KR100857498B1 - Liquid crystal display and method for manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
표시 특성을 향상시키기 위한 액정표시장치 및 이의 제조방법이 개시된다. 어레이 기판은 제1 기판 상에 형성된 스위칭 소자와 제1 전극과의 사이에 개재되는 절연막을 구비한다. 절연막에는 제1 기판으로부터 제1 경사각을 갖고 기울어진 하나 이상의 경사면들을 갖는 제1 측벽부와 제1 기판으로부터 제1 경사각보다 큰 제2 경사각을 갖고 기울어진 제2 측벽부에 의해 정의되고 스위칭 소자의 제1 단과 제1 전극을 전기적으로 연결시키는 콘택홀이 형성된다. 따라서, 액정표시장치의 표시 특성을 향상시킬 수 있다.A liquid crystal display device and a method of manufacturing the same for improving display characteristics are disclosed. The array substrate includes an insulating film interposed between the switching element formed on the first substrate and the first electrode. The insulating film is defined by a first sidewall portion having one or more inclined surfaces inclined at a first inclination angle from the first substrate and a second sidewall portion inclined at a second inclination angle larger than the first inclination angle from the first substrate, A contact hole for electrically connecting the first end and the first electrode is formed. Therefore, the display characteristics of the liquid crystal display device can be improved.
Description
도 1은 일반적인 액정표시장치를 나타낸 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing a general liquid crystal display device.
도 2는 도 1에 도시된 TFT 기판에 배향막을 형성하는 공정을 나타낸 도면이다. 2 is a view showing a process of forming an alignment film on the TFT substrate shown in Fig.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정표시장치를 나타낸 단면도이다.3 is a cross-sectional view illustrating a liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention.
도 4는 도 3에 도시된 콘택홀을 러빙 방향과 연관하여 나타낸 도면이다.4 is a view showing the contact hole shown in FIG. 3 in relation to the rubbing direction.
도 5a 내지 도 5f는 도 3에 도시된 TFT 기판의 제조 공정을 나타낸 도면들이다.FIGS. 5A to 5F are views showing a manufacturing process of the TFT substrate shown in FIG.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 액정표시장치를 나타낸 단면도이다.6 is a cross-sectional view illustrating a liquid crystal display device according to a second embodiment of the present invention.
도 7은 도 6에 도시된 콘택홀을 러빙 방향과 연관하여 나타낸 도면이다.7 is a view showing the contact hole shown in FIG. 6 in relation to the rubbing direction.
도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 액정표시장치를 나타낸 단면도이다.8 is a cross-sectional view illustrating a liquid crystal display device according to a third embodiment of the present invention.
도 9는 도 8에 도시된 콘택홀을 러빙 방향과 연관하여 나타낸 도면이다.9 is a view showing the contact hole shown in FIG. 8 in relation to the rubbing direction.
도 10a 내지 도 10c는 도 8에 도시된 TFT 기판의 제조 공정을 나타낸 도면들이다.FIGS. 10A to 10C are views showing a manufacturing process of the TFT substrate shown in FIG.
도 11은 본 발명의 제4 실시예에 따른 액정표시장치를 나타낸 단면도이다.11 is a cross-sectional view illustrating a liquid crystal display device according to a fourth embodiment of the present invention.
도 12는 도 11에 도시된 콘택홀을 러빙 방향과 연관하여 나타낸 도면이다. 12 is a view showing the contact hole shown in FIG. 11 in relation to the rubbing direction.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>Description of the Related Art
100 : TFT 기판 130 : 절연막100: TFT substrate 130: insulating film
131 : 제1 측벽부 133 : 제2 측벽부131: first side wall part 133: second side wall part
135 : 콘택홀 140 : 화소 전극135: contact hole 140: pixel electrode
150 : 제1 배향막 200 : 컬러필터기판150: first alignment layer 200: color filter substrate
300 : 액정층 400 : 액정표시장치300: liquid crystal layer 400: liquid crystal display
본 발명은 액정표시장치 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 표시 특성을 향상시키기 위한 액정표시장치 및 이의 제조방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal display device and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a liquid crystal display device and a method of manufacturing the same.
오늘날과 같은 정보화 사회에 있어서 전자 디스플레이 장치(electronic display device)의 역할은 갈수록 중요해지며, 각종 전자 디스플레이 장치가 다양한 산업 분야에 광범위하게 사용되고 있다.In today's information society, the role of electronic display devices becomes increasingly important, and various electronic display devices are widely used in various industrial fields.
일반적으로, 전자 디스플레이 장치는 각종 전가 기기로부터 출력되는 전기적 정보 신호를 인간의 시각으로 인식 가능한 광 정보 신호로 변환하는 전자 장치라고 정의할 수 있다. In general, an electronic display device can be defined as an electronic device that converts an electrical information signal output from various electronic devices into an optical information signal that can be recognized by human vision.
최근 들어, 반도체 기술의 급속한 진보에 의해 각종 전자 장치의 고체화, 저 전압 및 저 전력화와 함께 전자 기기의 소형 및 경량화에 따라 새로운 환경에 적합한 평판 디스플레이 장치에 대한 요구가 급격히 증대하고 있다. 이러한 평판 디스 플레이 장치 중 액정표시장치는 다른 디스플레이 장치에 비해 얇고 가벼우며, 낮은 소비 전력 및 낮은 구동 전압을 갖추고 있어 광범위하게 사용되고 있다.2. Description of the Related Art In recent years, rapid advances in semiconductor technology have resulted in a rapid increase in demand for flat panel display devices that are suitable for new environments due to solidification, low voltage, and low power consumption of various electronic devices and miniaturization and weight reduction of electronic devices. Of these flat panel display devices, liquid crystal display devices are widely used because they are thinner and lighter than other display devices, have lower power consumption and lower driving voltage.
도 1은 일반적인 액정표시장치를 나타낸 단면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 TFT 기판에 배향막을 형성하는 공정을 나타낸 단면도이다.FIG. 1 is a cross-sectional view showing a general liquid crystal display device, and FIG. 2 is a cross-sectional view showing a step of forming an alignment film on the TFT substrate shown in FIG.
도 1을 참조하면, 일반적인 액정표시장치는 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor; 이하, TFT) 기판(60)과, TFT 기판(60)과 대향하여 구비되는 컬러필터(Color Filter; 이하, C/F) 기판(70)과, TFT 기판(60)과 상기 C/F 기판(70)과의 사이에 형성된 액정층(80)을 포함한다.1, a typical liquid crystal display device includes a thin film transistor (TFT)
TFT 기판(60)은 제1 기판(10)과, 제1 기판(10) 상에 형성된 TFT(20)과, TFT(20)를 포함하는 제1 기판(10) 상에 형성된 유기 절연막(30)과, 유기 절연막(30) 상에 형성된 화소전극(40)과, 화소전극(40) 상에 형성된 제1 배향막(align film; 50)으로 이루어진다.The
TFT(20)는 게이트 전극(21), 소오스 전극(25) 및 드레인 전극(26)을 갖는다. 이때, 게이트 전극(21)은 게이트 절연막(22)을 통하여 소오스 전극(25) 및 드레인 전극(26)과 절연 상태를 유지한다. 게이트 절연막(22) 상에는 게이트 전극(21)에 전원이 인가됨에 따라 소오스 전극(25)으로부터 드레인 전극(26)으로 전원을 인가하기 위한 액티브 패턴(23) 및 오믹 콘택 패턴(24)이 형성된다. 그 위로 소오스 및 드레인 전극(25, 26)이 형성된다. The TFT 20 has a
이때, TFT(20) 위로는 유기 절연막(30)이 형성된다. 유기 절연막(30)에는 드레인 전극(26)을 노출시키기 위한 콘택홀(31)이 형성되어 있다. 이후, 유기 절연막(30), 콘택홀(31)에 의해 노출된 드레인 전극(26) 및 콘택홀(31)의 측벽에는 화소전극(40)이 균일한 두께로 도포된다. 또한, 화소전극(40) 상에는 소정의 방향으로 연장된 다수의 배향홈(미도시)을 갖는 제1 배향막(50)이 형성된다. At this time, the organic
한편, C/F 기판(70)은 제2 기판(71) 상에 컬러필터(72), 공통전극(73) 및 제2 배향막(74)이 형성된 기판으로, 공통전극(73)이 화소전극(40)과 마주보도록 TFT 기판(60)과 대향하여 구비된다. 이와 같이, C/F 기판(70)과 TFT 기판(60)이 대향하여 결합되면, C/F 기판(70)과 TFT 기판(60)과의 사이에는 액정층(80)이 형성된다.The C /
액정층(80)에 광이 통과되도록 하기 위해서는 액정층(80)을 일정한 방향으로 배향시켜야 한다. 이때, 액정(80)의 배향은 제1 및 제2 배향막(50, 74)에 의하여 수행된다. 여기서, 제1 배향막(50)의 형성 공정을 간단하게 설명한다. In order to allow light to pass through the
도 2를 참조하면, 화소전극(40) 상에는 폴리 이미드(poly-imide) 박막으로 이루어진 배향층(51)이 적층된다. 배향층(51)은 러빙 공정에 의해 다수의 배향홈(50a)을 갖는 제1 배향막(50)으로 형성된다. 구체적으로, 러빙 롤러(90)의 외주면에는 다수의 파일(pile; 91a)이 돌출되어 있는 러빙포(91)가 부착되어 있다. 러빙 롤러(90)를 배향층(51) 상에 배치시킨 후 소정의 방향으로 이동시키면, 배향층(51)에는 배향층(51)과 파일(91a)이 서로 마찰되면서, 러빙 롤러(90)가 이동하는 방향으로 연장된 다수의 배향홈(51)이 형성된다. 이로써, 제1 배향막(50)이 완성된다.Referring to FIG. 2, an
그러나, 러빙 롤러(90)가 콘택홀(31)을 통과하게되면, 콘택홀(31)의 단차로 인해 콘택홀(31)을 정의하는 유기 절연막의 측벽에서 배향이 잘 이루어지지 않아 배향홈(50a)이 얇게 형성되거나 형성되지 못하는 문제가 발생된다. 이로써, 콘택홀(31) 부분에서 액정이 제대로 배열되지 못하여 액정표시장치의 블랙 모드 시 빛샘 현상이 발생한다. 따라서, 액정표시장치의 표시 특성이 저하된다.However, when the
따라서, 본 발명의 제1 목적은 표시 특성을 향상시키기 위한 액정표시장치를 제공하는 것이다.Accordingly, it is a first object of the present invention to provide a liquid crystal display device for improving display characteristics.
또한, 본 발명의 제2 목적은 표시 특성이 향상시키기 위한 액정표시장치의 제조방법을 제공하는 것이다.A second object of the present invention is to provide a method of manufacturing a liquid crystal display device for improving display characteristics.
상술한 본 발명의 제1 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 액정표시장치는, 제1 기판 상에 형성된 스위칭 소자와 제1 전극과의 사이에 개재되어 상기 제1 기판으로부터 제1 경사각으로 기울어진 하나 이상의 경사면을 갖는 제1 측벽부와 상기 제1 기판으로부터 상기 제1 경사각보다 큰 제2 경사각으로 기울어진 제2 측벽부에 의해 정의되는 콘택홀이 형성된 절연막과 상기 제1 전극 상에 형성되고 제1 방향으로 러빙된 제1 배향막을 갖고, 상기 스위칭 소자는 상기 콘택홀을 통해 상기 제1 전극과 전기적으로 연결되는 어레이 기판; 제2 기판 상에 상기 제1 전극과 마주보도록 형성된 컬러필터와, 상기 컬러필터 상에 형성된 제2 전극 및 제2 전극 상에 형성되고 제2 방향으로 러빙된 제2 배향막을 갖는 컬러필터기판; 및 상기 어레이 기판과 상기 컬러필터기판과의 사이에 형성된 액정층을 포함한다. 이때, 상기 콘택홀은 상기 제1 및 제2 측벽부의 상단에서 상기 제2 방향보다 제1 방향으로 길게 형성된다.In order to accomplish the first object of the present invention, there is provided a liquid crystal display device comprising: a liquid crystal layer interposed between a switching element formed on a first substrate and a first electrode and inclined at a first inclination angle from the first substrate; An insulating film formed on the first electrode and having a contact hole defined by a first sidewall portion having at least one inclined surface and a second sidewall portion inclined at a second inclination angle larger than the first inclination angle from the first substrate; An array substrate having a first alignment layer rubbed in one direction, the switching element being electrically connected to the first electrode through the contact hole; A color filter formed on the second substrate so as to face the first electrode; a color filter substrate having a second electrode formed on the color filter and a second alignment film formed on the second electrode and rubbed in the second direction; And a liquid crystal layer formed between the array substrate and the color filter substrate. At this time, the contact holes are formed to be longer in the first direction than the second direction at the upper ends of the first and second sidewall portions.
또한, 상술한 본 발명의 제2 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 액정표시장치의 제조방법은, 제1 기판 상에 형성된 스위칭 소자와 제1 전극과의 사이에 개재되어 상기 제1 기판으로부터 제1 경사각으로 기울어진 하나 이상의 경사면들을 갖는 제1 측벽부와 상기 제1 기판으로부터 상기 제1 경사각보다 큰 제2 경사각으로 기울어진 제2 측벽부에 의해 정의되는 콘택홀이 형성된 절연막과 상기 제1 전극 상에 형성되고 제1 방향을 러빙된 제1 배향막을 갖고, 상기 스위칭 소자는 상기 콘택홀을 통해 상기 제1 전극과 전기적으로 연결되는 어레이 기판을 제조하는 단계; 제2 기판 상에 상기 제1 전극과 마주보도록 형성된 컬러필터, 상기 컬러필터의 전면에 걸쳐서 형성된 제2 전극, 상기 제2 전극 상에 형성되고 제2 방향으로 러빙된 제2 배향막을 갖는 컬러필터기판을 제조하는 단계; 및 상기 어레이 기판과 상기 컬러필터기판과의 사이에 액정층을 형성하는 단계를 포함한다. 이때, 상기 콘택홀은 상기 제1 및 제2 측벽부의 상단에서 상기 제2 방향보다 상기 제1 방향으로 길게 형성된다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a liquid crystal display device, including: forming a first electrode on a first substrate, An insulating film having a first sidewall portion having one or more inclined surfaces inclined at an inclination angle and a contact hole defined by a second sidewall portion inclined at a second inclination angle larger than the first inclination angle from the first substrate; Wherein the switching element has a first alignment layer formed on the substrate and rubbed in a first direction, the switching element being electrically connected to the first electrode through the contact hole; A color filter formed on the second substrate so as to face the first electrode, a second electrode formed over the entire surface of the color filter, and a second alignment film formed on the second electrode and rubbed in the second direction, Lt; / RTI > And forming a liquid crystal layer between the array substrate and the color filter substrate. At this time, the contact hole is formed longer in the first direction than the second direction at the upper ends of the first and second sidewall portions.
이러한 액정표시장치 및 액정표시장치의 제조방법에 따르면, 어레이 기판에는 절연막이 형성되고, 절연막에는 제1 기판으로부터 제1 경사각을 갖고 기울어진 하나 이상의 경사면을 갖는 제1 측벽부와 제1 기판으로부터 제1 경사각보다 큰 제2 경사각을 갖고 기울어진 제2 측벽부에 의해 정의되는 콘택홀이 형성된다. 따라서, 액정표시장치의 표시 특성을 향상시킬 수 있다. According to such a liquid crystal display device and a method of manufacturing a liquid crystal display device, an insulating film is formed on an array substrate, and the insulating film includes a first sidewall portion having at least one inclined surface inclined at a first inclination angle from the first substrate, A contact hole defined by a second sidewall portion inclined at a second inclination angle larger than one inclination angle is formed. Therefore, the display characteristics of the liquid crystal display device can be improved.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정표시장치를 나타낸 단면도이고, 도 4는 도 3에 도시된 콘택홀을 러빙 방향에 연관하여 나타낸 도면이다.FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a view showing a contact hole shown in FIG. 3 in relation to a rubbing direction.
도 3을 참조하면, 액정표시장치(400)는 TFT 기판(100), TFT 기판(100)과 대향하여 구비되는 C/F 기판(200) 및 TFT 기판(100)과 C/F 기판(200)과의 사이에 형성된 액정층(300)을 포함한다.3, a
TFT 기판(100)은 제1 기판(110), 제1 기판(110) 상에 형성된 TFT(120), TFT(120)가 형성된 제1 기판(110) 상에 형성된 유기 절연막(130), 유기 절연막(130) 상에 형성된 화소전극(140) 및 화소전극(140) 상에 형성된 제1 배향막(150)으로 이루어진다.The
TFT(120)는 게이트 전극(121), 소오스 전극(125) 및 드레인 전극(126)을 갖는다. 이때, 게이트 전극(121)은 게이트 절연막(122)을 통하여 소오스 전극(125)과 드레인 전극(126)과 절연 상태를 유지한다. 게이트 절연막(122) 상에는 게이트 전극(121)에 전원이 인가됨에 따라 소오스 전극(125)으로부터 드레인 전극(126)으로 전원을 인가하기 위한 액티브 패턴(123) 및 오믹 콘택 패턴(124)이 형성된다. 그 위로 소오스 및 드레인 전극(125, 126)이 형성된다.The
이때, TFT(120) 상에는 드레인 전극(126)을 노출시키기 위한 콘택홀(135)이 형성된 유기 절연막(130)이 형성된다. 여기서, 콘택홀(135)은 제1 기판(110)으로부터 제1 경사각(θ1)으로 기울어진 하나 이상의 경사면을 갖는 제1 측벽부(131), 제1 기판(110)으로부터 제1 경사각(θ1)보다 큰 제2 경사각(θ2)을 갖고 형성된 제2 측벽부(133)에 의해 정의된다. 제1 측벽부(131)는 제1 경사각(θ1)으로 기울어진 제1 경사면(131a)과, 제1 경사면(131a)과 마주보고 제2 경사각(θ2)으로 기울어진 제2 경사면(131b)으로 이루어진다. At this time, on the
여기서, 제1 및 제2 경사각(θ1, θ2)은 예각이고, 더욱 바람직하게, 제1 경사각(θ1)은 30°이하이고, 제2 경사각(θ2)은 30°보다는 크고 60°보다는 작거나 같다.The first and second inclination angles? 1 and? 2 are acute angles. More preferably, the first inclination angle? 1 is less than 30 degrees and the second inclination angle? 2 is greater than 30 degrees and less than 60 degrees .
도 4에 도시된 바와 같이, 콘택홀(135)은 제1 및 제2 측벽부(131, 133)의 상단에서 제1 배향막(150)의 러빙 방향인 제1 방향(D1)으로의 폭이 제1 방향(D1)과 직교하는 제2 방향(D2)으로의 폭보다 넓게 형성된다. 제1 측벽부(131)는 제1 경사각(θ1)으로 기울어진 제1 경사면(131a)과 제2 경사각(θ2)으로 기울어진 제2 경사면(131b)으로 이루어진다. 이때, 제1 경사면(131a)은 제2 경사면(131b)보다 먼저 러빙된다.4, the
이후, 유기 절연막(130)과, 콘택홀(135)에 의해 노출된 드레인 전극(126)과, 콘택홀(135)을 정의하는 제1 및 제2 측벽부(131, 133)에는 화소전극(140)이 균일한 두께로 도포된다. 또한, 화소전극(140) 상에는 일정의 방향으로 러빙된 제1 배향막(150)이 형성된다.Thereafter, the organic insulating
한편, C/F 기판(200)은 제2 기판(210) 상에 컬러필터(220), 공통전극(230) 및 제2 배향막(240)이 순차적으로 형성된 기판이다. C/F 기판(200)은 공통전극(230)이 화소전극(140)과 마주보도록 TFT 기판(100)과 대향하여 결합된다. 이후, C/F 기판(200)과 TFT 기판(100)과의 사이에는 액정층(300)이 형성된다.The C /
이하, 도 3에 도시된 TFT 기판의 제조 공정을 설명한다.Hereinafter, the manufacturing process of the TFT substrate shown in Fig. 3 will be described.
도 5a 내지 도 5f는 도 3에 도시된 TFT 기판의 제조 공정을 구체적으로 나타낸 도면들이다.5A to FIG. 5F are views showing a manufacturing process of the TFT substrate shown in FIG. 3 in detail.
도 5a를 참조하면, 유리 또는 세라믹과 같은 절연 물질로 이루어진 제1 기판(110) 상에 알루미늄(Al), 크롬(Cr) 또는 몰리브덴 텅스텐(MoW)으로 이루어진 제1 금속막(미도시)을 스퍼터링 방법에 의해 증착한 후, 제1 금속막을 패터닝하여 게이트 라인(미도시), 게이트 라인으로부터 분기되는 게이트 전극(121)을 형성한다. 게이트 전극(121)은 그 측벽이 테이퍼드 프로파일(tapered profile)을 갖는다.5A, a first metal film (not shown) made of aluminum (Al), chromium (Cr), or molybdenum tungsten (MoW) is sputtered on a
이어서, 게이트 라인 및 게이트 전극(121)이 형성된 제1 기판(110)의 전면에 실리콘 질화물을 플라즈마 화학기상증착(plasma-enhanced chemical vapor deposition; PECVD) 방법에 의해 증착하여 게이트 절연막(122)을 형성한다.Next, silicon nitride is deposited on the entire surface of the
게이트 절연막(122) 상에 액티브층(미도시)으로서, 예컨대 비정질실리콘막을 플라즈마 화학기상증착 방법에 의해 증착하고, 그 위에 오믹 콘택층(미도시)으로서, 예컨대 n+ 도핑된 비정질실리콘막을 플라즈마 화학기상증착 방법에 의해 증착한다. 이때, 비정질실리콘막 및 n+ 도핑된 비정질실리콘막을 플라즈마 화학기상증착 설비의 동일 챔버 내에서 인-시튜(in-situ)로 증착한다. 이어서, 오믹 콘택층 및 액티브층을 차례로 패터닝하여 게이트 전극(121) 윗부분의 게이트 절연막(122) 상에 비정질실리콘막으로 이루어진 액티브 패턴(123) 및 n+ 도핑된 비정질실리콘막으 로 이루어진 오믹 콘택층 패턴(124)을 형성한다.An amorphous silicon film is deposited as an active layer (not shown) on the
결과물의 전면에 크롬(Cr)과 같은 제2 금속막(미도시)을 스퍼터링 방법에 의해 증착한 후, 제2 금속막을 패터닝하여 게이트 라인에 직교하는 데이터 라인(미도시), 데이터 라인으로부터 분기되는 소오스 전극(125) 및 드레인 전극(126)을 형성한다. A second metal film (not shown) such as chromium (Cr) is deposited on the entire surface of the resultant by a sputtering method, and then the second metal film is patterned to form a data line (not shown) orthogonal to the gate line, A
따라서, 게이트 전극(121), 액티브 패턴(123), 오믹 콘택층 패턴(124), 소오스 전극(125) 및 드레인 전극(126)을 포함하는 TFT(120)가 완성된다. 게이트 라인과 데이터 라인 사이에 개재된 게이트 절연막(122)은 게이트 라인과 데이터 라인이 접촉되는 것을 방지한다.The
계속해서, 소오스 전극(125)과 드레인 전극(126) 사이의 노출된 오믹 콘택 패턴(124)을 반응성 이온 식각(reactive ion etching; RIE) 방법에 의해 제거해낸다. 그러면, 소오스/드레인 전극(125, 126) 사이의 노출된 액티브 패턴 영역이 TFT(120)의 채널 영역으로 제공된다.Subsequently, the exposed
도 5b를 참조하면, TFT(120)가 형성된 제1 기판(110)의 전면에는 소오스 및 드레인 전극과 그 위에 형성되어질 화소전극(140) 사이를 전기적으로 절연시키기 위한 층간 절연막으로서, 예컨대 아크릴계 수지와 같은 감광성 유기 절연층(137)을 스핀-코팅 방법이나 슬릿-코팅 방법을 통해 도포한다.5B, an interlayer insulating film for electrically insulating the source and drain electrodes and the
유기 절연층(137) 상에는 콘택홀 패턴이 형성되어 있는 마스크(137a)가 형성된다. 구체적으로, 마스크(137a)는 콘택홀 형성 영역(A)을 구비하고, 콘택홀 영역 영역(A)은 상대적으로 노광량이 적은 슬릿 노광 영역(A1)과 상대적으로 노광량이 많은 풀 노광 영역(A2)으로 구분된다. 슬릿 노광 영역(A1)은 제1 및 제2 측벽부(131, 133) 중 제1 측벽부(131)의 제1 경사면(131a)에 대응한다.On the organic insulating
이후, 유기 절연층(137)을 노광하면, 슬릿 노광 영역(A1)에 대응하는 유기 절연층(137)은 슬릿 노광되고, 풀 노광 영역(A2)에 대응하는 유기 절연층(137)은 풀 노광된다.The organic insulating
도 5c를 참조하면, 테트라메틸-수산화암모늄(TMAH) 현상액을 이용하여 유기 절연층(137)을 현상한다. 그러면, 유기 절연층(137)의 노광된 영역이 제거되면서 드레인 전극(126)의 표면 일부분을 노출시키는 콘택홀(135)이 형성된다. 즉, 콘택홀(135)을 정의하는 제1 및 제2 측벽부(131, 133) 중 슬릿 노광 영역(A1)과 대응하는 제1 측벽부(131)에는 제1 기판(110)으로부터 제1 경사각(θ1)으로 기울어진 제1 경사면(131a)이 형성된다. 또한, 풀 노광 영역(A2)의 경계부에 대응하여 제1 측벽부(131)에는 제1 기판(110)으로부터 제2 경사각(θ2)으로 기울어진 제2 경사면(131b)이 형성되고, 제2 측벽부(미도시)는 제1 기판(110)으로부터 제2 경사각(θ2)으로 기울어진다.Referring to FIG. 5C, the
여기서, 제1 경사각(θ1)은 제2 경사각(θ2)보다 작다. 즉, 제1 경사각(θ1)은 30°이하이고, 제2 경사각(θ2)은 30°보다는 크고 60°보다는 작거나 같다.Here, the first inclination angle [theta] 1 is smaller than the second inclination angle [theta] 2. That is, the first inclination angle [theta] 1 is less than 30 [deg.] And the second inclination angle [theta] 2 is greater than 30 [deg.
도 5d를 참조하면, 유기 절연막(130)과 콘택홀(135) 상에 인듐 틴 옥사이드(Indium Tin Oxide; ITO) 또는 인듐 징크 옥사이드(Induim Zinc Oxide; IZO)와 같은 투명 도전막을 증착한 후, 투명 도전막을 패터닝하여 화소전극(140)을 형성한다. 여기서, 화소전극(140)은 콘택홀(135)을 통해 TFT(120)의 드레인 전극(126)과 접속된다.5D, a transparent conductive layer such as indium tin oxide (ITO) or indium zinc oxide (IZO) is deposited on the organic insulating
도 5e 및 도 5f를 참조하면, 화소 전극(140) 상에는 폴리 이미드(poly-imide) 박막으로 이루어진 배향층(155)이 적층된다. 배향층(155)은 러빙 공정에 의해 다수의 배향홈(151)을 갖는 배향막(150)으로 형성된다. Referring to FIGS. 5E and 5F, an
구체적으로, 러빙 롤러(190)의 외면에는 다수의 파일(191a)이 형성된 러빙포(191)가 부착되어 있다. 러빙 롤러(190)를 배향층(155) 상에 배치시킨 후 소정의 방향으로 이동시키면, 배향층(155)과 다수의 파일(191a)이 서로 마찰된다. 배향층(155)에는 러빙 롤러(190)가 이동하는 방향으로 연장된 다수의 배향홈(151)이 형성된다. 이로써, 배향막(150)이 완성된다. 러빙 롤러(190)는 제1 경사면(131a)으로부터 제2 경사면(131b)을 향하는 방향으로 이동하면서 배향막(150)을 러빙한다.Specifically, on the outer surface of the rubbing
도 5f에 도시된 바와 같이, 제1 경사면(131a)이 완만하게 형성됨으로써 제1 경사면(131a)에도 배향홈(151)이 제대로 형성된다. 따라서, 콘택홀(131)의 제1 경사면(131a) 부분에서 액정(180)이 제대로 배열함으로써 빛샘 현상을 방지할 수 있다.As shown in FIG. 5F, since the first
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 액정 표시 장치를 나타낸 단면도이고, 도 7은 도 6에 도시된 콘택홀을 러빙 방향과 연관하여 나타낸 도면이다.FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a liquid crystal display device according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a view showing a contact hole shown in FIG. 6 in relation to a rubbing direction.
도 6 및 도 7을 참조하면, TFT(120)가 형성된 제1 기판(110) 상에는 드레인 전극(126)을 노출시키기 위한 콘택홀(165)이 형성된 유기 절연막(160)이 형성된다. 여기서, 콘택홀(165)은 제1 기판(110)으로부터 제1 경사각(θ1)으로 기울어진 하나 이상의 경사면을 갖는 제1 측벽부(161)과, 제1 측벽부(161)와 마주보고 제1 기판(110)으로부터 제1 경사각(θ1)보다 큰 제2 경사각(θ2)을 갖고 형성된 제2 측벽부(163)에 의해 정의된다. 제1 측벽부(161)는 상기 제1 경사각(θ1)으로 기울어진 제1 경사면(161a)과, 제1 경사면(161a)과 마주보고 상기 제1 경사각(θ1)으로 기울어진 제2 경사면(161b)으로 이루어진다. 6 and 7, on the
여기서, 제1 및 제2 경사각(θ1, θ2)은 예각이고, 더욱 바람직하게 제1 경사각(θ1)은 30°이하이고 제2 경사각(θ2)은 30°보다는 크고 60°보다는 작거나 같다.The first and second inclination angles? 1 and? 2 are acute angles. More preferably, the first inclination angle? 1 is less than 30 degrees and the second inclination angle? 2 is greater than 30 degrees and less than 60 degrees.
또한, 도 7에 도시되 바와 같이 콘택홀(165)은 제1 및 제2 측벽부(161, 163)의 상단에서 제1 배향막(150)의 러빙 방향인 제1 방향(D1)으로의 폭이 제1 방향(D1)과 직교하는 제2 방향(D2)으로의 폭보다 넓게 형성된다. 제1 측벽부(161)는 각각이 제1 경사각(θ1)으로 기울어진 제1 및 제2 경사면(161a, 161b)을 구비한다. 따라서, 제1 측벽부(161)에서의 배향력을 증가시킬 수 있다.7, the width of the
이하, 본 발명의 제3 및 제4 실시예는 유기 절연막의 표면에 요철을 형성하는 구조를 예로 들어 설명한다. 일반적으로 유기 절연막의 표면에 요철을 형성하는 구조는 반사형 또는 반사-투과형 액정표시장치에 이용된다. 따라서, 도 8 내지 도 12에서는 반사형 액정표시장치에 본 발명을 적용한 구조를 본 발명의 제3 및 제4 실시예로써 나타낸다.Hereinafter, the third and fourth embodiments of the present invention will be described by exemplifying a structure in which irregularities are formed on the surface of the organic insulating film. In general, the structure for forming the concavo-convex on the surface of the organic insulating film is used in a reflection type or reflection-transmission type liquid crystal display device. Therefore, in Figs. 8 to 12, the structure in which the present invention is applied to the reflection type liquid crystal display device is shown as third and fourth embodiments of the present invention.
도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 반사형 액정표시장치를 나타낸 단면도이고, 도 9는 도 8에 도시된 콘택홀을 러빙 방향과 연관하여 나타낸 도면이다.FIG. 8 is a cross-sectional view illustrating a reflection type liquid crystal display device according to a third embodiment of the present invention, and FIG. 9 is a view showing a contact hole shown in FIG. 8 in relation to a rubbing direction.
도 8 및 도 9를 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 반사형 액정표시장 치(500)는 제1 기판(110) 상에 형성되는 TFT(120), TFT(120) 상에 형성된 유기 절연막(170), 유기 절연막(170) 상에 균일한 두께로 적층된 반사전극(180), 반사 전극(180) 상에 형성된 배향막(150)을 포함한다.8 and 9, a reflective liquid crystal display device 500 according to a third embodiment of the present invention includes a
TFT(120)가 형성된 제1 기판(110) 상에는 드레인 전극(126)을 노출시키기 위한 콘택홀(175)이 형성된 유기 절연막(170)이 형성된다. 유기 절연막(170)의 표면에는 제1 기판(100)으로부터 상대적인 높낮이를 갖는 오목부(177a)와 볼록부(177b)가 반복적으로 나타남으로써 요철(177)이 형성된다. 여기서, 유기 절연막(170)의 표면에 요철(177)이 형성됨으로써 반사 전극(180)의 면적이 증가되어 반사 효율이 향상되고, 반사각이 조절되어 시야각이 확장된다.On the
콘택홀(175)은 제1 및 제2 측벽부(171, 173)의 상단에서 제1 배향막(150)의 러빙 방향인 제1 방향(D1)으로의 폭이 제1 방향(D1)과 직교하는 제2 방향(D2)으로의 폭보다 넓게 형성된다. 제1 측벽부(171)는 제1 기판(110)으로부터 제1 경사각(θ1)으로 기울어진 다수의 제1 경사면(171a)과, 상기 제1 경사면(171a)을 연결하는 플랫면(171b)에 의해 계단 형상을 갖는다. 또한, 제1 측벽부(171)는 제1 경사면(171a)과 마주보고 제1 경사각(θ1)보다 큰 제2 경사각(θ2)으로 기울어져 형성된 제2 경사면(171c)을 포함한다. 여기서, 제1 경사면(171a)은 제2 경사면보다 먼저 러빙된다. The width of the
이와 같이, 제1 측벽부(171)를 완만하게 형성함으로써, 제1 측벽부(171)에서의 배향력을 더욱 강화시킬 수 있다.By thus gently forming the
이하, 도 8에 도시된 TFT 기판의 제조 공정을 구체적으로 설명한다. Hereinafter, the manufacturing process of the TFT substrate shown in Fig. 8 will be described in detail.
도 10a 내지 도 10c는 도 8에 도시된 TFT 기판의 제조 공정을 나타낸 단면도들이다. 단, 도 10a 내지 도 10c에서는 유기 절연막을 형성하기 위한 두 번의 노광 공정이 이루어진다.FIGS. 10A to 10C are cross-sectional views illustrating a manufacturing process of the TFT substrate shown in FIG. However, in FIGS. 10A to 10C, two exposing steps for forming the organic insulating film are performed.
도 10a를 참조하면, TFT(120)가 형성된 제1 기판(110)의 전면에 데이터 배선과 그 위에 형성되어질 반사 전극(140) 사이를 절연시키기 위한 층간 절연막으로서, 예컨대 아크릴계 수지와 같은 감광성 유기 절연층(179)이 스핀-코팅 방법이나 슬릿-코팅 방법을 통해 도포된다.10A, an interlayer insulating film for insulating the data line from the front surface of the
이후, 유기 절연막에 콘택홀을 형성하기 위하여 유기 절연층(179)을 노광하는 제1 노광 공정이 수행된다. 즉, 유기 절연층(179) 상에는 콘택홀 패턴이 형성되어 있는 제1 마스크(179a)가 형성된다. 제1 마스크(179a)는 콘택홀 형성 영역(A)을 구비하고, 콘택홀 영역 영역(A)은 상대적으로 노광량이 적은 슬릿 노광 영역(A1)과 상대적으로 노광량이 많은 풀 노광 영역(A2)으로 구분된다. 슬릿 노광 영역(A1)은 이후 제1 측벽부(171)에 다수의 경사면(171a)이 형성하는 영역이다. 이때, 유기 절연층(179) 상에 제1 마스크(179a)가 형성된 상태에서 유기 절연층을(179) 노광한다.Thereafter, a first exposure process for exposing the organic insulating
다음, 유기 절여막의 표면에 요철을 형성하기 위하여 유기 절연층(179)을 노광하는 제2 노광 공정이 수행된다.Next, a second exposure process is performed to expose the organic insulating
도 10b를 참조하면, 유기 절연층(179) 상에는 요철(177)과 대응하는 패턴이 형성되어 있는 제2 마스크(179b)가 형성된다. 구체적으로, 제2 마스크(179b)는 오목부(177a)에 대응하여 형성된 제1 하프 노광 영역(B1)과, 상기 콘택홀 형성 영역(A) 중 제1 측벽부(171)에 대응하여 형성된 제2 하프 노광 영역(B2)을 포함한다. 여기서, 제2 하프 노광 영역(B2)은 제1 측벽부(171)의 제1 경사면들(171a) 사이에 플랫면(171b)을 형성하는 영역이다. 유기 절연층(179) 상에 제2 마스크(179b)가 형성된 상태에서 유기 절연층(179)을 다시 노광한다.Referring to FIG. 10B, on the organic insulating
이후, 도 10c를 참조하면, 테트라메틸-수산화암모늄(TMAH) 현상액을 이용하여 유기 절연층(179)을 현상한다. 그러면, 유기 절연층(179)의 노광된 영역이 제거되면서 드레인 전극(126)의 표면 일부분을 노출시키는 콘택홀(175)과 요철(177)이 형성되어 유기 절연막(170)이 완성된다.Referring to FIG. 10C, the
구체적으로, 콘택홀(175)을 정의하는 제1 측벽부(171)는 슬릿 노광 영역(A2)에 대응하여 형성되고 제1 기판(110)으로부터 제1 경사각(θ1)으로 기울어진 다수의 제1 경사면(171a)과, 제2 하프 노광 영역(B2)과 대응하여 형성되고 상기 제1 경사면들(171a)을 연결하는 플랫면(171b)에 의해 계단 형상을 갖는다. 또한, 풀 노광 영역(A1)의 경계부에 대응하여 형성되고 제1 경사면들(171a)과 마주보는 제2 경사면(171c)은 제1 경사각(θ1)보다 큰 제2 경사각(θ2)으로 기울어져 형성된다. 여기서, 제1 경사각(θ1)은 제2 경사각(θ2)보다 작다. 즉, 제1 경사각(θ1)은 30°이하이고, 제2 경사각(θ2)은 30°보다는 크고 60°보다는 작거나 같은 것이 바람직하다.Specifically, the
도 11은 본 발명의 제4 실시예에 따른 액정표시장치를 나타낸 단면도이고, 도 12는 도 11에 도시된 콘택홀을 러빙 방향과 연관하여 나타낸 도면이다.FIG. 11 is a cross-sectional view illustrating a liquid crystal display device according to a fourth embodiment of the present invention, and FIG. 12 is a view showing a contact hole shown in FIG. 11 in relation to a rubbing direction.
도 11 및 도 12를 참조하면, TFT(120)가 형성된 제1 기판(110) 상에는 드레 인 전극(126)을 노출시키기 위한 콘택홀(185), 및 오목부(187a)와 볼록부(187b)로 이루어진 요철(187)이 형성된 유기 절연막(180)이 형성된다. 콘택홀(185)은 제1 및 제2 측벽부(181, 183)의 상단에서 제1 배향막(150)의 러빙 방향인 제1 방향(D1)으로의 폭이 제1 방향(D1)과 직교하는 제2 방향(D2)으로의 폭보다 넓게 형성된다. 11 and 12, on the
제1 측벽부(181)는 제1 기판(110)으로부터 제1 경사각(θ1)으로 기울어진 다수의 제1 경사면(181a)과, 제1 경사면들(181a)을 연결하는 제1 플랫면(181b)에 의해 계단 형상을 갖는다. 또한, 제1 측벽부(181)는 제1 경사면들(181a)과 마주보고 제1 경사각(θ1)으로 기울어진 다수의 제2 경사면(183a)과, 제2 경사면들(183a)을 연결하는 제2 플랫면(183b)에 의해 계단 형상을 갖는다. 여기서, 제1 경사각(θ1)은 30°이하인 것이 바람직하다.The first
따라서, 러빙 경로 상에 형성된 제1 측벽부(181)를 제2 측벽부(183)에 비하여 완만하게 형성하여 제1 측벽부(181)에서의 배향력을 향상시킬 수 있다. 또한, 제1 측벽부(181)는 제1 경사면들(181a) 사이와 제2 경사면들(181c) 사이에 각각 제1 및 제2 플랫면(181b, 181d)을 구비하여 제1 측벽부(181)에서의 배향력을 더욱 강화시킬 수 있다.Accordingly, the
상술한 액정표시장치 및 이의 제조 방법에 따르면, 유기 절연막에는 제1 기판으로부터 제1 경사각을 갖고 기울어진 하나 이상의 경사면을 갖는 제1 측벽부와 제1 기판으로부터 제1 경사각보다 큰 제2 경사각을 갖고 기울어진 제2 측벽부에 의해 정의되는 콘택홀이 형성된다. According to the liquid crystal display device and the manufacturing method thereof, the organic insulating film has the first sidewall portion having at least one inclined surface inclined at a first inclination angle from the first substrate, and a second inclined angle larger than the first inclination angle from the first substrate A contact hole defined by the inclined second sidewall portion is formed.
따라서, 콘택홀을 정의하는 제1 측벽부에서의 배향력을 강화시킴으로써, 제1 측벽부에서의 빛샘 현상을 방지할 수 있다. 또한, 이와 같은 빛샘 현상을 개선함으로써 액정표시장치의 표시 특성을 향상시킬 수 있다.Therefore, by enhancing the orientation force in the first sidewall defining the contact hole, light leakage in the first sidewall can be prevented. Further, the display characteristics of the liquid crystal display device can be improved by improving the light leakage phenomenon.
이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the appended claims. It will be possible.
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