KR100538292B1 - 평면내스위칭모드액정표시장치및제조방법 - Google Patents
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Abstract
게이트 공정에서 게이트 전극과 공통 전극을 형성하는 과정에서 화소 전극(sub-pixel data electrode)을 함께 형성하고, 콘택 공정에서 화소 전극의 일부에 접촉 구멍을 형성하여 데이터선과 전기적으로 접촉하도록 하여 평면내 스위칭 모드박막 트랜지스터 액정 표시 장치의 박막 트랜지스터 기판을 제조한다. 공통 전극과 화소 전극을 같은 층에 형성하면 오정렬(miss-align)이 발생하지 않으므로 사진 식각 공정의 각 샷(shot)에서 전극 사이의 거리가 동일하게 되고 이에 따라 샷별 전기 광학적 특성이 동일하게 되므로 패널의 시각 특성이 향상되고, 단일의 공정 조건으로 금속 식각을 하여 전극 간격을 안정적으로 유지할 수 있어 공정적 안정성을 확보할 수 있다.
Description
이 발명은 액정 표시 장치 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 특히 평면내 스위칭 모드 액정 표시 장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
최근 개발된 평면내 스위칭(IPS ; in-plane switching) 모드 박막 트랜지스터 액정 표시 장치에서는 전기장이 액정 표시 장치의 패널에 평행하게 형성되도록 전극을 배치한다. 이러한 평행한 방향의 전기장을 얻기 위해서는 종래의 박막 트랜지스터 액정 표시 장치와는 달리 한쪽 기판, 즉 박막 트랜지스터 기판 쪽에만 전극을 형성하며, 화소 내에서 공통 전극과 화소 전극이 평행하게 교대로 위치해야 한다. 또한, 박막 트랜지스터 액정 표시 장치에서는 또한 축적 용량(storage capacitor)이 필요한데, 이는 두 금속층 사이, 즉 공통 전극선과 화소 전극선 사이에 형성된다.
종래 기술에 따른 IPS 박막 트랜지스터 액정 표시 장치가 도 1에 나타나 있다. 이 장치는 다음과 같은 순서에 의해 제조된다. 먼저 게이트 공정에서 게이트 전극(1)과 공통 전극(2)을 형성한다. 다음 액티브 공정에서 절연막을 형성하고, 비정질 실리콘층과 저항 접촉층(ohmic contact layer)을 연속적으로 증착하여 액티브층(3)을 형성한다. 다음 콘택 공정에서 패드 부분을 형성하기 위하여 절연막을 식각한다. 그 후, 소스/드레인 공정에서 데이터선(4)과 화소 전극(5)을 형성한다. 마지막으로 보호막 공정에서 보호막을 형성한다.
위와 같은 공정 순서에 의해 박막 트랜지스터 기판을 형성하면 공통 전극과 화소 전극이 별도의 공정에서 진행되므로 공통 전극선과 화소 전극선이 서로 다른 층에 형성되어 그에 따른 문제점이 발생한다.
우선, 각 층을 식각하기 위해서는 사진 식각(photolithography) 공정을 거치는데 각층의 오정렬(miss-align)에 의해 전극 사이의 거리가 사진 식각 공정의 각 샷(shot)마다 다르면 샷별 전기 광학적 특성이 달라 패널 구동시 휘도의 노광 샷별 유의차가 발생하여 시인성이 나빠진다. 이는 평면내 구동 방식을 이용하는 경우 전극 간격에 의하여 전기 광학적 특성이 변하기 때문이다. 또한 식각 공정에서 식각의 정도가 하부막에 의해 영향을 받게 되므로 다른 하부막에서의 각 층별 식각 조건을 확립해야 한다. 그리고, 전극과 전극 사이에 절연막에 의한 높이 차이가 존재하므로 전기장의 왜곡이 발생하고, 그에 따라 잔상의 요인으로 작용한다.
본 발명에서는 표시 장치의 특성을 향상시키고 제조 공정을 안정화시킬 수 있는 IPS 모드 박막 트랜지스터 액정 표시 장치 및 그 제조 방법을 제공하고자 한다.
위와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명에서는 공통 전극과 화소 전극을 동일한 공정을 통해 동일한 층으로 형성한다.
이제 첨부한 도면을 참고로 하여, 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명한다.
본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 공정은 도 2에 나타난 바와 같은 5단계의 공정으로 이루어진다. 즉, 게이트 공정, 액티브 공정, 콘택 공정, 소스/드레인 공정 및 보호막 공정이다.
먼저, 게이트 공정에서는 게이트 전극(1)과 공통 전극(2)을 형성하며, 이 때 화소 전극(5)을 함께 형성한다. 화소 전극(5)과 공통 전극(2)은 같은 공정에서 함께 형성되므로 같은 층에 위치하게 된다. 이와 같이 공통 전극(2)과 화소 전극(5)이 같은 층에 위치하게 되면, 층별 오정렬(miss-align)이 발생하지 않으므로 사진 식각(photolithography) 공정의 각 샷(shot)에서 전극 사이의 거리가 동일하게 되고 이에 따라 샷별 전기 광학적 특성이 동일하게 되므로 패널의 시각 특성이 향상된다. 이 때 전극 재료로는 전극의 테이퍼(taper) 각을 조정하기 위해 몰리브덴-텅스텐(Mo-W)을 사용한다.
다음 액티브 공정에서 절연막을 형성하고, 비정질 실리콘층(a-Si)과 저항 콘택층(n+ a-Si)을 연속적으로 증착하여 액티브층(3)을 형성한다. 이 때 절연막은 SiNx, SiOx 또는 유기 절연막 등을 사용할 수 있다.
다음으로 콘택 공정을 실시하는데, 패드 부분을 형성하기 위하여 절연막을 식각하고, 화소 전극(5) 위의 절연막 일부분을 식각하여 데이터선과 접촉하기 위한 접촉 구멍(6)을 형성한다.
다음, 소스/드레인 공정에서 데이터선(4) 및 소스 전극(7)을 형성하고 이 소스 전극(7)이 콘택 공정에서 형성된 화소 전극(6) 위의 접촉 구멍과 전기적으로 접촉된다. 이 때의 식각 공정은 동일한 층에 형성된 절연막을 식각하는 것이므로 동일한 조건에서 식각이 이루어지게 되어 층별로 별도의 식각 조건을 확립할 필요가 없으며 전극 간격을 안정적으로 유지할 수 있으므로 공정적 안정성을 확보할 수 있다.
마지막으로 보호막 공정에서 보호막을 형성한다. 보호막으로는 SiNx, SiOx, 유기 절연막 등을 사용한다.
본 발명에서는 공통 전극과 화소 전극을 같은 층에 형성하여 박막 트랜지스터 기판을 제작함으로써 오정렬(miss-align)에 의한 전기 광학 특성의 유의차를 없애고, 단일의 공정 조건으로 금속 식각을 하여 전극 간격을 안정적으로 유지할 수 있어 공정적 안정성을 확보할 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 평면내 스위칭 모드 박막 트랜지스터 액정 표시 장치의 박막 트랜지스터 기판의 평면도이고,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 평면내 스위칭 모드 박막 트랜지스터 액정 표시 장치의 박막 트랜지스터 기판의 제조 과정을 나타낸 흐름도이고,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 평면내 스위칭 모드 박막 트랜지스터 액정 표시 장치의 박막 트랜지스터 기판의 평면도이다.
Claims (4)
- 기판 위에 게이트 전극과 공통 전극 및 화소 전극을 동일한 물질로 동일한 공정을 통하여 동일한 층에 형성하는 단계,상기 게이트 전극, 상기 공통 전극 및 상기 화소 전극을 덮는 절연막을 형성하는 단계,상기 절연막의 상부에 상기 게이트 전극과 중첩하는 비정질 실리콘층과 저항 콘택층을 연속적으로 증착하는 단계,상기 화소 전극 위의 상기 절연막의 일부분을 식각하여 접촉 구멍을 형성하는 단계,데이터선 및 소스 전극을 형성하는 단계를 포함하며,상기 소스 전극은 상기 접촉 구멍을 통하여 화소 전극과 전기적으로 연결되도록 형성하고,상기 게이트 전극, 공통 전극, 화소 전극, 데이터선 및 소스 전극은 몰리브덴-텅스텐으로 형성하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
- 제1항에서,상기 절연막은 질화규소, 산화규소, 유기 절연막으로 형성하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
- 제1항에서,상기 게이트 전극, 공통 전극, 화소 전극, 데이터선 및 소스 전극은 테이퍼지도록 형성되어 있으며, 몰리브덴-텅스텐으로 형성되어 테이퍼각을 조절할 수 있는 액정 표시 장치의 제조 방법.
- 게이트 전극 및 소스 전극을 포함하는 박막 트랜지스터 소자;상기 소스 전극과 전기적으로 연결된 화소 전극; 및상기 화소 전극과 평행하게 형성되어 있는 공통 전극을 포함하며,상기 화소 전극, 상기 게이트 전극 및 상기 공통 전극은 동일한 물질로 동일한 공정을 통하여 동일한 층에 형성되어 있으며,상기 화소 전극, 상기 게이트 전극 및 상기 공통 전극은 기판 위에 형성되어 있는 액정 표시 장치.
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