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KR100322968B1 - 프린지 필드 구동 액정 표시 장치의 제조방법 - Google Patents

프린지 필드 구동 액정 표시 장치의 제조방법 Download PDF

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KR100322968B1
KR100322968B1 KR1019990060324A KR19990060324A KR100322968B1 KR 100322968 B1 KR100322968 B1 KR 100322968B1 KR 1019990060324 A KR1019990060324 A KR 1019990060324A KR 19990060324 A KR19990060324 A KR 19990060324A KR 100322968 B1 KR100322968 B1 KR 100322968B1
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Abstract

본 발명은 프린지 필드 구동 액정 표시 장치의 제조방법을 개시한다. 개시된 본 발명은, 하부 기판상에 투명 도전층과 불투명 금속막을 순차적으로 적층한다음, 소정 부분 패터닝하여, 게이트 버스 라인, 카운터 전극 구조물 및 하부 기판 가장자리에 게이트 패드를 형성하는 단계; 상기 게이트 버스 라인 및 카운터 전극이 형성된 하부 기판 상부에 게이트 절연막, 채널용 비정질 실리콘층 및 불순물이 도핑된 비정질 실리콘층을 순차적으로 적층하고, 도핑된 비정질 실리콘층 및 채널용 비정질 실리콘층을 상기 게이트 버스 라인을 덮도록 패터닝하여, 액티브 영역을 형성하는 단계; 상기 노출된 카운터 전극 구조물 상의 불투명 금속막을 제거하여 카운터 전극을 형성하는 단계; 상기 하부 기판 결과물 상부에 절연막을 증착하는 단계; 상기 절연막 상부에 투명 도전층을 형성하고, 상기 투명 도전층을 상기 카운터 전극과 오버랩되도록 빗살 형태로 패터닝하여 화소 전극을 형성하는 단계; 상기 게이트 패드를 오픈되도록 절연막을 식각함과 동시에, 액티브 영역상의 절연막을 식각하는 단계; 상기 하부 기판 결과물 상부에 불투명 금속막을 증착한다음, 게이트 버스 라인과 교차하고, 액티브 영역 양측에 존재하도록 패터닝하여, 데이타 버스 라인, 소오스 및 드레인 전극을 형성하는 단계를 포함하며, 상기 화소 전극 및 카운터 전극의 사이에 전압차 발생시 프린지 필드가 형성되는 것을 특징으로 한다.

Description

프린지 필드 구동 액정 표시 장치의 제조방법{METHOD FOR MANUFACTURING FRINGE FIELD SWITCHING MODE LCD}
본 발명은 프린지 필드(fringe field) 구동 액정 표시 장치의 제조방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 제조 단계를 줄일 수 있는 프린지 필드 구동 액정표시 장치에 관한 것이다.
일반적으로 프린지 필드 구동 액정 표시 장치(고개구율 및 고투과율 액정 표시 장치)는 일반적인 IPS 모드 액정 표시 장치의 낮은 개구율 및 투과율을 개선시키기 위하여 제안된 것으로, 이에 대하여 대한민국 특허출원 제98-9243호로 출원되었다.
이러한 프린지 필드 구동 액정 표시 장치는 카운터 전극과 화소 전극을 투명 전도체로 형성하면서, 카운터 전극과 화소 전극과의 간격을 상하 기판 사이의 간격보다 좁게 형성하여, 카운터 전극과 화소 전극 상부에 프린지 필드가 형성되도록 한다.
도 1을 참조하여, 종래의 프린지 필드 구동 액정 표시 장치의 제조방법을 설명한다.
도 1을 참조하여, 투명한 하부 절연 기판(1) 상부에 ITO(indium tin oxide)층을 Ar 가스, O2가스 및 ITO 타겟을 이용하여, 스퍼터링 방식으로 형성한다음, 빗살 형태 또는 플레이트(plate) 형상을 이루도록 패터닝하여 카운터 전극(2)을 형성한다(제 1 마스크 공정).
그리고나서, 카운터 전극(2)이 형성된 하부 기판(1) 상부에 불투명 금속막을 스퍼터링 방식으로 형성한다음, 소정 부분 패터닝하여 게이트 버스 라인(3)과 공통 전극선(도시되지 않음)을 형성한다. (제 2 마스크 공정).
그후, 게이트 버스 라인(3)이 형성된 투명 절연 기판(1) 상부에 게이트 절연막(4)과 채널용 비정질 실리콘막(5) 및 도핑된 비정질 실리콘막(6)을 적층한다음, 박막 트랜지스터의 형태로 패터닝한다.(제 3 마스크 공정).
이어서, 결과물 상부에 ITO층을 스퍼터링 방식으로 증착한다음, 카운터 전극(2) 상부에 빗살 형태가 되도록 ITO층을 패터닝하여, 화소 전극(7)을 형성한다(제 4 마스크 공정).
그런다음, 게이트 패드부 위의 게이트 절연막을 제거하여, 패드를 오픈시킨다(제 5 마스크 공정).
이어서, 결과물 상부에 불투명 금속막을 스퍼터링 방식으로 증착한다음, 소정 부분 식각하여, 소오스, 드레인 전극(8a,8b) 및 데이타 버스 라인(도시되지 않음)을 형성한다(제 6 마스크 공정). 이어서, 노출된 도핑된 비정질 실리콘층(7)을 공지의 방식으로 제거한다. 이때, 오픈되어진 게이트 패드부와 데이타 버스 라인용 금속막이 콘택되어 진다.
그러나, 상기와 같은 프린지 필드 구동 액정 표시 장치의 하부 기판 구조물을 형성하는데에는 상술한 바와 같이 6번의 마스크 공정이 요구된다.
이때, 상기 마스크 공정이라 함은 공지된 바와 같이 포토리소그라피 공정으로, 그 자체 공정만으로도 레지스트 도포 공정, 노광 공정, 현상 공정, 식각 공정, 레지스트 제거공정을 포함한다. 이에따라, 한 번의 마스크 공정을 진행하는데 장시간이 소요된다.
이로 인하여, 6번의 마스크 공정을 포함하는 프린지 필드 구동 액정 표시 장치를 제조하는데 매우 긴 시간이 요구되고, 제조 비용이 상승하게 되어, 수율이 저하된다.
따라서, 본 발명의 목적은 제조 공정을 단축시킬 수 있는 프린지 필드 구동 액정 표시 장치의 제조방법을 제공하는 것이다.
도 1은 종래 기술에 따른 프린지 필드 구동 액정 표시 장치의 단면도.
도 2a 내지 도 2d는 본 발명에 따른 프린지 필드 구동 액정 표시 장치의 제조방법을 설명하기 위한 각 공정별 평면도.
도 3a 내지 도 3d는 본 발명에 따른 프린지 필드 구동 액정 표시 장치의 제조방법을 설명하기 위한 각 공정별 단면도.
(도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명)
11a - 게이트 버스 라인 12 - 카운터 전극
13 - 액티브 영역 15 - 절연막
16 - 화소 전극 17a - 소오스 전극
17b - 드레인 전극
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 하부 기판상에 투명 도전층과 불투명 금속막을 순차적으로 적층한다음, 소정 부분 패터닝하여, 게이트 버스 라인, 카운터 전극 구조물 및 하부 기판 가장자리에 게이트 패드를 형성하는 단계; 상기 게이트 버스 라인 및 카운터 전극이 형성된 하부 기판 상부에 게이트 절연막, 채널용 비정질 실리콘층 및 불순물이 도핑된 비정질 실리콘층을 순차적으로 적층하고, 도핑된 비정질 실리콘층 및 채널용 비정질 실리콘층을 상기 게이트 버스 라인을 덮도록 패터닝하여, 액티브 영역을 형성하는 단계; 상기 노출된 카운터 전극 구조물 상의 불투명 금속막을 제거하여 카운터 전극을 형성하는 단계; 상기 하부 기판 결과물 상부에 절연막을 증착하는 단계; 상기 절연막 상부에 투명 도전층을 형성하고, 상기 투명 도전층을 상기 카운터 전극과 오버랩되도록 빗살 형태로 패터닝하여 화소 전극을 형성하는 단계; 상기 게이트 패드를 오픈되도록 절연막을 식각함과 동시에, 액티브 영역상의 절연막을 식각하는 단계; 상기 하부 기판 결과물 상부에 불투명 금속막을 증착한다음, 게이트 버스 라인과 교차하고, 액티브 영역 양측에 존재하도록 패터닝하여, 데이타 버스 라인, 소오스 및 드레인 전극을 형성하는 단계를 포함하며, 상기 화소 전극 및 카운터 전극의 사이에 전압차 발생시 프린지 필드가 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 투명 도전층은 ITO층이고, 상기 게이트 버스 라인용 불투명 금속막은 Mo, Cr, Al, MoW 중 선택되는 하나인 것을 특징으로 하며, 데이타 버스 라인용 불투명 금속막은 Mo, Al, Mo/Al/Mo 중 선택되는 하나인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 게이트 버스 라인을 투명 금속층과 불투명 금속층의 적층 구조로 형성하여, 게이트 버스 라인 형성시, 카운터 전극의 형상을 갖춘다음, 액티브 영역을, 게이트 버스 라인을 덮도록 형성한다. 그후, 노출된 카운터 전극 표면의 불투명 금속층을 제거함으로써, 카운터 전극을 형성한다. 이에따라, 게이트 버스 라인을 형성할때, 카운터 전극의 형태를 동시에 구축할 수 있으므로, 한번의 마스크 공정을 줄일 수 있다. 따라서, 종래보다 한번의 적은 5번의 마스크 공정으로 프린지 필드 구동의 액정 표시 장치를 제작할 수 있다.
(실시예)
이하 첨부한 도면에 의거하여 본 발명의 바람직한 실시예를 자세히 설명하도록 한다.
도 2a 내지 도 2d는 본 발명에 따른 프린지 필드 구동 액정 표시 장치의 제조방법을 설명하기 위한 각 공정별 평면도이고, 도 3a 내지 도 3d는 본 발명에 따른 프린지 필드 구동 액정 표시 장치의 제조방법을 설명하기 위한 각 공정별 단면도이다.
도 2a 및 도 3a를 참조하여, 하부 기판(100) 상부에 투명한 도전층인 ITO층(10)과 게이트 버스 라인용 금속막(11) 예를들어, Mo, Cr, Al, MoW과 같은 불투명 금속막을 순차적으로 적층한다. 이어서, 제 1 마스크 공정에 의하여, 게이트 버스 라인용 금속막(11)과 ITO층(10)을 패터닝하여, 게이트 버스 라인(11a) 및 카운터 전극 구조물(11b)을 형성한다. 이때, 카운터 전극 구조물(11b)은 도 2a와 같이 플레이트 형태로 형성되거나, 또는 빗살 형태로 형성될 수 있으며, 게이트 버스 라인(11a)은 ITO층(10)과 게이트 버스 라인용 금속막(11)의 적층 구조로 형성된다. 이때, 도면에는 도시되지 않았지만, 하부 기판(100)의 가장자리에는 게이트 버스 라인(11a)의 형성과 동시에, 게이트 패드(도시되지 않음)가 형성된다.
그 다음, 도 2b 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 게이트 버스 라인(11a) 및 카운터 전극 구조물(11)이 형성된 하부 기판(100) 상부에 게이트 절연막(13a), 비정질 실리콘층(13b) 및 도핑된 반도체층(13c)을 순차적으로 형성한다. 그 다음, 게이트 버스 라인(11a)을 덮도록 도핑된 반도체층(13c), 비정질 실리콘층(13b) 및 게이트 절연막(13a)을 제 2 마스크 공정에 의하여 소정 부분 패터닝하여, 액티브 영역(13)을 형성한다. 액티브 영역(13)의 형성으로, 카운터 전극 구조물(11b)은 노출되고, 게이트 버스 라인(11a)은 액티브 영역(13)에 의하여 덮히게 된다. 그후, 노출된 카운터 전극 구조물(11b)의 게이트 버스 라인용 금속막(11)을 제거하여, 투명 ITO층으로 된 카운터 전극(12)을 형성한다. 그후, 카운터 전극(12)이 형성된 하부 기판(100) 상부에 절연막(15)을 증착한다.
도 2c 및 도 3c에 도시된 바와 같이, 절연막(15) 상부에 화소 전극용 투명한 도전층인 ITO층을 증착한다음, 카운터 전극(12)과 오버랩되면서 빗살 형태를 갖도록 ITO층을 제 3 마스크 공정을 통하여 패터닝하여, 화소 전극(16)을 형성한다. 이때, 빗살 형태의 화소 전극(16)의 형성으로, 하부의 카운터 전극(12)이 노출된다.
그 다음, 절연막(15)에 의하여 묻혀있는 게이트 패드(도시되지 않음)를 제 4 마스크 공정을 통하여 식각하므로써, 게이트 패드를 노출시킨다. 이때, 게이트 패드를 노출시킴과 동시에, 액티브 영역(13) 상부의 절연막(15)을 식각해낸다.
그후, 도 2d 및 도 3d에 도시된 바와 같이, 하부 기판(100) 상부에 데이타 버스 라인용 금속막, 예를들어, Mo, Al, Mo/Al/Mo 등의 불투명 금속막을 증착한다. 이어서, 데이타 버스 라인용 금속막의 소정 부분을 제 5 마스크 공정에 의하여 패터닝하여, 게이트 버스 라인(11a)과 교차되는 데이타 버스 라인(17)과, 데이타 버스 라인(17)으로 부터 연장되며 액티브 영역(13)의 일측 소정 부분과 콘택되는 소오스 전극(17a) 및 액티브 영역(13)의 타측 소정 부분과 콘택되며 화소 전극(16)의 소정 부분과 콘택되는 드레인 전극(17b)을 형성한다. 이로써, 5번의 마스크 공정으로 프린지 필드로 구동되는 액정 표시 장치를 제조하게 된다.
이상에서 자세히 설명된 바와 같이, 본 발명에 의하면, 게이트 버스 라인을 투명 금속층과 불투명 금속층의 적층 구조로 형성하여, 게이트 버스 라인 형성시, 카운터 전극의 형상을 갖춘다음, 액티브 영역을, 게이트 버스 라인을 덮도록 형성한다. 그후, 노출된 카운터 전극 표면의 불투명 금속층을 제거함으로써, 카운터 전극을 형성한다. 이에따라, 게이트 버스 라인을 형성할때, 카운터 전극의 형태를 동시에 구축할 수 있으므로, 한번의 마스크 공정을 줄일 수 있다. 따라서, 종래보다 한번의 적은 5번의 마스크 공정으로 프린지 필드 구동의 액정 표시 장치를 제작할수 있다.
기타, 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 변경실시할 수 있다.

Claims (4)

  1. 하부 기판상에 투명 도전층과 불투명 금속막을 순차적으로 적층한다음, 소정 부분 패터닝하여, 게이트 버스 라인, 카운터 전극 구조물 및 하부 기판 가장자리에 게이트 패드를 형성하는 단계;
    상기 게이트 버스 라인 및 카운터 전극이 형성된 하부 기판 상부에 게이트 절연막, 채널용 비정질 실리콘층 및 불순물이 도핑된 비정질 실리콘층을 순차적으로 적층하고, 도핑된 비정질 실리콘층 및 채널용 비정질 실리콘층을 상기 게이트 버스 라인을 덮도록 패터닝하여, 액티브 영역을 형성하는 단계;
    상기 노출된 카운터 전극 구조물 상의 불투명 금속막을 제거하여 카운터 전극을 형성하는 단계;
    상기 하부 기판 결과물 상부에 절연막을 증착하는 단계;
    상기 절연막 상부에 투명 도전층을 형성하고, 상기 투명 도전층을 상기 카운터 전극과 오버랩되도록 빗살 형태로 패터닝하여 화소 전극을 형성하는 단계;
    상기 게이트 패드를 오픈되도록 절연막을 식각함과 동시에, 액티브 영역상의 절연막을 식각하는 단계; 및
    상기 하부 기판 결과물 상부에 불투명 금속막을 증착한다음, 게이트 버스 라인과 교차하고, 액티브 영역 양측에 존재하도록 패터닝하여, 데이타 버스 라인, 소오스 및 드레인 전극을 형성하는 단계를 포함하며,
    상기 화소 전극 및 카운터 전극의 사이에 전압차 발생시 프린지 필드가 형성되는 것을 특징으로 하는 프린지 필드 구동 액정 표시 장치의 제조방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 투명 도전층은 ITO층인 것을 특징으로 하는 프린지 필드 구동 액정 표시 장치의 제조방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 게이트 버스 라인용 불투명 금속막은 Mo, Cr, Al, MoW 중 선택되는 하나인 것을 특징으로 하는 프린지 필드 구동 액정 표시 장치의 제조방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 데이타 버스 라인용 불투명 금속막은 Mo, Al, Mo/Al/Mo 중 선택되는 하나인 것을 특징으로 하는 프린지 필드 구동 액정 표시 장치의 제조방법.
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