한 방법으로 적용할 수 있다.
상기와 같이, 본 발명에 따른 표시장치의 제조방법은 패턴 형성을 위한 고가의 마스크를 사용하지 않아 표시장치의 제조시 제조비용을 절감할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 표시장치의 제조방법은 여러 단계의 노광을 통하여 두께가 다른 포토레지스트 패턴을 형성할 수 있으므로 저비용으로 단차진 포토레지스트 패턴을 형성할 수 있다.
이상에서 상술한 본 발명은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다 할 것이다. 따라서, 본 발명은 상술한 실시 예 및 첨부된 도면에 한정하지 않고 청구범위에 의해 그 권리가 정 해져야 할 것이다.

Claims (35)

  1. 포토레지스트를 형성하는 단계; 및
    상기 포토레지스트의 영역별로 노광회수를 달리하여 단차진 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 포토레지스트 패턴의 형성방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 포토레지스트 패턴은 제1 영역의 포토레지스트의 노광 회수를 제2 영역포토레지스트의 노광 회수보다 크게 하여 상기 제1 영역의 포토레지스트의 높이를 상기 제2 포토레지스트의 높이보다 더 크게 형성하는 단계를 포함하는 포토레지스트 패턴의 형성방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 포토레지스트의 상기 제1 및 제2 영역을 노광하는 1차 노광 단계; 및
    상기 포토레지스트의 상기 제1 영역을 선택적으로 노광하는 2차 노광 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 포토레지스트 패턴의 형성방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 1차 노광 단계에서
    상기 제1 영역과 상기 제2 영역에 서로 다른 세기의 광을 공급하는 단계를 더 포함하는 포토레지스트 패턴의 형성방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 1차 노광 단계에서
    상기 제2 영역보다 상기 제1 영역에 더 큰 세기의 광을 공급하는 단계를 더 포함하는 포토레지스트 패턴의 형성방법.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 1차 노광 단계는 상기 제1 및 제2 영역에 동일한 세기의 광을 공급하는 단계; 및
    상기 2차 노광 단계는 상기 제1 노광 단계에서 공급되는 광의 세기보다 작거나 큰 세기의 광을 공급하는 단계를 더 포함하는 포토레지스트 패턴의 형성방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 포토레지스트 패턴은 제1 영역의 포토레지스트의 노광 회수를 제2 영역포토레지스트의 노광 회수보다 작게 하여 상기 제1 영역의 포토레지스트의 높이를 상기 제2 포토레지스트의 높이보다 크게 형성하는 단계를 포함하는 포토레지스트 패턴의 형성방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 포토레지스트의 상기 제1 및 제2 영역을 노광하는 1차 노광 단계; 및
    상기 포토레지스트의 상기 제2 영역을 선택적으로 노광하는 2차 노광 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 포토레지스트 패턴의 제조방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 1차 노광 단계에서
    상기 제1 영역과 상기 제2 영역에 공급되는 광의 세기를 서로 다르게 공급하는 단계를 더 포함하는 포토레지스트 패턴의 형성방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 1차 노광 단계에서
    상기 제1 영역보다 상기 제2 영역에 더 큰 세기의 광을 공급하는 단계를 더 포함하는 포토레지스트 패턴의 형성방법.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 1차 노광 단계는 상기 제1 및 제2 영역에 동일한 세기의 광을 공급하는 단계; 및
    상기 2차 노광 단계는 상기 제1 노광 단계에서 공급되는 광의 세기보다 작거나 큰 세기의 광을 공급하는 단계를 더 포함하는 포토레지스트 패턴의 형성방법.
  12. 기판 위에 제1 도전층으로 게이트 라인 및 게이트 전극을 포함하는 게이트 패턴을 형성하는 단계;
    상기 게이트 패턴 위에 게이트 절연막, 비정질 실리콘층, 불순물 도핑된 비정질 실리콘층, 제2 도전층 및 포토레지스트를 순차적으로 형성하는 단계;
    상기 포토레지스트를 박막 트랜지스터의 채널이 형성될 영역과, 상기 박막 트랜지스터의 소스 전극, 드레인 전극 및 데이터 라인을 포함하는 데이터 패턴이 형성될 영역의 노광회수를 달리하여 단차진 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계;
    상기 단차진 포토레지스트 패턴이 형성된 상기 기판을 식각하여 상기 박막 트랜지스터 및 데이터 라인을 형성하는 단계;
    상기 데이터 패턴 위에 상기 박막 트랜지스터의 상기 드레인 전극을 노출하는 화소 콘택홀이 형성된 보호막을 형성하는 단계; 및
    상기 보호막 위에 상기 화소 콘택홀을 통해 상기 드레인 전극과 접속되는 화소 전극을 형성하는 단계를 포함하는 표시패널의 제조방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 포토레지스트를 형성하는 단계는
    음의 감광성을 갖는 포토레지스트를 형성하는 단계를 더 포함하는 표시패널의 제조방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 단차진 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계는
    상기 소스 전극, 드레인 전극 및 데이터 라인을 포함하는 데이터 패턴이 형성될 데이터 패턴 영역에 형성된 포토레지스트의 높이를 상기 채널이 형성될 채널영역에 형성된 포토레지스트의 높이보다 높게 형성하는 단계를 포함하는 표시패널의 제조방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 채널 영역에 형성된 포토레지스트를 노광하는 노광회수와 대비하여 상기 데이터 패턴 영역에 형성된 포토레지스트를 노광하는 노광회수가 더 큰 것을 특징으로 하는 표시패널의 제조방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 채널 영역에 형성된 포토레지스트 및 상기 데이터 패턴 영역에 형성된 포토레지스트를 노광하는 1차 노광 단계: 및
    상기 데이터 패턴 영역에 형성된 포토레지스트를 노광하는 2차 노광 단계를 포함하는 표시패널의 제조방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 1차 노광 단계에서
    상기 채널 영역과 상기 데이터 패턴 영역에 공급되는 광세기를 서로 다르게 하는 단계를 더 포함하는 표시패널의 제조방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 1차 노광 단계에서
    상기 채널 영역보다 상기 데이터 패턴 영역에 더 큰 세기의 광을 공급하는 단계를 더 포함하는 표시패널의 제조방법.
  19. 제 16 항에 있어서,
    상기 1차 노광 단계에서 상기 채널 영역 및 상기 데이터 패턴 영역에 동일한 세기의 광을 공급하는 단계; 및
    상기 2차 노광 단계는 상기 제1 노광 단계에서 공급되는 광의 세기보다 더 작은 광 세기로 공급되거나 더 작은 광 세기로 공급하는 단계를 더 포함하는 표시 기판의 제조방법.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 2차 노광 단계 후에
    상기 데이터 패턴 영역을 1회 이상 노광하는 단계를 더 포함하는 표시장치의 제조방법.
  21. 제 12 항에 있어서,
    상기 포토레지스트를 형성하는 단계는
    양의 감광성을 갖는 포토레지스트를 형성하는 단계를 더 포함하는 표시패널의 제조방법.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 단차진 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계는
    상기 소스 전극, 드레인 전극 및 데이터 라인을 포함하는 데이터 패턴이 형성될 데이터 패턴 영역에 형성된 포토레지스트의 높이를 상기 채널이 형성될 채널영역에 형성된 포토레지스트의 높이보다 높게 형성하는 단계를 포함하는 표시패널의 제조방법.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 채널 영역에 형성된 포토레지스트를 노광하는 노광회수와 대비하여 상기 데이터 패턴 영역에 형성된 포토레지스트를 노광하는 노광회수가 더 작은 것을 특징으로 하는 표시패널의 제조방법.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 채널 영역 및 상기 데이터 패턴 영역이 이외의 패턴 미형성 영역에 형성된 포토레지스트를 노광하는 1차 노광 단계: 및
    상기 채널 영역 및 상기 패턴 미형성 영역에 형성된 포토레지스트를 노광하 는 2차 노광 단계를 포함하는 표시패널의 제조방법.
  25. 제 24 항에 있어서,
    상기 2차 노광 단계에서
    상기 패턴 미형성 영역의 포토레지스트에 공급되는 광의 세기를 상기 채널 영역에 공급되는 광의 세기보다 더 크게 공급하는 단계를 더 포함하는 표시패널의 제조방법.
  26. 제 24 항에 있어서,
    상기 2차 노광 단계 이후에
    상기 채널 영역 및 상기 패턴 미형성 영역에 형성된 포토레지스트 중 적어도 어느 한 영역의 포토레지스트를 더 노광하는 단계를 더 포함하는 표시패널의 제조방법.
  27. 박막 트랜지스터 어레이가 형성된 박막 트랜지스터 기판을 마련하는 단계;
    상기 박막 트랜지스터 기판과 대향하며 컬러 필터 어레이가 형성된 컬러 필터 기판을 마련하는 단계;
    상기 박막 트랜지스터 기판 및 상기 컬러 필터 기판 중 어느 하나에 포토레지스트를 형성하는 단계; 및
    상기 포토레지스트를 적어도 2회 이상 노광하여 컬럼 스페이서 및 액정배향 을 위하여 돌출부를 중심으로 경사진 배향층을 형성하는 단계를 포함하는 표시장치의 제조방법.
  28. 제 27 항에 있어서,
    상기 포토레지스트를 형성하는 단계는
    음의 감광성을 갖는 포토레지스트를 형성하는 단계를 포함하는 표시장치의 제조방법.
  29. 제 28 항에 있어서,
    상기 포토레지스트의 전면을 노광하는 1차 노광 단계;
    상기 컬럼 스페이서가 형성될 영역 및 상기 돌출부를 노광하는 2차 노광 단계; 및
    상기 컬럼 스페이서가 형성될 영역을 노광하는 3차 노광 단계를 포함하는 표시장치의 제조방법.
  30. 제 29 항에 있어서,
    상기 3차 노광 단계는 상기 2차 노광 단계에서 공급되는 광의 세기보다 더 크게 공급되는 단계를 더 포함하는 표시장치의 제조방법.
  31. 제 30 항에 있어서,
    상기 3차 노광 단계 이후에
    상기 컬럼 스페이서가 형성될 영역을 더 노광하는 단계를 더 포함하는 표시장치의 제조방법.
  32. 제 27 항에 있어서,
    상기 포토레지스트를 형성하는 단계는
    양의 감광성을 갖는 포토레지스트를 형성하는 단계를 포함하는 표시장치의 제조방법.
  33. 제 32 항에 있어서,
    상기 배향층이 경사지게 형성될 영역의 포토레지스트를 노광하는 1차 노광 단계; 및
    상기 경사지게 형성될 영역 및 상기 돌출부가 형성될 영역을 노광하는 2차 노광 단계를 포함하는 표시장치의 제조방법.
  34. 제 33 항에 있어서,
    상기 2차 노광시 공급되는 광의 세기보다 상기 1차 노광 단계에서 광의 세기를 더 크게 공급하는 단계를 더 포함하는 표시장치의 제조방법.
  35. 제 34 항에 있어서,
    상기 1차 노광 단계와 상기 2차 노광 단계 사이에
    상기 1차 노광 단계에서 노광되는 영역을 적어도 1회 이상 더 노광하는 단계를 더 포함하는 표시장치의 제조방법.
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