KR101899095B1 - 표시장치 및 그 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치는 박막트랜지스터가 형성된 제1 기판, 상기 제1 기판 상에 위치하며, 상기 박막트랜지스터를 덮는 제1 절연막, 상기 제1 절연막 상에 위치하며, 상기 제1 절연막의 비어홀을 통해 상기 박막트랜지스터와 연결된 화소 전극, 상기 제1 절연막 상에 위치하며, 상기 화소 전극과 교번하여 배치되는 공통 전극, 상기 화소 전극과 상기 공통 전극이 형성된 상기 제1 절연막 상에 위치하는 스페이서 및 상기 비어홀을 매우는 필링 패턴, 상기 제1 절연막 상에 위치하는 배향막 및 상기 제1 기판과 대향하며, 컬러필터가 형성된 제2 기판을 포함할 수 있다.
Description
본 발명은 표시장치에 관한 것으로, 보다 자세하게는 배향막의 형성 시 홀을 매우지 못하는 결함을 수정하여 빛샘 불량을 방지할 수 있는 표시장치 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 액정표시장치는 액정의 광학적 이방성과 분극성질을 이용하여 구동된다. 상기 액정은 구조가 가늘고 길기 때문에 분자의 배열에 방향성을 가지고 있으며, 인위적으로 액정에 전기장을 인가하여 분자배열의 방향을 제어할 수 있다.따라서, 상기 액정의 분자배열 방향을 임의로 조절하면, 액정의 분자배열이 변하게 되고, 광학적 이방성에 의해 상기 액정의 분자배열 방향으로 빛이 굴절하여 화상정보를 표현할 수 있다.
현재는 박막트랜지스터와 상기 박막트랜지스터에 연결된 화소전극이 행렬방식으로 배열된 능동행렬 액정표시장치(AM-LCD : Active Matrix LCD 이하, 액정표시장치로 약칭함)가 해상도 및 동영상 구현능력이 우수하여 가장 주목받고 있다. 상기 액정표시장치는 공통 전극이 형성된 컬러필터 기판과 화소 전극이 형성된 어레이 기판과, 상기 두 기판 사이에 개재된 액정으로 이루어지는데, 이러한 액정표시장치에서는 공통 전극과 화소 전극이 상하로 걸리는 전기장에 의해 액정을 구동하는 방식으로 투과율과 개구율 등의 특성이 우수하다. 그러나, 상하로 걸리는 전기장에 의한 액정구동은 시야각 특성이 우수하지 못한 단점을 가지고 있다. 따라서, 상기의 단점을 극복하기 위해 시야각 특성이 우수한 횡전계형 액정표시장치가 제안되었다.
도 1은 종래 액정표시장치의 박막트랜지스터 어레이 기판을 나타낸 단면도이다.
도 1을 참조하면, 제1 기판(5) 상에 게이트 전극(10)과 게이트 절연막(15)이 형성되고, 반도체층(20)이 게이트 전극(10) 상에 형성된다. 반도체층(20)에는 소스 전극(25a)과 드레인 전극(25b)이 접속되어 스위칭 박막트랜지스터를 구성된다. 그리고, 제1 기판(5) 상에 형성된 소자를 보호하는 패시베이션막(30)이 형성되고, 하부 단차를 평탄화하는 절연막(35)이 두껍게 형성된다. 절연막(35)은 추후 형성되는 화소 전극(45)이 하부의 배선들과의 전기적 간섭을 방지하기 위해 두껍게 형성된다. 그리고, 드레인 전극(25b)을 노출하는 비어홀(40)이 형성되고, 드레인 전극(25B)과 연결된 화소 전극(45)과 공통 배선(미도시)과 연결된 공통 전극(50)이 교번하여 형성된다.
그리고, 제1 기판(5) 상에 셀 공정을 위한 배향막(55)이 형성된다. 그러나, 절연막(35)의 두꺼운 두께로 인해 배향막(55)이 비어홀(40)을 모두 매우지 못하게 된다. 이에 따라, 배향막(55)의 형성 시 비어홀(40)을 매우지 못하는 결함이 생겨, 추후 패널의 구동 시 빛샘 불량이 발생하는 문제점이 있다.
본 발명은 배향막의 형성 시 비어홀을 매우지 못하는 결함을 수정하여 빛샘 불량을 방지할 수 있는 표시장치 및 그 제조방법을 제공한다.
상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치는 박막트랜지스터가 형성된 제1 기판, 상기 제1 기판 상에 위치하며, 상기 박막트랜지스터를 덮는 제1 절연막, 상기 제1 절연막 상에 위치하며, 상기 제1 절연막의 비어홀을 통해 상기 박막트랜지스터와 연결된 화소 전극, 상기 제1 절연막 상에 위치하며, 상기 화소 전극과 교번하여 배치되는 공통 전극, 상기 화소 전극과 상기 공통 전극이 형성된 상기 제1 절연막 상에 위치하는 스페이서 및 상기 비어홀을 매우는 필링 패턴, 상기 제1 절연막 상에 위치하는 배향막 및 상기 제1 기판과 대향하며, 컬러필터가 형성된 제2 기판을 포함할 수 있다.
상기 스페이서와 상기 필링 패턴은 동일한 물질로 이루어질 수 있다.
상기 스페이서는 콘택 스페이서와 눌림 스페이서를 포함할 수 있다.
상기 제1 절연막은 포토아크릴로 이루어지고, 상기 배향막은 폴리이미드로 이루어질 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치의 제조방법은 제1 기판 상에 박막트랜지스터를 형성하는 단계, 상기 박막트랜지스터를 덮는 제1 절연막을 형성하는 단계, 상기 제1 절연막 상에 상기 박막트랜지스터를 노출하는 비어홀을 형성하는 단계, 상기 제1 절연막 상에 상기 제1 절연막의 비어홀을 통해 상기 박막트랜지스터와 연결되도록 화소 전극을 형성하고, 상기 화소 전극과 교번하는 공통 전극을 형성하는 단계, 상기 제1 절연막 상에 아크릴 수지를 도포하고 이를 패터닝하여 스페이서 및 상기 비어홀을 매우는 필링 패턴을 형성하는 단계, 상기 제1 절연막 상에 배향막을 형성하는 단계 및 상기 제1 기판과 대향하며, 컬러필터가 형성된 제2 기판을 합착하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 스페이서는 콘택 스페이서와 눌림 스페이서로 각각 형성될 수 있다.
상기 배향막은 잉크젯법을 이용하여 폴리이미드를 인쇄하여 형성될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치는 박막트랜지스터가 형성된 제1 기판, 상기 제1 기판 상에 위치하며, 상기 박막트랜지스터를 덮는 제1 절연막, 상기 제1 절연막 상에 위치하는 공통 전극, 상기 공통 전극 상에 위치하는 제2 절연막, 상기 제2 절연막 상에 위치하며, 상기 박막트랜지스터를 노출하는 비어홀을 통해 상기 박막트랜지스터와 연결된 화소 전극, 상기 제2 절연막 상에 위치하는 스페이서 및 상기 비어홀을 매우는 필링 패턴, 상기 제2 절연막 상에 위치하는 배향막 및 상기 제1 기판과 대향하며, 컬러필터가 형성된 제2 기판을 포함할 수 있다.
상기 스페이서와 상기 필링 패턴은 동일한 물질로 이루어질 수 있다.
상기 스페이서는 콘택 스페이서와 눌림 스페이서를 포함할 수 있다.
상기 배향막은 폴리이미드로 이루어질 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치의 제조방법은 제1 기판 상에 박막트랜지스터를 형성하는 단계, 상기 박막트랜지스터를 덮는 제1 절연막을 형성하는 단계, 상기 제1 절연막 상에 공통 전극을 형성하는 단계, 상기 공통 전극이 형성된 상기 제1 기판 상에 제2 절연막을 형성하는 단계, 상기 제2 절연막 및 상기 제1 절연막을 식각하여 상기 박막트랜지스터를 노출하는 비어홀을 형성하는 단계, 상기 제2 절연막 상에 비어홀을 통해 상기 박막트랜지스터와 연결되도록 화소 전극을 형성하는 단계, 상기 제2 절연막 상에 아크릴 수지를 도포하고 이를 패터닝하여 스페이서 및 상기 비어홀을 매우는 필링 패턴을 형성하는 단계, 상기 제2 절연막 상에 배향막을 형성하는 단계 및 상기 제1 기판과 대향하며, 컬러필터가 형성된 제2 기판을 합착하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 스페이서는 콘택 스페이서와 눌림 스페이서로 각각 형성될 수 있다.
상기 제1 및 제2 절연막은 포토아크릴로 형성되고, 상기 배향막은 폴리이미드로 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예들에 따른 표시장치는 제1 기판 상에 콘택 스페이서 및 눌림 스페이서를 형성함과 동시에 비어홀을 매우는 필링 패턴을 형성함으로써, 배향막의 코팅 시 결함이 발생하는 것을 방지하고 이에 따라 빛샘 현상을 방지할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 종래 액정표시장치의 박막트랜지스터 어레이 기판을 나타낸 단면도.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 표시장치를 나타낸 평면도.
도 3은 도 2의 I-I'에 따라 절취한 부분의 단면도.
도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 제1 실시예에 따른 표시장치의 제조방법을 공정별로 나타낸 도면.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 표시장치를 나타낸 평면도.
도 6은 도 5의 Ⅱ-Ⅱ'에 따라 절취한 부분의 단면도.
도 7a 내지 도 7e는 본 발명의 제2 실시예에 따른 표시장치의 제조방법을 공정별로 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 표시장치를 나타낸 평면도.
도 3은 도 2의 I-I'에 따라 절취한 부분의 단면도.
도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 제1 실시예에 따른 표시장치의 제조방법을 공정별로 나타낸 도면.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 표시장치를 나타낸 평면도.
도 6은 도 5의 Ⅱ-Ⅱ'에 따라 절취한 부분의 단면도.
도 7a 내지 도 7e는 본 발명의 제2 실시예에 따른 표시장치의 제조방법을 공정별로 나타낸 도면.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시 예들을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 표시장치를 나타낸 평면도이고, 도 3은 도 2의 I-I'에 따라 절취한 부분의 단면도이다. 하기에서는 설명의 편의를 위해 표시장치의 예로 횡전계형 액정표시장치를 나타내어 설명하기로 한다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 표시장치(100)는 제1 기판(105) 상에 일 방향으로 배열된 게이트 라인(110), 상기 게이트 라인(110)과 인접하여 나란하게 배열된 공통 배선(120) 및 상기 게이트 라인(110)과 교차하여 복수의 서브픽셀(P)을 구획하는 데이터 라인(130)이 위치한다. 그리고, 상기 각 서브픽셀(P)에서 상기 게이트 라인(110)과 데이터 라인(130)의 교차 영역에는 상기 게이트 라인(110)으로 이루어진 게이트 전극(미도시)이 위치하고, 데이터 라인(130)으로부터 연장된 소스 전극(132)과 소스 전극(132)으로부터 이격된 드레인 전극(133)이 위치한다.
상기 각 서브픽셀(P) 내에 상기 드레인 전극(133)과 비어홀(CH)을 통해 연결되는 화소 전극(150)이 위치한다. 화소 전극(150)은 서브픽셀(P) 내에서 일정 간격 이격되어 분기되어 배열된다. 상기 공통 배선(120)과 중첩하는 화소 전극(150)은 공통 배선(120)과 스토리지 캐패시터(Cst)를 이룬다.
그리고, 상기 서브픽셀(P)의 가장자리에는 상기 공통 배선(120)으로부터 분기된 공통 보조 배선(122)이 상기 데이터 라인(130)과 인접하여 나란하게 위치한다. 또한, 상기 공통 보조 배선(122) 사이에는 일정 간격 이격되게 배열된 공통 전극(151)이 상기 공통 보조 배선(122)과 연결된다. 그리고, 공통 전극(151)은 상기 화소 전극(150)과 서로 교번하여 동일 평면 상에 배열된다. 또한, 상기 공통 전극(151), 화소 전극(150), 공통 보조 배선(122) 및 데이터 라인(130)은 각각 서로 나란하게 배열되며, 일정 각도로 꺽인 구조로 이루어진다.
보다 자세하게, 본 발명의 제1 실시예에 따른 표시장치의 구조를 도 3을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 제1 실시예에 따른 표시장치(100)는 스위칭 소자인 박막트랜지스터(TFT)와 화소 전극(150) 및 공통 전극(151)이 형성된 제1 기판(105)과, 컬러필터(170) 및 블랙매트릭스(165)가 형성된 제2 기판(160), 및 제 1 기판(105)과 제2 기판(160) 사이에 개재된 액정층(180)으로 구성된다.
보다 자세하게는, 제1 기판(105) 상에 게이트 전극(110)이 위치하고, 게이트 전극(110)을 절연시키는 게이트 절연막(125)이 위치하고, 게이트 절연막(125) 상에 반도체층(129)이 위치한다. 그리고, 반도체층(129)에 각각 접속되는 소스 전극(132) 및 드레인 전극(133)이 위치한다. 따라서, 반도체층(129), 소스 전극(132), 드레인 전극(133) 및 게이트 전극(110)을 포함하는 박막트랜지스터(TFT)를 구성한다.
박막트랜지스터(TFT) 상에 패시베이션막(140)이 위치하고, 패시베이션막(140) 상에 제1 절연막(145)이 위치한다. 패시베이션막(140)과 제1 절연막(145)을 관통하는 비어홀(CH)을 통해 드레인 전극(133)과 접속된 화소 전극(150)이 위치한다. 또한, 화소 전극(150)과 동일 평면 상에 공통 전극(151)이 상기 화소 전극(150)과 교번하여 위치한다.
화소 전극(150) 및 공통 전극(151)이 형성된 제1 절연막(145) 상에 콘택 스페이서(CCS)와 눌림 스페이서(PCS)가 위치하고, 비어홀(CH) 상에 필링 패턴(FPT)이 위치한다. 콘택 스페이서(CCS)는 제1 기판(105)과 후술하는 제2 기판(160) 사이의 갭(Gap)을 유지하는 역할을 하고, 눌림 스페이서(PCS)는 외부의 압력에 의해 제2 기판(160)이 눌렸을 때 이를 완충하는 역할을 한다. 그리고, 필링 패턴(FPT)은 비어홀(CH)의 단차를 매우는 역할을 하는 것으로, 콘택 스페이서(CCS) 및 눌림 스페이서(PCS)와 동일한 물질로 이루어진다.
그리고, 제1 절연막(145) 상에 제1 배향막(155a)이 위치한다. 제1 배향막(155a)은 액정의 배향을 조절하는 것으로, 폴리이미드를 잉크젯법으로 인쇄되어 형성된다. 비어홀(CH) 상에는 필링 패턴(FPT)이 형성되었기 때문에 제1 배향막(155a)의 코팅 불량이 발생되는 것을 방지할 수 있다.
한편, 제1 기판(105)과 대향하는 제2 기판(160)에는 적색, 녹색 및 청색의 컬러필터(160)가 위치하고, 컬러필터(160)마다 블랙매트릭스(165)가 위치한다. 블랙매트릭스(165)는 전술한 콘택 스페이서(CCS)와 눌림 스페이서(PCS)와 대응하는 영역에 위치하여 색의 혼색을 방지한다. 그리고, 컬러필터(160) 및 블랙매트릭스(165)를 덮는 오버코트층(175)이 위치하고, 오버코트층(175) 상에 제2 배향막(155b)이 위치한다. 상기 제1 기판(105)과 제2 기판(160) 사이에는 액정층(180)이 개재되어 본 발명의 제1 실시예에 따른 표시장치(100)를 구성한다.
이하, 본 발명의 제1 실시예에 따른 표시장치의 제조방법을 설명하면 다음과 같다. 하기에서는 전술한 도 3의 구조에 따른 횡전계형 액정표시장치의 제조방법을 예로 설명한다.
도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 제1 실시예에 따른 표시장치의 제조방법을 공정별로 나타낸 도면이다.
도 4a를 참조하면, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 표시장치의 제조방법은 제1 기판(105) 상에 저저항 특성을 갖는 금속물질 예를 들면 알루미늄(Al), 알루미늄 합금, 구리(Cu), 구리합금, 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 티타늄(Ti) 및 금(Au) 중 선택되는 하나의 금속물질을 증착하고 패터닝하여 게이트 전극(110)을 형성한다.
이어, 게이트 전극(110)이 형성된 제1 기판(105) 상에 무기 절연물질 예를 들면 산화실리콘(SiOx) 또는 질화실리콘(SiNx)을 증착하여 게이트 절연막(125)을 형성한다. 다음, 게이트 절연막(125)이 형성된 제1 기판(105) 상에 비정질 실리콘 또는 비정질 실리콘을 결정화한 다결정 실리콘을 형성하여 반도체층(129)을 형성한다.
다음, 반도체층(129)이 형성된 제1 기판(105) 상에 저저항 특성을 갖는 금속물질 예를 들면 알루미늄(Al), 알루미늄 합금, 구리(Cu), 구리 합금, 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo) 및 티타늄(Ti) 중 선택되는 하나의 금속물질을 증착하고 패터닝하여, 소스 전극(132) 및 데이터 전극(133)을 형성한다. 따라서, 게이트 전극(110), 반도체층(129), 소스 전극(132) 및 드레인 전극(133)을 포함하는 박막트랜지스터(TFT)가 형성된다.
다음, 상기 박막트랜지스터(TFT)가 형성된 제1 기판(105) 전면에 무기절연물질 예를 들면 산화실리콘(SiOx) 또는 질화실리콘(SiNx)을 증착하여 패시베이션막(140)을 형성한다. 이어, 제1 기판(105) 전면에 포토아크릴(Photoacryl; PAC)을 코팅하여 제1 절연막(145)을 형성한다.
이어, 도 4b를 참조하면, 패시베이션막(140)과 제1 절연막(145)을 식각하여 박막트랜지스터(TFT)의 드레인 전극(133)을 노출하는 비어홀(CH)을 형성한다. 그리고, 제1 기판(105)에 투명한 도전 물질 예를 들면 ITO, IZO 및 ITZO 중 선태된 어느 하나를 증착하고 패터닝함으로써, 화소 전극(150) 및 공통 전극(151)을 형성한다. 이때, 화소 전극(150)은 비어홀(CH)을 통해 박막트랜지스터(TFT)의 드레인 전극(133)과 접속된다.
다음, 제1 기판(105) 전면에 감광막(200)을 스핑 코팅 등의 방법으로 도포한다. 감광막(200)은 네가티브 포토레지스트(positive photoresist)로 광이 조사되면 추후 남아있는 물질일 수 있다. 이어, 감광막(200)이 형성된 제1 기판(105) 상에 투과부(M1), 반투과부(M2) 및 차단부(M3)로 이루어진 하프톤 마스크(mask)를 정렬시킨 후 자외선(UV)을 조사한다.
상기 하프톤 마스크(mask)를 이용한 회절 노광 기법을 이용함으로써, 상기 차단부(M3)가 적용되어 차단부(M3)와 대향하는 감광막(200c)은 추후 제거되고, 반투과부(M2)가 적용되어 반투과부(M2)와 대향하는 감광막(200b)이 회절되어 투과되는 광에 의해 절반 이하의 두께로 남게 된다. 그리고, 투과부(M1)와 대향하는 감광막(200a)은 현상 시 모두 남아있게 된다.
따라서, 도 4c에 도시된 바와 같이, 차단부(M3)와 대향하는 감광막(200c)은 모두 제거되고, 반투과부(M2)와 대향하는 감광막(200b)은 눌림 스페이서(PCS)와 필링 패턴(FPT)으로 형성되고, 투과부(M1)와 대향하는 감광막(200a)은 콘택 스페이서(CCS)로 형성된다. 특히, 필링 패턴(FPT)은 비어홀(CH)의 깊이로 인해 그만큼 두께가 더 감소되어, 눌림 스페이서(PCS)보다 얇은 두께로 형성된다.
이어, 제1 기판(105) 상에 제1 배향막(155a)을 형성한다. 제1 배향막(155a)은 폴리이미드(polyimide)를 잉크젯법으로 인쇄하여 형성한다. 이때, 비어홀(CH)을 매우고 있는 필링 패턴(FPT)으로 인해 제1 배향막(155a)이 균일하게 형성될 수 있다.
다음, 도 4d를 참조하면, 제2 기판(160) 상에 카본블랙과 같은 물질을 도포하고 패터닝하여 블랙매트릭스(165)를 형성하고, 적색 컬러필터 물질, 녹색 컬러필터 물질 및 청색의 컬러필터물질을 순차적으로 형성하여 컬러필터(170)를 형성한다. 이어, 컬러필터(170) 상에 오버코트층(175)을 형성하고, 폴리이미드를 코팅하여 제2 배향막(155b)을 형성한다.
이어, 제1 기판(105)과 제2 기판(160) 사이에 액정층(180)을 개재하고 합착함으로써, 본 발명의 제1 실시예에 따른 표시장치(100)를 제조한다.
상기와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 표시장치는 제1 기판 상에 콘택 스페이서 및 눌림 스페이서를 형성함과 동시에 비어홀을 매우는 필링 패턴을 형성함으로써, 배향막의 코팅 시 결함이 발생하는 것을 방지하고 이에 따라 빛샘 현상을 방지할 수 있는 이점이 있다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 표시장치를 나타낸 평면도이고, 도 6은 도 5의 Ⅱ-Ⅱ'에 따라 절취한 부분의 단면도이다. 본 발명의 제2 실시예에서는 전술한 제1 실시예와는 달리, 화소 전극과 공통 전극이 서로 다른 층에 위치하는 횡전계형 액정표시장치를 예로 설명한다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 표시장치는 복수의 서브픽셀(P)을 포함하는 제1 기판(미도시) 상에 일 방향으로 연장되며 배열된 게이트 라인(310)이 위치하고, 상기 게이트 라인(310)과 교차하여 서브픽셀(P)을 정의하는 데이터 라인(330)이 위치한다. 그리고, 상기 게이트 라인(310)과 서로 평행하게 배열되며 상기 데이터 라인(330)과 교차하는 공통 라인(320)이 위치한다. 상기 게이트 라인(310), 데이터 라인(330) 및 공통 라인(320)의 교차에 의해 복수의 서브픽셀(P)이 정의된다.
상기 각 서브픽셀(P)에는 상기 게이트 라인(310)에 연결된 게이트 전극(미도시), 게이트 절연막(미도시), 반도체층(미도시), 상기 데이터 라인(330)에 전기적으로 연결된 소스 전극(332), 상기 소스 전극(332)과 이격되된 드레인 전극(333)으로 구성된 박막트랜지스터(TFT)가 위치한다. 본 도면에서 상기 박막트랜지스터(TFT)는 채널을 이루는 영역이 'U'형태를 이루는 것을 예로 도시하였지만, 이에 한정되지 않으며, 'I'형태로도 이루어질 수 있다.
상기 각 서브픽셀(P) 내부에서 판 형태의 화소 전극(350)이 상기 박막트랜지스터(TFT)의 드레인 전극(333)과 연결된다. 화소 전극(350)은 바(bar) 형태를 갖는 복수의 개구부(353)를 가지도록 형성된다. 그리고, 상기 화소 전극(350)에 대응하는 공통 전극(351)이 위치한다. 공통 전극(351)은 공통 전극(351)에 전압이 인가되기 위해 콘택홀(354)을 통해 상기 공통 라인(320)과 전기적으로 연결된다.
보다 자세하게, 본 발명의 제2 실시예에 따른 표시장치의 구조를 도 6을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 표시장치는 제1 기판(305) 상에 게이트 전극(310)이 위치하고, 게이트 전극(310)을 절연시키는 게이트 절연막(325)이 위치하고, 게이트 절연막(325) 상에 상기 게이트 전극(310)과 대응되는 영역에 반도체층(329)이 위치한다. 반도체층(329)의 양측 단부에는 소스 전극(332)과 드레인 전극(333)이 각각 위치한다. 따라서, 게이트 전극(310), 반도체층(329), 소스 전극(332) 및 드레인 전극(333)을 포함하는 박막트랜지스터(TFT)를 구성한다.
상기 박막트랜지스터(TFT) 상에 패시베이션막(140)이 위치하고, 패시베이션막(340) 상에 제1 절연막(345)이 위치한다. 제1 절연막(345) 상에 공통 전극(351)이 위치하고, 공통 전극(351) 상에 제2 절연막(347)이 위치한다. 그리고, 제2 절연막(347) 상에 패시베이션막(340), 제1 절연막(345) 및 제2 절연막(347)을 관통하는 비어홀(CH)을 통해 드레인 전극(333)과 접속된 화소 전극(350)이 위치한다.
화소 전극(350)이 형성된 제2 절연막(347) 상에 콘택 스페이서(CCS)와 눌림 스페이서(PCS)가 위치하고, 비어홀(CH) 상에 필링 패턴(FPT)이 위치한다. 콘택 스페이서(CCS), 눌림 스페이서(PCS) 및 필링 패턴(FPT)은 전술한 제1 실시예와 동일한 구성을 가진다. 그리고, 제2 절연막(347) 상에 제1 배향막(355a)이 위치한다. 제1 배향막(355a)은 액정의 배향을 조절하는 것으로, 폴리이미드를 잉크젯법으로 인쇄되어 형성된다. 비어홀(CH) 상에는 필링 패턴(FPT)이 형성되었기 때문에 제1 배향막(355a)의 코팅 불량이 발생되는 것을 방지할 수 있다.
한편, 제1 기판(305)과 대향하는 제2 기판(360)에는 적색, 녹색 및 청색의 컬러필터(360)가 위치하고, 컬러필터(360)마다 블랙매트릭스(365)가 위치한다. 그리고, 컬러필터(360) 및 블랙매트릭스(365)를 덮는 오버코트층(375)이 위치하고, 오버코트층(375) 상에 제2 배향막(355b)이 위치한다. 상기 제1 기판(305)과 제2 기판(360) 사이에는 액정층(380)이 개재되어 본 발명의 제2 실시예에 따른 표시장치(300)를 구성한다.
이하, 본 발명의 제2 실시예에 따른 표시장치의 제조방법을 설명하면 다음과 같다. 하기에서는 전술한 도 6의 구조에 따른 횡전계형 액정표시장치의 제조방법을 예로 설명한다.
도 7a 내지 도 7e는 본 발명의 제2 실시예에 따른 표시장치의 제조방법을 공정별로 나타낸 도면이다.
도 7a를 참조하면, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 표시장치의 제조방법은 제1 기판(305) 상에 저저항 특성을 갖는 금속물질 예를 들면 알루미늄(Al), 알루미늄 합금, 구리(Cu), 구리합금, 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 티타늄(Ti) 및 금(Au) 중 선택되는 하나의 금속물질을 증착하고 패터닝하여 게이트 전극(310)을 형성한다.
이어, 게이트 전극(310)이 형성된 제1 기판(305) 상에 무기 절연물질 예를 들면 산화실리콘(SiOx) 또는 질화실리콘(SiNx)을 증착하여 게이트 절연막(325)을 형성한다. 다음, 게이트 절연막(325)이 형성된 제1 기판(305) 상에 비정질 실리콘 또는 비정질 실리콘을 결정화한 다결정 실리콘을 형성하여 반도체층(329)을 형성한다.
다음, 반도체층(329)이 형성된 제1 기판(305) 상에 저저항 특성을 갖는 금속물질 예를 들면 알루미늄(Al), 알루미늄 합금, 구리(Cu), 구리 합금, 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo) 및 티타늄(Ti) 중 선택되는 하나의 금속물질을 증착하고 패터닝하여, 소스 전극(332) 및 데이터 전극(333)을 형성한다. 따라서, 게이트 전극(310), 반도체층(329), 소스 전극(332) 및 드레인 전극(333)을 포함하는 박막트랜지스터(TFT)가 형성된다.
다음, 상기 박막트랜지스터(TFT)가 형성된 제1 기판(305) 전면에 무기절연물질 예를 들면 산화실리콘(SiOx) 또는 질화실리콘(SiNx)을 증착하여 패시베이션막(340)을 형성한다. 이어, 제1 기판(305) 전면에 포토아크릴(Photoacryl; PAC)을 코팅하여 제1 절연막(345)을 형성한다.
이어, 도 7b를 참조하면, 제1 절연막(345) 상에 투명한 도전 물질 예를 들어, ITO, IZO 및 ITZO 중 선태된 어느 하나를 증착하고 패터닝하여 공통 전극(351)을 형성한다. 그리고, 공통 전극(351)이 형성된 제1 기판(305) 전면에 포토아크릴을 다시 한번 코팅하여 제2 절연막(347)을 형성한다.
다음, 패시베이션막(340), 제1 절연막(345) 및 제2 절연막(347)을 식각하여 박막트랜지스터(TFT)의 드레인 전극(333)을 노출하는 비어홀(CH)을 형성한다. 그리고, 제1 기판(305)에 투명한 도전 물질 예를 들면 ITO, IZO 및 ITZO 중 선태된 어느 하나를 증착하고 패터닝하여 복수의 개구부를 갖는 화소 전극(350)을 형성한다. 이때, 화소 전극(350)은 비어홀(CH)을 통해 박막트랜지스터(TFT)의 드레인 전극(333)과 접속된다.
다음, 도 7c를 참조하면, 제1 기판(305) 전면에 감광막(400)을 스핑 코팅 등의 방법으로 도포한다. 이어, 전술한 제1 실시예와 동일하게, 감광막(400)이 형성된 제1 기판(305) 상에 투과부(M1), 반투과부(M2) 및 차단부(M3)로 이루어진 하프톤 마스크(mask)를 정렬시킨 후 자외선(UV)을 조사한다. 따라서, 도 7d에 도시된 바와 같이, 차단부(M3)와 대향하는 감광막(400c)은 모두 제거되고, 반투과부(M2)와 대향하는 감광막(400b)은 눌림 스페이서(PCS)와 필링 패턴(FPT)으로 형성되고, 투과부(M1)와 대향하는 감광막(400a)은 콘택 스페이서(CCS)로 형성된다. 특히, 필링 패턴(FPT)은 비어홀(CH)의 깊이로 인해 그만큼 두께가 더 감소되어, 눌림 스페이서(PCS)보다 얇은 두께로 형성된다.
이어, 제1 기판(305) 상에 제1 배향막(355a)을 형성한다. 제1 배향막(355a)은 폴리이미드(polyimide)를 잉크젯법으로 인쇄하여 형성한다. 이때, 비어홀(CH)을 매우고 있는 필링 패턴(FPT)으로 인해 제1 배향막(355a)이 균일하게 형성될 수 있다.
다음, 도 7e를 참조하면, 제2 기판(360) 상에 카본블랙과 같은 물질을 도포하고 패터닝하여 블랙매트릭스(365)를 형성하고, 적색 컬러필터 물질, 녹색 컬러필터 물질 및 청색의 컬러필터물질을 순차적으로 형성하여 컬러필터(370)를 형성한다. 이어, 컬러필터(370) 상에 오버코트층(375)을 형성하고, 오버코트층(375) 상에 제2 배향막(355b)을 형성한다.
이어, 제1 기판(305)과 제2 기판(360) 사이에 액정층(380)을 개재하고 합착함으로써, 본 발명의 제2 실시예에 따른 표시장치(300)를 제조한다.
상기와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 표시장치는 제1 기판 상에 콘택 스페이서 및 눌림 스페이서를 형성함과 동시에 비어홀을 매우는 필링 패턴을 형성함으로써, 배향막의 코팅 시 결함이 발생하는 것을 방지하고 이에 따라 빛샘 현상을 방지할 수 있는 이점이 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명하였지만, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 한다. 아울러, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어진다. 또한, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100 : 표시장치 105 : 제1 기판
110 : 게이트 라인 120 : 공통 배선
130 : 데이터 라인 132 : 소스 전극
133 : 드레인 전극 150 : 화소 전극
151 : 공통 전극
110 : 게이트 라인 120 : 공통 배선
130 : 데이터 라인 132 : 소스 전극
133 : 드레인 전극 150 : 화소 전극
151 : 공통 전극
Claims (14)
- 박막트랜지스터가 형성된 제1 기판;
상기 제1 기판 상에 위치하며, 상기 박막트랜지스터를 덮는 제1 절연막;
상기 제1 절연막 상에 위치하며, 상기 제1 절연막의 비어홀을 통해 상기 박막트랜지스터와 연결된 화소 전극;
상기 제1 절연막 상에 위치하며, 상기 화소 전극과 교번하여 배치되는 공통 전극;
상기 화소 전극과 상기 공통 전극이 형성된 상기 제1 절연막 상에 위치하는 스페이서 및 상기 비어홀을 메우는 필링 패턴;
상기 제1 절연막 상에 위치하는 배향막; 및
상기 제1 기판과 대향하며, 컬러필터가 형성된 제2 기판을 포함하고,
상기 스페이서는,
콘택 스페이서 및 상기 콘택 스페이서 보다 낮은 높이를 갖는 눌림 스페이서를 포함하며,
상기 콘택 스페이서, 상기 눌림 스페이서, 및 상기 필링 패턴은 동일한 물질로 이루어지는 표시장치.
- 제1 항에 있어서,
상기 눌림 스페이서의 상기 제1 절연막으로부터의 높이는,
상기 필링 패턴의 상기 제1 절연막으로부터의 높이 보다 높은, 표시장치.
- 삭제
- 제1 항에 있어서,
상기 제1 절연막은 포토아크릴로 이루어지고, 상기 배향막은 폴리이미드로 이루어진 표시장치.
- 제1 기판 상에 박막트랜지스터를 형성하는 단계;
상기 박막트랜지스터를 덮는 제1 절연막을 형성하는 단계;
상기 제1 절연막 상에 상기 박막트랜지스터를 노출하는 비어홀을 형성하는 단계;
상기 제1 절연막 상에 상기 제1 절연막의 비어홀을 통해 상기 박막트랜지스터와 연결되도록 화소 전극을 형성하고, 상기 화소 전극과 교번하는 공통 전극을 형성하는 단계;
상기 제1 절연막 상에 아크릴 수지를 도포하고 이를 패터닝하여, 콘택 스페이서, 눌림 스페이서 및 상기 비어홀을 메우는 필링 패턴을 동시에 형성하는 단계;
상기 제1 절연막 상에 배향막을 형성하는 단계; 및
상기 제1 기판과 대향하며, 컬러필터가 형성된 제2 기판을 합착하는 단계를 포함하고,
상기 스페이서 및 상기 비어홀을 메우는 필링 패턴을 동시에 형성하는 단계는, 투과부, 반투과부, 및 차단부를 갖는 마스크를 마련하는 단계를 포함하며,
상기 투과부는, 상기 콘택 스페이서 형성 영역에 대응하여 마련되고,
상기 반투과부는, 상기 눌림 스페이서 및 상기 필링 패턴 형성 영역에 각각 대응하여 마련되는 표시장치의 제조방법.
- 제5 항에 있어서,
상기 콘택 스페이서의 상기 제1 절연막으로부터의 높이는,
상기 눌림 스페이서의 제1 절연막으로부터의 높이보다 높게 형성되고,
상기 눌림 스페이서의 제1 절연막으로부터의 높이는,
상기 필링 패턴의 제1 절연막으로부터의 높이 보다 높게 형성되는, 표시장치의 제조방법.
- 제5 항에 있어서,
상기 배향막은 잉크젯법을 이용하여 폴리이미드를 인쇄하여 형성되는 표시장치의 제조방법.
- 박막트랜지스터가 형성된 제1 기판;
상기 제1 기판 상에 위치하며, 상기 박막트랜지스터를 덮는 제1 절연막;
상기 제1 절연막 상에 위치하는 공통 전극;
상기 공통 전극 상에 위치하는 제2 절연막;
상기 제2 절연막 상에 위치하며, 상기 박막트랜지스터를 노출하는 비어홀을 통해 상기 박막트랜지스터와 연결된 화소 전극;
상기 제2 절연막 상에 위치하는 스페이서 및 상기 비어홀을 메우는 필링 패턴;
상기 제2 절연막 상에 위치하는 배향막; 및
상기 제1 기판과 대향하며, 컬러필터가 형성된 제2 기판을 포함하고,
상기 스페이서는,
콘택 스페이서 및 상기 콘택 스페이서 보다 낮은 높이를 갖는 눌림 스페이서를 포함하며,
상기 콘택 스페이서, 상기 눌림 스페이서, 및 상기 필링 패턴은 동일한 물질로 이루어지는 표시장치.
- 제8 항에 있어서,
상기 눌림 스페이서의 상기 제2 절연막으로부터의 높이는,
상기 필링 패턴의 상기 제2 절연막으로부터의 높이 보다 높은, 표시장치.
- 삭제
- 제8 항에 있어서,
상기 배향막은 폴리이미드로 이루어진 표시장치.
- 제1 기판 상에 박막트랜지스터를 형성하는 단계;
상기 박막트랜지스터를 덮는 제1 절연막을 형성하는 단계;
상기 제1 절연막 상에 공통 전극을 형성하는 단계;
상기 공통 전극이 형성된 상기 제1 기판 상에 제2 절연막을 형성하는 단계;
상기 제2 절연막 및 상기 제1 절연막을 식각하여 상기 박막트랜지스터를 노출하는 비어홀을 형성하는 단계;
상기 제2 절연막 상에 비어홀을 통해 상기 박막트랜지스터와 연결되도록 화소 전극을 형성하는 단계;
상기 제2 절연막 상에 아크릴 수지를 도포하고 이를 패터닝하여, 콘택 스페이서, 눌림 스페이서 및 상기 비어홀을 메우는 필링 패턴을 동시에 형성하는 단계;
상기 제2 절연막 상에 배향막을 형성하는 단계; 및
상기 제1 기판과 대향하며, 컬러필터가 형성된 제2 기판을 합착하는 단계를 포함하고,
상기 스페이서 및 상기 비어홀을 메우는 필링 패턴을 동시에 형성하는 단계는, 투과부, 반투과부, 및 차단부를 갖는 마스크를 마련하는 단계를 포함하며,
상기 투과부는, 상기 콘택 스페이서 형성 영역에 대응하여 마련되고,
상기 반투과부는, 상기 눌림 스페이서 및 상기 필링 패턴 형성 영역에 각각 대응하여 마련되는 표시장치의 제조방법.
- 제12 항에 있어서,
상기 콘택 스페이서의 상기 제2 절연막으로부터의 높이는,
상기 눌림 스페이서의 제2 절연막으로부터의 높이보다 높게 형성되고,
상기 눌림 스페이서의 제2 절연막으로부터의 높이는,
상기 필링 패턴의 제2 절연막으로부터의 높이 보다 높게 형성되는, 표시장치의 제조방법.
- 제12 항에 있어서,
상기 제1 및 제2 절연막은 포토아크릴로 형성되고, 상기 배향막은 폴리이미드로 형성되는 표시장치의 제조방법.
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