JP2010122660A - 半導体薄膜トランジスタ基板とその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】薄膜トランジスタ基板およびその製造方法に関するものであり、特に白色画素を含む表示装置およびその製造方法を提供する。
【解決手段】表示装置は、絶縁基板１００、絶縁基板上に形成されたダム１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃおよび第１カラーフィルタパターン、およびダムによって区切られて画素領域に形成された第２カラーフィルタパターンを含み、ダムおよび第１カラーフィルタパターンは、同一層に位置する。
【選択図】図１Ｃ
【解決手段】表示装置は、絶縁基板１００、絶縁基板上に形成されたダム１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃおよび第１カラーフィルタパターン、およびダムによって区切られて画素領域に形成された第２カラーフィルタパターンを含み、ダムおよび第１カラーフィルタパターンは、同一層に位置する。
【選択図】図１Ｃ
Description
本発明は、薄膜トランジスタ基板とその製造方法に関するものであって、より詳細には白色画素を含む薄膜トランジスタ基板を含む表示装置とその製造方法に関するものである。
能動型液晶表示装置は、一般的に薄膜トランジスタが形成された第１基板とカラーフィルタが形成された第２基板およびその間に挿入されている液晶分子を含む液晶層で構成されている。能動型液晶表示装置は、第１基板および／または第２基板に形成されている電極に印加される電圧値に基づいて液晶分子を再配列させ、透過する光の量を調節することにより画像表示を行う表示装置である。
能動型液晶表示装置のうち、現在多く使用されているのは、薄膜トランジスタ基板である第１基板に複数の薄膜トランジスタと画素電極が行列の形態で配列されており、共通電極基板である第２基板に赤色、緑色および青色のカラーフィルタが形成されており、その全面を共通電極が覆っている構造が主流である。液晶表示装置を製造するためには、このような第１基板および第２基板を結合する必要があるが、薄膜トランジスタとカラーフィルタが互いに異なる基板に形成されていることから、結合時に画素電極とカラーフィルタとの間のずれ（ｍｉｓａｌｉｇｎ）が発生する。このような第１基板と第２基板の結合時におけるずれに対応して、第１基板及び第２基板に形成される薄膜トランジスタとカラーフィルタに、マージンを設ける必要があり、これにより液晶表示装置の開口率が落ちるという問題がある。
このような問題点を解決するために、カラーフィルタと薄膜トランジスタを同一の基板に形成するＣＯＡ （ｃｏｌｏｒ ｆｉｌｔｅｒ ｏｎ ａｒｒａｙ）構造を適用することが提案されている。このようなＣＯＡ構造を適用した液晶表示装置では、薄膜トランジスタとカラーフィルタを同一の基板に形成し、光遮断パターンも薄膜トランジスタ基板上に形成することによって、薄膜トランジスタ基板とカラーフィルタ基板との結合時に発生するずれを最小化して開口率を向上することが可能である。
このような問題点を解決するために、カラーフィルタと薄膜トランジスタを同一の基板に形成するＣＯＡ （ｃｏｌｏｒ ｆｉｌｔｅｒ ｏｎ ａｒｒａｙ）構造を適用することが提案されている。このようなＣＯＡ構造を適用した液晶表示装置では、薄膜トランジスタとカラーフィルタを同一の基板に形成し、光遮断パターンも薄膜トランジスタ基板上に形成することによって、薄膜トランジスタ基板とカラーフィルタ基板との結合時に発生するずれを最小化して開口率を向上することが可能である。
一方、カラーフィルタを形成するためには、赤色、緑色、青色それぞれのフォトレジストに対して塗布、露光、現像、後熱処理を行わなければならないため、一般的に３つ以上の追加的なマスク工程を経る必要があり、、その製造工程が複雑で製作費用および工程時間が増加して収率もまた低くなる。また、それぞれのフォトレジストをスピンコーティング法で塗布した後、現像工程で大部分を除去する方法であるため、材料の損失が大きくカラーフィルタ基板の製造単価が高くなる。このような問題を解決するために、既存の方式とは異なりインクジェット印刷方法でカラーフィルタを形成する場合、マスクを使用する必要がなく、工程を単純にすることができる。
また、高解像度の表示装置に対する需要が増加するにつれ、液晶表示装置の画素のサイズを小さくすることが要求される。しかしながら、液晶表示装置の透過率は、個々の画素の開口率とカラーフィルタの透過率によって決定するため、画素のサイズの減少は液晶表示装置の透過率を減少させることにつながる。このとき、赤色、緑色および青色の三色の画素が１つのドットを表示する一般的な液晶表示装置において、各画素に配置されたカラーフィルタは入射する光の約１／３程度を透過するだけであり、光効率が低いという短所がある。最近ではこのような問題を解決するために、輝度を高めるためのカラーフィルタがない白色画素を配置するか、あるいは赤色、緑色、青色以外の他の一色を副画素として追加した４色液晶表示装置が開発されている。しかし、４色液晶表示装置の場合、白色画素または追加される副画素を形成する段階が追加されるため、量産性の問題がある。
本発明が解決しようとする課題は、製造工程が簡単で２つの基板のずれを防止できる表示装置を提供しようとするものである。
本発明が解決しようとする他の課題は、このような表示装置の製造方法を提供しようとするものである。
本発明の技術的課題は、前述したような技術的課題に制限されず、言及されていない他の技術的課題は次の記載から当業者に明確に理解される。
本発明の一実施様態による表示装置は、絶縁基板、前記絶縁基板上に形成された信号線、前記絶縁基板上に形成されたダムおよび第１カラーフィルタパターン、および前記ダムによって区切られて画素領域に形成された第２カラーフィルタパターンを含み、前記ダムおよび前記第１カラーフィルタパターンは同一層に位置する。
前記第２カラーフィルタパターンは、赤色、緑色および青色カラーフィルタパターンを含み得る。
前記第２カラーフィルタパターンは、マゼンタ、シアンおよび黄色カラーフィルタパターンを含み得る。
前記第１カラーフィルタパターンは、白色カラーフィルタパターンを含み得る。
前記第１カラーフィルタパターン上に画素電極がさらに形成され得る。
前記第１カラーフィルタパターン上に平坦化膜がさらに形成され得る。
前記第１カラーフィルタパターン、前記ダムおよび前記第２カラーフィルタパターンのうち少なくとも一つのパターン上に光遮断パターンがさらに形成され得る。
前記信号線は、ゲート線およびデータ線のうち少なくとも１つを含み得る。
前記ダムは、前記信号線の上部および前記光遮断パターンの下部に形成され得る。
前記ダムは、白色顔料を含み得る。
前記ダムの厚さは、２μｍ〜１０μｍであり得る。
前記画素電極は、前記信号線の少なくとも一部分と重複して形成され得る。
本発明の一実施様態による表示装置製造方法は、絶縁基板を形成する段階、前記絶縁基板上に信号線を形成する段階、前記絶縁基板上にダムおよび第１カラーフィルタパターンを形成する段階、および前記絶縁基板上に前記ダムで区切られた領域内にインクジェット方式によって第２カラーフィルタパターンを形成する段階を含むことができ、前記ダムおよび前記第１カラーフィルタパターンは、同一の段階で形成される。
前記第２カラーフィルタパターンは、赤色、緑色および青色カラーフィルタパターンを含み得る。
前記第２カラーフィルタパターンは、シアン、マゼンタおよび黄色カラーフィルタパターンを含み得る。
前記第１カラーフィルタパターンは、白色カラーフィルタパターンを含み得る。
前記ダムは、前記第１カラーフィルタパターンと同一の物質を含み得る。
前記カラーフィルタパターン上に画素電極を形成する段階をさらに含み得る。
前記ダム、第１カラーフィルタパターンおよび第２カラーフィルタパターンのうち少なくとも一つと、前記画素電極との間に平坦化膜を形成する段階をさらに含み得る。
前記ダム、第１カラーフィルタパターンおよび第２カラーフィルタパターンのうち少なくとも１つの上に光遮断パターンを形成する段階をさらに含み得る。
前記信号線は、ゲート線およびデータ線のうち少なくとも１つを含み得る。
前記ダムは、前記信号線の上部および前記光遮断パターンの下部に形成される。
前記ダムは、白色顔料を含み得る。
前記ダムの厚さは、２μｍ以上であり得る。
前記画素電極は、前記信号線の少なくとも一部分と重複することができる。
本発明の一実施様態による薄膜トランジスタ基板は、絶縁基板、前記絶縁基板上に形成された薄膜トランジスタ、前記絶縁基板上に形成されたダムおよび第１カラーフィルタパターン、前記ダムおよび前記第１カラーフィルタパターンによって区切られて画素領域に形成された第２カラーフィルタパターン、前記ダム、第１カラーフィルタパターンおよび第２カラーフィルタパターン上に形成された平坦化膜、前記平坦化膜の一部分に形成された開口部、前記開口部を通じて前記薄膜トランジスタと電気的に接続される画素電極、および前記平坦化膜上に形成された光遮断パターンを含み、前記ダムと前記第１カラーフィルタパターンは同一層に位置する。
その他実施形態の具体的な内容は詳細な説明および図に含まれている。
以上のように本発明の実施形態によれば、有機膜を利用してダムを形成した後、カラーフィルタをインクジェット工程で形成することによってマスク工程を除去することができ、ダムを形成する工程と同時に白色カラーフィルタを形成することによって、工程を追加することなく、白色カラーフィルタを形成することができる。一方、薄膜トランジスタ基板側にカラーフィルタを形成することによって、対向基板には共通電極以外に追加に形成しなくても良い場合もあって対向基板の製造工程が簡略になり、両基板がずれる恐れが少ない。
本発明の利点、特徴、およびそれらを達成する方法は、添付した図面と共に詳細に後述する実施形態を参照することで明確である。しかし、本発明は、以下で開示される実施形態に限定されるものではなく、互いに異なる多様な形態で具現することが可能である。本実施形態は、単に本発明の開示が完全になるように、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者に対して、発明の範疇を完全に知らせるために提供されるものであり、本発明の構成は請求項に記載の範疇によって定義されるものである。なお、明細書全体にかけて、同一の参照符号は同一の構成要素を指すものとする。
添付する図面を参照して、本発明の実施形態について、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施できるように詳細に説明する。しかし、本発明は、多様な形態で実現することができ、ここで説明する実施形態に限定されない。
図面では様々な層および領域を明確に表現するために厚さを拡大して示す。明細書全体にかけて類似の部分に対しては同一の図面符号を付ける。層、膜、領域、板などの部分が異なる部分の「上に」と記載されるものは、他の部分の「真上」だけでなく、中間に他の部分がある場合も含む。反対にある部分が異なる部分の「真上に」と記載されるものは、中間に他の部分がないことを意味する。
図１Ａは、本発明の一実施形態による薄膜トランジスタ基板を利用して製作された表示装置の平面図である。
図１Ａに示すように、本実施形態による表示装置は、光遮断パターン１４０によって画素領域が区分されている。光遮断パターン１４０は、Ｃｒ／ＣｒＯｘなどの金属酸化物やアクリル樹脂を含む有機物にカーボンブラック粉末を追加する方法などで形成することができる。この光遮断パターン１４０の内部に、画素ごとにそれぞれ赤色カラーフィルタパターン１３１、緑色カラーフィルタパターン１３２、青色カラーフィルタパターン１３３及び白色カラーフィルターパターン１３４が配置される。この４つのカラーフィルタパターンがイメージを表現する。したがって、一般的に使用される赤色カラーフィルタパターン１３１、緑色カラーフィルタパターン１３２および青色カラーフィルタパターン１３３の３つのカラーフィルタパターンが表示するドット（ｄｏｔ）に比べて、白色カラーフィルタパターン１３４をさらに含む４つのカラーフィルタパターンによって表示されるドットは光透過率が高くなるため、さらに明るい画像を表現することができる。
図１Ｂは、図１Ａで光遮断パターン１４０を除去した後の表示装置の平面図である。図１Ｃは、図１ＡのＡ−Ｂ線に沿って切断した断面図である。図１Ｄは、前記図１ＢのＣ−Ｄ線に沿って切断した断面図である。
図１Ｂ〜図１Ｄに示すように、絶縁基板１００上には複数のゲート線（ｇａｔｅ ｌｉｎｅ）１０１が形成されている。ゲート線１０１は、ゲート信号を伝達し、主に図１Ｂの横方向に延長されている。各ゲート線１０１は、図１Ｂの上方に突出する複数のゲート電極（ｇａｔｅ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）１０２を含む。絶縁基板１００の主面に対してゲート線１０１の上部または下部にゲート絶縁膜（ｇａｔｅ ｉｎｓｕｌａｔｉｎｇ ｌａｙｅｒ）１０３を形成することができる。本実施形態の場合には、ゲート絶縁膜１０３がゲート線１０１の上部に形成されるボトムゲート（ｂｏｔｔｏｍ ｇａｔｅ）型薄膜トランジスタを例示して説明する。ゲート絶縁膜１０３の上には非晶質または結晶質ケイ素などの材料でなる複数の半導体パターン１６１ａ、１６１ｂが形成されている。ゲート電極１０２の上部に位置した半導体パターン１６２ａは、薄膜トランジスタから電子またはホールが流れるチャネル領域として作用する。
半導体パターン１６１ａ、１６１ｂの上には抵抗性接触部材（ｏｈｍｉｃ ｃｏｎｔａｃｔ ｌａｙｅｒ）１６２ａ、１６２ｂが形成されており、抵抗性接触部材１６２ａ、１６２ｂはシリサイド（ｓｉｌｉｃｉｄｅ）またはｎ型不純物が高濃度でドーピングされているｎ＋水素化非晶質ケイ素などの材料で形成される。
抵抗性接触部材１６２ａ、１６２ｂおよびゲート絶縁膜１０３の上にはデータ線（ｄａｔａ ｌｉｎｅ）１１０が形成されている。データ線１１０は、駆動ＩＣ（図示せず）から印加されたデータ信号を伝達し、主に図１Ｂの縦方向に延長されてゲート線１０２と交差する。本発明の信号線は、データ線１１０またはゲート線１０２で構成することができる。データ線１１０は、Ｕ字型で曲がったソース電極（ｓｏｕｒｃｅ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）１１２を含み、ソース電極１１２は、ゲート電極１０２を中心にドレーン電極１１１と対向する。ドレーン電極１１１は、その一端がソース電極１１２で一部囲まれており、他端は他の層との接続のために幅が広く形成されている。ソース電極１１２、ドレーン電極１１１およびデータ線１１０の形状および配置は様々な形態で実現することが可能である。
チャネル領域に位置する抵抗性接触部材１６２ａは、下部に位置する半導体パターン１６１ａと上部に位置するドレーン電極１１１との間、または下部に位置する半導体パターン１６１ａと上部に位置するソース電極１１２との間に存在し、これらの間の接触抵抗を低くする。半導体パターン１６１ａ、１６１ｂは、データ線１１０およびドレーン電極１１１で覆われずに露出する部分があり、たとえばソース電極１１２とドレーン電極１１１との間はデータ線１１０およびドレーン電極１１１に覆われていない。。
抵抗性接触部材１６２ａ、１６２ｂとデータ線１１０およびドレーン電極１１１は、実質的に同一の平面パターンを有し、ドレーン電極１１１とソース電極１１２との間の露出された部分を除いて、半導体パターン１６１ａ、１６１ｂと実質的に同一の平面パターンを有している。
データ線１１０、ドレーン電極１１１およびチャネル領域の露出された半導体パターン１６１ａの上には、窒化ケイ素または酸化ケイ素などで構成される保護膜１１４が形成されている。
保護膜１１４の上には、ダム１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃおよび白色カラーフィルタパターン１３４が形成されている。ダム１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃおよび白色カラーフィルタパターン１３４は、有機膜または無機膜を利用して形成することができる。本発明の実施形態においては、有機膜を利用してダム１２０ａ〜１２０ｃおよび白色カラーフィルタパターン１３４を形成した構造を示すが、有機膜に代えて無機膜を利用することも可能である。ダム１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃおよび白色カラーフィルタパターン１３４により定義された領域内には、カラーフィルタパターン１３１、１３２、１３３が形成されている。このダム１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃおよび白色カラーフィルタパターン１３４により定義された領域内に形成されるカラーフィルタパターン１３１、１３２、１３３は、インクジェット方法によって形成することができる。白色カラーフィルタパターン１３４は、インクジェット方法によって形成される赤色カラーフィルタパターン１３１、緑色カラーフィルタパターン１３２および青色カラーフィルタパターン１３３とは異なり、インクジェット工程のために形成されるダム１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃと同時に形成されている。このことから、４色のカラーフィルタパターンを製作する場合に追加する必要のある工程を省略することができ、工程を単純にすることが可能である。白色カラーフィルタパターン１３４を形成するとき、透明な有機膜を使用することもでき、必要に応じて白色顔料が混ざった有機膜を利用して形成することもできる。この場合、ダム１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃも白色顔料が混ざった有機膜で形成することができる。
ダム１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃは、ゲート線１０１に沿ってゲート線１０１と平行に形成された横部、データ線１１０と平行に形成された縦部、および画素電極１５０とドレーン電極１１１が接続される位置に形成された接触穴１２９を含み、カラーフィルタパターン１３１、１３２、１３３が形成される領域を区切る。白色カラーフィルタパターン１３４は、ダムおよびカラーフィルタの役割を共に果たし、ダム１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃの形成と同時に形成される。ダム１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃを形成する有機物質は、誘電率４以下の低誘電率有機物質で形成される。また、ダム１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃは、２μｍ以上１０μｍ以下の厚さで形成され、その側面は絶縁基板１００の主面に対して傾斜角（θ）を有しており、その傾斜角は約５０度〜約１２０度である。ここで、９０度を越える角度は逆テーパー構造である場合を示す。
ダム１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃおよび白色カラーフィルタパターン１３４が形成されていない領域には、インクジェット方式で赤色／緑色／青色カラーフィルタパターン１３１、１３２、１３３が形成されている。このとき、ダム１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃの高さが高く、傾斜角（θ）も大きく、カラーフィルタパターン１３１、１３２、１３３が安定的にむらなく満たされる。
ダム１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ、白色カラーフィルタパターン１３４および赤色、緑色および青色カラーフィルタパターン１３１、１３２、１３３上には、平坦度を高めるために主に有機膜で構成される平坦化膜１３０が形成される。平坦化膜１３０は感光性を有する有機物質で形成することができ、誘電率４以下の低誘電率を有する有機物質で形成することができる。平坦化膜１３０は、ダム１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ、白色カラーフィルタパターン１３４およびカラーフィルタパターン１３１、１３２、１３３によって形成された凹凸を除去して平坦化し、カラーフィルタパターン１３１、１３２、１３３から液晶（図示せず）内に流入する溶剤（ｓｏｌｖｅｎｔ）のような有機物による汚染を抑制して、画面の駆動時に液晶（図示せず）の正常でない動作や残像のような不良の発生を防止する。また、平坦化膜１３０はカラーフィルタパターン１３１、１３２、１３３が浮き上がることを防止することもできる。
保護膜１１４、ダム１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃおよび平坦化膜１３０は、ドレーン電極１１１に対応する接触穴１２９を有する。接触穴１２９の形成のために、保護膜１１４は乾式エッチングまたは湿式エッチング方法によってエッチングすることができるが、このとき、ダム１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃまたは平坦化膜１３０をマスクに利用してエッチングすることができ、また追加で別途の写真工程によって形成されたフォトレジスト（ｐｈｏｔｏ ｒｅｓｉｓｔ）パターンをマスクとして利用して乾式または湿式エッチング法によって形成することもできる。
平坦化膜１３０の上には、複数の画素電極（ｐｉｘｅｌ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）１５０が形成されている。画素電極１５０は、接触穴１２９を通じてドレーン電極１１１と電気的に接続されており、ドレーン電極１１１からデータ電圧の印加を受ける。本実施形態では図示していないが、画素電極１５０は、スリット構造、ツリー構造など多様な形状でパターニングすることができる。また、２つ以上の副画素電極を含むようにパターニングして形成することもできる。
図示していないが、本発明の実施形態による薄膜トランジスタ表示板を含む液晶表示装置の場合、薄膜トランジスタ表示板と対向する上部表示板（図示せず）を含み、その間に液晶を介在させることができる。
上部表示板は、絶縁基板上に形成されている共通電極（図示せず）とその上に形成されている配向膜（図示せず）を含み得る。また、下部薄膜トランジスタ表示板および上部共通電極表示板の外側面には偏光器（ｐｏｌａｒｉｚｅｒ）（図示せず）を設けることができる。下方に位置する薄膜トランジスタ基板および上方に位置する共通電極基板との間には液晶層（図示せず）が挿入されている。
ダム、第１カラーフィルタパターンまたは第２カラーフィルタパターンは、第１基板と対向する第２基板上に形成することができる。また、共通電極（図示せず）は、第１カラーフィルタパターンまたは第２カラーフィルタパターン上に形成することができる。
以上説明した表示装置用薄膜トランジスタ基板を製造する方法を図１Ｃ、図１Ｄおよび図２〜図５を参照して説明する。図２〜図５は、図１Ｃの形成順序を各工程別に分けて示す断面図である。
図２〜図５では、ゲート線および一部の層状構造は図示しないが、この部分は一般的な液晶表示装置用薄膜トランジスタ基板の製造方法と同一であり、以下に簡略に説明する。
絶縁基板１００の上にゲート電極１０２を含むゲート線１０１を形成して、ゲート線１０１を含む絶縁基板１００の上にゲート絶縁膜１０３、不純物がドーピングされない非晶質ケイ素層、不純物がドーピングされた非晶質ケイ素層およびデータ導電層を順に積層する。続いてデータ導電層の上に感光膜（図示せず）を塗布し、スリットマスクなどを使用し厚さが異なる感光パターンを形成する。また、感光パターンをエッジングマスクとして用い、データ導電層、不純物がドーピングされた非晶質ケイ素層および不純物がドーピングされない非晶質ケイ素層を１次エッチングして、半導体パターン１６１ａ、１６１ｂを形成した後、データ導電層を２次エッチングしてソース電極１１２を含むデータ線１１０およびドレーン電極１１１を形成する。
この後、ソース電極１１２およびドレーン電極１１１をエッジングマスクとして用い、これらの間に露出されている非晶質ケイ素層を除去して抵抗性接触層１６２ａを形成する。このとき、薄膜トランジスタのチャネル領域に対応する不純物がドーピングされない非晶質ケイ素層は、他の領域の膜に比べてさらに薄くエッチングされ得る。次いで、データ線１１０、ドレーン電極１１１およびゲート絶縁膜１０３の上に保護膜１１４を形成する。
次に、図２に示すように、有機物質で２μｍ以上１０μｍ以下の厚さのダム１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃを形成する。ダム１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃが形成される位置は、データ線１１０に重複する位置およびゲート線１０１に沿う位置に形成することで、１つの画素領域を囲むように形成する。また、ドレーン電極１１１が画素電極１５０と接続する接触穴１２９にも形成する。ダム１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃは、誘電率４以下の低誘電率有機物質で形成できるため、画素電極１５０はデータ線１１０と重複して形成することができる。
ダム１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃを形成する有機物質では、界面活性剤（ｓｕｒｆａｃｔａｎｔ）、ケイ素（Ｓｉ）系列、ふっ素（Ｆ）系のうち１つ以上の物質が添加された有機物質を使用することができ、ダム１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃが形成された後、ダム１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃの表面特性を向上させるために、ダム１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃの表面にふっ素を結合させたり表面処理したりすることができる。また、ダム１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃは、同時に白色カラーフィルタ１３４の役割を果たすため、必要に応じて白色顔料を有機物質内に含ませることができる。
次に、図３に示すように、インクジェット方式でカラーフィルタパターン１３１、１３２、１３３を形成する。ダム１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃおよび白色カラーフィルタパターン１３４の側面がテーパー（ｔａｐｅｒ）を有しており、その高さが高く形成されることから、カラーフィルタパターン１３１、１３２、１３３が安定的にダム１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃおよび白色カラーフィルタ１３４によって定義された画素領域内に形成される。
次に、図４に示すように、ダム１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ、白色カラーフィルタパターン１３４およびカラーフィルタパターン１３１、１３２、１３３の上部に平坦化膜１３０を形成する。このとき、露光および現像工程によりドレーン電極１１１の上の平坦化膜１３０にホールを形成して下部の保護膜１１４を乾式エッチングや湿式エッチングで除去して接触穴１２９を形成することができる。
次に、図５に示すように、平坦化膜の上部に透明な導電膜を蒸着して写真エッチング工程によって画素電極１５０を形成する。透明導電膜としては、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）やａ−ＩＴＯ（ａｍｏｒｐｈｏｕｓ Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）またはＩＺＯ（Ｉｎｄｕｉｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）を適用することができる。
図１Ｃは、本発明の一実施形態による薄膜トランジスタ表示板で光遮断パターンの形成位置を示す図１ＡをＡ−Ｂ線に沿って切断して示す断面図である。
図１Ａおよび図１Ｃ、図１Ｄによれば、光遮断パターン１４０は、データ線１１０と重複し、横方向に形成された横部１４０ａ、ゲート線１０１と重複して縦方向に形成された縦部１４０ｂ、およびゲート線１０１から延長されたゲート電極１０２と重複する突出部１４０ｃを含み得る。ここで、光遮断パターン１４０の横部１４０ａおよび縦部１４０ｂはダム１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃと重複し、光遮断パターン１４０の横部１４０ａおよび縦部１４０ｂの幅は、ダム１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃの幅に比べて広く形成される。また、光遮断パターン１４０はダム１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃの接触穴１２９と重複する領域にも形成され得る。
光遮断パターン１４０を形成する方法は、基板全面に黒色顔料を分散させた感光性レジストを塗布し、透明領域、半透明領域および光遮断領域を有する露光マスクを利用して露光および現像し、黒色感光性レジストが位置によって互いに異なる厚さを有するようにして形成する。このとき、半透明領域にはスリットパターン、格子パターンまたは透過率が中間であるかまたは厚さが中間である薄膜が使用され得る。
図１Ａ〜図５では、本発明の実施形態による薄膜トランジスタ表示板の構造を説明したが、本発明がこれに限定されない。特に、１つの画素ごとに１つのデータ線、１つの薄膜トランジスタおよび１個の副画素電極を含むが、本発明がこれに限定されない。また、図１〜図５では１つの画素ごとにダム１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃが形成されているが、ダムが形成される位置も必ずこれに限定されるものではない。また、カラーフィルタパターン１３１、１３２、１３３は、各々マゼンタ（ｍａｇｅｎｔａ）、シアン（ｃｙａｎ）および黄色（ｙｅｌｌｏｗ）カラーフィルタパターンで形成することができる。
ダム、第１カラーフィルタパターンまたは第２カラーフィルタパターンは、第１基板と対向する第２基板上に形成することができる。また、共通電極（図示せず）は、第１カラーフィルタパターンまたは第２カラーフィルタパターン上に形成することができる。
以上で本発明の好ましい実施形態について詳細に説明したが、本発明の権利範囲はこれに限定されるものではなく、次の請求範囲で定義している本発明の基本概念を利用した当業者の様々な変形および改良形態もまた本発明の権利範囲に属するものである。
以上、添付された図面を参照して本発明の実施形態について説明したが、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者は、本発明の技術的思想や必須の特徴を変更しない範囲で他の具体的な形態で実施され得るとことを理解することができる。したがって、以上で記述した実施形態はすべての面で例示的なものであり、限定的でないものと理解しなければならない。
１００ 絶縁基板
１０１ ゲート線
１０２ ゲート電極
１０３ ゲート絶縁膜
１６１ａ、１６１ｂ 半導体
１１０ データ線
１１１ ドレーン電極
１１２ ソース電極
１１４ 保護膜
１２０ ダム
１２９ 接触穴
１３０ 平坦化膜
１３１、１３２、１３３、１３４ カラーフィルタ
１４０ 光遮断パターン
１５０ 画素電極
１０１ ゲート線
１０２ ゲート電極
１０３ ゲート絶縁膜
１６１ａ、１６１ｂ 半導体
１１０ データ線
１１１ ドレーン電極
１１２ ソース電極
１１４ 保護膜
１２０ ダム
１２９ 接触穴
１３０ 平坦化膜
１３１、１３２、１３３、１３４ カラーフィルタ
１４０ 光遮断パターン
１５０ 画素電極
Claims (20)
- 絶縁基板と、
前記絶縁基板上に形成されたダムおよび第１カラーフィルタパターンと、
前記ダムによって区切られて画素領域に形成された第２カラーフィルタパターンと、
を含み、前記ダムおよび前記第１カラーフィルタパターンは、同一層に位置する表示装置。 - 前記第２カラーフィルタパターンは、赤色、緑色および青色カラーフィルタパターンを含む請求項１に記載の表示装置。
- 前記第２カラーフィルタパターンは、マゼンタ、シアンおよび黄色カラーフィルタパターンを含む請求項１に記載の表示装置。
- 前記第１カラーフィルタパターンは、白色カラーフィルタパターンを含む請求項２に記載の表示装置。
- 前記第１カラーフィルタパターン上に形成された画素電極をさらに含む請求項４に記載の表示装置。
- 前記第１カラーフィルタパターン上に形成された平坦化膜をさらに含む請求項５に記載の表示装置。
- 前記第１カラーフィルタパターン上に形成された共通電極をさらに含む請求項７に記載の表示装置。
- 前記ダムは、前記信号線の上部および前記光遮断パターンの下部に形成された請求項６に記載の表示装置。
- 前記ダムは、白色顔料を含む請求項８に記載の表示装置。
- 絶縁基板上にダムおよび第１カラーフィルタパターンを形成する段階と、
前記絶縁基板上に前記ダムで区切られた領域内にインクジェット方式によって第２カラーフィルタパターンを形成する段階と、
を含み、前記ダムおよび前記第１カラーフィルタパターンは、同一の段階で形成された表示装置の製造方法。 - 前記第２カラーフィルタパターンは、赤色、緑色および青色カラーフィルタパターンを含む請求項１０に記載の表示装置の製造方法。
- 前記第２カラーフィルタパターンは、シアン、マゼンタおよび黄色カラーフィルタパターンを含む請求項１０に記載の表示装置の製造方法。
- 前記第１カラーフィルタパターンは、白色カラーフィルタパターンを含む請求項１１に記載の表示装置の製造方法。
- 前記ダムは、前記第１カラーフィルタパターンと同一の物質を含む請求項１３に記載の表示装置の製造方法。
- 前記第１または第２カラーフィルタパターンのうち少なくとも１つの上に画素電極を形成する段階をさらに含む請求項１４に記載の表示装置の製造方法。
- 前記ダム、第１カラーフィルタパターンおよび第２カラーフィルタパターンのうち少なくとも１つと、前記画素電極との間に平坦化膜を形成する段階をさらに含む請求項１５に記載の表示装置の製造方法。
- 前記ダム、第１カラーフィルタパターンおよび第２カラーフィルタパターンのうち少なくとも１つの上に光遮断パターンを形成する段階をさらに含む請求項１６に記載の表示装置の製造方法。
- 前記ダムは、信号線の上部および前記光遮断パターンの下部に形成された請求項１７に記載の表示装置の製造方法。
- 前記ダムは、白色顔料を含む請求項１８に記載の表示装置の製造方法。
- 絶縁基板と、
前記絶縁基板上に形成された信号線と、
前記絶縁基板上に形成されたダムおよび第１カラーフィルタパターンと、
前記ダムおよび前記第１カラーフィルタパターンによって区切られて画素領域に形成された第２カラーフィルタパターンと、
前記ダム、前記第１カラーフィルタパターンおよび前記第２カラーフィルタパターン上に形成された平坦化膜と、
前記平坦化膜の一部分に形成された開口部と、
前記開口部を通して前記薄膜トランジスタと電気的に接続される画素電極と、
前記平坦化膜上に形成された光遮断パターンと、
を含み、前記ダムと前記第１カラーフィルタパターンは、同一層に位置する薄膜トランジスタ基板。
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