KR20080062918A - Liquid crystal display device and method for fabricating the same - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 일반적인 액정표시소자의 일부 화소를 개략적으로 도시한 확대 평면도,1 is an enlarged plan view schematically illustrating some pixels of a general liquid crystal display device;
도 2a 내지 도 2j는 종래기술에 따른 액정표시소자의 한 화소부에 해당하는 단면을 도시한 공정단면도,2A to 2J are process cross-sectional views showing a cross section corresponding to one pixel portion of a liquid crystal display device according to the prior art;
도 3a는 종래기술에 따른 액정표시소자의 한 화소부의 데이터패드부의 평면도, 3A is a plan view of a data pad portion of one pixel portion of a liquid crystal display device according to the prior art;
도 3b는 도 3a의 Ⅲb-Ⅲb선에 따른 확대단면도로서, ITO 금속라인이 데이터라인 측면과 접속되는 구조를 나타내는 확대단면도,FIG. 3B is an enlarged cross-sectional view taken along line IIIb-IIIb of FIG. 3A, and is an enlarged cross-sectional view showing a structure in which an ITO metal line is connected to a side of a data line;
도 4는 종래기술에 따른 액정표시소자에 있어서, 4 마스크 공정과 데이터패드부의 포토아크릴막 적용시의 ITO 금속라인이 손상되는 것을 보여 주는 SEM사진,FIG. 4 is a SEM photograph showing that the ITO metal line is damaged during the four-mask process and the application of the photoacryl film in the data pad part in the liquid crystal display device according to the related art.
도 5는 본 발명에 따른 액정표시소자의 일부 화소를 개략적으로 도시한 확대 평면도,5 is an enlarged plan view schematically showing some pixels of a liquid crystal display according to the present invention;
도 6a 내지 도 6j는 본 발명에 따른 액정표시소자의 한 화소부에 해당하는 단면을 도시한 공정단면도,6A to 6J are cross-sectional views illustrating a cross section corresponding to one pixel portion of a liquid crystal display according to the present invention;
도 7은 본 발명에 따른 액정표시소자의 한 화소부의 게이트패드부의 평면도, 7 is a plan view of a gate pad portion of one pixel portion of a liquid crystal display device according to the present invention;
도 8a 내지 도 8h는 도 7의 Ⅷ-Ⅷ선에 따른 확대단면도로서, 한 화소부의 게이트패드부의 제조공정을 설명하기 위해 나타내는 공정단면도,8A to 8H are enlarged cross-sectional views taken along the line VII-VII of FIG. 7, which is a cross-sectional view showing a manufacturing process of a gate pad portion of one pixel portion;
도 9는 본 발명에 따른 액정표시소자의 한 화소부의 데이터패드부의 평면도, 9 is a plan view of a data pad portion of one pixel portion of a liquid crystal display according to the present invention;
도 10a 내지 도 10h는 도 9의 Ⅹ-Ⅹ선에 따른 확대단면도로서, 한 화소부의 데이터패드부의 제조공정을 설명하기 위해 나타내는 공정단면도,10A to 10H are enlarged cross-sectional views taken along the line VII-VII of FIG. 9, which is a cross-sectional view showing a manufacturing process of a data pad unit of one pixel unit;
도 11은 본 발명에 따른 액정표시소자에 있어서, 4 마스크공정과 데이터패드부에 포토아크릴막 미적용시의 ITO 금속라인이 손상되지 않는 것을 보여 주는 SEM사진.FIG. 11 is a SEM photograph showing that in the liquid crystal display device according to the present invention, the ITO metal line is not damaged when the photoacrylic film is not applied to the 4 mask process and the data pad part. FIG.
* 도면의 주요부분에 대한 부호 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
101 : 기판 103 : 게이트배선101
103a : 게이트전극 103b : 게이트패드103a:
103c : 데이터패드 103d : 캐패시터 하부전극103c:
105 : 게이트절연막 107 : 반도체층105: gate insulating film 107: semiconductor layer
109 : 도전금속층 111 : 데이터배선109: conductive metal layer 111: data wiring
111a : 소스전극 111b : 드레인전극111a:
111c, 111d : 도전금속층패턴 111e : 캐패시터 상부전극111c and 111d: conductive
113 : 보호막 115a : 포토아크릴막패턴113:
117a, 117b, 117c : 제1,2,3, 4, 5 콘택홀 117a, 117b, 117c: 1, 2, 3, 4, 5 contact holes
119 : 화소전극 119a : 게이트패드단자 119b : 데이터패드단자119:
본 발명은 액정표시소자 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 유기절연막 구조 및 4 마스크 공정 적용시에 구조적으로 발생하는 TCP 리페어(tape carrier package repair) 문제를 근본적으로 해결할 수 있는 액정표시소자 및 그 제조방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
일반적으로, 액정표시장치는 액정의 광학적 이방성과 분극 성질을 이용한다. 상기 액정은 구조가 가늘고 길기 때문에 분자의 배열에 방향성을 가지고 있기 때문에 인위적으로 액정에 전기장을 인가하여 분자배열의 방향을 제어할 수 있다.In general, liquid crystal displays utilize the optical anisotropy and polarization properties of liquid crystals. Since the liquid crystal is thin and long in structure, the liquid crystal has directivity in the arrangement of molecules, so that the direction of the molecular arrangement can be controlled by applying an electric field to the liquid crystal artificially.
따라서, 액정표시장치는 상기 액정의 분자배열 방향을 임의로 조절하면 액정의 분자배열이 변하게 되고, 광학적 이방성에 의하여 상기 액정의 분자배열 방향으로 빛이 굴절하여 화상정보를 표현할 수 있다.Accordingly, in the liquid crystal display device, if the molecular alignment direction of the liquid crystal is arbitrarily adjusted, the molecular arrangement of the liquid crystal is changed, and light is refracted in the molecular arrangement direction of the liquid crystal by optical anisotropy to express image information.
현재에는 전술한 바 있는 박막트랜지스터와 상기 박막 트랜지스터에 연결된 화소전극이 행렬 방식으로 배열된 능동 행렬 액정표시장치(Active Matrix LCD : AM-LCD)가 해상도 및 동영상 구현 능력이 우수하여 가장 주목받고 있다.Currently, the active matrix liquid crystal display (AM-LCD) in which the aforementioned thin film transistor and pixel electrodes connected to the thin film transistor are arranged in a matrix manner is attracting the most attention due to its excellent resolution and ability to implement video.
일반적인 액정표시패널은 여러 종류의 소자들이 형성된 두장의 기판이 서로 대응되게 배열되어 있고 상기 두 장의 기판사이에 액정층이 끼워진 형태로 구성되어 있다.In general, a liquid crystal display panel has two substrates in which various kinds of elements are formed to correspond to each other, and a liquid crystal layer is sandwiched between the two substrates.
상기 액정표시패널에는 색상을 표현하는 컬러필터가 형성된 상부기판과 상기 액정층의 분자배열방향을 변환시킬 수 있는 스위칭 회로가 내장된 하부기판으로 구성된다.The liquid crystal display panel includes an upper substrate on which a color filter expressing color is formed and a lower substrate on which a switching circuit capable of converting the molecular arrangement direction of the liquid crystal layer is incorporated.
여기서, 상기 상부기판에는 색을 구현하는 컬러필터층이 형성되어 있으며, 상기 컬러필터층을 덮는 공통전극이 형성되어 있다. 상기 공통전극은 액정에 전압을 인가하는 한쪽 전극의 역할을 한다. Here, a color filter layer for implementing color is formed on the upper substrate, and a common electrode covering the color filter layer is formed. The common electrode serves as one electrode for applying a voltage to the liquid crystal.
상기 하부기판은 스위치 역할을 하는 박막트랜지스터와 상기 박막트랜지스터로부터 신호를 인가받고 상기 액정으로 전압을 인가하는 다른 한쪽의 전극역할을 하는 화소전극으로 구성된다. 이때, 상기 화소전극이 형성된 부분을 화소영역이라고 한다.The lower substrate includes a thin film transistor serving as a switch and a pixel electrode serving as another electrode receiving a signal from the thin film transistor and applying a voltage to the liquid crystal. In this case, the portion where the pixel electrode is formed is called a pixel region.
그리고, 상기 상부기판과 하부기판사이에 형성되는 액정의 누설전류를 방지하기 위해 상기 상부기판과 하부기판의 가장자리에는 실란트(sealant)로 봉인되어 있다.In order to prevent leakage current of the liquid crystal formed between the upper substrate and the lower substrate, a sealant is sealed at the edges of the upper substrate and the lower substrate.
상기 하부기판에는 다수개의 박막트랜지스터와 함께 상기 다수개의 박막트랜지스터와 각각 연결된 다수개의 화소전극이 배열되어 있다.In the lower substrate, a plurality of pixel electrodes connected to the plurality of thin film transistors are arranged along with a plurality of thin film transistors.
상기와 같이 구성되는 종래기술에 따른 액정표시소자 구조에 대해 도 1을 참조하여 설명하면 다음과 같다.Referring to FIG. 1, the structure of a liquid crystal display device according to the related art, which is configured as described above, is as follows.
도 1은 일반적인 액정표시소자의 일부 화소를 개략적으로 도시한 확대 평면도이다.1 is an enlarged plan view schematically illustrating some pixels of a general liquid crystal display device.
도 1을 참조하면, 종래기술에 따른 액정표시장치용 어레이기판(11)에는 일방향으로 구성된 다수개의 게이트배선(13)과 상기 게이트배선(13)과 수직하게 교차하 여 화소영역을 정의하는 다수의 데이터배선(21)이 형성되어 있다.Referring to FIG. 1, a liquid crystal
상기 게이트배선(13)과 데이터배선(21)의 끝단에는 각각 외부신호를 인가받을 수 있는 게이트패드(13b)와 데이터패드(21c)가 소정면적으로 형성되어 있다.
여기서, 상기 게이트배선(13)은 상기 게이트패드(13b)와 연결되고, 상기 데이터배선(21)은 상기 데이터패드(21c)와 연결되어 있다.The
상기 두 배선이 교차하는 지점에는 게이트전극(13a)과 소스전극(21a) 및 드레인전극(21b)과 액티브 채널로 구성되는 박막트랜지스터가 위치하여 상기 화소영역상에는 상기 드레인전극(21c)과 접속되는 화소전극(29)이 형성되어 있다.A thin film transistor including a
여기서, 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 어레기판(11)과 일정간격만큼 이격되어 배치되는 컬러필터기판(미도시)에는 상기 각 화소영역마다 적, 녹, 청의 서브 컬러필터가 형성되며, 상기 각 서브컬러필터사이에는 불투명한 수지로 구성되는 블랙매트릭스(미도시) (black matrix)가 형성되어 있다. Although not shown in the drawing, a sub-color filter of red, green, and blue is formed in each pixel area on a color filter substrate (not shown) disposed spaced apart from the
상기 블랙매트릭스(미도시)는 화소전극(29)이 위치하는 화소부에서는 상기 게이트배선(13)과 데이터배선(21)과 상기 박막트랜지스터의 상부에 위치하며, 비표시영역인 상기 게이트 연결배선과 데이터 연결배선이 위치하는 영역에도 형성된다.The black matrix is disposed on the
상기 구성으로 이루어진 종래기술에 따른 액정표시소자 제조방법에 대해 도 2a 내지 도 2j를 참조하여 설명하면 다음과 같다.A method of manufacturing a liquid crystal display device according to the related art having the above configuration will be described below with reference to FIGS. 2A to 2J.
도 2a 내지 도 2j는 종래기술에 따른 액정표시소자의 한 화소부에 해당하는 단면을 도시한 공정단면도이다.2A to 2J are process cross-sectional views showing a cross section corresponding to one pixel portion of a liquid crystal display device according to the prior art.
여기서, 상기 A-A 부는 게이트패드부의 단면을 보여 주기 위한 절단면이고, B-B 부는 데이터패드부의 단면을 보여 주기 위한 절단면이며, C-C 부는 게이트전극상의 소스/드레인전극의 단면을 보여 주기 위한 절단면이며, D-D 부는 화소전극부 단면을 보여 주기 위한 절단면이고, E-E 부는 캐패시터상부전극과 화소전극간 결합단면을 보여 주기 위한 절단면이며, F-F 부는 데이터배선 단면을 보여 주기 위한 절단면이다.Here, the AA part is a cutting surface for showing the cross section of the gate pad portion, the BB part is a cutting surface for showing the cross section of the data pad portion, the CC portion is a cutting surface for showing the cross section of the source / drain electrodes on the gate electrode, the DD portion is a pixel A cut surface for showing the cross section of the electrode portion, EE portion is a cut surface for showing the coupling cross section between the capacitor upper electrode and the pixel electrode, the FF portion is a cut surface for showing the data wiring cross section.
도 2a를 참조하면, 투명한 유리기판(11)상에 금속물질을 증착하고 이를 선택적으로 패터닝하여 게이트배선(미도시, 도 1의 13), 게이트전극(13a), 게이트패드 (13b) 및 캐패시터 하부전극(13c)을 형성한다. Referring to FIG. 2A, a metal material is deposited on a
그다음, 도 2b를 참조하면, 상기 게이트배선, 게이트전극(13a), 게이트전극 (13b) 및 캐패시터 하부전극(13c)을 포함한 유리기판(11)상에 게이트 절연물질을 증착하여 게이트절연막(15)을 형성한다.Next, referring to FIG. 2B, a gate insulating material is deposited on a
이어서, 도 2c를 참조하면, 상기 게이트절연막(15)상에 비정질 실리콘을 증착하여 반도체층(17)을 형성한다.Next, referring to FIG. 2C, an amorphous silicon is deposited on the
그다음, 도 2d를 참조하면, 상기 반도체층(17)상에 소스/드레인전극과 데이터배선을 형성하기 위해 금속물질층(19)을 증착한다.Next, referring to FIG. 2D, a
이어서, 도 2e를 참조하면, 상기 금속물질층(19)을 선택적으로 패터닝하여 데이터배선(미도시; 도 1의 21), 소스/드레인전극(21a, 21b), 데이터패드(21c) 및 캐패시터 상부전극(21d)을 형성한다. 이때, 상기 금속물질층(19) 패터닝시에 상기 반도체층(17)도 선택적으로 패터닝된다. 또한, 상기 드레인전극(21b)는 상기 캐패시터 상부전극(21d)와 동일 금속물질층으로 연결되어 있다.Subsequently, referring to FIG. 2E, the
그다음, 도 2f를 참조하면, 상기 데이터배선(21), 소스/드레인전극(21a, 21b) 및 캐패시터 상부전극(21d)을 포함한 유리기판(11) 전체에 절연물질을 증착하여 보호막(23)을 형성한다.Next, referring to FIG. 2F, an insulating material is deposited on the
이어서, 도 2g를 참조하면, 상기 보호막(23)상에 감광성 물질인 포토아크릴층(25) (PAC; photo acryl coating)을 두껍게 도포한다. 이때, 상기 포토아크릴층 (25)은 자체가 감광성 물질이기 때문에 원하는 패턴을 형성하기 위해 별도의 감광물질을 도포하지 않아도 된다.Subsequently, referring to FIG. 2G, a photoacryl layer 25 (PAC; photo acryl coating), which is a photosensitive material, is thickly coated on the
그다음, 도 2h를 참조하면, 패턴마스크(미도시)을 이용하여 상기 포토아크릴 층(25)을 선택적으로 건식각하여 상기 게이트패드(13b) 및 데이터패드(21c)상부의 보호막(23)일부와 상기 캐패시터 상부전극(21d)상부에 위치하는 보호막(23) 일부를 노출시키는 포토아크릴층패턴(25a)을 형성한다. Next, referring to FIG. 2H, a portion of the
이어서, 도 2i를 참조하면, 상기 포토아크릴층패턴(25a)을 마스크로 상기 보호막(23), 데이터패드(21c) 및 캐패시터 상부전극(21d) 일부를 선택적으로 제거하여 상기 게이트패드(13b) 상부 및 데이터패드(21)하부의 게이트절연막(15) 일부와 상기 캐패시터 상부전극(21d)하부의 반도체층(17) 일부를 각각 노출시키는 제1, 2, 3 콘택홀(27a, 27b, 27c)을 형성한다.2I, a portion of the
그다음, 도 2j를 참조하면, 상기 제1, 2, 3 콘택홀(27a, 27b, 27c)을 포함한 상기 포토아크릴층패턴(25a)상부에 투명성 도전물질인 ITO층(미도시)를 증착한다.Next, referring to FIG. 2J, an ITO layer (not shown), which is a transparent conductive material, is deposited on the
이어서, 상기 ITO층을 선택적으로 패터닝하여 상기 제1, 2, 3 콘택홀(27a, 27b, 27c)을 통해 상기 게이트패드(13b), 데이터패드(21c), 캐패시터 상부전극 (21d)과 각각 전기적으로 접속되는 게이트패드단자(29a), 데이터패드단자 (29b), 화소전극(29)을 형성한다.Subsequently, the ITO layer is selectively patterned to electrically connect the
이때, 상기 화소전극(29) 형성후 TCP(tape carrier package) 리페어(repair) 진행시에 상기 게이트패드부(13b)와 데이터패드부(21c)에 포토아크릴층(25)이 존재하고 있어 화소전극을 구성하는 ITO층에 데미지가 발생하게 되므로 소자의 신뢰성이 떨어진다. In this case, the
한편, 상기와 같이 제조되는 종래기술에 따른 액정표시소자의 한 화소부의 데이터패드부 구조에 대해 도 3a 및 도 3b를 참조하여 설명하면 다음과 같다. Meanwhile, a structure of a data pad unit of one pixel unit of the liquid crystal display device according to the related art manufactured as described above will be described with reference to FIGS. 3A and 3B.
도 3a는 종래기술에 따른 액정표시소자의 한 화소부의 데이터패드부의 평면도이고, 도 3b는 도 3a의 Ⅲb-Ⅲb선에 따른 확대단면도로서, ITO 금속라인이 데이터라인의 양측면과 접촉되는 구조를 나타내는 확대단면도이다.FIG. 3A is a plan view of a data pad portion of a pixel portion of a liquid crystal display device according to the related art, and FIG. 3B is an enlarged cross-sectional view taken along line IIIb-IIIb of FIG. 3A, showing a structure in which an ITO metal line is in contact with both sides of the data line. It is an enlarged cross section.
도 3a 및 도 3b를 참조하면, 종래기술에 따른 액정표시소자의 데이터패드부는, 절연성 유리기판(11)상에 게이트절연막(15)이 형성되어 있고, 상기 게이트절연막(15)상에는 반도체층패턴(17)이 형성되어 있으며, 상기 반도체층패턴(17)과 데이터패드(21c)를 포함한 유리기판(11)상에는 보호막(23)과 포토아크릴막패턴(25a)이 형성되어 있다.Referring to FIGS. 3A and 3B, a
또한, 상기 포토아크릴막패턴(25a)과 보호막(23)에는 상기 데이터패드(21c)아래의 반도체층패턴(17) 일부를 노출시키는 데이터패드콘택홀(27b)이 형성되어 있다. 이때, 상기 데이터패드콘택홀(27b)은 상기 데이터패드(21c) 일부를 과도식각하여 형성된다.In addition, a data
그리고, 상기 포토아크릴막패턴(25a)상에는 상기 데이터패드콘택홀(27b)을 통해 상기 데이터패드(21c)의 측면과 접촉되는 데이터패드단자(29b)가 형성되어 있다.The
상기와 같이 4 마스크공정과 함께 데이터패드부의 포토아크릴막을 적용하는 경우, TCP리페어시에 포토아크릴막이 제거되어 도 4에서와 같이 ITO 금속라인이 데미지(damage)를 받게 된다. 즉, 도 4에서와 같이, 데이터패드단자를 구성하는 ITO 금속층에 데미지 라인(damage line)이 나타남을 알 수 있다.When the photoacrylic film is applied to the data pad unit along with the 4 mask process as described above, the photoacrylic film is removed during TCP repair, and the ITO metal line is damaged as shown in FIG. 4. That is, as shown in Figure 4, it can be seen that the damage line (damage line) appears in the ITO metal layer constituting the data pad terminal.
상기한 바와 같이 구성되는 종래기술에 따른 액정표시소자의 경우, 유기절연막 즉, 포토아크릴막을 사용하면서 4 마스크 공정이 가능하기 위해서는 TCP 리페어시 신뢰성 즉, 고온구동, 고온 고습 구동 불량을 해결해야 한다.In the case of the liquid crystal display device according to the related art configured as described above, in order to enable the four mask process while using the organic insulating film, that is, the photoacrylic film, the TCP repair reliability, that is, high temperature driving and high temperature and high humidity driving failure must be solved.
이러한 문제점을 해결하기 위해서는 패드부 즉, 패널과 TCP의 본딩부에 근본적으로 유기절연막(예를들어, 포토아크릴막)이 없어야 한다.In order to solve this problem, there should be essentially no organic insulating film (for example, a photoacryl film) in the pad portion, that is, the bonding portion of the panel and the TCP.
하지만, 유기절연막 즉, 포토아크릴막이 없을 경우에는 패드부의 금속이 건식각(dry etch)공정에서 노출되어 후속 공정진행시에 전식 불량이 예상된다.However, in the absence of an organic insulating film, that is, a photoacrylic film, metals of the pad portion are exposed in a dry etch process, and a failure in electrolysis is expected in the subsequent process.
상기와 같이, 종래기술에 따른 액정표시소자 및 그 제조방법에 있어서는 다음과 같은 문제점이 있다. As described above, the liquid crystal display device and its manufacturing method according to the prior art have the following problems.
종래기술에 따른 액정표시소자 및 그 제조방법은, 게이트패드부 및 데이터패드부에 포토아크릴막이 존재하고 있어 그만큼 단차를 갖게 되고, 이로 인해 TCP 리페어 진행시에 ITO 데미지를 입히게 되므로써 소자의 신뢰성에 불량을 초래한다.In the liquid crystal display device and the method of manufacturing the same according to the prior art, the photoacrylic film is present in the gate pad part and the data pad part so that there is a step difference, thereby causing ITO damage during the TCP repair process, resulting in poor reliability of the device. Brings about.
특히, 종래기술에 따른 액정표시소자 및 그 제조방법은 4 마스크공정과 함께 패드부에 포토아크릴막을 적용하기 때문에 TCP 리페어시에 포토아크릴막이 제거되므로써 ITO 금속의 데미지가 발생하게 된다.In particular, the liquid crystal display device according to the related art and its manufacturing method apply a photoacrylic film to the pad portion along with a four mask process, thereby causing damage to the ITO metal by removing the photoacrylic film during TCP repair.
따라서, 본 발명은 상기 종래기술의 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은 유기절연막 적용시에 구조적으로 발생하는 ITO 금속의 데미지를 억제하여 소자의 신뢰성을 개선시킬 수 있는 액정표시 소자 및 그 제조방법을 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to solve the problems of the prior art, and an object of the present invention is to reduce the damage of ITO metal that is structurally generated when an organic insulating film is applied, thereby improving the reliability of the device. The present invention provides a device and a method of manufacturing the same.
또한, 본 발명의 다른 목적은 유기절연막 형성후 건식각 공정시 금속이 노출되는 현상을 방지할 수 있는 액정표시소자 및 그 제조방법을 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide a liquid crystal display device and a method of manufacturing the same, which can prevent a metal from being exposed during a dry etching process after forming an organic insulating layer.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 액정표시소자는 표시영역과 비표시영역으로 정의된 기판; 상기 기판상에 형성되고, 상기 표시영역을 지나는 게이트배선과, 상기 비표시영역에 배치되는 게이트패드와 데이트패드; 상기 기판상에 상기 게이트배선과 수직으로 교차되게 형성되어 화소영역을 정의하고, 상기 데이터패드와 연결되는 데이터배선; 상기 게이트배선과 데이터배선의 교차하는 기판상에 형성되고, 게이트전극과 소스전극 및 드레인전극과 반도체층패턴으로 구성된 박막트랜지스터; 상기 박막트랜지스터와 화소영역상에 형성된 유기절연막패턴; 상기 게이트패드와 데이터패드와 각각 접촉되는 게이트패드단자와 데이터패드단자; 및 상기 유기절연막패턴상에 형성되고 상기 박막트랜지스터의 드레인전극과 접속된 화소전극;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로한다.According to an aspect of the present invention, a liquid crystal display device includes: a substrate defined by a display area and a non-display area; A gate wiring formed on the substrate and passing through the display area, and a gate pad and a data pad disposed in the non-display area; A data line formed on the substrate so as to vertically cross the gate line to define a pixel area, and connected to the data pad; A thin film transistor formed on the substrate crossing the gate line and the data line, the thin film transistor comprising a gate electrode, a source electrode, a drain electrode, and a semiconductor layer pattern; An organic insulating pattern formed on the thin film transistor and the pixel region; A gate pad terminal and a data pad terminal in contact with the gate pad and the data pad, respectively; And a pixel electrode formed on the organic insulating film pattern and connected to the drain electrode of the thin film transistor.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 액정표시소자 제조방법은 표시영 역과 비표시영역으로 정의된 기판을 제공하는 단계; 상기 기판상에 상기 표시영역을 지나는 게이트배선과, 상기 비표시영역에 배치되는 게이트패드와 데이트패드를 형성하는 단계; 상기 기판상에 상기 게이트배선과 수직으로 교차되게 배열되어 화소영역을 정의하고, 상기 데이터패드와 연결되는 데이터배선을 형성하는 단계; 상기 게이트배선과 데이터배선의 교차하는 기판상에 게이트전극과 소스전극 및 드레인전극과 반도체층패턴으로 구성된 박막트랜지스터를 형성하는 단계; 상기 박막트랜지스터와 화소영역상에 유기절연막패턴을 형성하는 단계; 상기 게이트패드와 데이터패드와 각각 접촉되는 게이트패드단자와 데이터패드단자를 형성하는 단계; 및According to an aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a liquid crystal display device, the method including: providing a substrate defined by a display area and a non-display area; Forming gate wirings passing through the display area on the substrate, gate pads and data pads disposed in the non-display area; Forming a pixel area on the substrate to be perpendicularly intersected with the gate line to define a pixel area, and to form a data line connected to the data pad; Forming a thin film transistor including a gate electrode, a source electrode, a drain electrode, and a semiconductor layer pattern on a substrate crossing the gate line and the data line; Forming an organic insulating pattern on the thin film transistor and the pixel region; Forming a gate pad terminal and a data pad terminal in contact with the gate pad and the data pad, respectively; And
상기 유기절연막패턴상에 상기 박막트랜지스터의 드레인전극과 접속되는 화소전극을 형성하는 단계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로한다.And forming a pixel electrode connected to the drain electrode of the thin film transistor on the organic insulating layer pattern.
이하, 본 발명에 따른 액정표시소자 구조에 대해 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a structure of a liquid crystal display device according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 5는 본 발명에 따른 액정표시소자의 일부 화소를 개략적으로 도시한 확대 평면도이다.5 is an enlarged plan view schematically illustrating some pixels of a liquid crystal display according to the present invention.
도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 액정표시장치용 어레이기판(도 6a의 101)에는 일방향으로 구성된 다수개의 게이트배선(103)과 상기 게이트배선(103)과 수직하게 교차하여 화소영역을 정의하는 다수의 데이터배선(111)이 형성되어 있다.Referring to FIG. 5, an array substrate for a liquid crystal display device (101 in FIG. 6A) according to the present invention defines a pixel region by crossing a plurality of
상기 게이트배선(103)과 데이터배선(111)의 끝단에는 각각 외부신호를 인가받을 수 있는 게이트패드(103b)와 데이터패드(103c)가 소정면적으로 형성되어 있 다.
여기서, 상기 게이트패드(103b)는 상기 게이트배선(103)으로부터 연장된 게이트 연결배선(미도시)을 통해 상기 게이트배선(103)과 연결되고, 상기 데이터패드 (103c)는 상기 데이터배선(111)으로부터 연장된 데이터 연결배선(미도시)을 통해 상기 데이터배선(111)과 연결되어 있다.The
상기 두 배선이 교차하는 지점에는 게이트전극(103a)과 소스전극(111a) 및 드레인전극(111b)과 액티브 채널로 구성되는 박막트랜지스터가 위치하여 상기 화소영역상에는 상기 드레인전극(111b)과 접속되는 화소전극(119)이 형성되어 있다.A thin film transistor including a
여기서, 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 어레기판(101)과 일정간격만큼 이격되어 배치되는 컬러필터기판(미도시)에는 상기 각 화소영역마다 적, 녹, 청의 서브 컬러필터가 형성되며, 상기 각 서브컬러필터사이에는 불투명한 수지로 구성되는 블랙매트릭스(미도시) (black matrix)가 형성되어 있다. Although not shown in the drawing, a sub color filter of red, green, and blue is formed in each pixel area on a color filter substrate (not shown) disposed spaced apart from the
상기 블랙매트릭스(미도시)는 화소전극(119)이 위치하는 화소부에서는 상기 게이트배선(103)과 데이터배선(111)과 상기 박막트랜지스터의 상부에 위치하며, 비표시영역인 상기 게이트 연결배선과 데이터 연결배선이 위치하는 영역에도 형성된다.The black matrix is positioned on the
상기 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 액정표시소자 제조방법에 대해 도 6a 내지 도 6j를 참조하여 설명하면 다음과 같다.A method of manufacturing a liquid crystal display device according to the present invention having the above configuration will be described below with reference to FIGS. 6A to 6J.
도 6a 내지 도 6j는 본 발명에 따른 액정표시소자의 한 화소부에 해당하는 단면을 도시한 공정단면도이다.6A through 6J are cross-sectional views illustrating a cross section corresponding to one pixel part of the liquid crystal display according to the present invention.
여기서, 상기 A-A 부는 게이트패드부의 단면을 보여 주기 위한 절단면이고, B-B 부는 데이터패드부의 단면을 보여 주기 위한 절단면이며, C-C 부는 게이트전극상의 소스/드레인전극의 단면을 보여 주기 위한 절단면이며, D-D 부는 화소전극부 단면을 보여 주기 위한 절단면이고, E-E 부는 캐패시터상부전극과 화소전극간 결합단면을 보여 주기 위한 절단면이며, F-F 부는 데이터배선 단면을 보여 주기 위한 절단면이다.Here, the AA part is a cutting surface for showing the cross section of the gate pad portion, the BB part is a cutting surface for showing the cross section of the data pad portion, the CC portion is a cutting surface for showing the cross section of the source / drain electrodes on the gate electrode, the DD portion is a pixel A cut surface for showing the cross section of the electrode portion, EE portion is a cut surface for showing the coupling cross section between the capacitor upper electrode and the pixel electrode, the FF portion is a cut surface for showing the data wiring cross section.
도 6a를 참조하면, 먼저 투명한 기판(101)상에 알루미늄(Al), 알루미늄합금 (AlNd), 크롬 (Cr), 텅스텐(W), 몰리브덴(Mo), 구리(Cu) 등이 포함된 도전성 금속그룹중중에서 선택된 하나를 증착한다.Referring to FIG. 6A, first, a conductive metal including aluminum (Al), aluminum alloy (AlNd), chromium (Cr), tungsten (W), molybdenum (Mo), copper (Cu), and the like on a
그다음, 제1마스크공정을 진행하기 위해 상기 도전금속층(미도시)상에 감광물질을 도포하고, 포토리소그라피 공정기술을 이용한 노광 및 현상공정을 거쳐 상기 감광물질층을 선택적으로 패터닝하여 제1감광막패턴(미도시)을 형성한다.Next, a photosensitive material is coated on the conductive metal layer (not shown) to proceed with the first mask process, and the patterned photosensitive material layer is selectively patterned through an exposure and development process using a photolithography process technology to form a first photoresist pattern. (Not shown) is formed.
이어서, 상기 제1감광막패턴(미도시)을 마스크로 상기 도전물질층을 선택적으로 패터닝하여 일방향으로 다수개의 게이트배선(미도시), 상기 게이트배선에서 돌출형성된 다수개의 게이트전극(103a), 게이트패드(103b), 데이터패드 (103c) 및 캐패시터 하부전극(103d)을 형성한다. Subsequently, the conductive material layer is selectively patterned using the first photoresist pattern (not shown) as a mask, thereby forming a plurality of gate wirings (not shown) in one direction, a plurality of
이때, 상기 게이트배선(미도시)은 표시영역을 지나는 게이트배선과, 상기 표시영역의 외곽부에 위치하고 외부에서 신호를 인가받는 게이트패드(103a)와, 상기 게이트배선(미도시)과 상기 게이트패드(103a)를 연결하는 게이트연결배선(미도시)으로 구성된다. In this case, the gate line (not shown) includes a gate line passing through a display area, a
그다음, 도 6b를 참조하면, 상기 제1감광막패턴(미도시)을 제거한후 상기 게이트배선 등이 구성된 기판(101)의 전면에 실리콘산화막(SiO2) 등으로 구성된 무기절연물질그룹과 경우에 따라서는 벤조사이클로부텐(Benzocyclobutene)과 아크릴(Acryl)계 수지(resin)로 구성된 유기절연물질중에서 선택된 하나를 증착 또는 도포하여, 게이트절연막(105)을 형성한다.Next, referring to FIG. 6B, after removing the first photoresist pattern (not shown), an inorganic insulating material group composed of silicon oxide film (SiO 2 ) or the like may be formed on the entire surface of the
이어서, 도 6c를 참조하면, 상기 게이트절연막상에 비정질실리콘(a-Si)과 불순물 비정질 실리콘(n+ a-Si:H; 미도시)을 적층하여 반도체층(107)을 형성한다.Subsequently, referring to FIG. 6C, a
이때, 상기 적층구조에서 하부 순수 비정질실리콘층은 이후에 액티브채널이 되고, 상기 불순물 비정질실리콘층은 상기 액티브층과 이후 금속배선과의 저항을 낮추기 위한 오믹콘택층이 된다.In this stack structure, the lower pure amorphous silicon layer becomes an active channel later, and the impurity amorphous silicon layer becomes an ohmic contact layer for lowering the resistance between the active layer and the subsequent metal wiring.
그다음, 도 6d를 참조하면, 상기 반도체층(107)이 형성된 기판(101)의 전면에 전술한 바와 같은 도전성 금속그룹, 예를 들어 알루미늄(Al), 알루미늄합금 (AlNd), 크롬 (Cr), 텅스텐(W), 몰리브덴(Mo), 구리(Cu) 등이 포함된 도전성 금속그룹중에서 선택한 금속을 증착하여 도전금속층(109)을 형성한다.Next, referring to FIG. 6D, the conductive metal group as described above on the entire surface of the
이어서, 제2마스크공정을 진행하기 위해 상기 도전금속층(109)상에 감광물질을 도포하고, 포토리소그라피 공정기술을 이용한 노광 및 현상공정을 통해 상기 감광물질층을 선택적으로 패터닝하여 제2감광막패턴(미도시)을 형성한다.Subsequently, in order to proceed with the second mask process, a photosensitive material is coated on the
그다음, 도 6e를 참조하면, 상기 제2감광막패턴(미도시)을 마스크로 상기 도전금속층(109)을 선택적으로 패터닝하여 상기 게이트배선과 수직하게 교차하여 화 소영역을 정의하는 데이터배선(111)과 상기 데이터배선(111)에서 상기 게이트전극(103a)의 일측상부로 돌출형성된 소스전극(111a)과 상기 소스전극(111a)과 소정간격만큼 이격된 드레인전극(111b) 및 캐패시터 상부전극(111e)을 형성한다.Next, referring to FIG. 6E, the
이때, 상기 게이트패드(103b)과 데이터패드(103c)상측에도 도전금속층패턴(111c)(111d)이 각각 형성된다. 또한, 상기 도전금속층패턴(111c)(111d) 각각은 상기 게이트패드(103b)와 데이터패드(103c)각각에 대해 일정간격만큼 이격되게 형성되어 있다.At this time, conductive
이어서, 도 6f를 참조하면, 상기 제2감광막패턴(미도시)을 제거한후, 상기 데이터배선(111) 등이 형성된 기판(101)의 전면에 전술한 바와 같은 유기절연물질 그룹, 예를 들어 벤조사이클로부텐(Benzocyclobutene)과 아크릴(Acryl)계 수지(resin)로 구성된 유기절연물질 또는 경우에 따라서는 실리콘산화막(SiO2) 등으로 구성된 무기절연물질그룹중 하나를 선택하고 이를 도포 또는 증착하여, 보호막(113)을 형성한다.Subsequently, referring to FIG. 6F, after the second photoresist layer pattern (not shown) is removed, the organic insulating material group, for example, benzo, as described above is formed on the entire surface of the
그다음, 도 6g를 참조하면, 상기 보호막(113)상에 감광성물질인 포토아크릴막(photo acryl coating film)(115)을 일정 두께만큼 증착한다.Next, referring to FIG. 6G, a
이때, 상기 포토아크릴막(115)은 자체가 감광성 물질이기 때문에 원하는 패턴을 형성하기 위해 별도의 감광물질을 도포하지 않아도 된다.At this time, since the
이어서, 도 6h를 참조하면, 제3마스크공정을 진행하기 위해 상기 게이트패드(103b)와 데이터패드(103c) 및 상기 캐패시터상부에 있는 상기 포토아크릴 막(115)의 일부분을 선택적으로 패터닝하여 포토아크릴막패턴(115a)을 형성한다. 6H, a portion of the
이때, 상기 포토아크릴막패턴(115a)은 박막트랜지스터부와 화소영역상에만 존재하고 상기 게이트패드(103b)와 데이터패드(103c)에는 존재하지 않는다.In this case, the
그다음, 도 6i를 참조하면, 상기 포토아크릴막패턴(115a)을 마스크로 상기 보호막(113), 캐패시터 상부전극(111e), 반도체층(107)과 게이트절연막(105)을 선택적으로 패터닝하여 상기 게이트패드(103b), 데이터패드(103c) 및 상기 캐패시터 상부전극(111e)아래의 반도체층(107)부분을 각각 노출시키는 제1, 2, 3 콘택홀(117a, 117b, 117c)을 형성한다. Next, referring to FIG. 6I, the
이때, 상기 제1, 2, 3 콘택홀(117a, 117b, 117c) 형성시에 상기 드레인전극(111b)을 노출시키는 드레인콘택홀(미도시)도 함께 형성된다. 또한, 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 제1, 2, 3 콘택홀(117a, 117b, 117c) 형성시에 후속공정에서 형성될 데이터패드단자(119b)와 연결될 수 있도록 하는 제4, 5 콘택홀(미도시, 도 10g의 117d, 117e)도 함게 형성된다.In this case, a drain contact hole (not shown) for exposing the
여기서, 상기 제1콘택홀(117a)은 상기 게이트패드(103b)를 노출시키는 콘택홀이며, 상기 제2콘택홀(117b)은 데이터패드(103c)를 노출시키는 콘택홀이며, 상기 제3콘택홀(117c)은 캐패시터 상부전극(111e)의 측면을 노출시키는 콘택홀이다. Here, the
또한, 상기 다수의 콘택홀(117a, 117b, 117c) 형성시에 상기 도전층패턴(111c, 111d)도 함께 식각된다. In addition, the
이어서, 도 6j를 참조하면, 상기 제1, 2, 3 콘택홀(117a, 117b, 117c)을 포함한 기판(101) 전체에 인듐-틴-옥사이드(ITO)와 인듐-징크-옥사이드(IZO)로 구성 된 투명 도전성 금속그룹중 선택된 하나를 증착한다.6J, indium tin oxide (ITO) and indium zinc oxide (IZO) are formed on the
그다음, 제4마스크공정을 진행하기 위해 상기 투명 도전성 금속층(미도시)상에 감광물질을 도포하고, 포토리소그라피 공정기술을 이용한 노광 및 현상공정을 거쳐 상기 감광물질층을 선택적으로 패터닝하여 제3감광막패턴(미도시)을 형성한다.Next, a photosensitive material is coated on the transparent conductive metal layer (not shown) to proceed with the fourth mask process, and the photosensitive material layer is selectively patterned through an exposure and development process using a photolithography process technology to form a third photosensitive film. A pattern (not shown) is formed.
이어서, 상기 제3감광막패턴(미도시)을 마스크로 상기 투명 도전성 금속층을 선택적으로 패터닝하여 상기 게이트패드(103b)와 접촉하는 게이트패드단자(119a)와, 상기 데이터패드(103c)와 접촉하는 데이터패드단자(119b)와, 상기 드레인전극(111b)과 캐패시터 상부전극(111e)과 접촉하는 화소전극(119)을 형성하고 이어 제3감광막패턴(미도시)을 제거한다.Subsequently, the transparent conductive metal layer may be selectively patterned using the third photoresist pattern (not shown) as a mask to contact the
한편, 상기와 같이 제조되는 본 발명에 따른 액정표시소자에 있어서, 게이트패드부의 제조공정에 대해 첨부된 도면을 참조하여 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다. Meanwhile, in the liquid crystal display device according to the present invention manufactured as described above, the manufacturing process of the gate pad part will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
도 7은 본 발명에 따른 액정표시소자의 한 화소부의 게이트패드부의 평면도이다. 7 is a plan view of a gate pad portion of one pixel portion of a liquid crystal display according to the present invention.
도 8a 내지 도 8h는 도 7의 Ⅷ-Ⅷ선에 따른 확대단면도로서, 한 화소부의 게이트패드부의 제조공정을 설명하기 위해 나타내는 공정단면도이다.8A to 8H are enlarged cross-sectional views taken along the line VII-VII of FIG. 7, which is a process cross sectional view for explaining a manufacturing process of a gate pad portion of one pixel portion.
도 7 및 도 8a를 참조하면, 투명한 기판(101)상에 알루미늄(Al), 알루미늄합금(AlNd), 크롬 (Cr), 텅스텐(W), 몰리브덴(Mo), 구리(Cu) 등이 포함된 도전성 금속그룹중 선택된 하나를 증착한다.Referring to FIGS. 7 and 8A, aluminum (Al), aluminum alloy (AlNd), chromium (Cr), tungsten (W), molybdenum (Mo), copper (Cu), and the like are included on the
그다음, 제1마스크공정에 의해 상기 도전성 금속층(미도시)을 선택적으로 패터닝하여 일방향으로 구성된 다수개의 개이트배선(미도시)과 상기 게이트배선에서 돌출형성된 다수개의 게이트전극(미도시; 도 6a의 103a)과 게이트패드(103b)를 형성한다.Next, the conductive metal layer (not shown) is selectively patterned by a first mask process, and a plurality of gate wirings (not shown) configured in one direction and a plurality of gate electrodes protruding from the gate wiring (not shown; 103a and
이때, 상기 도전성 금속층 패터닝시에 상기 게이트배선과 게이트전극 및 게이트패드(103b) 형성과 함께 데이트패드(미도시; 도 6a의 103c)와 캐패시터 하부전극(103d)도 형성된다.At this time, during the patterning of the conductive metal layer, a data pad (not shown; 103c of FIG. 6A) and a capacitor
또한, 상기 게이트배선(미도시)은 표시영역을 지나는 게이트배선(미도시)과, 상기 표시영역의 외곽부에 위치하고 외부에서 신호를 인가받는 게이트패드(103b)와, 상기 게이트배선(미도시)과 상기 게이트패드(103b)를 연결하는 게이트연결배선(미도시)으로 구성된다.In addition, the gate line (not shown) may include a gate line (not shown) passing through the display area, a
그리고, 상기 제1마스크공정은 상기 도전성 금속층상에 제1감광물질을 도포한후 이를 포토리소그라피 공정기술을 이용한 노광 및 현상공정을 거쳐 선택적으로 패터닝하여 제1감광막패턴을 형성하고 이를 마스크로 상기 도전성 금속층을 패터닝하는 공정으로 구성된다. In the first mask process, the first photosensitive material is coated on the conductive metal layer, and then selectively patterned on the conductive metal layer through an exposure and development process using a photolithography process technology to form a first photoresist film pattern, which is then used as a mask. It consists of the process of patterning a metal layer.
그다음, 도 8b를 참조하면, 상기 게이트배선 등이 구성된 기판(101)의 전면에 실리콘산화막(SiO2)이 구성된 무기절연물질그룹과 경우에 따라서는 벤조사이클로부텐(Benzocyclobutene)과 아크릴(Acryl)계 수지(resin)로 구성된 유기절연물질중에서 선택된 하나를 증착 또는 도포하여, 게이트절연막(105)을 형성한다.Next, referring to FIG. 8B, an inorganic insulating material group in which silicon oxide film (SiO 2 ) is formed on the entire surface of the
이어서, 상기 게이트절연막상에 비정질실리콘(a-Si)과 불순물 비정질 실리콘(n+ a-Si:H; 미도시)을 적층하여 반도체층(107)을 형성한다.Subsequently, a
이때, 상기 적층구조에서 하부 순수 비정질실리콘층은 이후에 액티브채널이 되고, 상기 불순물 비정질실리콘층은 상기 액티브층과 이후 금속배선과의 저항을 낮추기 위한 오믹콘택층이 된다.In this stack structure, the lower pure amorphous silicon layer becomes an active channel later, and the impurity amorphous silicon layer becomes an ohmic contact layer for lowering the resistance between the active layer and the subsequent metal wiring.
그다음, 도 8c를 참조하면, 상기 반도체층(107)이 형성된 기판의 전면에 전술한 바와 같은 도전성 금속그룹, 예를 들어 알루미늄(Al), 알루미늄합금(AlNd), 크롬 (Cr), 텅스텐(W), 몰리브덴(Mo), 구리(Cu) 등이 포함된 도전성 금속그룹에서 선택한 도전성 금속층(109)을 증착한다.Next, referring to FIG. 8C, a conductive metal group as described above on the entire surface of the substrate on which the
이어서, 제2마스크공정에 의해 상기 도전성 금속층(109)을 선택적으로 패터닝하여 상기 게이트배선(미도시)과 수직하게 교차하여 화소영역을 정의하는 데이터배선(미도시; 도 6e의 111)과 상기 데이터배선에서 상기 게이트전극(103a)의 일측상부로 돌출형성된 소스전극(미도시; 도 6e의 111a)과 상기 소스전극과 소정간격만큼 이격된 드레인전극(미도시; 도 6e의 111b)을 형성한다.Subsequently, the
이때, 상기 데이터배선(미도시; 도 6e의 111)은 표시영역에 위치하는 액티브 데이터배선과 상기 액티브 데이터배선과 상기 데이터패드(도 6a의 103c)를 연결하는 데이터연결배선(미도시)으로 구성된다.In this case, the data line (not shown; 111 in FIG. 6E) includes an active data line positioned in a display area and a data connection line (not shown) connecting the active data line and the
또한, 상기 제2 마스크공정은 상기 도전성 금속층상에 제2감광물질을 도포한후 이를 포토리소그라피 공정기술을 이용한 노광 및 현상공정을 거쳐 선택적으로 패터닝하여 제2감광막패턴을 형성하고 이를 마스크로 상기 도전성 금속층을 패터닝 하는 공정으로 구성된다. In the second mask process, a second photosensitive material is coated on the conductive metal layer and then selectively patterned through a photolithography process technology to form a second photoresist pattern, which is then used as a mask. It consists of the process of patterning a metal layer.
그다음, 도 8d를 참조하면, 상기 데이터배선(도 6e의 111) 등이 형성된 기판(101)의 전면에 전술한 바와 같은 유기절연물질 그룹, 예를 들어 벤조사이클로부텐(Benzocyclobutene)과 아크릴(Acryl)계 수지(resin)로 구성된 유기절연물질 또는 경우에 따라서는 실리콘산화막(SiO2) 등으로 구성된 무기절연물질그룹중 하나를 선택하고 이를 도포 또는 증착하여, 보호막(113)을 형성한다.Next, referring to FIG. 8D, the above-described organic insulating material group, for example, benzocyclobutene and acryl, is formed on the entire surface of the
이어서, 도 8e를 참조하면, 상기 보호막(113)상에 포토아크릴막(photo acryl coating film)(115)을 일정 두께만큼 증착한다.Subsequently, referring to FIG. 8E, a photo
그다음, 도 8f를 참조하면, 제3마스크 공정에 의해 상기 게이트패드(103b)와 데이터패드(미도시; 도 6a의 103c) 및 캐패시터상부의 포토아크릴막(115) 부분을 선택적으로 패터닝하여 포토아크릴막패턴(115a)을 형성한다. Next, referring to FIG. 8F, the
이때, 상기 게이트패드(103b)와 데이터패드(103c)상측에는 포토아크릴막패턴(115a)이 존재하지 않는다.At this time, the
이어서, 도 8g를 참조하면, 상기 포토아크릴막패턴(미도시; 도 6h의 115a)을 마스크로 상기 보호막(113), 캐패시터 상부전극(111e), 반도체층(107)과 게이트절연막(105)을 선택적으로 패터닝하여 상기 게이트패드(103b), 데이터패드(미도시; 도 6h의 103b), 드레인전극(11b)상부 및 상기 캐패시터 상부전극(111e)아래의 반도체층(107)부분을 각각 노출시키는 제1 콘택홀(117a), 제2 및 3 콘택홀(미도시; 117b, 117c)을 형성한다. Subsequently, referring to FIG. 8G, the
이때, 상기 제1콘택홀은 상기 게이트패드를 노출시키는 콘택홀이며, 상기 제2콘택홀은 데이터패드를 노출시키는 콘택홀이며, 상기 제3콘택홀은 캐패시터 상부전극 측면을 노출시키는 콘택홀이다. In this case, the first contact hole is a contact hole exposing the gate pad, the second contact hole is a contact hole exposing the data pad, and the third contact hole is a contact hole exposing the side surface of the capacitor upper electrode.
또한, 상기 콘택홀 형성시에, 기존에는 보호막의 패터닝을 위해 포토아크릴막의 패터닝후 건식각 진행시에 패드부상측의 보호막이 식각되어져 하부 금속층이 노출되는 현상이 발생하였으나, 본 발명에서는 건식각방지막(dry etch stopper) 역할을 하는 반도체층이 추가되므로 인해 금속층이 노출되지 않게 패드부를 보호하게 된다. In addition, in the formation of the contact hole, the protective film on the upper side of the pad portion is etched during dry etching after the photoacrylic film is patterned for patterning of the protective film, but the lower metal layer is exposed in the present invention. Since a semiconductor layer serving as a dry etch stopper is added, the pad portion is protected from being exposed to the metal layer.
이어서, 도 8h를 참조하면, 상기 제1, 2, 3 콘택홀을 포함한 기판 전체에 인듐-틴-옥사이드(ITO)와 인듐-징크-옥사이드(IZO)로 구성된 투명 도전성 금속그룹중 선택된 하나를 증착한다.Subsequently, referring to FIG. 8H, a selected one of a transparent conductive metal group including indium tin oxide (ITO) and indium zinc oxide (IZO) is deposited on the entire substrate including the first, second and third contact holes. do.
그다음, 제4마스크공정에 의해 상기 투명 도전성 금속층(미도시)을 선택적으로 패터닝하여 상기 게이트패드(103b)와 접촉하는 게이트패드단자(119a)와, 상기 데이터패드(미도시; 도 6h의 103c)와 접촉하는 데이터패드단자(미도시; 도 6j의 119b)와, 상기 드레인전극(미도시; 도 6e의 111b)과 캐패시터 상부전극(미도시; 도 6e의 111e)과 접촉하는 화소전극(미도시; 도 6j의 119)을 형성한다.Next, the transparent conductive metal layer (not shown) is selectively patterned by the fourth mask process to contact the
이때, 상기 제4 마스크공정은 상기 도전성 금속층상에 제3감광물질을 도포한후 이를 포토리소그라피 공정기술을 이용한 노광 및 현상공정을 거쳐 선택적으로 패터닝하여 제3감광막패턴을 형성하고 이를 마스크로 상기 도전성 금속층을 패터닝하는 공정으로 구성된다. In this case, in the fourth mask process, a third photosensitive material is coated on the conductive metal layer, and then selectively patterned through a photolithography process technology to form a third photoresist pattern, which is then used as a mask. It consists of the process of patterning a metal layer.
또한편, 본 발명에 따른 액정표시소자에 있어서, 데이터패드부의 제조공정에 대해 첨부된 도면을 참조하여 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.In addition, in the liquid crystal display device according to the present invention, the manufacturing process of the data pad unit will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
도 9는 본 발명에 따른 액정표시소자의 한 화소부의 데이터패드부의 평면도이다. 9 is a plan view of a data pad part of one pixel part of the liquid crystal display according to the present invention.
도 10a 내지 도 10h는 도 9의 Ⅹ-Ⅹ선에 따른 확대단면도로서, 한 화소부의 데이터패드부의 제조공정을 설명하기 위해 나타내는 공정단면도이다.10A to 10H are enlarged cross-sectional views taken along the line VII-VII of FIG. 9, which is a process cross sectional view for explaining a manufacturing process of a data pad portion of one pixel portion.
도 9 및 도 10a를 참조하면, 투명한 기판(101)상에 알루미늄(Al), 알루미늄합금(AlNd), 크롬 (Cr), 텅스텐(W), 몰리브덴(Mo), 구리(Cu) 등이 포함된 도전성 금속그룹중 선택된 하나를 증착한다.9 and 10A, aluminum (Al), aluminum alloy (AlNd), chromium (Cr), tungsten (W), molybdenum (Mo), copper (Cu), and the like are included on a
그다음, 제1마스크공정에 의해 상기 도전성 금속층(미도시)을 선택적으로 패터닝하여 일방향으로 구성된 다수개의 게이트배선(미도시; 도 5의 103)과 상기 게이트배선에서 돌출형성된 다수개의 게이트전극(미도시; 도 6a의 103a)과 게이트패드(도 6a의 103b) 및 데이터패드(103c)를 형성한다.Next, a plurality of gate wirings (not shown; 103 in FIG. 5) configured in one direction by selectively patterning the conductive metal layer (not shown) by a first mask process and a plurality of gate electrodes protruding from the gate wirings (not shown) A gate pad (103b in FIG. 6A) and a
이때, 상기 도전성 금속층 패터닝시에 상기 게이트배선과 게이트전극 및 게이트패드(103b) 그리고 데이터패드(103c) 형성과 함께 캐패시터 하부전극(103d)도 형성된다.In this case, a capacitor
그리고, 상기 제1마스크공정은 상기 도전성 금속층상에 제1감광물질을 도포한후 이를 포토리소그라피 공정기술을 이용한 노광 및 현상공정을 거쳐 선택적으로 패터닝하여 제1감광막패턴을 형성하고 이를 마스크로 상기 도전성 금속층을 패터닝하는 공정으로 구성된다. In the first mask process, the first photosensitive material is coated on the conductive metal layer, and then selectively patterned on the conductive metal layer through an exposure and development process using a photolithography process technology to form a first photoresist film pattern, which is then used as a mask. It consists of the process of patterning a metal layer.
그다음, 도 10b를 참조하면, 상기 데이터패드(103c) 등이 형성된 기판(101)의 전면에 실리콘산화막(SiO2)이 구성된 무기절연물질그룹과 경우에 따라서는 벤조사이클로부텐(Benzocyclobutene)과 아크릴(Acryl)계 수지(resin)로 구성된 유기절연물질중에서 선택된 하나를 증착 또는 도포하여, 게이트절연막(105)을 형성한다.Next, referring to FIG. 10B, an inorganic insulating material group in which a silicon oxide film (SiO 2 ) is formed on the entire surface of the
이어서, 상기 게이트절연막(105)상에 비정질실리콘(a-Si)과 불순물 비정질 실리콘(n+ a-Si:H; 미도시)을 적층하여 반도체층(107)을 형성한다.Subsequently, an amorphous silicon (a-Si) and impurity amorphous silicon (n + a-Si: H; not shown) are stacked on the
이때, 상기 적층구조에서 하부 순수 비정질실리콘층은 이후에 액티브채널이 되고, 상기 불순물 비정질실리콘층은 상기 액티브층과 이후 금속배선과의 저항을 낮추기 위한 오믹콘택층이 된다.In this stack structure, the lower pure amorphous silicon layer becomes an active channel later, and the impurity amorphous silicon layer becomes an ohmic contact layer for lowering the resistance between the active layer and the subsequent metal wiring.
그다음, 도 10c를 참조하면, 상기 반도체층(107)이 형성된 기판의 전면에 전술한 바와 같은 도전성 금속그룹, 예를 들어 알루미늄(Al), 알루미늄합금(AlNd), 크롬 (Cr), 텅스텐(W), 몰리브덴(Mo), 구리(Cu) 등이 포함된 도전성 금속그룹에서 선택한 도전성 금속층(도 6d의 109)을 증착한다.Next, referring to FIG. 10C, a conductive metal group as described above on the entire surface of the substrate on which the
이어서, 제2마스크공정에 의해 상기 도전성 금속층을 선택적으로 패터닝하여 상기 게이트배선(미도시)과 수직하게 교차하여 화소영역을 정의하는 데이터배선(111)과 상기 데이터배선(111)에서 상기 게이트전극(미도시)의 일측상부로 돌출형성된 소스전극(미도시; 도 6e의 111a)과 상기 소스전극과 소정간격만큼 이격된 드레인전극(미도시; 도 6e의 111b)을 형성한다.Subsequently, the conductive metal layer is selectively patterned by a second mask process to vertically intersect the gate wiring (not shown) to define a pixel area, and the data wiring 111 and the gate electrode in the
이때, 상기 데이터배선(미도시; 도 6e의 111)은 표시영역에 위치하는 액티브 데이터배선과 상기 액티브 데이터배선과 상기 데이터패드(103c)를 연결하는 데이터연결배선(미도시)으로 구성된다.In this case, the data line (not shown) 111 of FIG. 6E includes an active data line positioned in the display area and a data connection line (not shown) connecting the active data line and the
또한, 상기 제2 마스크공정은 상기 도전성 금속층상에 제2감광물질을 도포한후 이를 포토리소그라피 공정기술을 이용한 노광 및 현상공정을 거쳐 선택적으로 패터닝하여 제2감광막패턴을 형성하고 이를 마스크로 상기 도전성 금속층을 패터닝하는 공정으로 구성된다. In the second mask process, a second photosensitive material is coated on the conductive metal layer and then selectively patterned through a photolithography process technology to form a second photoresist pattern, which is then used as a mask. It consists of the process of patterning a metal layer.
그다음, 도 10d를 참조하면, 상기 데이터배선(111) 등이 형성된 기판(101)의 전면에 전술한 바와 같은 유기절연물질 그룹, 예를 들어 벤조사이클로부텐(Benzocyclobutene)과 아크릴(Acryl)계 수지(resin)로 구성된 유기절연물질 또는 경우에 따라서는 실리콘산화막(SiO2) 등으로 구성된 무기절연물질그룹중 하나를 선택하고 이를 도포 또는 증착하여, 보호막(113)을 형성한다.Next, referring to FIG. 10D, the above-described organic insulating material group, for example, benzocyclobutene and acryl-based resin, may be formed on the entire surface of the
이어서, 도 10e를 참조하면, 상기 보호막(113)상에 포토아크릴막(photo acryl coating film)(115)을 일정 두께만큼 증착한다.Next, referring to FIG. 10E, a photo
그다음, 도 10f를 참조하면, 제3마스크 공정에 의해 상기 데이터패드(103c) 와 게이트패드(미도시; 도 6h의 103b) 및 캐패시터상부의 포토아크릴막(115) 부분을 선택적으로 패터닝하여 포토아크릴막패턴(115a)을 형성한다. Next, referring to FIG. 10F, a photoacryl may be selectively patterned by selectively patterning the
이때, 상기 게이트패드(미도시; 도 6h의 103b)와 데이터패드(103c)상측에는 포토아크릴막패턴(115a)이 존재하지 않는다.In this case, the
이어서, 도 10g를 참조하면, 상기 포토아크릴막패턴(미도시; 도 6h의 115a) 을 마스크로 상기 보호막(113)과 게이트절연막(105) 및 데이터배선(111) 일부를 선택적으로 패터닝하여 상기 데이터패드(103b)와 데이터배선(111)을 노출시키는 복수개의 콘택홀(117b, 117d, 117e)을 동시에 형성한다.Subsequently, referring to FIG. 10G, the
이때, 상기 복수개의 콘택홀(117b, 117d, 117e) 형성시에 게이트패드(103b)를 노출시키는 콘택홀(미도시; 도 6i의 117a)과 캐패시터 상부전극을 노출시키는 콘택홀(미도시; 117c)도 함께 형성한다. In this case, a contact hole (not shown; 117a of FIG. 6I) and a contact hole exposing a capacitor upper electrode when the plurality of
이때, 상기 복수개의 콘택홀(117b, 117d, 117e)중 제1, 2 콘택홀(117b, 117d)은 상기 데이터패드를 노출시키는 콘택홀이며, 상기 제3 콘택홀은 데이터배선을 노출시키는 콘택홀이다. In this case, the first and second contact holes 117b and 117d of the plurality of
또한, 상기 콘택홀 형성시에, 기존에는 보호막의 패터닝을 위해 포토아크릴막의 패터닝후 건식각 진행시에 패드부상측의 보호막이 식각되어져 하부 금속층이 노출되는 현상이 발생하였으나, 본 발명에서는 건식각방지막(dry etch stopper) 역할을 하는 반도체층이 추가되므로 인해 금속층이 노출되지 않게 패드부를 보호하게 된다. In addition, in the formation of the contact hole, the protective film on the upper side of the pad portion is etched during dry etching after the photoacrylic film is patterned for patterning of the protective film, but the lower metal layer is exposed in the present invention. Since a semiconductor layer serving as a dry etch stopper is added, the pad portion is protected from being exposed to the metal layer.
이어서, 도 8h를 참조하면, 상기 제1, 2, 3 콘택홀을 포함한 기판 전체에 인듐-틴-옥사이드(ITO)와 인듐-징크-옥사이드(IZO)로 구성된 투명 도전성 금속그룹중 선택된 하나를 증착한다.Subsequently, referring to FIG. 8H, a selected one of a transparent conductive metal group including indium tin oxide (ITO) and indium zinc oxide (IZO) is deposited on the entire substrate including the first, second and third contact holes. do.
그다음, 제4마스크공정에 의해 상기 투명 도전성 금속층(미도시)을 선택적으로 패터닝하여 상기 복수개의 콘택홀(117b, 117d)을 통해 상기 데이터패드(103c)와 데이터배선(111)을 연결시켜 주는 데이터패드단자(119b)를 형성한다. Next, data for selectively patterning the transparent conductive metal layer (not shown) by a fourth mask process to connect the
이때, 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 데이터패드단자(119b) 형성시에 게이트패드단자(미도시; 도 6j의 119a)와 화소전극(119)도 함께 형성한다. 또한, 상기 복수개의 콘택홀(117b, 117d)을 통해 상기 데이터패드(103c)와 데이터배선(111)을 연결시켜 주는 구조를 점핑구조(jumping structure)라고 한다.Although not shown in the drawing, a gate pad terminal (not shown; 119a of FIG. 6J) and a
그리고, 상기 제4 마스크공정은 상기 도전성 금속층상에 제3감광물질을 도포한후 이를 포토리소그라피 공정기술을 이용한 노광 및 현상공정을 거쳐 선택적으로 패터닝하여 제3감광막패턴을 형성하고 이를 마스크로 상기 도전성 금속층을 패터닝하는 공정으로 구성된다. In the fourth mask process, a third photosensitive material is coated on the conductive metal layer, and then selectively patterned through a photolithography process technology to form a third photoresist pattern, which is then used as a mask. It consists of the process of patterning a metal layer.
도 11을 참조하면, 본 발명에 따른 액정표시소자의 데이터패드부 제조시에 4마스크공정과 함께 게이트패드부를 포함한 데이터패드부에 포토아크릴막패턴이 존재하지 않게 되므로써 TCP 리페어시에 포토아크릴막이 없으므로써 투명도전금속이 데미지를 받지 않음을 알 수 있다. Referring to FIG. 11, since the photoacrylic film pattern does not exist in the datapad part including the gate pad part along with the 4 mask process in manufacturing the datapad part of the liquid crystal display according to the present invention, there is no photoacrylic film during TCP repair. It can be seen that the transparent conductive metal is not damaged.
한편, 상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.On the other hand, while described above with reference to a preferred embodiment of the present invention, those skilled in the art various modifications of the present invention without departing from the spirit and scope of the invention described in the claims below And can be changed.
상기에서 설명한 바와같이, 본 발명에 따른 액정표시소자 및 그 제조방법에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.As described above, the liquid crystal display device and the method of manufacturing the same according to the present invention have the following effects.
본 발명에 따른 액정표시소자 및 그 제조방법은, 유기절연막 구조 및 4 마스 크 공정 적용시에 구조적으로 발생하는 TCP 리페어(tape carrier package repair) 문제를 근본적으로 해결할 수 있다.The liquid crystal display device and the method of manufacturing the same according to the present invention can fundamentally solve the TCP repair (tape carrier package repair) problem that occurs when the organic insulating film structure and the four mask process are applied.
즉, 본 발명에 따른 액정표시소자 및 그 제조방법은, 데이터패드부 (또는 게이트패드부) 제조시에 4 마스크공정과 함께 데이터패드부(또는 게이트패드부)에 포토아크릴막패턴이 존재하지 않게 되어 TCP 리페어시 포토아크릴막이 없으므로써 투명도전금속이 데미지를 입지 않게 된다.That is, the liquid crystal display device and the method of manufacturing the same according to the present invention do not have a photoacrylic film pattern on the data pad part (or gate pad part) together with the four mask process at the time of manufacturing the data pad part (or gate pad part). Therefore, there is no photoacrylic film during TCP repair so that the transparent conductive metal is not damaged.
또한, 본 발명에 따른 액정표시소자 및 그 제조방법은, 포토아크릴막과 같은 유기절연막 형성후 건식각 공정시에 액티브층이 하부금속상부에 존재하고 있어 건식각시에 하부 금속이 노출되는 현상을 방지할 수 있다.In addition, the liquid crystal display device and the method of manufacturing the same according to the present invention prevent the phenomenon that the lower metal is exposed during the dry etching since the active layer is present on the lower metal during the dry etching process after forming the organic insulating film such as the photoacrylic film. can do.
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