KR100620136B1 - 액정표시장치의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 개구율을 향상시키기 위한 구조에서 픽셀전극간 단락에 의해 발생하는 픽셀 불량을 개선하기 위한 액정표시장치의 제조방법을 개시한다. 개시된 본 발명에 따른 액정표시장치의 제조방법은, 게이트라인부와 데이터라인부 및 픽셀부를 갖는 기판 상에 게이트라인과 게이트절연막 및 데이터라인을 형성함과 아울러 상기 게이트라인과 데이터라인의 교차부에 박막트랜지스터를 형성하는 단계; 상기 박막트랜지스터 및 데이터라인을 포함한 게이트절연막 상에 레진층을 도포하는 단계; 상기 레진층을 게이트라인부 및 데이터라인부의 레진층영역과 픽셀부의 레진층영역의 노광량을 달리하여 노광해서 상기 게이트라인부와 데이터라인부에 해당하는 레진층 부분에 레진층돌출부를 형성하는 단계; 상기 레진층돌출부를 포함하는 레진층 상에 박막트랜지스터와 연결되는 픽셀전극을 형성하는 단계; 상기 픽셀전극이 형성된 기판 결과물 상에 게이트라인과 데이터라인 및 박막트랜지스터로 빛이 투과되는 것을 방지하는 차광막을 형성한 후 상기 픽셀전극 상에 칼라필터를 형성하는 단계; 및 상기 기판과 대향하는 대향 기판과의 사이에 액정층을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

액정표시장치의 제조방법{Method for manufacturing liquid crystal display}

도 1은 종래기술에 따른 액정표시장치를 도시한 평면도.

도 2는 도 1의 라인 I-I에 따른 정상적인 액정표시장치의 데이터라인부와 게이트라인부를 도시한 단면도.

도 3은 도 1의 라인 I-I에 따른 비정상적인 액정표시장치의 데이터라인부를 도시한 단면도.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 액정표시장치의 제조방법을 설명하기 위한 단면도.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정표시장치의 제조방법을 설명하기 위한 단면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

100, 200 : 유리기판 120, 220 : 게이트절연막

140, 240 : 데이터라인 150, 250 : 보호막

160, 260 : 레진층 180a, 180b, 280 : 픽셀전극
265 : 레진층돌출부 265a, 265b : 배리어막

본 발명은 액정표시장치의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 개구율을 향상시키기 위한 구조에서 픽셀전극간 단락에 의해 발생하는 픽셀 불량을 개선하기 위한 액정표시장치의 제조방법에 관한 것이다.

박막트랜지스터를 이용한 액정표시장치에서 개구율을 향상시키기 위하여, 도 1에 도시된 바와 같이, 픽셀전극(30)을 데이터라인(20) 위에 까지 배치해서 상기 픽셀전극(30)의 면적을 넓히고 있다.

이러한 액정표시장치의 제조과정을 살펴보면, 먼저, 도 2에 도시된 바와 같이, 유기기판(5) 상에 게이트라인(10), 게이트절연막(15), 데이터라인(20) 및 보호막(25)을 차례로 형성한다.

그 다음, 이후에 형성될 픽셀전극과 상기 데이터라인(20)간의 크로스 토크(cross talk)에 의한 신호의 흔들림을 줄이기 위하여 유전상수가 작고 픽셀전극과 데이타리인(20) 사이의 거리를 넓힐 수 있는 유기절연막, 예를들어, 레진층(28)을 도포한다.

상기 레진층(28)은 스핀 코팅장치 또는 슬릿 코팅장치를 이용해서 수 ㎛의 두께로 도포한다.

이어서, 상기 도포된 레진층(28)에 대해 경화공정을 진행하여 절연막으로서의 강도를 확보한다.

그러나, 상기 경화공정 진행시, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 레진층(28)은 수축하게 되고, 따라서, 평탄했던 레진층(28)의 표면중 일부 지역에는 레진층(28)이 함몰되어 레진층함몰부(X)가 형성되는 불량이 발생하고, 또한, 경화공정중 일부에 파티클이 발생할 수 있다.

이러한 레진층(28)의 함몰이나 파티클은 후속하는 픽셀전극 형성시의 마스크패턴 형성시 레진층함몰부(X)에서의 포토레지스트 두께(T)를 가장 두껍게 형성시키는 원인이 되며, 그리고, 상기 레진층함몰부(X)에 형성된 두꺼운 두께의 포토레지스트(PR)는 후속의 노광 및 현상시 완전히 제거되지 않고 일부가 남아, 상기 레진층함몰부(X)에 픽셀전극 물질을 잔류시키는 문제를 야기하게 되는 바, 결국, 종래기술에서는 픽셀전극간 단락이 유발되는 문제점이 있다.
특히, 고개구율 공정은 픽셀전극이 데이터라인 위에 까지 배치되어 픽셀전극간 거리가 짧아지는 구조이기 때문에, 이러한 레진층의 함몰 또는 파티클에 의한 불량에 매우 취약하다는 문제점이 있다.

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따라서, 본 발명은 상기한 종래기술의 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 픽셀전극을 데이터라인 위에 까지 배치시켜 개구율을 향상시키는 구조에서 픽셀전극간 단락을 방지할 수 있는 액정표시장치의 제조방법을 제공함에 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 픽셀전극간 단락을 방지함으로써 수율을 향상시킬 수 있는 액정표시장치의 제조방법을 제공함에 그 다른 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 게이트라인부와 데이터라인부 및 픽셀부를 갖는 기판 상에 게이트라인과 게이트절연막 및 데이터라인을 형성함과 아울러 상기 게이트라인과 데이터라인의 교차부에 박막트랜지스터를 형성하는 단계; 상기 박막트랜지스터 및 데이터라인을 포함한 게이트절연막 상에 레진층을 도포하는 단계; 상기 레진층을 게이트라인부 및 데이터라인부의 레진층영역과 픽셀부의 레진층영역의 노광량을 달리하여 노광해서 상기 게이트라인부와 데이터라인부에 해당하는 레진층 부분에 레진층돌출부를 형성하는 단계; 상기 레진층돌출부를 포함하는 레진층 상에 박막트랜지스터와 연결되는 픽셀전극을 형성하는 단계; 상기 픽셀전극이 형성된 기판 결과물 상에 게이트라인과 데이터라인 및 박막트랜지스터로 빛이 투과되는 것을 방지하는 차광막을 형성한 후 상기 픽셀전극 상에 칼라필터를 형성하는 단계; 및 상기 기판과 대향하는 대향 기판과의 사이에 액정층을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법을 제공한다.

(실시예)

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하도록 한다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 액정표시장치의 제조방법을 설명하기 위한 단면도이다.

이하에서는 레진층의 노광공정 이전단계는 종래와 동일하므로 설명의 편의상 그에 대한 상세한 설명은 생략하고, 레진층 노광공정을 포함한 이후 공정에 대해서만 설명하도록 한다. 그리고, 도면은 설명의 편의상 데이터라인부에 대해서만 도시한다.

먼저, 유기기판(100) 상에 게이트라인(미도시)과 게이트절연막(120) 및 데이터라인(140)을 차례로 형성함과 아울러 상기 게이트라인과 데이터라인(140)의 교차부에 게이트전극(미도시), 게이트절연막(120), 액티브층(미도시) 및 소오스/드레인전극(미도시)을 포함하는 박막트랜지스터(미도시)를 형성한 후, 상기 데이터라인(140)이 형성된 기판 결과물 상에 보호막(150)과 유기절연막인 레진층(160)을 차례로 형성한다. 이때, 상기 보호막(150)은 생략 가능하며, 이 경우, 유기절연막인 레진층(160)이 보호막의 기능을 겸하게 된다.

이어서, 상기 레진층(160)을 노광한다.

이때, 이러한 레진층(160)의 노광공정시에는 노광량을 조절하되, 예를들어, 데이터라인부와 게이트라인부에 해당하는 레진층영역(C)은 비노광 영역으로 하고, 박막트랜지스터의 드레인전극을 노출시키는 비아홀 부분에 해당하는 레진층영역(미도시)은 완전노광 영역으로 하며, 나머지 픽셀부에 해당하는 레진층영역(D)에는 하프노광 영역으로 하여 노광함으로써, 후속의 현상공정을 거친 후, 도시된 바와 같이, 상기 데이터라인부와 게이트라인부의 레진층영역(C)이 상기 픽셀부의 레진층영역(D) 보다 높은 높이(H)를 갖는 레진층돌출부(165)를 만든다.

여기서, 상기 레진층돌출부(165)의 크기는 데이터라인의 선폭 정도로 하며 픽셀간 간격 보다는 넓게 한다. 또한, 상기 레진층돌출부(165)의 높이(H)는 수 ㎛정도면 충분하다.

또한, 상기 게이트라인부와 데이터라인부의 레진층영역(C)과 상기 픽셀부의 레진층영역(D) 사이에 단차(즉, 돌출부)를 형성할 때, 그레이 톤 마스크(gray tone mask)를 이용할 수도 있다.

이어서, 상기 레진층돌출부(165)를 포함한 결과물의 상부에 픽셀전극 물질층(180)을 형성한다. 그런다음, 상기 픽셀전극 물질층(180) 상에 스핀코팅 장치를 이용하여 포토레지스트(미도시)를 도포한 후, 이를 노광 및 현상해서 픽셀전극이 형성될 영역을 한정하도록 패터닝한다. 그리고나서, 상기 픽셀전극 물질층(180)에 대해 상기 패터닝된 포토레지스트를 식각마스크로 한 식각공정을 진행해서 박막트랜지스터의 드레인전극(미도시)과 연결되는 픽셀전극(180a)(180b)을 형성한다.

이때, 상기 포토레지스트 도포시 레진층(160)의 단차로 인해 레진층(160)의 가장 높은 영역인 상기 레진층돌출부(165) 상에는 포토레지스트의 두께가 가장 얇게 도포되는데, 이러한 얇은 두께의 포토레지스트에 대해 픽셀전극 형성을 위한 패턴노광을 진행하면 상기 레진층돌출부(165) 상에 도포된 포토레지스트는 낮은 에너지의 노광량으로도 용이하게 제거될 수 있으며, 따라서, 픽셀전극(180a)(180b)간 단락을 방지할 수 있게 된다.

여기서, 상기 레진층(160)의 두께는 0.5 내지 10㎛ 범위로 하며, 상기 레진층돌출부(165)의 높이는 0.1 내지 수 ㎛의 범위로 한다.

그 다음, 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 게이트라인 및 데이터라인, 그리고, 박막트랜지스터로 빛이 투과되는 것을 방지하기 위한 차광막을 형성한 후, 상기 픽셀전극 상에 칼라필터를 형성한다.

이어서, 상기 기판과 대향하는 대향 기판과의 사이에 액정층을 형성하여 액정표시장치를 완성한다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정표시장치의 제조방법을 설명하기 위한 단면도로서, 이를 설명하면 다음과 같다.

여기서, 레진층돌출부의 형성단계까지는 도 4와 동일하므로 이에 대한 설명은 편의상 생략한다.

도 5의 실시예는 도 4의 레진층돌출부(165)가 레진층 경화공정을 거치면서 그 일부가 수축되어 상기 레진층돌출부(165)에 함몰부가 형성되는 경우에 해당한다.

즉, 상기 레진층 경화공정으로 인해 상기 레진층돌출부(265)에는 함몰부(270)가 형성되어 제 1 배리어막(265a)과 제 2 배리어막(265b)이 형성되는 경우에 관한 것이다.

먼저, 상술한 일실시예에서와 같은 방식의 노광공정을 통해 레진층(260)에 레진층돌출부(265)를 형성한다. 그런다음, 상기 레진층(260)에 대해 경화공정을 진행하면, 상기 레진층돌출부(265)는 그 일부가 수축되어 함몰부(270)가 형성된다.

이때, 상기 레진층돌출부(265)의 폭은 픽셀전극간 폭 보다 넓게 형성함으로써 상기 함몰부(270)의 측면에서 발생할 수 있는 스컴(scum; 포토레지스트 잔류물)이 존재하더라도 픽셀전극간 단락을 방지할 수 있다.

그 다음, 상기 함몰부(270)가 형성된 레진층돌출부(265) 상부에 픽셀전극 물질층을 형성한다.

이어서, 스핀코팅 장치를 이용하여 상기 픽셀전극 물질층 상에 포토레지스트(PR)를 도포한다. 이때, 상기 배리어막(265a)(265b)의 배리어 역할에 의해 상기 함몰부(270)에는 후속 노광공정에 의해 제거될 만큼의 포토레지스트(미도시)가 형성된다.

그 다음, 상기 포토레지스트를 노광하면, 상기 함몰부(270)에 형성된 얇은 두께의 포토레지스트(미도시)는 낮은 에너지로도 쉽게 제거될 수 있으며, 이에 따라, 픽셀전극(280)간 단락을 방지할 수 있게 된다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 노광량을 조절하여 데이터라인과 게이트라인 상부의 레진층영역에 레진층돌출부를 형성함으로써, 추가 공정없이도 픽셀전극간 단락을 방지할 수 있으며, 이에 따라, 수율을 향상시킬 수 있다.

한편, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능할 것이다.

Claims (12)

1. 게이트라인부와 데이터라인부 및 픽셀부를 갖는 기판 상에 게이트라인과 게이트절연막 및 데이터라인을 형성함과 아울러 상기 게이트라인과 데이터라인의 교차부에 박막트랜지스터를 형성하는 단계;

   상기 박막트랜지스터 및 데이터라인을 포함한 게이트절연막 상에 레진층을 도포하는 단계;

   상기 레진층을 게이트라인부 및 데이터라인부의 레진층영역과 픽셀부의 레진층영역의 노광량을 달리하여 노광해서 상기 게이트라인부와 데이터라인부에 해당하는 레진층 부분에 레진층돌출부를 형성하는 단계;

   상기 레진층돌출부를 포함하는 레진층 상에 박막트랜지스터와 연결되는 픽셀전극을 형성하는 단계;

   상기 픽셀전극이 형성된 기판 결과물 상에 게이트라인과 데이터라인 및 박막트랜지스터로 빛이 투과되는 것을 방지하는 차광막을 형성한 후 상기 픽셀전극 상에 칼라필터를 형성하는 단계; 및

   상기 기판과 대향하는 대향 기판과의 사이에 액정층을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 레진층 형성 전에 보호막을 형성하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 게이트라인부와 데이터라인부의 레진층영역은 노광하지 않고, 상기 픽셀부의 레진층영역은 하프노광 하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 레진층돌출부는 상기 픽셀부에 대응하는 레진층 보다 두꺼운 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 레진층은 박막트랜지스터의 드레인전극을 노출시키는 비아홀 부분에서 완전노광하여 제거하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 레진층은 그레이 톤 마스크를 이용하여 노광하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
7. 제 1 항에 있어서, 상기 레진층은 0.5 내지 10㎛의 두께로 도포하며, 상기 레진층돌출부와 상기 픽셀부의 레진층은 0.1 내지 수 ㎛의 단차를 가지도록 하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
8. 제 1 항에 있어서, 상기 레진층돌출부의 폭이 상기 픽셀전극간 간격 보다 넓은 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
9. 제 1 항에 있어서, 상기 픽셀전극을 형성하는 단계는

   상기 레진층돌출부를 포함한 레진층 상에 픽셀전극 물질층을 형성하는 단계; 상기 픽셀전극 물질층 상에 포토레지스트를 도포한 후, 이를 노광 및 현상하여 패터닝하는 단계; 상기 패터닝된 포토레지스트를 식각마스크로 이용해서 상기 픽셀전극 물질층을 식각하는 단계;로 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
10. 제 9 항에 있어서, 상기 노광은 상기 레진층돌출부상의 포토레지스트를 제거하기에 충분하고, 동시에 개구율의 감소없이 상기 픽셀전극간 간격을 유지하는 노광량으로 진행하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
11. 제 1 항에 있어서, 상기 레진층돌출부를 형성하는 단계 후에 레진층에 대해 경화공정을 진행하여 상기 레진층돌출부에 수축에 의한 함몰부가 형성되도록 하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
12. 제 11 항에 있어서, 상기 함몰부 상의 포토레지스트는 낮은 에너지의 노광량으로 제거할 만큼의 두께로 형성하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.

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