薄膜トランジスタ基板とその製造方法、及びこれを有する液晶表示パネルとその製造方法
【課題】本発明は有機膜と無機膜と間の分離現象を防止することができる薄膜トランジスタ基板とその製造方法、及びこれを有する液晶表示パネルとその製造方法を提供する。
【解決手段】本発明による薄膜トランジスタ基板は、ゲートライン及びデータラインと接続された薄膜トランジスタと、薄膜トランジスタを保護する有機保護膜と、ゲートラインとデータラインとの間に形成され有機保護膜との接触面と、有機保護膜との非接触面が異なる形態で形成された無機絶縁膜と、を具備する。
【解決手段】本発明による薄膜トランジスタ基板は、ゲートライン及びデータラインと接続された薄膜トランジスタと、薄膜トランジスタを保護する有機保護膜と、ゲートラインとデータラインとの間に形成され有機保護膜との接触面と、有機保護膜との非接触面が異なる形態で形成された無機絶縁膜と、を具備する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は薄膜トランジスタ基板とその製造方法、及びこれを有する液晶表示パネルとその製造方法に関し、特に、有機膜と無機膜との間の分離現象を防止することができる薄膜トランジスタ基板とその製造方法、及びこれを有する液晶表示パネルとその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
通常、液晶表示装置は液晶表示パネルのマトリックス形態に配列された液晶セルそれぞれがビデオ信号に従って光透過率を調節することで画像を表示する。
【０００３】
このような液晶表示装置は図１に示すように、液晶を間において合着剤４８によって合着される薄膜トランジスタ基板４０及びカラーフィルタ基板４２を具備する。
【０００４】
カラーフィルタ基板４２は光漏れ防止のためのブラックマトリックスと、カラー具現のためにカラーフィルタと、画素電極と垂直電界を成す共通電極と、それらの上に液晶配向のために塗布された上部配向膜と、を含む。
【０００５】
薄膜トランジスタ基板４０は下部基板１上に互いに交差されるように形成されたゲートライン及びデータラインと、それらの交差部に形成された薄膜トランジスタＴＦＴと、薄膜トランジスタと接続された画素電極と、それらの上に配向のために塗布された下部配向膜と、を含む。
【０００６】
ここで、薄膜トランジスタは無機保護膜２６及び有機保護膜１８によって保護される。有機保護膜１８は無機保護膜２６上に開口率を高くするために形成される。即ち、低誘電率の有機保護膜１８を間において形成される画素電極と信号ラインと間の寄生キャパシタの容量値は高誘電率の無機保護膜を間において形成されるこれらの間の寄生キャパシタの容量値に比べて小さくなる。このような有機保護膜１８によって画素電極と信号ラインとを重畳することができ開口率が高くなる。
【０００７】
しかし、無機保護膜２６と有機保護膜１８はこれらの間の接合力が相対的に低下する。特に、接着剤と重畳する領域で無機保護膜２６と有機保護膜１８とが分離される場合が発生する。
【０００８】
このような問題点を解決するために、合着剤と重畳する領域の有機保護膜を選択的に除去した液晶表示パネルが提案された。しかし、下部基板上に薄膜トランジスタを用いて駆動回路部を形成する場合、合着剤と重畳する駆動回路部は透明導電膜のパターニングの際浸食される場合が発生するという問題点がある。また、有機保護膜が除去された領域に合着剤を形成する場合、合着剤を通じて薄膜トランジスタ基板に加えられる圧力を無機保護膜では耐えられなく駆動回路部が損傷される場合が発生するという問題点がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
そこで、本発明は上記従来の問題点に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、有機膜と無機膜と間の分離現象を防止することができる薄膜トランジスタ基板とその製造方法、及びこれを有する液晶表示パネルとその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するためになされた本発明による薄膜トランジスタ基板は、カラーフィルタ基板と合着剤によって合着され、基板上に形成されゲートライン及びデータラインと接続された薄膜トランジスタと、前記薄膜トランジスタを保護する有機保護膜と、前記ゲートラインとデータラインとの間に形成され前記合着剤と重畳する領域で前記有機保護膜との接触面が凸凹形態で形成された無機絶縁膜と、を具備することを特徴とする。
【００１１】
ここで、前記凸凹形態で形成された無機膜の凹部及び凸部のうち少なくともいずれか一つの高さは約１００Å乃至１０００Åであることを特徴とする。
【００１２】
一方、前記薄膜トランジスタは、前記基板上に形成されたアクティブ層と、前記アクティブ層を覆うように形成されたゲート絶縁膜上に前記ゲートラインと接続されたゲート電極と、前記ゲート電極を覆うように形成された層間絶縁膜上に前記データラインと接続されたソース電極と、前記ソース電極とアクティブ層を間に置いて向き合うドレイン電極と、を含む。
【００１３】
その際、前記無機絶縁膜は、前記データライン、前記ソース電極、及び前記ドレイン電極との接触面の形態と、前記有機保護膜との接触面の形態とが異なる前記層間絶縁膜である。
【００１４】
そして、前記層間絶縁膜は前記データライン、前記ソース電極、及び前記ドレイン電極との接触面が平坦な表面を有する。
【００１５】
一方、前記薄膜トランジスタは、前記基板上に形成されたゲート電極と、前記ゲート電極を覆うように形成されたゲート絶縁膜上に形成された活性層と、前記活性層のチャンネル領域を露出させるように形成されたオーミック接触層と、前記チャンネル領域を間に置いて向き合うソース電極及びドレイン電極と、を含むことを特徴とする。
【００１６】
その際、前記無機絶縁膜は、前記活性層、前記オーミック接触層、前記ソース電極、及び前記ドレイン電極のうちの少なくともいずれか一つとの接触面の形態と、前記有機保護膜との接触面の形態とが異なる前記ゲート絶縁膜であることを特徴とする。
【００１７】
そして、前記ゲート絶縁膜は、前記データライン、前記ソース電極、及び前記ドレイン電極との接触面が平坦な表面を有することを特徴とする。
【００１８】
一方、前記データライン、前記ソース電極、及び前記ドレイン電極と同一のパターンでそれらの上に形成された無機保護膜をさらに具備することを特徴とする。
【００１９】
また、上記目的を達成するためになされた本発明による薄膜トランジスタ基板は、ゲートライン及びデータラインと接続された薄膜トランジスタ、前記薄膜トランジスタを保護する有機保護膜、及び前記ゲートラインとデータラインとの間に形成され前記有機保護膜との接触面と、前記有機保護膜との非接触面が異なる形態に形成された無機絶縁膜を具備することを特徴とする。
【００２０】
ここで、前記データライン、前記薄膜トランジスタのソース電極、及び前記薄膜トランジスタのドレイン電極の上にこれらと同一のパターンで形成される無機保護膜をさらに具備することを特徴とする。
【００２１】
一方、前記無機絶縁膜は、前記有機保護膜との接触面が凸凹形態で、前記有機膜との非接触面が平坦に形成されることを特徴とする。
【００２２】
上記目的を達成するためになされた本発明による薄膜トランジスタ基板の製造方法は、基板上にゲートライン電極及びゲートラインを含む第１導電パターングループを形成する段階と、前記第１導電パターングループを覆うように無機絶縁膜を形成する段階と、前記無機絶縁膜上にデータライン、ソース電極、及びドレイン電極を含む第２導電パターングループを形成すると共に前記無機絶縁膜を該第２導電パターングループと重畳する領域と重畳しない領域の表面形態が異なるように表面処理する段階と、前記第２導電パターングループを覆うように有機保護膜を形成する段階と、前記有機保護膜上に画素電極を含む第３導電パターングループを形成する段階と、を有することを特徴とする。
【００２３】
前記第２導電パターングループを形成すると共に前記無機絶縁膜を表面処理する段階は、前記第２導電パターングループ上に前記第２導電パターングループと同一パターンの無機保護膜を形成する段階を含む。
【００２４】
一方、前記第２導電パターングループを形成すると共に前記無機絶縁膜を表面処理する段階は、前記無機絶縁膜上にデータ金属層及び無機保護膜を順次に積層する段階と、前記無機保護膜上にフォトレジストパターンを形成する段階と、前記フォトレジストパターンを用いて前記無機保護膜及びデータ金属層の一部を１次エッチングする段階と、前記フォトレジストパターンを用いて前記データ金属層を２次エッチングして前記第２導電パターングループを形成すると共に該２次エッチングの際用いられたエッチングガスを用いて前記無機絶縁膜を表面処理する段階と、を含む。
【００２５】
その際、前記２次エッチングの際に用いられたエッチングガスは、Ｃｌ２、Ｏ２、Ｃｌ２＋Ｏ２のエッチングガスであることを特徴とする。
【００２６】
上記目的を達成するためになされた本発明による液晶表示パネルは、薄膜トランジスタを保護する有機保護膜との接触面が凸凹形態の表面を有し、該有機保護膜との非接触面が平坦な表面を有する無機絶縁膜を含む薄膜トランジスタ基板と、前記薄膜トランジスタ基板と液晶を間に置いて対向するカラーフィルタ基板と、前記有機保護膜と接触する前記凸凹形態の表面を有する無機絶縁膜と重畳する領域に形成され前記薄膜トランジスタ基板とカラーフィルタ基板とを合着させる合着剤と、を具備することを特徴とする。
【００２７】
上記目的を達成するためになされた本発明による液晶表示パネルの製造方法は、カラーフィルタ基板を備える段階と、薄膜トランジスタを保護する有機保護膜との接触面が凸凹形態の表面を有し、該有機保護膜との非接触面が平坦な表面を有する無機絶縁膜を含む薄膜トランジスタ基板を備える段階と、前記有機保護膜と接触する前記凸凹形態の表面を有する無機絶縁膜と重畳する領域に形成される合着剤を用いて前記カラーフィルタ基板と前記薄膜トランジスタ基板とを合着する段階と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２８】
本発明による薄膜トランジスタ基板とその製造方法、及びこれを有する液晶表示パネルとその製造方法によれば、データ金属層のエッチングガスを用いて層間絶縁膜及びゲート絶縁膜のうち少なくともいずれか一つの無機絶縁膜を表面処理することにより、無機絶縁膜と有機保護膜と間の接触界面が増大して無機絶縁膜と有機保護膜との間の分離現象が防止される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
次に、本発明に係る薄膜トランジスタ基板とその製造方法、及びこれを有する液晶表示パネルとその製造方法を実施するための最良の形態の具体例を、図２乃至図１６を参照しながら説明する。
【００３０】
図２は、本発明の第１実施例による液晶表示パネルを示す平面図であり、図３は、図２のＩ−Ｉ‘、ＩＩ−ＩＩ‘線に沿って切断した液晶表示パネルを示す断面図である。
【００３１】
図２及び図３に示すように、本発明による液晶表示パネルは、薄膜トランジスタ基板１４０、カラーフィルタ基板１４２、及び薄膜トランジスタ基板１４０とカラーフィルタ基板１４２とを合着するための合着剤１４８を具備する。
【００３２】
カラーフィルタ基板１４２には、光漏れ防止のためのブラックマトリックスと、カラー具現のためにカラーフィルタと、画素電極１２２と垂直電界を成す共通電極を含むカラーフィルタアレイが上部基板上に形成される。
【００３３】
薄膜トランジスタ基板１４０は、ゲートライン１０２及びデータライン１０４と接続されたＴＦＴ（薄膜トランジスタ）１３０と、ＴＦＴ１３０を保護する無機保護膜１２８及び有機保護膜１１８と、ＴＦＴ１３０と接続された画素電極１２２と、を具備する。ここで、ＴＦＴ１３０はＮ型またはＰ型で形成されるが、以下ではＮ型で形成された場合のみを説明する。
【００３４】
ゲートライン１０２はゲートパッド１５０を通じてゲートドライバ（図示せず）と接続される。データライン１０４はデータパッド１６０を通じてデータドライバ（図示せず）と接続される。
【００３５】
ＴＦＴ１３０は画素電極１２２にビデオ信号を充填する。このために、ＴＦＴ１３０は、ゲートライン１０２と接続されたゲート電極１０６、データライン１０４と接続されたソース電極１０８、無機保護膜１２８及び有機保護膜１１８を貫通する画素コンタクトホール１２０を通じて画素電極１２２と接続されたドレイン電極１１０、及びゲート電極１０６によってソース電極１０８とドレイン電極１１０との間にチャンネルを形成するアクティブ層１１４を具備する。
【００３６】
アクティブ層１１４はバッファ膜１１６を間に置いて下部基板１０１上に形成される。ゲートライン１０２と接続されたゲート電極１０６は、アクティブ層１１４のチャンネル領域１１４Ｃとゲート絶縁膜１１２を間に置いて重畳するように形成される。
【００３７】
ソース電極１０８及びドレイン電極１１０はゲート電極１０６と層間絶縁膜１２６を間において絶縁されるように形成される。そして、データライン１０４と接続されたソース電極１０８と、ドレイン電極１１０は、層間絶縁膜１２６及びゲート絶縁膜１１２を貫通するソースコンタクトホール１２４Ｓ及びドレインコンタクトホール１２４Ｄそれぞれを通じてｎ＋不純物が注入されたアクティブ層１１４のソース領域１１４Ｓ及びドレイン領域１１４Ｄそれぞれと接続される。また、アクティブ層１１４は、オフ電流を減少させるためにチャンネル領域１１４Ｃとソース及びドレイン領域１１４Ｓ、１１４Ｄの間にｎ−不純物が注入されたＬＤＤ（Ｌｉｇｈｔｌｙ Ｄｏｐｅｄ Ｄｒａｉｎ）領域（図示せず）をさらに具備する。
【００３８】
無機保護膜１２８は、ソース電極１０８、ドレイン電極１１０、及びデータライン１０４上にこれらソース電極１０８、ドレイン電極１１０、及びデータライン１０４と同一パターンで形成される。無機保護膜１２８と重畳する領域の層間絶縁膜１２６は平坦な表面を有するように形成される。無機保護膜１２８と重畳しない領域の層間絶縁膜１２６は凸凹形態の表面を有するように形成される。その際、図４に示すように凸凹形態で形成された層間絶縁膜１２６の凹部及び凸部のうち少なくともいずれか一つの高さＨは例えば、約１００Å〜１０００Åである。そして、層間絶縁膜１２６は無機保護膜１２８と同一のＳｉＮｘ、ＳｉＯ２などのような無機絶縁物質から形成される。
【００３９】
有機保護膜１１８は開口率を高くするように無機保護膜１２８が形成された下部基板１０１上に形成される。この有機保護膜１１８は凸凹形態の層間絶縁膜１２６と接触する。特に、有機保護膜１１８は合着剤１４８と対応する領域で凸凹形態の層間絶縁膜１２６と接触するので、有機保護膜１１８と層間絶縁膜１２６との間の接合力が相対的に向上する。これにより、合着剤１４８と対応する領域で有機保護膜１１８と層間絶縁膜１２６と間の分離現象が改善される。
【００４０】
このように本実施例による液晶表示パネルは凸凹形態の層間絶縁膜１２６と有機保護膜１１８が接触するので、合着剤１４８と対応する領域で薄膜間分離現象が防止される。
【００４１】
また、本実施例による液晶表示パネルは薄膜トランジスタ１３０を用いて下部基板１０１上に形成された駆動回路部が有機保護膜によって保護されるので、透明導電膜パターニングの際に駆動回路部が浸食されることが防止される。
【００４２】
また、本実施例による液晶表示パネルは合着剤１４８を通じて薄膜トランジスタ１３０に加えられる圧力を有機保護膜１１８で耐えるので、駆動回路部の損傷が防止される。
【００４３】
図５乃至図１１は、本発明の第１実施例による液晶表示パネルの製造方法を説明するための断面図である。
【００４４】
図５に示すように、下部基板１０１上にバッファ膜１１６が形成され、その上にアクティブ層１１４が形成される。
【００４５】
バッファ膜１１６は下部基板１０１上にＳｉＯ２などのような無機絶縁物質が全面蒸着されて形成される。
【００４６】
アクティブ層１１４は、バッファ膜１１６上にアモルファスシリコンを蒸着した後アモルファスシリコンをレーザーで結晶化してポリシリコンにし、その後、ポリシリコンをフォトリソグラフィ工程とエッチング工程でパターニングすることで形成される。
【００４７】
図６に示すように、アクティブ層１１４が形成されたバッファ膜１１６上にゲート絶縁膜１１２が形成され、その上にゲート電極１０６及びゲートライン１０２を含む第１導電パターングループが形成される。
【００４８】
ゲート絶縁膜１１２はアクティブ層１１４が形成されたバッファ膜１１６上にＳｉＯ２などのような無機絶縁物質が全面蒸着されて形成される。
【００４９】
ゲート電極１０６及びゲートライン１０２を含む第１導電パターングループは、ゲート絶縁膜１１２上にゲート金属層を形成した後、そのゲート金属層をフォトリソグラフィ工程及びエッチング工程でパターニングすることで形成される。
【００５０】
そして、ゲート電極１０６をマスクとして用いてアクティブ層１１４にｎ＋不純物を注入してゲート電極１０６と重畳しないアクティブ層１１４のソース領域１１４Ｓ及びドレイン領域１１４Ｄが形成される。このようなアクティブ層１１４のソース及びドレイン領域１１４Ｓ、１１４Ｄは、ゲート電極１０６と重畳するチャンネル領域１１４Ｃを間に置いて向き合う。
【００５１】
図７に示すように、第１導電パターングループが形成されたゲート絶縁膜１１２上に層間絶縁膜１２６が形成され、層間絶縁膜１２６及びゲート絶縁膜１１２を貫通するソース及びドレインコンタクトホール１２４Ｓ、１２４Ｄが形成される。
【００５２】
層間絶縁膜１２６はゲートライン１０２及びゲート電極１０６を含む第１導電パターングループが形成されたゲート絶縁膜１１２上にＳｉＮｘ、ＳｉＯ２などのような無機絶縁物質が全面蒸着されて形成される。
【００５３】
続いて、フォトリソグラフィ工程及びエッチング工程で層間絶縁膜１２６及びゲート絶縁膜１１２を貫通してアクティブ層１１４のソース及びドレイン領域１１４Ｓ、１１４Ｄをそれぞれ露出させるソース及びドレインコンタクトホール１２４Ｓ、１２４Ｄが形成される。
【００５４】
図８に示すように、層間絶縁膜１２６上にデータライン１０４、ソース電極１０８、及びドレイン電極１１０を含む第２導電パターングループと、第２導電パターングループと同一パターンの無機保護膜１２８が形成される。これについて、図１２及び図１４を参照して詳細に説明する。
【００５５】
図１２に示すように、層間絶縁膜１２６上にデータ金属層１６２と無機絶縁膜１６４が順次に蒸着される。データ金属層１６２はＭｏ、Ｗ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｃｒ、ＭｏＷなどの単一層またはこれらを用いた多層構造に形成される。無機絶縁膜１６４はＳｉＮｘ、ＳｉＯｘなどのような無機絶縁物質が用いられる。
【００５６】
その後、無機絶縁膜１６４上にフォトレジストを全面塗布した後フォトマスクを用いてフォトレジストを露光及び現像することでフォトレジストパターン１６６が形成される。フォトレジストパターン１６６をマスクとして無機絶縁膜１６４及びデータ金属層１６２を１次乾式エッチングする。１次乾式エッチングの際、ＳＦ６、Ｏ２、ＳＦ６＋Ｏ２などのエッチングガスが用いられる。それにより、無機絶縁膜１６４がパターニングされることで図１３に示すようにデータ金属層１６２上に無機保護膜１２８が形成される。そして、データ金属層１６２は無機保護膜１２８パターニングの際に用いられるエッチングガスに反応してフォトレジストパターンに従って一部パターニングされる。
【００５７】
その後、フォトレジストパターン１６６をマスクとしてデータ金属層１６２が２次乾式エッチングされる。２次乾式エッチングの際Ｃｌ２、Ｏ２、Ｃｌ２＋Ｏ２などのエッチングガスが用いられる。それにより、図１４に示すように、データライン１０４、ソース電極１０８、及びドレイン電極１１０を含む第２導電パターングループが形成される。その際、層間絶縁膜１２６は２次乾式エッチングの際に使用されたガスによってスパッタリングされ凸凹形態の表面を有する。これにより、層間絶縁膜１２６の表面積は相対的に広くなって後で形成される有機保護膜１１８との接触界面が増大する。
【００５８】
一方、乾式エッチングガスの代わりにＴＭＡＨ（テトラメチルアンモニウムハイドロオキシド）溶液を用いたブラシ洗浄工程によって有機保護膜と接触する無機保護膜の表面を凸凹形態で形成することもできる。この場合、無機保護膜を形成した後無機保護膜の表面を凸凹形態に形成するために約１０分以上の洗浄工程が必要である。反面、乾式エッチング工程を用いる場合、データ金属層１６２のパターニングと同時に層間絶縁膜１２６の表面がスパッタリングされるので別途の工程が不必要である。
【００５９】
また、洗浄工程を用いて凸凹形態で形成された無機保護膜の凹部及び凸部の大きさは乾式エッチング工程を用いて凸凹形態で形成された層間絶縁膜の凸凹形態の凸部及び凹部の大きさより小さい。これにより、乾式エッチング工程を用いて凸凹形態に形成された層間絶縁膜１２６は、洗浄工程を用いて凸凹形態に形成された無機保護膜に比べて有機保護膜１１８との接合力が増大する。
【００６０】
図９に示すように、第２導電パターングループが形成された層間絶縁膜１２６上に有機保護膜１１８が形成され、無機保護膜１２８及び有機保護膜１１８を貫通する画素コンタクトホール１２０が形成される。
【００６１】
有機保護膜１１８はデータライン１０４及びドレイン電極１１０が形成された層間絶縁膜１２６上にフォトアクリルなどのような有機絶縁物質が全面蒸着されて形成される。
【００６２】
続いて、フォトリソグラフィ工程及びエッチング工程で有機保護膜１１８及び無機保護膜１２８を貫通する画素コンタクトホール１２０が形成される。画素コンタクトホール１２０は無機保護膜１２８及び有機保護膜１１８を貫通してＴＦＴ１３０のドレイン電極１１０を露出させる。
【００６３】
図１０に示すように、有機保護膜１１８上に画素電極１２２を含む第３導電パターングループが形成される。
【００６４】
画素電極１２２を含む第３導電パターングループは、有機保護膜１１８上にＩＴＯなどの透明導電膜を蒸着した後、その透明導電膜をフォトリソグラフィ工程及び乾式エッチング工程でパターニングすることで形成される。
【００６５】
図１１に示すように、画素電極１２２が形成された薄膜トランジスタ基板１４０が、合着剤１４８によって別途に備えられたカラーフィルタ基板１４２と合着される。
【００６６】
図１５は、本発明の第２実施例による薄膜トランジスタ基板を示す断面図である。
【００６７】
図１５に示す薄膜トランジスタ基板は、図２及び図３に示した薄膜トランジスタ基板と対比してポリシリコン型薄膜トランジスタの代わりにアモルファスシリコン型薄膜トランジスタを用いることを除いては同一の構成要素を具備する。
【００６８】
アモルファスシリコン型薄膜トランジスタ基板１０１上に形成されゲートラインと接続されたゲート電極２０６と、データラインと接続されたソース電極２０８と、画素電極２２２と接続されたドレイン電極２１０と、ソース電極２０８及びドレイン電極２１０の間のチャンネルを形成する活性層２１４と、ソース及びドレイン電極２０８、２１０それぞれと活性層２１４とのオーミック接触のためのオーミック接触層２１６と、を具備する。
【００６９】
ソース電極２０８、ドレイン電極２１０、及びデータライン１０４上にはそれらと同一パターンの無機保護膜２２８が形成される。無機保護膜２２８と重畳する領域のゲート絶縁膜２１２は平坦な表面を有するように形成される。無機保護膜２２８と重畳しない領域のゲート絶縁膜２１２は凸凹形態の表面を有するように形成される。この際、凸凹形態に形成されたゲート絶縁膜２１２の凹部及び凸部のうち少なくともいずれか一つの高さは例えば、約１００Å〜１０００Åである。そして、ゲート絶縁膜２１２は無機保護膜２２８と同一のＳｉＮｘなどのような無機絶縁物質から形成される。
【００７０】
有機保護膜２１８は開口率を高くするように無機保護膜２２８が形成された下部基板１０１上にフォトアクリルのような有機絶縁物質から形成される。このような有機保護膜２１８は凸凹形態のゲート絶縁膜２１２と接触する。特に、有機保護膜２１８は合着剤１４８と対応する領域で凸凹形態のゲート絶縁膜２１２と接触するので、有機保護膜２１８とゲート絶縁膜２１２との間の接合力が相対的に向上する。これにより、合着剤１４８と対応する領域で有機保護膜２１８とゲート絶縁膜２１２との間の分離現象が改善される。
【００７１】
このように、本実施例による液晶表示パネルは凸凹形態のゲート絶縁膜２１２と有機保護膜２１８が接触するので、合着剤１４８と対応する領域で薄膜間分離現象が防止される。
【００７２】
また、本実施例による液晶表示パネルは薄膜トランジスタを用いて下部基板１０１上に形成された駆動回路部が有機保護膜２１８によって保護されるので、透明導電膜パターニングの際、駆動回路部が浸食されることを防止する。
【００７３】
また、本実施例による液晶表示パネルは合着剤を通じて薄膜トランジスタに加えられる圧力を有機保護膜２１８で耐えるので駆動回路部の損傷が防止される。
【００７４】
図１６は、従来と本発明による液晶表示パネルの薄膜間の接合力を比較した図面である。図１６で横軸は従来例Ａ、Ｂと本発明による液晶表示パネルＣの各種類を示し、縦軸は無機膜と有機膜と間の接合力を示す。
【００７５】
図１６に示すように、本発明による液晶表示パネルＣは従来有機膜と無機膜が接触する従来液晶表示パネルＡに比べて相対的に接合力が増大する。また、本発明による液晶表示パネルＣは合着剤の面積を増大させた従来の液晶表示パネルＢと比べても有機膜と無機膜との間の接合力が増大することがわかる。
【００７６】
以上、本発明の薄膜トランジスタ基板とその製造方法、及びこれを有する液晶表示パネルとその製造方法を実施例によって詳細に説明したが、本発明はこれに限定されず、本発明が属する技術分野において通常の知識を有するものであれば本発明の思想と精神を離脱することなく、本発明を修正または変更できる
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】従来液晶表示パネルを示す断面図である。
【図２】本発明の第１実施例による液晶表示パネルを示す平面図である。
【図３】図２のＩ−Ｉ‘、ＩＩ−ＩＩ‘線に沿って切断した液晶表示パネルを示す断面図である。
【図４】図３に示す‘Ａ’領域を拡大した拡大図である。
【図５】図３に示す液晶表示パネルの製造方法を説明するための断面図である。
【図６】図３に示す液晶表示パネルの製造方法を説明するための断面図である。
【図７】図３に示す液晶表示パネルの製造方法を説明するための断面図である。
【図８】図３に示す液晶表示パネルの製造方法を説明するための断面図である。
【図９】図３に示す液晶表示パネルの製造方法を説明するための断面図である。
【図１０】図３に示す液晶表示パネルの製造方法を説明するための断面図である。
【図１１】図３に示す液晶表示パネルの製造方法を説明するための断面図である。
【図１２】図８に示す第２導電パターングループ及び無機保護膜の製造方法を具体的に説明するための断面図である。
【図１３】図８に示す第２導電パターングループ及び無機保護膜の製造方法を具体的に説明するための断面図である。
【図１４】図８に示す第２導電パターングループ及び無機保護膜の製造方法を具体的に説明するための断面図である。
【図１５】本発明の第２実施例による液晶表示パネルを示す断面図である。
【図１６】従来と本発明による液晶表示パネルの薄膜間接合力を示す断面図である。
【符号の説明】
【００７８】
１、１０１ 基板
１８、１１８、２１８ 有機保護膜
２６、１２８、２２８ 無機保護膜
４０、１４０ 薄膜トランジスタ基板
４２、１４２ カラーフィルタ基板
４８、１４８ 合着剤
１０２ ゲートライン
１０４ データライン
１０６、２０６ ゲート電極
１０８、２０８ ソース電極
１１０、２１０ ドレイン電極
１１２、２１２ ゲート絶縁膜
１１４ アクティブ層
１１４Ｃ チャンネル領域
１１４Ｓ ソース領域
１１４Ｄ ドレイン領域
１１６ バッファ膜
１２２、２２２ 画素電極
１２０、１２４Ｓ、１２４Ｄ、２２０ コンタクトホール
１２６ 層間絶縁膜
１３０ ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）
１５０ ゲートパッド
１６０ データパッド
１６２ データ金属層
１６４ 無機絶縁膜
１６６ フォトレジストパターン
２１４ 活性層
２１６ オーミック接触層
【技術分野】
【０００１】
本発明は薄膜トランジスタ基板とその製造方法、及びこれを有する液晶表示パネルとその製造方法に関し、特に、有機膜と無機膜との間の分離現象を防止することができる薄膜トランジスタ基板とその製造方法、及びこれを有する液晶表示パネルとその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
通常、液晶表示装置は液晶表示パネルのマトリックス形態に配列された液晶セルそれぞれがビデオ信号に従って光透過率を調節することで画像を表示する。
【０００３】
このような液晶表示装置は図１に示すように、液晶を間において合着剤４８によって合着される薄膜トランジスタ基板４０及びカラーフィルタ基板４２を具備する。
【０００４】
カラーフィルタ基板４２は光漏れ防止のためのブラックマトリックスと、カラー具現のためにカラーフィルタと、画素電極と垂直電界を成す共通電極と、それらの上に液晶配向のために塗布された上部配向膜と、を含む。
【０００５】
薄膜トランジスタ基板４０は下部基板１上に互いに交差されるように形成されたゲートライン及びデータラインと、それらの交差部に形成された薄膜トランジスタＴＦＴと、薄膜トランジスタと接続された画素電極と、それらの上に配向のために塗布された下部配向膜と、を含む。
【０００６】
ここで、薄膜トランジスタは無機保護膜２６及び有機保護膜１８によって保護される。有機保護膜１８は無機保護膜２６上に開口率を高くするために形成される。即ち、低誘電率の有機保護膜１８を間において形成される画素電極と信号ラインと間の寄生キャパシタの容量値は高誘電率の無機保護膜を間において形成されるこれらの間の寄生キャパシタの容量値に比べて小さくなる。このような有機保護膜１８によって画素電極と信号ラインとを重畳することができ開口率が高くなる。
【０００７】
しかし、無機保護膜２６と有機保護膜１８はこれらの間の接合力が相対的に低下する。特に、接着剤と重畳する領域で無機保護膜２６と有機保護膜１８とが分離される場合が発生する。
【０００８】
このような問題点を解決するために、合着剤と重畳する領域の有機保護膜を選択的に除去した液晶表示パネルが提案された。しかし、下部基板上に薄膜トランジスタを用いて駆動回路部を形成する場合、合着剤と重畳する駆動回路部は透明導電膜のパターニングの際浸食される場合が発生するという問題点がある。また、有機保護膜が除去された領域に合着剤を形成する場合、合着剤を通じて薄膜トランジスタ基板に加えられる圧力を無機保護膜では耐えられなく駆動回路部が損傷される場合が発生するという問題点がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
そこで、本発明は上記従来の問題点に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、有機膜と無機膜と間の分離現象を防止することができる薄膜トランジスタ基板とその製造方法、及びこれを有する液晶表示パネルとその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するためになされた本発明による薄膜トランジスタ基板は、カラーフィルタ基板と合着剤によって合着され、基板上に形成されゲートライン及びデータラインと接続された薄膜トランジスタと、前記薄膜トランジスタを保護する有機保護膜と、前記ゲートラインとデータラインとの間に形成され前記合着剤と重畳する領域で前記有機保護膜との接触面が凸凹形態で形成された無機絶縁膜と、を具備することを特徴とする。
【００１１】
ここで、前記凸凹形態で形成された無機膜の凹部及び凸部のうち少なくともいずれか一つの高さは約１００Å乃至１０００Åであることを特徴とする。
【００１２】
一方、前記薄膜トランジスタは、前記基板上に形成されたアクティブ層と、前記アクティブ層を覆うように形成されたゲート絶縁膜上に前記ゲートラインと接続されたゲート電極と、前記ゲート電極を覆うように形成された層間絶縁膜上に前記データラインと接続されたソース電極と、前記ソース電極とアクティブ層を間に置いて向き合うドレイン電極と、を含む。
【００１３】
その際、前記無機絶縁膜は、前記データライン、前記ソース電極、及び前記ドレイン電極との接触面の形態と、前記有機保護膜との接触面の形態とが異なる前記層間絶縁膜である。
【００１４】
そして、前記層間絶縁膜は前記データライン、前記ソース電極、及び前記ドレイン電極との接触面が平坦な表面を有する。
【００１５】
一方、前記薄膜トランジスタは、前記基板上に形成されたゲート電極と、前記ゲート電極を覆うように形成されたゲート絶縁膜上に形成された活性層と、前記活性層のチャンネル領域を露出させるように形成されたオーミック接触層と、前記チャンネル領域を間に置いて向き合うソース電極及びドレイン電極と、を含むことを特徴とする。
【００１６】
その際、前記無機絶縁膜は、前記活性層、前記オーミック接触層、前記ソース電極、及び前記ドレイン電極のうちの少なくともいずれか一つとの接触面の形態と、前記有機保護膜との接触面の形態とが異なる前記ゲート絶縁膜であることを特徴とする。
【００１７】
そして、前記ゲート絶縁膜は、前記データライン、前記ソース電極、及び前記ドレイン電極との接触面が平坦な表面を有することを特徴とする。
【００１８】
一方、前記データライン、前記ソース電極、及び前記ドレイン電極と同一のパターンでそれらの上に形成された無機保護膜をさらに具備することを特徴とする。
【００１９】
また、上記目的を達成するためになされた本発明による薄膜トランジスタ基板は、ゲートライン及びデータラインと接続された薄膜トランジスタ、前記薄膜トランジスタを保護する有機保護膜、及び前記ゲートラインとデータラインとの間に形成され前記有機保護膜との接触面と、前記有機保護膜との非接触面が異なる形態に形成された無機絶縁膜を具備することを特徴とする。
【００２０】
ここで、前記データライン、前記薄膜トランジスタのソース電極、及び前記薄膜トランジスタのドレイン電極の上にこれらと同一のパターンで形成される無機保護膜をさらに具備することを特徴とする。
【００２１】
一方、前記無機絶縁膜は、前記有機保護膜との接触面が凸凹形態で、前記有機膜との非接触面が平坦に形成されることを特徴とする。
【００２２】
上記目的を達成するためになされた本発明による薄膜トランジスタ基板の製造方法は、基板上にゲートライン電極及びゲートラインを含む第１導電パターングループを形成する段階と、前記第１導電パターングループを覆うように無機絶縁膜を形成する段階と、前記無機絶縁膜上にデータライン、ソース電極、及びドレイン電極を含む第２導電パターングループを形成すると共に前記無機絶縁膜を該第２導電パターングループと重畳する領域と重畳しない領域の表面形態が異なるように表面処理する段階と、前記第２導電パターングループを覆うように有機保護膜を形成する段階と、前記有機保護膜上に画素電極を含む第３導電パターングループを形成する段階と、を有することを特徴とする。
【００２３】
前記第２導電パターングループを形成すると共に前記無機絶縁膜を表面処理する段階は、前記第２導電パターングループ上に前記第２導電パターングループと同一パターンの無機保護膜を形成する段階を含む。
【００２４】
一方、前記第２導電パターングループを形成すると共に前記無機絶縁膜を表面処理する段階は、前記無機絶縁膜上にデータ金属層及び無機保護膜を順次に積層する段階と、前記無機保護膜上にフォトレジストパターンを形成する段階と、前記フォトレジストパターンを用いて前記無機保護膜及びデータ金属層の一部を１次エッチングする段階と、前記フォトレジストパターンを用いて前記データ金属層を２次エッチングして前記第２導電パターングループを形成すると共に該２次エッチングの際用いられたエッチングガスを用いて前記無機絶縁膜を表面処理する段階と、を含む。
【００２５】
その際、前記２次エッチングの際に用いられたエッチングガスは、Ｃｌ２、Ｏ２、Ｃｌ２＋Ｏ２のエッチングガスであることを特徴とする。
【００２６】
上記目的を達成するためになされた本発明による液晶表示パネルは、薄膜トランジスタを保護する有機保護膜との接触面が凸凹形態の表面を有し、該有機保護膜との非接触面が平坦な表面を有する無機絶縁膜を含む薄膜トランジスタ基板と、前記薄膜トランジスタ基板と液晶を間に置いて対向するカラーフィルタ基板と、前記有機保護膜と接触する前記凸凹形態の表面を有する無機絶縁膜と重畳する領域に形成され前記薄膜トランジスタ基板とカラーフィルタ基板とを合着させる合着剤と、を具備することを特徴とする。
【００２７】
上記目的を達成するためになされた本発明による液晶表示パネルの製造方法は、カラーフィルタ基板を備える段階と、薄膜トランジスタを保護する有機保護膜との接触面が凸凹形態の表面を有し、該有機保護膜との非接触面が平坦な表面を有する無機絶縁膜を含む薄膜トランジスタ基板を備える段階と、前記有機保護膜と接触する前記凸凹形態の表面を有する無機絶縁膜と重畳する領域に形成される合着剤を用いて前記カラーフィルタ基板と前記薄膜トランジスタ基板とを合着する段階と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２８】
本発明による薄膜トランジスタ基板とその製造方法、及びこれを有する液晶表示パネルとその製造方法によれば、データ金属層のエッチングガスを用いて層間絶縁膜及びゲート絶縁膜のうち少なくともいずれか一つの無機絶縁膜を表面処理することにより、無機絶縁膜と有機保護膜と間の接触界面が増大して無機絶縁膜と有機保護膜との間の分離現象が防止される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
次に、本発明に係る薄膜トランジスタ基板とその製造方法、及びこれを有する液晶表示パネルとその製造方法を実施するための最良の形態の具体例を、図２乃至図１６を参照しながら説明する。
【００３０】
図２は、本発明の第１実施例による液晶表示パネルを示す平面図であり、図３は、図２のＩ−Ｉ‘、ＩＩ−ＩＩ‘線に沿って切断した液晶表示パネルを示す断面図である。
【００３１】
図２及び図３に示すように、本発明による液晶表示パネルは、薄膜トランジスタ基板１４０、カラーフィルタ基板１４２、及び薄膜トランジスタ基板１４０とカラーフィルタ基板１４２とを合着するための合着剤１４８を具備する。
【００３２】
カラーフィルタ基板１４２には、光漏れ防止のためのブラックマトリックスと、カラー具現のためにカラーフィルタと、画素電極１２２と垂直電界を成す共通電極を含むカラーフィルタアレイが上部基板上に形成される。
【００３３】
薄膜トランジスタ基板１４０は、ゲートライン１０２及びデータライン１０４と接続されたＴＦＴ（薄膜トランジスタ）１３０と、ＴＦＴ１３０を保護する無機保護膜１２８及び有機保護膜１１８と、ＴＦＴ１３０と接続された画素電極１２２と、を具備する。ここで、ＴＦＴ１３０はＮ型またはＰ型で形成されるが、以下ではＮ型で形成された場合のみを説明する。
【００３４】
ゲートライン１０２はゲートパッド１５０を通じてゲートドライバ（図示せず）と接続される。データライン１０４はデータパッド１６０を通じてデータドライバ（図示せず）と接続される。
【００３５】
ＴＦＴ１３０は画素電極１２２にビデオ信号を充填する。このために、ＴＦＴ１３０は、ゲートライン１０２と接続されたゲート電極１０６、データライン１０４と接続されたソース電極１０８、無機保護膜１２８及び有機保護膜１１８を貫通する画素コンタクトホール１２０を通じて画素電極１２２と接続されたドレイン電極１１０、及びゲート電極１０６によってソース電極１０８とドレイン電極１１０との間にチャンネルを形成するアクティブ層１１４を具備する。
【００３６】
アクティブ層１１４はバッファ膜１１６を間に置いて下部基板１０１上に形成される。ゲートライン１０２と接続されたゲート電極１０６は、アクティブ層１１４のチャンネル領域１１４Ｃとゲート絶縁膜１１２を間に置いて重畳するように形成される。
【００３７】
ソース電極１０８及びドレイン電極１１０はゲート電極１０６と層間絶縁膜１２６を間において絶縁されるように形成される。そして、データライン１０４と接続されたソース電極１０８と、ドレイン電極１１０は、層間絶縁膜１２６及びゲート絶縁膜１１２を貫通するソースコンタクトホール１２４Ｓ及びドレインコンタクトホール１２４Ｄそれぞれを通じてｎ＋不純物が注入されたアクティブ層１１４のソース領域１１４Ｓ及びドレイン領域１１４Ｄそれぞれと接続される。また、アクティブ層１１４は、オフ電流を減少させるためにチャンネル領域１１４Ｃとソース及びドレイン領域１１４Ｓ、１１４Ｄの間にｎ−不純物が注入されたＬＤＤ（Ｌｉｇｈｔｌｙ Ｄｏｐｅｄ Ｄｒａｉｎ）領域（図示せず）をさらに具備する。
【００３８】
無機保護膜１２８は、ソース電極１０８、ドレイン電極１１０、及びデータライン１０４上にこれらソース電極１０８、ドレイン電極１１０、及びデータライン１０４と同一パターンで形成される。無機保護膜１２８と重畳する領域の層間絶縁膜１２６は平坦な表面を有するように形成される。無機保護膜１２８と重畳しない領域の層間絶縁膜１２６は凸凹形態の表面を有するように形成される。その際、図４に示すように凸凹形態で形成された層間絶縁膜１２６の凹部及び凸部のうち少なくともいずれか一つの高さＨは例えば、約１００Å〜１０００Åである。そして、層間絶縁膜１２６は無機保護膜１２８と同一のＳｉＮｘ、ＳｉＯ２などのような無機絶縁物質から形成される。
【００３９】
有機保護膜１１８は開口率を高くするように無機保護膜１２８が形成された下部基板１０１上に形成される。この有機保護膜１１８は凸凹形態の層間絶縁膜１２６と接触する。特に、有機保護膜１１８は合着剤１４８と対応する領域で凸凹形態の層間絶縁膜１２６と接触するので、有機保護膜１１８と層間絶縁膜１２６との間の接合力が相対的に向上する。これにより、合着剤１４８と対応する領域で有機保護膜１１８と層間絶縁膜１２６と間の分離現象が改善される。
【００４０】
このように本実施例による液晶表示パネルは凸凹形態の層間絶縁膜１２６と有機保護膜１１８が接触するので、合着剤１４８と対応する領域で薄膜間分離現象が防止される。
【００４１】
また、本実施例による液晶表示パネルは薄膜トランジスタ１３０を用いて下部基板１０１上に形成された駆動回路部が有機保護膜によって保護されるので、透明導電膜パターニングの際に駆動回路部が浸食されることが防止される。
【００４２】
また、本実施例による液晶表示パネルは合着剤１４８を通じて薄膜トランジスタ１３０に加えられる圧力を有機保護膜１１８で耐えるので、駆動回路部の損傷が防止される。
【００４３】
図５乃至図１１は、本発明の第１実施例による液晶表示パネルの製造方法を説明するための断面図である。
【００４４】
図５に示すように、下部基板１０１上にバッファ膜１１６が形成され、その上にアクティブ層１１４が形成される。
【００４５】
バッファ膜１１６は下部基板１０１上にＳｉＯ２などのような無機絶縁物質が全面蒸着されて形成される。
【００４６】
アクティブ層１１４は、バッファ膜１１６上にアモルファスシリコンを蒸着した後アモルファスシリコンをレーザーで結晶化してポリシリコンにし、その後、ポリシリコンをフォトリソグラフィ工程とエッチング工程でパターニングすることで形成される。
【００４７】
図６に示すように、アクティブ層１１４が形成されたバッファ膜１１６上にゲート絶縁膜１１２が形成され、その上にゲート電極１０６及びゲートライン１０２を含む第１導電パターングループが形成される。
【００４８】
ゲート絶縁膜１１２はアクティブ層１１４が形成されたバッファ膜１１６上にＳｉＯ２などのような無機絶縁物質が全面蒸着されて形成される。
【００４９】
ゲート電極１０６及びゲートライン１０２を含む第１導電パターングループは、ゲート絶縁膜１１２上にゲート金属層を形成した後、そのゲート金属層をフォトリソグラフィ工程及びエッチング工程でパターニングすることで形成される。
【００５０】
そして、ゲート電極１０６をマスクとして用いてアクティブ層１１４にｎ＋不純物を注入してゲート電極１０６と重畳しないアクティブ層１１４のソース領域１１４Ｓ及びドレイン領域１１４Ｄが形成される。このようなアクティブ層１１４のソース及びドレイン領域１１４Ｓ、１１４Ｄは、ゲート電極１０６と重畳するチャンネル領域１１４Ｃを間に置いて向き合う。
【００５１】
図７に示すように、第１導電パターングループが形成されたゲート絶縁膜１１２上に層間絶縁膜１２６が形成され、層間絶縁膜１２６及びゲート絶縁膜１１２を貫通するソース及びドレインコンタクトホール１２４Ｓ、１２４Ｄが形成される。
【００５２】
層間絶縁膜１２６はゲートライン１０２及びゲート電極１０６を含む第１導電パターングループが形成されたゲート絶縁膜１１２上にＳｉＮｘ、ＳｉＯ２などのような無機絶縁物質が全面蒸着されて形成される。
【００５３】
続いて、フォトリソグラフィ工程及びエッチング工程で層間絶縁膜１２６及びゲート絶縁膜１１２を貫通してアクティブ層１１４のソース及びドレイン領域１１４Ｓ、１１４Ｄをそれぞれ露出させるソース及びドレインコンタクトホール１２４Ｓ、１２４Ｄが形成される。
【００５４】
図８に示すように、層間絶縁膜１２６上にデータライン１０４、ソース電極１０８、及びドレイン電極１１０を含む第２導電パターングループと、第２導電パターングループと同一パターンの無機保護膜１２８が形成される。これについて、図１２及び図１４を参照して詳細に説明する。
【００５５】
図１２に示すように、層間絶縁膜１２６上にデータ金属層１６２と無機絶縁膜１６４が順次に蒸着される。データ金属層１６２はＭｏ、Ｗ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｃｒ、ＭｏＷなどの単一層またはこれらを用いた多層構造に形成される。無機絶縁膜１６４はＳｉＮｘ、ＳｉＯｘなどのような無機絶縁物質が用いられる。
【００５６】
その後、無機絶縁膜１６４上にフォトレジストを全面塗布した後フォトマスクを用いてフォトレジストを露光及び現像することでフォトレジストパターン１６６が形成される。フォトレジストパターン１６６をマスクとして無機絶縁膜１６４及びデータ金属層１６２を１次乾式エッチングする。１次乾式エッチングの際、ＳＦ６、Ｏ２、ＳＦ６＋Ｏ２などのエッチングガスが用いられる。それにより、無機絶縁膜１６４がパターニングされることで図１３に示すようにデータ金属層１６２上に無機保護膜１２８が形成される。そして、データ金属層１６２は無機保護膜１２８パターニングの際に用いられるエッチングガスに反応してフォトレジストパターンに従って一部パターニングされる。
【００５７】
その後、フォトレジストパターン１６６をマスクとしてデータ金属層１６２が２次乾式エッチングされる。２次乾式エッチングの際Ｃｌ２、Ｏ２、Ｃｌ２＋Ｏ２などのエッチングガスが用いられる。それにより、図１４に示すように、データライン１０４、ソース電極１０８、及びドレイン電極１１０を含む第２導電パターングループが形成される。その際、層間絶縁膜１２６は２次乾式エッチングの際に使用されたガスによってスパッタリングされ凸凹形態の表面を有する。これにより、層間絶縁膜１２６の表面積は相対的に広くなって後で形成される有機保護膜１１８との接触界面が増大する。
【００５８】
一方、乾式エッチングガスの代わりにＴＭＡＨ（テトラメチルアンモニウムハイドロオキシド）溶液を用いたブラシ洗浄工程によって有機保護膜と接触する無機保護膜の表面を凸凹形態で形成することもできる。この場合、無機保護膜を形成した後無機保護膜の表面を凸凹形態に形成するために約１０分以上の洗浄工程が必要である。反面、乾式エッチング工程を用いる場合、データ金属層１６２のパターニングと同時に層間絶縁膜１２６の表面がスパッタリングされるので別途の工程が不必要である。
【００５９】
また、洗浄工程を用いて凸凹形態で形成された無機保護膜の凹部及び凸部の大きさは乾式エッチング工程を用いて凸凹形態で形成された層間絶縁膜の凸凹形態の凸部及び凹部の大きさより小さい。これにより、乾式エッチング工程を用いて凸凹形態に形成された層間絶縁膜１２６は、洗浄工程を用いて凸凹形態に形成された無機保護膜に比べて有機保護膜１１８との接合力が増大する。
【００６０】
図９に示すように、第２導電パターングループが形成された層間絶縁膜１２６上に有機保護膜１１８が形成され、無機保護膜１２８及び有機保護膜１１８を貫通する画素コンタクトホール１２０が形成される。
【００６１】
有機保護膜１１８はデータライン１０４及びドレイン電極１１０が形成された層間絶縁膜１２６上にフォトアクリルなどのような有機絶縁物質が全面蒸着されて形成される。
【００６２】
続いて、フォトリソグラフィ工程及びエッチング工程で有機保護膜１１８及び無機保護膜１２８を貫通する画素コンタクトホール１２０が形成される。画素コンタクトホール１２０は無機保護膜１２８及び有機保護膜１１８を貫通してＴＦＴ１３０のドレイン電極１１０を露出させる。
【００６３】
図１０に示すように、有機保護膜１１８上に画素電極１２２を含む第３導電パターングループが形成される。
【００６４】
画素電極１２２を含む第３導電パターングループは、有機保護膜１１８上にＩＴＯなどの透明導電膜を蒸着した後、その透明導電膜をフォトリソグラフィ工程及び乾式エッチング工程でパターニングすることで形成される。
【００６５】
図１１に示すように、画素電極１２２が形成された薄膜トランジスタ基板１４０が、合着剤１４８によって別途に備えられたカラーフィルタ基板１４２と合着される。
【００６６】
図１５は、本発明の第２実施例による薄膜トランジスタ基板を示す断面図である。
【００６７】
図１５に示す薄膜トランジスタ基板は、図２及び図３に示した薄膜トランジスタ基板と対比してポリシリコン型薄膜トランジスタの代わりにアモルファスシリコン型薄膜トランジスタを用いることを除いては同一の構成要素を具備する。
【００６８】
アモルファスシリコン型薄膜トランジスタ基板１０１上に形成されゲートラインと接続されたゲート電極２０６と、データラインと接続されたソース電極２０８と、画素電極２２２と接続されたドレイン電極２１０と、ソース電極２０８及びドレイン電極２１０の間のチャンネルを形成する活性層２１４と、ソース及びドレイン電極２０８、２１０それぞれと活性層２１４とのオーミック接触のためのオーミック接触層２１６と、を具備する。
【００６９】
ソース電極２０８、ドレイン電極２１０、及びデータライン１０４上にはそれらと同一パターンの無機保護膜２２８が形成される。無機保護膜２２８と重畳する領域のゲート絶縁膜２１２は平坦な表面を有するように形成される。無機保護膜２２８と重畳しない領域のゲート絶縁膜２１２は凸凹形態の表面を有するように形成される。この際、凸凹形態に形成されたゲート絶縁膜２１２の凹部及び凸部のうち少なくともいずれか一つの高さは例えば、約１００Å〜１０００Åである。そして、ゲート絶縁膜２１２は無機保護膜２２８と同一のＳｉＮｘなどのような無機絶縁物質から形成される。
【００７０】
有機保護膜２１８は開口率を高くするように無機保護膜２２８が形成された下部基板１０１上にフォトアクリルのような有機絶縁物質から形成される。このような有機保護膜２１８は凸凹形態のゲート絶縁膜２１２と接触する。特に、有機保護膜２１８は合着剤１４８と対応する領域で凸凹形態のゲート絶縁膜２１２と接触するので、有機保護膜２１８とゲート絶縁膜２１２との間の接合力が相対的に向上する。これにより、合着剤１４８と対応する領域で有機保護膜２１８とゲート絶縁膜２１２との間の分離現象が改善される。
【００７１】
このように、本実施例による液晶表示パネルは凸凹形態のゲート絶縁膜２１２と有機保護膜２１８が接触するので、合着剤１４８と対応する領域で薄膜間分離現象が防止される。
【００７２】
また、本実施例による液晶表示パネルは薄膜トランジスタを用いて下部基板１０１上に形成された駆動回路部が有機保護膜２１８によって保護されるので、透明導電膜パターニングの際、駆動回路部が浸食されることを防止する。
【００７３】
また、本実施例による液晶表示パネルは合着剤を通じて薄膜トランジスタに加えられる圧力を有機保護膜２１８で耐えるので駆動回路部の損傷が防止される。
【００７４】
図１６は、従来と本発明による液晶表示パネルの薄膜間の接合力を比較した図面である。図１６で横軸は従来例Ａ、Ｂと本発明による液晶表示パネルＣの各種類を示し、縦軸は無機膜と有機膜と間の接合力を示す。
【００７５】
図１６に示すように、本発明による液晶表示パネルＣは従来有機膜と無機膜が接触する従来液晶表示パネルＡに比べて相対的に接合力が増大する。また、本発明による液晶表示パネルＣは合着剤の面積を増大させた従来の液晶表示パネルＢと比べても有機膜と無機膜との間の接合力が増大することがわかる。
【００７６】
以上、本発明の薄膜トランジスタ基板とその製造方法、及びこれを有する液晶表示パネルとその製造方法を実施例によって詳細に説明したが、本発明はこれに限定されず、本発明が属する技術分野において通常の知識を有するものであれば本発明の思想と精神を離脱することなく、本発明を修正または変更できる
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】従来液晶表示パネルを示す断面図である。
【図２】本発明の第１実施例による液晶表示パネルを示す平面図である。
【図３】図２のＩ−Ｉ‘、ＩＩ−ＩＩ‘線に沿って切断した液晶表示パネルを示す断面図である。
【図４】図３に示す‘Ａ’領域を拡大した拡大図である。
【図５】図３に示す液晶表示パネルの製造方法を説明するための断面図である。
【図６】図３に示す液晶表示パネルの製造方法を説明するための断面図である。
【図７】図３に示す液晶表示パネルの製造方法を説明するための断面図である。
【図８】図３に示す液晶表示パネルの製造方法を説明するための断面図である。
【図９】図３に示す液晶表示パネルの製造方法を説明するための断面図である。
【図１０】図３に示す液晶表示パネルの製造方法を説明するための断面図である。
【図１１】図３に示す液晶表示パネルの製造方法を説明するための断面図である。
【図１２】図８に示す第２導電パターングループ及び無機保護膜の製造方法を具体的に説明するための断面図である。
【図１３】図８に示す第２導電パターングループ及び無機保護膜の製造方法を具体的に説明するための断面図である。
【図１４】図８に示す第２導電パターングループ及び無機保護膜の製造方法を具体的に説明するための断面図である。
【図１５】本発明の第２実施例による液晶表示パネルを示す断面図である。
【図１６】従来と本発明による液晶表示パネルの薄膜間接合力を示す断面図である。
【符号の説明】
【００７８】
１、１０１ 基板
１８、１１８、２１８ 有機保護膜
２６、１２８、２２８ 無機保護膜
４０、１４０ 薄膜トランジスタ基板
４２、１４２ カラーフィルタ基板
４８、１４８ 合着剤
１０２ ゲートライン
１０４ データライン
１０６、２０６ ゲート電極
１０８、２０８ ソース電極
１１０、２１０ ドレイン電極
１１２、２１２ ゲート絶縁膜
１１４ アクティブ層
１１４Ｃ チャンネル領域
１１４Ｓ ソース領域
１１４Ｄ ドレイン領域
１１６ バッファ膜
１２２、２２２ 画素電極
１２０、１２４Ｓ、１２４Ｄ、２２０ コンタクトホール
１２６ 層間絶縁膜
１３０ ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）
１５０ ゲートパッド
１６０ データパッド
１６２ データ金属層
１６４ 無機絶縁膜
１６６ フォトレジストパターン
２１４ 活性層
２１６ オーミック接触層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ゲートライン及びデータラインと接続された薄膜トランジスタと、
前記薄膜トランジスタを保護する有機保護膜と、
前記ゲートラインとデータラインとの間に形成され前記有機保護膜との接触面と、前記有機保護膜との非接触面が異なる形態で形成された無機絶縁膜と、を具備することを特徴とする薄膜トランジスタ基板。
【請求項２】
前記データライン、前記薄膜トランジスタのソース電極、及び前記薄膜トランジスタのドレイン電極の上にこれらと同一パターンで形成される無機保護膜をさらに具備することを特徴とする請求項１記載の薄膜トランジスタ基板。
【請求項３】
前記無機絶縁膜は、
前記有機保護膜との接触面が凸凹形態で、前記有機保護膜との非接触面が平坦に形成されることを特徴とする請求項１記載の薄膜トランジスタ基板。
【請求項４】
カラーフィルタ基板と合着剤によって合着される薄膜トランジスタ基板において、
基板上に形成されゲートライン及びデータラインと接続された薄膜トランジスタと、
前記薄膜トランジスタを保護する有機保護膜と、
前記ゲートラインとデータラインとの間に形成され前記合着剤と重畳する領域で前記有機保護膜との接触面が凸凹形態で形成された無機絶縁膜と、を具備することを特徴とする薄膜トランジスタ基板。
【請求項５】
前記凸凹形態に形成された無機絶縁膜の凹部及び凸部のうち少なくともいずれか一つの高さは約１００乃至１０００Åであることを特徴とする請求項４記載の薄膜トランジスタ基板。
【請求項６】
前記薄膜トランジスタは、
前記基板上に形成されたアクティブ層と、
前記アクティブ層を覆うように形成されたゲート絶縁膜上に前記ゲートラインと接続されたゲート電極と、
前記ゲート電極を覆うように形成された層間絶縁膜上に前記データラインと接続されたソース電極と、
前記層間絶縁膜上に形成され前記ソース電極とアクティブ層を間に置いて向き合うドレイン電極と、を含むことを特徴とする請求項４記載の薄膜トランジスタ基板。
【請求項７】
前記無機絶縁膜は、前記データライン、前記ソース電極、及び前記ドレイン電極との接触面の形態と、前記有機保護膜との接触面の形態とが異なる前記層間絶縁膜であることを特徴とする請求項６記載の薄膜トランジスタ基板。
【請求項８】
前記層間絶縁膜は、前記データライン、前記ソース電極、及び前記ドレイン電極との接触面が平坦な表面を有することを特徴とする請求項７記載の薄膜トランジスタ基板。
【請求項９】
前記データライン、前記ソース電極、及び前記ドレイン電極と同一のパターンでそれらの上に形成された無機保護膜をさらに具備することを特徴とする請求項６記載の薄膜トランジスタ基板。
【請求項１０】
前記薄膜トランジスタは、
前記基板上に形成されたゲート電極と、
前記ゲート電極を覆うように形成されたゲート絶縁膜上に形成されたアモルファスシリコン形活性層と、
前記活性層のチャンネル領域を露出させるように形成されたオーミック接触層と、
前記チャンネル領域を間に置いて向き合うソース電極及びドレイン電極と、を含むことを特徴とする請求項４記載の薄膜トランジスタ基板。
【請求項１１】
前記無機絶縁膜は、前記活性層、前記オーミック接触層、前記ソース電極、及び前記ドレイン電極のうちの少なくともいずれか一つとの接触面の形態と、前記有機保護膜との接触面の形態とが異なる前記ゲート絶縁膜であることを特徴とする請求項１０記載の薄膜トランジスタ基板。
【請求項１２】
前記ゲート絶縁膜は、前記データライン、前記ソース電極、及び前記ドレイン電極との接触面が平坦な表面を有することを特徴とする請求項１１記載の薄膜トランジスタ基板。
【請求項１３】
前記データライン、前記ソース電極、及び前記ドレイン電極と同一のパターンでそれらの上に形成された無機保護膜をさらに具備することを特徴とする請求項１０記載の薄膜トランジスタ基板。
【請求項１４】
基板上にゲートライン電極及びゲートラインを含む第１導電パターングループを形成する段階と、
前記第１導電パターングループを覆うように無機絶縁膜を形成する段階と、
前記無機絶縁膜上にデータライン、ソース電極、及びドレイン電極を含む第２導電パターングループを形成すると共に前記無機絶縁膜を該第２導電パターングループと重畳する領域と重畳しない領域の表面形態が異なるように表面処理する段階と、
前記第２導電パターングループを覆うように有機保護膜を形成する段階と、
前記有機保護膜上に画素電極を含む第３導電パターングループを形成する段階と、を有することを特徴とする薄膜トランジスタ基板の製造方法。
【請求項１５】
前記第２導電パターングループを形成すると共に前記無機絶縁膜を表面処理する段階は、前記第２導電パターングループ上に前記第２導電パターングループと同一パターンの無機保護膜を形成する段階を含むことを特徴とする請求項１４記載の薄膜トランジスタ基板の製造方法。
【請求項１６】
前記第２導電パターングループを形成すると共に前記無機絶縁膜を表面処理する段階は、
前記無機絶縁膜上にデータ金属層及び無機保護膜を順次に積層する段階と、
前記無機保護膜上にフォトレジストパターンを形成する段階と、
前記フォトレジストパターンを用いて前記無機保護膜及びデータ金属層の一部を１次エッチングする段階と、
前記フォトレジストパターンを用いて前記データ金属層を２次エッチングして前記第２導電パターングループを形成すると共に該２次エッチングの際に用いられたエッチングガスを用いて前記無機絶縁膜を表面処理する段階と、を含むことを特徴とする請求項１５記載の薄膜トランジスタ基板の製造方法。
【請求項１７】
前記２次エッチングの際に用いられたエッチングガスは、Ｃｌ２、Ｏ２、Ｃｌ２＋Ｏ２のエッチングガスであることを特徴とする請求項１６記載の薄膜トランジスタ基板の製造方法。
【請求項１８】
薄膜トランジスタを保護する有機保護膜との接触面が凸凹形態の表面を有し、該有機保護膜との非接触面が平坦な表面を有する無機絶縁膜を含む薄膜トランジスタ基板と、
前記薄膜トランジスタ基板と液晶を間に置いて対向するカラーフィルタ基板と、
前記有機保護膜と接触する前記凸凹形態の表面を有する無機絶縁膜と重畳する領域に形成され前記薄膜トランジスタ基板とカラーフィルタ基板とを合着させる合着剤と、を具備することを特徴とする液晶表示パネル。
【請求項１９】
カラーフィルタ基板を備える段階と、
薄膜トランジスタを保護する有機保護膜との接触面が凸凹形態の表面を有し、該有機保護膜との非接触面が平坦な表面を有する無機絶縁膜を含む薄膜トランジスタ基板を備える段階と、
前記有機保護膜と接触する前記凸凹形態の表面を有する無機絶縁膜と重畳する領域に形成される合着剤を用いて前記カラーフィルタ基板と前記薄膜トランジスタ基板とを合着する段階と、
を有することを特徴とする液晶表示パネルの製造方法。
【請求項１】
ゲートライン及びデータラインと接続された薄膜トランジスタと、
前記薄膜トランジスタを保護する有機保護膜と、
前記ゲートラインとデータラインとの間に形成され前記有機保護膜との接触面と、前記有機保護膜との非接触面が異なる形態で形成された無機絶縁膜と、を具備することを特徴とする薄膜トランジスタ基板。
【請求項２】
前記データライン、前記薄膜トランジスタのソース電極、及び前記薄膜トランジスタのドレイン電極の上にこれらと同一パターンで形成される無機保護膜をさらに具備することを特徴とする請求項１記載の薄膜トランジスタ基板。
【請求項３】
前記無機絶縁膜は、
前記有機保護膜との接触面が凸凹形態で、前記有機保護膜との非接触面が平坦に形成されることを特徴とする請求項１記載の薄膜トランジスタ基板。
【請求項４】
カラーフィルタ基板と合着剤によって合着される薄膜トランジスタ基板において、
基板上に形成されゲートライン及びデータラインと接続された薄膜トランジスタと、
前記薄膜トランジスタを保護する有機保護膜と、
前記ゲートラインとデータラインとの間に形成され前記合着剤と重畳する領域で前記有機保護膜との接触面が凸凹形態で形成された無機絶縁膜と、を具備することを特徴とする薄膜トランジスタ基板。
【請求項５】
前記凸凹形態に形成された無機絶縁膜の凹部及び凸部のうち少なくともいずれか一つの高さは約１００乃至１０００Åであることを特徴とする請求項４記載の薄膜トランジスタ基板。
【請求項６】
前記薄膜トランジスタは、
前記基板上に形成されたアクティブ層と、
前記アクティブ層を覆うように形成されたゲート絶縁膜上に前記ゲートラインと接続されたゲート電極と、
前記ゲート電極を覆うように形成された層間絶縁膜上に前記データラインと接続されたソース電極と、
前記層間絶縁膜上に形成され前記ソース電極とアクティブ層を間に置いて向き合うドレイン電極と、を含むことを特徴とする請求項４記載の薄膜トランジスタ基板。
【請求項７】
前記無機絶縁膜は、前記データライン、前記ソース電極、及び前記ドレイン電極との接触面の形態と、前記有機保護膜との接触面の形態とが異なる前記層間絶縁膜であることを特徴とする請求項６記載の薄膜トランジスタ基板。
【請求項８】
前記層間絶縁膜は、前記データライン、前記ソース電極、及び前記ドレイン電極との接触面が平坦な表面を有することを特徴とする請求項７記載の薄膜トランジスタ基板。
【請求項９】
前記データライン、前記ソース電極、及び前記ドレイン電極と同一のパターンでそれらの上に形成された無機保護膜をさらに具備することを特徴とする請求項６記載の薄膜トランジスタ基板。
【請求項１０】
前記薄膜トランジスタは、
前記基板上に形成されたゲート電極と、
前記ゲート電極を覆うように形成されたゲート絶縁膜上に形成されたアモルファスシリコン形活性層と、
前記活性層のチャンネル領域を露出させるように形成されたオーミック接触層と、
前記チャンネル領域を間に置いて向き合うソース電極及びドレイン電極と、を含むことを特徴とする請求項４記載の薄膜トランジスタ基板。
【請求項１１】
前記無機絶縁膜は、前記活性層、前記オーミック接触層、前記ソース電極、及び前記ドレイン電極のうちの少なくともいずれか一つとの接触面の形態と、前記有機保護膜との接触面の形態とが異なる前記ゲート絶縁膜であることを特徴とする請求項１０記載の薄膜トランジスタ基板。
【請求項１２】
前記ゲート絶縁膜は、前記データライン、前記ソース電極、及び前記ドレイン電極との接触面が平坦な表面を有することを特徴とする請求項１１記載の薄膜トランジスタ基板。
【請求項１３】
前記データライン、前記ソース電極、及び前記ドレイン電極と同一のパターンでそれらの上に形成された無機保護膜をさらに具備することを特徴とする請求項１０記載の薄膜トランジスタ基板。
【請求項１４】
基板上にゲートライン電極及びゲートラインを含む第１導電パターングループを形成する段階と、
前記第１導電パターングループを覆うように無機絶縁膜を形成する段階と、
前記無機絶縁膜上にデータライン、ソース電極、及びドレイン電極を含む第２導電パターングループを形成すると共に前記無機絶縁膜を該第２導電パターングループと重畳する領域と重畳しない領域の表面形態が異なるように表面処理する段階と、
前記第２導電パターングループを覆うように有機保護膜を形成する段階と、
前記有機保護膜上に画素電極を含む第３導電パターングループを形成する段階と、を有することを特徴とする薄膜トランジスタ基板の製造方法。
【請求項１５】
前記第２導電パターングループを形成すると共に前記無機絶縁膜を表面処理する段階は、前記第２導電パターングループ上に前記第２導電パターングループと同一パターンの無機保護膜を形成する段階を含むことを特徴とする請求項１４記載の薄膜トランジスタ基板の製造方法。
【請求項１６】
前記第２導電パターングループを形成すると共に前記無機絶縁膜を表面処理する段階は、
前記無機絶縁膜上にデータ金属層及び無機保護膜を順次に積層する段階と、
前記無機保護膜上にフォトレジストパターンを形成する段階と、
前記フォトレジストパターンを用いて前記無機保護膜及びデータ金属層の一部を１次エッチングする段階と、
前記フォトレジストパターンを用いて前記データ金属層を２次エッチングして前記第２導電パターングループを形成すると共に該２次エッチングの際に用いられたエッチングガスを用いて前記無機絶縁膜を表面処理する段階と、を含むことを特徴とする請求項１５記載の薄膜トランジスタ基板の製造方法。
【請求項１７】
前記２次エッチングの際に用いられたエッチングガスは、Ｃｌ２、Ｏ２、Ｃｌ２＋Ｏ２のエッチングガスであることを特徴とする請求項１６記載の薄膜トランジスタ基板の製造方法。
【請求項１８】
薄膜トランジスタを保護する有機保護膜との接触面が凸凹形態の表面を有し、該有機保護膜との非接触面が平坦な表面を有する無機絶縁膜を含む薄膜トランジスタ基板と、
前記薄膜トランジスタ基板と液晶を間に置いて対向するカラーフィルタ基板と、
前記有機保護膜と接触する前記凸凹形態の表面を有する無機絶縁膜と重畳する領域に形成され前記薄膜トランジスタ基板とカラーフィルタ基板とを合着させる合着剤と、を具備することを特徴とする液晶表示パネル。
【請求項１９】
カラーフィルタ基板を備える段階と、
薄膜トランジスタを保護する有機保護膜との接触面が凸凹形態の表面を有し、該有機保護膜との非接触面が平坦な表面を有する無機絶縁膜を含む薄膜トランジスタ基板を備える段階と、
前記有機保護膜と接触する前記凸凹形態の表面を有する無機絶縁膜と重畳する領域に形成される合着剤を用いて前記カラーフィルタ基板と前記薄膜トランジスタ基板とを合着する段階と、
を有することを特徴とする液晶表示パネルの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２００７−１１６１６４（Ｐ２００７−１１６１６４Ａ）
【公開日】平成１９年５月１０日（２００７．５．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２８４３２１（Ｐ２００６−２８４３２１）
【出願日】平成１８年１０月１８日（２００６．１０．１８）
【出願人】（３９００１９８３９）三星電子株式会社 (8,520)
【氏名又は名称原語表記】Ｓａｍｓｕｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年５月１０日（２００７．５．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１０月１８日（２００６．１０．１８）
【出願人】（３９００１９８３９）三星電子株式会社 (8,520)
【氏名又は名称原語表記】Ｓａｍｓｕｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．
【Ｆターム（参考）】
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