KR20170070365A - 액정 표시 장치 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치 및 그 제조 방법에 따르면, 기판, 상기 기판 위에 위치하는 반도체층, 상기 반도체층과 중첩하고, 소스 전극, 드레인 전극, 그리고 제1 전극을 포함하는 투명 전극, 그리고 상기 투명 전극 위에 위치하는 절연막을 포함하고, 상기 반도체층과 상기 투명 전극은 서로 접촉하고, 상기 반도체층이 상기 투명 전극 전면과 상기 기판 사이에 위치되어 있다.

Description

액정 표시 장치 및 그 제조 방법 {LIQUID CRYSTAL DISPLAY AND MANUFACTURING METHOD OF THAT}
본 기재(disclosure)는 액정 표시 장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
액정 표시 장치(Liquid Crystal Display)는 평판 표시 장치(Flat Panel Display) 중 하나로서, 전극에 전압을 인가하여 액정층의 액정 분자들을 재배열시킴으로써 투과되는 빛의 양을 조절하는 표시 장치이다.
액정 표시 장치는 화소 전극 및 공통 전극을 이용하여 액정층에 전기장을 인가함으로써, 영상을 표시한다.
화소 전극은 박막 트랜지스터와 같은 스위칭 소자에 연결되어 데이터 전압을 인가 받는다. 박막 트랜지스터의 채널을 이루는 반도체층을 형성한 후, 그 위에 금속으로 이루어진 소스 전극 및 드레인 전극을 형성할 때, 금속의 성분이 채널부에 유입되어 채널부가 오염되고, 이에 따라 박막 트랜지스터의 성능이 저하될 수 있다.
본 발명의 실시예는 채널부의 오염을 방지하여, 박막 트랜지스터의 성능 저하를 방지하고 화소 전극 및 공통 전극에 인가하는 신호 지연을 방지할 수 있는 액정 표시 장치 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치는 기판, 상기 기판 위에 위치하는 반도체층, 상기 반도체층과 중첩하고, 소스 전극, 드레인 전극, 그리고 제1 전극을 포함하는 투명 전극, 그리고 상기 투명 전극 위에 위치하는 절연막을 포함하고, 상기 반도체층과 상기 투명 전극은 서로 접촉하고, 상기 반도체층이 상기 투명 전극 전면과 상기 기판 사이에 위치되어 있다.
상기 반도체층은 산화물 반도체를 포함할 수 있다.
상기 반도체층의 제1 가장자리는 상기 투명 전극의 제2 가장자리보다 돌출될 수 있다.
상기 반도체층의 가장자리의 제1 평면 형태의 적어도 일부는 상기 투명 전극의 가장자리가 이루는 제2 평면 형태와 거의 유사할 수 있다.
상기 액정 표시 장치는 상기 절연막 위에 위치하는 데이터선을 더 포함하고, 상기 데이터선은 상기 절연막에 형성되어 있는 접촉 구멍을 통해 상기 소스 전극과 직접 연결될 수 있다.
상기 액정 표시 장치는 상기 데이터선의 표면을 덮는 보호 부재, 그리고 상기 절연막 위에 위치하고 상기 제1 전극과 중첩하는 제2 전극을 더 포함할 수 있다.
상기 보호 부재와 상기 제2 전극은 동일한 물질을 포함할 수 있다.
상기 액정 표시 장치는 상기 절연막 위에 위치하고 제1 전압을 인가하는 제1 전압 전달선을 더 포함하고, 상기 제1 전압 전달선과 상기 제2 전극은 직접 접촉할 수 있다.
상기 데이터선과 상기 제1 전압 전달선은 동일한 물질을 포함하고, 상기 보호 부재와 상기 제2 전극은 동일한 물질을 포함할 수 있다.
본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법은 기판 위에 반도체층을 형성하는 단계, 상기 기판 위에 상기 반도체층과 접촉하고, 소스 소스 전극, 드레인 전극, 그리고 제1 전극을 포함하는 투명 전극을 형성하는 단계, 상기 반도체층, 상기 소스 전극, 상기 드레인 전극, 그리고 상기 제1 전극 위에 절연막을 형성하는 단계, 그리고 상기 절연막 위에 신호선을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 반도체층을 형성하는 단계와 상기 소스 전극, 상기 드레인 전극, 그리고 상기 제1 전극을 형성하는 단계는 하나의 노광 마스크를 이용하여이용하여 이루어진다.
상기 반도체층을 형성하는 단계와 상기 투명 전극을 형성하는 단계는 상기 기판 위에 산화물 반도체층을 적층하는 단계, 상기 산화물 반도체층 위에 투명한 산화 도전체층을 적층하는 단계, 상기 투명한 산화 도전체 위에 상기 노광 마스크를 이용하여 감광막을 형성하는 단계, 상기 감광막을 마스크로 하여 상기 투명한 산화 도전체층과 상기 산화물 반도체층을 제1 식각하는 단계, 그리고 상기 감광막을 마스크로 하여 상기 투명한 산화 도전체층 제2 식각하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 투명한 산화 도전체층의 전면은 상기 반도체층과 접촉하도록 형성할 수 있다.
상기 절연막을 형성하는 단계는 상기 소스 전극을 드러내는 접촉 구멍을 형성하는 단계를 더 포함하고, 상기 신호선은 상기 접촉 구멍을 통해 상기 소스 전극과 직접 연결되도록 형성될 수 있다.
상기 액정 표시 장치의 제조 방법은 상기 신호선 위에 보호 부재를 형성하는 단계, 그리고 상기 절연막 위에 상기 제1 전극과 중첩하는 제2 전극을 형성하는 단계를 더 포함하고, 상기 보호 부재를 형성하는 단계와 상기 제2 전극을 형성하는 단계는 동시에 이루어질 수 있다.
상기 액정 표시 장치의 제조 방법은 상기 절연막 위에 제1 전압을 인가하는 제1 전압선을 형성하는 단계를 더 포함하고, 상기 제1 전압선과 상기 제2 전극은 직접 접촉하도록 형성할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치 및 그 제조 방법에 따르면, 채널부의 오염을 방지하여, 박막 트랜지스터의 성능 저하를 방지하고 화소 전극 및 공통 전극에 인가하는 신호 지연을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치를 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 하나의 화소를 도시한 배치도이다.
도 3은 도 2의 액정 표시 장치를 III- III' 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
도 4는 도 2의 액정 표시 장치를 IV-IV' 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
도 5는 도 2의 액정 표시 장치를 V-V' 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
도 6은 도 2의 액정 표시 장치를 VI-VI' 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 일부 신호선을 도시한 배치도이다.
도 8은 도 7의 액정 표시 장치를 VIII-VIII' 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
도 9 내지 도 48은 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법을 순서대로 도시한 단면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.
또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 그리고 도면에서, 설명의 편의를 위해, 일부 층 및 영역의 두께를 과장되게 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.
또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서 전체에서, "~위에"라 함은 대상 부분의 위 또는 아래에 위치함을 의미하는 것이며, 반드시 중력 방향을 기준으로 상 측에 위치하는 것을 의미하는 것은 아니다.
먼저 도 1을 참고하여, 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치에 대하여 설명한다. 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 일부를 도시한 단면도이다.
도 1을 참고하면, 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치는 제1 표시판(100)과 제2 표시판(200), 그리고 제1 표시판(100)과 제2 표시판(200) 사이에 위치하는 액정층(3)을 포함한다.
제1 표시판(100)은 제1 기판(110) 위에 위치하는 게이트 전극(124), 게이트 전극(124) 위에 위치하는 게이트 절연막(140)을 포함한다. 게이트 절연막(140) 위에는 반도체층(154)이 위치한다.
반도체층(154) 위에는 소스 전극(191), 드레인 전극(192), 그리고 화소 전극(193)을 포함하는 투명 전극(191, 192, 193)이 위치한다.
제1 기판(110)과 소스 전극(191), 드레인 전극(192), 그리고 화소 전극(193)을 포함하는 투명 전극(191, 192, 193)의 사이에는 항상 반도체층(154)이 위치한다. 즉, 소스 전극(191), 드레인 전극(192), 그리고 화소 전극(193)을 포함하는 투명 전극(191, 192, 193)의 하부면 전체는 반도체층(154)과 접촉한다.
소스 전극(191), 드레인 전극(192), 그리고 화소 전극(193)은 서로 같은 층으로 이루어진다. 소스 전극(191), 드레인 전극(192), 그리고 화소 전극(193)은 같은 물질을 포함한다. 소스 전극(191), 드레인 전극(192), 그리고 화소 전극(193)은 투명한 도전성 물질로 이루어진다.
소스 전극(191), 드레인 전극(192), 그리고 화소 전극(193) 바로 아래에는 반도체층(154)이 위치되고, 반도체층(154)의 제1 가장자리(54a)는 바로 위에 위치하는 투명 전극(191, 192, 193)의 제2 가장자리(93a)보다 돌출되어 있다.
도시하지는 않았지만, 제1 기판(110)의 표면과 수직을 이루는 방향에서 볼 때, 소스 전극(191)과 드레인 전극(192) 사이에 해당하는 부분을 제외하고, 반도체층(154)의 가장자리가 이루는 평면 형태는 소스 전극(191), 드레인 전극(192), 그리고 화소 전극(193)의 가장자리가 이루는 평면 형태와 거의 유사하고, 반도체층(154)의 가장자리는 소스 전극(191), 드레인 전극(192), 그리고 화소 전극(193)이 이루는 외각 가장자리보다 돌출되어 있다. 이에 대하여 뒤에서 보다 상세히 설명한다.
소스 전극(191), 드레인 전극(192), 그리고 화소 전극(193) 위에는 보호막(passivation layer)(180)이 위치한다.
보호막(180)은 소스 전극(191)의 제1 확장부(191a)의 일부를 드러내는 제1 접촉 구멍(181)을 가진다.
제1 접촉 구멍(181)에 의해 드러나 있는 소스 전극(191) 위에는 데이터선(171)의 제2 확장부(172)가 위치한다.
소스 전극(191)은 제1 확장부(191a)와 제2 확장부(172)를 통해 데이터선(171)과 연결된다.
보호막(180) 위에는 화소 전극(193)과 중첩하며, 복수의 절개부(72)에 의해 정의되는 복수의 가지 전극(271)을 포함하는 공통 전극(270)이 위치한다. 데이터선(171) 위에는 제1 보호 부재(272)가 위치한다.
제1 보호 부재(272)와 공통 전극(270)은 서로 같은 층으로 이루어진다. 제1 보호 부재(272)와 공통 전극(270)은 서로 같은 물질을 포함한다.
제2 표시판(200)은 제2 기판(210)을 포함한다.
액정층(3)은 복수의 액정 분자를 포함하며, 액정 분자의 장축은 제1 기판(110) 및 제2 기판(210)의 표면과 나란할 수 있다.
그러면, 도 2 내지 도 8을 참고하여, 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제1 표시판(100)에 대하여 보다 구체적으로 설명한다. 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 하나의 화소를 도시한 배치도이고, 도 3은 도 2의 액정 표시 장치를 III- III' 선을 따라 잘라 도시한 단면도이고, 도 4는 도 2의 액정 표시 장치를 IV-IV' 선을 따라 잘라 도시한 단면도이고, 도 5는 도 2의 액정 표시 장치를 V-V' 선을 따라 잘라 도시한 단면도이고, 도 6은 도 2의 액정 표시 장치를 VI-VI' 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다. 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 일부 신호선을 도시한 배치도이고, 도 8은 도 7의 액정 표시 장치를 VIII-VIII' 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
도 2 내지 도 6을 참고하여, 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제1 표시판(100)에 대하여 설명한다.
제1 기판(110) 위에는 게이트선(121)이 위치한다. 게이트선(121)은 게이트 전극(124) 및 게이트 패드부(129)를 포함한다.
게이트선(121)은 알루미늄(Al)이나 알루미늄 합금 등 알루미늄 계열 금속, 은(Ag)이나 은 합금 등 은계열 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) 따위로 만들어질 수 있다. 그러나 게이트선(121)은 물리적 성질이 다른 적어도 두 개의 도전막을 포함하는 다중막 구조를 가질 수도 있다.
게이트선(121) 위에는 질화규소(SiNx) 또는 산화규소(SiOx) 등으로 이루어지는 게이트 절연막(140)이 위치한다. 게이트 절연막(140)은 물리적 성질이 다른 적어도 두 개의 절연층을 포함하는 다층막 구조를 가질 수도 있다.
게이트 절연막(140) 위에는 반도체층(154)이 위치한다.
반도체층(154)은 산화물 반도체를 포함한다. 산화물 반도체는 티타늄(Ti), 하프늄(Hf), 지르코늄(Zr), 알루미늄(Al), 탄탈륨(Ta), 게르마늄(Ge), 아연(Zn), 갈륨(Ga), 주석(Sn) 또는 인듐(In)을 기본으로 하는 산화물, 이들의 복합 산화물을 포함한다. 예를 들어, 산화아연(ZnO), 인듐-갈륨-아연 산화물(InGaZnO4), 인듐-아연 산화물(Zn-In-O), 아연-주석 산화물(Zn-Sn-O) 인듐-갈륨 산화물 (In-Ga-O), 인듐-주석 산화물(In-Sn-O), 인듐-지르코늄 산화물(In-Zr-O), 인듐-지르코늄-아연 산화물(In-Zr-Zn-O), 인듐-지르코늄-주석 산화물(In-Zr-Sn-O), 인듐-지르코늄-갈륨 산화물(In-Zr-Ga-O), 인듐-알루미늄 산화물(In-Al-O), 인듐-아연-알루미늄 산화물(In-Zn-Al-O), 인듐-주석-알루미늄 산화물(In-Sn-Al-O), 인듐-알루미늄-갈륨 산화물(In-Al-Ga-O), 인듐-탄탈륨 산화물(In-Ta-O), 인듐-탄탈륨-아연 산화물(In-Ta-Zn-O), 인듐-탄탈륨-주석 산화물(In-Ta-Sn-O), 인듐-탄탈륨-갈륨 산화물(In-Ta-Ga-O), 인듐-게르마늄 산화물(In-Ge-O), 인듐-게르마늄-아연 산화물(In-Ge-Zn-O), 인듐-게르마늄-주석 산화물(In-Ge-Sn-O), 인듐-게르마늄-갈륨 산화물(In-Ge-Ga-O), 티타늄-인듐-아연 산화물(Ti-In-Zn-O), 하프늄-인듐-아연 산화물(Hf-In-Zn-O) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
반도체층(154) 바로 위에는 소스 전극(191), 드레인 전극(192), 그리고 화소 전극(193)을 포함하는 투명 전극(191, 192, 193)이 위치한다. 소스 전극(191), 드레인 전극(192), 그리고 화소 전극(193)은 같은 층으로 이루어지고, 투명한 도전성 물질로 이루어진다. 소스 전극(191)은 제1 확장부(191a)를 포함하고, 소스 전극(191)은 드레인 전극(192)과 마주본다.
소스 전극(191)은 제1 확장부(191a)는 뒤에서 설명할 데이터선(171)의 제2 확장부(172)를 향해 돌출되어, 소스 전극(191)은 제1 확장부(191a)와 제2 확장부(172)를 통해 데이터선(171)과 연결된다.
드레인 전극(192)은 확장되어 화소 전극(193)을 이룬다. 소스 전극(191), 드레인 전극(192), 그리고 화소 전극(193)을 포함하는 투명 전극은 인듐(Indium), 아연(Zinc), 주석(Tin)을 포함하는 투명한 산화물 금속층을 포함할 수 있다.
반도체층(154)의 제1 가장자리(54a)는 바로 위에 위치하는 투명 전극(191, 192, 193)의 제2 가장자리(93a)보다 돌출되어 있다.
도 2를 참고하면, 제1 기판(110)의 표면과 수직을 이루는 방향에서 볼 때(in a top view), 소스 전극(191)과 드레인 전극(192) 사이에 위치하는 트랜지스터의 채널부를 제외하고, 반도체층(154)의 평면 형태는 소스 전극(191), 드레인 전극(192), 그리고 화소 전극(193)이 이루는 평면 형태와 거의 유사하고, 반도체층(154)의 제1 가장자리(54a)는 소스 전극(191), 드레인 전극(192), 그리고 화소 전극(193)을 포함하는 투명 전극(191, 192, 193)이 이루는 제2 가장자리(93a)보다 돌출되어 있다.
소스 전극(191), 드레인 전극(192), 그리고 화소 전극(193) 위에는 보호막(passivation layer)(180)이 위치한다. 보호막(180)은 무기 절연 물질 등으로 이루어질 수 있다. 소스 전극(191)과 드레인 전극(192)의 사이에 위치하는 트랜지스터의 채널부는 보호막(180)에 의해 덮여 있고, 이에 따라, 데이터선(171)을 이루는 금속층 성분이 채널부로 확산되어 트랜지스터의 성능이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
보호막(180)은 소스 전극(191)의 제1 확장부(191a)의 일부를 드러내는 제1 접촉 구멍(181) 및 게이트 패드부(129)의 일부를 드러내는 제2 접촉 구멍(182)을 가진다.
보호막(180) 위에는 데이터선(171) 및 공통 전압선(131)이 위치한다. 데이터선(171)은 소스 전극(191)을 향해 돌출된 제2 확장부(172) 및 데이터 패드부(179)를 포함한다.
공통 전압선(131)은 공통 패드부(139)를 포함한다.
데이터선(171)의 제2 확장부(172)는 제1 접촉 구멍(181)을 통해 소스 전극(191)의 제1 확장부(191a)와 연결된다. 즉, 제1 접촉 구멍(181)을 통해 드러나 있는 소스 전극(191)의 제1 확장부(191a) 위에는 데이터선(171)의 제2 확장부(172)가 위치한다. 이처럼, 제1 접촉 구멍(181)을 통해 소스 전극(191)과 데이터선(171)은 직접 연결된다. 이처럼 소스 전극(191)과 데이터선(171)이 직접 연결됨으로써, 데이터선(171)을 통해 전달되는 신호는 신호 지연 없이 소스 전극(191)에 전달된다.
데이터선(171) 및 공통 전압선(131)은 동일한 층으로 이루어질 수 있다. 데이터선(171) 및 공통 전압선(131)은 몰리브덴, 크롬, 탄탈륨 및 티타늄 등 내화성 금속(refractory metal) 또는 이들의 합금으로 만들어지는 것이 바람직하며, 내화성 금속막(도시하지 않음)과 저저항 도전막(도시하지 않음)을 포함하는 다중막 구조를 가질 수 있다. 다중막 구조의 예로는 크롬 또는 몰리브덴 (합금) 하부막과 알루미늄 (합금) 상부막의 이중막, 몰리브덴 (합금) 하부막과 알루미늄 (합금) 중간막과 몰리브덴 (합금) 상부막의 삼중막을 들 수 있다. 그러나 데이터선(171)은 이외에도 여러 가지 다양한 금속 또는 도전체로 만들어질 수 있다.
보호막(180) 위에는 공통 전극(common electrode)(270)이 위치한다. 공통 전극(270)은 화소 전극(193)과 중첩하며, 복수의 절개부(72)에 의해 정의되는 복수의 가지 전극들(271)을 포함한다.
소스 전극(191)에 직접 연결되는 데이터선(171)의 제2 확장부(172) 위에는 제1 보호 부재(272)가 위치하고, 데이터선(171) 및 데이터 패드부(179) 위에는 제2 보호 부재(273)가 위치한다. 제2 보호 부재(273)는 데이터선(171) 및 데이터 패드부(179)의 위와 측면을 덮도록 형성된다.
공통 전압선(131) 바로 위에는 공통 전극(270)이 위치한다. 공통 전극(270)은 공통 전압선(131) 및 공통 패드부(139)의 위와 측면을 덮는 제3 보호 부재(274)와 연결되어 있다.
제1 보호 부재(272), 제2 보호 부재(273), 그리고 제3 보호 부재(274)는 공통 전극(270)과 동일한 층으로 이루어지며, 금속층으로 이루어지는 데이터선(171)과 공통 전압선(131)을 덮어 보호함으로써, 금속층의 성분이 액정층 등으로 확산되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 제3 보호 부재(274)는 공통 전극(270)과 연결되어 있고, 공통 전압선(131) 바로 위에 공통 전극(270)을 형성함으로써, 공통 전극(270)에 인가되는 공통 전압의 신호 지연을 방지할 수 있다.
제2 보호 부재(273) 및 제3 보호 부재(274)는 데이터 패드부(179) 및 공통 패드부(139)와 외부의 구동부 사이의 연결을 용이하게 한다.
보호막(180)의 제2 접촉 구멍(182)에 의해 드러나 있는 게이트 패드부(129) 위에는 제4 보호 부재(275)가 위치한다. 제4 보호 부재(275)는 공통 전극(270)과 동일한 층으로 이루어지고, 제4 보호 부재(275)는 게이트 패드부(129)와 외부의 게이트 신호 전달 구동부 사이의 연결을 용이하게 한다.
다음으로 도 7 및 도 8을 참고하여, 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 일부분에 대하여 설명한다.
도 7 및 도 8을 참고하면, 본 실시예에 따른 액정 표시 장치는 게이트선(121)과 동일한 층으로 이루어지고 제3 확장부(128)을 포함하는 제1 층(127), 제1 층(127) 위에 위치하는 게이트 절연막(140), 게이트 절연막(140) 위에 위치하는 보호막(180), 데이터선(171)과 동일한 층으로 이루어지고, 보호막(180) 위에 위치하고 제4 확장부(178)를 포함하는 제2 층(177)을 포함한다. 제1 층(127)의 제3 확장부(128)와 제2 층(177)의 제4 확장부(178)는 게이트 절연막(140) 및 보호막(180)에 형성되어 있는 제3 접촉 구멍(183)에 의해 직접 연결된다.
데이터선(171)과 동일한 층으로 이루어지고, 보호막(180) 위에 위치하고 제4 확장부(178)를 포함하는 제2 층(177)의 위에는 공통 전극(270)과 동일한 층으로 이루어진 제5 보호 부재(276)가 위치한다. 제5 보호 부재(276)는 제2 층(177)의 위와 측면을 덮도록 형성된다.
이처럼, 본 실시예에 따른 액정 표시 장치의 게이트선(121)과 동일한 층으로 이루어진 제1 층(127)과 데이터선(171)과 동일한 층으로 이루어진 제2 층(177)은 제3 접촉 구멍(183)을 통해 서로 직접 연결되어, 신호 지연을 방지할 수 있다. 또한, 데이터선(171)과 동일한 층으로 이루어진 제2 층(177)의 위와 측면을 제5 보호 부재(276)로 덮어 보호함으로써, 금속층의 성분이 액정층 등으로 확산되는 것을 방지할 수 있다.
도 7 및 도 8에 도시한 부분은 액정 표시 장치의 표시 영역의 주변에 위치하는 주변 영역에 형성된 부분일 수 있다.
앞서 설명한 바와 같이, 반도체층 바로 위에 투명한 금속층으로 이루어진 소스 전극, 드레인 전극 및 화소 전극이 위치하고, 소스 전극 및 드레인 전극 사이의 반도체 위에는 보호막이 위치하고, 보호막 위에 데이터선을 형성하여 소스 전극과 직접 연결함으로써, 데이터선 형성 공정에서 발생할 수 있는 금속 물질이 반도체층으로 유입 및 확산되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 보호막 위에 위치하는 데이터선 및 공통 전압선을 공통 전극과 동일한 층으로 이루어진 보호 부재로 덮어 보호함으로써, 금속으로 이루어진 신호선의 금속 성분이 액정층 등으로 유입 및 확산되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 보호막 위에 공통 전압선을 형성하고, 공통 전압선 바로 위에 공통 전압을 형성함으로써, 공통 전극에 인가되는 공통 전압의 신호 지연을 방지할 수 있다.
그러면, 도 1 내지 도 8과 함께, 도 9 내지 도 48을 참고하여, 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법에 대하여 설명한다. 도 9 내지 도 48은 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법을 순서대로 도시한 단면도이다.
도 9, 도 14, 도 19, 도 24, 도 29, 도 34, 도 39, 그리고 도 44는 도 2의 III- III' 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다. 도 10, 도 15, 도 20, 도 25, 도 30, 도 35, 도 40, 그리고 도 45는 도 2의 IV-IV' 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다. 도 11, 도 16, 도 21, 도 26, 도 31, 도 36, 도 41, 그리고 도 46은 도 2의 V-V' 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다. 도 12, 도 17, 도 22, 도 27, 도 32, 도 37, 도 42, 그리고 도 47는 도 2의 VI-VI' 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다. 도 13, 도 18, 도 23, 도 28, 도 33, 도 38, 도 43, 그리고 도 48는 도 3의 VIII-VIII' 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
도 9 내지 도 13을 참고하면, 제1 기판(110) 위에 게이트 전극(124) 및 게이트 패드부(129)를 포함하는 게이트선(121), 게이트선(121)과 동일한 층으로 이루어지고, 제3 확장부(128)를 포함하는 제1 층(127)을 형성하고, 게이트선(121) 및 제1 층(127) 위에 게이트 절연막(140)을 형성한다.
도 14 내지 도 18을 참고하면, 게이트 절연막(140) 위에 산화물 반도체층(150)과 투명한 금속층(190)을 연속하여 적층하고, 투명한 금속층(190) 위에 감광막을 형성한 후 노광 및 현상하여, 도 19 내지 도 23에 도시한 바와 같이, 위치에 따라 서로 다른 제1 두께(400a) 및 제2 두께(400b)를 가지는 제1 감광막 패턴(400)을 형성한다.
이와 같이, 위치에 따라 감광막의 두께를 다르게 형성하는 방법에는 여러 가지가 있을 수 있는데, 노광 마스크에 투명 영역(transparent area)과 차광 영역(light blocking area) 뿐 아니라 반투명 영역(semi-transparent area)을 두는 것이 그 예이다. 반투명 영역에는 슬릿(slit) 패턴, 격자 패턴(lattice pattern) 또는 투과율이 중간이거나 두께가 중간인 박막이 구비된다. 슬릿 패턴을 사용할 때에는, 슬릿의 폭이나 슬릿 사이의 간격이 사진 공정에 사용하는 노광기의 분해능(resolution)이 보다 작은 것이 바람직하다. 다른 예로는 리플로우(reflow)가 가능한 감광막을 사용하는 것이다. 즉, 투명 영역과 차광 영역만을 지닌 통상의 마스크로 리플로우 가능한 감광막 패턴을 형성한 다음 리플로우시켜 감광막이 잔류하지 않은 영역으로 흘러내리도록 함으로써 얇은 부분을 형성한다.
도 24 내지 도 28을 참고하면, 제1 감광막 패턴(400)을 식각 마스크로 하여, 투명한 금속층(190)과 산화물 반도체층(150)을 식각하여, 제1 반도체층(51)과 제2 투명 금속층(91)을 형성한다. 제1 감광막 패턴(400)의 높이를 낮춤으로써, 도 29 내지 도 33에 도시한 바와 같이, 제1 감광막 패턴(400) 중 제1 두께(400a)를 가지는 부분은 모두 제거되고, 제1 감광막 패턴(400) 중 제2 두께(400b)를 가지는 부분이 남아 있는 제2 감광막 패턴(500)을 형성한다.
도 34 내지 도 38을 참고하면, 제2 감광막 패턴(500)을 식각 마스크로 하여, 제2 투명 금속층(91)을 식각하여, 채널부에 위치하는 반도체층(154)을 노출하고, 소스 전극(191)과 드레인 전극(192), 그리고 화소 전극(193)을 형성하고, 제2 감광막 패턴(500)을 제거한다. 이 때, 소스 전극(191)과 드레인 전극(192), 그리고 화소 전극(193)을 이루는 투명한 금속층은 두 번 식각되고, 반도체층은 한번 식각된다. 따라서, 소스 전극(191)과 드레인 전극(192), 그리고 화소 전극(193)을 이루는 투명한 금속층의 가장자리는 반도체의 가장자리보다 더 많이 식각된다. 따라서, 반도체층(154)의 제1 가장자리(54a)는 소스 전극(191), 드레인 전극(192), 그리고 화소 전극(193)이 이루는 제2 가장자리(93a)보다 돌출되어 있다.
반도체층(154), 소스 전극(191), 드레인 전극(192), 그리고 화소 전극(193)을 한번의 사진 식각 공정에 의해 형성한 후, 도 39 내지 도 43에 도시한 바와 같이, 제1 접촉 구멍(181), 제2 접촉 구멍(182), 그리고 제3 접촉 구멍(183)을 가지는 보호막(180)을 형성한다.
도 44 내지 도 48에 도시한 바와 같이, 제1 접촉 구멍(181)을 통해 소스 전극(191)의 제1 확장부(191a)에 직접 연결되는 제2 확장부(172)와 데이터 패드부(179)를 포함하는 데이터선(171), 공통 패드부(139)를 포함하는 공통 전압선(131), 데이터선(171)과 동일한 층으로 이루어지고 제4 확장부(178)를 포함하는 제2 층(177)을 형성한다. 데이터선(171), 공통 전압선(131), 그리고 제2 층(177)은 동일한 층으로 함께 형성할 수 있다.
도 1 내지 도 8에 도시한 바와 같이, 화소 전극(193)과 중첩하고 복수의 가지 전극(271)을 포함하는 공통 전극(270), 소스 전극(191)에 직접 연결되는 데이터선(171)의 제2 확장부(172) 위에 제1 보호 부재(272), 데이터선(171) 및 데이터 패드부(179) 위에 제2 보호 부재(273), 공통 전압선(131) 및 공통 패드부(139) 위에 제3 보호 부재(274), 제2 접촉 구멍(182)에 의해 드러나 있는 게이트 패드부(129) 위에 제4 보호 부재(275), 그리고 제4 확장부(178)를 포함하는 제2 층(177)의 위에 제5 보호 부재(276)를 형성한다.
도 1 내지 도 8을 참고하면, 제1 기판(110)과 마주하도록 제2 기판(210)을 배치한 후, 제1 기판(110)과 제2 기판(210) 사이에 액정층(3)을 주입하여, 액정 표시 장치를 형성한다.
이처럼, 본 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법에 따르면, 반도체층과 투명한 금속층으로 이루어진 소스 전극, 드레인 전극 및 화소 전극을 하나의 사진 식각 공정으로 형성하여, 제조 비용을 줄이고, 소스 전극과 드레인 전극 사이에 노출된 반도체층을 보호막으로 덮어 보호함으로써, 후속 공정에서 발생할 수 있는 금속 물질이 반도체층으로 유입 및 확산되는 것을 방지할 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
100, 200: 표시판(100) 110, 210: 기판
121: 게이트선 124: 게이트 전극
129: 게이트 패드부 140: 게이트 절연막
154: 반도체층 171: 데이터선
179: 데이터 패드부 180: 보호막
191: 소스 전극 192: 드레인 전극
193: 화소 전극 270: 공통 전극

Claims (15)

  1. 기판,
    상기 기판 위에 위치하는 반도체층,
    상기 반도체층과 중첩하고, 소스 전극, 드레인 전극, 그리고 제1 전극을 포함하는 투명 전극, 그리고
    상기 투명 전극 위에 위치하는 절연막을 포함하고,
    상기 반도체층과 상기 투명 전극은 서로 접촉하고, 상기 반도체층이 상기 투명 전극 전면과 상기 기판 사이에 위치하는 액정 표시 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 반도체층은 산화물 반도체를 포함하는 액정 표시 장치.
  3. 제2항에서,
    상기 반도체층의 제1 가장자리는 상기 투명 전극의 제2 가장자리보다 돌출되어 있는 액정 표시 장치.
  4. 제2항에서,
    상기 반도체층의 가장자리의 제1 평면 형태의 적어도 일부는 상기 투명 전극의 가장자리가 이루는 제2 평면 형태와 거의 유사한 액정 표시 장치.
  5. 제2항에서,
    상기 절연막 위에 위치하는 데이터선을 더 포함하고,
    상기 데이터선은 상기 절연막에 형성되어 있는 접촉 구멍을 통해 상기 소스 전극과 직접 연결되는 액정 표시 장치.
  6. 제5항에서,
    상기 데이터선의 표면을 덮는 보호 부재, 그리고
    상기 절연막 위에 위치하고 상기 제1 전극과 중첩하는 제2 전극을 더 포함하는 액정 표시 장치.
  7. 제6항에서,
    상기 보호 부재와 상기 제2 전극은 동일한 물질을 포함하는 액정 표시 장치.
  8. 제6항에서,
    상기 절연막 위에 위치하고 제1 전압을 인가하는 제1 전압 전달선을 더 포함하고,
    상기 제1 전압 전달선과 상기 제2 전극은 직접 접촉하는 액정 표시 장치.
  9. 제8항에서,
    상기 데이터선과 상기 제1 전압 전달선은 동일한 물질을 포함하고,
    상기 보호 부재와 상기 제2 전극은 동일한 물질을 포함하는 액정 표시 장치.
  10. 기판 위에 반도체층을 형성하는 단계,
    상기 기판 위에 상기 반도체층과 접촉하고, 소스 소스 전극, 드레인 전극, 그리고 제1 전극을 포함하는 투명 전극을 형성하는 단계,
    상기 반도체층, 상기 소스 전극, 상기 드레인 전극, 그리고 상기 제1 전극 위에 절연막을 형성하는 단계, 그리고
    상기 절연막 위에 신호선을 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 반도체층을 형성하는 단계와 상기 소스 전극, 상기 드레인 전극, 그리고 상기 제1 전극을 형성하는 단계는 하나의 노광 마스크를 이용하여 이루어지는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  11. 제10항에서,
    상기 반도체층을 형성하는 단계와 상기 투명 전극을 형성하는 단계는
    상기 기판 위에 산화물 반도체층을 적층하는 단계,
    상기 산화물 반도체층 위에 투명한 산화 도전체층을 적층하는 단계,
    상기 투명한 산화 도전체 위에 상기 노광 마스크를 이용하여 감광막을 형성하는 단계,
    상기 감광막을 마스크로 하여 상기 투명한 산화 도전체층과 상기 산화물 반도체층을 제1 식각하는 단계, 그리고
    상기 감광막을 마스크로 하여 상기 투명한 산화 도전체층 제2 식각하는 단계를 포함하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  12. 제11항에서,
    상기 투명한 산화 도전체층의 전면은 상기 반도체층과 접촉하도록 형성하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  13. 제11항에서,
    상기 절연막을 형성하는 단계는 상기 소스 전극을 드러내는 접촉 구멍을 형성하는 단계를 더 포함하고,
    상기 신호선은 상기 접촉 구멍을 통해 상기 소스 전극과 직접 연결되도록 형성되는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  14. 제11항에서,
    상기 신호선 위에 보호 부재를 형성하는 단계, 그리고
    상기 절연막 위에 상기 제1 전극과 중첩하는 제2 전극을 형성하는 단계를 더 포함하고,
    상기 보호 부재를 형성하는 단계와 상기 제2 전극을 형성하는 단계는 동시에 이루어지는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  15. 제14항에서,
    상기 절연막 위에 제1 전압을 인가하는 제1 전압선을 형성하는 단계를 더 포함하고,
    상기 제1 전압선과 상기 제2 전극은 직접 접촉하도록 형성하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
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