KR20130067824A - 프린지 필드형 액정표시장치의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 프린지 필드형(Fringe Field Switching; FFS) 액정표시장치의 제조방법은 데이터라인 상부에 공통전극을 중첩하여 고투과를 구현하는 프린지 필드형 액정표시장치에 있어, 하프-톤(half tone) 마스크를 이용하여 게이트 배선과 화소전극을 동시에 패터닝하는 한편 데이터 배선과 공통전극을 동시에 패터닝하며, 리프트-오프(lift off) 공정을 통해 데이터라인 상부에 공통전극을 중첩되도록 형성함으로써 마스크수를 감소시켜 제조공정을 단순화하는 동시에 구동전압의 상승을 최소화하기 위한 것으로, 화소부와 데이터패드부 및 게이트패드부로 구분되는 제 1 기판을 제공하는 단계; 제 1 마스크공정을 통해 상기 제 1 기판의 화소부에 제 1 도전막으로 이루어진 화소전극을 형성하는 동시에 제 2 도전막으로 이루어진 게이트전극과 게이트라인을 형성하는 단계; 상기 게이트전극과 게이트라인 및 화소전극이 형성된 제 1 기판 전면에 게이트절연막을 형성하는 단계; 제 2 마스크공정을 통해 상기 제 1 기판의 화소부에 액티브층을 형성하는 동시에 상기 화소전극을 노출시키는 제 1 콘택홀을 형성하는 단계; 제 3 마스크공정을 통해 상기 제 1 기판의 화소부에 제 3 도전막으로 이루어진 공통전극을 형성하는 동시에 제 4 도전막으로 이루어진 소오스전극과 드레인전극 및 데이터라인을 형성하는 단계; 상기 소오스전극, 드레인전극, 데이터라인 및 공통전극이 형성된 제 1 기판 전면에 보호막을 형성하는 단계; 제 4 마스크공정을 통해 상기 보호막을 선택적으로 패터닝하여 상기 데이터라인 상부에 트랜치를 형성하는 단계; 상기 제 4 마스크공정에 사용된 감광막 패턴이 남아있는 상태에서 상기 제 1 기판 전면에 제 5 도전막을 형성하는 단계; 리프트-오프 공정을 통해 상기 감광막패턴과 상기 감광막패턴 위에 형성된 제 5 도전막을 선택적으로 제거하여 상기 데이터라인 상부에 상기 제 5 도전막으로 이루어진 공통전극패턴을 형성하는 단계; 및 상기 제 1 기판과 제 2 기판을 합착하는 단계를 포함한다.

Description

프린지 필드형 액정표시장치의 제조방법{METHOD OF FABRICATING FRINGE FIELD SWITCHING LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}
본 발명은 프린지 필드형 액정표시장치의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 데이터라인 상부에 공통전극을 중첩하여 고투과를 구현할 수 있는 프린지 필드형 액정표시장치의 제조방법에 관한 것이다.
최근 정보 디스플레이에 관한 관심이 고조되고 휴대가 가능한 정보매체를 이용하려는 요구가 높아지면서 기존의 표시장치인 브라운관(Cathode Ray Tube; CRT)을 대체하는 경량 박막형 평판표시장치(Flat Panel Display; FPD)에 대한 연구 및 상업화가 중점적으로 이루어지고 있다. 특히, 이러한 평판표시장치 중 액정표시장치(Liquid Crystal Display; LCD)는 액정의 광학적 이방성을 이용하여 이미지를 표현하는 장치로서, 해상도와 컬러표시 및 화질 등에서 우수하여 노트북이나 데스크탑 모니터 등에 활발하게 적용되고 있다.
상기 액정표시장치는 크게 컬러필터(color filter) 기판과 어레이(array) 기판 및 상기 컬러필터 기판과 어레이 기판 사이에 형성된 액정층(liquid crystal layer)으로 구성된다.
이하, 도면을 참조하여 일반적인 액정표시장치에 대해서 상세히 설명한다.
도 1은 일반적인 액정표시장치의 구조를 개략적으로 나타내는 분해사시도이다.
도면에 도시된 바와 같이, 일반적인 액정표시장치는 크게 컬러필터 기판(5)과 어레이 기판(10) 및 상기 컬러필터 기판(5)과 어레이 기판(10) 사이에 형성된 액정층(liquid crystal layer)(30)으로 구성된다.
상기 컬러필터 기판(5)은 적(Red; R), 녹(Green; G) 및 청(Blue; B)의 색상을 구현하는 다수의 서브-컬러필터(7)로 구성된 컬러필터(C)와 상기 서브-컬러필터(7) 사이를 구분하고 액정층(30)을 투과하는 광을 차단하는 블랙매트릭스(Black Matrix; BM)(6), 그리고 상기 액정층(30)에 전압을 인가하는 투명한 공통전극(8)으로 이루어져 있다.
또한, 상기 어레이 기판(10)은 종횡으로 배열되어 다수의 화소영역(P)을 정의하는 다수의 게이트라인(16)과 데이터라인(17), 상기 게이트라인(16)과 데이터라인(17)의 교차영역에 형성된 스위칭소자인 박막 트랜지스터(T) 및 상기 화소영역(P) 위에 형성된 화소전극(18)으로 이루어져 있다.
이와 같이 구성된 상기 컬러필터 기판(5)과 어레이 기판(10)은 화상표시 영역의 외곽에 형성된 실런트(sealant)(미도시)에 의해 대향하도록 합착되어 액정패널을 구성하며, 상기 컬러필터 기판(5)과 어레이 기판(10)의 합착은 상기 컬러필터 기판(5) 또는 어레이 기판(10)에 형성된 합착키(미도시)를 통해 이루어진다.
이때, 상기 액정표시장치에 일반적으로 사용되는 구동방식으로 네마틱상의 액정분자를 기판에 대해 수직 방향으로 구동시키는 트위스티드 네마틱(Twisted Nematic; TN)방식이 있으나, 상기 트위스티드 네마틱방식의 액정표시장치는 시야각이 90도 정도로 좁다는 단점을 가지고 있다. 이것은 액정분자의 굴절률 이방성(refractive anisotropy)에 기인하는 것으로 기판과 수평하게 배향된 액정분자가 액정패널에 전압이 인가될 때 기판과 거의 수직방향으로 배향되기 때문이다.
이에 액정분자를 기판에 대해 수평한 방향으로 구동시켜 시야각을 170도 이상으로 향상시킨 횡전계(In Plane Switching; IPS)방식 액정표시장치가 있으며, 이를 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2는 횡전계방식 액정표시장치의 어레이 기판 일부를 개략적으로 나타내는 단면도로써, 화소전극과 공통전극 사이에 형성되는 프린지 필드가 슬릿을 관통하여 화소영역 및 공통전극 상에 위치하는 액정분자를 구동시킴으로써 화상을 구현하는 프린지 필드형(Fringe Field Switching; FFS) 액정표시장치의 어레이 기판 일부를 나타내고 있다.
상기 프린지 필드형 액정표시장치는 액정분자가 수평으로 배향되어 있는 상태에서 하부에 공통전극이 형성되는 한편 상부에 화소전극이 형성됨에 따라 전계가 수평 및 수직 방향으로 발생하여 액정분자가 트위스트(twist)와 틸트(tilt)되어 구동되어 진다.
도면에 도시된 바와 같이, 일반적인 프린지 필드형 액정표시장치의 어레이 기판(10)에는 상기 투명한 어레이 기판(10) 위에 종횡으로 배열되어 화소영역을 정의하는 게이트라인(미도시)과 데이터라인(미도시)이 형성되어 있으며, 상기 게이트라인과 데이터라인의 교차영역에는 스위칭소자인 박막 트랜지스터가 형성되어 있다.
상기 박막 트랜지스터는 상기 게이트라인에 연결된 게이트전극(21), 상기 데이터라인에 연결된 소오스전극(22) 및 화소전극(18)에 연결된 드레인전극(23)으로 구성된다. 또한, 상기 박막 트랜지스터는 상기 게이트전극(21)과 소오스/드레인전극(22, 23) 사이의 절연을 위한 게이트절연막(15a) 및 상기 게이트전극(21)에 공급되는 게이트전압에 의해 상기 소오스전극(22)과 드레인전극(23) 사이에 전도채널(conductive channel)을 형성하는 액티브층(24)을 포함한다.
이때, 상기 액티브층(24)의 소오스/드레인영역은 오믹-콘택층(ohmic contact layer)(25n)을 통해 상기 소오스/드레인전극(22, 23)과 오믹-콘택을 형성하게 된다.
상기 화소영역 내에는 공통전극(8)과 화소전극(18)이 형성되어 있으며, 이때 상기 공통전극(8)은 사각형 형태의 상기 화소전극(18)과 함께 프린지 필드를 발생시키기 위해 상기 공통전극(8) 내에 다수의 슬릿(8s)을 포함하고 있다.
이때, 상기 화소전극(18)은 제 1 보호막(15b)에 형성된 콘택홀을 통해 상기 드레인전극(23)과 전기적으로 접속하게 된다.
참고로, 도면부호 15c는 제 2 보호막을 나타낸다.
이와 같이 구성된 상기의 프린지 필드형 액정표시장치는 기존의 트위스티드 네마틱방식에 비해 시야각이 넓은 장점을 가지고 있으나, 박막 트랜지스터를 포함하는 어레이 기판의 제작에 6 ~ 7개 정도의 다수의 마스크공정(즉, 포토리소그래피(photolithography)공정)을 필요로 하므로 생산성 면에서 상기 마스크수를 줄이는 방법이 요구되고 있다.
즉, 고해상도 프린지 필드형 액정표시장치는 일반적인 횡전계방식 액정표시장치에 비해 적층 구조에서 하나의 층이 추가됨으로 마스크수를 줄이기가 용이치 않다. 특히, 데이터라인 상부에 공통전극을 중첩하여 형성하는 고투과 구조의 경우에는 공통전극과 데이터라인 및 화소전극 사이의 간격을 전 영역에서 균일하게 유지하여야 기생 커패시턴스(parasitic capacitance) 및 구동전압의 상승을 최소할 수 있게 되며, 이에 따라 투과율의 손실 없이 마스크수를 줄이기는 어려운 상태이다.
본 발명은 상기한 문제를 해결하기 위한 것으로, 데이터라인 상부에 공통전극을 중첩하여 고투과를 구현하는 프린지 필드형 액정표시장치에 있어, 4번의 마스크공정으로 어레이 기판을 제작하도록 한 프린지 필드형 액정표시장치의 제조방법을 제공하는데 있다.
기타, 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 후술되는 발명의 구성 및 특허청구범위에서 설명될 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 프린지 필드형 액정표시장치의 제조방법은 화소부와 데이터패드부 및 게이트패드부로 구분되는 제 1 기판을 제공하는 단계; 제 1 마스크공정을 통해 상기 제 1 기판의 화소부에 제 1 도전막으로 이루어진 화소전극을 형성하는 동시에 제 2 도전막으로 이루어진 게이트전극과 게이트라인을 형성하는 단계; 상기 게이트전극과 게이트라인 및 화소전극이 형성된 제 1 기판 전면에 게이트절연막을 형성하는 단계; 제 2 마스크공정을 통해 상기 제 1 기판의 화소부에 액티브층을 형성하는 동시에 상기 화소전극을 노출시키는 제 1 콘택홀을 형성하는 단계; 제 3 마스크공정을 통해 상기 제 1 기판의 화소부에 제 3 도전막으로 이루어진 공통전극을 형성하는 동시에 제 4 도전막으로 이루어진 소오스전극과 드레인전극 및 데이터라인을 형성하는 단계; 상기 소오스전극, 드레인전극, 데이터라인 및 공통전극이 형성된 제 1 기판 전면에 보호막을 형성하는 단계; 제 4 마스크공정을 통해 상기 보호막을 선택적으로 패터닝하여 상기 데이터라인 상부에 트랜치를 형성하는 단계; 상기 제 4 마스크공정에 사용된 감광막 패턴이 남아있는 상태에서 상기 제 1 기판 전면에 제 5 도전막을 형성하는 단계; 리프트-오프 공정을 통해 상기 감광막패턴과 상기 감광막패턴 위에 형성된 제 5 도전막을 선택적으로 제거하여 상기 데이터라인 상부에 상기 제 5 도전막으로 이루어진 공통전극패턴을 형성하는 단계; 및 상기 제 1 기판과 제 2 기판을 합착하는 단계를 포함한다.
이때, 상기 제 1 마스크공정을 통해 상기 제 1 기판의 게이트패드부에 상기 제 2 도전막으로 이루어진 게이트패드라인을 형성하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 제 1 마스크공정을 통해 상기 게이트전극과 게이트라인 하부에 상기 제 1 도전막으로 이루어진 게이트전극패턴과 게이트라인패턴을 형성하며, 상기 게이트패드라인 하부에 상기 제 1 도전막으로 이루어진 게이트패드라인패턴을 형성하는 것을 특징으로 한다.
상기 제 2 마스크공정을 통해 상기 제 1 기판의 게이트패드부에 상기 게이트패드라인을 노출시키는 제 2 콘택홀을 형성하는 것을 특징으로 한다.
상기 제 3 마스크공정을 통해 상기 제 1 기판의 데이터패드부에 상기 제 4 도전막으로 이루어진 데이터패드라인을 형성하며, 상기 제 1 기판의 게이트패드부에 상기 제 3 도전막으로 이루어진 게이트패드전극패턴을 형성하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 제 3 마스크공정을 통해 상기 소오스전극과 드레인전극 및 데이터라인 하부에 상기 제 3 도전막으로 이루어진 소오스전극패턴과 드레인전극패턴 및 데이터라인패턴을 형성하며, 상기 데이터패드라인 하부에 상기 제 3 도전막으로 이루어진 데이터패드라인패턴을 형성하는 것을 특징으로 한다.
상기 제 4 마스크공정을 통해 상기 보호막을 선택적으로 패터닝하여 각각 상기 데이터패드라인 및 게이트패드전극패턴을 노출시키는 제 3 콘택홀 및 제 4 콘택홀을 형성하며, 상기 공통전극을 노출시키는 제 5 콘택홀을 형성하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 공통전극패턴은 상기 제 5 콘택홀을 통해 상기 공통전극과 전기적으로 접속하는 것을 특징으로 한다.
상기 리프트-오프 공정을 통해 상기 감광막패턴과 상기 감광막패턴 위에 형성된 제 5 도전막을 선택적으로 제거하여 각각 상기 제 3 콘택홀 및 제 4 콘택홀을 통해 상기 데이터패드라인 및 게이트패드전극패턴과 전기적으로 접속하는 데이터패드전극 및 게이트패드전극을 형성하는 것을 특징으로 한다.
상기 트랜치는 상기 데이터라인뿐만 아니라 상기 게이트라인 상부에도 형성되어 상기 리프트-오프 공정을 통해 상기 데이터라인과 게이트라인 상부에 격자 형태의 공통전극패턴을 형성하는 것을 특징으로 한다.
상기 공통전극은 각 화소영역 내에 다수의 슬릿을 가지며, 상기 슬릿 사이의 공통전극은 핑거 형태를 가지도록 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 제 2 마스크공정을 통해 상기 액티브층 위에 n+ 비정질 실리콘 박막으로 이루어진 n+ 비정질 실리콘 박막패턴을 형성하며, 상기 제 3 마스크공정을 통해 상기 n+ 비정질 실리콘 박막패턴을 선택적으로 패터닝하여 오믹-콘택층을 형성하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 제 2 마스크공정을 통해 상기 액티브층 위에 Mo, MoTi, Ti 또는 W의 배리어 메탈로 이루어진 층간막패턴을 형성하는 단계 및 상기 제 3 마스크공정을 통해 상기 배리어 메탈을 선택적으로 패터닝하여 배리어 메탈층을 형성하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 프린지 필드형 액정표시장치의 다른 제조방법은 화소부와 데이터패드부 및 게이트패드부로 구분되는 제 1 기판을 제공하는 단계; 제 1 마스크공정을 통해 상기 제 1 기판의 화소부에 제 1 도전막으로 이루어진 화소전극을 형성하는 동시에 제 2 도전막으로 이루어진 게이트전극과 게이트라인을 형성하는 단계; 상기 게이트전극과 게이트라인 및 화소전극이 형성된 제 1 기판 전면에 게이트절연막을 형성하는 단계; 제 2 마스크공정을 통해 상기 제 1 기판의 화소부에 액티브층을 형성하는 동시에 상기 화소전극의 상부의 게이트절연막을 제거하여 화소영역을 노출시키는 오픈 홀을 형성하는 단계; 제 3 마스크공정을 통해 상기 제 1 기판의 화소부에 제 3 도전막으로 이루어진 소오스전극과 드레인전극 및 데이터라인을 형성하는 단계; 상기 소오스전극과 드레인전극 및 데이터라인이 형성된 제 1 기판 전면에 보호막을 형성하는 단계; 제 4 마스크공정을 통해 상기 제 1 기판의 화소부에 제 4 도전막으로 이루어진 공통전극을 형성하는 단계; 상기 제 1 기판과 제 2 기판을 합착하는 단계; 및 상압에서 에칭을 통해 상기 제 1 기판의 데이터패드부 및 게이트패드부에 형성된 상기 보호막을 제거하여 상기 데이터패드부 및 게이트패드부를 오픈시키는 단계를 포함한다.
이때, 상기 제 1 마스크공정을 통해 상기 제 1 기판의 게이트패드부에 상기 제 2 도전막으로 이루어진 게이트패드라인을 형성하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 제 1 마스크공정을 통해 상기 게이트전극과 게이트라인 하부에 상기 제 1 도전막으로 이루어진 게이트전극패턴과 게이트라인패턴을 형성하며, 상기 게이트패드라인 하부에 상기 제 1 도전막으로 이루어진 게이트패드라인패턴을 형성하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 제 3 마스크공정을 통해 상기 제 1 기판의 데이터패드부에 상기 제 3 도전막으로 이루어진 데이터패드라인을 형성하는 것을 특징으로 한다.
상기 공통전극은 상기 화소부 전체에 걸쳐 단일 패턴으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 공통전극은 각 화소영역 내에 다수의 슬릿을 가지며, 상기 슬릿 사이의 공통전극은 핑거 형태를 가지도록 형성되는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 프린지 필드형 액정표시장치의 제조방법은 하프-톤(half tone) 마스크를 이용하여 게이트 배선과 화소전극을 동시에 패터닝하는 한편 데이터 배선과 공통전극을 동시에 패터닝하며, 리프트-오프(lift off) 공정을 통해 데이터라인 상부에 공통전극을 중첩되도록 형성함으로써 4번의 마스크공정으로 어레이 기판을 제작할 수 있게 된다. 또는 하프-톤 마스크를 이용하여 게이트 배선과 화소전극을 동시에 패터닝하고, 하프-톤 마스크를 이용하여 데이터 배선을 패터닝하는 동시에 화소영역의 게이트절연막을 오픈(open)시키며, 패널의 합착 후에 상압 에치(etch)를 통해 패드부를 오픈 시킴으로써 4번의 마스크공정으로 어레이 기판을 제작할 수 있게 된다.
그 결과 마스크수를 감소시켜 제조공정을 단순화하는 동시에 제조비용을 절감시키는 효과를 제공한다.
또한, 상기와 같이 데이터라인 상부에 공통전극을 중첩되도록 형성하는 한편, 데이터라인 하부에 액티브 테일(active tail)이 형성되지 않아 투과율을 극대화할 수 있는 효과를 제공한다.
또한, 게이트 배선과 화소전극을 동시에 패터닝하면서도 화소전극과 공통전극 사이의 간격을 최소화함으로써 구동전압을 최소화할 수 있는 효과를 제공한다.
또한, 데이터라인 상부와 화소영역 사이의 단차를 기존대비 40% 이상 축소할 수 있어 러빙불량을 개선할 수 있게 된다.
또한, 게이트 배선과 데이터 배선의 직접 연결이 가능하여 게이트-인-패널(Gate In Panel; GIP)부의 축소에 따른 내로우 베젤(narrow bezel)이 용이한 이점이 있다.
도 1은 일반적인 액정표시장치의 구조를 개략적으로 나타내는 분해사시도.
도 2는 횡전계방식 액정표시장치의 어레이 기판 일부를 개략적으로 나타내는 단면도.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 프린지 필드형 액정표시장치의 어레이 기판 일부를 개략적으로 나타내는 평면도.
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 프린지 필드형 액정표시장치의 어레이 기판 일부를 개략적으로 나타내는 단면도.
도 5a 내지 도 5d는 상기 도 3에 도시된 어레이 기판의 제조공정을 순차적으로 나타내는 평면도.
도 6a 내지 도 6d는 상기 도 4에 도시된 어레이 기판의 제조공정을 순차적으로 나타내는 단면도.
도 7a 내지 도 7f는 상기 도 6a에 도시된 본 발명의 제 1 실시예에 따른 제 1 마스크공정을 구체적으로 나타내는 단면도.
도 8a 내지 도 8f는 상기 도 6b에 도시된 본 발명의 제 1 실시예에 따른 제 2 마스크공정을 구체적으로 나타내는 단면도.
도 9a 내지 도 9f는 상기 도 6c에 도시된 본 발명의 제 1 실시예에 따른 제 3 마스크공정을 구체적으로 나타내는 단면도.
도 10a 내지 도 10g는 상기 도 6d에 도시된 본 발명의 제 1 실시예에 따른 제 4 마스크공정을 구체적으로 나타내는 단면도.
도 11은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 프린지 필드형 액정표시장치의 어레이 기판 일부를 개략적으로 나타내는 평면도.
도 12는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 프린지 필드형 액정표시장치의 어레이 기판 일부를 개략적으로 나타내는 단면도.
도 13a 내지 도 13d는 상기 도 11에 도시된 어레이 기판의 제조공정을 순차적으로 나타내는 평면도.
도 14a 내지 도 14e는 상기 도 12에 도시된 어레이 기판의 제조공정을 순차적으로 나타내는 단면도.
도 15a 내지 도 15f는 상기 도 14a에 도시된 본 발명의 제 2 실시예에 따른 제 1 마스크공정을 구체적으로 나타내는 단면도.
도 16a 내지 도 16f는 상기 도 14b에 도시된 본 발명의 제 2 실시예에 따른 제 2 마스크공정을 구체적으로 나타내는 단면도.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 프린지 필드형 액정표시장치의 제조방법의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 프린지 필드형 액정표시장치의 어레이 기판 일부를 개략적으로 나타내는 평면도로써, 화소전극과 공통전극 사이에 형성되는 프린지 필드가 슬릿을 관통하여 화소영역 및 화소전극 상에 위치하는 액정분자를 구동시킴으로써 화상을 구현하는 프린지 필드형 액정표시장치의 어레이 기판 일부를 나타내고 있다.
또한, 도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 프린지 필드형 액정표시장치의 어레이 기판 일부를 개략적으로 나타내는 단면도로써, 상기 도 3에 도시된 어레이 기판의 A-A'선, B-B선 및 C-C선에 따라 절단한 단면을 개략적으로 나타내고 있다.
이때, 도면에는 설명의 편의를 위해 화소부와 데이터패드부 및 게이트패드부를 포함하는 하나의 화소를 나타내고 있으며, 실제의 액정표시장치에서는 N개의 게이트라인과 M개의 데이터라인이 교차하여 MxN개의 화소가 존재하지만 설명을 간단하게 하기 위해 도면에는 하나의 화소를 나타내고 있다.
상기 도면들에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 어레이 기판(110)에는 상기 어레이 기판(110) 위에 종횡으로 배열되어 화소영역을 정의하는 게이트라인(116)과 데이터라인(117)이 형성되어 있다. 또한, 상기 게이트라인(116)과 데이터라인(117)의 교차영역에는 스위칭소자인 박막 트랜지스터가 형성되어 있으며, 상기 화소영역 내에는 프린지 필드를 발생시켜 액정분자를 구동시키는 화소전극(118)과 다수의 슬릿(108s)을 가진 공통전극(108)이 형성되어 있다.
상기 박막 트랜지스터는 상기 게이트라인(116)에 연결된 게이트전극(121), 상기 데이터라인(117)에 연결된 소오스전극(122) 및 상기 화소전극(118)에 전기적으로 접속된 드레인전극(123)으로 구성되어 있다. 또한, 상기 박막 트랜지스터는 상기 게이트전극(121)과 소오스/드레인전극(122, 123) 사이의 절연을 위한 게이트절연막(115a) 및 상기 게이트전극(121)에 공급되는 게이트 전압에 의해 상기 소오스전극(122)과 드레인전극(123) 간에 전도채널을 형성하는 액티브층(124)을 포함한다.
이때, 상기 액티브층(124)의 소오스/드레인영역은 오믹-콘택층(125n)을 통해 상기 소오스/드레인전극(122, 123)과 오믹-콘택을 형성하게 된다.
상기 게이트전극(121) 및 게이트라인(116)의 하부에는 상기 화소전극(118)을 구성하는 도전물질로 이루어지며, 각각 상기 게이트전극(121) 및 게이트라인(116)과 실질적으로 동일한 형태로 패터닝된 게이트전극패턴(121') 및 게이트라인패턴(미도시)이 형성되어 있다.
상기 소오스전극(122)과 드레인전극(123) 및 데이터라인(117)의 하부에는 상기 공통전극(108)을 구성하는 도전물질로 이루어지며, 각각 상기 소오스전극(122)과 드레인전극(123) 및 데이터라인(117)과 실질적으로 동일한 형태로 패터닝된 소오스전극패턴(122')과 드레인전극패턴(123') 및 데이터라인패턴(117')이 형성되어 있다.
그리고, 상기 소오스전극(122)과 소오스전극패턴(122')의 일부는 일 방향으로 연장되어 상기 데이터라인(117)과 데이터라인패턴(117')에 각각 연결되며, 상기 드레인전극(123)과 드레인전극패턴(123')의 일부는 화소영역 쪽으로 연장되어 상기 게이트절연막(115a)에 형성된 제 1 콘택홀(140a)을 통해 상기 화소전극(118)에 전기적으로 접속하게 된다.
이때, 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 오믹-콘택층(125n)과 소오스/드레인전극패턴(122', 123') 사이에는 Mo, MoTi, Ti, W 등으로 이루어진 배리어 메탈층(barrier metal layer)이 형성될 수 있다. 상기 배리어 메탈층은 상기 n+ 비정질 실리콘 박막으로 이루어진 오믹-콘택층(125n)과 ITO로 이루어진 소오스/드레인전극패턴(122', 123')이 접촉할 때 소자 특성에 불리한 점이 있어 메탈 실리사이드(metal silicide)가 형성되도록 하여 소자 특성을 개선하기 위해 추가로 형성할 수 있다.
전술한 바와 같이 상기 화소영역 내에는 프린지 필드를 발생시키기 위해 공통전극(108)과 화소전극(118)이 형성되어 있는데, 이때 상기 화소전극(118)은 화소영역 내에 사각형 형태로 형성될 수 있으며, 상기 공통전극(108)은 화소영역 내에서 다수의 슬릿(108s)을 가지도록 형성될 수 있다.
이때, 상기 다수의 슬릿(108s)은 보호막(115b)으로 채워져 덮여지며, 상기 슬릿(108s) 사이의 공통전극(108)은 핑거(finger) 형태를 가질 수 있다.
그리고, 상기 데이터라인(117) 상부에는 제 5 콘택홀(140e)을 통해 상기 공통전극(108)에 전기적으로 접속하는 공통전극패턴(108d)이 형성되게 되며, 상기 공통전극패턴(108d)은 화상이 표시되는 화상표시영역 전체에 걸쳐 단일 패턴으로 형성될 수 있다. 이때, 상기 공통전극패턴(108d)은 상기 데이터라인(117)뿐만 아니라 상기 게이트라인(116) 상부에도 중첩되도록 형성됨에 따라 각 화소영역에 대해 격자형의 형태로 구성할 수 있으나, 본 발명이 이와 같은 형태에 한정되는 것은 아니다.
이때, 상기와 같이 데이터라인(117) 상부에 공통전극패턴(108d)을 중첩되도록 형성하는 한편, 상기 액티브층(124)과 데이터라인(117)이 서로 다른 마스크공정을 통해 형성됨에 따라 상기 데이터라인(117) 하부에 액티브 테일(active tail)이 형성되지 않아 투과율을 극대화할 수 있게 된다.
한편, 상기 어레이 기판(110)의 가장자리 영역에는 상기 게이트라인(116)과 데이터라인(117)에 각각 전기적으로 접속하는 게이트패드전극(126p)과 데이터패드전극(127p)이 형성되어 있으며, 외부의 구동회로부(미도시)로부터 인가 받은 주사신호와 데이터신호를 각각 상기 게이트라인(116)과 데이터라인(117)에 전달하게 된다.
즉, 상기 데이터라인(117)과 게이트라인(116)은 구동회로부 쪽으로 연장되어 각각 해당하는 데이터패드라인(117p)과 게이트패드라인(116p)에 연결되며, 상기 데이터패드라인(117p)과 게이트패드라인(116p)은 상기 데이터패드라인(117p)과 게이트패드라인(116p)에 각각 전기적으로 접속된 데이터패드전극(127p)과 게이트패드전극(126p)을 통해 구동회로부로부터 각각 데이터신호와 주사신호를 인가 받게 된다.
이때, 상기 데이터패드라인(117p)은 제 3 콘택홀(140c)을 통해 상기 데이터패드전극(127p)과 전기적으로 접속하게 된다. 또한, 상기 게이트패드라인(116p)은 제 2 콘택홀(140c)을 통해 게이트패드전극패턴(126p')과 전기적으로 접속하는 한편, 상기 게이트패드전극패턴(126p')은 제 4 콘택홀(140d)을 통해 상기 게이트패드전극(126p)과 전기적으로 접속하게 된다.
상기 데이터패드라인(117p) 및 게이트패드라인(116p)의 하부에는 상기 화소전극(118)을 구성하는 도전물질로 이루어지며, 각각 상기 데이터패드라인(117p) 및 게이트패드라인(116p)과 실질적으로 동일한 형태로 패터닝된 데이터패드라인패턴(117p') 및 게이트패드라인패턴(116p')이 형성되어 있다.
이와 같이 구성된 상기 본 발명의 제 1 실시예에 따른 프린지 필드형 액정표시장치는 하프-톤(half tone) 마스크를 이용하여 게이트 배선(즉, 상기 게이트전극(121)과 게이트라인(116))과 화소전극(118)을 동시에 패터닝하고, 하프-톤 마스크를 이용하여 액티브층(124)을 형성하는 동시에 화소전극(118)의 연결을 위한 제 1 콘택홀(140a)을 형성하게 된다. 또한, 하프-톤 마스크를 이용하여 데이터 배선(즉, 상기 소오스전극(122)과 드레인전극(123) 및 데이터라인(117))과 공통전극(108)을 동시에 패터닝하며, 리프트-오프(lift off) 공정을 통해 보호막(115b)을 형성하는 동시에 상기 데이터라인(117) 상부에 공통전극패턴(108d)을 패터닝함으로써 4번의 마스크공정을 통해 어레이 기판(110)을 제작할 수 있게 된다.
이하, 상기의 본 발명의 제 1 실시예에 따른 프린지 필드형 액정표시장치의 제조방법을 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 5a 내지 도 5d는 상기 도 3에 도시된 어레이 기판의 제조공정을 순차적으로 나타내는 평면도이다.
또한, 도 6a 내지 도 6d는 상기 도 4에 도시된 어레이 기판의 제조공정을 순차적으로 나타내는 단면도로써, 좌측에는 화소부의 어레이 기판을 제조하는 공정을 나타내며 우측에는 차례대로 데이터패드부와 게이트패드부의 어레이 기판을 제조하는 공정을 나타내고 있다.
도 5a 및 도 6a에 도시된 바와 같이, 유리와 같은 투명한 절연물질로 이루어진 어레이 기판(110)의 화소부에 게이트전극(121), 게이트라인(116) 및 화소전극(118)을 형성하며, 상기 어레이 기판(110)의 게이트패드부에 게이트패드라인(116p)을 형성한다.
상기 게이트전극(121), 게이트라인(116), 화소전극(118) 및 게이트패드라인(116p)은 제 1 도전막과 제 2 도전막을 상기 어레이 기판(110) 전면에 증착한 후 포토리소그래피공정(제 1 마스크공정)을 통해 선택적으로 패터닝하여 형성하게 된다.
이때, 상기 화소전극(118)은 상기 제 1 도전막으로 이루어지며, 상기 게이트전극(121), 게이트라인(116) 및 게이트패드라인(116p)은 상기 제 2 도전막으로 이루어진다.
그리고, 상기 게이트전극(121), 게이트라인(116) 및 게이트패드라인(116p) 하부에는 상기 제 1 도전막으로 이루어지며, 각각 상기 게이트전극(121), 게이트라인(116) 및 게이트패드라인(116p)과 실질적으로 동일한 형태로 패터닝된 게이트전극패턴(121'), 게이트라인패턴(미도시) 및 게이트패드라인패턴(116p')이 형성되게 된다.
이와 같이 상기 게이트 배선(즉, 상기 게이트전극(121)과 게이트라인(116))과 화소전극(118)은 대면적의 하프-톤 마스크를 이용함으로써 한번의 마스크공정을 통해 동시에 패터닝할 수 있게 되는데, 이하 상기의 제 1 마스크공정을 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다.
도 7a 내지 도 7f는 상기 도 6a에 도시된 본 발명의 제 1 실시예에 따른 제 1 마스크공정을 구체적으로 나타내는 단면도이다.
도 7a에 도시된 바와 같이, 유리와 같은 투명한 절연물질로 이루어진 어레이 기판(110) 전면에 차례대로 제 1 도전막(131) 및 제 2 도전막(132)을 증착한다.
이때, 상기 제 1 도전막(131)은 화소전극을 형성하기 위해 인듐-틴-옥사이드(Indium Tin Oxide; ITO) 또는 인듐-징크-옥사이드(Indium Zinc Oxide; IZO)와 같은 투과율이 뛰어난 투명한 도전물질로 형성할 수 있다.
상기 제 2 도전막(132)은 게이트 배선을 형성하기 위해 알루미늄(aluminium; Al), 알루미늄 합금(Al alloy), 텅스텐(tungsten; W), 구리(copper; Cu), 크롬(chromium; Cr), 몰리브덴(molybdenum; Mo) 및 몰리브덴 합금 등과 같은 저저항 불투명 도전물질로 형성할 수 있다. 또한, 상기 제 2 도전막(132)은 상기 저저항 도전물질이 2가지 이상 적층된 다층구조로 형성할 수 있다.
이후, 도 7b에 도시된 바와 같이, 상기 제 2 도전막(132)이 형성된 어레이 기판(110) 위에 포토레지스트와 같은 감광성물질로 이루어진 감광막(160)을 형성한 후 본 발명의 제 1 실시예에 따른 하프-톤 마스크(170) 또는 회절 마스크(이하, 하프-톤 마스크를 지칭하는 경우에는 회절 마스크를 포함하는 것으로 한다)를 통해 상기 감광막(160)에 선택적으로 광을 조사한다.
이때, 상기 하프-톤 마스크(170)에는 조사된 광을 모두 투과시키는 제 1 투과영역(I)과 광의 일부만 투과시키고 일부는 차단하는 제 2 투과영역(II) 및 조사된 모든 광을 차단하는 차단영역(III)이 마련되어 있으며, 상기 하프-톤 마스크(170)를 투과한 광만이 상기 감광막(160)에 조사되게 된다.
이어서, 상기 하프-톤 마스크(170)를 통해 노광된 상기 감광막(160)을 현상하고 나면, 도 7c에 도시된 바와 같이, 상기 차단영역(III)과 제 2 투과영역(II)을 통해 광이 모두 차단되거나 일부만 차단된 영역에는 소정 두께의 제 1 감광막패턴(160a) 내지 제 3 감광막패턴(160c)이 남아있게 되고, 모든 광이 투과된 제 1 투과영역(I)에는 상기 감광막이 완전히 제거되어 상기 제 2 도전막(132) 표면이 노출되게 된다.
이때, 상기 차단영역(III)에 형성된 제 1 감광막패턴(160a) 및 제 2 감광막패턴(160b)은 제 2 투과영역(II)을 통해 형성된 제 3 감광막패턴(160c)보다 두껍게 형성된다. 또한, 상기 제 1 투과영역(I)을 통해 광이 모두 투과된 영역에는 감광막이 완전히 제거되는데, 이것은 포지티브 타입의 포토레지스트를 사용했기 때문이며, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 네거티브 타입의 포토레지스트를 사용하여도 무방하다.
다음으로, 도 7d에 도시된 바와 같이, 상기와 같이 형성된 제 1 감광막패턴(160a) 내지 제 3 감광막패턴(160c)을 마스크로 하여, 식각을 통해 그 하부에 형성된 제 1 도전막과 제 2 도전막의 일부영역을 선택적으로 제거하게 되면, 상기 어레이 기판(110)의 화소부에 상기 제 1 도전막으로 이루어진 화소전극(118)이 형성되게 된다.
또한, 상기 어레이 기판(110)의 화소부에는 상기 제 2 도전막으로 이루어진 게이트전극(121)과 게이트라인(미도시)이 형성되며, 상기 어레이 기판(110)의 게이트패드부에는 상기 제 2 도전막으로 이루어진 게이트패드라인(116p)이 형성되게 된다.
이때, 상기 화소전극(118) 상부에는 상기 제 2 도전막으로 이루어지며, 상기 화소전극(118)과 실질적으로 동일한 형태로 패터닝된 제 2 도전막패턴(132')이 형성되어 있다.
그리고, 상기 게이트전극(121), 게이트라인 및 게이트패드라인(116p) 하부에는 상기 제 1 도전막으로 이루어지며, 각각 상기 게이트전극(121), 게이트라인 및 게이트패드라인(116p)과 실질적으로 동일한 형태로 패터닝된 게이트전극패턴(121'), 게이트라인패턴(미도시) 및 게이트패드라인패턴(116p')이 형성되어 있다.
이후, 상기 제 1 감광막패턴(160a) 내지 제 3 감광막패턴(160c)의 두께 일부를 제거하는 애싱공정을 진행하게 되면, 도 7e에 도시된 바와 같이, 상기 제 2 투과영역(II)의 제 3 감광막패턴이 완전히 제거되게 된다.
이때, 상기 제 1 감광막패턴 및 제 2 감광막패턴은 상기 제 3 감광막패턴의 두께만큼이 제거된 제 4 감광막패턴(160a') 및 제 5 감광막패턴(160b')으로 상기 차단영역(III)에 대응하는 영역에만 남아있게 된다.
이후, 도 7f에 도시된 바와 같이, 상기 제 4 감광막패턴(160a') 및 제 5 감광막패턴(160b')을 마스크로 하여, 식각을 통해 상기 화소전극(118) 상부에 형성된 제 2 도전막패턴을 제거한다.
다음으로, 도 5b 및 도 6b에 도시된 바와 같이, 상기 게이트전극(121), 게이트라인(116), 화소전극(118) 및 게이트패드라인(116p)이 형성된 어레이 기판(110) 전면에 게이트절연막(115a)과 비정질 실리콘 박막 및 n+ 비정질 실리콘 박막을 형성한다.
이후, 포토리소그래피 공정(제 2 마스크 공정)을 통해 상기 게이트절연막(115a)과 비정질 실리콘 박막 및 n+ 비정질 실리콘 박막을 선택적으로 제거함으로써 상기 어레이 기판(110)의 화소부에 상기 비정질 실리콘 박막으로 이루어진 액티브층(124)을 형성한다.
또한, 상기 제 2 마스크공정을 통해 상기 어레이 기판(110)의 화소부에 상기 화소전극(118)의 일부를 노출시키는 제 1 콘택홀(140a)을 형성하며, 상기 어레이 기판(110)의 게이트패드부에 상기 게이트패드라인(116p)의 일부를 노출시키는 제 2 콘택홀(140b)을 형성한다.
이때, 상기 액티브층(124) 위에는 상기 액티브층(124)과 실질적으로 동일한 형태로 패터닝된 n+ 비정질 실리콘 박막패턴(125')이 형성되게 된다.
이때, 상기 본 발명의 제 1 실시예에 따른 제 2 마스크공정은 하프-톤 마스크를 이용할 수 있는데, 이를 다음의 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 8a 내지 도 8f는 상기 도 6b에 도시된 본 발명의 제 1 실시예에 따른 제 2 마스크공정을 구체적으로 나타내는 단면도이다.
도 8a에 도시된 바와 같이, 상기 게이트전극(121), 게이트라인(116), 화소전극(118) 및 게이트패드라인(116p)이 형성된 어레이 기판(110) 전면에 차례대로 게이트절연막(115a)과 비정질 실리콘 박막(120) 및 n+ 비정질 실리콘 박막(125)을 증착한다.
이때, 상기 n+ 비정질 실리콘 박막(125) 위에 Mo, MoTi, Ti, W 등의 배리어 메탈로 이루어진 층간막(interlayer)을 추가로 증착할 수 있다.
이후, 도 8b에 도시된 바와 같이, 상기 n+ 비정질 실리콘 박막(125)이 형성된 어레이 기판(110) 위에 포토레지스트와 같은 감광성물질로 이루어진 감광막(160)을 형성한 후 본 발명의 제 1 실시예에 따른 하프-톤 마스크(170)를 통해 상기 감광막(160)에 선택적으로 광을 조사한다.
이때, 상기 하프-톤 마스크(170)에는 조사된 광을 모두 투과시키는 제 1 투과영역(I)과 광의 일부만 투과시키고 일부는 차단하는 제 2 투과영역(II) 및 조사된 모든 광을 차단하는 차단영역(III)이 마련되어 있으며, 상기 하프-톤 마스크(170)를 투과한 광만이 상기 감광막(160)에 조사되게 된다.
이어서, 상기 하프-톤 마스크(170)를 통해 노광된 상기 감광막(160)을 현상하고 나면, 도 8c에 도시된 바와 같이, 상기 차단영역(III)과 제 2 투과영역(II)을 통해 광이 모두 차단되거나 일부만 차단된 영역에는 소정 두께의 제 1 감광막패턴(160a) 및 제 2 감광막패턴(160b)이 남아있게 되고, 모든 광이 투과된 제 1 투과영역(I)에는 상기 감광막이 완전히 제거되어 상기 n+ 비정질 실리콘 박막(125) 표면이 노출되게 된다.
이때, 상기 차단영역(III)에 형성된 제 1 감광막패턴(160a)은 제 2 투과영역(II)을 통해 형성된 제 2 감광막패턴(160b)보다 두껍게 형성된다. 또한, 상기 제 1 투과영역(I)을 통해 광이 모두 투과된 영역에는 감광막이 완전히 제거되는데, 이것은 포지티브 타입의 포토레지스트를 사용했기 때문이며, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 네거티브 타입의 포토레지스트를 사용하여도 무방하다.
다음으로, 도 8d에 도시된 바와 같이, 상기와 같이 형성된 제 1 감광막패턴(160a) 및 제 2 감광막패턴(160b)을 마스크로 하여, 식각을 통해 그 하부에 형성된 게이트절연막(115a)과 비정질 실리콘 박막 및 n+ 비정질 실리콘 박막(또는, 게이트절연막(115a), 비정질 실리콘 박막, n+ 비정질 실리콘 박막 및 층간막)의 일부영역을 선택적으로 제거하게 되면, 상기 어레이 기판(110)의 화소부에 상기 화소전극(118)의 일부를 노출시키는 제 1 콘택홀(140a)이 형성된다.
또한, 상기 어레이 기판(110)의 게이트패드부에 상기 게이트패드라인(116p)의 일부를 노출시키는 제 2 콘택홀(140b)이 형성되게 된다.
이후, 상기 제 1 감광막패턴(160a) 및 제 2 감광막패턴(160b)의 두께 일부를 제거하는 애싱공정을 진행하게 되면, 도 8e에 도시된 바와 같이, 상기 제 2 투과영역(II)의 제 2 감광막패턴이 완전히 제거되게 된다.
이때, 상기 제 1 감광막패턴은 상기 제 2 감광막패턴의 두께만큼이 제거된 제 3 감광막패턴(160a')으로 상기 차단영역(III)에 대응하는 영역에만 남아있게 된다.
이후, 도 8f에 도시된 바와 같이, 상기 제 3 감광막패턴(160a')을 마스크로 하여, 식각을 통해 그 하부에 형성된 비정질 실리콘 박막 및 n+ 비정질 실리콘 박막(또는, 비정질 실리콘 박막과 n+ 비정질 실리콘 박막 및 층간막)의 일부영역을 선택적으로 제거하게 되면, 상기 어레이 기판(110)의 화소부에 상기 비정질 실리콘 박막으로 이루어진 액티브층(124)이 형성된다.
이때, 상기 액티브층(124) 위에는 상기 액티브층(124)과 실질적으로 동일한 형태로 패터닝된 n+ 비정질 실리콘 박막패턴(125')이 형성되게 된다.
그리고, 상기 n+ 비정질 박막 위에 층간막이 증착되어 있는 경우에는 상기 n+ 비정질 실리콘 박막패턴(125') 위에 상기 액티브층(124)과 실질적으로 동일한 형태로 패터닝된 층간막패턴이 형성될 수 있다.
다음으로, 도 5c 및 도 6c에 도시된 바와 같이, 상기 액티브층(124)과 n+ 비정질 실리콘 박막패턴(125')이 형성된 어레이 기판(110)의 화소부에 소오스/드레인전극(122, 123)과 데이터라인(117) 및 공통전극(108)을 형성하는 한편, 상기 어레이 기판(110)의 데이터패드부 및 게이트패드부에 각각 데이터패드라인(117p) 및 게이트패드전극패턴(126p')을 형성한다.
이때, 상기 드레인전극(123)은 상기 제 1 콘택홀(140a)을 통해 상기 화소전극(118)과 전기적으로 접속한다.
또한, 상기 게이트패드전극패턴(126p')은 상기 제 2 콘택홀(140b)을 통해 상기 게이트패드라인(116p)과 전기적으로 접속한다.
상기 소오스전극(122), 드레인전극(123), 데이터라인(117), 공통전극(108), 데이터패드라인(117p) 및 게이트패드전극패턴(126p')은 제 3 도전막과 제 4 도전막을 상기 어레이 기판(110) 전면에 증착한 후 포토리소그래피공정(제 3 마스크공정)을 통해 선택적으로 패터닝하여 형성하게 된다.
이때, 상기 공통전극(108)과 게이트패드전극패턴(126p')은 상기 제 3 도전막으로 이루어지며, 상기 소오스전극(122), 드레인전극(123), 데이터라인(117) 및 데이터패드라인(117p)은 상기 제 4 도전막으로 이루어진다.
그리고, 상기 소오스전극(122), 드레인전극(123), 데이터라인(117) 및 데이터패드라인(117p) 하부에는 상기 제 3 도전막으로 이루어지며, 각각 상기 소오스전극(122), 드레인전극(123), 데이터라인(117) 및 데이터패드라인(117p)과 실질적으로 동일한 형태로 패터닝된 소오스전극패턴(122'), 드레인전극패턴(123'), 데이터라인패턴(117') 및 데이터패드라인패턴(117p')이 형성되게 된다.
또한, 상기 공통전극(108)은 화소영역 내에서 다수의 슬릿(108s)을 가지도록 형성될 수 있으며, 상기 슬릿(108s) 사이의 공통전극(108)은 핑거 형태를 가질 수 있다.
이와 같이 상기 데이터 배선(즉, 상기 소오스전극(122)과 드레인전극(123) 및 데이터라인(117))과 공통전극(108)은 하프-톤 마스크를 이용함으로써 한번의 마스크공정을 통해 동시에 패터닝할 수 있게 되는데, 이하 상기의 제 3 마스크공정을 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다.
도 9a 내지 도 9f는 상기 도 6c에 도시된 본 발명의 제 1 실시예에 따른 제 3 마스크공정을 구체적으로 나타내는 단면도이다.
도 9a에 도시된 바와 같이, 상기 액티브층(124)과 n+ 비정질 실리콘 박막패턴(125')이 형성된 어레이 기판(110) 전면에 제 3 도전막(133)과 제 4 도전막(134)을 증착한다.
이때, 상기 제 3 도전막(133)은 공통전극 및 게이트패드전극패턴을 형성하기 위해 인듐-틴-옥사이드 또는 인듐-징크-옥사이드와 같은 투과율이 뛰어난 투명한 도전물질로 형성할 수 있다.
상기 제 4 도전막(134)은 데이터 배선 및 데이터패드라인을 형성하기 위해 알루미늄, 알루미늄 합금, 텅스텐, 구리, 크롬, 몰리브덴 및 몰리브덴 합금 등과 같은 저저항 불투명 도전물질로 형성할 수 있다. 또한, 상기 제 4 도전막(134)은 상기 저저항 도전물질이 2가지 이상 적층된 다층구조로 형성할 수 있다.
그리고, 도 9b에 도시된 바와 같이, 상기 제 4 도전막(134)이 형성된 어레이 기판(110) 위에 포토레지스트와 같은 감광성물질로 이루어진 감광막(160)을 형성한 후 본 발명의 제 1 실시예에 따른 하프-톤 마스크(170)를 통해 상기 감광막(160)에 선택적으로 광을 조사한다.
이때, 상기 하프-톤 마스크(170)에는 조사된 광을 모두 투과시키는 제 1 투과영역(I)과 광의 일부만 투과시키고 일부는 차단하는 제 2 투과영역(II) 및 조사된 모든 광을 차단하는 차단영역(III)이 마련되어 있으며, 상기 하프-톤 마스크(170)를 투과한 광만이 상기 감광막(160)에 조사되게 된다.
이어서, 상기 하프-톤 마스크(170)를 통해 노광된 감광막(160)을 현상하고 나면, 도 9c에 도시된 바와 같이, 상기 차단영역(III)과 제 2 투과영역(II)을 통해 광이 모두 차단되거나 일부만 차단된 영역에는 소정 두께의 제 1 감광막패턴(160a) 내지 제 6 감광막패턴(160f)이 남아있게 되고, 모든 광이 투과된 제 1 투과영역(I)에는 상기 감광막이 완전히 제거되어 상기 제 4 도전막(134) 표면이 노출되게 된다.
이때, 상기 차단영역(III)에 형성된 제 1 감광막패턴(160a) 내지 제 4 감광막패턴(160d)은 제 2 투과영역(II)을 통해 형성된 제 5 감광막패턴(160e) 및 제 6 감광막패턴(160f)보다 두껍게 형성된다. 또한, 상기 제 1 투과영역(I)을 통해 광이 모두 투과된 영역에는 감광막이 완전히 제거되는데, 이것은 포지티브 타입의 포토레지스트를 사용했기 때문이며, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 네거티브 타입의 포토레지스트를 사용하여도 무방하다.
다음으로, 도 9d에 도시된 바와 같이, 상기와 같이 형성된 제 1 감광막패턴(160a) 내지 제 6 감광막패턴(160f)을 마스크로 하여, 그 하부에 형성된 제 3 도전막과 제 4 도전막의 일부영역을 선택적으로 제거하게 되면, 상기 어레이 기판(110)의 화소부에 상기 제 4 도전막으로 이루어진 소오스/드레인전극(122, 123)과 데이터라인(117)이 형성되는 동시에 상기 제 3 도전막으로 이루어진 공통전극(108)이 형성된다.
이때, 상기 공통전극(108)은 화소영역 내에서 다수의 슬릿(108s)을 가지도록 형성될 수 있다.
또한, 상기 어레이 기판(110)의 데이터패드부 및 게이트패드부에는 각각 상기 제 4 도전막 및 제 3 도전막으로 이루어진 데이터패드라인(117p) 및 게이트패드전극패턴(126p')이 형성되게 된다.
이때, 상기 드레인전극(123)은 상기 제 1 콘택홀(140a)을 통해 상기 화소전극(118)과 전기적으로 접속한다.
또한, 상기 게이트패드전극패턴(126p')은 상기 제 2 콘택홀(140b)을 통해 상기 게이트패드라인(116p)과 전기적으로 접속한다.
이때, 상기 소오스전극(122), 드레인전극(123), 데이터라인(117) 및 데이터패드라인(117p) 하부에는 상기 제 3 도전막으로 이루어지며, 각각 상기 소오스전극(122), 드레인전극(123), 데이터라인(117) 및 데이터패드라인(117p)과 실질적으로 동일한 형태로 패터닝된 소오스전극패턴(122'), 드레인전극패턴(123'), 데이터라인패턴(117') 및 데이터패드라인패턴(117p')이 형성되어 있다. 또한, 상기 공통전극(108) 및 게이트패드전극패턴(126p') 상부에는 상기 제 4 도전막으로 이루어지며, 각각 상기 공통전극(108) 및 게이트패드전극패턴(126p')과 실질적으로 동일한 형태로 패터닝된 제 4 도전막패턴(134', 134")들이 형성되어 있다.
이후, 상기 제 1 감광막패턴(160a) 내지 제 6 감광막패턴(160f)의 두께 일부를 제거하는 애싱공정을 진행하게 되면, 도 9e에 도시된 바와 같이, 상기 제 2 투과영역(II)의 제 5 감광막패턴 및 제 6 감광막패턴이 완전히 제거되게 된다.
이때, 상기 제 1 감광막패턴 내지 제 4 감광막패턴은 상기 제 5 감광막패턴 및 제 6 감광막패턴의 두께만큼이 제거된 제 7 감광막패턴(160a') 내지 제 10 감광막패턴(160d')으로 상기 차단영역(III)에 대응하는 영역에만 남아있게 된다.
이후, 도 9f에 도시된 바와 같이, 상기 제 7 감광막패턴(160a') 내지 제 10 감광막패턴(160d')을 마스크로 하여, 식각을 통해 상기 공통전극(108) 및 게이트패드전극패턴(126p') 상부에 형성된 제 4 도전막패턴들을 제거한다.
그리고, 상기 제 7 감광막패턴(160a') 내지 제 10 감광막패턴(160d')을 마스크로 하여, 그 하부에 형성된 n+ 비정질 실리콘 박막패턴(또는 n+ 비정질 실리콘 박막패턴 및 층간막패턴)을 선택적으로 제거하여 상기 액티브층(124) 위에 상기 n+ 비정질 실리콘 박막으로 이루어진 오믹-콘택층(125n)을 형성한다.
이때, 상기 n+ 비정질 실리콘 박막 위에 층간막이 증착되어 있는 경우에는 상기 오믹-콘택층(125n) 위에 상기 층간막으로 이루어진 배리어 메탈층이 형성될 수 있다. 전술한 바와 같이 상기 배리어 메탈층은 상기 n+ 비정질 실리콘 박막으로 이루어진 오믹-콘택층(125n)과 ITO로 이루어진 소오스/드레인전극패턴(122', 123')이 접촉할 때 소자 특성에 불리한 점이 있어 메탈 실리사이드가 형성되도록 하여 소자 특성을 개선하기 위해 추가로 형성할 수 있다.
이후, 소정의 O2 애싱을 진행할 수 있다.
다음으로, 도 5d 및 도 6d에 도시된 바와 같이, 상기 어레이 기판(110) 전면에 보호막(115b)을 증착하는 한편, 하프-톤 마스크(제 4 마스크공정) 및 리프트-오프 공정을 통해 상기 보호막(115b)을 패터닝하는 동시에 상기 데이터라인(117) 상부에 제 5 도전막으로 이루어진 공통전극패턴(108d)을 형성하게 되는데, 이를 다음의 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 10a 내지 도 10g는 상기 도 6d에 도시된 본 발명의 제 1 실시예에 따른 제 4 마스크공정을 구체적으로 나타내는 단면도이다.
도 10a에 도시된 바와 같이, 상기 소오스전극(122), 드레인전극(123), 데이터라인(117), 공통전극(108), 데이터패드라인(117p) 및 게이트패드전극패턴(126p')이 형성된 어레이 기판(110) 전면에 무기절연막이나 유기절연막으로 이루어진 보호막(115b)을 증착한다.
이후, 도 10b에 도시된 바와 같이, 상기 보호막(115b)이 형성된 어레이 기판(110) 위에 포토레지스트와 같은 감광성물질로 이루어진 감광막(160)을 형성한 후 본 발명의 제 1 실시예에 따른 하프-톤 마스크(170)를 통해 상기 감광막(160)에 선택적으로 광을 조사한다.
이때, 상기 하프-톤 마스크(170)에는 조사된 광을 모두 투과시키는 제 1 투과영역(I)과 광의 일부만 투과시키고 일부는 차단하는 제 2 투과영역(II) 및 조사된 모든 광을 차단하는 차단영역(III)이 마련되어 있으며, 상기 하프-톤 마스크(170)를 투과한 광만이 상기 감광막(160)에 조사되게 된다.
이어서, 상기 하프-톤 마스크(170)를 통해 노광된 상기 감광막(160)을 현상하고 나면, 도 10c에 도시된 바와 같이, 상기 차단영역(III)과 제 2 투과영역(II)을 통해 광이 모두 차단되거나 일부만 차단된 영역에는 소정 두께의 제 1 감광막패턴(160a) 내지 제 4 감광막패턴(160d)이 남아있게 되고, 모든 광이 투과된 제 1 투과영역(I)에는 상기 감광막이 완전히 제거되어 상기 보호막(115b) 표면이 노출되게 된다.
이때, 상기 차단영역(III)에 형성된 제 1 감광막패턴(160a) 내지 제 3 감광막패턴(160c)은 제 2 투과영역(II)을 통해 형성된 제 4 감광막패턴(160d)보다 두껍게 형성된다. 또한, 상기 제 1 투과영역(I)을 통해 광이 모두 투과된 영역에는 감광막이 완전히 제거되는데, 이것은 포지티브 타입의 포토레지스트를 사용했기 때문이며, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 네거티브 타입의 포토레지스트를 사용하여도 무방하다.
다음으로, 도 10d에 도시된 바와 같이, 상기와 같이 형성된 제 1 감광막패턴(160a) 내지 제 4 감광막패턴(160d)을 마스크로 하여, 식각을 통해 그 하부에 형성된 보호막(115b)의 일부영역을 선택적으로 제거하게 되면, 상기 어레이 기판(110)의 데이터패드부 및 게이트패드부에 각각 상기 데이터패드라인(117p) 및 게이트패드전극패턴(126p')의 일부를 노출시키는 제 3 콘택홀(140c) 및 제 4 콘택홀(140d)이 형성된다.
이때, 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 어레이 기판(110)의 화소부에는 상기 공통전극(108)의 일부를 노출시키는 제 5 콘택홀이 형성될 수 있다.
이후, 상기 제 1 감광막패턴(160a) 내지 제 4 감광막패턴(160d)의 두께 일부를 제거하는 애싱공정을 진행하게 되면, 도 10e에 도시된 바와 같이, 상기 제 2 투과영역(II)의 제 4 감광막패턴이 완전히 제거되게 된다.
이때, 상기 제 1 감광막패턴 내지 제 3 감광막패턴은 상기 제 4 감광막패턴의 두께만큼이 제거된 제 5 감광막패턴(160a') 내지 제 7 감광막패턴(160c')으로 상기 차단영역(III)에 대응하는 영역에만 남아있게 된다. 이때, 실질적으로 상기 제 5 감광막패턴(160a') 내지 제 7 감광막패턴(160c')이 남아있지 않은 제 1 투과영역(I)과 제 2 투과영역(II)은 후술할 리프트-오프 공정을 통해 공통전극패턴과 데이터패드전극 및 게이트패드전극이 형성될 영역을 의미한다.
이후, 소정의 식각 공정을 통해 상기 보호막(115b)의 두께 일부를 제거하여 상기 데이터라인(117) 상부에 후술할 공통전극패턴이 형성될 소정의 트랜치(T)를 형성할 수 있다. 이때, 상기 트랜치(T)는 상기 게이트라인의 상부에도 형성할 수 있으며, 이 경우 상기 공통전극패턴은 격자형의 형태를 가질 수 있다.
이때, 상기 보호막(115b)은 상기 공통전극패턴의 두께와 실질적으로 동일한 두께만큼이 제거될 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 보호막(115b)의 식각 공정을 진행하지 않을 수도 있으며, 상기 공통전극패턴의 두께와 다른 두께만큼이 제거될 수도 있다.
다음으로, 도 10f에 도시된 바와 같이, 상기 제 5 감광막패턴(160a') 내지 제 7 감광막패턴(160c')이 남아있는 상태에서 상기 어레이 기판(110) 전면에 제 5 도전막(135)을 형성한다.
이때, 상기 제 5 도전막(135)은 공통전극패턴과 데이터패드전극 및 게이트패드전극을 형성하기 위해 인듐-틴-옥사이드 또는 인듐-징크-옥사이드와 같은 투과율이 뛰어난 투명한 도전물질로 형성할 수 있다.
이후, 소정의 베이킹(baking) 공정을 진행할 수도 있다.
그리고, 도 10g에 도시된 바와 같이, 리프트-오프 공정을 통해 상기 제 5 감광막패턴 내지 제 7 감광막패턴을 제거하게 되는데, 이때 상기 제 1 투과영역(I)과 제 2 투과영역(II) 이외 부분에 남아있는 상기 제 5 도전막이 상기 제 5 감광막패턴 내지 제 7 감광막패턴고 함께 제거되게 된다.
이에 따라 상기 어레이 기판(110)의 데이터라인(117)(또는 데이터라인(117) 및 게이트라인(116)) 상부에는 상기 제 5 도전막으로 이루어지며, 상기 제 5 콘택홀을 통해 상기 공통전극(108)과 전기적으로 접속하는 공통전극패턴(108d)이 형성되게 된다.
또한, 상기 어레이 기판(110)의 데이터패드부 및 게이트패드부에는 상기 제 5 도전막으로 이루어지며, 상기 제 3 콘택홀(140c) 및 제 4 콘택홀(140d)을 통해 상기 데이터패드라인(117p) 및 게이트패드전극패턴(126p')과 전기적으로 접속하는 데이터패드전극(127p) 및 게이트패드전극(126p)이 각각 형성되게 된다.
이와 같이 본 발명의 제 1 실시예의 경우에는 4번의 마스크공정으로 박막 트랜지스터를 포함하는 어레이 기판을 제작할 수 있게 되어 제조공정 및 비용을 절감시키는 효과를 제공한다.
또한, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 4마스크공정은 액티브층과 데이터 배선을 서로 다른 마스크공정을 통해 형성하게 됨에 따라 액티브 테일이 존재하지 않아 기존의 4마스크공정에서의 개구율 손실문제와 광 누설 문제를 해결할 수 있게 된다. 특히, 상기와 같이 데이터라인(또는 데이터라인 및 게이트라인) 상부에 공통전극패턴을 중첩되도록 형성함에 따라 투과율을 극대화할 수 있게 된다.
또한, 공통전극과 화소전극 사이에 보호막이 존재하지 않기 때문에 기존 구조 대비 공통전극과 화소전극 사이 간격의 감소로 투과율이 향상되어 저소비전력이 가능한 효과를 제공한다. 특히, 게이트 배선과 화소전극을 동시에 패터닝하면서도 화소전극과 공통전극 사이의 간격을 최소화함으로써 구동전압을 최소화할 수 있게 된다.
또한, 데이터라인 상부의 보호막을 일정 두께만큼 제거하는 경우 상기 데이터라인 상부와 화소영역 사이의 단차를 기존대비 40% 이상 축소할 수 있어 러빙불량을 개선할 수 있게 된다.
또한, 게이트 배선과 데이터 배선의 직접 연결이 가능하여 게이트-인-패널(Gate In Panel; GIP)부의 축소에 따른 내로우 베젤(narrow bezel)이 용이한 이점이 있다.
이와 같이 구성된 상기 본 발명의 제 1 실시예의 어레이 기판은 컬럼 스페이서에 의해 일정한 셀갭이 유지된 상태에서 컬러필터 기판과 대향하여 합착되게 되는데, 이때 상기 컬러필터 기판에는 적, 녹 및 청색의 컬러를 구현하기 위한 컬러필터가 형성되어 있다.
이때, 상기 컬러필터 기판과 어레이 기판의 합착은 상기 컬러필터 기판 또는 어레이 기판에 형성된 합착키(align key)를 통해 이루어진다.
한편, 본 발명은 하프-톤 마스크를 이용하여 게이트 배선과 화소전극을 동시에 패터닝하고, 하프-톤 마스크를 이용하여 액티브층을 패터닝하는 동시에 화소영역의 게이트절연막을 오픈(open)시키며, 패널의 합착 후에 상압 에치(etch)를 통해 패드부 오픈 시킴으로써 4번의 마스크공정으로 어레이 기판을 제작할 수 있게 되는데, 이를 다음의 본 발명의 제 2 실시예를 통해 상세히 설명한다.
도 11은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 프린지 필드형 액정표시장치의 어레이 기판 일부를 개략적으로 나타내는 평면도로써, 화소전극과 공통전극 사이에 형성되는 프린지 필드가 슬릿을 관통하여 화소영역 및 화소전극 상에 위치하는 액정분자를 구동시킴으로써 화상을 구현하는 프린지 필드형 액정표시장치의 어레이 기판 일부를 나타내고 있다.
또한, 도 12는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 프린지 필드형 액정표시장치의 어레이 기판 일부를 개략적으로 나타내는 단면도로써, 상기 도 11에 도시된 어레이 기판의 A-A'선, B-B선 및 C-C선에 따라 절단한 단면을 개략적으로 나타내고 있다.
이때, 도면에는 설명의 편의를 위해 화소부와 데이터패드부 및 게이트패드부를 포함하는 하나의 화소를 나타내고 있으며, 실제의 액정표시장치에서는 N개의 게이트라인과 M개의 데이터라인이 교차하여 MxN개의 화소가 존재하지만 설명을 간단하게 하기 위해 도면에는 하나의 화소를 나타내고 있다.
상기 도면들에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 어레이 기판(210)에는 상기 어레이 기판(210) 위에 종횡으로 배열되어 화소영역을 정의하는 게이트라인(216)과 데이터라인(217)이 형성되어 있다. 또한, 상기 게이트라인(216)과 데이터라인(217)의 교차영역에는 스위칭소자인 박막 트랜지스터가 형성되어 있으며, 상기 화소영역 내에는 프린지 필드를 발생시켜 액정분자를 구동시키는 화소전극(218)과 다수의 슬릿(208s)을 가진 공통전극(208)이 형성되어 있다.
상기 박막 트랜지스터는 상기 게이트라인(216)에 연결된 게이트전극(221), 상기 데이터라인(217)에 연결된 소오스전극(222) 및 상기 화소전극(218)에 전기적으로 접속된 드레인전극(223)으로 구성되어 있다. 또한, 상기 박막 트랜지스터는 상기 게이트전극(221)과 소오스/드레인전극(222, 223) 사이의 절연을 위한 게이트절연막(215a) 및 상기 게이트전극(221)에 공급되는 게이트 전압에 의해 상기 소오스전극(222)과 드레인전극(223) 간에 전도채널을 형성하는 액티브층(224)을 포함한다.
이때, 상기 액티브층(224)의 소오스/드레인영역은 오믹-콘택층(225n)을 통해 상기 소오스/드레인전극(222, 223)과 오믹-콘택을 형성하게 된다.
상기 게이트전극(221) 및 게이트라인(216)의 하부에는 상기 화소전극(218)을 구성하는 도전물질로 이루어지며, 각각 상기 게이트전극(221) 및 게이트라인(216)과 실질적으로 동일한 형태로 패터닝된 게이트전극패턴(221') 및 게이트라인패턴(미도시)이 형성되어 있다.
그리고, 상기 소오스전극(222)의 일부는 일 방향으로 연장되어 상기 데이터라인(217)에 연결되며, 상기 드레인전극(223)의 일부는 화소영역 쪽으로 연장되어 상기 화소전극(218)에 직접 전기적으로 접속하게 된다.
전술한 바와 같이 상기 화소영역 내에는 프린지 필드를 발생시키기 위해 공통전극(208)과 화소전극(218)이 형성되어 있는데, 이때 상기 화소전극(218)은 화소영역 내에 사각형 형태로 형성될 수 있으며, 상기 공통전극(208)은 화소영역 내에서 다수의 슬릿(208s)을 가지도록 형성될 수 있다.
이때, 상기 공통전극(208)은 보호막(215b)을 사이에 두고 상기 화소전극(218) 상부에 형성되며, 상기 슬릿(208s) 사이의 공통전극(208)은 핑거 형태를 가질 수 있다.
그리고, 상기 데이터라인(217) 상부에는 상기 공통전극(208)이 형성되게 되며, 상기 공통전극(208)은 화상이 표시되는 화상표시영역 전체에 걸쳐 단일 패턴으로 형성될 수 있다. 이때, 상기 공통전극(208)은 상기 데이터라인(217)뿐만 아니라 상기 게이트라인(216) 상부에도 중첩되도록 형성될 수 있다.
이때, 상기와 같이 데이터라인(217) 상부에 공통전극(208)을 중첩되도록 형성하는 한편, 상기 액티브층(224)과 데이터라인(217)이 서로 다른 마스크공정을 통해 형성됨에 따라 상기 데이터라인(217) 하부에 액티브 테일이 형성되지 않아 투과율을 극대화할 수 있게 된다.
한편, 상기 어레이 기판(210)의 가장자리 영역에는 상기 게이트라인(216)과 데이터라인(217)에 각각 전기적으로 접속하는 게이트패드라인(216p)과 데이터패드라인(217p)이 형성되어 있으며, 외부의 구동회로부(미도시)로부터 인가 받은 주사신호와 데이터신호를 각각 상기 게이트라인(216)과 데이터라인(217)에 전달하게 된다.
즉, 상기 데이터라인(217)과 게이트라인(216)은 구동회로부 쪽으로 연장되어 각각 해당하는 데이터패드라인(217p)과 게이트패드라인(216p)에 연결되며, 상기 데이터패드라인(217p)과 게이트패드라인(216p)을 통해 구동회로부로부터 각각 데이터신호와 주사신호를 인가 받게 된다.
이때, 상기 게이트패드라인(216p)의 하부에는 상기 화소전극(218)을 구성하는 도전물질로 이루어지며, 상기 게이트패드라인(216p)과 실질적으로 동일한 형태로 패터닝된 게이트패드라인패턴(216p')이 형성되어 있다.
이와 같이 구성된 상기 본 발명의 제 2 실시예에 따른 프린지 필드형 액정표시장치는 하프-톤 마스크를 이용하여 게이트 배선(즉, 상기 게이트전극(221)과 게이트라인(216))과 화소전극(218)을 동시에 패터닝하고, 하프-톤 마스크를 이용하여 액티브층(224)을 형성하는 동시에 화소전극(218)의 연결을 위해 화소영역의 게이트절연막(215a)을 오픈 시키게 된다. 또한, 데이터 배선(즉, 상기 소오스전극(222)과 드레인전극(223) 및 데이터라인(217))과 보호막(215b) 및 공통전극(208)을 차례로 형성하고, 패널의 합착 후에 상압 에치를 통해 패드부를 오픈 함으로써 4번의 마스크공정을 통해 어레이 기판(210)을 제작할 수 있게 된다.
이하, 상기의 본 발명의 제 2 실시예에 따른 프린지 필드형 액정표시장치의 제조방법을 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 13a 내지 도 13d는 상기 도 11에 도시된 어레이 기판의 제조공정을 순차적으로 나타내는 평면도이다.
또한, 도 14a 내지 도 14e는 상기 도 12에 도시된 어레이 기판의 제조공정을 순차적으로 나타내는 단면도로써, 좌측에는 화소부의 어레이 기판을 제조하는 공정을 나타내며 우측에는 차례대로 데이터패드부와 게이트패드부의 어레이 기판을 제조하는 공정을 나타내고 있다.
도 13a 및 도 14a에 도시된 바와 같이, 유리와 같은 투명한 절연물질로 이루어진 어레이 기판(210)의 화소부에 게이트전극(221), 게이트라인(216) 및 화소전극(218)을 형성하며, 상기 어레이 기판(210)의 게이트패드부에 게이트패드라인(216p)을 형성한다.
상기 게이트전극(221), 게이트라인(216), 화소전극(218) 및 게이트패드라인(216p)은 제 1 도전막과 제 2 도전막을 상기 어레이 기판(210) 전면에 증착한 후 포토리소그래피공정(제 1 마스크공정)을 통해 선택적으로 패터닝하여 형성하게 된다.
이때, 상기 화소전극(218)은 상기 제 1 도전막으로 이루어지며, 상기 게이트전극(221), 게이트라인(216) 및 게이트패드라인(216p)은 상기 제 2 도전막으로 이루어진다.
그리고, 상기 게이트전극(221), 게이트라인(216) 및 게이트패드라인(216p) 하부에는 상기 제 1 도전막으로 이루어지며, 각각 상기 게이트전극(221), 게이트라인(216) 및 게이트패드라인(216p)과 실질적으로 동일한 형태로 패터닝된 게이트전극패턴(221'), 게이트라인패턴(미도시) 및 게이트패드라인패턴(216p')이 형성되게 된다.
이와 같이 상기 게이트 배선(즉, 상기 게이트전극(221)과 게이트라인(216))과 화소전극(218)은 대면적의 하프-톤 마스크를 이용함으로써 한번의 마스크공정을 통해 동시에 패터닝할 수 있게 되는데, 이하 상기의 제 1 마스크공정을 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다.
도 15a 내지 도 15f는 상기 도 14a에 도시된 본 발명의 제 2 실시예에 따른 제 1 마스크공정을 구체적으로 나타내는 단면도이다.
도 15a에 도시된 바와 같이, 유리와 같은 투명한 절연물질로 이루어진 어레이 기판(210) 전면에 차례대로 제 1 도전막(231) 및 제 2 도전막(232)을 증착한다.
이때, 상기 제 1 도전막(231)은 화소전극을 형성하기 위해 인듐-틴-옥사이드 또는 인듐-징크-옥사이드와 같은 투과율이 뛰어난 투명한 도전물질로 형성할 수 있다.
상기 제 2 도전막(232)은 게이트 배선을 형성하기 위해 알루미늄, 알루미늄 합금, 텅스텐, 구리, 크롬, 몰리브덴 및 몰리브덴 합금 등과 같은 저저항 불투명 도전물질로 형성할 수 있다. 또한, 상기 제 2 도전막(232)은 상기 저저항 도전물질이 2가지 이상 적층된 다층구조로 형성할 수 있다.
이후, 도 15b에 도시된 바와 같이, 상기 제 2 도전막(232)이 형성된 어레이 기판(210) 위에 포토레지스트와 같은 감광성물질로 이루어진 감광막(260)을 형성한 후 본 발명의 제 2 실시예에 따른 하프-톤 마스크(270)를 통해 상기 감광막(260)에 선택적으로 광을 조사한다.
이때, 상기 하프-톤 마스크(270)에는 조사된 광을 모두 투과시키는 제 1 투과영역(I)과 광의 일부만 투과시키고 일부는 차단하는 제 2 투과영역(II) 및 조사된 모든 광을 차단하는 차단영역(III)이 마련되어 있으며, 상기 하프-톤 마스크(270)를 투과한 광만이 상기 감광막(260)에 조사되게 된다.
이어서, 상기 하프-톤 마스크(270)를 통해 노광된 상기 감광막(260)을 현상하고 나면, 도 15c에 도시된 바와 같이, 상기 차단영역(III)과 제 2 투과영역(II)을 통해 광이 모두 차단되거나 일부만 차단된 영역에는 소정 두께의 제 1 감광막패턴(260a) 내지 제 3 감광막패턴(260c)이 남아있게 되고, 모든 광이 투과된 제 1 투과영역(I)에는 상기 감광막이 완전히 제거되어 상기 제 2 도전막(232) 표면이 노출되게 된다.
이때, 상기 차단영역(III)에 형성된 제 1 감광막패턴(260a) 및 제 2 감광막패턴(260b)은 제 2 투과영역(II)을 통해 형성된 제 3 감광막패턴(260c)보다 두껍게 형성된다. 또한, 상기 제 1 투과영역(I)을 통해 광이 모두 투과된 영역에는 감광막이 완전히 제거되는데, 이것은 포지티브 타입의 포토레지스트를 사용했기 때문이며, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 네거티브 타입의 포토레지스트를 사용하여도 무방하다.
다음으로, 도 15d에 도시된 바와 같이, 상기와 같이 형성된 제 1 감광막패턴(260a) 내지 제 3 감광막패턴(260c)을 마스크로 하여, 식각을 통해 그 하부에 형성된 제 1 도전막과 제 2 도전막의 일부영역을 선택적으로 제거하게 되면, 상기 어레이 기판(210)의 화소부에 상기 제 1 도전막으로 이루어진 화소전극(218)이 형성되게 된다.
또한, 상기 어레이 기판(210)의 화소부에는 상기 제 2 도전막으로 이루어진 게이트전극(221), 게이트라인(미도시)이 형성되며, 상기 어레이 기판(210)의 게이트패드부에는 상기 제 2 도전막으로 이루어진 게이트패드라인(216p)이 형성되게 된다.
이때, 상기 화소전극(218) 상부에는 상기 제 2 도전막으로 이루어지며, 상기 화소전극(218)과 실질적으로 동일한 형태로 패터닝된 제 2 도전막패턴(232')이 형성되어 있다.
그리고, 상기 게이트전극(221), 게이트라인 및 게이트패드라인(216p) 하부에는 상기 제 1 도전막으로 이루어지며, 각각 상기 게이트전극(221), 게이트라인 및 게이트패드라인(216p)과 실질적으로 동일한 형태로 패터닝된 게이트전극패턴(221'), 게이트라인패턴(미도시) 및 게이트패드라인패턴(216p')이 형성되어 있다.
이후, 상기 제 1 감광막패턴(260a) 내지 제 3 감광막패턴(260c)의 두께 일부를 제거하는 애싱공정을 진행하게 되면, 도 15e에 도시된 바와 같이, 상기 제 2 투과영역(II)의 제 3 감광막패턴이 완전히 제거되게 된다.
이때, 상기 제 1 감광막패턴 및 제 2 감광막패턴은 상기 제 3 감광막패턴의 두께만큼이 제거된 제 4 감광막패턴(260a') 및 제 5 감광막패턴(260b')으로 상기 차단영역(III)에 대응하는 영역에만 남아있게 된다.
이후, 도 15f에 도시된 바와 같이, 상기 제 4 감광막패턴(260a') 및 제 5 감광막패턴(260b')을 마스크로 하여, 식각을 통해 상기 화소전극(218) 상부에 형성된 제 2 도전막패턴을 제거한다.
다음으로, 도 13b 및 도 14b에 도시된 바와 같이, 상기 게이트전극(221), 게이트라인(216), 화소전극(218) 및 게이트패드라인(216p)이 형성된 어레이 기판(210) 전면에 게이트절연막(215a)과 비정질 실리콘 박막 및 n+ 비정질 실리콘 박막을 형성한다.
이후, 포토리소그래피 공정(제 2 마스크 공정)을 통해 상기 게이트절연막(215a)과 비정질 실리콘 박막 및 n+ 비정질 실리콘 박막을 선택적으로 제거함으로써 상기 어레이 기판(210)의 화소부에 상기 비정질 실리콘 박막으로 이루어진 액티브층(224)을 형성한다.
또한, 상기 제 2 마스크공정을 통해 상기 화소전극(218) 상부의 게이트절연막(215a)을 전면 에칭하여 화소영역을 오픈시키는 오픈 홀(H)을 형성하는 한편, 상기 어레이 기판(210)의 게이트패드부에 상기 게이트패드라인(216p)의 일부를 노출시키는 패드부 오픈 홀(240)을 형성한다.
이때, 상기 액티브층(224) 위에는 상기 액티브층(224)과 실질적으로 동일한 형태로 패터닝된 n+ 비정질 실리콘 박막패턴(225')이 형성되게 된다.
이때, 상기 본 발명의 제 2 실시예에 따른 제 2 마스크공정은 하프-톤 마스크를 이용할 수 있는데, 이를 다음의 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 16a 내지 도 16f는 상기 도 14b에 도시된 본 발명의 제 2 실시예에 따른 제 2 마스크공정을 구체적으로 나타내는 단면도이다.
도 16a에 도시된 바와 같이, 상기 게이트전극(221), 게이트라인(216), 화소전극(218) 및 게이트패드라인(216p)이 형성된 어레이 기판(210) 전면에 차례대로 게이트절연막(215a)과 비정질 실리콘 박막(220) 및 n+ 비정질 실리콘 박막(225)을 증착한다.
이후, 도 16b에 도시된 바와 같이, 상기 n+ 비정질 실리콘 박막(225)이 형성된 어레이 기판(210) 위에 포토레지스트와 같은 감광성물질로 이루어진 감광막(260)을 형성한 후 본 발명의 제 2 실시예에 따른 하프-톤 마스크(270)를 통해 상기 감광막(260)에 선택적으로 광을 조사한다.
이때, 상기 하프-톤 마스크(270)에는 조사된 광을 모두 투과시키는 제 1 투과영역(I)과 광의 일부만 투과시키고 일부는 차단하는 제 2 투과영역(II) 및 조사된 모든 광을 차단하는 차단영역(III)이 마련되어 있으며, 상기 하프-톤 마스크(270)를 투과한 광만이 상기 감광막(260)에 조사되게 된다.
이어서, 상기 하프-톤 마스크(270)를 통해 노광된 상기 감광막(260)을 현상하고 나면, 도 16c에 도시된 바와 같이, 상기 차단영역(III)과 제 2 투과영역(II)을 통해 광이 모두 차단되거나 일부만 차단된 영역에는 소정 두께의 제 1 감광막패턴(260a) 및 제 2 감광막패턴(260b)이 남아있게 되고, 모든 광이 투과된 제 1 투과영역(I)에는 상기 감광막이 완전히 제거되어 상기 n+ 비정질 실리콘 박막(225) 표면이 노출되게 된다.
이때, 상기 차단영역(III)에 형성된 제 1 감광막패턴(260a)은 제 2 투과영역(II)을 통해 형성된 제 2 감광막패턴(260b)보다 두껍게 형성된다. 또한, 상기 제 1 투과영역(I)을 통해 광이 모두 투과된 영역에는 감광막이 완전히 제거되는데, 이것은 포지티브 타입의 포토레지스트를 사용했기 때문이며, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 네거티브 타입의 포토레지스트를 사용하여도 무방하다.
다음으로, 도 16d에 도시된 바와 같이, 상기와 같이 형성된 제 1 감광막패턴(260a) 및 제 2 감광막패턴(260b)을 마스크로 하여, 식각을 통해 그 하부에 형성된 게이트절연막(215a)과 비정질 실리콘 박막 및 n+ 비정질 실리콘 박막의 일부영역을 선택적으로 제거하게 되면, 상기 어레이 기판(210)의 화소부에 상기 화소전극(218)을 외부로 노출시키는 오픈 홀(H)이 형성되는 동시에 상기 어레이 기판(210)의 게이트패드부에 상기 게이트패드라인(216p)의 일부를 노출시키는 패드부 오픈 홀(240)이 형성된다.
이후, 상기 제 1 감광막패턴(260a) 및 제 2 감광막패턴(260b)의 두께 일부를 제거하는 애싱공정을 진행하게 되면, 도 16e에 도시된 바와 같이, 상기 제 2 투과영역(II)의 제 2 감광막패턴이 완전히 제거되게 된다.
이때, 상기 제 1 감광막패턴은 상기 제 2 감광막패턴의 두께만큼이 제거된 제 3 감광막패턴(260a')으로 상기 차단영역(III)에 대응하는 영역에만 남아있게 된다.
이후, 도 16f에 도시된 바와 같이, 상기 제 3 감광막패턴(260a')을 마스크로 하여, 식각을 통해 그 하부에 형성된 비정질 실리콘 박막 및 n+ 비정질 실리콘 박막의 일부영역을 선택적으로 제거하게 되면, 상기 어레이 기판(210)의 화소부에 상기 비정질 실리콘 박막으로 이루어진 액티브층(224)이 형성된다.
이때, 상기 액티브층(224) 위에는 상기 액티브층(224)과 실질적으로 동일한 형태로 패터닝된 n+ 비정질 실리콘 박막패턴(225')이 형성되게 된다.
다음으로, 도 13c 및 도 15c에 도시된 바와 같이, 상기 액티브층(224)과 n+ 비정질 실리콘 박막패턴(225')이 형성된 어레이 기판(210)의 화소부에 소오스전극(222)과 드레인전극(223) 및 데이터라인(217)을 형성하는 한편, 상기 어레이 기판(210)의 데이터패드부에 데이터패드라인(217p)을 형성한다.
이때, 상기 드레인전극(223)은 상기 화소전극(218)과 직접 전기적으로 접속한다.
상기 소오스전극(222), 드레인전극(223), 데이터라인(217) 및 데이터패드라인(217p)은 제 3 도전막을 상기 어레이 기판(210) 전면에 증착한 후 일반적인 포토리소그래피공정(제 3 마스크공정)을 통해 선택적으로 패터닝하여 형성하게 된다.
이때, 상기 제 3 도전막은 데이터 배선 및 데이터패드라인(217p)을 형성하기 위해 알루미늄, 알루미늄 합금, 텅스텐, 구리, 크롬, 몰리브덴 및 몰리브덴 합금 등과 같은 저저항 불투명 도전물질로 형성할 수 있다. 또한, 상기 제 3 도전막은 상기 저저항 도전물질이 2가지 이상 적층된 다층구조로 형성할 수 있다.
이후, 소정의 O2 애싱을 진행할 수 있다.
다음으로, 도 13d 및 도 14d에 도시된 바와 같이, 상기 소오스전극(222), 드레인전극(223), 데이터라인(217) 및 데이터패드라인(217p)이 형성된 어레이 기판(210) 전면에 무기절연막이나 유기절연막으로 이루어진 보호막(215b)을 형성한다.
이때, 상기 보호막(215b)은 이층 이상의 다층으로 형성할 수도 있다.
그리고, 상기 어레이 기판(210) 전면에 제 4 도전막을 증착한 후, 일반적인 포토리소그래피공정(제 4 마스크공정)을 통해 선택적으로 패터닝하여 상기 어레이 기판(210)의 화소부에 상기 제 4 도전막으로 이루어진 공통전극(208)을 형성한다.
이때, 상기 공통전극(208)은 화소영역 내에서 다수의 슬릿(208s)을 가지도록 형성될 수 있다.
또한, 상기 공통전극(208)은 보호막(215b)을 사이에 두고 상기 화소전극(218) 상부에 형성되며, 상기 슬릿(208s) 사이의 공통전극(208)은 핑거 형태를 가질 수 있다.
그리고, 상기 데이터라인(217) 상부에는 상기 공통전극(208)이 형성되게 되며, 상기 공통전극(208)은 화상이 표시되는 화상표시영역 전체에 걸쳐 단일 패턴으로 형성될 수 있다. 이때, 상기 공통전극(208)은 상기 데이터라인(217)뿐만 아니라 상기 게이트라인(216) 상부에도 중첩되도록 형성될 수 있다.
이때, 상기와 같이 데이터라인(217) 상부에 공통전극(208)을 중첩되도록 형성하는 한편, 상기 액티브층(224)과 데이터라인(217)이 서로 다른 마스크공정을 통해 형성됨에 따라 상기 데이터라인(217) 하부에 액티브 테일이 형성되지 않아 투과율을 극대화할 수 있게 된다.
이와 같이 구성된 상기 본 발명의 제 2 실시예의 어레이 기판(210)은 도 14e에 도시된 바와 같이, 컬럼 스페이서(250)에 의해 일정한 셀갭이 유지된 상태에서 컬러필터 기판(205)과 대향하여 합착되게 되는데, 이때 상기 컬러필터 기판(205)에는 적, 녹 및 청색의 컬러를 구현하기 위한 컬러필터(미도시)가 형성되어 있다.
이때, 상기 컬러필터 기판(205)과 어레이 기판(210)의 합착은 상기 컬러필터 기판(205) 또는 어레이 기판(210)에 형성된 합착키(미도시)를 통해 이루어진다.
다음으로, 상압에서 소정의 에칭을 통해 패드부의 보호막(215b)을 제거하여 상기 데이터패드라인(217p) 및 게이트패드라인(216p)이 외부로 노출되도록 한다.
이와 같이 본 발명의 제 2 실시예의 경우에는 전술한 본 발명의 제 1 실시예와 동일하게 4번의 마스크공정으로 박막 트랜지스터를 포함하는 어레이 기판을 제작할 수 있게 되어 제조공정 및 비용을 절감시키는 효과를 제공한다.
또한, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 4마스크공정은 액티브층과 데이터 배선을 서로 다른 마스크공정을 통해 형성하게 됨에 따라 액티브 테일이 존재하지 않아 기존의 4마스크공정에서의 개구율 손실문제와 광 누설 문제를 해결할 수 있게 된다. 특히, 상기와 같이 데이터라인(또는 데이터라인 및 게이트라인) 상부에 공통전극패턴을 중첩되도록 형성함에 따라 투과율을 극대화할 수 있게 된다.
또한, 공통전극과 화소전극 사이에 게이트절연막이 제거되고 보호막만이 존재하기 때문에 기존 구조 대비 공통전극과 화소전극 사이 간격의 감소로 투과율이 향상되어 저소비전력이 가능한 효과를 제공한다. 특히, 게이트 배선과 화소전극을 동시에 패터닝하면서도 화소전극과 공통전극 사이의 간격을 최소화함으로써 구동전압을 최소화할 수 있게 된다.
또한, 게이트 배선과 데이터 배선의 직접 연결이 가능하여 게이트-인-패널부의 축소에 따른 내로우 베젤이 용이한 이점이 있다.
상기 본 발명의 제 1, 제 2 실시예의 프린지 필드형 액정표시장치는 액티브층으로 비정질 실리콘 박막을 이용한 비정질 실리콘 박막 트랜지스터를 예를 들어 설명하고 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 본 발명은 상기 액티브층으로 다결정 실리콘 박막을 이용한 다결정 실리콘 박막 트랜지스터 및 산화물을 이용한 산화물 박막 트랜지스터에도 적용된다.
또한, 본 발명은 액정표시장치뿐만 아니라 박막 트랜지스터를 이용하여 제작하는 다른 표시장치, 일 예로 구동 트랜지스터에 유기전계발광소자(Organic Light Emitting Diodes; OLED)가 연결된 유기전계발광 디스플레이장치에도 이용될 수 있다.
상기한 설명에 많은 사항이 구체적으로 기재되어 있으나 이것은 발명의 범위를 한정하는 것이라기보다 바람직한 실시예의 예시로서 해석되어야 한다. 따라서 발명은 설명된 실시예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위와 특허청구범위에 균등한 것에 의하여 정하여져야 한다.
108,208 : 공통전극 108s,208s : 슬릿
110,210 : 어레이 기판 116,216 : 게이트라인
116p,216p : 게이트패드라인 117,217 : 데이터라인
117p,217p : 데이터패드라인 118,218 : 화소전극
121,221 : 게이트전극 122,222 : 소오스전극
123,223 : 드레인전극 124,224 : 액티브층
126p : 게이트패드전극 127p : 데이터패드전극

Claims (19)

  1. 화소부와 데이터패드부 및 게이트패드부로 구분되는 제 1 기판을 제공하는 단계;
    제 1 마스크공정을 통해 상기 제 1 기판의 화소부에 제 1 도전막으로 이루어진 화소전극을 형성하는 동시에 제 2 도전막으로 이루어진 게이트전극과 게이트라인을 형성하는 단계;
    상기 게이트전극과 게이트라인 및 화소전극이 형성된 제 1 기판 전면에 게이트절연막을 형성하는 단계;
    제 2 마스크공정을 통해 상기 제 1 기판의 화소부에 액티브층을 형성하는 동시에 상기 화소전극을 노출시키는 제 1 콘택홀을 형성하는 단계;
    제 3 마스크공정을 통해 상기 제 1 기판의 화소부에 제 3 도전막으로 이루어진 공통전극을 형성하는 동시에 제 4 도전막으로 이루어진 소오스전극과 드레인전극 및 데이터라인을 형성하는 단계;
    상기 소오스전극, 드레인전극, 데이터라인 및 공통전극이 형성된 제 1 기판 전면에 보호막을 형성하는 단계;
    제 4 마스크공정을 통해 상기 보호막을 선택적으로 패터닝하여 상기 데이터라인 상부에 트랜치를 형성하는 단계;
    상기 제 4 마스크공정에 사용된 감광막 패턴이 남아있는 상태에서 상기 제 1 기판 전면에 제 5 도전막을 형성하는 단계;
    리프트-오프 공정을 통해 상기 감광막패턴과 상기 감광막패턴 위에 형성된 제 5 도전막을 선택적으로 제거하여 상기 데이터라인 상부에 상기 제 5 도전막으로 이루어진 공통전극패턴을 형성하는 단계; 및
    상기 제 1 기판과 제 2 기판을 합착하는 단계를 포함하는 프린지 필드형 액정표시장치의 제조방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 마스크공정을 통해 상기 제 1 기판의 게이트패드부에 상기 제 2 도전막으로 이루어진 게이트패드라인을 형성하는 것을 특징으로 하는 프린지 필드형 액정표시장치의 제조방법.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 제 1 마스크공정을 통해 상기 게이트전극과 게이트라인 하부에 상기 제 1 도전막으로 이루어진 게이트전극패턴과 게이트라인패턴을 형성하며, 상기 게이트패드라인 하부에 상기 제 1 도전막으로 이루어진 게이트패드라인패턴을 형성하는 것을 특징으로 하는 프린지 필드형 액정표시장치의 제조방법.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 제 2 마스크공정을 통해 상기 제 1 기판의 게이트패드부에 상기 게이트패드라인을 노출시키는 제 2 콘택홀을 형성하는 것을 특징으로 하는 프린지 필드형 액정표시장치의 제조방법.
  5. 제 2 항에 있어서, 상기 제 3 마스크공정을 통해 상기 제 1 기판의 데이터패드부에 상기 제 4 도전막으로 이루어진 데이터패드라인을 형성하며, 상기 제 1 기판의 게이트패드부에 상기 제 3 도전막으로 이루어진 게이트패드전극패턴을 형성하는 것을 특징으로 하는 프린지 필드형 액정표시장치의 제조방법.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 제 3 마스크공정을 통해 상기 소오스전극과 드레인전극 및 데이터라인 하부에 상기 제 3 도전막으로 이루어진 소오스전극패턴과 드레인전극패턴 및 데이터라인패턴을 형성하며, 상기 데이터패드라인 하부에 상기 제 3 도전막으로 이루어진 데이터패드라인패턴을 형성하는 것을 특징으로 하는 프린지 필드형 액정표시장치의 제조방법.
  7. 제 5 항에 있어서, 상기 제 4 마스크공정을 통해 상기 보호막을 선택적으로 패터닝하여 각각 상기 데이터패드라인 및 게이트패드전극패턴을 노출시키는 제 3 콘택홀 및 제 4 콘택홀을 형성하며, 상기 공통전극을 노출시키는 제 5 콘택홀을 형성하는 것을 특징으로 하는 프린지 필드형 액정표시장치의 제조방법.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 공통전극패턴은 상기 제 5 콘택홀을 통해 상기 공통전극과 전기적으로 접속하는 것을 특징으로 하는 프린지 필드형 액정표시장치의 제조방법.
  9. 제 7 항에 있어서, 상기 리프트-오프 공정을 통해 상기 감광막패턴과 상기 감광막패턴 위에 형성된 제 5 도전막을 선택적으로 제거하여 각각 상기 제 3 콘택홀 및 제 4 콘택홀을 통해 상기 데이터패드라인 및 게이트패드전극패턴과 전기적으로 접속하는 데이터패드전극 및 게이트패드전극을 형성하는 것을 특징으로 하는 프린지 필드형 액정표시장치의 제조방법.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 트랜치는 상기 데이터라인뿐만 아니라 상기 게이트라인 상부에도 형성되어 상기 리프트-오프 공정을 통해 상기 데이터라인과 게이트라인 상부에 격자 형태의 공통전극패턴을 형성하는 것을 특징으로 하는 프린지 필드형 액정표시장치의 제조방법.
  11. 제 1 항에 있어서, 상기 공통전극은 각 화소영역 내에 다수의 슬릿을 가지며, 상기 슬릿 사이의 공통전극은 핑거 형태를 가지도록 형성되는 것을 특징으로 하는 프린지 필드형 액정표시장치의 제조방법.
  12. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 마스크공정을 통해 상기 액티브층 위에 n+ 비정질 실리콘 박막으로 이루어진 n+ 비정질 실리콘 박막패턴을 형성하며, 상기 제 3 마스크공정을 통해 상기 n+ 비정질 실리콘 박막패턴을 선택적으로 패터닝하여 오믹-콘택층을 형성하는 것을 특징으로 하는 프린지 필드형 액정표시장치의 제조방법.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 제 2 마스크공정을 통해 상기 액티브층 위에 Mo, MoTi, Ti 또는 W의 배리어 메탈로 이루어진 층간막패턴을 형성하는 단계 및 상기 제 3 마스크공정을 통해 상기 배리어 메탈을 선택적으로 패터닝하여 배리어 메탈층을 형성하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 프린지 필드형 액정표시장치의 제조방법.
  14. 화소부와 데이터패드부 및 게이트패드부로 구분되는 제 1 기판을 제공하는 단계;
    제 1 마스크공정을 통해 상기 제 1 기판의 화소부에 제 1 도전막으로 이루어진 화소전극을 형성하는 동시에 제 2 도전막으로 이루어진 게이트전극과 게이트라인을 형성하는 단계;
    상기 게이트전극과 게이트라인 및 화소전극이 형성된 제 1 기판 전면에 게이트절연막을 형성하는 단계;
    제 2 마스크공정을 통해 상기 제 1 기판의 화소부에 액티브층을 형성하는 동시에 상기 화소전극의 상부의 게이트절연막을 제거하여 화소영역을 노출시키는 오픈 홀을 형성하는 단계;
    제 3 마스크공정을 통해 상기 제 1 기판의 화소부에 제 3 도전막으로 이루어진 소오스전극과 드레인전극 및 데이터라인을 형성하는 단계;
    상기 소오스전극과 드레인전극 및 데이터라인이 형성된 제 1 기판 전면에 보호막을 형성하는 단계;
    제 4 마스크공정을 통해 상기 제 1 기판의 화소부에 제 4 도전막으로 이루어진 공통전극을 형성하는 단계;
    상기 제 1 기판과 제 2 기판을 합착하는 단계; 및
    상압에서 에칭을 통해 상기 제 1 기판의 데이터패드부 및 게이트패드부에 형성된 상기 보호막을 제거하여 상기 데이터패드부 및 게이트패드부를 오픈시키는 단계를 포함하는 프린지 필드형 액정표시장치의 제조방법.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 제 1 마스크공정을 통해 상기 제 1 기판의 게이트패드부에 상기 제 2 도전막으로 이루어진 게이트패드라인을 형성하는 것을 특징으로 하는 프린지 필드형 액정표시장치의 제조방법.
  16. 제 15 항에 있어서, 상기 제 1 마스크공정을 통해 상기 게이트전극과 게이트라인 하부에 상기 제 1 도전막으로 이루어진 게이트전극패턴과 게이트라인패턴을 형성하며, 상기 게이트패드라인 하부에 상기 제 1 도전막으로 이루어진 게이트패드라인패턴을 형성하는 것을 특징으로 하는 프린지 필드형 액정표시장치의 제조방법.
  17. 제 16 항에 있어서, 상기 제 3 마스크공정을 통해 상기 제 1 기판의 데이터패드부에 상기 제 3 도전막으로 이루어진 데이터패드라인을 형성하는 것을 특징으로 하는 프린지 필드형 액정표시장치의 제조방법.
  18. 제 14 항에 있어서, 상기 공통전극은 상기 화소부 전체에 걸쳐 단일 패턴으로 형성되는 것을 특징으로 하는 프린지 필드형 액정표시장치의 제조방법.
  19. 제 18 항에 있어서, 상기 공통전극은 각 화소영역 내에 다수의 슬릿을 가지며, 상기 슬릿 사이의 공통전극은 핑거 형태를 가지도록 형성되는 것을 특징으로 하는 프린지 필드형 액정표시장치의 제조방법.
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