KR100968566B1 - 액정 표시 장치 및 이에 포함된 표시판의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 액티브 영역을 포함하는 기판의 상부에 음성의 감광성 물질로 이루어진 유기막을 형성한 다음, 액티브 영역을 서로 인접한 제1숏과 제2숏을 포함하는 다수의 숏으로 분할하여 유기막을 노광하고, 유기막을 현상하여 화소 영역에 대응하여 개구부를 가지는 블랙 매트릭스를 형성한다. 이때, 제1숏과 제2숏의 경계 부분은 개구부를 가로지르거나 블랙 매트릭스의 경계선 내에 위치하도록 설계한다.
액정표시장치, 얼룩, 분할노광, 블랙매트릭스, 음성의 감광막

Description

액정 표시 장치 및 이에 포함된 표시판의 제조 방법{liquid crystal display and method for manufacturing a panel of the same}
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치용 대향 표시판의 구조를 도시한 평면도이고,
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치용 표시판의 제조 방법에서 숏과 숏간의 간의 경계 부분을 나타낸 평면도이고,
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 액정 표시 장치용 표시판의 제조 방법에서 서로 인접한 숏과 숏간의 경계 부분인 스티치 영역을 나타낸 평면도이고,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치용 대향 표시판의 제조 방법에서 숏간의 경계 부분인 스티치 영역에서의 단위 스티치 영역을 나타낸 평면도이고,
도 5는 본 발명의 제1 및 제2 실시예에 따른 액정 표시 장치용 표시판의 제조 방법에서 숏과 숏간의 간의 경계선 및 단위 스티치 영역을 나타낸 평면도이고,
도 6은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 구조를 도시한 배치도이고,
도 7은 도 6의 액정 표시 장치를 VII-VII' 선을 따라 절단한 단면도이다.
본 발명은 액정 표시 장치 및 그의 표시판의 제조 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 기판을 분할 노광하여 제조하는데 있어서 스티치로 인한 얼룩을 최소화할 수 있는 액정 표시 장치 및 그의 표시판의 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로 액정 표시 장치에서 매트릭스 배열을 가지는 각각의 단위 화소에는 투명한 도전 물질로 이루어져 있으며, 표시 동작을 하는 화소 전극이 형성되어 있다. 이러한 화소 전극은 배선을 통하여 인가되는 신호에 의하여 구동되는데, 배선에는 서로 교차하여 매트릭스 배열의 단위 화소를 정의하는 게이트선과 데이터선이 있으며, 이들 신호선은 박막 트랜지스터 등의 스위칭 소자를 통하여 화소 전극과 연결되어 있다. 이때, 스위칭 소자는 게이트선으로부터의 주사 신호에 통하여 화소 전극에 전달되는 데이터선으로부터의 화상 신호를 제어한다.
이러한 액정 표시 장치는 다수의 신호선과 화소 전극 및 이들을 전기적으로 연결하는 박막 트랜지스터가 배치되어 있는 박막 트랜지스터 표시판과 화소 전극과 마주하는 대향 전극과 화소에 개구부를 가지는 블랙 매트릭스가 형성되어 있는 대향 표시판을 포함한다.
이러한 액정 표시 장치의 제조 방법에서는 일반적으로 마스크 크기보다 액정 표시 장치(liquid crystal display : 이하 LCD라 한다) 패널의 액티브 영역(active area)이 큰 경우에 이 액티브 영역에 패턴을 형성하기 위해서 액티브 영역을 분할하여 스텝 앤 리피트(step and repeat) 공정을 수행하는 분할 노광이 필요하다. 즉 하나의 액티브 영역을 둘 이상의 숏으로 노광하는 것이 필요하다. 이 경우 실제의 숏은 전이(shift), 회전(rotation), 비틀림(distortion) 등의 왜곡이 발생하기 때문에 숏 사이가 정확히 정렬되지 않아 스티치 불량이 발생하며, 이는 화상이 표시될 때, 서로 다른 숏 간의 밝기 차이 또는 숏 사이의 경계에서 얼룩으로 나타난다.
특히, 대향 표시판을 제조할 때, 음의 감광성을 가지며, 검은색 안료를 포함하는 유기막으로 형성하고, 이를 분할 노광을 형성하는 경우에는 숏 사이의 경계에서 얼룩으로 스티치 불량이 발생한다. 왜냐하면, 정렬 오차를 고려하여 숏 사이의 경계는 서로 이웃하는 숏을 통하여 이중으로 노광시키는데, 유기 물질은 음의 감광성을 가지기 때문에 빛에 노광된 부분이 남게 되는데, 이중으로 노광된 숏간의 경계에서의 유기막은 구조적(morphology) 특징이 변하게 되며, 이는 화상이 표시될 때 얼룩으로 나타난다.
따라서 본 발명은 육안으로 관찰시, 스티치 불량을 최소화할 수 있는 액정 표시 장치 및 그의 표시판의 제조 방법을 제공하기 위한 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 실시예에서는, 액티브 영역을 포함하는 기판의 상부에 음성의 감광성 물질로 이루어진 유기막을 형성한 다음, 액티브 영역을 서로 인접한 제1숏과 제2숏을 포함하는 다수의 숏으로 분할하여 유기막을 노광하고, 유기막을 현상하여 화소 영역에 대응하여 개구부를 가지는 블랙 매 트릭스를 형성한다. 이때, 제1숏과 제2숏의 경계 부분은 개구부를 가로지르도록 설계한다.
여기서, 제1숏과 제2숏의 경계 부분에 제1숏 및 제2숏이 중첩되는 스티치 영역을 마련하고, 스티치 영역은 적어도 둘 이상의 노광 영역과 차광 영역으로 분할한 영역을 단위 스티치 영역으로 이루어지며, 제1숏에서 제2숏으로 향하는 방향을 따라 점차적으로 노광 영역 또는 차광 영역을 증가 또는 감소시킨다.
단위 스티치 영역은 하나 이상의 화소 영역 또는 하나의 화소 영역 또는 하나의 화소 영역을 2개 이상으로 분할하여 단위 스티치 영역을 설정하는 것이 바람직하다. 단위 스티치 영역의 경계선 또한 서로 이웃하는 블랙 매트릭스의 개구부를 가로지르는 것이 바람직하다.
본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치는, 게이트선, 게이트선과 교차하여 화소 영역을 정의하는 데이터선, 화소 영역에 형성되어 있는 화소 전극, 게이트선, 데이터선 및 화소 전극과 연결되어 있는 박막 트랜지스터를 가지는 박막 트랜지스터 표시판과 음성의 감광성 유기 물질로 이루어져 있으며, 화소 영역에 개구부를 가지고 있는 블랙 매트릭스를 가지는 대향 표시판을 포함한다. 이때, 블랙 매트릭스는 서로 인접한 제1숏과 제2숏을 포함하는 다수의 숏으로 분할하여 노광하는 사진 공정으로 형성되어 있으며, 제1숏과 상기 제2숏의 경계에 이중으로 노광된 부분을 가지고 있으며, 이중으로 노광된 부분은 게이트선 또는 데이터선과 중첩되어 있다.
제1숏과 제2숏의 경계 부분에 제1숏 및 제2숏이 중첩되는 스티치 영역을 마 련하고, 스티치 영역은 적어도 둘 이상의 노광 영역과 차광 영역으로 분할한 영역을 단위 스티치 영역으로 이루어지며, 이중으로 노광된 부분은 단위 스티치 영역의 경계선을 따라 이루어져 있다. 이때, 이중으로 노광된 부분은 블랙 매트릭스의 경계 내에 위치하며, 블랙 매트릭스의 모양을 따라 이루어져 있다.
첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.
이제 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치 및 그의 표시판의 제조 방법에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.
먼저, 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치용 표시판의 제조 방법을 통하여 완성된 대향 표시판의 구조에 대하여 구체적으로 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치용 대향 표시판의 구조를 도시한 평면도이고, 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치용 표시판의 제조 방법에서 숏과 숏간의 간의 경계 부분을 나타낸 평면도이고, 도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 액정 표시 장치용 표시판의 제조 방법에서 서로 인접한 숏과 숏간의 경계 부분인 스티치 영역을 나타낸 평면도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치용 대향 표시판의 제조 방법에서 숏간의 경계 부분인 스티치 영역에서의 단위 스티치 영역을 나타낸 평면도이고, 도 5는 본 발명의 제1 및 제2 실시예에 따른 액정 표시 장치용 표시판의 제조 방법에서 숏과 숏간의 간의 경계선 및 단위 스티치 영역을 나타낸 평면도이다. 여기서, 도 1 및 도 5는 제조 공정시 서로 다른 숏의 경계가 위치하는 부분을 나타낸 도면이다.
도 1에서 보는 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치용 대향 표시판에는 매트릭스 형태로 배열되어 있는 화소 영역을 정의하는 개구부(O)를 가지는 블랙 매트릭스(220)가 형성되어 있다. 이때, 블랙 매트릭스(220)는 서로 이웃하는 화소 영역 사이에서 누설되는 빛을 차단하여 액정 표시 장치의 표시 특성을 향상시키는 기능을 가진다.
이러한 본 발명의 액정 표시 장치용 대향 표시판의 제조 방법에서는, 검은색 안료를 포함하는 음성의 감광성 물질(negative photoresist)을 절연 기판의 상부에 도포하여 블랙 매트릭스용 유기막을 형성하고, 차광부와 투과부를 가지는 마스크를 이용한 사진 공정으로 유기막을 노광하고 현상하여 블랙 매트릭스(220)를 형성한다. 이때, 유기막 중에서 차광부에 대응하는 부분은 현상 공정에서 제거되어 블랙 매트릭스(220)의 개구부(O)를 이루며, 투과부에 대응하는 부분은 현상 공정에서 남게되어 블랙 매트릭스(220)를 이룬다.
이러한 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치용 대향 표시판의 제조 방법에서 마스크 크기보다 액정 표시 장치용 대향 표시판의 액티브 영역(active area), 즉 매트릭스 형태로 배열되어 있는 화소 영역의 집합으로 이루어진 영역이 큰 경우에는 액티브 영역에 블랙 매트릭스(220)를 형성하기 위해서는 액티브 영역을 분할하여 스텝 앤 리피트(step and repeat) 공정을 수행하는 분할 노광이 필요하다. 즉 하나의 액티브 영역을 둘 이상의 숏(shot)으로 분할 노광하는 것이 필요하다.
도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치용 표시판의 제조 방법에서는 유기막을 형성하고 마스크를 이용한 사진 식각 공정에서 노광 공정을 분할 노광으로 실시할 때 서로 인접한 두 숏, 예를 들면, 왼쪽의 A숏(흰 부분으로 나타냄)과 오른쪽의 B숏(검은 부분으로 나타냄)으로 분할하여 노광한다.
이때, 사진 식각 공정에서 마스크의 정렬 오차로 인하여 A숏과 B숏 사이의 경계에서 유기막이 노광되지 않는 경우에는 유기막이 제거되어 화소 영역 사이에서 빛이 누설되는 문제점이 발생한다. 이를 방지하기 위해 서로 이웃하는 A숏과 B숏 사이의 경계 부분은 정렬 오차를 고려하여 A숏에서 노광시키고 B숏에서도 노광시킨다.
하지만, 노광된 부분이 남아 블랙 매트릭스(220)를 이루는 음성의 감광성 물질로 이루어진 유기막 중에서, 이중으로 노광된 부분은 한번의 노광만으로 이루어진 부분과 비교하여 특히 기형학적 특징이 다르게 나타나 화상으로 표시될 때에는 얼룩으로 나타난다.
이러한 문제점을 해결하기 위해 본 발명의 제1 실시예에 따른 대향 표시판의 제조 방법에서는 A숏과 B숏 사이의 경계선(a, b)이 도 5에서 보는 바와 같이 화소 영역을 정의하는 개구부(O)를 가로지르도록 마스크를 정렬하여 A숏과 B숏으로 분할 노광하여 블랙 매트릭스(220)를 형성한다. 이때, "a"는 숏간의 경계선이 가로 방향으로 위치하는 경우이며, "b"는 숏간의 경계선이 세로 방향으로 위치하는 경우이다. 따라서, 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치용 대향 표시판의 제조 방법에서는 분할 노광으로 블랙 매트릭스(220)를 형성할 때, A숏과 B숏 사이의 경계선(a, b)이 도 5에서 보는 바와 같이 개구부(O)를 가로지르도록 유기막을 분할 노광함으로써 이중으로 노광된 부분(a', b')을 최소화할 수 있으며, 이를 통하여 화상을 표시할 때 얼룩이 나타나는 것을 최소하여 표시 특성을 향상시킬 수 있다.
한편, A숏과 B숏의 노광 공정에서 마스크의 오정렬로 인하여 숏간의 경계에 위치하는 개구부(O)가 다른 개구부(O)와 다른 크기로 형성되는 경우에는 숏간의 경계에 위치하는 화소의 개구율이 다르게 나타나 A숏과 B숏간의 밝기 차이가 발생하여 사람의 눈에는 경계 부분이 띠로 표시되는 스티치 불량이 나타날 수 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위해 도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 액정 표시 장치용 표시판의 제조 방법에서는 노광 공정을 분할 노광으로 실시할 때 서로 인접한 왼쪽의 A숏과 오른쪽의 B숏 사이에 서로 중첩하는 스티치 영역을 설정하여 노광한다.
이때, 도 4에서 보는 바와 같이 스티치 영역 중에서 A숏에서 차광 또는 노광되는 영역과 B숏에서 차광 또는 노광되는 영역은 서로 중복되지 않고, 스티치 영역 을 다수의 단위 스티치 영역으로 분할하여 차광 영역과 투과 영역을 구성하고, A숏과 B숏에서 차광 영역과 투과 영역을 택일적으로 구성한다. 여기서, 스티치 영역의 분할은 다수의 단위 스티치 영역, 예를 들면, N??M개의 단위 스티치 영역(단위 스티치 영역이라 함은 스티치 영역을 N??M(N, M은 자연수)의 구역으로 나눌 때 기본이 되는 하나의 영역을 가리키는 것으로 한다; 이하 동일하다)으로 이루어진다. 여기서, 열 방향으로 배열되어 단위 스티치 영역에 대하여 A숏에서는 오른쪽 방향으로 진행할수록 노광 영역이 감소시켜 배치하였으며, B숏에서는 왼쪽 방향으로 진행할수록 갈수록 차광 영역의 면적을 점차적으로 증가시켜 배치되어 있으며, A숏 및 B숏에서 차광 영역과 노광 영역은 택일적이다.
여기서, 단위 스티치 영역은 하나 이상의 화소 또는 하나의 화소 또는 하나의 화소를 2개 또는 그 이상으로 분할하여 나오는 소영역을 하나의 단위 스티치 영역으로 사용한다.
이때에도, 도 5에서 보는 바와 같이, 단위 스티치 영역은 그의 경계선(c)이 개구부(O)를 지나도록 정의하여 사진 공정으로 유기막을 노광하고 현상하여 블랙 매트릭스(220)를 형성한다. 따라서, 본 발명의 제2 실시예에 따른 액정 표시 장치용 대향 표시판의 제조 방법에서도 분할 노광으로 블랙 매트릭스(220)를 형성할 때, 단위 스티치 영역의 경계선(c)이 개구부(O)를 가로지르도록 유기막을 분할 노광함으로써 이중으로 노광된 부분(c')을 최소화할 수 있으며, 이를 통하여 화상을 표시할 때 얼룩이 나타나는 것을 최소하여 표시 특성을 향상시킬 수 있다. 또한, 스티치 영역을 설정하고 이를 다시 단위 스티치 영역으로 분할하여 A숏과 B숏으로 택일적으로 분할하여 오정렬이 발생하더라도 화소의 개구율이 급격하게 변하는 것을 방지하여 스티치 불량이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
한편, 본 발명의 제2 실시예에 따른 액정 표시 장치용 대향 표시판의 제조 방법과 달리, A숏과 B숏간의 경계 부분에서 스티치 영역의 단위 스티치 영역을 화소 영역으로 설정하고, 단위 스티치 영역의 경계선이 블랙 매트릭스(220)와 중첩되도록 마스크를 설계하여 사진 공정으로 대향 표시판을 완성할 수 있다. 이때에는, 단위 스티치 영역의 경계선에 대응하여 이중으로 노광된 부분이 블랙 매트릭스(220)의 모양을 따라 형성되는데, 이중 노광된 부분을 대향 표시판과 마주하는 박막 트랜지스터 표시판의 신호선에 중첩하도록 두 표시판을 정렬하여 액정 표시 장치를 완성하며, 이에 대하여 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다.
도 6은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 구조를 도시한 배치도이고, 도 7은 도 6의 액정 표시 장치를 VII-VII' 선을 따라 절단한 단면도이다. 도 6에서 적, 녹, 청의 색 필터를 나타내는 선은 구체적으로 도시하지 않았다.
본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치는 박막 트랜지스터 표시판(100)과 이와 마주하는 대향 표시판(200)과 이들(100, 200) 사이에 형성되어 있는 액정층(도시하지 않음)을 포함한다. 각각의 표시판(100, 200) 안쪽에는 액정층(300)의 액정 분자를 임의의 방향으로 배향하기 위한 배향막(도시하지 않음)이 각각 형성되어 있다.
본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 박막 트랜지스터 표시판(100)에는, 하부 절연 기판(110) 위에 게이트 신호를 전달하는 복수의 게이트선(gate line)(121)이 형성되어 있다. 게이트선(121)은 주로 가로 방향으로 뻗어 있으며, 각 게이트선(121)의 일부는 복수의 게이트 전극(gate electrode)(123)을 이룬다. 또한 각 게이트선의 다른 일부는 아래 방향으로 돌출하여 복수의 확장부(expansion)(127)를 이룬다.
게이트선(121)은 물리적 성질이 다른 두 개의 막, 즉 게이트 신호의 지연이나 전압 강하를 줄일 수 있도록 낮은 비저항(resistivity)의 금속, 예를 들면 알루미늄(Al)이나 알루미늄 합금 등 알루미늄 계열의 금속으로 이루어진 도전막과 다른 물질, 특히 IZO(indium zinc oxide) 또는 ITO(indium tin oxide)와의 물리적, 화학적, 전기적 접촉 특성이 우수한 물질 , 이를테면 몰리브덴(Mo), 몰리브덴 합금[보기: 몰리브덴-텅스텐(MoW) 합금], 크롬(Cr) 등으로 이루어진 도전막을 포함할 수 있으며, 예로는 크롬/알루미늄-네오디뮴(Nd) 합금을 들 수 있다.
게이트선(121)의 측면은 각각 경사져 있으며 그 경사각은 기판(110)의 표면에 대하여 약 30-80°이다.
게이트선(121) 위에는 질화 규소(SiNx) 따위로 이루어진 게이트 절연막(gate insulating layer)(140)이 형성되어 있다.
게이트 절연막(140) 상부에는 수소화 비정질 규소(hydrogenated amorphous silicon)(비정질 규소는 약칭 a-Si로 씀) 등으로 이루어진 복수의 선형 반도체(151)가 형성되어 있다. 선형 반도체(151)는 주로 세로 방향으로 뻗어 있으며 이로부터 복수의 돌출부(extension)(154)가 게이트 전극(123)을 향하여 뻗어 나와 있다. 또한 선형 반도체(151)는 게이트선(121)과 만나는 지점 부근에서 폭이 커져서 게이트선(121)의 넓은 면적을 덮고 있다.
반도체(151)의 상부에는 실리사이드(silicide) 또는 n형 불순물이 고농도로 도핑되어 있는 n+ 수소화 비정질 규소 따위의 물질로 만들어진 복수의 선형 및 섬형 저항성 접촉 부재(ohmic contact)(161, 165)가 형성되어 있다. 선형 접촉 부재(161)는 복수의 돌출부(163)를 가지고 있으며, 이 돌출부(163)와 섬형 접촉 부재(165)는 쌍을 이루어 반도체(151)의 돌출부(154) 위에 위치한다.
반도체(151)와 저항성 접촉 부재(161, 165)의 측면 역시 경사져 있으며 경사각은 30-80°이다.
저항 접촉 부재(161, 165) 및 게이트 절연막(140) 위에는 각각 복수의 데이터선(data line)(171)과 복수의 드레인 전극(drain electrode)(175) 및 복수의 유지 축전기용 도전체(storage capacitor conductor)(177)가 형성되어 있다.
데이터선(171)은 주로 세로 방향으로 뻗어 게이트선(121)과 교차하며 데이터 전압(data voltage)을 전달한다. 각 데이터선(171)에서 드레인 전극(175)을 향하여 뻗은 복수의 가지가 소스 전극(source electrode)(173)을 이룬다. 한 쌍의 소스 전극(173)과 드레인 전극(175)은 서로 분리되어 있으며 게이트 전극(123)에 대하여 서로 반대쪽에 위치한다. 게이트 전극(123), 소스 전극(173) 및 드레인 전극(175)은 반도체(151)의 돌출부(154)와 함께 박막 트랜지스터(thin film transistor, TFT)를 이루며, 박막 트랜지스터의 채널(channel)은 소스 전극(173)과 드레인 전극(175) 사이의 돌출부(154)에 형성된다.
유지 축전기용 도전체(177)는 게이트선(121)의 확장부(127)와 중첩되어 있 다.
데이터선(171), 드레인 전극(175) 및 유지 축전기용 도전체(177)는 몰리브덴(Mo), 몰리브덴 합금을 포함하는데, 이중막 또는 삼중막의 구조인 경우에 알루미늄 계열의 도전막을 포함할 수 있다. 이중막일 때 알루미늄 계열의 도전막은 몰리브덴 계열의 도전막 하부에 위치하는 것이 바람직하며, 삼중막일 때에는 중간층으로 위치하는 것이 바람직하다.
데이터선(171), 드레인 전극(175) 및 유지 축전기용 도전체(177)도 게이트선(121)과 마찬가지로 그 측면이 약 30-80°의 각도로 각각 경사져 있다.
저항성 접촉 부재(161, 165)는 그 하부의 반도체(151)와 그 상부의 데이터선(171) 및 드레인 전극(175) 사이에만 존재하며 접촉 저항을 낮추어 주는 역할을 한다. 선형 반도체(151)는 소스 전극(173)과 드레인 전극(175) 사이를 비롯하여 데이터선(171) 및 드레인 전극(175)에 가리지 않고 노출된 부분을 가지고 있으며, 대부분의 곳에서는 선형 반도체(151)의 폭이 데이터선(171)의 폭보다 작지만 앞서 설명했듯이 게이트선(121)과 만나는 부분에서 폭이 커져서 게이트선(121)과 데이터선(171) 사이의 절연을 강화한다.
데이터선(171), 드레인 전극(175) 및 유지 축전기용 도전체(177)와 노출된 반도체(151) 부분의 위에는 평탄화 특성이 우수하며 감광성(photosensitivity)을 가지는 유기 물질 또는 플라스마 화학 기상 증착(plasma enhanced chemical vapor deposition, PECVD)으로 형성되는 a-Si:C:O, a-Si:O:F 등의 저유전율 절연 물질 등으로 이루어진 보호막(passivation layer)(180)이 형성되어 있다.
데이터선(171)과 드레인 전극(175) 사이의 반도체(151)가 드러난 부분으로 보호막(180)의 유기 물질이 접하는 것을 방지하기 위해 보호막(180)은 유기막의 하부에 질화 규소 또는 산화 규소로 이루어진 절연막이 추가될 수 있다.
보호막(180)에는 드레인 전극(175), 유지 축전기용 도전체(177)를 각각 드러내는 복수의 접촉 구멍(contact hole)(185, 187)이 형성되어 있다.
보호막(180) 위에는 IZO 또는 ITO로 이루어진 복수의 화소 전극(pixel electrode)(190)이 형성되어 있다.
화소 전극(190)은 접촉 구멍(185, 187)을 통하여 드레인 전극(175) 및 유지 축전기용 도전체(177)와 각각 물리적·전기적으로 연결되어 드레인 전극(175)으로부터 데이터 전압을 인가 받고 도전체(177)에 데이터 전압을 전달한다.
데이터 전압이 인가된 화소 전극(190)은 공통 전압(common voltage)을 인가 받는 대향 표시판(200)의 공통 전극(270)과 함께 전기장을 생성함으로써 액정층의 액정 분자들을 재배열시킨다.
또한 앞서 설명한 것처럼, 화소 전극(190)과 공통 전극(270)은 축전기[이하 “액정 축전기(liquid crystal capacitor)”라 함]을 이루어 박막 트랜지스터가 턴 오프된 후에도 인가된 전압을 유지하는데, 전압 유지 능력을 강화하기 위하여 액정 축전기와 병렬로 연결된 다른 축전기(이를 "유지 축전기(storage capacitor)라 한다)를 두며, 유지 축전기는 화소 전극(190) 및 이와 이웃하는 게이트선(121)[이를 "전단 게이트선(previous gate line)"이라 함]의 중첩 등으로 만들어지며, 유지 축전기의 정전 용량, 즉 유지 용량을 늘이기 위하여 게이트선(121)을 확장한 확장부(127)를 두어 중첩 면적을 크게 하는 한편, 화소 전극(190)과 연결되고 확장부(127)와 중첩되는 유지 축전기용 도전체(177)를 보호막(180) 아래에 두어 둘 사이의 거리를 가깝게 한다. 한편, 게이트선(121)과 동일한 층으로 화소 전극과 중첩하여 유지 축전기를 이루는 유지 전극을 추가될 수 있다.
화소 전극(190)은 또한 이웃하는 게이트선(121) 및 데이터선(171)과 중첩되어 개구율(aperture ratio)을 높이고 있으나, 중첩되지 않을 수도 있다.
한편, 박막 트랜지스터 표시판(100)과 마주하는 대향 표시판(200)에는, 유리 등의 투명한 절연 물질로 이루어진 상부 절연 기판(210), 그 아래 면에 형성되어 있으며 매트릭스형의 화소 영역에 개구부를 가지며, 음의 감광성 유기 물질로 이루어진 블랙 매트릭스(220), 블랙 매트릭스(220)가 정의하는 화소에 형성되어 순차적으로 배치되어 있는 적, 녹, 청색의 색 필터(230), 색 필터(230)를 덮고 있는 오버코트막(250) 및 ITO 또는 IZO 등의 투명한 도전 물질로 이루어져 있는 공통 전극(270)을 포함한다.
이러한 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 대향 표시판에서 블랙 매트릭스(220)는 앞에서 설명한 바와 같이 분할 노광을 이용한 사진 공정으로 형성한다. 이때, 본 발명의 제2 실시예에 따른 제조 공정에서와 같이 서로 이웃하는 숏간에 스티치 영역을 설정하고, 단위 스티치 영역은 화소 영역을 상하 또는 좌우의 1/2로 설정하여 분할 노광을 실시한다. 그러면, 단위 스티치 영역의 경계선에 대응하여 이중으로 노광된 부분(220')은 도 6 및 도 7에서 보는 바와 같이 블랙 매트릭스(220)의 경계선 안에 위치하여 형성된다.
이상과 같은 구조의 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치는 박막 트랜지스터 표시판(100)과 이와 마주하는 대향 표시판(200)을 정렬하여 결합하고 그 사이에 액정을 주입하여 액정층을 형성하여 완성한다. 이때, 단위 스티치 영역의 경계선에 대응하여 블랙 매트릭스(220)의 경계 안에 위치하는 이중으로 노광된 부분(220')은 게이트선(121) 및 데이터선(171)에 가리도록 중첩되도록 정렬하여, 화상이 표시될 때 얼룩으로 나타나는 것을 방지할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에서는 적, 녹, 청의 색 필터(230)가 대향 표시판(200)에 형성되어 있지만, 본 발명의 다른 실시예에서 적, 녹, 청의 색 필터(230)는 박막 트랜지스터 표시판에 배치될 수 있다.이러한 실시예에서 적, 녹,청의 색 필터(230)는 보호막(180)의 상부 또는 하부에 위치하는 것이 바람직하다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 액정 표시 장치용 표시판의 제조 공정에서 서로 이웃하는 숏간의 경계선을 블랙 매트릭스의 개구부를 가로지르도록 설정하여 분할 노광을 실시하거나 블랙 매트릭스의 경계선 내에 이중 노광된 부분이 위치하더라도 신호선과 이중 노광된 부분을 중첩시킴으로써 얼룩으로 인한 스티치 불량을 최소화할 수 있다.

Claims (7)

  1. 액티브 영역을 포함하는 기판의 상부에 음성의 감광성 물질로 이루어진 유기막을 형성하는 단계,
    상기 액티브 영역을 서로 인접한 제1숏과 제2숏을 포함하는 다수의 숏으로 분할하여 상기 유기막을 노광하는 단계,
    상기 유기막을 현상하여 화소 영역에 대응하여 개구부를 가지는 블랙 매트릭스를 형성하는 단계를 포함하며,
    상기 제1숏과 상기 제2숏의 경계 부분은 상기 개구부를 가로지르도록 하는 액정 표시 장치용 표시판의 제조 방법.
  2. 제1항에서,
    상기 제1숏과 상기 제2숏의 경계 부분에 상기 제1숏 및 상기 제2숏이 중첩되는 스티치 영역을 마련하고, 상기 스티치 영역은 적어도 둘 이상의 노광 영역과 차광 영역으로 분할한 영역을 단위 스티치 영역으로 이루어지며, 상기 제1숏에서 상기 제2숏으로 향하는 방향을 따라 점차적으로 상기 노광 영역 또는 상기 차광 영역을 증가 또는 감소시키는 액정 표시 장치용 표시판의 제조 방법.
  3. 제2항에서,
    상기 단위 스티치 영역은 하나 이상의 화소 영역 또는 하나의 화소 영역 또 는 하나의 화소 영역을 2개 이상으로 분할하여 이루어진 단위 스티치 영역을 단위로 하여 이루어지는 액정 표시 장치용 표시판의 제조 방법.
  4. 제2항에서,
    상기 단위 스티치 영역의 경계선은 서로 이웃하는 상기 블랙 매트릭스의 개구부를 가로지르는 액정 표시 장치용 표시판의 제조 방법.
  5. 게이트선, 상기 게이트선과 교차하여 화소 영역을 정의하는 데이터선, 상기 화소 영역에 형성되어 있는 화소 전극, 상기 게이트선, 상기 데이터선 및 상기 화소 전극과 연결되어 있는 박막 트랜지스터를 가지는 박막 트랜지스터 표시판,
    음성의 감광성 유기 물질로 이루어져 있으며, 상기 화소 영역에 개구부를 가지고 있는 블랙 매트릭스를 가지는 대향 표시판을 포함하며,
    상기 블랙 매트릭스는 서로 인접한 제1숏과 제2숏을 포함하는 다수의 숏으로 분할하여 노광하는 사진 공정으로 형성되어 있으며, 상기 제1숏과 상기 제2숏의 경계에는 이중으로 노광된 부분을 가지고 있으며, 상기 이중으로 노광된 부분은 상기 게이트선 또는 상기 데이터선과 중첩되어 있는 액정 표시 장치.
  6. 제5항에서,
    상기 제1숏과 상기 제2숏의 경계 부분에 상기 제1숏 및 상기 제2숏이 중첩되는 스티치 영역을 마련하고, 상기 스티치 영역은 적어도 둘 이상의 노광 영역과 차 광 영역으로 분할한 영역을 단위 스티치 영역으로 이루어지며, 상기 이중으로 노광된 부분은 상기 단위 스티치 영역의 경계선을 따라 이루어진 액정 표시 장치.
  7. 제6항에서,
    상기 이중으로 노광된 부분은 상기 블랙 매트릭스의 경계 내에 위치하며, 상기 블랙 매트릭스의 모양을 따라 이루어진 액정 표시 장치.
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