KR19990077763A - 액정표시장치의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

액정표시장치의 유리기판 상에 도전체층 또는 유전체층을 형성하고, 그 위에 레지스트층을 형성한다. 이 레지스트층을 복수의 영역으로 분할하여 노광한 후, 레지스트층을 매개로 도전체층 또는 유전체층을 에칭하여 패터닝 한다. 분할노광의 경우에, 각 분할영역의 경계선을 지그제그로 형성하여 이웃한 다른 분할영역의 경계선과 맞물리게 한다. 또한, 분할영역을 수평방향으로 분할하는 수평경계선과 수직방향으로 분할하는 수직경계선이 직교하는 十자부분에 있어서, 분할영역의 지그제그의 경계선은, 대각방향으로 대향하는 다른 분할영역내까지 연장한 패턴을 갖추고 있다.

Description

액정표시장치의 제조방법{METHOD FOR MANUFACTURING LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}
본 발명은, 액티브 매트릭스형 액정표시장치의 제조방법에 관한 것이다.
액정표시장치는 박형, 경량이고, 소비전력이 적다는 등의 특징 때문에, 노트형 개인용 컴퓨터나 워드프로세서, 소형 TV 등의 표시장치로 널리 사용되고 있다. 그중에서도 액티브 매트릭스형의 액정표시장치는 고속응답, 고콘트레스트(高contrast), 다계조(多階調)표시도 가능하기 때문에, 대형 TV 등으로서도 기대되고 있다.
액정표시장치는 신호선, 주사선 등의 전극이나 박막트랜지스터 등의 스위칭소자에 의해 구성되고, 박막의 성막공정, 포토 레지스트 마스크(photo resist mask)를 형성하는 PEP(Photo Etching Process)공정, 박막의 불필요한 부분을 제거하는 에칭공정 등을 반복함으로써 제조된다.
최근, 액정표시장치의 대화면화에 따라, 제조장치에도 대화면에 대응하는 것이 요구되고 있다. 그러나, 포토 레지스트의 노광에 대해서는 화면을 복수의 영역으로 나누어 노광하는 분할노광을 행함으로써, 종래 소형의 노광장치를 이용하여 대화면에 대응할 수 있다.
일반적으로, 포토 레지스트 등을 분할노광할 경우, 각 분할영역간의 분할라인에 노광시의 위치오차가 인식될 경우가 있다. 이 대책으로서, 분할라인을 뒤집어 접거나 섬형상으로 형성하고, 분할영역간의 경계 특성의 변화구배(變化句配)를 완충화 하여 분할영역간의 이음매가 두드러지지 않도록 하고 있다.
포토 레지스트 등을 분할노광할 경우, 수평분할라인 및 수직분할라인의 교차부는 직선부분에서 형성하는 것이 일반적인데, 분할영역간의 경계부가 두드러지지 않도록 수평분할라인 및 수직분할라인의 영역폭을 크게 취하면, 교차부에서의 직선부분도 커진다. 그 때문에, 이들의 직선부분에서 노광오차가 인식되버리는 문제가 있다. 즉, 분할라인을 뒤집어 접는 형상이나 섬형상으로 하고, 서로 이웃한 분할영역이 맞물리는 부분의 폭을 크게 취한 쪽이 이음매는 두드러지지 않지만, 교차부에서는 섬형상 또는 뒤집어 접음을 행하지 않은 직선부분으로 되어, 이 부분이 인식되도록 되버린다.
본 발명은 상기한 점을 감안하여 이루어진 것으로, 이음매가 두드러지지 않고 양호한 표시품위를 갖는 대면적의 액정표시장치가 제조가능한 액정표시장치의 제조방법을 제공하는 것에 그 목적이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 제조방법에 의해 제조되는 액티브 매트릭스형 액정표시장치의 일예를 나타낸 사시도,
도 2는 도 1의 액티브 매트릭스형 액정표시장치의 어레이 기판을 개략적으로 나타낸 평면도,
도 3은 도 2의 선 A-A에 따른 단면도,
도 4는 상기 어레이 기판을 본 발명의 실시예에 따른 제조방법에 의해 분할노광할 경우의 분할영역을 나타낸 평면도,
도 5는 도 4에 있어서의 수직경계영역의 일부(G)를 확대하여 나타낸 평면도,
도 6은 도 4에 있어서의 十자형상 교차부(H)를 확대하여 모식적으로 나타낸 평면도,
도 7A 및 도 7B는 본 발명의 변형예에 따른 제조방법에 의해 분할노광할 경우의 분할노광영역을 각각 나타낸 평면도,
도 8A 및 도 8B는 T자형상 교차부 및 L자형상 교차부를 각각 확대하여 모식적으로 나타낸 평면도이다.
〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉
10 --- 액정표시장치, 12 --- 액정표시패널,
14 --- 신호선 구동회로기판, 16 --- 주사선 구동회로기판,
18 --- 테이프 캐리어 패키지, 20 --- 어레이 기판,
22 --- 대향기판, 23 --- 배향막(어레이 기판),
24 --- 배향막(대향기판), 26 --- 액정 조성물,
28 --- 편광판(어레이 기판), 30 --- 편광판(대향기판),
31 --- 유리기판(어레이 기판), 32 --- 신호선,
34 --- 주사선, 36 --- 화소전극,
38 --- 박막트랜지스터(TFT), 40 --- 게이트전극,
42 --- 게이트 절연막, 43 --- 반도체막,
44 --- 채널 보호막, 46 --- 저저항 반도체막,
48 --- 소스전극, 50 --- 드레인전극,
60 --- 유리기판(대향기판), 62 --- 제1차광층,
63 --- 제2차광층, 64 --- 칼라필터층,
70 --- 이웃한 분할영역간의 경계영역.
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 제조방법은, 절연기판 상에 도전체층 및 유전체층의 적어도 1층을 형성하고, 상기 제1층 상에 레지스트층을 형성하고, 상기 레지스트층을 복수의 분할영역으로 분할하여 노광하며, 상기 노광된 레지스트층을 매개로 상기 1층을 에칭하여 소정 배열의 화소로 패터닝 한다.
상기 노광의 경우에, 각 분할영역의 경계선을 지그제그로 형성하여 이웃한 다른 분할영역의 경계선과 맞물리게 함과 더불어, 상기 분할영역을 수평방향으로 분할하는 수평경계선과 수직방향으로 분할하는 수직경계선이 교차 또는 연속하는 부분에 있어서, 분할영역의 지그제그의 경계선을, 대각방향으로 대향하는 다른 분할영역내까지 연장한 패턴으로 형성한다.
예컨대, 수평경계선과 수직경계선이 직교하는 十자형상의 교차부에 있어서는, 이웃한 4개의 분할영역중 적어도 1개의 분할영역의 경계선을, 상기 교차부를 사이에 두어 대각방향으로 인접하는 다른 분할영역내까지 연장한 패턴으로 형성한다.
또한, 수평경계선과 수직경계선이 T자형상으로 교차하는 교차부에 있어서는, 이웃한 3개의 분할영역중 적어도 1개의 분할영역의 경계선을, 상기 교차부를 사이에 두어 대각방향으로 인접하는 다른 분할영역내까지 연장한 패턴으로 형성한다.
더욱이, 수평경계선과 수직경계선이 L자형상으로 연속하는 교차부에 있어서는, 이웃한 2개의 분할영역중 적어도 한쪽의 분할영역의 경계선을, 상기 교차부를 사이에 두어 대각방향으로 다른쪽의 분할영역내까지 연장한 패터닝으로 형성한다.
상기 구성에 의하면, 분할노광할 경우에, 수평으로 분할하는 경계선과 수직으로 분할하는 경계선이 교차 또는 연속하는 부분에 대해서도, 이 경계영역의 광학적인 특성변화의 구배를 완충화 할 수 있다. 이에 의해, 분할영역간의 이음매가 두드러지지 않고, 양호한 표시품위를 갖는 액정표시장치를 제조하는 것이 가능해진다.
(실시예)
이하, 도면을 참조하면서 본 발명의 실시예 따른 액티브 매트릭스형의 액정표시장치의 제조방법에 대해 상세히 설명한다. 우선, 액티브 매트릭스형의 액정표시장치의 일예에 대해 설명한다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 액티브 매트릭스형의 액정표시장치(10)는 광투과형의 액정표시장치로서 구성되고, 예컨대 대각 12.1인치의 표시영역(30)을 구비하고 있다.
이 액정표시장치(10)는 액정표시패널(12), 액정표시패널을 구동시키기 위한 신호선 구동회로기판(14), 주사선 구동회로기판(16), 각 구동회로기판과 액정표시패널을 전기적으로 접속한 복수의 테이프 캐리어 패키지(18; 이하, TCP(Tape Carrier Package)라 칭함)를 구비하고 있다.
도 1 내지 도 3에 나타낸 바와 같이, 액정표시패널(12)은 어레이 기판(20) 및 대향기판(22)을 구비하고, 이들 기판은 주연부(周緣部)끼리를, 도시하지 않은 실제(seal劑)에 의해 맞붙임으로써 소정의 갭(gap)을 두어 대향배치되어 있다. 그리고, 어레이 기판(20)과 대향기판(22)간에는 각각 배향막(23,24)을 매개로, 광변조층으로서의 액정조성물(26)이 봉입(封入)되어 있다. 어레이 기판(20) 및 대향기판(22)의 외표면에는 각각 편광판(28,30)이 설치되어 있고, 또 그들의 편광축이 직교하도록 배치되어 있다.
어레이 기판(20)은 절연기판으로서의 유리기판(31)을 갖추고, 이 유리기판 상에는 배선으로서 다수의 신호선(32)과 다수의 주사선(34)이 거의 직교하도록 매트릭스 형상으로 설치되어 있다. 신호선(32)과 주사선(34)으로 둘러싸여지는 영역에는 각각 ITO(Indium Tin Oxide)로 이루어진 화소전극(36)이 설치되고, 각 화소전극은 스위칭소자로서의 박막트랜지스터(38; 이하, TFT(Thin Film Transister)라 칭함)를 매개로 신호선(32)과 주사선(34)의 교차부에 접속되어 있다.
각 화소전극(36)은 거의 직사각형으로 형성되고, 1화소를 구성하고 있다. 1화소의 칫수는 80㎛×240㎛이다. 신호선(32)은 어레이 기판(20)의 긴변측으로 인출되어, TCP(18)를 매개로 신호선 구동회로기판(14)에 접속되어 있다. 또한, 주사선(34)은 어레이 기판(20)의 짧은변측으로 인출되어, TCP(18)를 매개로 주사선 구동회로기판(16)에 접속되어 있다.
도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같이, 각 TFT(38)는 주사선(34) 자체를 게이트전극(40)으로 하고, 이 게이트전극 상에 산화실리콘(Silicon Oxide), 질화실리콘(Silicon Nitride) 등의 유전체층으로 이루어진 게이트절연막(42)이 배치되고, 더욱이 게이트절연막(42) 상에는 a-Si(amorphous Silicon)막으로 이루어진 반도체막(43)이 형성되어 있다. 또한, 반도체막(43) 상에는 주사선(34)에 자기정합되어 이루어지는 채널보호막(44)으로서 질화실리콘막이 배치되어 있다.
그리고, 반도체막(43)은 저저항 반도체막(46)으로서 배치된 n+형 a-Si막 및 소스전극(48)을 매개로 화소전극(36)에 전기적으로 접속되어 있다. 또한, 반도체막(43)은 저저항 반도체막(46)으로서 배치된 n+형 a-Si막 및, 신호선(32)으로부터 연장된 드레인전극(50)을 매개로 신호선(32)에 전기적으로 접속되어 있다.
한편, 대향기판(22)은 투명한 유리기판(60)을 구비하고, 이 유리기판 상에는 크롬(Cr)의 산화막으로 이루어진 제1차광층(62) 및, 이 제1차광층 상에 적층된 크롬(Cr)으로 이루어진 제2차광층(63)이 형성되어 있다. 이들 제1 및 제2차광층(62,63)은 어레이 기판(20) 상의 TFT(38), 신호선(32)과 화소전극(36)과의 사이 및, 주사선(34)과 화소전극(36)과의 사이를 각각 차광하도록 매트릭스 형상으로 형성되어 있다. 또한, 유리기판(60) 상에 있어서, 어레이 기판(20)측의 화소전극(36)과 대향하는 위치에는, 적(R), 녹(G), 청(B)의 칼라필터층(64)이 형성되어 있다.
상기 구성의 액정표시패널(12)에 있어서, 어레이 기판(20)을 제조할 경우에는 유리기판(31) 상에 복수의 도전체층, 유전체층을 형성하고, 각 층을 소정 패턴으로 포토에칭함으로써, 상술한 신호선, 주사선, 화소전극, 게이트절연막, TFT 등을 형성하고 있다. 그리고, 신호선, 주사선, 화소전극, TFT 등의 형성은 1개의 화면을 복수로 분할하여 노광함으로써 행해진다.
예컨대, 화소전극을 형성할 경우에는 유리기판(31) 전면에 ITO층을 형성하고, 그 위에 레지스트층을 형성한 후, 이 레지스트층을 소정 패턴으로 노광하며, 더욱이 레지스트층을 매개로 ITO층을 에칭함으로써 형성한다.
본 실시예에 의하면, 레지스트층을 노광할 경우, 유리기판(31)을 복수의 영역, 예컨대 도 4에 나타낸 바와 같이 6개의 분할영역(A~F)으로 분할하여 노광을 행한다. 각 분할영역은 거의 직사각형 형상을 이루고, 이웃한 분할영역간의 경계영역(70)의 중심선은 수평으로 연장하는 수평경계선(a) 및 이와 직교하는 2개의 수직경계선(b)으로 구성되어 있다.
도 5에 나타낸 바와 같이, 각 분할영역의 수평 및 수직방향의 경계선(a,b)은 거의 펄스(pulse)파 형상으로 지그제그로 형성되고, 이웃한 분할영역의 경계선과 맞물려 소정 폭의 경계영역(70)을 구성하고 있다. 이와 같이, 각 분할영역의 경계선을 지그제그로 형성하여 경계영역(70)내에서 구배를 갖게함으로써, 경계영역(70)의 광학적인 특성변화의 구배를 완충화 하여, 수평 및 수직방향의 경계선은 거의 인식할 수 없어 두드러지지 않게 할 수 있다.
또한, 도 6에 나타낸 바와 같이, 수평경계선(a)과 수직경계선(b)이 직교하는 十자부분에 있어서, 이웃한 4개의 분할영역 A, B, D, E(또는 B, C, E, F)중 적어도 1개의 분할영역의 경계선은 교점에 대해 대각방향으로 인접하는 다른 분할영역내까지 연장한 패턴을 갖게 형성되어 있다.
도 6에 나타낸 실시예에 의하면, 분할영역(A)의 경계선은 수평방향으로 인접하는 분할영역(B), 수직방향으로 인접하는 분할영역(D) 및, 대각방향으로 인접하는 분할영역(E)중 어느것에도 연장한 패턴을 갖추고 있다. 분할영역(D)의 경계선은 수평방향으로 인접하는 분할영역(E), 수직방향으로 인접하는 분할영역(A) 및, 대각방향으로 인접하는 분할영역(B)에도 연장하고 있다. 또한, 분할영역(E)의 경계선은 수평방향으로 인접하는 분할영역(D), 수직방향으로 인접하는 분할영역(B) 및, 대각방향으로 인접하는 분할영역(A)중 어느것에도 연장한 패턴을 갖추고 있다.
분할영역의 경계선을 상기와 같이 구성함으로써, 수평경계선(a)과 수직경계선(b)이 직교하는 十자부분에 있어서도, 분할영역간의 이음매를 두드러지지 않게 할 수 있다.
지금까지의 실험결과로부터, 종래 분할영역간의 투과율의 차가 0.5% 이상이면 이음매가 인식되었지만, 본 실시예에 따른 액정표시패널에서는 이웃한 분할영역간에 1%정도의 투과율의 차가 있던 경우에도 전혀 이음매가 인식되지 않았다.
이상과 같이 구성된 액정표시장치의 제조방법에 의하면, 어레이 기판(20)의 도전체층 및 유전체층을 각각 패터닝할 경우에, 복수의 영역으로 분할하여 노광함과 더불어, 각 분할영역의 경계선을 지그제그로 형성하면서 수평 및 수직경계선이 十자형상으로 직교하는 부분에 있어서, 적어도 1개의 분할영역의 경계선을 대각방향으로 인접한 다른 분할영역내까지 연장시키는 구성으로 했기 때문에, 분할영역간의 이음매를 두드러지지 않게 하여, 양호한 표시품위를 갖는 액정표시장치를 제조할 수 있다,
더욱이, 본 발명은 상술한 실시예로 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 범위내에서 다양하게 변형가능하다. 예컨대, 상기 실시예에 있어서는 유리기판을 6개의 영역으로 분할하여 노광하는 구성으로 했지만, 분할수는 필요에 따라 증감가능하다.
또한, 분할영역은 서로 동일한 형상 및 칫수를 갖는 경우로 한정하지 않고, 다른 칫수의 부할영역으로 해도 좋다. 예컨대, 도 7a에 나타낸 바와 같이, 수평분할선(a)과 수직분할선(b)이 T자형상으로 교차하도록 유리기판을 5개로 분할하여 노광하거나, 또는 도 7b에 나타낸 바와 같이 수평분할선(a)과 수직분할선(b)이 L자형상으로 교차하도록 유리기판을 2개로 분할하여 노광해도 좋다.
도 7a에 나타낸 분할노광의 경우에, 각 분할영역의 수평 및 수직경계선을 지그제그로 형성하여 경계영역내에서 맞물리게 함과 더불어, T자형상의 교차부에 있어서는 도 8a에 나타낸 바와 같이 수평방향으로 이웃하는 2개의 분할영역중 적어도 1개의 분할영역의 경계선은, 교차부에 대해 대각방향으로도 연장한 패턴을 갖추어 형성되어 있다.
도 7b에 나타낸 분할노광의 경우에, 각 분할영역의 수평 및 수직경계선을 지그제그로 형성하여 경계영역내에서 맞물리게 함과 더불어, L자형상의 교차부에 있어서 도 8b에 나타낸 바와 같이 분할영역 A, B중 적어도 한쪽의 분할영역의 경계선은 교차부에 대해 대각방향으로도 연장한 패턴을 갖추어 형성되어 있다.
상기 도 7a, 7b, 도 8a, 8b에 나타낸 경우에 있어서도, 상술한 실시예와 마찬가지로, 분할영역간의 이음매를 두드러지지 않게 하여, 양호한 표시품위를 갖는 액정표시장치를 제조하는 것이 가능해진다.
상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 분할노광을 행할 경우에, 경계중심선이 교차하는 十자부분, T자부분, L자부분에 있어서도 분할영역간의 이음매를 두드러지지 않게 할 수 있어, 표시품위가 우수한 대면적의 액정표시장치를 제공할 수 있는 제조방법을 제공한다.

Claims (4)

  1. 절연기판 상에 도전체층 및 유전층의 적어도 1층을 형성하고,
    상기 1층 상에 레지스트층을 형성하고,
    상기 레지스트층을 복수의 분할영역으로 분할하여 노광하며,
    상기 노광된 레지스트층을 매개로 상기 1층을 에칭하여 소정 형상으로 패터닝하여 이루어지고,
    상기 노광의 경우에, 각 분할영역의 경계선을 지그제그로 형성하여 이웃한 다른 분할영역의 경계선과 맞물리게 함과 더불어, 상기 분할영역을 수평방향으로 분할하는 수평경계선과 수직방향으로 분할하는 수직경계선이 교차 또는 연속하는 부분에 있어서, 분할영역의 지그제그의 경계선을 대각방향으로 대향하는 다른 분할영역내까지 연장한 패턴으로 형성한 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 수평경계선과 수직경계선이 직교하도록 상기 레지스트층을 분할하여 노광하고, 그 경우에, 수평경계선과 수직경계선이 직교하는 十자형상의 교차부에 있어서, 이웃한 4개의 분할영역중 적어도 1개의 분할영역의 경계선을, 상기 교차부를 사이에 두어 대각방향으로 인접하는 다른 분할영역내까지 연장한 패턴으로 형성한 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 수평경계선과 수직경계선이 T자형상으로 교차하도록 상기 레지스트층을 분할하여 노광하고, 그 경우에, 수평경계선과 수직경계선의 T자형상의 교차부에 있어서, 이웃한 3개의 분할영역중 적어도 1개의 분할영역의 경계선을, 상기 교차부를 사이에 두어 대각방향으로 인접하는 다른 분할영역내까지 연장한 패턴으로 형성한 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 수평경계선과 수직경계선이 L자형상으로 교차하도록 상기 레지스트층을 분할하여 노광하고, 그 경우에, 수평경계선과 수직경계선의 L자형상의 교차부에 있어서, 이웃한 2개의 분할영역중 적어도 한쪽의 분할영역의 경계선을, 상기 교차부를 사이에 두어 대각방향으로 다른쪽의 분할영역내까지 연장한 패턴으로 형성한 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
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