KR20110072042A - 액정 표시 장치 및 이의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 마스크 공정을 변경하여 공정 및 비용을 절감하여 이루어진 터치 센싱 블럭을 갖는 액정 표시 장치 및 이의 제조 방법에 관한 것으로, 본 발명의 액정 표시 장치의 제조 방법은, 기판 상에 반도체층을 형성하는 단계;와, 상기 반도체층을 포함한 기판 상에 게이트 절연막을 형성하는 단계;와, 상기 반도체층 상에 대응하여 상기 게이트 절연막 상에 게이트 전극과 상기 게이트 전극과 연결되는 일 방향의 게이트 라인을 형성하는 단계;와, 상기 게이트 전극과 게이트 절연막을 덮으며, 상기 반도체층 양측에 대응하여 제 1 콘택홀을 갖는 층간 절연막을 형성하는 단계;와, 상기 제 1 콘택홀을 통해 상기 반도체층의 양측과 접속하는 소오스 전극 및 드레인 전극을 형성하고, 상기 소오스 전극과 연결된 데이터 라인을 형성하는 단계;와, 상기 소오스 전극 및 드레인 전극과 데이터 라인을 포함한 상기 층간 절연막 상에 제 1 보호막을 형성하는 단계;와, 상기 제 1 보호막 상에 투과부, 반투과부 및 차광부를 함께 갖는 마스크를 이용하여, 상기 화소 영역을 덮는 공통 전극과 상기 공통 전극 일부에 센싱 블럭 라인을 형성하는 단계;와, 상기 공통 전극과 센싱 블럭 라인을 포함한 제 1 보호막 상에 제 2 보호막을 형성하는 단계;와, 상기 제 2 보호막 및 제 1 보호막을 선택적으로 제거하여 상기 드레인 전극을 노출하는 단계; 및 상기 드레인 전극과 접속되는 화소 전극을 형성하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
터치 센싱 블럭, 저온 폴리 실리콘 형성 공정(LTPS: Low Temperature Poly Silicon Process)

Description

액정 표시 장치 및 이의 제조 방법{Liquid Crystal Display Device and Method for Manufacturing the Same}
본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것으로 특히, 마스크 공정을 변경하여 공정 및 비용을 절감하여 이루어진 터치 센싱 블럭을 갖는 액정 표시 장치 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
본격적인 정보화 시대로 접어듦에 따라 전기적 정보신호를 시각적으로 표현하는 디스플레이(display) 분야가 급속도로 발전해 왔고, 이에 부응하여 박형화, 경량화, 저소비전력화의 우수한 성능을 지닌 여러 가지 다양한 평판 표시장치(Flat Display Device)가 개발되어 기존의 브라운관(Cathode Ray Tube : CRT)을 빠르게 대체하고 있다.
이 같은 평판 표시장치의 구체적인 예로는 액정표시장치(Liquid Crystal Display Device: LCD), 플라즈마 표시장치(Plasma Display Panel device: PDP), 전계방출표시장치(Field Emission Display device: FED), 전기발광표시장치(Electro luminescence Display Device : ELD) 등을 들 수 있는데, 이들은 공통적으로 화상을 구현하는 평판 표시패널을 필수적인 구성요소로 하는 바, 평판 표시패널은 고유 의 발광 또는 편광물질층을 사이에 두고 한 쌍의 투명 절연기판을 대면 합착시킨 구성을 갖는다.
이중 액정 표시장치는 전계를 이용하여 액정의 광 투과율을 조절함으로써 화상을 표시하게 된다. 이를 위하여, 화상 표시장치는 액정셀을 가지는 표시패널과, 표시패널에 광을 조사하는 백 라이트 유닛 및 액정셀을 구동하기 위한 구동회로를 포함하여 구성된다.
이러한 액정표시장치의 분야에서는 능동형 액정표시장치(Active Matrix Liquid Crystal Display, 이하 AMLCD)가 주류를 이루고 있는데, 이 AMLCD 에서는 박막트랜지스터(Thin Film Transistor, 이하 TFT) 하나가 한 개의 화소를 정의하고, 이 하나의 TFT가 스위칭 소자로써 화소의 전압레벨을 제어하여 화소의 광 투과율을 변화시켜서 영상을 표시한다.
일반적인 액정 표시 장치는, 다수개의 TFT가 매트릭스형태로 구비되어 영상을 표시하는 액정패널과, 상기 액정패널에 데이터신호의 입력을 제어하는 게이트 드라이버와, 상기 액정패널로 데이터신호를 출력하는 데이터 드라이버와, 상기 각 드라이버의 타이밍을 제어하는 타이밍 컨트롤러와, 상기 액정 패널에 광을 조사하기 위한 백라이트 유닛으로 구성되며, 이 백라이트 유닛은 상기 액정 패널의 배면에 구성되어 데이터신호의 시각적 표시를 수행하는 백라이트 유닛과, 상기 백라이트 유닛을 제어하는 백라이트 제어부를 포함한다. 또한, 상기 구성은 각각 구동에 요구되는 적합한 전원을 공급하는 전원 공급부에 의해 구동 전원을 공급받으며, 각 제어부는 통상 인쇄회로기판(PCB) 상에 집적되어 구성된다.
이러한 구성의 액정표시장치에서 상기 TFT의 반도체층은 수소화된 비정질 실리콘(a-Si:H; 이하, 비정질 실리콘)이 주로 이용되는데, 이는 대면적으로 제작이 용이하여 생산성이 높고, 350℃ 이하의 낮은 기판 온도에서 증착이 가능하여 저가의 절연기판을 사용할 수 있기 때문이다.
그러나, 상술한 비정질 실리콘은 빛 조사에 의해 특성이 저하되는 문제점이 있고, TFT의 전기적 특성(낮은 전계효과 이동도: 0.1~1.0㎠/V·s)과 신뢰성 저하로 인해 구동회로에 사용하기 어렵다.
따라서, TFT의 전기적 특성의 향상을 위해 결정화된 폴리 실리콘 박막 트랜지스터를 형성하고자 하는 노력이 제기되었으며, 이에 따라, 하기에서는 폴리 실리콘 박막 트랜지스터를 이용한 액정 표시 장치에 대해 소개한다.
이러한 폴리 실리콘 박막 트랜지스터는 폴리 실리콘을 반도체층으로 이용하며, 그 양측을 소오스/드레인 영역을 이용하기 위한 도핑 공정이 요구되며, 이를 위한 마스크 공정이 별개로 요구된다.
또한, 라인별 및 반도체층 쉴딩층별로 서로 다른 형상에 의해 별개의 마스크가 요구되는 것으로, 예를 들어, 게이트 라인과 데이터 라인을 위한 마스크가 각각 요구되고, 또한, 반도체층의 패터닝과 불순물 도핑을 위한 마스크가 각각 요구되며, 화소 전극과의 횡전계 형성을 위한 공통 전극 형성을 위한 마스크와 그 외로 센싱 기능을 위해 다른 라인이 필요한 경우, 각각 서로 다른 마스크가 요구된다.
더불어, 상기 반도체층의 불순물 영역과 소오스 전극 및 드레인 전극과의 콘택을 마스크와, 드레인 전극과 화소 전극과의 콘택을 위한 마스크 공정이 각각 소 요되어 10개 이상의 마스크가 소요되는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로 마스크 공정을 변경하여 공정 및 비용을 절감하여 이루어진 터치 센싱 블럭을 갖는 액정 표시 장치 및 이의 제조 방법을 제공하는 데, 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 액정 표시 장치는 기판 상에 형성된 반도체층;과, 상기 반도체층을 포함한 기판 상에 게이트 절연막을 개재하여 상기 반도체층상에 형성된 게이트 전극과 상기 게이트 전극과 연결되어 일 방향으로 형성된 게이트 라인;과, 상기 게이트 전극과의 층간에 층간 절연막을 개재하여 상기 반도체층 양측에 접속하여 형성된 소오스전극 및 드레인 전극과, 상기 소오스 전극과 연결되며 상기 게이트 라인과 교차하여 형성된 데이터 라인;과, 상기 소오스/드레인 전극과의 층간에 제 1 보호막을 구비하여 상기 화소 영역 상에 형성된 공통 전극;과, 상기 공통 전극 일부 상부에 형성된 센싱 블럭 라인;과, 상기 센싱 블럭 라인 및 공통 전극을 포함한 제 1 보호막 상에 형성된 제 2 보호막;과, 상기 제 2 보호막과 제 1 보호막에 상기 드레인 전극을 노출하도록 형성된 화소 콘택홀; 및 상기 화소 콘택홀을 매립하여 상기 드레인 전극과 접속되어, 상기 제 2 보호막 상의 화소 영역에 대응되어 핑거형으로 형성된 화소 전극을 포함하여 이루어진 것에 그 특징이 있다.
또한, 동일한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 액정 표시 장치의 제조 방법 은, 기판 상에 반도체층을 형성하는 단계;와, 상기 반도체층을 포함한 기판 상에 게이트 절연막을 형성하는 단계;와, 상기 반도체층 상에 대응하여 상기 게이트 절연막 상에 게이트 전극과 상기 게이트 전극과 연결되는 일 방향의 게이트 라인을 형성하는 단계;와, 상기 게이트 전극과 게이트 절연막을 덮으며, 상기 반도체층 양측에 대응하여 제 1 콘택홀을 갖는 층간 절연막을 형성하는 단계;와, 상기 제 1 콘택홀을 통해 상기 반도체층의 양측과 접속하는 소오스 전극 및 드레인 전극을 형성하고, 상기 소오스 전극과 연결된 데이터 라인을 형성하는 단계;와, 상기 소오스 전극 및 드레인 전극과 데이터 라인을 포함한 상기 층간 절연막 상에 제 1 보호막을 형성하는 단계;와, 상기 제 1 보호막 상에 투과부, 반투과부 및 차광부를 함께 갖는 마스크를 이용하여, 상기 화소 영역을 덮는 공통 전극과 상기 공통 전극 일부에 센싱 블럭 라인을 형성하는 단계;와, 상기 공통 전극과 센싱 블럭 라인을 포함한 제 1 보호막 상에 제 2 보호막을 형성하는 단계;와, 상기 제 2 보호막 및 제 1 보호막을 선택적으로 제거하여 상기 드레인 전극을 노출하는 단계; 및 상기 드레인 전극과 접속되는 화소 전극을 형성하는 단계를 포함하여 이루어진 것에 또 다른 특징이 있다.
여기서, 상기 기판 상에 버퍼층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
이 경우, 상기 제 1 보호막 상에 상기 공통 전극과 센싱 블럭 라인을 형성하는 마스크는 하프톤 마스크 또는 회절 노광 마스크일 수 있다.
그리고, 상기 공통 전극 및 센싱 블럭 라인을 형성하는 단계는, 상기 제 1 보호막 상에 공통 전극 형성용 투명 전극 및 센싱 블럭 라인 형성 금속을 차례로 증착하는 단계;와, 상기 센싱 블럭 라인 형성 금속 상에 감광막을 도포한 후, 상기 감광막 상에 투과부, 반투과부 및 차광부를 포함한 마스크를 정렬시키는 단계;와, 상기 마스크를 이용하여 상기 감광막을 노광 및 현상하여, 상기 반투과부에 대해 얇은 두께로, 상기 차광부 또는 투과부에 대해 이보다 두꺼운 두께로 감광막 패턴을 형성하는 단계;와, 상기 감광막 패턴이 제거된 부위에, 상기 센싱 블럭 라인 형성 금속과 공통 전극형성용 투명 전극을 식각하여 상기 공통 전극과 그 상부에 공통 전극과 동일한 형상의 센싱 블럭 라인 형성 금속을 형성하는 단계;와, 상기 얇은 두께로 남은 부분의 감광막 패턴을 애슁(ashing)하여 제거하는 단계;와, 상기 애슁하여 제거된 감광막 패턴의 부위의 상기 센싱 블럭 라인 형성 금속을 제거하여 센싱 블럭 라인을 형성하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
이 경우, 상기 센싱 블럭 라인은 복수개의 화소 영역들을 지나도록, 화소 영역들을 둘러싸는 격자 모양으로 형성된다.
여기서, 상기 제 1 보호막은 유기 보호막인 것이 바람직하다.
또한, 경우에 따라, 상기 소오스 전극 및 드레인 전극과 상기 데이터 라인을 포함한 상기 층간 절연막 상에 무기 절연막을 형성할 수 있다. 이 경우, 상기 제 2 보호막 및 제 1 보호막을 선택적으로 제거하여 상기 드레인 전극을 노출하는 단계에서 상기 제 1 보호막 하부의 무기 절연막도 동일하게 식각하여 제거될 수 있다.
상기와 같은 본 발명의 액정 표시 장치 및 이의 제조 방법은 다음과 같은 효과가 있다.
저온 결정화하여 폴리 실리콘으로 이루어지는 반도체층의 경우, 상대적으로 광전류 손실이 적기 때문에, 반도체층 하부에 쉴딩층을 생략할 수 있다. 이로써, 마스크 공정이 저감된다.
센싱 블럭 라인을 공통 라인 상의 일부에 대응하여 형성하도록 하여, 하프톤 마스크 또는 회절 노광 마스크를 이용하여 한 마스크로 센싱 블럭 라인과 공통 라인을 형성할 수 있다.
이로써, 터치 감지 기능을 갖는 센싱 블럭 라인을 구비하고, 폴리 실리콘형 박막 트랜지스터를 포함한 액정 표시 장치를 8 마스크 이하로 형성할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 액정 표시 장치 및 이의 제조 방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.
이하에서 설명하는 본 발명의 액정 표시 장치는, 특히 광시야각을 위해 횡전계형 모드로 형성되며, 폴리실리콘형 박막 트랜지스터를 구비하고, 더불어 일정한 영역별로 터치 센싱 블럭을 포함하여 이루어진다.
이를 위해 게이트 라인(제 1 라인), 데이터 라인(제 2 라인) 외에 터치 센싱 블럭의 형성을 위한 제 3 금속이 구비되어 이루어지는 것이다.
도 1은 터치 센싱 블럭을 갖는 액정 표시 장치를 나타낸 개략도이다.
도 1과 같이, 본 발명의 터치 센싱 블럭을 갖는 액정 표시 장치는, 서로 교차하여 화소 영역을 정의하는 복수개의 게이트 라인(Gn: 104)과 데이터 라인(Dm:116)과 상기 게이트 라인(104)과 데이터 라인(116)의 교차부에 형성된 박막 트랜지스터와, 상기 화소 영역에 상기 박막 트랜지스터와 연결되어 형성된 화소 전극과, 상기 화소 전극 상부에, 복수개의 화소 영역들에 대해 이들 화소 영역들의 경계를 둘러싸며 격자 모양으로 형성되는 센싱블록(110)을 포함하여 이루어진다.
여기서, 본 발명의 액정 표시 장치는 횡전계형 모드로 구현되므로, 상기 화소 영역에 형성되는 화소 전극은 복수개로 구분되는 핑거형상의 패턴으로 형성되며, 상기 화소 전극과 오버랩되어 상기 복수개의 화소 영역들을 포함한 영역들에 상기 센싱 블럭들에 대해 통자형으로 형성된 공통 전극이 형성된다.
이 경우, 상기 영역 P1과 P2에 상당한 영역들에서 상기 공통 전극에 동일한 신호를 인가하기 위해 하부에 형성된 공통 라인과 상기 공통 전극간에 전기적 콘택을 갖는다.
한편, 상기 센싱 블럭들을 데이터 라인 방향에서 연결되는 리드 아웃 배선이 일체형으로 형성되어, 각각 해당 영역에서 센싱된 터치 여부를 감지할 수 있게 된다.
도 2는 도 1의 액정 표시 장치를 10 마스크 공정으로 형성하는 단면도이다.
도 2는 10 마스크 공정으로 형성한 액정 표시 장치를 나타낸 것으로, 차례로 마스크 순서를 설명하면 다음과 같다.
제 1 마스크를 이용하여 기판(10) 상에 쉴딩층(11)을 형성한다.
이어, 상기 쉴딩층(11)을 포함한 기판(10) 상에 버퍼층(12)을 형성한다.
이어, 제 2 마스크를 이용하여 상기 버퍼층(12) 상에 상기 쉴딩층(11) 상에 대응하여 반도체층(13)을 형성한다. 여기서, 상기 반도체층(13)은 상기 쉴딩층(11) 상에 대응된다.
이어, 상기 반도체층(13)을 포함한 버퍼층(12) 상에 게이트 절연막(14)을 형성한다.
이어, 제 3 마스크를 이용하여 상기 게이트 절연막(14) 상에 상기 반도체층(13) 상부 중앙에 대응하여 게이트 전극(15)과 상기 게이트 전극(15)과 연결되며 일 방향으로 형성된 게이트 라인(미도시)을 형성한다.
이어, 상기 게이트 전극(15)을 마스크로 하여 상기 반도체층(13) 양측에 불순물을 주입하여 반도체층(13)의 소오스 영역 및 드레인 영역을 정의한다.
이어, 상기 게이트 전극(15)을 포함한 전면에 층간 절연막(15)을 증착하고 제 4 마스크를 이용하여 소오스/드레인 영역 정의 콘택홀을 형성한다.
이어, 상기 소오스/드레인 영역 정의 콘택홀을 포함한 상기 층간 절연막 상에 금속층을 증착하고, 제 5 마스크를 이용하여 이를 패터닝하여 소오스/드레인 전극(17)을 형성한다. 동시에 상기 드레인 전극과 연결되는 데이터 라인을 형성한다.
이어, 상기 소오스 전극 및 드레인 전극을 포함한 층간 절연막 전면에 무기 절연막 성분의 제 1 보호막(18)과 유기 절연막 성분의 제 2 보호막(19)을 형성한다.
이어, 제 6 마스크를 이용하여 상기 제 2 보호막(19)을 패드 영역에 제거한다.
이어, 제 7 마스크를 이용하여 상기 제 2 보호막(19) 상에 화소 영역을 덮는 형상으로 공통 전극(20)을 형성한다.
이어, 상기 공통 전극(20)을 포함한 제 2 보호막(19) 상에 금속층을 형성하고, 제 8 마스크를 이용하여, 각 센싱 영역에 대해 격자(가로, 세로 방향으로 화소 영역을 정의하는 패턴으로 형성됨) 형상으로 형성된 제 3 금속(21)을 형성한다.
이어, 제 3 금속(21)을 포함한 제 2 보호막(19) 상에 제 3 보호막(22)을 증착한 후, 제 9 마스크를 이용하여, 상기 드레인 전극(17) 상의 제 3 보호막(22), 제 2 보호막(19) 및 제 1 보호막(18)을 선택적으로 제거하여, 화소 콘택홀(22a)을 형성한다.
이어, 상기 화소 콘택홀(22a)을 포함한 상기 제 3 보호막(22) 상에 투명 전극(미도시)을 증착한 후, 이를 선택적으로 제거하여 핑거 형상의 화소 전극(23)을 형성한다.
이하에서는 위의 기술된 제조 방법에 비해 상술한 구조의 액정 표시 장치에 있어서, 마스크 공정을 저감하여 이루어지는 방식에 대하여 설명한다.
도 3은 본 발명의 액정 표시 장치의 제조 방법을 나타낸 플로우 차트이며, 도 4는 본 발명의 액정 표시 장치를 나타낸 평면도이며, 도 5는 도 4의 I~I' 선상의 구조 단면도이다.
본 발명의 액정 표시 장치는, 도 4 및 도 5와 같이, 기판(100) 상에 형성된 버퍼층(101)과, 상기 버퍼층(101)의 일부분에 대응되어 형성된 반도체층(102)과, 상기 반도체층(102)을 포함한 기판(100) 상에 게이트 절연막(103)을 개재하여 상기 반도체층(102)상에 형성된 게이트 전극(104a)과 상기 게이트 전극(104a)과 연결되어 일 방향으로 형성된 게이트 라인(도 4의 104 참조)과, 상기 게이트 전극(104a)과의 층간에 층간 절연막(105)을 개재하여 상기 반도체층(102) 양측에 접속하여 형성된 소오스전극(데이터 라인(116)에 포함) 및 드레인 전극(106a)과, 상기 소오스 전극과 연결되며 상기 게이트 라인과 교차하여 형성된 데이터 라인(116)과, 상기 소오스/드레인 전극(106a)과의 층간에 제 1 보호막(108)을 구비하여 상기 화소 영역 상에 형성된 공통 전극(109)과, 상기 공통 전극(109) 일부 상부에 형성된 센싱 블럭 라인(110)과, 상기 센싱 블럭 라인(110) 및 공통 전극(109)을 포함한 제 1 보호막(108) 상에 형성된 제 2 보호막(120)과, 상기 제 2 보호막(120)과 제 1 보호막(108)에 상기 드레인 전극(106)을 노출하도록 형성된 화소 콘택홀 및 상기 화소 콘택홀을 매립하여 상기 드레인 전극(106)과 접속되어, 상기 제 2 보호막(120) 상의 화소 영역에 대응되어 핑거형으로 형성된 화소 전극(130)을 포함하여 이루어진다.
여기서, 상기 제 1 보호막(108)과 상기 층간 절연막(105) 사이에 층간에 무기 절연막으로 이루어진 얇은 보호막이 더 형성될 수 있다. 이는 패드 영역(미도시)에서 상기 제 1 보호막(108)의 제거시 패드 영역 보호를 위한 것이다.
이 때, 상기 제 1 보호막(108)은 유기 절연막으로 BCB, 포토 아크릴 등의 저유전율 갖는 성질을 갖는다.
그리고, 상기 공통 전극(109)과 그 상부의 화소 전극(130)은 각 화소 영역 내에서 서로 횡전계를 조성하기 위한 것으로 공통 전극(109)은 화소 영역별로 하나 의 통 전극으로, 화소 전극(130)은 핑거형으로 분기되어 형성되어, 공통 전극(109)과 화소 전극(130) 사이에서 프린지 필드(fringe field)를 조성되어 그 상부의 액정이 구동되는 것이다.
한편, 상기 반도체층(102)은 저온 결정화하여 형성된 폴리 실리콘으로, 상기 게이트 전극(104a)의 양측에 대하여 불순물이 도핑되어 소오스/드레인 영역이 정의되며, 이 부위가 추후 상기 소오스/드레인 전극과 콘택되는 영역이 된다.
이 경우, 본 발명의 액정 표시 장치는 저온 결정화하여 폴리 실리콘으로 이루어지는 반도체층의 경우, 상대적으로 광전류 손실이 적기 때문에, 반도체층 하부에 쉴딩층을 생략할 수 있다. 이로써, 마스크 공정이 저감된다.
이어, 도 3 내지 도 5를 참조하여, 본 발명의 액정 표시 장치의 제조 방법을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 기판(100) 상에 버퍼층(101)을 형성한다.
이어, 상기 버퍼층(101) 상의 소정 영역에 제 1 마스크를 이용하여, 액티브층으로 기능하는 반도체층(102)을 형성한다(S10).
이어, 상기 반도체층(102)을 포함한 기판(100) 상에 게이트 절연막(103)을 형성한다.
상기 반도체층(102) 상에 대응하여 상기 게이트 절연막(103) 상에 제 2 마스크를 이용하여, 게이트 전극(104a)과 상기 게이트 전극(104a)과 연결되는 일 방향의 게이트 라인(104)을 형성한다. 이 때, 상기 게이트 라인(104)과 동일층에 동일한 방향으로 공통 라인(119)을 더 형성한다.
이어, 상기 게이트 전극(104a)을 마스크로 하여 상기 반도체층(102)에 불순물을 주입하여 소오스/드레인 영역을 형성한다(S20).
이어, 제 3 마스크를 이용하여, 상기 게이트 전극(104a)과 게이트 절연막(103)을 덮으며, 상기 반도체층(102) 양측에 대응하여 제 1 콘택홀을 갖는 층간 절연막(105)을 형성한다(S30). 여기서, 상기 제 1 콘택홀과 더불어, 상기 공통 라인(119) 상의 일부 영역에 공통 라인 접속홀(141)을 형성한다.
상기 제 4 마스크를 이용하여, 제 1 콘택홀을 통해 상기 반도체층(102)의 양측과 접속하는 소오스 전극 및 드레인 전극(106)을 형성하고, 상기 소오스 전극과 연결된 데이터 라인(116)을 형성한다(S40). 이 때, 상기 공통 라인 접속홀(141)을 통해 상기 공통 라인(119)과 접속되는 소오스 연결 패턴(136)을 더 형성한다.
이어, 상기 소오스 전극 및 드레인 전극(106)과 데이터 라인(116)을 포함한 상기 층간 절연막(105) 상에 무기 절연막(107)과 유기 절연막 성분의 제 1 보호막(108)을 형성한다.
이어, 제 5 마스크를 이용하여, 상기 제 1 보호막(108)을 기판(100)의 패드 영역에서 제거하여 패드 금속 단자 상의 유기 절연막 성분을 제거한다. 이 때, 상기 소오스 연결 패턴(136) 상을 노출하는 연결 패턴 콘택홀(131)을 더 형성한다.
상기 제 6 마스크를 이용하여, 제 1 보호막(108) 상에 투과부, 반투과부 및 차광부를 함께 갖는 마스크를 이용하여, 상기 화소 영역을 덮는 공통 전극(109)과 상기 공통 전극(109) 일부에 센싱 블럭 라인(110)을 형성한다. 이 과정에서 상기 연결 패턴 콘택홀(131)을 통해 상기 공통 전극(109)은 하부의 소오스 연결 패 턴(136)과 전기적으로 연결되고, 상기 소오스 연결 패턴(136)은 공통 라인 접속홀(141)을 통해 공통 라인(119)과 전기적으로 연결된다.
여기서, 상기 제 6 마스크는 회절 노광 마스크 또는 하프토 마스크로, 일반적인 투과부와 차광부 외에 반투과부가 더 정의된 마스크로, 적층된 이층을 서로 다른 폭으로 패터닝할 때 이용하는 것이다.
여기서, 상기 공통 전극(109) 및 센싱 블럭 라인(110)을 형성하는 단계는, 다음의 순서로 이루어진다.
즉, 상기 제 1 보호막(108) 상에 공통 전극 형성용 투명 전극 및 센싱 블럭 라인 형성 금속을 차례로 증착한다.
상기 센싱 블럭 라인 형성 금속 상에 감광막(미도시)을 도포한 후, 상기 감광막 상에 투과부, 반투과부 및 차광부를 포함한 마스크(미도시)를 정렬시킨다.
상기 마스크를 이용하여 상기 감광막을 노광 및 현상하여, 상기 반투과부에 대해 얇은 두께로, 상기 차광부 또는 투과부에 대해 이보다 두꺼운 두께로 감광막 패턴을 형성한다.
이어, 상기 감광막 패턴이 제거된 부위에, 상기 센싱 블럭 라인 형성 금속과 공통 전극형성용 투명 전극을 식각하여 상기 공통 전극과 그 상부에 공통 전극과 동일한 형상의 센싱 블럭 라인 형성 금속을 형성한다.
이어, 얇은 두께로 남은 부분의 감광막 패턴을 애슁(ashing)하여 제거한다.
이어, 상기 애슁하여 제거된 감광막 패턴의 부위의 상기 센싱 블럭 라인 형성 금속을 제거하여 센싱 블럭 라인을 형성한다.
이 경우, 상기 센싱 블럭 라인은 복수개의 화소 영역들을 지나도록, 화소 영역들을 둘러싸는 격자 모양으로 형성된다. 특히, 상기 센싱 블럭 라인(110)은 소정의 복수개의 화소 영역들을 포함하여 데이터 라인(116)과 공통 라인(119)를 중첩하여 지나가는 형상이다.
이와 같이, 상기 공통 전극(109)과 센싱 블럭 라인(110)을 동일한 마스크에 의한 패터닝으로 마스크 공정을 저감할 수 있다.
상기 공통 전극(109)과 센싱 블럭 라인(110)을 포함한 제 1 보호막(108) 상에 제 2 보호막(120)을 형성한다(S70).
이어, 제 7 마스크를 이용하여, 상기 제 2 보호막(120) 및 제 1 보호막(108)과 무기 절연막(107)을 선택적으로 제거하여 상기 드레인 전극(106)을 노출하는 제 2 콘택홀(121)을 형성한다.
이어, 제 8 마스크를 이용하여, 상기 제 2 콘택홀을 포함한 상기 제 2 보호막(120) 상에 투명 전극을 증착하고 이를 선택적으로 제거하여, 상기 드레인 전극(106)과 접속되는 화소 전극(130)을 형성한다(S80).
한편, 이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
도 1은 터치 센싱 블럭을 갖는 액정 표시 장치를 나타낸 개략도
도 2는 도 1의 액정 표시 장치를 10 마스크 공정으로 형성하는 단면도
도 3은 본 발명의 액정 표시 장치의 제조 방법을 나타낸 플로우 차트
도 4는 본 발명의 액정 표시 장치를 나타낸 평면도
도 5는 도 4의 I~I' 선상의 구조 단면도
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
100: 기판 101: 버퍼층
102: 반도체층 103: 게이트 절연막
104a: 게이트 전극 105: 층간 절연막
106: 드레인 전극 107: 무기 절연막
108: 제 1 보호막 109: 공통 전극
110: 센싱 블럭 라인(제 3 금속) 120:제 2 보호막
121: 화소 콘택홀 130: 화소 전극

Claims (9)

  1. 기판 상에 형성된 반도체층;
    상기 반도체층을 포함한 기판 상에 게이트 절연막을 개재하여 상기 반도체층상에 형성된 게이트 전극과 상기 게이트 전극과 연결되어 일 방향으로 형성된 게이트 라인;
    상기 게이트 전극과의 층간에 층간 절연막을 개재하여 상기 반도체층 양측에 접속하여 형성된 소오스전극 및 드레인 전극과, 상기 소오스 전극과 연결되며 상기 게이트 라인과 교차하여 형성된 데이터 라인;
    상기 소오스/드레인 전극과의 층간에 제 1 보호막을 구비하여 상기 화소 영역 상에 형성된 공통 전극;
    상기 공통 전극 일부 상부에 형성된 센싱 블럭 라인;
    상기 센싱 블럭 라인 및 공통 전극을 포함한 제 1 보호막 상에 형성된 제 2 보호막;
    상기 제 2 보호막과 제 1 보호막에 상기 드레인 전극을 노출하도록 형성된 화소 콘택홀; 및
    상기 화소 콘택홀을 매립하여 상기 드레인 전극과 접속되어, 상기 제 2 보호막 상의 화소 영역에 대응되어 핑거형으로 형성된 화소 전극을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  2. 기판 상에 반도체층을 형성하는 단계;
    상기 반도체층을 포함한 기판 상에 게이트 절연막을 형성하는 단계;
    상기 반도체층 상에 대응하여 상기 게이트 절연막 상에 게이트 전극과 상기 게이트 전극과 연결되는 일 방향의 게이트 라인을 형성하는 단계;
    상기 게이트 전극과 게이트 절연막을 덮으며, 상기 반도체층 양측에 대응하여 제 1 콘택홀을 갖는 층간 절연막을 형성하는 단계;
    상기 제 1 콘택홀을 통해 상기 반도체층의 양측과 접속하는 소오스 전극 및 드레인 전극을 형성하고, 상기 소오스 전극과 연결된 데이터 라인을 형성하는 단계;
    상기 소오스 전극 및 드레인 전극과 데이터 라인을 포함한 상기 층간 절연막 상에 제 1 보호막을 형성하는 단계;
    상기 제 1 보호막 상에 투과부, 반투과부 및 차광부를 함께 갖는 마스크를 이용하여, 상기 화소 영역을 덮는 공통 전극과 상기 공통 전극 일부에 센싱 블럭 라인을 형성하는 단계;
    상기 공통 전극과 센싱 블럭 라인을 포함한 제 1 보호막 상에 제 2 보호막을 형성하는 단계;
    상기 제 2 보호막 및 제 1 보호막을 선택적으로 제거하여 상기 드레인 전극을 노출하는 단계; 및
    상기 드레인 전극과 접속되는 화소 전극을 핑거형으로 형성하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 기판 상에 버퍼층을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 제 1 보호막 상에 상기 공통 전극과 센싱 블럭 라인을 형성하는 마스크는 하프톤 마스크 또는 회절 노광 마스크인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 공통 전극 및 센싱 블럭 라인을 형성하는 단계는,
    상기 제 1 보호막 상에 공통 전극 형성용 투명 전극 및 센싱 블럭 라인 형성 금속을 차례로 증착하는 단계;
    상기 센싱 블럭 라인 형성 금속 상에 감광막을 도포한 후, 상기 감광막 상에 투과부, 반투과부 및 차광부를 포함한 마스크를 정렬시키는 단계;
    상기 마스크를 이용하여 상기 감광막을 노광 및 현상하여, 상기 반투과부에 대해 얇은 두께로, 상기 차광부 또는 투과부에 대해 이보다 두꺼운 두께로 감광막 패턴을 형성하는 단계;
    상기 감광막 패턴이 제거된 부위에, 상기 센싱 블럭 라인 형성 금속과 공통 전극형성용 투명 전극을 식각하여 상기 공통 전극과 그 상부에 공통 전극과 동일한 형상의 센싱 블럭 라인 형성 금속을 형성하는 단계;
    상기 얇은 두께로 남은 부분의 감광막 패턴을 애슁하여 제거하는 단계;
    상기 애슁하여 제거된 감광막 패턴의 부위의 상기 센싱 블럭 라인 형성 금속을 제거하여 센싱 블럭 라인을 형성하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 센싱 블럭 라인은 복수개의 화소 영역들을 지나도록, 화소 영역들을 둘러싸는 격자 모양으로 형성된 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  7. 제 2항에 있어서,
    상기 제 1 보호막은 유기 보호막인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 소오스 전극 및 드레인 전극과 상기 데이터 라인을 포함한 상기 층간 절연막 상에 무기 절연막을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 제 2 보호막 및 제 1 보호막을 선택적으로 제거하여 상기 드레인 전극을 노출하는 단계에서
    상기 제 1 보호막 하부의 무기 절연막도 동일하게 식각하여 제거되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
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