KR20100094272A - 포토 마스크 및 이를 이용한 수평전계형 액정표시장치의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 포토 마스크 및 이를 이용한 수평전계형 액정표시장치의 제조방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 포토마스크는 마스크 기판과, 상기 마스크 기판 상에 형성되고, 복수 개의 단위 마스크 패턴들이 일렬로 배열된 미세패턴 형성용 마스크 패턴을 포함하고, 상기 단위 마스크 패턴은 중심에 형성된 몸체부와, 상기 몸체부의 양측에 형성된 삼각형상의 날개부를 포함한다.
마스크, 미세패턴

Description

포토 마스크 및 이를 이용한 수평전계형 액정표시장치의 제조방법{PHOTO MASK AND MANUFACTURING METHOD FOR IN PLANE SWITCHING MODE LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE USING IT}
본 발명은 포토 마스크 및 이를 이용한 수평전계형 액정표시장치의 제조방법에 관한 것이다.
액정표시장치는 전계를 이용하여 유전 이방성을 갖는 액정의 광투과율을 조절함으로써 화상을 표시한다. 이를 위하여, 액정표시장치는 매트릭스 형태로 배열된 액정셀을 통해 화상을 표시하는 액정표시패널과 액정패널을 구동하는 구동회로를 구비한다.
액정표시패널은 액정을 구동하는 전계의 방향에 따라 수평 전계 인가형 및 수직 전계 인가형으로 구분된다.
수직 전계 인가형 액정표시패널은 상하로 대향되게 배치된 두장의 기판 각각에 형성된 화소전극과 공통전극간의 수직전계를 이용하여 액정을 구동하는 것으로서, 개구율이 큰 장점을 가지는 반면에 시야각이 좁은 단점을 가진다.
수평 전계 인가형 액정표시패널은 하나의 기판 상에 서로 나란하게 배치된 화소전극과 공통전극간의 수평전계에 의해 액정을 구동하는 것으로서 수직 전계 인가형 액정표시패널보다 시야각이 넓은 장점이 있다.
도 1은 종래 수평 전계 인가형 액정표시패널을 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 수평 전계형 액정표시패널은 칼라 필터 어레이가 형성된 상부 기판(11), 박막 트랜지스터 어레이가 형성된 하부 기판(1), 및 두 기판(11, 1) 사이에 마련되는 액정 공간에 채워진 액정 분자들(18)을 구비한다.
칼라 필터 어레이는 상부 기판(11) 상에 형성된 블랙 매트릭스(12), 칼라 필터(14)와, 오버코트층(16)을 포함한다.
블랙 매트릭스(12)는 후술할 박막 트랜지스터 어레이의 박막 트랜지스터(이하, TFT라 함)(6), 게이트 라인(2) 및 데이터 라인(4)과 중첩되게 형성되며 칼라 필터(14)가 형성될 셀 영역을 구획한다. 블랙 매트릭스(12)는 빛샘을 방지함과 아울러 외부광을 흡수하여 콘트라스트를 높이는 역할을 한다.
칼라 필터(14)는 블랙 매트릭스(14)에 의해 분리된 셀 영역에 형성된다. 셀 영역은 R, G, B 영역을 포함하고, 칼라 필터(14)는 R, G, B 영역에 각각 형성된 R, G, B 칼라 필터 패턴을 포함한다.
오버코트층(16)은 칼라 필터(14) 및 블랙 매트릭스(12)가 형성된 상부 기판(11)을 평탄화한다.
박막 트랜지스터 어레이는 하부 기판(1) 상에 형성된 TFT(6), TFT(6)에 접속된 화소 전극(8), 및 화소 전극(8)에 나란한 공통 전극(10)을 포함한다.
TFT(6)는 게이트 전극의 게이트 신호에 응답하여 소스 전극으로부터의 데이 터 신호를 드레인 전극을 경유하여 화소 전극(8)에 공급한다. 이를 위하여, TFT(6)의 게이트 전극은 게이트 신호를 공급하는 게이트 라인(2)에 연결되고 TFT(6)의 소스 전극은 데이터 신호를 공급하는 데이터 라인(4)에 연결된다.
화소 전극(8)은 TFT(6)의 드레인 전극에 접속되어 데이터 신호를 공급받는다. 소스 전극 및 드레인 전극은 게이트 절연막을 사이에 두고 게이트 전극과 중첩되는 반도체 패턴과 오믹 접촉된다.
게이트 라인(2)과 데이터 라인(4)의 교차로 정의되는 화소 영역에는 화소 전극(8)과 공통 전극(10)의 핑거부가 서로 나란하도록 형성된다. 공통 전극(10)은 게이트 라인(2)과 나란한 공통 라인(9)에 연결되어 액정 분자들(18)의 구동을 위한 공통전압을 공급받는다.
TFT(6)를 통해 데이터 신호가 공급된 화소 전극(8)과 공통 라인(9)을 통해 공통 전압이 공급된 공통 전극(10)사이에는 수평 전계가 형성된다. 이러한 수평 전계에 의해 액정분자들(18)이 수평방향을 기준으로 회전한다.
수평전계 인가형 액정표시패널은 수평방향을 기준으로 회전하는 액정분자들(18)의 회전 정도에 따라 화소 영역을 투과하는 광 투과율이 달라지게 됨으로써 화상을 구현한다.
수평 전계에 의해 구동되는 액정분자들(18)은 수직 전계에 의해 구동되는 액정 분자들에 비해 시야각 방향에 따른 복굴절 변화율이 작다. 이에 따라 수평 전계 인가형 액정표시패널은 시야각을 개선할 수 있다.
그러나 수평 전계 인가형 액정표시패널의 액정분자들(18)은 도 2에 도시된 바와 같이 화소 영역 전체에서 구동되지 못한다. 보다 상세히 설명하면, 화소 전극(8) 및 공통 전극(10) 사이에는 수평 전계가 형성되므로 화소전극(8) 및 공통 전극(10) 사이에 배치된 액정분자들(18a)은 수평 전계에 의해 구동되어 빛을 투과시킨다. 반면, 화소 전극(8) 및 공통전극(10) 각각과 중첩되는 영역에는 수평 전계가 형성되지 못하므로 화소 전극(8) 및 공통전극(10) 각각과 중첩되는 영역에 배치된 액정분자들(18b)은 구동되지 못하여 화소 영역의 개구율을 저하시킨다.
수평 전계 인가형 액정표시패널의 개구율 문제를 개선하기 위해서는 화소 전극(8) 및 공통 전극(10)의 핑거부들이 교번됨으로써 이루어진 유효 개구영역(W)의 폭을 넓히거나, 유효 개구영역(W)의 수를 늘려야 한다. 이를 위해서 공통 전극(10)과 나란한 화소 전극(8) 핑거부의 선폭을 줄여야 하지만 포토리쏘그래피 공정에서의 노광 해상도(resoulution)에 의해 제한을 받게 된다.
도 3a 내지 도 3c는 포토리쏘그래피 공정을 통한 전극 형성 방법을 단계적으로 도시한 단면도들이다.
도 3a를 참조하면, 기판(20) 위에 도전층(22)이 형성되고 그 도전층(22) 위에 포토레지스트 패턴(24)이 형성된다. 포토레지스트 패턴(24)은 마스크를 이용한 노광 공정을 통해 마스크의 패턴을 포토레지스트에 전사한 후 현상 및 소성 공정을 거쳐 형성된다. 이 때, 포토레지스트 패턴(24)의 최소 선폭은 노광 장비의 노광 해상도 제약에 의해 5㎛ 이하로 형성되기 어렵고 이에 따른 도전 패턴의 선폭은 4㎛ 이하로 형성되기 어렵다.
그리고, 도 3b 및 도 3c와 같이 식각 공정으로 도전층(22)을 식각하여 포토 레지스트 패턴(24)과 중첩된 전극(26)을 형성하고, 스트립 공정으로 포토레지스트 패턴(24)을 제거하게 된다. 이때, 습식 식각 공정의 특성상 도전층(22)이 과식각되어 전극(26)은 포토레지스트 패턴(24)의 선폭 보다 작게 형성되기는 하지만, 포토레지스트 패턴(24)의 최소 선폭이 5㎛인 경우, 전극(26)의 선폭을 4㎛이하로 형성하는 것은 현실적으로 어렵다.
결과적으로 수평 전계 액정 표시패널의 화소 전극의 최소 선폭이 노광기 해상도에 의해 제한을 받게 되므로 개구율을 향상시키는 데 한계가 있다.
상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 개구율을 향상시킬 수 있는 포토 마스크 및 이를 이용한 수평전계형 액정표시장치의 제조방법을 제공함에 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 포토마스크는 마스크 기판과, 상기 마스크 기판 상에 형성되고, 복수 개의 단위 마스크 패턴들이 일렬로 배열된 미세패턴 형성용 마스크 패턴을 포함하고, 상기 단위 마스크 패턴은 중심에 형성된 몸체부와, 상기 몸체부의 양측에 형성된 삼각형상의 날개부를 포함한다.
상기 복수 개의 단위 마스크 패턴의 몸체부들이 서로 연결되고, 상기 몸체부의 길이와 날개부의 높이는 2: 1의 비율을 갖도록 형성하고, 삼각형상의 날개부 중심모서리의 각도는 90도이다.
상기 몸체부의 길이는 1.5~ 3㎛로 형성되고, 상기 날개부의 높이는 1~ 1.5㎛로 형성된다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 수평전계형 액정표시장치의 제조방법은 기판 상에 도전층 및 포토레지스트를 순차적으로 형성하는 단계와, 상기 포토레지스트가 형성된 기판 상에 미세패턴형성용 마스크 패턴이 형성된 포토 마스크를 정렬하는 단계와, 상기 포토마스크를 이용하여 노광공정 및 현상공정을 수행하여, 상기 포토레지스트를 포토레지스트 패턴으로 형성하는 단계와, 상기 포토레 지스트 패턴을 식각 마스크로 이용하여 상기 도전층을 식각하여 전극을 형성하는 단계를 포함한다.
상기 미세패턴형성용 마스크 패턴은 복수 개의 단위 마스크 패턴들이 일렬로 배열되도록 형성되고, 상기 단위 마스크 패턴은 중심에 형성된 몸체부와, 상기 몸체부의 양측에 형성된 삼각형상의 날개부를 포함한다.
상기 복수 개의 단위 마스크 패턴의 몸체부들이 서로 연결되고, 상기 몸체부의 길이와 날개부의 높이는 2: 1의 비율을 갖도록 형성하고, 삼각형상의 날개부 중심모서리의 각도는 90도이다.
상기 전극은 화소전극이고, 상기 도전층은 투명도전층이다.
상기 전극은 1.5~ 2㎛의 선폭을 갖도록 형성된다.
상기 도전층 및 포토레지스트를 순차적으로 형성하는 단계 이전에, 기판 상에 게이트 전극을 형성하는 단계와, 상기 게이트 전극이 형성된 기판 상에 게이트 절연막을 형성하는 단계와, 상기 게이트 절연막이 형성된 기판 상에 반도체 패턴, 소스 및 드레인전극을 형성하는 단계와, 상기 소스 및 드레인전극이 형성된 기판 상에 보호막을 형성하고, 상기 보호막의 일부를 패터닝하여 콘택홀을 형성하는 단계를 더 포함한다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 포토 마스크 및 이를 이용한 수평 전계형 액정 표시 장치의 제조방법을 수행함으로써, 화소 전극의 선폭을 1.5~ 2㎛까지 감소시킬 수 있게 되어 개구율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
이하는 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 설명한다.
먼저, 본 발명에 따른 포토 마스크에 대해 설명하고자 한다.
도 4a는 본 발명에 따른 포토 마스크를 설명하기 위한 평면도이고, 도 4b는 도 4a의 A영역을 확대한 평면도이고, 도 5a 내지 도 5c는 본 발명에 따른 포토마스크를 이용하여 미세패턴 형성방법을 도시한 도면이다.
도 4a에 도시된 바와 같이, 포토 마스크(100)은 마스크 기판(99), 미세패턴 형성용 마스크 패턴(101)을 포함한다.
상기 마스크 기판(99)은 미세패턴들이 형성될 영역이 정의되어 있고, 석영재질을 이용할 수 있다.
미세패턴 형성용 마스크 패턴(101)은 도 4b에 도시된 바와 같이, 복수 개의 단위 마스크 패턴(103)들이 일렬로 배열되고, 상기 단위 마스크 패턴(103)은 중심에 형성된 몸체부(105)와, 몸체부(105)의 양측에 형성된 삼각형상의 날개부(107)를 구비한다. 이때, 복수 개의 단위 마스크 패턴(103)의 몸체부(105)들이 서로 연결되어 하나의 단위 마스크패턴(103)을 형성한다.
상기 몸체부(105)의 길이(Ⅰ)는 1.5~ 3㎛을 가지도록 형성하고, 날개부(107)의 높이(Ⅰ')는 1~ 1.5㎛을 가지도록 형성하되, 상기 몸체부(105)의 길이(Ⅰ)와 날개부(107)의 높이(Ⅰ')는 2: 1의 비율을 가지도록 형성한다. 그리고, 날개부(107)의 삼각형의 중심모서리의 각도(Ⅰ'')는 90도를 가지도록 형성한다.
다음의 [표 1]에서 보는 바와 같이, 상기 몸체부(105)의 길이와 날개부(107) 의 높이는 2: 1의 비율을 가지면서 동시에 날개부의 중심모서리의 각도는 90도를 가질 때, 이를 통해 형성되는 미세 패턴은 1.45±0.283㎛의 선폭을 가지게 된다.
몸체부의 길이 날개부의 높이 날개부의 중심모서리각도 패턴의 사이즈
2 1 90도 1.45±0.283㎛
1.5 1.5 90도 1.54±0.244㎛
2 1.5 90도 2.18±0.191㎛
3 1 90도 2.75±0.216㎛
이와 같은 미세패턴형성용 마스크패턴(101)이 구비된 포토 마스크(100)을 통해 미세패턴을 형성할 수 있는 데, 이에 대해, 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 5a 내지 도 5c는 본 발명에 따른 포토마스크를 이용한 미세패턴 형성방법을 도시한 공정순서도이다.
도 5a에 도시된 바와 같이, 기판(210)상에 금속막(211a) 및 감광성 물질인 포토레지스트(213a)을 순차적으로 증착하고, 포토레지스트(213a)이 형성된 상기 기판(210) 상에 미세패턴형성용 마스크패턴(101)이 형성된 포토마스크(100)를 정렬한다.
이어, 도 5b에 도시된 바와 같이, 기판(210)상에 정렬된 포토마스크(100)의 미세패턴형성용 마스크패턴(101)을 통해 선택적으로 상기 포토레지스트(213a)에 광(111)을 조사하는 노광공정을 진행한다.
이때, 미세패턴형성용 마스크패턴(101)을 통해 노광공정이 진행되면, 광의 회절영향을 받는 영역차이가 발생하여 패터닝된 포토레지스트의 선폭이 2~ 2.5㎛ 정도로 형성된다. 다시 말해, 미세 패턴형성용 마스크 패턴의 날개부들에서는 상쇄간섭현상이 생기게 되어 마스크 패턴의 몸체부 내부로 회절되는 광량을 억제하여 포토레지스트를 패터닝한다. 이로써, 패터닝된 포토레지스트는 미세패턴 형성용 마스크 패턴(101)의 날개부(107)에 해당되는 영역이 제거되면서 동시에 몸체부(105)의 길이보다 좁은 길이를 갖게 되어, 선폭이 2~ 2.5㎛ 정도가 되는 포토레지스트로 패터닝된다.
이어, 상기 노광공정이 진행된 포토레지스트(213a)에 현상공정을 진행하여 노광된 영역의 포토레지스트를 제거함으로써 포토레지스트 패턴(213b)이 형성된다.
다음으로, 도 5c에 도시된 바와 같이, 상기 포토레지스트 패턴(213b)을 식각 마스크로 이용하여 금속막(211a)을 식각하여 금속패턴(211b)을 형성한다. 이어, 금속패턴(211b)가 형성된 기판(210)상에 스트립공정을 수행하여 포토레지스트패턴(213b)을 제거함으로써, 본 공정을 완료한다. 이때, 식각공정의 특성상 금속층(211a)이 과식각되어 금속패턴(211b)은 포토레지스트 패턴의 선폭보다 작은 1.5~ 2㎛정도의 선폭을 갖게 된다.
이와 같이, 본 발명에 따른 미세패턴 형성 방법은 미세패턴형성용 마스크패턴(101)이 구비된 포토마스크를 이용하여 금속패턴을 형성함으로써, 노광 해상도의 제한없이, 즉 노광 해상도(D) 보다 현저히 작은 선폭을 갖는 금속패턴을 형성할 수 있게 된다. 예를 들어, 노광 해상도(D)가 3~ 4㎛인 경우 종래에는 3㎛이하의 선폭을 갖는 패턴을 형성하기 어려웠던 반면, 본 발명의 미세 패턴 형성 방법으로는 1.5~ 2㎛대의 선폭을 갖는 미세 패턴을 형성할 수 있게 된다.
이러한 미세패턴 형성 방법을 수평 전계형 액정 표시 장치의 화소전극 형성방법에 적용하는 경우 화소 전극의 선폭을 기존의 4㎛대에서 1.5~ 2㎛대 까지 현저하게 감소시킬 수 있게 된다. 이에 따라, 개구율을 높여 휘도를 향상시킬 수 있게 된다.
이하, 본 발명에 따른 미세패턴 형성방법을 이용한 수평 전계형 액정 표시 장치 및 그 제조 방법을 살펴보기로 한다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 수평 전계형 액정 표시 장치의 박막 트랜지스터 기판을 도시한 평면도이고, 도 7은 도 6의 Ⅰ- Ⅰ'선을 따라 절단하여 도시한 단면도이다.
도 6 및 도 7에 도시된 박막 트랜지스터 기판은 하부 기판(350) 위에 게이트 절연막(352)을 사이에 두고 교차하여 화소 영역을 정의하는 게이트 라인(302) 및 데이터 라인(304), 게이트 라인(302) 및 데이터 라인(304)과 화소 전극(318b)에 접속된 박막 트랜지스터(TFT), 화소 영역에서 수평 전계를 형성하기 위한 화소 전극(318b) 및 공통 전극(322), 공통 전극(322)과 접속된 공통 라인(320)과, 화소 전극(318b)과 접속된 스토리지 캐패시터(Cst)을 구비한다.
게이트 라인(302)은 게이트 드라이버(미도시)로부터의 스캔 신호를, 데이터 라인(304)은 데이터 드라이버(미도시)로부터의 비디오 신호를 공급한다. 이러한 게이트 라인(302) 및 데이터 라인(304)은 게이트 절연막(354)을 사이에 두고 교차하여 각 화소 영역을 정의한다.
박막 트랜지스터(TFT)는 게이트 라인(302)의 스캔 신호에 응답하여 데이터 라인(304) 상의 비디오 신호가 화소 전극(318b)에 충전되어 유지되게 한다. 이를 위하여, 박막 트랜지스터(TFT)는 게이트 라인(302)과 접속된 게이트 전극(308), 데이터 라인(304)과 접속된 소스 전극(310), 소스 전극(310)과 마주하며 화소 전극(318b)과 접속된 드레인 전극(312), 게이트 절연막(354)을 사이에 두고 게이트 전극(308)과 중첩되어 소스 전극(310)과 드레인 전극(312) 사이에 채널을 형성하는 활성층(314), 활성층(314)과 소스 및 드레인 전극(310, 312)과의 오믹 접촉을 위한 오믹 컨택층(316)을 구비한다.
활성층(314) 및 오믹 컨택층(316)을 포함하는 반도체 패턴(315)은 데이터 라인(304)과도 중첩된다.
공통 라인(320)은 공통 전극(322)을 통해 액정 구동을 위한 기준 전압, 즉 공통 전압을 각 화소에 공급한다. 공통 전극(322)의 핑거부는 공통 라인(320)으로부터 화소 영역 내로 돌출되어 화소 전극(318b)의 핑거부와 나란하게 형성되고, 수평부는 핑거부와 공통 접속된다. 예를 들면, 공통 전극(322) 및 화소 전극(318b)의 핑거부는 도 6에 도시된 바와 같이 데이터 라인(304)과 함께 지그재그 형상으로 형성된다. 상기 공통전극(322) 및 화소전극(318b)은 지그재그(zig-zag) 형상으로 형성하고 상기 데이터 라인(304)은 직선형(stripe)으로 형성할 수도 있다. 또한, 공통 전극(322) 및 화소 전극(318b)의 핑거부는 데이터 라인(304)과 함께 직선형으로 형성될 수 있으며, 이외에도 다양한 형상으로 형성될 수 있다.
화소 전극(318b)은 공통 전극(322)의 핑거부와 나란한 핑거부와, 핑거부와 공통 접속되고 드레인 전극(312)과 중첩된 제1 수평부와, 공통 전극(322)의 수평부와 중첩된 제2 수평부를 구비한다. 화소 전극(318b)의 제1 수평부는 보호막(356)을 관통하는 컨택홀(326)을 통해 드레인 전극(312)과 접속된다. 화소 전극(318b)에 박막 트랜지스터(TFT)를 통해 비디오 신호가 공급되면, 화소 전극(318b)의 핑거부와 공통 전압이 공급된 공통 전극(322)의 핑거부 사이에는 수평 전계가 형성된다.
이러한 수평 전계에 의해 박막 트랜지스터 기판과 칼라 필터 기판 사이에서 수평 방향으로 배열된 액정 분자들이 유전 이방성에 의해 회전하게 된다. 그리고, 액정 분자들의 회전 정도에 따라 화소 영역을 투과하는 광 투과율이 달라지게 됨으로써 계조를 구현하게 된다.
스토리지 캐패시터(Cst)는 게이트 절연막(354) 및 반도체 패턴(315)을 사이에 두고 공통 라인(320)과 드레인 전극(312)이 중첩되어 형성된다. 이러한 스토리지 캐패시터(Cst)는 화소 전극(318b)에 충전된 비디오 신호가 다음 신호가 충전될 때까지 안정적으로 유지되게 한다.
이러한 구성을 갖는 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법은 다음과 같다.
게이트 라인(302), 게이트 전극(322), 공통 라인(320), 공통 전극(322)을 포함하는 제1 도전 패턴군은 기판(350) 위에 제1 도전층을 형성한 다음 패터닝함으로써 형성된다.
그리고, 게이트 절연막(354)과 반도체층 및 제2 도전층을 적층한 다음 반도체층과 제2 도전층을 패터닝함으로써 활성층(314) 및 오믹 컨택층(316)을 포함하는 반도체 패턴(315)과, 반도체 패턴(315) 위에 중첩된 데이터 라인(304)과 소스 전극(310) 및 드레인 전극(312)을 포함하는 제2 도전 패턴군이 형성된다. 여기서, 반도체 패턴(315)과 제2 도전 패턴군은 별도의 마스크 공정을 통해 형성되기도 한다.
이어서, 보호막(356)을 형성하고 패터닝함으로써 컨택홀(326)이 형성된다.
그리고, 보호막(356) 위에 투명 도전층을 형성하고 패터닝함으로써 화소 전극(318b)이 형성된다.
한편, 공통 전극(322)은 화소 전극(318b)과 함께 보호막(356) 위에 투명 도전층으로 형성되기도 한다. 이 경우, 공통 전극(322)은 보호막(356) 및 게이트 절연막(354)을 관통하는 컨택홀을 통해 상기 공통 라인(320)과 접속된다.
이러한 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법에서 화소 전극(318b)은 본 발명에 따른 미세패턴 형성방법으로 형성된다. 이 경우, 화소 전극(318b)의 핑거부 선폭을 기존의 4㎛대에서 1.5~ 2㎛대 까지 감소시켜 휘도를 향상시킬 수 있게 된다. 이하에서는 화소 전극(318)을 본 발명의 미세 패턴 형성 방법으로 형성한 경우를 구체적으로 설명하기로 한다.
도 8a에 도시된 바와 같이, 공통 전극(322), 게이트 절연막(354), 보호막(356)이 적층된 기판(350) 상에 투명 도전층(318a) 및 감광성 물질인 포토레지스트(403a)을 순차적으로 증착하고, 포토레지스트(403a)이 형성된 상기 기판(350) 상에 미세패턴형성용 마스크패턴(101)이 형성된 포토마스크(100)를 정렬한다.
이어, 도 8b에 도시된 바와 같이, 기판(210)상에 정렬된 포토마스크(100)의 미세패턴형성용 마스크패턴(101)을 통해 선택적으로 상기 포토레지스트(403a)에 광(111)을 조사하는 노광공정을 진행한다.
이때, 미세패턴형성용 마스크패턴(101)을 통해 노광공정이 진행되면, 광의 회절영향을 받는 영역차이가 발생하여 패터닝된 포토레지스트의 선폭이 1.5~ 2㎛ 정도로 형성된다. 다시 말해, 미세 패턴형성용 마스크 패턴의 날개부들에서는 상쇄간섭현상이 생기게 되어 마스크 패턴의 몸체부 내부로 회절되는 광량을 억제하여 포토레지스트를 패터닝한다. 이로써, 패터닝된 포토레지스트는 미세패턴 형성용 마스크 패턴(101)의 날개부(107)에 해당되는 영역이 제거되면서 동시에 몸체부(105)의 길이보다 좁은 길이를 갖게 되어, 선폭이 2~ 2.5㎛ 정도가 되는 포토레지스트로 패터닝된다.
이어, 상기 노광공정이 진행된 포토레지스트(403a)에 현상공정을 진행하여 노광된 영역의 포토레지스트를 제거함으로써 포토레지스트 패턴(403b)이 형성된다.
다음으로, 도 8c에 도시된 바와 같이, 상기 포토레지스트 패턴(403b)을 식각 마스크로 이용하여 투명도전층(318a)을 식각하여 화소전극(318b)을 형성한다. 이어, 화소전극(318b)가 형성된 기판(350)상에 스트립공정을 수행하여 포토레지스트패턴(403b)을 제거함으로써, 본 공정을 완료한다. 이때, 식각공정의 특성상 투명도전층(318a)이 과식각되어 화소전극(318b)은 포토레지스트 패턴의 선폭보다 작은 1.5~ 2㎛정도의 선폭을 갖게 된다.
도 1은 종래 수평 전계 인가형 액정표시패널을 나타내는 도면
도 2는 도 1에 도시된 액정표시패널의 액정 구동 특성을 나타내는 도면
도 3a 내지 도 3c는 포토리쏘그래피 공정을 통한 전극 형성 방법을 단계적으로 도시한 단면도들
도 4a는 본 발명에 따른 포토 마스크를 설명하기 위한 평면도
도 4b는 도 4a의 A영역을 확대한 평면도
도 5a 내지 도 5c는 본 발명에 따른 포토마스크를 이용하여 미세패턴 형성방법을 도시한 도면
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 수평 전계형 액정 표시 장치의 박막 트랜지스터 기판을 도시한 평면도
도 7은 도 6의 Ⅰ- Ⅰ'선을 따라 절단하여 도시한 단면도
도 8a 내지 도 8c는 본 발명에 따른 수평전계형 액정표시장치의 화소전극 형성방법을 도시한 공정순서도

Claims (10)

  1. 마스크 기판과,
    상기 마스크 기판 상에 형성되고, 복수 개의 단위 마스크 패턴들이 일렬로 배열된 미세패턴 형성용 마스크 패턴을 포함하고,
    상기 단위 마스크 패턴은 중심에 형성된 몸체부와, 상기 몸체부의 양측에 형성된 삼각형상의 날개부를 포함하는 것을 특징으로 하는 포토 마스크.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 복수 개의 단위 마스크 패턴의 몸체부들이 서로 연결되는 것을 특징으로 하는 포토마스크.
  3. 제1 항에 있어서, 상기 몸체부의 길이와 날개부의 높이는 2: 1의 비율을 갖도록 형성하고, 삼각형상의 날개부 중심모서리의 각도는 90도인 것을 특징으로 하는 포토 마스크.
  4. 제3 항에 있어서, 상기 몸체부의 길이는 1.5~ 3㎛로 형성되고, 상기 날개부의 높이는 1~ 1.5㎛로 형성되는 것을 특징으로 하는 포토 마스크.
  5. 기판 상에 도전층 및 포토레지스트를 순차적으로 형성하는 단계와,
    상기 포토레지스트가 형성된 기판 상에 미세패턴형성용 마스크 패턴이 형성 된 포토 마스크를 정렬하는 단계와,
    상기 포토마스크를 이용하여 노광공정 및 현상공정을 수행하여, 상기 포토레지스트를 포토레지스트 패턴으로 형성하는 단계와,
    상기 포토레지스트 패턴을 식각 마스크로 이용하여 상기 도전층을 식각하여 전극을 형성하는 단계를 포함하는 수평전계형 액정표시장치의 제조방법.
  6. 제5 항에 있어서, 상기 미세패턴형성용 마스크 패턴은
    복수 개의 단위 마스크 패턴들이 일렬로 배열되도록 형성되고, 상기 단위 마스크 패턴은 중심에 형성된 몸체부와, 상기 몸체부의 양측에 형성된 삼각형상의 날개부를 포함하는 것을 특징으로 하는 수평전계형 액정표시장치의 제조방법.
  7. 제6 항에 있어서, 상기 몸체부의 길이와 날개부의 높이는 2: 1의 비율을 갖도록 형성하고, 삼각형상의 날개부 중심모서리의 각도는 90도인 것을 특징으로 하는 수평전계형 액정표시장치의 제조방법.
  8. 제5 항에 있어서, 상기 전극은 화소전극이고, 상기 도전층은 투명도전층인 것을 특징으로 하는 수평전계형 액정표시장치의 제조방법.
  9. 제5 항에 있어서, 상기 전극은
    1.5~ 2㎛의 선폭을 갖도록 형성되는 것을 특징으로 하는 수평전계형 액정표 시장치의 제조방법.
  10. 제5 항에 있어서, 상기 도전층 및 포토레지스트를 순차적으로 형성하는 단계 이전에,
    기판 상에 게이트 전극을 형성하는 단계와,
    상기 게이트 전극이 형성된 기판 상에 게이트 절연막을 형성하는 단계와,
    상기 게이트 절연막이 형성된 기판 상에 반도체 패턴, 소스 및 드레인전극을 형성하는 단계와,
    상기 소스 및 드레인전극이 형성된 기판 상에 보호막을 형성하고, 상기 보호막의 일부를 패터닝하여 콘택홀을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수평전계형 액정표시장치의 제조방법.
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