KR20020002089A - 고개구율 액정 표시 소자의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

유리기판 상부에 게이트 전극을 포함하는 게이트 버스 라인을 형성하고, 동시에 게이트 버스 라인과 평행하게 스토리지 캐패시터 전극을 형성하는 단계; 상기 결과물 전면상에 게이트 절연막을 증착하는 단계; 상기 게이트 전극 상부의 게이트 절연막상에 반도체층을 형성하는 단계; 상기 반도체층 상부에 소오스/드레인 전극을 포함하는 데이터 라인을 형성하는 단계; 상기 박막 트랜지스터가 완성된 하부 기판 상부에 수지 절연막 증착시, 상기 스토리지 캐패시터 전극 상부에 있는 수지 절연막의 두께가 드레인 전극을 포함하는 데이터 라인 또는 게이트 전극을 포함하는 게이트 라인 상부의 수지 절연막 두께보다 낮게 증착하여 수지 절연막을 형성하는 단계; 상기 드레인 전극의 소정 부분이 오픈되도록, 수지 절연막을 제거하여, 콘택홀을 형성하는 단계; 및 상기 노출된 드레인 전극과 콘택되도록 수지 절연막 상부에 화소 전극 형성시, 데이타 버스 라인 및 게이트 버스 라인과 소정 부분 오버랩되도록 형성하는 단계를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 한다.

Description

고개구율 액정 표시 소자의 제조방법{METHOD OF MANUFACTURING LCD WITH HIGH APERTURE RATIO}
본 발명은 액정 표시 장치의 제조방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 개구율을 한층 더 증대시킬 수 있는 고개구율 액정 표시 장치의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로, 액정 표시 소자는 고화질을 얻기 위하여, 개구율을 개선하는 것이 최우선 과제이다. 따라서, 종래에는 개구율을 개선시키기 위하여, 화소 전극의 면적을 증대시키는 기술이 제안되었다.
이와같이 화소 전극의 면적을 증대시키는 기술은, 화소 전극과 데이터 라인 또는 화소 전극과 게이트 라인 사이에 중첩 용량을 줄여 화질 저하의 요인을 제거할 목적으로 투명 수지 절연막을 개재한다음, 화소 전극이 데이터 라인의 상부까지 연장되도록 한다. 이에 따라, 화소 전극과 데이터 라인간이 이격되는 거리가 없어지게 된다.
도 1a를 참조하면, 하부 기판(10) 상에 게이트 버스 라인(11)과 데이터 버스 라인(15)이 수직으로 교차되어, 격자 형태의 단위화소 공간을 한정한다. 여기서, 데이터 라인(15)과 게이트 라인(11)은 게이트 절연막(도시되지 않음)을 사이에 두고 절연되어 있다. 여기서, 상기 게이트 버스라인 형성시 게이트 버스라인(11)과 평행하게 스토리지 캐패시터 전극(11b)이 함께 형성되며, 게이트 버스 라인(11)과 데이터 버스 라인(15)의 교차점 부근에는 박막 트랜지스트가 형성된다. 이 때, 박막 트랜지스트는 게이트 버스 라인으로 부터 단위화소 공간쪽으로 소정 부분 연장된 게이트 전극(11a)과, 데이터 버스 라인(15)으로 부터 소정부분 연장된 소오스 전극(15a)과 드레인 전극(15b)으로 구성된다. 단위 화소 공간 각각에는화소전극(17)이 배치되어 있다. 이 화소 전극(17)은 게이트 버스 라인(11)과 데이터 버스 라인(15)의 측단 부분과 오버랩되도록 확장되어, 고개구율을 얻는다. 여기서, 화소 전극(17)은 드레인 전극(15b)과 콘택된다. 여기서 미설명 부호 CT는 드레인 전극(15b)과 화소 전극(17)의 콘택부를 나타낸다.
도 1b는 도 1a의 A - A'를 절단하여 나타낸 단면도로서, 종래의 고개구율 액정 표시 소자의 제조방법을 설명한다.
하부 기판(10) 상에 게이트 전극(11)과 스토리지 캐패시터 전극(11a)를 동시에 형성한 다음, 하부 기판(10) 상부 전면에 게이트 절연막(12)을 증착한다. 그리고나서, 박막 트랜지스터의 형성 영역의 게이트 절연막(12) 상부의 소정 부분을 덮도록, 채널층(13)을 형성한다. 그후, 채널층(13) 상부에 오믹콘택용 도핑된 비정질 실리콘막(14) 및 소오스/드레인용 금속막을 순차적으로 적층한다음, 공지의 방법에 의해 상기 소오스/드레인용 금속막과 도핑된 비정질 실리콘막(14)을 차례로 소정부분 식각하여 소오스, 드레인 전극(15a, 15b)을 형성한다. 이로써, 박막 트랜지스터가 완성된다. 그런다음, 박막 트랜지스터가 완성된 하부 기판(1) 상부에 데이터 버스라인과 화소전극간의 중첩 용량을 줄여 화질 저하의 요인을 제거할 목적으로 투명 수지 절연막(16)을 사용한다. 그리고나서, 박막 트랜지스터의 드레인 전극(15b)의 소정 부분이 오픈되도록, 투명 수지 절연막(16)을 제거하여, 콘택홀을 형성한다. 그후, 노출된 드레인 전극(6b)과 콘택되도록 투명 수지 절연막(16) 상부에 화소 전극(17)을 형성한다. 이때, 화소 전극(17)은 도 1a에 도시된 바와같이, 데이타 버스 라인(15) 및 게이트 버스 라인(11)과 소정 부분 오버랩되도록 형성된다.
그러나, 상기 종래의 고개구율 액정표시 장치는 다음과 같은 문제점을 갖고 있다.
박막 트랜지스터가 완성된 하부 기판 상부에 데이터 버스라인과 화소전극간의 중첩 용량을 줄여 화질 저하의 요인을 제거할 목적으로 투명 수지 절연막을 사용한다. 하지만, 화질에 영향을 주지 않기 위해서는 수지 절연막을 수 ㎛ 두께로 형성시켜야 하나 이 때, 스토리지 보조 용량의 절연막으로서 두께가 높아 보조 용량이 작아 진다. 따라서, 일정 용량을 확보하기 위해서는 보다 넓은 금속 전극이 필요하고 이는 개구율 저하를 만드는 원인이 된다.
이에따라, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 하프-톤(Half-tone) 노광방식을 이용하여 투명 수지 절연막의 두께를 줄임으로서, 화질 향상 및 고개구율 액정표시 소자를 제공하는 것에 그 목적이 있다.
도 1a 와 도 1b는 종래의 고개구율 액정 표시 소자의 제조방법을 설명하기 위한 평면도 및 단면도.
도 2a 와 도 2b는 본 발명의 고개구율 액정 표시 소자의 제조방법을 설명하기 위한 평면도 및 단면도.
도 2c는 하프-톤 마스크의 노광 원리를 도시한 단면도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 *
20 : 하부기판 21 ; 게이트 라인
21a : 게이트 전극 21b : 스토리지 캐패시터 전극
22 : 게이트 절연막 23 : 채널층
24 : 도핑된 비정질 실리콘막 25 : 데이터 라인
25a : 소오스 전극 25b : 드레인 전극
26 : 수지 절연막 27 : 화소 전극
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은, 유리기판 상부에 게이트 전극을 포함하는 게이트 버스 라인을 형성하고, 동시에 게이트 버스 라인과 평행하게 스토리지 캐패시터 전극을 형성하는 단계; 상기 결과물 전면상에 게이트 절연막을 증착하는 단계; 상기 게이트 전극 상부의 게이트 절연막상에 반도체층을 형성하는 단계; 상기 반도체층 상부에 소오스/드레인 전극을 포함하는 데이터 라인을 형성하는 단계; 상기 박막 트랜지스터가 완성된 하부 기판 상부에 수지 절연막 증착하고, 하프-톤 마스크를 이용하여 상기 스토리지 캐패시터 전극 상부에 있는 수지 절연막의 두께가 드레인 전극을 포함하는 데이터 라인 또는 게이트 전극을 포함하는 게이트 라인 상부의 수지 절연막 두께보다 낮게 증착하여 수지 절연막을 형성하는 단계; 상기 드레인 전극의 소정 부분이 오픈되도록, 수지 절연막을 제거하여, 콘택홀을 형성하는 단계; 및 상기 노출된 드레인 전극과 콘택되도록 수지 절연막 상부에 화소 전극 형성시, 데이타 버스 라인 및 게이트 버스 라인과 소정 부분 오버랩되도록 형성하는 단계를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 한다.
상기 하프-톤 마스크는 바람직하게 서로 다른 투과율을 갖는 물질인 크롬 실리사이드막으로 구성된 것을 이용하여 증착한다.
이 때, 상기 수지 절연막은 투명 또는 반투명 또는 일부 제한된 영역에서 투명한 것을 특징으로 한다.
(실시예)
이하, 첨부한 도면으로 본 발명의 고개구율 액정표시 소자의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 2a는 본 발명의 고개구율 액정 표시 소자의 평면도를 나타낸 것이고, 도 2b는 도 2a의 A - A'를 절단하여 나타낸 단면도로서, 본 발명의 고개구율 액정 표시 소자의 제조방법을 설명한다.
도 2a를 참조하면, 하부 기판(20) 상에 게이트 라인(21)과 데이터 라인(25)이 수직으로 교차되어, 격자 형태의 단위화소 공간을 한정한다. 여기서, 데이터 버스 라인(25)과 게이트 버스 라인(21)은 게이트 절연막(도시되지 않음)을 사이에 두고 절연되어 있다. 여기서, 상기 게이트 버스라인 형성시 게이트 버스라인(21)과평행하게 스토리지 캐패시터 전극(21b)이 함께 형성되며, 게이트 버스 라인(21)과 데이터 버스 라인(25)의 교차점 부근에는 박막 트랜지스트가 형성된다. 이 때, 박막 트랜지스트는 게이트 버스 라인으로 부터 단위화소 공간쪽으로 소정 부분 연장된 게이트 전극(21a)과, 데이터 버스 라인(25)으로 부터 소정부분 연장된 소오스 전극(25a)과 드레인 전극(25b)으로 구성된다. 단위 화소 공간 각각에는 화소전극(27)이 배치되어 있다. 이 화소 전극(27)은 게이트 버스 라인(21)과 데이터 버스 라인(25)의 측단 부분과 오버랩되도록 확장되어, 고개구율을 얻는다. 여기서, 화소 전극(27)은 드레인 전극(25b)과 콘택된다. 여기서 미설명 부호 CT는 드레인 전극(25b)과 화소 전극(27)의 콘택부를 나타낸다.
도 2b를 참조하면, 하부 기판(20) 상에 게이트 전극(21a)과 스토리지 캐패시터 전극(11a)를 동시에 형성한 다음, 하부 기판(20) 상부 전면에 게이트 절연막(22)을 증착한다. 그리고나서, 박막 트랜지스터의 형성 영역의 게이트 절연막(22) 상부의 소정 부분을 덮도록, 채널층(23)과 오믹 콘택용 도핑된 비정질 실리콘막(24)으로 적층된 반도체층을 형성한다. 그 후, 반도체층 상부에 소오스/드레인용 금속막을 순차적으로 적층한다음, 공지의 방법에 의해 상기 소오스/드레인용 금속막과 도핑된 비정질 실리콘막(24)을 차례로 소정부분 식각하여 소오스/드레인 전극(25a, 25b)을 형성한다. 이로써, 박막 트랜지스터가 완성된다. 그런다음, 박막 트랜지스터가 완성된 하부 기판(20) 상부에 데이터 버스라인과 화소전극간의 중첩 용량을 줄여 화질 저하의 요인을 제거할 목적으로 수지 절연막(26)을 증착한다.
이 때, 상기 수지 절연막(26) 증착은 서로 다른 투과율을 갖는 물질로 구성된 하프-톤(Half-tone) 마스크 상의 크롬 실리사이드막을 이용하여 증착함으로써, 상기 스토리지 캐패시터 전극(11a) 상부에 있는 수지 절연막(26)의 두께가 드레인 전극(25b)를 포함하는 데이터 라인 또는 게이트 전극(21a)을 포함하는 게이트 라인 상부의 수지 절연막의 두께보다 낮게 증착한다. 이 때 상기 수지 절연막(26)은 투명 또는 반투명 또는 일부 제한된 영역에서의 투명한 수지 절연막으로 사용될 수 있다. 그리고나서, 박막 트랜지스터의 드레인 전극(25b)의 소정 부분이 오픈되도록, 상기 수지 절연막(26)을 제거하여, 콘택홀을 형성한다. 그후, 노출된 드레인 전극(25b)과 콘택되도록 투명 수지 절연막(26) 상부에 화소 전극(27)을 형성한다. 이때, 화소 전극(27)은 도 2a에 도시된 바와같이, 데이타 버스 라인(25) 및 게이트 버스 라인(21)과 소정 부분 오버랩되도록 형성된다.
도 2c는 상기 하프-톤(Half-tone) 마스크의 노광원리에 대해 도시한 것으로, 석영기판(100) 상부에 크롬 실리사이드막(101)을 소정부분 증착하고, 그 상부에 빛이 100% 차단되는 차단막(102)을 형성하여 하프-톤 마스크(110)를 형성한다. 상기 하프-톤 마스크(110)는 빛이 100% 투과되는 영역(103:투과 영역)과, 차단막 (102)으로 인해 빛이 100% 차단되는 영역(104) 및 빛의 30 내지 70% 정도 투과되는 영역(105:하프톤 영역)을 포함한다. 상기 차단층은 바람직하게 크롬으로 구성되며, 이러한 하프톤 마스크(110)를 이용한 수지 절연막(26) 증착은 하프톤 영역(105)상의 수지 절연막(26)이 다른 영역상의 수지 절연막 보다 낮게 증착된다. 이에따라, 도 2b에 도시된 바와같이, 스토리지 캐패시터 전극 상부에 있는 수지 절연막(26)의 두께를 드레인 전극을 포함하는 데이터 라인 또는 게이트 전극을 포함하는 게이트라인 상부의 수지 절연막의 두께보다 낮게 증착하여 상기 스토리지 캐패시터 형성 영역에 수지 절연막의 두께를 수 ㎛의 1/3이하로 줄임에 따라 적은 면적으로 커다란 용량을 만들수 있어 개구율을 향상시키고 휘도를 증가 시킬 수 있다.
이상에서 자세히 설명한 바와같이, 상기 화소 전극을 게이트 라인과 데이터 라인의 측단 부분과 오버랩되도록 확장되어, 고개구율을 얻는 액정표시 소자에 있어서. 데이터 라인과 화소전극 간의 중첩 용량을 줄여 화질 저하의 요인을 제거할 목적으로 수지 절연막을 사용하며, 스토리지 캐패시터 전극 상부에 있는 수지 절연막의 두께를 드레인 전극을 포함하는 데이터 라인 또는 게이트 전극을 포함하는 게이트 라인 상부의 수지 절연막의 두께보다 낮게 증착하여 상기 수지 절연막의 두께를 수 ㎛의 1/3이하로 줄임에 따라 적은 면적으로 커다란 용량을 만들수 있어 개구율을 향상시키고 휘도를 증가시켜 소비 전력을 감소 시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

  1. 유리기판 상부에 게이트 전극을 포함하는 게이트 버스 라인을 형성하고, 동시에 게이트 버스 라인과 평행하게 스토리지 캐패시터 전극을 형성하는 단계;
    상기 결과물 전면상에 게이트 절연막을 증착하는 단계;
    상기 게이트 전극 상부의 게이트 절연막상에 반도체층을 형성하는 단계;
    상기 반도체층 상부에 소오스/드레인 전극을 포함하는 데이터 라인을 형성하는 단계;
    상기 박막 트랜지스터가 완성된 하부 기판 상부에 수지 절연막 증착하고, 하프-톤 마스크를 이용하여 상기 스토리지 캐패시터 전극 상부에 있는 수지 절연막의 두께가 드레인 전극을 포함하는 데이터 라인 또는 게이트 전극을 포함하는 게이트 라인 상부의 수지 절연막 두께보다 낮게 증착하여 수지 절연막을 형성하는 단계;
    상기 드레인 전극의 소정 부분이 오픈되도록, 수지 절연막을 제거하여, 콘택홀을 형성하는 단계; 및
    상기 노출된 드레인 전극과 콘택되도록 수지 절연막 상부에 화소 전극 형성시, 데이타 버스 라인 및 게이트 버스 라인과 소정 부분 오버랩되도록 형성하는 단계를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 소자의 제조방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 하프-톤 마스크는 바람직하게 서로 다른 투과율을 갖는 물질인 크롬 실리사이드막으로 구성된 것을 특징으로 하는 액정 표시 소자의 제조방법.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 수지 절연막은 투명 또는 반투명 또는 일부 제한된 영역에서 투명한 것을 특징으로 하는 액정 표시 소자의 제조방법.
KR1020000036531A 2000-06-29 2000-06-29 고개구율 액정 표시 소자의 제조방법 Ceased KR20020002089A (ko)

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