KR101525801B1 - 어레이 기판 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 다른 한 실시예에 따른 박막 트랜지스터 표시판은 절연 기판, 상기 절연 기판 위에 형성되어 있으며 절연되어 교차하는 게이트선 및 데이터선, 상기 게이트선 및 데이터선과 연결되어 있는 박막 트랜지스터, 상기 기판 위에 형성되어 있는 차광 부재, 상기 기판 위에 형성되어 있는 복수의 칼라 필터, 그리고 상기 복수의 칼라 필터 중 일부 칼라 필터 위에 배치되어 있는 간격재를 포함하고, 상기 칼라 필터 중 일부는 잉크젯 인쇄 방식으로 형성되고, 상기 간격재는 상기 차광 부재와 동일한 물질로 동시에 형성될 수 있다.
COA, 칼라 필터, 차광 부재, 사진 공정, 잉크젯

Description

어레이 기판 및 그 제조 방법{ARRAY SUBSTRATE AND MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 어레이 기판 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
액정표시패널는 평판패널디스플레이 중의 하나로 박막 트랜지스터들이 형성된 어레이 기판과, 상기 어레이 기판에 대향하여 컬러 필터가 형성된 대향 기판을 포함하고, 상기 어레이 기판과 대향 기판 사이에 개재된 액정층을 포함한다.
최근 어레이 기판 상에 컬러 필터가 형성된 컬러필터-온-어레이(COA: Color-filter On Array) 기판을 채용한 고투과율 구조의 액정표시패널이 개발되고 있다. 상기 COA 기판은 베이스 기판 상에 박막 트랜지스터를 포함하는 박막 트랜지스터층을 형성하고, 상기 박막 트랜지스터층 상에 컬러 포토 레지스트층을 형성하고, 상기 컬러 포토 레지스트층을 패터닝하여 화소 영역에 컬러 필터를 형성한다. 상기 컬러 필터가 형성된 화소 영역에 상기 박막 트랜지스터와 전기적으로 연결된 화소 전극을 형성함으로써 상기 COA 기판이 완성된다. 상기 COA 기판과 대향하는 대향 기판은 상기 화소 전극과 마주하는 공통 전극 및 차광 부재가 형성된다.
최근, 상기 COA 기판과 상기 차광 부재가 형성된 대향 기판과의 결합 공정에서 얼라인 미스가 발생되는 것을 막기 위해 상기 COA 기판 상에 상기 차광 부재를 형성하는 BOA(Black matrix On Array) 기판이 개발되고 있다. 상기 BOA 기판은 대향 기판과의 얼라인 미스에 의한 불량은 줄일 수 있다.
칼라 필터와 차광 부재를 동일한 기판에 형성하는 경우, 제조 공정을 단순화하여 제조 시간 및 비용을 감소하기 위하여, 칼라 필터를 잉크젯 인쇄 방법으로 형성하거나, 차광 부재와 함께 간격재를 형성하게 된다.
잉크젯 인쇄 방법은 구획되어 있는 소정 위치에 액체 잉크를 분사하여, 적칼라 필터, 녹칼라 필터 및 청칼라 필터를 포함한 복수의 칼라 필터를 한번에 형성할 수 있어서 제조 공정, 시간 및 비용이 절감된다. 또한 차광 부재와 간격재를 함께 형성하는 경우, 하나의 마스크를 사용하여 사진 공정으로 형성하므로, 공정 시간 및 비용이 절감된다.
한편, 칼라 필터를 잉크젯 인쇄 방법으로 형성하기 위해서는 격벽이 필요하며, 이러한 역할을 차광 부재가 하게 된다. 또한, 표시 장치의 간격재는 칼라 필터 위에 형성되어야 한다. 따라서, 칼라 필터를 잉크젯 인쇄 방법으로 형성하거나, 차광 부재와 간격재를 함께 형성하는 방법은 각기 개별적으로 적용될 수 있으나, 동시에 두 방법을 결합하는 것은 어렵다.
그러나, 위에 설명한 두 방법을 모두 적용할 경우, 표시판의 제조 공정, 시간 및 비용이 크게 절감될 수 있다.
따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 칼라 필터를 잉크젯 인쇄 방 법으로 형성하면서도, 차광 부재와 간격재를 함께 형성하여 표시판의 제조 공정, 시간 및 비용을 크게 감소할 수 있는 박막 트랜지스터 기판 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 한 실시예에 따른 박막 트랜지스터 기판은 절연 기판, 상기 절연 기판 위에 형성되어 있으며 절연되어 교차하는 게이트선 및 데이터선, 상기 게이트선 및 데이터선과 연결되어 있는 박막 트랜지스터, 상기 기판 위에 형성되어 있는 차광 부재 및 간격재, 그리고 상기 기판 위에 형성되어 있는 제1 칼라 필터 및 제2 칼라 필터를 포함하고, 상기 차광 부재는 인접하는 상기 제1 칼라 필터의 측면을 덮고, 상기 제2 칼라 필터는 인접하는 상기 차광 부재의 측면을 덮도록 형성된다.
상기 간격재는 상기 제1 칼라 필터의 적어도 일부분과 중첩하고,상기 간격재는 상기 차광 부재와 동일한 물질로 동시에 형성된다.
상기 제1 칼라 필터는 사진 공정으로 형성되어 있고, 상기 간격재는 상기 제1 칼라 필터의 적어도 일부 위에 배치될 수 있다.
상기 박막 트랜지스터 표시판은 상기 차광 부재 및 상기 칼라 필터 위에 형성되어 있는 보호막, 그리고 상기 보호막 위에 형성되어 있으며, 접촉 구멍을 통해 박막 트랜지스터와 연결되어 있는 화소 전극을 더 포함할 수 있다.
상기 화소 전극은 상기 보호막을 관통하는 제1 접촉 구멍을 통해 상기 박막 트랜지스터와 연결되는 것과 상기 제1 칼라 필터 및 상기 보호막을 관통하는 제2 접촉 구멍을 통해 상기 박막 트랜지스터와 연결되는 것을 포함할 수 있다.
상기 제2 칼라 필터는 상기 차광 부재를 격벽으로 하여 잉크젯 인쇄 방식으로 충진함으로써 형성하고, 상기 차광 부재는 상기 게이트선 및 데이터선을 따라 형성되어 있는 제1 부분과 상기 제1 접촉 구멍을 둘러싸고 있는 제2 부분을 포함할 수 있다.
상기 제2 부분은 사각 링 형태이고, 상기 사각 링으로 둘러싸인 부분에는 칼라 필터가 형성되어 있지 않을 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 박막 트랜지스터 표시판은 절연 기판, 상기 절연 기판 위에 형성되어 있으며 절연되어 교차하는 게이트선 및 데이터선, 상기 게이트선 및 데이터선과 연결되어 있는 박막 트랜지스터, 상기 기판 위에 형성되어 있는 차광 부재, 그리고 상기 기판 위에 형성되어 있는 복수의 칼라 필터, 그리고 상기 차광 부재와 동일한 물질로 동시에 형성되고, 상기 복수의 칼라 필터 중 일부 칼라 필터와 적어도 일부분 중첩하는 간격재를 포함하고, 상기 복수의 칼라 필터 중 일부는 사진 공정을 형성되고, 나머지 일부는 잉크젯 인쇄 방식으로 형성된다.
상기한 또 다른 과제를 달성하기 위한 본 발명의 다른 한 실시예에 따른 박막 트랜지스터 표시판은 절연 기판, 상기 절연 기판 위에 형성되어 있으며 절연되어 교차하는 게이트선 및 데이터선, 상기 게이트선 및 데이터선과 연결되어 있는 박막 트랜지스터, 상기 기판 위에 형성되어 있는 차광 부재, 상기 기판 위에 형성되어 있는 복수의 칼라 필터, 그리고 상기 복수의 칼라 필터 중 일부 칼라 필터 위에 배치되어 있는 간격재를 포함하고, 상기 칼라 필터 중 일부는 잉크젯 인쇄 방식으로 형성되고, 상기 간격재는 상기 차광 부재와 동일한 물질로 동시에 형성될 수 있다.
상기한 다른 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법은 기판 위에 박막 트랜지스터를 형성하는 단계, 상기 박막 트랜지스터 및 상기 기판 위에 하부 보호막을 형성하는 단계, 상기 하부 보호막 위에 사진 공정으로 제1 칼라 필터를 형성하는 단계, 상기 하부 보호막 및 상기 제1 칼라 필터 일부 위에 상기 제1 칼라 필터의 측면을 덮는 차광 부재 및 상기 제1 칼라 필터의 적어도 일부분과 중첩하는 간격재를 형성하는 단계, 상기 차광 부재를 격벽으로 하여, 잉크젯 인쇄 방식으로 인접하는 상기 차광 부재의 측면을 덮는 제2 칼라 필터를 형성하는 단계를 포함한다.
상기 차광 부재 및 간격재를 동시에 형성하는 단계는 상기 하부 보호막 및 상기 제1 칼라 필터 위에 흑색 안료를 분산시킨 감광성 레지스트를 도포하는 단계, 상기 감광성 레지스터를 포토 마스크를 이용하여 노광하고, 상기 노광된 레지스트를 현상하는 단계를 포함하고, 상기 포토 마스크는 투명 영역, 반투명 영역 및 차광 영역을 가질 수 있다.
상기 감광성 레지스트는 음의 감광성을 가지고, 상기 노광 단계에서 상기 포토 마스크의 상기 투명 영역은 상기 간격재가 배치되는 영역에 대응하고, 상기 반투명 영역은 상기 차광 부재가 형성될 부분에 대응하고, 상기 차광 영역은 그 나머지 영역에 대응할 수 있다.
상기 감광성 레지스트는 양의 감광성을 가지고, 상기 노광 단계에서 상기 포토 마스크의 상기 차광 영역은 상기 간격재가 배치되는 영역에 대응하고, 상기 반투명 영역은 상기 차광 부재가 형성될 부분에 대응하고, 상기 투명 영역은 그 나머 지 영역에 대응할 수 있다.
상기 박막 트랜지스터를 형성하는 단계는 게이트 전극을 가지는 게이트선을 형성하는 단계, 상기 게이트선 위에 게이트 절연막을 형성하는 단계, 상기 게이트 절연막 위에 반도체 및 저항성 접촉층을 형성하는 단계, 그리고 상기 저항성 접촉층 위에 소스 전극을 가지는 데이터선 및 드레인 전극을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법은 상기 차광 부재 및 상기 제1 및 제2 칼라 필터 위에 상부 보호막을 형성하는 단계, 그리고 상기 상부 보호막 위에 접촉 구멍을 통해 상기 드레인 전극과 연결되는 화소 전극을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 격벽은 게이트선 및 데이터선을 따라 형성되어 있는 제1 부분과 상기 접촉 구멍을 둘러싸고 있는 제2 부분을 포함할 수 있다.
상기 제2 부분은 사각 링 형태이고, 상기 사각 링으로 둘러싸인 부분에는 상기 제2 칼라 필터가 형성되어 있지 않을 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 칼라 필터, 차광 부재, 그리고 화소 전극을 동일한 표시판에 형성할 때, 칼라 필터를 잉크젯 인쇄 방법으로 형성하면서도, 차광 부재와 간격재를 함께 형성하여 표시판의 제조 공정, 시간 및 비용을 크게 감소할 수 있다.
그러면 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.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 한 화소에 대한 등가 회로도이다.
도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 액정 표시 장치는 서로 마주하는 어레이 기판(100)과 대향 기판(200) 및 그 사이에 들어 있는 액정층(3)을 포함한다. 상기 어레이 기판(100)은 복수의 게이트선(GL), 복수 쌍의 데이터선(DLa, DLb) 및 복수의 유지 전극선(SL)을 포함하는 신호선과 이에 연결된 복수의 화소(PX)를 포함한다.
각 화소(PX)는 한 쌍의 부화소(PXa, PXb)를 포함하며, 부화소(PXa, PXb)는 스위칭 소자(Qa, Qb)와 액정 축전기(Clca, Clcb) 및 유지 축전기(storage capacitor)(Csta, Cstb)를 포함한다.
스위칭 소자(Qa, Qb)는 어레이 기판(100)에 구비되어 있는 박막 트랜지스터로서, 제어 단자는 게이트선(GL)과 연결되어 있고, 입력 단자는 데이터선(DLa, DLb)과 연결되어 있으며, 출력 단자는 액정 축전기(Clca, Clcb) 및 유지 축전기(Csta, Cstb)와 연결되어 있다.
액정 축전기(Clca, Clcb)는 부화소 전극(191a, 191b)과 공통 전극(270)을 두 단자로 하고, 두 단자 사이의 액정층(3) 부분을 유전체로 하여 형성된다.
액정 축전기(Clca, Clcb)의 보조적인 역할을 하는 유지 축전기(Csta, Cstb)는 어레이 기판(100)에 구비된 유지 전극선(SL)과 부화소 전극(191a, 191b)이 절연체를 사이에 두고 중첩되어 이루어지며 유지 전극선(SL)에는 공통 전압(Vcom) 따위의 정해진 전압이 인가된다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 박막 트랜지스터 표시판의 배치도이고, 도 3a는 도 2의 박막 트랜지스터 표시판의 차광 부재를 도시한 평면도이고,도 3b는 도 3a의 박막 트랜지스터 표시판을 Ⅲ-Ⅲ선을 다라 잘라 도시한 단면도이고, 도 4 및 도 5는 도 2의 박막 트랜지스터 표시판을 각기 IV-IV선 및 V-V선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
도 2, 도 4, 및 도 5를 참고하면, 복수의 게이트선(121) 및 복수의 유지 전극선(131, 135)이 형성되어 있다.
게이트선(121)은 게이트 신호를 전달하며 주로 가로 방향으로 뻗어 있다. 각 게이트선(121)은 위로 돌출한 복수의 제1 및 제2 게이트 전극(124a, 124b)을 포함한다.
유지 전극선은 게이트선(121)과 실질적으로 나란하게 뻗은 줄기선(131)과 이로부터 뻗어 나온 복수의 유지 전극(135)을 포함한다.
유지 전극선(131, 135)의 모양 및 배치는 여러 형태로 변형될 수 있다.
게이트선(121) 및 유지 전극선(131, 135) 위에는 게이트 절연막 (140)이 형성되어 있으며, 게이트 절연막(140) 위에는 비정질 또는 결정질 규소 등으로 만들어진 복수의 반도체(154a, 154b)가 형성되어 있다.
반도체(154a, 154b) 위에는 각각 복수 쌍의 저항성 접촉 부재(161a, 161b, 163b, 165b, 165a, 165b)가 형성되어 있으며, 저항성 접촉 부재(161a, 161b, 163a, 163b, 165a, 165b)는 금속 실리사이드 또는 n형 불순물이 고농도로 도핑되어 있는 n+ 수소화 비정질 규소 따위의 물질로 만들어질 수 있다.
저항성 접촉 부재(161a, 161b, 163b, 165b, 165a, 165b) 및 게이트 절연막(140) 위에는 복수 쌍의 데이터 선(171a, 171b)과 복수 쌍의 제1 및 제2 드레인 전극(175a, 175b)이 형성되어 있다.
데이터선(171a, 171b)은 데이터 신호를 전달하며 주로 세로 방향으로 뻗어 게이트선(121) 및 유지 전극선의 줄기선(131)과 교차한다. 데이터선(171a, 171b)은 제1, 제2 게이트 전극(124a, 124b)을 향하여 뻗어 U자형으로 굽은 제1 및 제2 소스 전극(173a, 173b)을 포함하며, 제1 및 제2 소스 전극(173a, 173b)은 제1, 제2 게이트 전극(124a, 124b)을 중심으로 제1 및 제2 드레인 전극(175a, 175b)과 마주한다.
제1 및 제2 게이트 전극(124a, 124b), 제1 및 제2 소스 전극(173a, 173b) 및 제1 및 제2 드레인 전극(175a, 175b)은 제1 및 제2 반도체(154a, 154b)와 함께 제1 및 제2 박막 트랜지스터(Qa, Qb)를 이룬다.
저항성 접촉 부재(161a, 161b, 163a, 163b, 165a, 165b)는 그 아래의 반도체(154a, 154b)와 그 위의 데이터선(171a, 171b) 및 드레인 전극(175a, 175b) 사이에만 존재하며 이들 사이의 접촉 저항을 낮추어 준다.
데이터선(171a, 171b), 드레인 전극(175a, 175b) 및 노출된 반도체(154a, 154b) 부분 위에는 질화 규소 또는 산화 규소 따위로 만들어진 하부 보호막(180p)이 형성되어 있다.
하부 보호막(180p) 위에는 차광 부재(light blocking member)(220) 및 간격재(320), 그리고 칼라 필터(230R, 230G, 230B)가 형성되어 있다.
도 2와 3a를 참조하면, 차광 부재(220)는 주로 게이트선(121) 및 데이터선(171a, 171b)을 따라 형성되어 있다. 차광 부재(220)는 화소(R, G, B)에 따라 서로 다른 형태를 가질 수 있는데, 게이트선(121) 및 데이터선(171a, 171b)을 따라 형성되어 있는 직선부(220a)와 화소(R, G) 내에 위치하는 확장부(220b)를 포함한다. 확장부(220b)는 대략 사각 링의 평면 형태를 가진다. 그러나 일부 화소(B)에는 확장부(220b)가 형성되어 있지 않고, 단지 직선부(220a)만 형성되어 있다. 일부 차광 부재(220)는 칼라 필터를 잉크젯 인쇄 방식으로 형성할 때, 칼라 필터 물질을 가두는 격벽 역할을 할 수 있다.
간격재(320)는 화소(R, G, B) 중 차광 부재(220)의 확장부(220b)가 형성되어 있지 않는 화소(B) 내에 배치되어 있으며, 화소(B)의 칼라 필터(230B)의 일부 위에 형성되어 있다. 간격재(320)는 차광 부재(220)와 동일 물질로 이루어질 수 있다.
칼라 필터(230R, 230G, 230B) 중 간격재(320)가 형성되어 있는 화소(B)의 칼라 필터(230B)는 사진 공정으로 형성될 수 있고, 나머지 칼라 필터(230R, 230G)는 잉크젯 인쇄 방식으로 형성될 수 있다.
칼라 필터(230R, 230G, 230B)의 두께는 약 3㎛이상인 것이 바람직하고, 화소(B)의 칼라 필터(230B)와 다른 화소(R, G)의 칼라 필터(230R, 230G)의 두께는 서 로 다를 수 있다.
도 3을 참조하면, 칼라 필터(230B)는 사진공정으로 형성된다. 그리고 차광 부재(220)가 상기 칼라 필터(230B)의 일부를 덮도록 형성되고, 간격재(320)가 상기 칼라 필터(230B)의 상부에 형성된다. 상기 차광 부재(220)는 칼라 필터(230G)가 잉크젯 인쇄 방식으로 형성될 때 격벽 역할을 하게 된다. 따라서 칼라 필터(230G)는 차광부재(220)의 일부를 덮도록 형성된다. 도 3에서 도면 부호 111은 박막 트랜지스터 등의 박막 구조물을 대표한다.
도 4 및 도 5를 참고하면, 차광 부재(220) 및 칼라 필터(230) 위에는 상부 보호막(180q)이 형성되어 있다. 상부 보호막(180q)은 감광성을 가지는 유기 물질로 형성할 수 있다. 또한, 상부 보호막(180q)은 화소 전극(191)과 데이터선(171a, 171b)과의 커플링 현상을 감소시키고 기판을 평탄화하기 위해서 1.0㎛이상 형성하는 것이 바람직하다. 상부 보호막(180q)은 칼라 필터(230)로부터 유입되는 용제(solvent)와 같은 유기물에 의한 액정층(3)의 오염을 억제하여 화면 구동 시 초래할 수 있는 잔상과 같은 불량을 방지한다.
사진 공정으로 형성된 칼라 필터(230B)를 포함하는 화소(B)의 경우, 상부 보호막(180q), 칼라 필터(230B) 및 하부 보호막(180p)에는 제1 및 제2 드레인 전극(175a, 175b)을 드러내는 복수의 접촉 구멍(185a, 185b)이 형성되어 있다.
잉크젯 인쇄 방식으로 형성된 칼라 필터(230R, 230G)를 포함하는 화소(R, G)의 경우, 차광 부재(220)의 확장부(220b)로 둘러싸인 영역 내의 상부 보호막(180q) 및 하부 보호막(180p)에는 제1 및 제2 드레인 전극(175a, 175b)을 드러내는 복수의 접촉 구멍(185c, 185d)이 형성되어 있다.
상부 보호막(180q) 위에는 복수의 화소 전극(191)이 형성되어 있다.
도 2를 참조하면, 각 화소 전극(191)은 간극(91)을 사이에 두고 서로 분리되어 있는 제1 및 제2 부화소 전극(191a, 191b)을 포함한다.
제1 및 제2 부화소 전극(191a, 191b)의 전체적인 모양은 사각형이다. 화소 전극(191) 전체에서 제2 부화소 전극(191b)이 차지하는 면적이 제1 부화소 전극(191a)이 차지하는 면적보다 클 수 있다.
제1 및 제2 부화소 전극(191a, 191b)은 접촉 구멍(185a, 185b)을 통하여 제1 및 제2 드레인 전극(175a, 175b)과 물리적, 전기적으로 연결되어 있으며, 제1 및 제2 드레인 전극(175a, 175b)으로부터 데이터 전압을 인가 받는다.
화소 전극(191) 위에는 하부 배향막(11)이 형성되어 있다.
도 6a 내지 11b는 박막 트랜지스터 표시판의 제조 방법을 도시한 단면도이다.
절연 기판(110) 위에 게이트 전극(124a, 124b)을 포함하는 게이트선(121)을 형성하고, 게이트선(121)을 포함하는 기판(110) 위에 게이트 절연막(140), 불순물이 도핑되지 않은 비정질 규소층, 불순물이 도핑된 비정질 규소층 및 데이터 도전층을 차례로 적층한다. 이어서 데이터 도전층 위에 감광막(도시하지 않음)을 도포하고 슬릿 마스크 따위를 사용하여 두께가 다른 감광 패턴을 형성한다. 그리고 감광 패턴을 마스크로 하여 데이터 도전층, 불순물이 도핑된 비정질 규소층 및 불순물이 도핑되지 않은 비정질 규소층을 1차 식각하여 반도체(154a, 154b)를 형성한 후 데이터 도전층을 2차 식각하여 소스 전극(173a, 173b)을 포함하는 데이터선(171a, 171b) 및 드레인 전극(175a, 175b)를 형성한다.
소스 전극(173a, 173b) 및 드레인 전극(175a, 175b)을 마스크로 이들 사이에 노출되어 있는 비정질 규소층을 제거하여 저항성 접촉층(161a, 161b, 163a, 163b, 165a, 165b)을 형성한다. 이어서, 데이터선(171a, 171b), 드레인 전극(175a, 175b) 및 게이트 절연막(140) 위에 하부 보호막(180p)을 형성한다.
도 6a 및 6b를 참고하면, 하부 보호막(180p) 위에 복수의 화소(R, G, B) 중 일부 화소(B)에 칼라 필터(230B)를 형성한다. 칼라 필터(230B)는 칼라 필터(230B)를 이루는 감광성 유기 물질층을 형성한 후 포토 마스크를 이용하여 노광 및 현상함으로써 형성된다. 이때, 복수의 화소(R, G, B) 중 일부 화소(B) 내에 형성될 접촉 구멍(185a, 185b)의 위치에는 칼라 필터(230B)를 제거한다.
도 7a 및 도 7b에 도시한 바와 같이, 복수의 화소(R, G, B)에 차광 부재(220) 및 간격재(320)를 형성한다. 간격재(320)는 사진 공정으로 형성된 칼라 필터(230B)를 포함하는 화소(B)에 배치되고, 나머지 화소(R, G)에는 접촉 구멍(185c, 185d)이 형성될 위치를 둘러싸는 사각 링 형태의 차광 부재(220)의 확장부(220b)를 형성한다.
도 8a 및 도 8b를 참고하면, 기판 전면에 흑색 안료를 분산시킨 감광성 레지스트(400)를 도포하고, 투명 영역(transparent area)(A), 반투명 영역(semi-transparent area)(B) 및 차광 영역(light blocking area)(C)을 가지는 노광 마스크를 이용하여 노광 및 현상하여 흑색 감광성 레지스트(400)가 위치에 따라 서로 다른 두께를 가지도록 한다. 이 때, 반투명 영역에는 슬릿(slit) 패턴, 격자 패턴(lattice pattern) 또는 투과율이 중간이거나 두께가 중간인 박막이 구비된다.
여기서, 감광성 레지스트(400)가 음의 감광성을 가질 경우, 투명 영역(transparent area)(A)은 간격재(320)가 형성될 부분에 대응하고, 반투명 영역(semi-transparent area)(B)은 차광 부재(220)가 형성될 부분에 대응하고, 차광 영역(light blocking area)(C)은 그 나머지 영역에 대응한다. 이에 의하여 간격재(320)와 차광 부재(220)를 동시에 형성한다.
본 실시예에서는 감광성 레지스트(400)가 음의 감광성을 가질 경우를 설명하였으나, 감광성 레지스트(400)는 양의 감광성을 가질 수 있고, 이 경우 투명 영역은 차광 부재(220)나 간격재(320)가 배치되어 있지 않는 부분에 대응하고, 차광 영역은 간격재(320)가 형성될 부분에 대응한다.
복수의 화소(R, G, B) 중 사진 공정으로 형성된 칼라 필터(230B)를 포함하는 화소(B) 이외의 화소(R, G)에 잉크젯 인쇄 방식으로 칼라 필터(230R, 230G)를 형성한다. 이 때, 도 9에 도시한 바와 같이, 차광 부재(220)의 직선부(220a)와 차광 부재의 확장부(220b) 사이의 개구부에 인쇄 시스템(500)의 헤드의 노즐로부터 칼라 필터용 잉크(5)를 적하한다.
적하된 잉크(5)를 건조하여, 도 10에 도시한 바와 같이, 복수의 화소(R, G, B)들 중 일부 화소(R, G)에 칼라 필터(230R, 230G)를 형성한다. 이때, 차광 부재의 확장부(220b)로 둘러싸인 부분에는 칼라 필터(230R, 230G)가 형성되지 않는다.
도 11a 및 도 11b에 도시한 바와 같이, 칼라 필터(230)) 위에 상부 보호 막(180q)을 형성한 후 상부 보호막(180q) 및 하부 보호막(180p)을 식각하여 접촉구(185a, 185b, 185c, 185d)를 형성한다.
도 2, 도 4 및 도 5에 도시한 바와 같이, 상부 보호막(180q) 위에 화소 전극(191)을 형성한다. 그리고 화소 전극(191) 위에 배향막(11)을 형성한다.
이처럼, 본 발명의 실시예에 따른 박막 트랜지스터 표시판은 사진 공정으로 형성된 칼라 필터(230B)를 포함하는 화소(B)와 잉크젯 인쇄 방식으로 형성된 칼라 필터(230R, 230G)를 포함함으로써, 잉크젯 인쇄 방식으로 일부 칼라 필터를 형성함과 동시에, 차광 부재(220)와 간격재(320)를 한번에 동시에 형성할 수 있다. 따라서, 표시판의 제조 공정, 시간 및 비용을 크게 감소할 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 한 화소에 대한 등가 회로도이다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 박막 트랜지스터 표시판의 배치도이다.
도 3a는 도 2의 박막 트랜지스터 표시판의 차광 부재를 도시한 평면도이다.
도 3b는 도 3a의 박막 트랜지스터 표시판을 Ⅲ-Ⅲ선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
도 4 및 도 5는 도 2의 박막 트랜지스터 표시판을 각기 IV-IV선 및 V-V선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
도 6a 내지도 11b는 도 2의 박막 트랜지스터 표시판의 제조 방법을 차례로 도시한 단면도이다.

Claims (20)

  1. 절연 기판,
    상기 절연 기판 위에 형성되어 있으며 절연되어 교차하는 게이트선 및 데이터선,
    상기 게이트선 및 데이터선과 연결되어 있는 박막 트랜지스터,
    상기 기판 위에 형성되어 있는 차광 부재 및 간격재, 그리고
    상기 기판 위에 형성되어 있는 제1 칼라 필터 및 제2 칼라 필터를 포함하고,
    상기 차광 부재는 인접하는 상기 제1 칼라 필터의 측면을 덮고, 상기 제2 칼라 필터는 인접하는 상기 차광 부재의 측면을 덮는 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터 표시판.
  2. 제1항에서,
    상기 간격재는 상기 제1 칼라 필터의 적어도 일부분과 중첩하고,
    상기 간격재는 상기 차광 부재와 동일한 물질로 동시에 형성되는 박막 트랜지스터 표시판.
  3. 제2항에서,
    상기 제1 칼라 필터는 사진 공정으로 형성되어 있고, 상기 간격재는 상기 제1 칼라 필터의 적어도 일부 위에 배치되어 있는 박막 트랜지스터 표시판.
  4. 제3항에서,
    상기 차광 부재 및 상기 제1 및 제2 칼라 필터 위에 형성되어 있는 보호막, 그리고
    상기 보호막 위에 형성되어 있으며 상기 박막 트랜지스터와 연결되어 있는 화소 전극을 더 포함하는 박막 트랜지스터 표시판.
  5. 제4항에서,
    상기 화소 전극은 상기 보호막을 관통하는 제1 접촉 구멍을 통해 상기 박막 트랜지스터와 연결되는 것과 상기 제1 칼라 필터 및 상기 보호막을 관통하는 제2 접촉 구멍을 통해 상기 박막 트랜지스터와 연결되는 것을 포함하는 박막 트랜지스터 표시판.
  6. 제5항에서,
    상기 제2 칼라 필터는 상기 차광 부재를 격벽으로 하여 잉크젯 인쇄 방식으로 충진함으로써 형성하고,
    상기 차광 부재는 상기 게이트선 및 데이터선을 따라 형성되어 있는 제1 부분과 상기 제1 접촉 구멍을 둘러싸고 있는 제2 부분을 포함하는 박막 트랜지스터 표시판.
  7. 제6항에서,
    상기 제2 부분은 사각 링 형태이고, 상기 사각 링으로 둘러싸인 부분에는 칼라 필터가 형성되어 있지 않은 박막 트랜지스터 표시판.
  8. 제1항에서,
    상기 차광 부재 및 상기 제1 및 제2 칼라 필터 위에 형성되어 있는 보호막, 그리고
    상기 보호막 위에 형성되어 있으며 상기 박막 트랜지스터와 연결되어 있는 화소 전극을 더 포함하는 박막 트랜지스터 표시판.
  9. 제8항에서,
    상기 화소 전극은 상기 보호막을 관통하는 제1 접촉 구멍을 통해 상기 박막 트랜지스터와 연결되는 것과 상기 제1 칼라 필터 및 상기 보호막을 관통하는 제2 접촉 구멍을 통해 상기 박막 트랜지스터와 연결되는 것을 포함하는 박막 트랜지스터 표시판.
  10. 제9항에서,
    상기 제2 칼라 필터는 상기 차광 부재를 격벽으로 하여 잉크젯 인쇄 방식으로 충진함으로써 형성하고,
    상기 차광 부재는 상기 게이트선 및 데이터선을 따라 형성되어 있는 제1 부분과 상기 제1 접촉 구멍을 둘러싸고 있는 제2 부분을 포함하는 박막 트랜지스터 표시판.
  11. 절연 기판,
    상기 절연 기판 위에 형성되어 있으며 절연되어 교차하는 게이트선 및 데이터선,
    상기 게이트선 및 데이터선과 연결되어 있는 박막 트랜지스터,
    상기 기판 위에 형성되어 있는 차광 부재,
    상기 기판 위에 형성되어 있는 복수의 칼라 필터, 그리고
    상기 차광 부재와 동일한 물질로 동시에 형성되고, 상기 복수의 칼라 필터 중 일부 칼라 필터와 적어도 일부분 중첩하는 간격재를 포함하고,
    상기 복수의 칼라 필터 중 다른 일부는 잉크젯 인쇄 방식으로 형성되
    는 박막 트랜지스터 표시판.
  12. 제11항에서,
    상기 간격재와 중첩하는 칼라 필터는 사진 공정으로 형성되는 박막 트랜지스터 표시판.
  13. 기판 위에 박막 트랜지스터를 형성하는 단계,
    상기 박막 트랜지스터 및 상기 기판 위에 하부 보호막을 형성하는 단계,
    상기 하부 보호막 위에 사진 공정으로 제1 칼라 필터를 형성하는 단계,
    상기 하부 보호막 및 상기 제1 칼라 필터 일부 위에 상기 제1 칼라 필터의 측면을 덮는 차광 부재 및 상기 제1 칼라 필터의 적어도 일부분과 중첩하는 간격재를 형성하는 단계,
    상기 차광 부재를 격벽으로 하여, 잉크젯 인쇄 방식으로 인접하는 상기 차광 부재의 측면을 덮는 제2 칼라 필터를 형성하는 단계를 포함하는 박막 트랜지스터 표시판의 제조 방법.
  14. 제13항에서,
    상기 차광 부재와 상기 간격재는 동시에 형성하는 박막 트랜지스터 표시판의 제조 방법
  15. 제13항에서,
    상기 차광 부재와 상기 간격재를 형성하는 단계는
    상기 하부 보호막 및 상기 제1 칼라 필터 위에 흑색 안료를 분산시킨 감광성 레지스트를 도포하는 단계,
    상기 감광성 레지스터를 포토 마스크를 이용하여 노광 및 현상하는 단계를 포함하고,
    상기 포토 마스크는 투명 영역, 반투명 영역 및 차광 영역을 가지는 박막 트랜지스터 표시판의 제조 방법.
  16. 제15항에서,
    상기 감광성 레지스트는 음의 감광성을 가지고,
    상기 노광 단계에서 상기 포토 마스크의 상기 투명 영역은 상기 간격재가 배치되는 영역에 대응하고, 상기 반투명 영역은 상기 차광 부재가 형성될 부분에 대응하고, 상기 차광 영역은 그 나머지 영역에 대응하는 박막 트랜지스터 표시판의 제조 방법.
  17. 제15항에서,
    상기 감광성 레지스트는 양의 감광성을 가지고,
    상기 노광 단계에서 상기 포토 마스크의 상기 차광 영역은 상기 간격재가 배치되는 영역에 대응하고, 상기 반투명 영역은 상기 차광 부재가 형성될 부분에 대응하고, 상기 투명 영역은 그 나머지 영역에 대응하는 박막 트랜지스터 표시판의 제조 방법.
  18. 제13항에서,
    상기 박막 트랜지스터를 형성하는 단계는
    게이트 전극을 가지는 게이트선을 형성하는 단계,
    상기 게이트선 위에 게이트 절연막을 형성하는 단계,
    상기 게이트 절연막 위에 반도체 및 저항성 접촉층을 형성하는 단계, 그리고
    상기 저항성 접촉층 위에 소스 전극을 가지는 데이터선 및 드레인 전극을 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 차광 부재 및 상기 제1 및 제2 칼라 필터 위에 상부 보호막을 형성하는 단계, 그리고
    상기 상부 보호막 위에 접촉 구멍을 통해 상기 드레인 전극과 연결되는 화소 전극을 형성하는 단계를 더 포함하는 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법.
  19. 제18항에서,
    상기 차광 부재는 상기 게이트선 및 데이터선을 따라 형성되어 있는 제1 부분과 상기 접촉 구멍을 둘러싸고 있는 제2 부분을 포함하는 박막 트랜지스터 표시판의 제조 방법.
  20. 제19항에서,
    상기 제2 부분은 사각 링 형태이고, 상기 사각 링으로 둘러싸인 부분에는 상기 제2 칼라 필터가 형성되어 있지 않은 박막 트랜지스터 표시판의 제조 방법.
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