KR101998231B1

KR101998231B1 - 보더리스형 액정 표시장치 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR101998231B1
Application number: KR1020130001082A
Authority: KR
Inventors: 김정한
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2013-01-04
Filing date: 2013-01-04
Publication date: 2019-07-09
Also published as: KR20140089176A

Abstract

본 발명은 테두리가 인지되지 않는 보더리스(Borderless)형 액정 표시장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명에 의한 보더리스형 액정 표시장치는, 매트릭스 배열 방식으로 화소 영역이 정의된 표시 영역과, 상기 표시 영역 주변에 배치된 비 표시 영역으로 구획된 하부 기판; 상기 화소 영역에 배치된 스위칭 소자 및 상기 화소 영역 내에 형성된 컬러 필터; 상기 컬러 필터 위에 형성되며, 금속층과 금속 산화물 층이 적층된 화소 전극; 그리고 상기 컬러 필터 위에서 상기 화소 전극과 일정 거리 이격하여 평행하게 배치된 공통 전극을 포함한다. 본 발명은, 비 표시 영역과 표시 영역 사이의 블랙 콘트라스트 차이 및 반사도 차이를 최소화하고, 패드 부의 접촉 저항을 낮춘 보더리스 형 액정 표시장치를 제공한다.

Description

보더리스형 액정 표시장치 및 그 제조 방법 {Borderless Liquid Crystal Display And Method For Manufacturing The Same}

본 발명은 테두리가 인지되지 않는 보더리스(Borderless)형 액정 표시장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 테두리부와 표시 영역의 블랙 콘트라스트 차이를 줄이기 위해 금속 산화물 반도체 물질을 포함하는 화소 전극을 구비한 보더리스형 액정 표시장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

액정 표시장치는 전계를 이용하여 액정의 광 투과율을 조절함으로써 화상을 표시한다. 이러한 액정 표시장치는 액정을 구동하는 전계의 방향에 따라 수직 전계형과 수평 전계형으로 대별된다.

수직 전계형 액정 표시장치는 상부 기판 상에 형성된 공통 전극과 하부 기판 상에 형성된 화소 전극이 서로 대향 하도록 배치되어 이들 사이에 형성되는 수직 전계에 의해 TN(Twisted Nematic) 모드의 액정을 구동한다. 이러한 수직 전계형 액정 표시장치는 개구율이 큰 장점을 가지는 반면 시야각이 90도 정도 좁은 단점을 가진다.

수평 전계형 액정 표시장치는 하부 기판에 나란하게 배치된 화소 전극과 공통 전극 간의 수평 전계에 의해 인 플레인 스위칭(In Plane Switching: IPS) 모드로 액정을 구동한다. 이러한 수평 전계형 액정 표시장치는 시야각이 170도 정도로 넓은 장점을 가진다. 반면에 수평 전계형 액정표시장치는 수직 전계형 액정 표시장치보다 개구율이 떨어지는 단점이 있다.

현재 대부분의 액정표시장치는 박막 트랜지스터가 매트릭스 배열을 이루는 박막 트랜지스터 기판과, 컬러 필터가 형성되는 컬러 필터 기판을 합착한 후, 그 사이에 액정 층을 개재하는 구조를 갖는다. 박막 트랜지스터 기판에 형성되는 화소 영역과 컬러 필터 기판에 형성되는 화소 영역이 서로 완전히 중첩되도록 합착하여야 한다. 이 합착 정렬 과정에서 오차 발생을 줄이기 위해 박막 트랜지스터 기판에 컬러 필터층을 형성하기도 한다.

도 1은 종래 기술에 의한 컬러 필터층이 박막 트랜지스터 기판에 형성된 수평 전계형 액정표시장치의 구조를 나타내는 단면도이다. 도 1을 참조하면, 종래 기술에 의한 컬러 필터층이 박막 트랜지스터 기판에 형성된 수평 전계형 액정표시장치는 박막 트랜지스터와 컬러 필터가 하나씩 할당된 화소 영역들이 매트릭스 배열로 형성되는 하부 패널(LP), 상기 화소 영역들 사이에 대응하도록 배치된 블랙 컬럼 스페이서들이 형성된 상부 패널(UP), 그리고, 하부 패널과 상부 패널 사이에 개재되는 액정 층(LC)을 포함한다.

하부 패널(LP)은 투명 유리와 같은 재질로 만든 하부 기판(SL)과 그 위에 형성된 표시소자들을 포함한다. 하부 기판(SL)은, 기판의 중심부를 차지하며 화상 데이터를 표시하는 표시 영역(DA)과 표시 영역(DA)을 둘러싸는 비 표시 영역(NA)으로 구분된다. 표시 영역(DA)에는 화소 영역이 매트릭스 방식으로 정의된다. 각 화소 영역에는 박막 트랜지스터(T), 박막 트랜지스터(T)에 연결된 화소 전극(PXL) 그리고 색상을 구현하기 위한 컬러 필터(CF)가 하나씩 할당된다.

좀 더 구체적으로 설명하면, 하부 기판(SL) 위에서 매트릭스 방식으로 정의된 화소 영역의 일측 모서리에 박막 트랜지스터(T)가 형성된다. 그 위에는 박막 트랜지스터(T)를 보호하기 위한 제1 보호막(PAC)이 도포된다. 제1 보호막(PAC) 위에서 화소 영역 대부분을 차지하는 컬러 필터(CF)가 형성된다. 컬러 필터(CF)는 이웃하는 화소 영역들 각각에 적색 컬러 필터(CFR), 녹색 컬러 필터(CFG) 그리고 청색 컬러 필터(CFB)가 교대로 배치되는 것이 바람직하다.

컬러 필터들(CF) 위에는 제2 보호막(PAS)이 도포된다. 제2 보호막(PAS) 위의 화소 영역 내에는 박막 트랜지스터(T)와 연결되는 화소 전극(PXL)이 형성된다. 수평 전계 방식의 경우, 화소 전극(PXL)은 다수 개의 선분 모양이 일정 간격으로 평행하게 배열된 빗살 구조를 갖는다. 그리고 공통 전극(COM)이 화소 영역 내에서 다수 개의 선분 모양이 일정 간격으로 평행하게 배열된 빗살 구조를 가지면서 화소 전극(PXL)과 교대로 배치된다.

한편, 상부 패널(UP)은 투명 유리와 같은 재질로 만든 상부 기판(SU)을 포함한다. 상부 기판(SU)의 일측 표면 위에는 하부 기판(SL)과 마찬가지로 표시 영역(DA)과 비 표시 영역(NA)으로 구분된다. 비 표시 영역(NA) 전체에는 블랙 컬럼 스페이서(BCS)가 형성된다. 또한, 표시 영역(DA) 내에서도 하부 기판(SL)에서 정의된 화소 영역들 사이의 경계부에 블랙 컬럼 스페이서(BCS)가 형성될 수 있다. 특히, 컬러 필터(CF)들 사이에 배치되도록 형성하는 것이 바람직하다.

하부 패널(LP)의 비 표시 영역(NA)에는 표시 영역(DA)에 형성되는 표시 소자들을 구동하기 위한 구동 소자(GIP)가 형성될 수 있다. 구동 소자(GIP)는 박막 트랜지스터를 포함하는데, 이를 보호하기 위해서 상부 패널(UP)의 비 표시 영역(NA) 전체에 블랙 컬럼 스페이서(BCS)를 형성하는 것이 바람직하다.

이 후, 액정 층(LC)을 사이에 두고, 상부 패널(UP)의 블랙 컬럼 스페이서(BCS)가 형성된 면과 하부 패널(LP)의 표시 소자들이 형성된 면이 서로 대향 하도록 합착하여, 평판 표시장치가 완성된다. 블랙 컬럼 스페이서(BCS)는 상부 기판(SU)과 하부 기판(SL) 사이의 합착 간격을 일정하게 유지하는 스페이서 기능을 수행함과 동시에, 컬러 필터(CF)들 사이에서 블랙 매트릭스 기능을 수행한다.

상기와 같이 컬러 필터(CF)가 박막 트랜지스터(T)와 함께 하부 기판(SL)에 형성되는 경우, 컬러 필터(CF)가 하부 기판(SL)에 정의된 화소 영역 내에서 형성되기 때문에, 컬러 필터(CF)와 화소 영역이 정확하게 일치되는 장점이 있다. 또한, 상부 패널(UP)에는 블랙 컬럼 스페이서(BCS)만 형성하면 되기 때문에, 상부 패널(UP)의 제조 공정이 극소화된다.

하지만, 평판 표시장치를 관람하는 입장에서 보면, 표시 영역(DA)과 비 표시 영역(NA) 사이에서의 블랙 콘트라스트(Black Contrast) 차이로 인해 표시 패널의 가장자리부인 보더(border) 영역이 두드러져 보이는 문제가 발생한다. 좀 더 구체적으로 설명하면, 테두리 부분에 해당하는 비 표시 영역(NA)은 블랙 컬럼 스페이서(BCS)에 의해 외부 빛이 거의 반사되지 않는다. 반면에, 표시 영역(DA)에 컬러 필터(CF)의 상층에 형성되는 화소 전극(PXL)과 공통 전극(COM)이 ITO(Indium Tin Oxide) 혹은 IZO(Indium Zinc Oxide)와 같은 투명 전극물질로 형성할 경우, 전극 자체 영역에서 높은 투과도로 인해 완전한 블랙 계조를 나타내지 못한다. 즉, 표시 영역(DA)과 비 표? 영역(NA) 사이에 블랙 콘트라스트가 일치하지 않아 테두리 부가 안 보이는 (일명, 보더리스: borderless) 표시장치를 구현하는 데 장애가 된다.

본 발명의 목적은 상기 종래 기술에서 발생하는 문제점들을 극복하기 위해 고안된 것으로서, 화소 전극 및 공통 전극을 금속 물질로 형성하여 비 표시 영역과 표시 영역의 블랙 콘트라스트 차이를 극소화하여 보더리스 표시장치 및 그 제조 방법을 제공하는 데 있다. 본 발명의 다른 목적은, 화소 전극 및 공통 전극을 형성하는 금속층 위에 산화층을 형성함으로써 표시 영역과 비 표시 영역의 빛 반사도 차이가 5% 이내인 컬러 필터를 포함하는 박막 트랜지스터 기판을 구비한 평판 표시장치 및 그 제조 방법을 제공하는 데 있다. 본 발명의 또 다른 목적은 화소 전극 및 공통 전극을 형성하는 금속층 위에 금속 반도체 산화층을 형성함으로써 패드부의 접촉 저항을 낮추고, 표시 영역과 비 표시 영역의 빛 반사도 차이가 5% 이내인 평판 표시장치 및 그 제조 방법을 제공하는 데 있다.

상기 본 발명의 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 의한 보더리스형 액정 표시장치는, 매트릭스 배열 방식으로 화소 영역이 정의된 표시 영역과, 상기 표시 영역 주변에 배치된 비 표시 영역으로 구획된 하부 기판; 상기 화소 영역에 배치된 스위칭 소자 및 상기 화소 영역 내에 형성된 컬러 필터; 상기 컬러 필터 위에 형성되며, 금속층과 금속 산화물 층이 적층된 화소 전극; 그리고 상기 컬러 필터 위에서 상기 화소 전극과 일정 거리 이격하여 평행하게 배치된 공통 전극을 포함한다.

상기 비 표시 영역에 형성되는 블랙 컬럼 스페이서를 구비하여, 상기 하부 기판과 대향하여 부착되는 상부 기판; 그리고 상기 하부 기판과 상기 상부 기판 사이에 개재된 액정층을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 스위칭 소자를 덮는 제1 보호막을 더 포함하고, 상기 컬러 필터는 상기 제1 보호막 위에 형성되고, 상기 컬러 필터를 덮는 제2 보호막을 더 포함하고, 상기 화소 전극은 상기 제2 보호막 위에서 상기 스위칭 소자에 연결되도록 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 금속 산화물 층은 상기 금속층을 산화하여 형성된, 금속 산화물 반도체 층인 것을 특징으로 한다.

상기 금속 산화물 반도체 층은 전도성을 향상시키는 불순물을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 금속층은 니켈(Ni), 구리(Cu), 주석(Sn), 아연(Zn) 및 텅스텐(W) 중 선택된 어느 하나를 포함하고, 상기 금속 산화물 반도체 층은 산화 니켈(NiO), 산화 구리(CuO), 산화 주석(SnO), 산화 아연(ZnO) 및 산화 텅스텐(WOx) 중 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 의한 보더리스형 액정 표시장치의 제조 방법은, 하부 기판을, 매트릭스 배열 방식으로 화소 영역이 정의된 표시 영역과 상기 표시 영역 주변에 배치된 비 표시 영역으로 구획하는 단계; 상기 표시 영역에 스위칭 소자를 형성하는 단계; 상기 표시 영역 내에 칼라 필터를 형성하는 단계; 그리고 상기 칼라 필터 위에 금속층과 금속 산화층이 적층된 화소 전극 및 공통 전극을 형성하는 단계를 포함한다.

상부 기판을 상기 표시 영역과 상기 비 표시 영역으로 구획하는 단계; 상기 상부 기판의 상기 비 표시 영역 전체에 블랙 컬럼 스페이서를 형성하는 단계; 그리고 액정 층을 사이에 두고, 상기 상부 기판과 상기 하부 기판을 합착하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 화소 전극 및 상기 공통 전극을 형성하는 단계는, 금속물질을 도포하여 상기 금속층을 형성하는 단계; 상기 금속층을 열 처리하여 금속 산화층을 형성하는 단계; 상기 금속층 및 상기 금속 산화층을 패턴하여 상기 화소 전극 및 상기 공통 전극을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 금속물질은 니켈(Ni), 구리(Cu), 주석(Sn), 아연(Zn) 및 텅스텐(W) 중 선택된 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 열 처리는, 150℃ ~ 230℃의 온도에서 수행하는 것을 특징으로 한다.

상기 금속층을 형성하는 단계 이후, 상기 열 처리 이전에, 불순물 물질을 도핑하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 표시장치는 화소 전극과 공통 전극을 금속물질로 형성함으로써, 비 표시 영역과 표시 영역의 블랙 콘트라스트 차이를 극소화하여 보더리스형 액정 표시장치를 제공할 수 있다. 또한, 본 발명에 의한 표시장치는 금속물질로 형성된 화소 전극과 공통 전극의 표면에 산화층을 형성함으로써, 비 표시 영역과 표시 영역의 반사율 차이를 극소화하여 보더리스 형 액정 표시장치를 제공할 수 있다. 더욱이, 본 발명에 의한 표시장치는 금속물질로 형성된 화소 전극과 공통 전극의 표면에 금속 산화물 반도체 층을 형성함으로써, 비 표시 영역과 표시 영역의 반사율 차이를 극소화하며, 전극 패드 부에서의 접촉 저항 문제를 해소한 보더리스형 액정 표시장치를 제공할 수 있다.

도 1은 종래 기술에 의한 컬러 필터층이 박막 트랜지스터 기판에 형성된 수평 전계형 액정표시장치의 구조를 나타내는 단면도.
도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 의한 컬러 필터층이 박막 트랜지스터 기판에 형성된 보더리스 구조의 수평 전계형 액정표시장치의 구조를 나타내는 단면도.
도 3은 본 발명의 제2 실시 예에 의한 컬러 필터층이 박막 트랜지스터 기판에 형성된 보더리스 구조의 수평 전계형 액정표시장치의 구조를 나타내는 단면도.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예들을 상세히 설명한다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조 번호들은 실질적으로 동일한 구성 요소들을 의미한다. 이하의 설명에서, 본 발명과 관련된 공지 기술 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명을 생략한다.

이하, 도 2를 참조하여, 본 발명의 제1 실시 예를 설명한다. 도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 의한 컬러 필터층이 박막 트랜지스터 기판에 형성된 보더리스 구조의 수평 전계형 액정표시장치의 구조를 나타내는 단면도이다.

도 2를 참조하면, 종래 기술에 의한 컬러 필터층이 박막 트랜지스터 기판에 형성된 수평 전계형 액정표시장치는 박막 트랜지스터와 컬러 필터가 하나씩 할당된 화소 영역들이 매트릭스 배열로 형성되는 하부 패널(LP), 상기 화소 영역들 사이에 대응하도록 배치된 블랙 컬럼 스페이서들이 형성된 상부 패널(UP), 그리고, 하부 패널과 상부 패널 사이에 개재되는 액정 층(LC)을 포함한다.

컬러 필터들(CF) 위에는 제2 보호막(PAS)이 도포된다. 제2 보호막(PAS) 위의 화소 영역 내에는 박막 트랜지스터(T)와 연결되는 화소 전극(PXL)이 형성된다. 수평 전계 방식의 경우, 화소 전극(PXL)은 다수 개의 선분 모양이 일정 간격으로 평행하게 배열된 빗살 구조를 갖는다. 그리고 공통 전극(COM)이 화소 영역 내에서 다수 개의 선분 모양이 일정 간격으로 평행하게 배열된 빗살 구조를 가지면서 화소 전극(PXL)과 교대로 배치된다. 특히, 화소 전극(PXL)과 공통 전극(COM)을 몰리브덴(Mo), 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 구리(Cu) 혹은 몰리브덴-티타늄(MoTi)과 같은 금속물질을 포함하는 것이 바람직하다.

종전에는 ITO나 IZO와 같은 투명 도전 물질을 사용하여, 투명도를 높이는 데 주력하였다. 하지만, 수평 전계 방식에서는 투명 도전 금속층 상층부에는 수평 전계가 약하게 형성되거나 거의 형성되지 않아 효율적인 개구 영역으로 활용하고 있지 못하다. 더구나, 노멀(Normal) 상태에서 빛 샘이 발생하여, 완전한 블랙 계조를 구현하지 못하는 문제가 발생한다.

하지만, 본 발명의 제1 실시 예에서는 금속물질로, 화소 전극(PXL) 및 공통 전극(COM)을 형성함으로써, 투과율은 종래보다 낮지만, 빛 샘을 방지하여, 노멀 상태에서 완전 블랙 계조를 구현할 수 있다. 따라서, 표시 영역(DA)과 비 표시 영역(NA) 사이에서의 블랙 콘트라스트 차이를 극소화하여 보더리스형 액정 표시장치를 구현할 수 있다.

하지만, 화소 전극(PXL) 및 공통 전극(COM)을 금속물질로만 형성할 경우, 외부에서 유입된 빛이 반사될 때, 표시 영역(DA)과 비 표시 영역(NA) 사이에서의 반사율의 차이로 인해 표시 패널의 비 표시 영역인 보더(border) 영역이 두드러져 보일 수 있다. 좀 더 구체적으로 설명하면, 표시 영역(DA)에는 컬러 필터(CF)의 상층에 형성되는 화소 전극(PXL)과 공통 전극(COM)에 의해 외부 빛이 반사되는 반면, 비 표시 영역(NA)에는 블랙 컬럼 스페이서(BCS)에 의해 외부 빛이 거의 반사되지 않는다. 특히, 화소 전극(PXL) 및 공통 전극(COM)을 니켈(Ni) 혹은 구리(Cu)와 같은 금속을 사용하는 경우, 표시 영역(DA)의 반사율은 15% 이상이지만, 비 표시 영역(NA)에서는 빛 반사율이 0%에 가까울 정도로 차이가 크다.

따라서, 본 발명의 제1 실시 예에서는, 화소 전극(PXL)과 공통 전극(COM)을 금속층(ME)과 산화층(OX)이 적층된 구조로 형성한다. 즉, 몰리브덴(Mo), 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 구리(Cu) 혹은 몰리브덴-티타늄(MoTi)과 같은 금속물질을 도포하여 금속층(ME)을 형성한다. 그 후, 150℃ ~ 230℃의 저온 열 처리 과정을 통해 표면을 산화시켜 산화층(OX)을 형성한다. 그 후에, 금속층(ME)과 산화층(OX)을 패턴하여, 화소 전극(PXL)과 공통 전극(COM)을 형성한다.

또 다른 방법으로는, 금속층(ME)을 형성하고, 패턴하여 화소 전극(PXL)과 공통 전극(COM)을 형성한다. 그 후, 열 처리를 하여, 산화층(OX)을 나중에 형성할 수도 있다.

산화층(OX)이 형성되는 과정에서 표면의 거칠기(roughness)가 증가하여, 외부에서 유입되는 빛이 화소 전극(PXL)과 공통 전극(COM)에 의해 반사될 때, 난반사로 인해 반사도가 저감된다. 따라서, 비 표시 영역(NA)과 표시 영역(DA) 사이에서의 빛 반사도 차이가 5% 정도로 줄어들어 보더리스 형 액정 표시장치를 제공할 수 있다.

본 발명의 제1 실시 예에 의해, 화소 전극(PXL)과 공통 전극(COM)을 금속층(ME) 위에 산화층(OX)이 적층된 구조를 갖도록 형성하였다. 그럼으로써, 비 표시 영역과 표시 영역 사이의 빛 반사도 차이를 5% 정도로 최소화할 수 있다. 화소 전극(PXL)과 공통 전극(COM)을 형성할 때, 게이트 패드, 데이터 패드, 공통 패드와 같이 외부에서 전기적 신호를 인가받는 패드 부를 동시에 형성한다. 즉, 패드 부 역시 금속층(ME) 위에 산화층(OX)이 적층된 구조를 갖는다. 이때, 패드 부에서는 외부 단자와 연결될 때, 접촉 저항이 높아져서 신호 전달에 문제가 발생할 수 있다. 이하, 제2 실시 예에서는 제1 실시 예에서 발생할 수 있는, 패드 부의 접촉 저항 문제를 방지할 수 있는 보더리스 형 액정 표시장치를 제공한다.

도 3은 본 발명의 제2 실시 예에 의한 컬러 필터층이 박막 트랜지스터 기판에 형성된 보더리스 구조의 수평 전계형 액정표시장치의 구조를 나타내는 단면도이다. 제2 실시 예에 의한 보더리스 형 액정 표시장치는 기본적으로 제2 실시 예의 것과 동일하다. 따라서, 중복되는 설명은 생략한다.

제2 실시 예에서는 화소 전극(PXL)과 공통 전극(COM)을 금속층(ME)과 금속 산화물 반도체 층(OS)이 적층된 구조로 형성한다. 즉, 니켈(Ni), 구리(Cu), 주석(Sn), 아연(Zn) 혹은 텅스텐(W)과 같은 금속물질을 도포하여 금속층(ME)을 형성한다. 그 후, 150℃ ~ 230℃의 저온 열 처리 과정을 통해 표면을 산화시켜 금속 산화물 반도체 층(OS)을 형성한다. 그리고 나서, 금속층(ME)과 산화물 반도체 층(OS)을 패턴하여, 화소 전극(PXL)과 공통 전극(COM)을 형성한다.

산화물 반도체 층(OS)이 형성되는 과정에서 표면의 거칠기(roughness)가 증가하여, 외부에서 유입되는 빛이 화소 전극(PXL)과 공통 전극(COM)에 의해 반사될 때, 난반사로 인해 반사도가 저감된다. 따라서, 비 표시 영역(NA)과 표시 영역(DA) 사이에서의 빛 반사도 차이가 5% 정도로 줄어들어 보더리스 형 액정 표시장치를 제공할 수 있다. 더구나, 제1 실시 예에 의한 금속 산화층(OX)은 저항이 높지만, 제2 실시 예에 의한 금속 산화물 반도체 층(OS)은 저항이 낮다. 따라서, 패드 부에서도 접촉 저항이 높아지는 문제가 발생하지 않는다.

특히, 패드 부에서의 접촉 저항을 더욱 낮게 유지하도록 하기 위해서는, 금속층(ME)의 표면에 불순물을 도핑(dopping)할 수 있다. 이 경우를 좀 더 구체적으로 설명한다. 예를 들어, 니켈(Ni)을 도포하여 금속층(ME)을 형성한다. 산화 니켈(NiO)의 경우 p-type 반도체 특성이 있으므로, 산화 니켈의 정공 생성을 증가할 수 있는 도펀트(dopant)를 주입한다. 그 후, 150℃ ~ 230℃의 저온 열 처리 과정을 통해 표면을 산화시켜 금속 산화물 반도체 층(OS)을 형성한다. 그리고 나서, 금속층(ME)과 산화물 반도체 층(OS)을 패턴하여, 화소 전극(PXL)과 공통 전극(COM)을 형성한다.

또 다른 방법으로는, 니켈(Ni), 구리(Cu), 주석(Sn), 아연(Zn) 혹은 텅스텐(W)과 같은 금속물질을 도포하여 금속층(ME)을 형성하고, 도펀트를 도핑한 후, 패턴하여 화소 전극(PXL)과 공통 전극(COM)을 형성한다. 그리고 나서, 150℃ ~ 230℃의 저온 열 처리 과정을 통해 표면을 산화시켜 금속 산화물 반도체 층(OS)을 형성할 수도 있다.

본 발명의 제2 실시 예에 의한 보더리스형 액정 표시장치에서는 화소 전극(PXL)과 공통 전극(COM)에 금속 물질을 적용함으로써, 비 표시 영역과 표시 영역 사이의 블랙 콘트라스트 차이를 5% 이하로 줄여, 보더리스 형 액정 표시장치를 구현할 수 있다. 또한, 금속 물질 위에 금속 산화물 반도체 층을 형성함으로써, 비 표시 영역과 표시 영역 사이에서의 반사도 차이를 5% 이내로 줄여 보더리스 형 액정 표시장치를 구현할 수 있다. 더구나, 금속 물질 위에 금속 산화물 반도체 층을 형성함으로써, 패드 부에서의 접촉 저항을 금속 접촉 수준으로 낮출 수 있다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 일탈하지 아니하는 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구 범위에 의해 정해져야만 할 것이다.

UP: 상부 패널 LP: 하부 패널
SU: 상부 기판 SL: 하부 기판
NA: 비 표시 영역 DA: 표시 영역
GIP: 구동 소자 T: 박막 트랜지스터
G: 게이트 전극 A: 반도체 채널 층
S: 소스 전극 D: 드레인 전극
GI: 게이트 절연막 PAC: 제1 보호막
PAS: 제2 보호막 PXL: 화소 전극
COM: 공통 전극 CF: 컬러 필터
CFR: 적색 컬러 필터 CFB: 청색 컬러 필터
CFG: 녹색 컬러 필터 BCS: 블랙 컬럼 스페이서
LC: 액정 층 ME: 금속층
OX: 산화층 OS: 금속 산화물 반도체 층

Claims

매트릭스 배열 방식으로 화소 영역이 정의된 표시 영역과, 상기 표시 영역 주변에 배치된 비 표시 영역으로 구획된 하부 기판;
상기 화소 영역에 배치된 스위칭 소자 및 상기 화소 영역 내에 형성된 컬러 필터;
상기 컬러 필터 위에 형성되며, 금속층과 금속 산화물 층이 순차적으로 적층된 화소 전극; 그리고
상기 컬러 필터 위에서 상기 화소 전극과 일정 거리 이격하여 평행하게 배치되며, 상기 금속층과 상기 금속 산화물 층이 순차적으로 적층된 공통 전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치.
제 1 항에 있어서,
상기 비 표시 영역에 형성되는 블랙 컬럼 스페이서를 구비하여, 상기 하부 기판과 대향하여 부착되는 상부 기판; 그리고
상기 하부 기판과 상기 상부 기판 사이에 개재된 액정층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치.
제 1 항에 있어서,
상기 스위칭 소자를 덮는 제1 보호막을 더 포함하고,
상기 컬러 필터는 상기 제1 보호막 위에 형성되고,
상기 컬러 필터를 덮는 제2 보호막을 더 포함하고,
상기 화소 전극은 상기 제2 보호막 위에서 상기 스위칭 소자에 연결되도록 형성된 것을 특징으로 하는 액정 표시장치.
제 1 항에 있어서,
상기 금속 산화물 층은 상기 금속층을 산화하여 형성된, 금속 산화물 반도체 층인 것을 특징으로 하는 액정 표시장치.
제 4 항에 있어서,
상기 금속 산화물 반도체 층은 전도성을 향상시키는 불순물을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치.
제 4 항에 있어서,
상기 금속층은 니켈(Ni), 구리(Cu), 주석(Sn), 아연(Zn) 및 텅스텐(W) 중 선택된 어느 하나를 포함하고,
상기 금속 산화물 반도체 층은 산화 니켈(NiO), 산화 구리(CuO), 산화 주석(SnO), 산화 아연(ZnO) 및 산화 텅스텐(WOx) 중 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치.
하부 기판을, 매트릭스 배열 방식으로 화소 영역이 정의된 표시 영역과 상기 표시 영역 주변에 배치된 비 표시 영역으로 구획하는 단계;
상기 표시 영역에 스위칭 소자를 형성하는 단계;
상기 표시 영역 내에 칼라 필터를 형성하는 단계; 그리고
상기 칼라 필터 위에 금속층과 금속 산화층이 순차적으로 적층된 화소 전극 및 공통 전극을 서로 일정 거리 이격하여 평행하게 배치되도록 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치 제조 방법.
제 7 항에 있어서,
상부 기판을 상기 표시 영역과 상기 비 표시 영역으로 구획하는 단계;
상기 상부 기판의 상기 비 표시 영역 전체에 블랙 컬럼 스페이서를 형성하는 단계; 그리고
액정 층을 사이에 두고, 상기 상부 기판과 상기 하부 기판을 합착하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치 제조 방법.
제 7 항에 있어서,
상기 화소 전극 및 상기 공통 전극을 형성하는 단계는,
금속물질을 도포하여 상기 금속층을 형성하는 단계;
상기 금속층을 열 처리하여 금속 산화층을 형성하는 단계;
상기 금속층 및 상기 금속 산화층을 패턴하여 상기 화소 전극 및 상기 공통 전극을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치 제조 방법.
제 9 항에 있어서,
상기 금속물질은 니켈(Ni), 구리(Cu), 주석(Sn), 아연(Zn) 및 텅스텐(W) 중 선택된 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치 제조 방법.
제 9 항에 있어서,
상기 열 처리는,
150℃ ~ 230℃의 온도에서 수행하는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치 제조 방법.
제 9 항에 있어서,
상기 금속층을 형성하는 단계 이후, 상기 열 처리 이전에,
불순물 물질을 도핑하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치 제조 방법.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
외부로부터의 전기적 신호를 인가받아 상기 스위칭 소자에 공급하며, 상기 금속층과 상기 금속 산화물 층이 적층된 패드 부를 더 포함하는 액정 표시장치.
제 7 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 화소 전극 및 상기 공통 전극을 형성하는 단계에서, 상기 금속층과 상기 금속 산화층이 적층된 패드 부를 더 형성하는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치 제조방법.