KR20150086969A - 액정 표시 장치 및 이의 제조 방법 - Google Patents

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KR20150086969A
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Abstract

액정 표시 장치 및 이의 제조 방법이 제공된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치는 기판, 기판 상에 형성되는 게이트 패드, 게이트 전극 및 게이트 라인을 포함하는 게이트 배선, 게이트 배선 상에 배치되는 게이트 절연막, 게이트 절연막 상에 배치되어 게이트 패드와 전기적으로 연결되는 연결 전극, 게이트 전극 상에 배치되는 소스/드레인 전극 및 드레인 전극과 전기적으로 연결되는 화소 전극을 포함하는 제1 전극 패턴, 게이트 전극 상에 배치되는 반도체층, 소스 전극 상에 반도체층과 일정 간격 이격되어 배치되는 제1 보조 배선 및 게이트 라인과 중첩되는 제2 보조 배선을 포함한다.

Description

액정 표시 장치 및 이의 제조 방법{LIQUID CRYSTAL DISPLAY AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 액정 표시 장치 및 이의 제조 방법에 대한 것으로, 보다 상세하게는 횡전계 방식의 액정 표시 장치 및 이의 제조 방법을 제공하는 것이다.
액정 표시 장치(Liquid Crystal Display)는 현재 가장 널리 사용되고 있는 평판 표시 장치(Flat Panel Display) 중 하나로서, 전극에 전압을 인가하여 액정층의 액정 분자들을 재배열시킴으로써 투과되는 빛의 양을 조절하는 표시 장치이다.
액정 표시 장치는 박형화가 용이한 장점을 지니고 있지만, 전면 시인성에 비해 측면 시인성이 떨어지는 단점이 있어 이를 극복하기 위한 다양한 방식의 액정 배열 및 구동 방법이 개발되고 있다. 이러한 광시야각을 구현하기 위한 방법으로서, 화소 전극 및 공통 전극을 하나의 기판에 형성하는 액정 표시 장치가 주목받고 있다.
이러한 형태의 액정 표시 장치의 경우, 화소 전극과 공통 전극의 두 개의 전기장 생성 전극 중 적어도 하나는 복수의 절개부를 가지고, 복수의 절개부에 의해 정의되는 복수의 가지 전극을 가지게 된다.
이처럼, 하나의 박막 트랜지스터 어레이 기판 위에 두 개의 전기장 생성 전극을 형성하는 경우, 각 전기장 생성 전극을 형성하기 위하여, 서로 다른 광 마스크가 필요하고, 이에 따라 제조 비용이 증가하게 된다.
또한, 일정한 크기의 전압이 인가되는 공통 전극이 서로 연결되어 있는 경우, 공통 전극에 인가되는 신호가 지연될 수 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 구리 전극과 패시베이션 막이 접하여 형성되는 CuOx의 발생을 억제하는 액정 표시 장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 데이터 라인과 공통 전극에 가해지는 전기적 저항을 감소시키는 액정 표시 장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 구리 전극과 패시베이션 막이 접하여 형성되는 CuOx의 발생을 억제하는 액정 표시 장치의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 데이터 라인과 공통 전극에 가해지는 전기적 저항을 감소시키는 액정 표시 장치의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치는 기판, 기판 상에 형성되는 게이트 패드, 게이트 전극 및 게이트 라인을 포함하는 게이트 배선, 게이트 배선 상에 배치되는 게이트 절연막, 게이트 절연막 상에 배치되어 게이트 패드와 전기적으로 연결되는 연결 전극, 게이트 전극 상에 배치되는 소스/드레인 전극 및 드레인 전극과 전기적으로 연결되는 화소 전극을 포함하는 제1 전극 패턴, 게이트 전극 상에 배치되는 반도체층, 소스 전극 상에 반도체층과 일정 간격 이격되어 배치되는 제1 보조 배선 및 게이트 라인과 중첩되는 제2 보조 배선을 포함한다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법은 기판 상에 게이트 패드, 게이트 전극 및 게이트 라인을 포함하는 게이트 배선을 형성하는 단계, 게이트 배선 상에 게이트 절연막을 형성하는 단계, 게이트 절연막 상에 연결 전극, 소스/드레인 전극, 데이터 라인 및 화소 전극을 포함하는 제1 전극 패턴을 형성하는 단계, 게이트 전극 상에 반도체층을 형성하고, 반도체층 상에 에치 스토퍼를 배치하는 단계, 데이터 라인 상에 제1 보조 배선을 형성하고, 게이트 라인과 중첩되도록 제2 보조 배선을 형성하는 단계를 포함한다.
기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면 적어도 다음과 같은 효과가 있다.
즉, 구리 배선에서 발생하는 CuOx의 발생을 억제하고, 제1 보조 배선을 박막 트랜지스터와 이격시킴으로써, 발생된 CuOx가 박막 트랜지스터에 영향을 미치는 것을 최소화시킬 수 있다.
또한, 데이터 라인과 공통 전극에 가해지는 전기적 저항을 감소시킬 수 있다.
본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 평면도이다. 도 2는 도 1의 Ⅰ-Ⅰ' 라인을 따라 절단한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 단면도이다.
도 6 내지 도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층의 "위(on)"로 지칭되는 것은 다른 소자 바로 위에 또는 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.
이하, 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예들에 대해 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 평면도이다. 도 2는 도 1의 Ⅰ-Ⅰ' 라인을 따라 절단한 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치는 기판, 기판 상에 형성되는 게이트 패드, 게이트 전극 및 게이트 라인을 포함하는 게이트 배선, 게이트 배선 상에 배치되는 게이트 절연막, 게이트 절연막 상에 배치되어 게이트 패드와 전기적으로 연결되는 연결 전극, 게이트 전극 상에 배치되는 소스/드레인 전극 및 드레인 전극과 전기적으로 연결되는 화소 전극을 포함하는 제1 전극 패턴, 게이트 전극 상에 배치되는 반도체층, 소스 전극 상에 반도체층과 일정 간격 이격되어 배치되는 제1 보조 배선 및 게이트 라인과 중첩되는 제2 보조 배선을 포함한다.
기판(10)은 절연 기판으로서 유리 또는 플라스틱 등으로 형성될 수 있다. 기판(10)은 경성(rigid) 기판이거나, 유연한 재질을 갖는 가요성(flexible) 기판일 수 있다. 예시적인 실시예에서 기판(10)은 폴리 이미드(Poly Imide)로 이루어질 수 있으나, 기판(10)의 재질이 이에 제한되는 것은 아니다.
기판(10) 상에는 게이트 배선(350, 310, 300)이 배치될 수 있다. 게이트 배선(350, 310, 300)은 게이트 패드(350), 게이트 전극(310) 및 게이트 라인(300)을 포함할 수 있다.
게이트 패드(350)는 다른 층 또는 외부 구동 회로와 전기적으로 접속될 수 있으며, 게이트 라인(300)을 통해 외부 구동 회로로부터 받은 신호를 전달할 수 있다.
복수개의 게이트 라인(300)은 서로 나란하게 배치되며, 각 게이트 라인(300)은 제1 방향을 따라 연장될 수 있다.
게이트 라인(300)은 알루미늄(Al)이나 알루미늄 합금 등 알루미늄 계열 금속, 은(Ag)이나 은 합금 등 은 계열 금속, 구리(Cu)나 구리 합금 등 구리 계열 금속, 몰리브덴(Mo)이나 몰리브덴 합금 등 몰리브덴 계열 금속, 크롬(Cr), 탄탈륨(Ta) 및 티타늄(Ti)으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상의 물질을 포함하여 형성될 수 있으나, 게이트 라인(300)의 재질이 이에 제한되는 것은 아니며, 전도성을 갖는 물질로서 투명 또는 반투명한 물질은 게이트 라인(300)을 형성하는데 사용될 수 있다.
게이트 배선(350, 310, 300)은 단일층 구조를 가질 수 있지만, 물리적 성질이 다른 적어도 두 개의 도전층을 포함하는 다층 구조를 가질 수도 있다.
예시적인 실시예에서 게이트 배선(350, 310, 300)은 티타늄(Ti)/구리(Cu) 이중층으로 형성될 수 있다. 즉, 게이트 패드(350)는 티타늄(Ti)로 형성된 제1 서브 게이트 패드(350_1) 및 구리(Cu)로 이루어진 제2 서브 게이트 패드(350_2)를 포함할 수 있다.
또한, 게이트 전극(310)은 티타늄(Ti)/구리(Cu) 이중층으로 형성될 수 있다. 즉, 게이트 전극(310)은 티타늄(Ti)로 형성된 제1 서브 게이트 전극(310_1) 및 구리(Cu)로 이루어진 제2 서브 게이트 전극(310_2)를 포함할 수 있다.
또한, 게이트 라인(300)은 티타늄(Ti)/구리(Cu) 이중층으로 형성될 수 있다. 즉, 게이트 라인(300)은 티타늄(Ti)로 형성된 제1 서브 게이트 라인(300_1) 및 구리(Cu)로 이루어진 제2 서브 게이트 전극(300_2)를 포함할 수 있다.
예시적인 실시예에서, 제1 서브 게이트 패드(350_1), 제1 서브 게이트 전극(310_1) 및 제1 서브 게이트 라인(300_1)은 실질적으로 동시에 형성될 수 있다. 또한, 제2 서브 게이트 패드(350_2), 제2 서브 게이트 전극(310_2) 및 제2 서브 게이트 라인(300_2)은 실질적으로 동시에 형성될 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것으로 게이트 배선(350, 310, 300)의 형성 방법이 이에 제한되는 것은 아니다.
게이트 배선(350, 310, 300) 상에는 게이트 절연막(20)이 형성될 수 있다. 게이트 절연막(20)은 질화규소(SiNx) 또는 산화규소(SiOx)를 포함할 수 있으나, 게이트 절연막(20)의 재질이 이제 제한되는 것은 아니다. 게이트 절연막(20)은 단일막 구조일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니며 물리적 성질이 다른 적어도 두 개의 절연층을 포함하는 다층막 구조를 가질 수도 있다.
게이트 절연막(20)에는 게이트 패드(350)를 적어도 부분적으로 노출시키는 제1 콘택홀이 형성될 수 있다.
게이트 절연막(20) 상에는 연결 전극(420), 소스 전극(210), 드레인 전극(400) 및 화소 전극(460)을 포함하는 제1 전극 패턴이 형성될 수 있다. 이에 더하여, 제1 전극 패턴은 데이터 라인(200) 및 다른 층 또는 외부 구동 회로와의 접속을 위한 데이터 패드(350)을 더 포함할 수 있다.
즉, 연결 전극(420), 소스 전극(210), 드레인 전극(400), 화소 전극(460) 및 데이터 라인(200)은 동일한 재질로 형성되며, 실질적으로 동시에 형성될 수 있다.
제1 전극 패턴은 스퍼터링 방식과 포토 마스크를 이용한 건식 및/또는 습식 식각을 통해 형성할 수 있으나, 이는 예시적인 것으로 제1 전극 패턴의 형성 방법이 이에 제한되는 것은 아니다.
제1 전극 패턴은 인듐 틴 옥사이드(Indium Tin Oxide, ITO) 또는 IZO(Indium Zinc Oxide) 등으로 이루어질 있다.
연결 전극(420)은 게이트 패드(350)와 전기적으로 연결될 수 있다. 연결 전극(420)은 게이트 패드(350)와 접속되는 외부 구동 회로와의 접촉 성능을 향상시키거나, 전기적 접속의 저항을 줄여주는 역할을 할 수 있다. 즉, 접촉 면적을 넓힘으로써, 접촉 성능을 향상시키고 저항을 감소시킬 수 있다.
데이터 라인(200)은 게이트 절연막(20)에 의해 게이트 라인(300)과 절연되며, 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 연장될 수 있다. 즉, 복수개의 데이터 라인(200)은 서로 나란하게 배치될 수 있으며, 복수개의 게이트 라인(300)과 복수개의 데이터 라인(200)에 의해 복수개의 화소 영역이 정의될 수 있다.
소스 전극(210)은 데이터 라인(200)으로부터 소정 간격 돌출되어 형성될 수 있다. 소스 전극(210)과 일정 간격 이격되도록 드레인 전극(400)이 형성될 수 있다.
화소 전극(460)은 드레인 전극(400)의 단부로부터 연장되어 형성될 수 있다. 즉, 화소 전극(460)은 드레인 전극(400)과 전기적으로 연결된다.
제1 전극 패턴은 동일한 물질로 형성되며, 동일한 레벨 상에 배치될 수 있다.
게이트 절연막(30) 상에는 반도체층(500)이 형성될 수 있다. 반도체층(30)은 비정질 규소 또는 다결정 규소를 포함할 수 있다. 본 명세서에 '반도체층(30)'이라고 지칭되는 것은 산화물 반도체를 포함하는 것으로 이해될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 예시적인 실시예에서 반도체층(500) IGZO(Indium Gallium Zinc Oxide) 계열의 산화물 반도체일 수 있다.
반도체층(500)은 소스 전극(210) 및 드레인 전극(400) 사이에 배치될 수 있다. 예시적인 실시예에서 반도체층(500)은 소스 전극(210) 및 드레인 전극(400)과 부분적으로 중첩되며, 소스 전극(210)과 드레인 전극(400) 상에 배치될 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니며, 다른 예시적인 실시예에서, 반도체층(500) 상에 소스 전극(210) 및 드레인 전극(400)이 배치될 수도 있다.
게이트 전극(310), 소스 전극(210) 및 드레인 전극(400)은 반도체층(500)과 하나의 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor, TFT)를 이루며, 소스 전극(210)과 드레인 전극(400) 사이에 배치되는 반도체층(500)에서 박막 트랜지스터의 채널이 형성될 수 있다.
데이터 라인(200) 상에는 제1 보조 배선(700)이 배치될 수 있다. 제1 보조 배선(700)은 데이터 라인(200)에 직접적으로 접할 수 있다. 제1 보조 배선(700)은 데이터 라인(200)에 가해지는 전기적 저항을 감소시키는 역할을 할 수 있다. 또한, 제1 보조 배선(700)은 반도체층(500)과 일정 간격 이격되어 형성됨으로써, 제1 보조 배선(700)의 측벽, 즉, 반도체층(500)과 인접한 측벽이 반도체층(500)을 포함한 박막 트랜지스터에 영향을 미치는 것을 방지할 수 있다.
제1 보조 배선(700)은 데이터 라인(200)과 적어도 부분적으로 중첩되며, 데이터 라인(200)을 따라 연장되어 배치될 수 있다.
제1 보조 배선(700) 구리(Cu)/티타늄(Ti)의 이중층을 가질 수 있다. 즉, 제1 보조 배선(700)은 데이터 라인(200) 상에 배치되는 제1 보조 배선 제1 층(700_1) 및 제1 보조 배선 제1 층(700_1) 상에 배치되는 제1 보조 배선 제2 층(700_2)을 포함할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 제1 보조 배선 제1 층(700_1)은 구리(Cu)로 이루어지고, 제1 보조 배선 제2 층(700_2)은 티타늄(Ti)로 이루어질 수 있으나, 이는 예시적인 것으로 제1 보조 배선 제1 층(700_1) 및 제1 보조 배선 제2 층(700_2)의 재질이 이에 제한되는 것은 아니다.
게이트 절연막(20) 상에 게이트 라인(300)과 중첩되도록 제2 보조 배선(600)이 배치될 수 있다. 제2 보조 배선(600)은 게이트 절연막(20)을 사이에 두고 게이트 라인(300)과 중첩될 수 있다. 즉, 제2 보조 배선(600)은 게이트 절연막(20)에 의해 게이트 라인(300)과 절연된다.
제2 보조 배선(600)은 후술하는 공통 전극(800)과 전기적으로 연결될 수 있다. 즉, 제2 보조 배선(600)은 공통 전극(800)에 가해지는 전기적 저항을 감소시키는 역할을 할 수 있다.
제2 보조 배선(600)은 게이트 라인(300)과 적어도 부분적으로 중첩되며, 게이트 라인(300)을 따라 연장될 수 있다.
제2 보조 배선(600)은 구리(Cu)/티타늄(Ti)의 이중층을 가질 수 있다. 즉, 제2 보조 배선(600)은 게이트 절연막(20) 상에 배치되는 제2 보조 배선 제1 층(600_1) 및 제2 보조 배선 제1 층(600_1) 상에 배치되는 제2 보조 배선 제2 층(600_2)를 포함할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 제2 보조 배선 제1 층(600_1)은 구리(Cu)로 이루어지고, 제2 보조 배선 제2 층(600_2)은 티타늄(Ti)로 이루어질 수 있으나, 이는 예시적인 것으로 제2 보조 배선 제1 층(600_1) 및 제2 보조 배선 제2 층(600_2)의 재질이 이에 제한되는 것은 아니다.
예시적인 실시예에서, 제1 서브 보조 배선(700_1)과 제2 보조 배선 제1 층(600_1)은 실질적으로 동시에 형성될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 제2 서브 보조 배선(700_2)와 제2 보조 배선 제2 층(600_2)는 실질적으로 동시에 형성될 수 있으나, 마찬가지로 이에 제한되는 것은 아니다.
제1 전극 패턴, 반도체층(500), 제1 보조 배선(700) 및 제2 보조 배선(600) 상에는 패시베이션 막(30)이 형성될 수 있다. 패시베이션 막(30)은 무기 절연 물질을 포함하여 형성될 수 있다. 무기 절연 물질은 예컨대, 산화규소(SiOx), 질화규소(SiNx), 산화알루미늄(AlOx) 및 산질화규소(SiON)으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 포함할 수 있으나, 이는 예시적인 것으로 무기 절연 물질의 종류가 이에 제한되는 것은 아니다.
패시베이션 막(30)은 제2 보조 배선(600)을 노출시키는 제2 콘택홀을 포함할 수 있다. 제2 콘택홀을 통해 제2 보조 배선(600)은 후술하는 공통 전극(800)과 전기적으로 연결될 수 있다.
패시베이션 막(30) 상에는 공통 전극(800)이 배치될 수 있다. 공통 전극(800)은 제2 전극(100)은 인듐 틴 옥사이드(Indium Tin Oxide, ITO) 또는 IZO(Indium Zinc Oxide) 등으로 이루어질 수 있으나, 제2 전극(100)의 재질이 이에 제한되지는 않는다. 예시적인 실시예에서, 공통 전극(800)은 패시베이션 막(30)을 완전하게 덮는 전면 전극일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니며, 공통 전극(800)은 패시베이션 막(30)을 부분적으로 덮을 수도 있다.
공통 전극(800)은 절개 패턴(800a)을 포함할 수 있다. 절개 패턴(800a)은 화소 전극(460)과 대응되는 영역에 배치될 수 있다. 즉, 절개 패턴(800a)은 화소 전극(460)과 부분적으로 중첩될 수 있다.
절개 패턴(800a)과 화소 전극(460) 사이에 형성된 전계에 의해 기판(10)과 컬러 필터 기판 사이에 배치되는 액정의 배열이 변경될 수 있으며, 이에 의해 표시되는 화상이 제어될 수 있다.
이하, 본 발명의 다른 실시예들에 대해 설명한다. 이하의 실시예에서 이미 설명한 구성과 동일한 구성에 대해서는 동일한 참조 번호로서 지칭하며, 중복 설명은 생략하거나 간략화하기로 한다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 단면도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치는 제1 보조 배선(701)이 삼층 구조를 갖는 점이 도 2의 실시예와 다른 점이다.
예시적인 실시예에서 제1 보조 배선(701)은 삼층 구조를 가질 수 있다. 즉, 제1 보조 배선(701)은 데이터 라인(200)과 직접적으로 접하는 제1 보조 배선 제1 층(701_1), 제1 보조 배선 제1 층(701_1) 상에 배치되는 제1 보조 배선 제2 층(701_2), 제1 보조 배선 제2 층(701_2) 상에 배치되는 제1 보조 배선 제3 층(701-3)을 포함할 수 있다.
제1 보조 배선 제1 층(701_1) 및 제1 보조 배선 제3 층(701-3)은 제1 보조 배선 제2 층(701_2)의 하부가 데이터 라인(200)과, 상부가 패시베이션 막(30)과 직접적으로 접하는 것을 방지할 수 있다.
예시적인 실시예에서, 제1 보조 배선 제2 층(701_2)은 구리(Cu)로 이루어질 수 있다. 또한, 제1 보조 배선 제1 층(701_1)은 IZO(Indium Zinc Oxide)계열, 제1 보조 배선 제3 층(701-3)은 GZO(Gallium Zinc Oxide) 계열로 이루어질 수 있다.
이와 같이 구리(Cu)로 이루어진 제1 보조 배선 제2 층(701_2)을 사이에 두고, 제1 보조 배선 제1 층(701_1) 및 제1 보조 배선 제3 층(701-3)이 배치되는 경우, 구리(Cu) 배선이 패시베이션 막(30)에 접하여 CuOx가 형성되는 것을 방지할 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 단면도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치는 제1 보조 배선(702)이 제1 보조 배선 제1 층(702_1) 및 제1 보조 배선 제2 층(702_1)을 포함하되, 제1 보조 배선 제1 층(702_1)은 구리(Cu)로 이루어지고, 제1 보조 배선 제2 층(702_2)은 GZO(Gallium Zinc Oxide) 계열로 이루어질 수 있다.
제1 보조 배선 제2 층(702_2)이 제1 보조 배선(702_1) 상에 배치되는 경우, 제1 보조 배선(702_1)의 상부가 패시베이션 막(30)과 직접적으로 접하는 것을 방지할 수 있이다. 즉, 제1 보조 배선(702_1)의 상부가 패시베이션 막(30)과 직접적으로 접하여 CuOx가 형성되는 것을 방지할 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 단면도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치는 기판(10) 상에 기판(10)과 대향하여 배치되는 컬러 필터 기판(400)을 더 포함하는 점이 도 1의 실시예와 다른 점이다.
기판(10) 상에는 기판(10)과 대향되도록 컬러 필터 기판(90)이 배치될 수 있다. 컬러 필터 기판(90)은 절연 기판으로서, 투명한 유리 또는 플라스틱으로 형성될 수 있다. 컬러 필터 기판(90) 상에는 차광 부재(80)가 형성될 수 있다. 차광 부재(80)는 블랙 매트릭스(Black matrix)라고도 하며, 표시 장치에서 빛샘을 막아주는 역할을 할 수 있다.
또한, 컬러 필터 기판(90) 상에는 복수의 색필터(70)가 형성될 수 있다. 색필터(70) 및 차광부재(80) 상에는 오버코트(overcoat) 막(60)이 형성될 수 있다. 오버코트 막(60)은 유기 절연 물질을 포함할 수 있으며, 색필터(60)가 노출되는 것을 방지하고 평탄면을 제공하는 역할을 할 수 있다. 다만, 몇몇 실시예에서 오버 코트막(60)은 생략될 수도 있다. 도면에 도시하지는 않았지만, 오버 코트막(60) 상에는 배향막이 배치될 수 있다.
기판(10)과 컬러 필터 기판(90) 사이에는 액정층(도시하지 않음)이 개재될 수 있다. 액정층은 양의 유전율 이방성을 가지는 네마틱(nematic) 액정 물질을 포함할 수 있다. 액정층의 액정 분자는 그 장축 방향이 기판(10) 및 컬러 필터 기판(90)에 평행하게 배열될 수 있다.
이하에서는 도 6 내지 도 17을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법에 대해 설명하기로 한다.
도 6 내지 도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도이다.
또한, 앞서 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 액정 표시 장치에서 설명한 것과 실질적으로 동일한 구성에 대해서는 동일 참조 부호로 지칭하기로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법은 기판 상에 게이트 패드, 게이트 전극 및 게이트 라인을 포함하는 게이트 배선을 형성하는 단계, 게이트 배선 상에 게이트 절연막을 형성하는 단계, 게이트 절연막 상에 연결 전극, 소스/드레인 전극, 데이터 라인 및 화소 전극을 포함하는 제1 전극 패턴을 형성하는 단계, 게이트 전극 상에 반도체층을 형성하고, 반도체층 상에 에치 스토퍼를 배치하는 단계, 데이터 라인 상에 제1 보조 배선을 형성하고, 게이트 라인과 중첩되도록 제2 보조 배선을 형성하는 단계를 포함한다.
먼저, 기판(10) 상에 게이트 패드(350), 게이트 전극(310) 및 게이트 라인(300)을 포함하는 게이트 배선을 형성하는 단계가 진행된다. 기판(10) 상에 게이트 패드(350), 게이트 전극(310) 및 게이트 라인(300)을 포함하는 게이트 배선을 형성하는 단계에 대한 설명을 위해 도 6이 참조된다.
기판(10), 게이트 패드(350), 게이트 전극(310) 및 게이트 라인(300)은 앞서 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 액정 표시 장치에서 설명한 것과 실질적으로 동일할 수 있다. 따라서, 이에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다. 기판(10) 상에 게이트 패드(350), 게이트 전극(310) 및 게이트 라인(300)을 포함하는 게이트 배선을 형성하는 단계는 스퍼터링을 이용하여 게이트 배선 재료를 도포하는 단계, 게이트 배선 재료 상에 제1 포토 마스크를 형성하고, 습식 식각 방식을 이용하여, 도포된 게이트 재료를 패터닝하는 단계를 포함할 수 있다.
이어서, 게이트 배선 상에 게이트 절연막을 형성하는 단계가 진행될 수 있다. 게이트 배선 상에 게이트 절연막을 형성하는 단계를 설명하기 위해 도 7 및 도 8이 참조된다.
게이트 절연막(20)은 앞서 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 액정 표시 장치에서 설명한 것과 실질적으로 동일할 수 있다. 따라서, 이에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다. 게이트 배선 상에 게이트 절연막(20)을 형성하는 단계는 게이트 절연막(20)에 게이트 패드(300)를 노출시키는 제1 콘택홀을 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 예시적으로 제1 콘택홀은 게이트 절연막(20)을 건식 식각하여 형성할 수 있다. (도 8 참조)
이어서, 게이트 절연막 상에 연결 전극, 소스/드레인 전극, 데이터 라인 및 화소 전극을 포함하는 제1 전극 패턴을 형성하는 단계가 진행될 수 있다. 게이트 절연막 상에 연결 전극, 소스/드레인 전극, 데이터 라인 및 화소 전극을 포함하는 제1 전극 패턴을 형성하는 단계를 설명하기 위해 도 9가 참조된다.
연결 전극(420), 소스 전극(210), 드레인 전극(400), 화소 전극(400) 및 데이터 라인(200)을 포함하는 제1 전극 패턴은 앞서 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 액정 표시 장치에서 설명한 것과 실질적으로 동일할 수 있다. 따라서, 이에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다.
앞서 설명한 바와 같이 제1 전극 패턴은 인듐 틴 옥사이드(Indium Tin Oxide, ITO) 또는 IZO(Indium Zinc Oxide) 등으로 이루어질 있다.
또한, 이어서, 게이트 절연막 상에 연결 전극, 소스/드레인 전극, 데이터 라인 및 화소 전극을 포함하는 제1 전극 패턴을 형성하는 단계는 스퍼터링을 이용하여 제1 전극 패턴 재료를 도포하는 단계, 제1 전극 패턴 재료 상에 제2 포토 마스크를 형성하고, 습식 식각 방식을 이용하여, 도포된 제1 전극 패턴 재료를 패터닝하는 단계를 포함할 수 있다.
이어서, 게이트 전극 상에 반도체층을 형성하고, 반도체층 상에 에치 스토퍼를 배치하는 단계가 진행될 수 있다. 이에 대한 자세한 설명을 위해 도 10 및 도 11이 참조된다.
반도체층(500)은 앞서 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 액정 표시 장치에서 설명한 것과 실질적으로 동일할 수 있다. 따라서, 이에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다.
반도체층(500) 상에 반도체층(500)을 덮도록 에치 스토퍼(500a)를 배치할 수 있다. 예시적으로, 에치 스토퍼(500a)는 몰리브덴(Mo)을 포함하여 형성될 수 있다.
이어서, 데이터 라인 상에 제1 보조 배선을 형성하고, 게이트 라인과 중첩되도록 제2 보조 배선을 형성하는 단계가 진행될 수 있다. 이에 대한 자세한 설명을 위해, 도 12 및 도 13이 참조된다.
제1 보조 배선(700) 및 제2 보조 배선(600)은 앞서 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 액정 표시 장치에서 설명한 것과 실질적으로 동일할 수 있다. 따라서, 이에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다.
이어서, 데이터 라인 상에 제1 보조 배선을 형성하고, 게이트 라인과 중첩되도록 제2 보조 배선을 형성하는 단계는 스퍼터링을 이용하여 보조 배선 재료를 도포하는 단계, 보조 배선 재료 상에 제3 포토 마스크를 형성하고, 습식 식각 방식을 이용하여, 도포된 보조 배선 재료를 패터닝하는 단계를 포함할 수 있다. 예시적인 실시예에서 식각액으로 APS 계열의 식각액이 사용될 수 있다. 또한, 다른 예시적인 실시예에서 플루오르(F)성분이 제거된 NOC계열의 식각액이 사용될 수 있다. 상술한 식각액의 종류는 예시적인 것으로 본 발명의 범위가 이에 제한되는 것은 아니고, 보조 배선 재료와 제1 전극 패턴 및 에치 스토퍼를 구분하는 선택적 식각 특성이 있는 식각액이라면, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법에서 채용될 수 있다.
이와 같은 식각액을 사용하여 보조 배선 재료를 패터닝하는 경우, ITO로 이루어진 제1 전극 패턴 및 상부에 몰리브덴(MO)으로 이루어진 에치 스토퍼(500a)를 갖는 반도체층(500)이 식각되지 않을 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법은 반도체층 상에 배치되는 에치 스토퍼를 제거하는 단계, 제1 전극 패턴, 제1 보조 배선, 제2 보조 배선 및 반도체층 상에 패시베이션 막을 형성하는 단계, 패시베이션 막에 제2 보조 배선을 노출시키는 제2 콘택홀을 형성하는 단계 및 패시베이션 막 상에 공통 전극을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
이어서, 반도체층 상에 배치되는 에치 스토퍼를 제거하는 단계가 진행될 수 있다. 반도체층 상에 배치되는 에치 스토퍼를 제거하는 단계를 설명하기 위해 도 13이 참조된다.
몰리브덴(Mo)으로 이루어진 에치 스토퍼(500a)는 건식 식각 방식으로 제거될 수 있다. 이와 같이 몰리브덴(Mo)으로 이루어진 에치 스토퍼(500a)를 건식 식각 방식으로 제거하는 경우, 동일한 레벨의 다른 소자 즉, 반도체층(500), 제1 전극 패턴, 제1 보조 배선(700) 및 제2 보조 배선(600)에 미치는 영향이 경미할 수 있다.
이어서, 제1 전극 패턴, 제1 보조 배선, 제2 보조 배선 및 반도체층 상에 패시베이션 막을 형성하는 단계가 진행될 수 있다. 제1 전극 패턴, 제1 보조 배선, 제2 보조 배선 및 반도체층 상에 패시베이션 막을 형성하는 단계를 설명하기 위해 도 14가 참조된다.
패시베이션 막(30)은 앞서 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 액정 표시 장치에서 설명한 것과 실질적으로 동일할 수 있다. 따라서, 이에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다.
이어서, 패시베이션 막에 제2 보조 배선을 노출시키는 제2 콘택홀을 형성하는 단계가 진행될 수 있다. 패시베이션 막에 제2 보조 배선을 노출시키는 제2 콘택홀을 형성하는 단계를 설명하기 위해 도 15가 참조될 수 있다.
제2 콘택홀은 제2 보조 배선(600)을 적어도 부분적으로 노출시킬 수 있다. 예시적으로 건식 식각 방식을 이용하여 제2 콘택홀을 형성할 수 있다.
이어서, 패시베이션 막 상에 공통 전극을 형성하는 단계가 진행될 수 있다. 패시베이션 막 상에 공통 전극을 형성하는 단계를 설명하기 위해 도 16이 참조된다.
공통 전극(800)은 앞서 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 액정 표시 장치에서 설명한 것과 실질적으로 동일할 수 있다. 따라서, 이에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다. 패시베이션 막 상에 공통 전극을 형성하는 단계는 스퍼터링을 이용하여 공통 전극 재료를 도포하는 단계, 공통 전극 재료 상에 제4 포토 마스크를 형성하고, 습식 식각 방식을 이용하여, 도포된 공통 전극 재료를 패터닝하는 단계를 포함할 수 있다. 공통 전극 재료를 패터닝함으로써, 화소 전극(460)에 대응되는 절개 패턴(800a)를 형성할 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
200: 데이터 라인
250: 데이터 패드
700: 제1 보조 배선
300: 게이트 라인
350: 게이트 패드
210: 소스 전극
400: 드레인 전극
310: 게이트 전극
460: 화소 전극
600: 제2 보조 배선
420: 연결 전극
20: 게이트 절연막
30: 패시베이션 막
800: 공통 전극

Claims (17)

  1. 기판;
    상기 기판 상에 형성되는 게이트 패드, 게이트 전극 및 게이트 라인을 포함하는 게이트 배선;
    상기 게이트 배선 상에 배치되는 게이트 절연막;
    상기 게이트 절연막 상에 배치되어 상기 게이트 패드와 전기적으로 연결되는 연결 전극, 상기 게이트 전극과 부분적으로 중첩되는 배치되는 소스/드레인 전극, 상기 드레인 전극과 전기적으로 연결되는 화소 전극 및 상기 게이트 라인과 교차하는 데이터 라인을 포함하는 제1 전극 패턴;
    상기 게이트 전극 상에 배치되는 반도체층;
    상기 데이터 라인과 중첩되며, 상기 반도체층과 일정 간격 이격되어 배치되는 제1 보조 배선; 및
    상기 게이트 라인과 중첩되는 제2 보조 배선을 포함하는 액정 표시 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 반도체층은 IGZO계열의 산화물 반도체를 포함하는 액정 표시 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 게이트 전극, 상기 게이트 패드 및 상기 게이트 라인은 티타늄(Ti)/구리(Cu) 이중층으로 형성되는 액정 표시 장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 전극 패턴은 동일한 레벨 상에 배치되는 액정 표시 장치.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 제1 전극 패턴은 인듐 틴 옥사이드(Indium Tin Oxide, ITO) 또는 IZO(Indium Zinc Oxide)로 이루어지는 액정 표시 장치.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 보조 배선은 상기 데이터 라인을 따라 연장되며, 상기 반도체층과 일정 간격 이격되는 액정 표시 장치.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 제1 보조 배선은 구리(Cu)/티타늄(Ti)의 이중층을 갖는 액정 표시 장치.
  8. 제6 항에 있어서,
    상기 제1 보조 배선은 IZO/Cu/GZO의 삼중층을 갖는 액정 표시 장치.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 보조 배선은 상기 게이트 라인과 중첩되며, 상기 게이트 라인을 따라 연장되는 액정 표시 장치.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 제2 보조 배선은 상기 패시베이션 막에 형성된 콘택홀울 통해 상기 공통 전극과 전기적으로 연결되는 액정 표시 장치.
  11. 제9 항에 있어서,
    상기 제2 보조 배선은 구리(Cu)/티타늄(Ti)의 이중층을 갖는 액정 표시 장치.
  12. 제1 항에 있어서,
    상기 기판과 대향하며 상기 기판 상부에 배치되는 컬러 필터 기판을 더 포함하되,
    상기 컬러 필터 기판 상에는 차광부재, 색필터 및 상기 차광부재와 상기 색필터를 덮는 오버 코트막이 배치되는 액정 표시 장치.
  13. 기판 상에 게이트 패드, 게이트 전극 및 게이트 라인을 포함하는 게이트 배선을 형성하는 단계;
    게이트 배선 상에 게이트 절연막을 형성하는 단계;
    게이트 절연막 상에 연결 전극, 소스/드레인 전극, 데이터 라인 및 화소 전극을 포함하는 제1 전극 패턴을 형성하는 단계;
    상기 게이트 전극 상에 반도체층을 형성하고, 반도체층 상에 에치 스토퍼를 배치하는 단계; 및
    상기 데이터 라인 상에 제1 보조 배선을 형성하고, 상기 게이트 라인과 중첩되도록 제2 보조 배선을 형성하는 단계를 포함하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 에치 스토퍼는 몰리브덴(Mo)을 포함하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  15. 상기 반도체층 상에 배치되는 상기 에치 스토퍼를 제거하는 단계 및 상기 제1 전극 패턴, 상기 제1 보조 배선, 상기 제2 보조 배선 및 상기 반도체층 상에 패시베이션 막을 형성하는 단계를 더 포함하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  16. 제15 항에 있어서,
    상기 반도체층 상에 배치되는 상기 에치 스토퍼를 제거하는 단계는 건식 식각 방식을 이용하여 상기 에치 스토퍼를 제거하는 단계를 포함하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  17. 제15 항에 있어서,
    상기 패시베이션 막 상에 상기 제2 보조 배선을 노출시키는 콘택홀을 형성하는 단계 및 상기 패시베이션 막 상에 공통 전극을 형성하는 단계를 더 포함하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
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