KR102549444B1 - 표시 장치 및 이의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

제1 방향으로 연장된 제1 차광 영역, 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 연장된 제2 차광 영역, 및 상기 제1 차광 영역과 상기 제2 차광 영역에 의해 정의된 투광 영역을 포함하는 베이스 기판, 상기 베이스 기판 상의 상기 제1 차광 영역에 배치된 게이트 라인, 상기 베이스 기판 상의 상기 제2 차광 영역에 배치된 데이터 라인, 상기 게이트 라인 및 상기 데이터 라인과 연결된 박막 트랜지스터, 상기 박막 트랜지스터 상에 배치된 보호층, 상기 보호층 상에 배치되며, 상기 제1 차광 영역 및 상기 제2 차광 영역 중 적어도 하나에 배치된 블랙 매트릭스, 및 상기 보호층 및 상기 블랙 매트릭스에 형성된 컨택홀을 통하여 상기 박막 트랜지스터와 연결된 화소 전극을 포함하는 표시 장치를 제공한다.

Description

표시 장치 및 이의 제조 방법{DISPLAY DEVICE AND MANUFACTURING METHOD THE SAME}
본 발명은 표시 장치 및 이의 제조 방법에 관한 것으로 보다 상세하게는 제조 공정을 간소화할 수 있는 표시 장치 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
표시 장치는 발광 방식에 따라 액정 표시 장치(liquid crystal display, LCD), 유기 발광 표시 장치(organic light emitting diode display, OLED display), 플라즈마 표시 장치(plasma display panel, PDP) 및 전기 영동 표시 장치(electrophoretic display) 등으로 분류된다.
액정 표시 장치는 전극이 형성되어 있는 표시 기판, 대향 기판, 및 표시 기판과 대향 기판 사이에 배치된 액정층을 포함한다. 최근 표시 기판에 컬러 필터를 배치하여 투과율을 높인 COA(Color-filter On Array) 구조를 채용하고 있다.
또한, 컬러 필터가 배치된 표시 기판과 차광 부재가 배치된 대향 기판의 결합 공정에서 얼라인 미스가 발생되는 것을 방지하기 위하여 표시 기판에 컬러 필터와 차광 부재를 배치한 BOA(Black matrix On Array) 구조를 채용하고 있다.
본 발명은 제조 공정을 간소화할 수 있는 표시 장치 및 그 제조 방법을 제공하고자 한다.
제1 방향으로 연장된 제1 차광 영역, 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 연장된 제2 차광 영역, 및 상기 제1 차광 영역과 상기 제2 차광 영역에 의해 정의된 투광 영역을 포함하는 베이스 기판, 상기 베이스 기판 상의 상기 제1 차광 영역에 배치된 게이트 라인, 상기 베이스 기판 상의 상기 제2 차광 영역에 배치된 데이터 라인, 상기 게이트 라인 및 상기 데이터 라인과 연결된 박막 트랜지스터, 상기 박막 트랜지스터 상에 배치된 보호층, 상기 보호층 상에 배치되며, 상기 제1 차광 영역 및 상기 제2 차광 영역 중 적어도 하나에 배치된 블랙 매트릭스, 및 상기 보호층 및 상기 블랙 매트릭스에 형성된 컨택홀을 통하여 상기 박막 트랜지스터와 연결된 화소 전극을 포함하는 표시 장치를 제공한다.
상기 표시 장치는 상기 베이스 기판 상의 상기 박막 트랜지스터 및 상기 화소 전극의 접촉 영역에 배치된 광차단 패턴을 포함할 수 있다.
상기 광차단 패턴은 상기 블랙 매트릭스와 적어도 일부가 중첩될 수 있다.
상기 광차단 패턴은 상기 게이트 라인과 동일한 층에 배치될 수 있다.
상기 광차단 패턴은 아일랜드 형태를 가질 수 있다.
상기 광차단 패턴은 원형 또는 다각 형태를 가질 수 있다.
상기 보호층은 상기 투광 영역에 배치된 제1 보호층, 및 상기 제1 차광 영역 및 상기 제2 차광 영역에 배치된 제2 보호층을 포함할 수 있다.
상기 제1 보호층은 상기 제2 보호층 보다 낮은 높이를 가질 수 있다.
상기 표시 장치는 상기 블랙 매트릭스로부터 돌출된 컬럼 스페이서를 더 포함할 수 있다.
제1 방향으로 연장된 제1 차광 영역, 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 연장된 제2 차광 영역, 및 상기 제1 차광 영역과 상기 제2 차광 영역에 의해 정의된 투광 영역을 포함하는 베이스 기판을 준비하는 단계, 상기 베이스 기판 상의 상기 제1 차광 영역에 게이트 라인을 형성하는 단계, 상기 베이스 기판 상의 상기 제2 차광 영역에 데이터 라인을 형성하는 단계, 상기 게이트 라인 및 상기 데이터 라인과 연결된 박막 트랜지스터를 형성하는 단계, 상기 박막 트랜지스터 상에 보호층 및 블랙 매트릭스를 형성하는 단계, 및 상기 보호층 및 상기 블랙 매트릭스에 형성된 컨택홀을 통하여 상기 박막 트랜지스터와 연결된 화소 전극을 형성하는 단계를 포함하는 표시 장치 제조 방법을 제공한다.
상기 보호층 및 상기 블랙 매트릭스를 형성하는 단계는, 보호층 형성용 물질 및 블랙 매트릭스 형성용 물질을 순차적으로 도포하는 단계, 및 상기 블랙 매트릭스 형성용 물질 상에 투광부, 반투광부, 및 차광부를 포함하는 마스크를 배치하고, 광을 조사하는 노광 단계를 포함할 수 있다.
상기 표시 장치 제조 방법은 상기 베이스 기판의 전면을 일괄 식각하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 보호층은 상기 투광 영역에 배치된 제1 보호층, 및 상기 제1 차광 영역 및 상기 제2 차광 영역에 배치된 제2 보호층을 포함하며, 상기 제1 보호층은 상기 제2 보호층보다 낮은 높이를 갖도록 형성할 수 있다.
상기 표시 장치 제조 방법은 상기 베이스 기판 상의 상기 박막 트랜지스터 및 상기 화소 전극의 접촉 영역에 광차단 패턴을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 광차단 패턴은 상기 게이트 라인과 동일한 공정으로 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 표시 장치는 블랙 매트릭스를 형성한 후, 화소 전극을 형성함으로써, 화소 전극 상에 잔존하는 블랙 매트릭스를 제거하는 공정을 생략할 수 있다.
본 발명에 따른 표시 장치는 보호층과 블랙 매트릭스를 하나의 공정으로 형성함으로써, 제조 공정을 간소화할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 표시 장치의 개략적인 평면도이다.
도 2는 도 1의 Ⅰ-Ⅰ'을 따라 절단한 단면도이다.
도 3a은 도 1에 도시된 화소의 게이트 배선을 나타낸 평면도이다.
도 3b는 도 1에 도시된 화소의 데이터 배선을 나타낸 평면도이다.
도 3c는 도 1에 도시된 화소의 화소 전극을 나타낸 평면도이다.
도 4a 내지 도 4f는 본 발명의 일실시예에 따른 표시 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명은 다양한 변경이 가능하고, 여러 가지 형태로 실시될 수 있는 바, 특정의 실시예만을 도면에 예시하고 본문은 이를 주로 설명한다. 그렇다고 하여 본 발명의 범위가 상기 특정한 실시예로 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 또는 대체물은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.
도면에서, 각 구성요소와 그 형상 등이 간략하게 그려지거나 또는 과장되어 그려지기도 하며, 실제 제품에 있는 구성요소가 표현되지 않고 생략되기도 한다. 따라서, 도면은 발명의 이해를 돕기 위한 것으로 해석되어야 한다. 또한, 동일한 기능을 하는 구성요소는 동일한 부호로 표시된다.
어떤 층이나 구성요소가 다른 층이나 구성요소의 '상'에 있다 라고 기재되는 것은 어떤 층이나 구성요소가 다른 층이나 구성요소와 직접 접촉하여 배치된 경우뿐만 아니라, 그 사이에 제3의 층이 개재되어 배치된 경우까지 모두 포함하는 의미이다.
본 명세서에서 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 구성요소를 두고 전기적으로 연결되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 포함한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 명세서에서 제1, 제2, 제3 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이러한 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되는 것은 아니다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소들로부터 구별하는 목적으로 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 벗어나지 않고, 제1 구성 요소가 제2 또는 제3 구성 요소 등으로 명명될 수 있으며, 유사하게 제2 또는 제3 구성 요소도 교호적으로 명명될 수 있다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해 설명과 관계없는 부분은 도면에서 생략되었으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호가 붙여진다.
본 발명의 일실시예에 따른 표시 장치는 액정 표시 장치인 것을 전제로 설명하지만 본 발명의 권리 범위는 유기 발광 표시 장치에도 적용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 표시 장치의 개략적인 평면도이고, 도 2는 도 1의 Ⅰ-Ⅰ'을 따라 절단한 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 표시 장치(10)는 복수의 화소(PX)를 포함한다. 이하에서 설명의 편의상 하나의 화소(PX)를 중심으로 설명한다.
화소(PX)의 평면상 영역은 제1 방향(D1)으로 연장된 제1 차광 영역(BA1), 제1 방향과 교차하는 제2 방향(D2)으로 연장된 제2 차광 영역(BA2), 및 제1 차광 영역(BA1)과 제2 차광 영역(BA2)에 의해 정의된 투광 영역(TA)을 포함한다.
제1 차광 영역(BA1) 및 제2 차광 영역(BA2)은 광원으로부터 제공된 광이 차단되는 영역이고, 투광 영역(TA)은 광원으로부터 제공된 광이 선택적으로 투과되는 영역이다.
게이트 라인(GL)은 제1 차광 영역(BA1)에 배치될 수 있으며, 데이터 라인(DL)을 비롯한 박막 트랜지스터(T) 등은 제2 차광 영역(BA2)에 배치될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 게이트 라인(GL), 데이터 라인(DL), 및 박막 트랜지스터(T) 등은 제1 차광 영역(BA1) 및 제2 차광 영역(BA2)에 적절히 배치될 수 있다.
박막 트랜지스터(T)는 게이트 라인(GL)으로부터 분기된 게이트 전극(GE), 게이트 전극(GE)과 중첩되게 배치된 반도체층(SM), 데이터 라인(DL)으로부터 분기되며 반도체층(SM)과 중첩되게 배치된 소스 전극(SE), 및 소스 전극(SE)과 이격되어 반도체층(SM)과 중첩되게 배치된 드레인 전극(DE)을 포함한다.
드레인 전극(DE)은 화소 전극(PE)과 연결된다. 구체적으로, 드레인 전극(DE)은 화소 전극(PE) 쪽으로 연장되어 컨택홀(CTH)을 통해 화소 전극(PE)으로부터 분기된 연결 전극(CNE)과 전기적으로 연결된다.
드레인 전극(DE)과 연결 전극(CNE)의 접촉 영역 하부에 광차단 패턴(BE)이 배치될 수 있다. 광차단 패턴(BE)은 평면상에서 원형 또는 다각 형태를 가질 수 있다. 또한, 광차단 패턴(BE)은 아일랜드 형태를 갖거나, 스토리지 배선(미도시)으로부터 연장된 형태를 가질 수도 있다. 광차단 패턴(BE)은 게이트 라인(GL)과 동일한 층에 배치될 수 있으며, 게이트 라인(GL)과 동일한 공정으로 형성될 수 있다.
또한, 광차단 패턴(BE)은 후술할 블랙 매트릭스(BM)와 적어도 일부가 중첩되게 배치될 수 있다. 즉, 광차단 패턴(BE)은 블랙 매트릭스(BM)가 제거된 영역에서 발생하는 빛샘을 방지할 수 있다.
화소 전극(PE)은 십자 형상의 줄기부, 줄기부로부터 연장된 복수의 가지부들을 포함하며, 가지부에서 분기되어 연장된 연결 전극(CNE)을 포함한다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 화소 전극(PE)은 다양한 형태를 가질 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 화소 전극(PE)은 제1 방향(D1)으로의 길이가 제2 방향(D2)으로의 길이보다 긴 것으로 도시되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 화소 전극(PE)은 제2 방향(D2)으로의 길이가 제1 방향(D1)으로의 길이보다 길수도 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 액정 표시 장치(10)는 표시 기판(100), 대향 기판(200), 및 표시 기판(100)과 대향 기판(200) 사이에 개재된 액정층(300)을 포함한다.
베이스 기판(110)은 플라스틱 기판과 같이 광 투과 특성 및 플렉시블 특성을 갖는 절연 기판일 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 베이스 기판(110)은 유리 기판과 같은 하드 기판으로 만들어질 수도 있다.
베이스 기판(110) 상에 게이트 라인(GL), 게이트 라인(GL)으로부터 분기된 게이트 전극(GE), 광차단 패턴(BE) 등과 같은 게이트 배선이 배치된다.
게이트 배선은 알루미늄(Al)과 알루미늄 합금 등 알루미늄 계열의 금속, 은(Ag)과 은 합금 등 은 계열의 금속, 구리(Cu)와 구리 합금 등 구리 계열의 금속, 몰리브덴(Mo)과 몰리브덴 합금 등 몰리브덴 계열의 금속, 크롬(Cr), 티타늄(Ti), 탄탈륨(Ta) 등으로 이루어질 수 있다.
또한, 게이트 배선은 물리적 성질이 다른 두 개 이상의 도전막(미도시)을 포함하는 다중막 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 다중막 구조 중 한 도전막은 신호 지연이나 전압 강하를 줄일 수 있도록 낮은 비저항(low resistivity)의 금속, 예를 들면 알루미늄 계열 금속, 은 계열 금속, 구리 계열 금속 등으로 이루어질 수 있으며, 다른 한 도전막은, ITO(indium tin oxide) 및 IZO(indium zinc oxide)와의 접촉 특성이 우수한 물질, 이를테면 몰리브덴 계열 금속, 크롬, 티타늄, 탄탈륨 등으로 이루어질 수 있다.
이러한 조합의 좋은 예로는 크롬 하부막과 알루미늄 상부막, 알루미늄 하부막과 몰리브덴 상부막 및 티타늄 하부막과 구리 상부막 등을 들 수 있다. 다만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 게이트 배선은 다양한 여러 가지 금속과 도전체로 만들어질 수 있다. 게이트 배선은 동일한 공정으로 동시에 만들어질 수 있다.
게이트 배선이 배치된 베이스 기판(110) 상에 제1 절연막(120)이 배치된다. 제1 절연막(120)은 게이트 절연막이라고도 한다. 제1 절연막(120)은 실리콘 산화물(SiOx) 또는 실리콘 질화물(SiNx)을 포함할 수 있다. 또한, 제1 절연막(120)은 산화 알루미늄, 산화 티타늄, 산화 탄탈륨 또는 산화 지르코늄을 더 포함할 수 있다.
제1 절연막(120)상에 반도체층(SM)이 배치된다. 반도체층(SM)은 비정질 실리콘(amorphous Silicon)으로 이루어지거나, 또는, 갈륨(Ga), 인듐(In), 주석(Sn), 아연(Zn) 중 적어도 하나 이상의 원소를 포함하는 산화물 반도체(oxide semiconductor)로 이루어 질 수 있다. 예를 들면, 산화물 반도체는 산화 아연(ZnO), 아연-주석 산화물(ZTO), 아연-인듐 산화물(ZIO), 인듐 산화물(InO), 티타늄 산화물(TiO), 인듐-갈륨-아연 산화물(IGZO), 인듐-아연-주석 산화물(IZTO)로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다. 도면에 도시되지 않았으나, 반도체층(SM)상에 오믹 콘택층이 배치될 수 있다.
본 발명의 일실시예에서, 반도체층(SM)은 게이트 전극(GE)과 실질적으로 중첩되는 것으로 도시되어 있으나 이에 한정되는 것은 아니며, 반도체층(SM)은 후술할 데이터 배선과 실질적으로 중첩되게 배치될 수 있다.
반도체층(SM)이 배치된 베이스 기판(110) 상에 데이터 라인(DL), 소스 전극(SE), 드레인 전극(DE) 등과 같은 데이터 배선이 배치된다. 데이터 배선은 전술된 게이트 배선과 동일한 재료로 형성될 수 있다. 데이터 배선은 동일한 공정으로 동시에 만들어질 수 있다.
데이터 배선이 배치된 베이스 기판(110) 상에 제2 절연막(130)이 배치된다. 제2 절연막(130)은 층간 절연막이라고도 한다. 제2 절연막(130)은 예를 들어, 실리콘 산화물, 실리콘 질화물, 감광성(photosensitivity)의 유기물 또는 a-Si:C:O, a-Si:O:F 등의 저유전율 절연 물질 등을 포함하는 단일막 또는 다중막 구조를 가질 수 있다.
제2 절연막(130) 상에 컬러 필터(CF)가 배치될 수 있다. 컬러 필터(CF)는 적색, 녹색, 청색, 원청색(cyan), 원적색(magenta), 원황색(yellow), 및 백색(white) 중 어느 하나일 수 있다. 적색, 녹색, 및 청색, 또는 원청색(cyan), 원적색(magenta), 및 원황색(yellow)과 같은 3개의 기본색이 색을 형성하기 위한 기본 화소군으로 구성될 수 있다.
컬러 필터(CF)가 배치된 베이스 기판(110) 상에 보호층(140)이 배치될 수 있다. 보호층(140)은 실리콘 산화물, 실리콘 질화물, 감광성(photosensitivity)의 유기물 또는 실리콘계 저유전율 절연 물질 등을 포함하는 단일막 또는 다중막 구조를 가질 수 있다. 보호층(140)은 1.0㎛ 내지 2.5㎛의 두께를 가질 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 보호층(140)은 투광 영역(TA)에 배치된 제1 보호층(141), 및 제1 차광 영역(BA1)과 제2 차광 영역(BA2)에 배치된 제2 보호층(142)를 포함할 수 있으며, 제1 보호층(141)은 제2 보호층(142)보다 낮은 높이를 가질 수 있다. 예를 들어, 제1 보호층(141) 및 제2 보호층(142)은 단차(h)를 가질 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 제1 보호층(141) 및 제2 보호층(142)은 동일한 높이를 가질 수도 있다.
보호층(140) 상의 제1 차광 영역(BA1) 및 제2 차광 영역(BA2)에 블랙 매트릭스(BM)가 배치될 수 있다. 본 발명의 일실시예에 따른 블랙 매트릭스(BM)는 제1 차광 영역(BA1) 및 제2 차광 영역(BA2) 모두에 배치되는 것을 전제로 설명하지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 블랙 매트릭스(BM)는 제1 차광 영역(BA1) 및 제2 차광 영역(BA2) 중 어느 하나에만 배치될 수도 있다. 예를 들어, 블랙 매트릭스(BM)는 제2 차광 영역(BA2)에만 배치되고, 제1 차광 영역(BA1)은 다른 구성 요소에 의해 광원으로부터의 광이 차단될 수 있다.
블랙 매트릭스(BM)은 후술할 화소 전극(PE)의 가장자리와 일부 중첩되거나, 중첩되지 않을 수 있다. 블랙 매트릭스(BM)는 광원으로부터 공급되는 광이 외부로 통과되는 것을 방지하며, 또한 외부로부터의 광이 게이트 라인(GL), 데이터 라인(DL) 또는 박막 트랜지스터(T)에 조사되는 것을 방지한다.
블랙 매트릭스(BM)는 감광성 조성물로 만들어질 수 있다. 예를 들어, 감광성 조성물은 바인더 수지, 중합성 모노머, 중합성 올리고머, 안료, 분산제, 광 개시제를 포함할 수 있다. 안료로 검은색 안료 또는 블랙 수지(black resin) 등이 사용될 수 있다.
블랙 매트릭스(BM)는 0.5 내지 2㎛의 두께를 가질 수 있다. 보다 구체적으로, 블랙 매트릭스(BM)는 0.5 내지 1.5㎛의 두께를 가질 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 표시 장치는 블랙 매트릭스(BM)로부터 돌출된 컬럼 스페이서(CS)를 더 포함할 수 있다. 컬럼 스페이서(CS)는 블랙 매트릭스(BM)로부터 돌출된 높이에 따라 메인 컬럼 스페이서 또는 서브 컬럼 스페이서 등으로 구분될 수 있다. 메인 컬럼 스페이서는 표시 기판(100)과 대향 기판(200)을 실질적으로 지지하여 이격 공간을 확보하고, 서브 컬럼 스페이서는 외부로부터 압력이 가해지는 경우 메인 컬럼 스페이서에 가해지는 압력을 분산시켜 완충성을 제공할 수 있다.
블랙 매트릭스(BM)가 배치된 베이스 기판(110) 상에 화소 전극(PE)이 배치될 수 있다. 화소 전극(PE)은 투광 영역(TA)에 배치될 수 있으며, 화소 전극(PE)으로부터 분기된 연결 전극(CNE)은 제2 차광 영역(BA2)에 배치될 수 있다.
연결 전극(CNE)은 블랙 매트릭스(BM), 보호층(140), 및 제2 절연막(130)을 관통하는 컨택홀(CTH)을 통해 드레인 전극(DE)과 연결될 수 있다.
화소 전극(PE) 및 연결 전극(CNE)은 투명 도전성 물질로 만들어질 수 있다. 예를 들어, 화소 전극(PE) 및 연결 전극(CNE)은 ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), ITZO(indium tin zinc oxide), AZO(aluminum zinc oxide) 등의 투명 도전성 물질로 만들어 질 수 있다.
화소 전극(PE) 및 블랙 매트릭스(BM) 상에 하부 배향막(미도시)이 배치될 수 있다. 하부 배향막은 수직 배향막 또는 광중합 물질을 포함하는 광배향막일 수 있다.
대향 기판(200)은 대향 베이스 기판(210) 및 공통 전극(CE) 등을 포함할 수 있다.
대향 베이스 기판(210)은 플라스틱 기판과 같이 광 투과 특성 및 플렉시블 특성을 갖는 절연 기판일 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며 대향 베이스 기판(210)은 유리 기판과 같은 하드 기판으로 만들어질 수도 있다.
공통 전극(CE)은 ITO(Indium Tin Oxide) 또는 IZO(Indium Zinc Oxide) 등의 투명 도전체로 이루어진 통판 전극일 수 있다. 다른 실시예에서, 공통 전극(CE)은 복수의 도메인들을 정의하기 위한 요철 형상 및 적어도 하나 이상의 슬릿들을 가질 수 있다.
공통 전극(CE) 상에 상부 배향막(미도시)이 배치될 수 있다. 상부 배향막(미도시)은 수직 배향막 또는 광중합 물질을 포함하는 광배향막일 수 있다.
도 3a은 도 1에 도시된 화소의 게이트 배선을 나타낸 평면도이고, 도 3b는 도 1에 도시된 화소의 데이터 배선을 나타낸 평면도이고, 도 3c는 도 1에 도시된 화소의 화소 전극을 나타낸 평면도이고, 도 4a 내지 도 4f는 본 발명의 일실시예에 따른 표시 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 3a 및 도 4a를 참조하면, 투명한 유리 또는 플라스틱 등으로 된 베이스 기판(110)상에 게이트 라인(GL), 게이트 전극(GE), 및 광차단 패턴(BE) 등을 포함하는 게이트 배선이 형성된다. 게이트 배선은 동일층에 형성될 수 있으며, 동일한 공정으로 형성될 수 있다.
게이트 배선이 형성된 베이스 기판(110) 상에 제1 절연막(120)이 도포된다. 제1 절연막(120)은 화학 기상 증착 공정, 스핀 코팅 공정, 스퍼터링 공정, 진공 증착 공정 및 프린팅 공정 등을 이용하여 형성될 수 있다.
제1 절연막(120)이 형성된 베이스 기판(110) 상에 게이트 전극(GE)과 적어도 일부 중첩되는 반도체층(SM)이 형성된다.
도 3b 및 도 4b를 참조하면, 반도체층(SM)이 형성된 베이스 기판(110) 상에 데이터 라인(DL), 소스 전극(SE), 및 드레인 전극(DE)를 포함하는 데이터 배선이 형성된다. 소스 전극(SE)은 반도체층(SM)의 일단에 중첩되게 형성되며, 드레인 전극(DE)은 소스 전극(SE)과 이격되어 반도체층(SM)의 타단에 중첩되게 형성될 수 있다.
데이터 배선이 형성된 베이스 기판(110) 상에 제2 절연막(130)이 도포된다. 제2 절연막(130)은 화학 기상 증착 공정, 스핀 코팅 공정, 스퍼터링 공정, 진공 증착 공정 및 프린팅 공정 등을 이용하여 형성될 수 있다. 이어서, 제2 절연막(130) 상에 컬러 필터(CF)가 형성될 수 있다.
도 4c를 참조하면, 컬러 필터(CF)가 형성된 베이스 기판(110) 상에 보호층 형성용 물질(140a) 및 블랙 매트릭스 형성용 물질(150a)이 순차적으로 도포된다.
보호층 형성용 물질(140a) 및 블랙 매트릭스 형성용 물질(150a)은 화학 기상 증착 공정, 스핀 코팅 공정, 스퍼터링 공정, 진공 증착 공정 및 프린팅 공정 등을 이용하여 형성될 수 있다.
보호층 형성용 물질(140a)은 실리콘 산화물, 실리콘 질화물, 감광성(photosensitivity)의 유기물 또는 실리콘계 저유전율 절연 물질 등을 포함할 수 있다. 본 발명의 일실시예에 따른 보호층 형성용 물질(140a)는 노광 부위가 현상되고, 비노광 부위가 잔존하는 포지티브형(positive type) 감광성 유기물인 것을 전제로 설명한다.
블랙 매트릭스 형성용 물질(150a)은 바인더 수지, 중합성 모노머, 중합성 올리고머, 안료, 분산제, 광 개시제 등과 같은 감광성 조성물을 포함할 수 있다. 본 발명의 일실시예에 따른 블랙 매트릭스 형성용 물질(150a)는 노광 부위가 현상되고, 비노광 부위가 잔존하는 포지티브형(positive type) 감광성 조성물인 것을 전제로 설명한다.
이어서, 베이스 기판(110) 상에 마스크(500)가 이격되어 배치된다. 마스크(500)는 투광부(510), 제1 반투광부(520), 제2 반투광부(530), 및 차광부(540)와 같이 서로 다른 광투과도를 갖는 4톤(tone) 마스크이다. 다른 실시예에서, 마스크(500)는 반투광부(520, 530) 대신에 슬릿부를 가질 수 있다.
투광부(510)는 95% 이상의 광투과도를 가질 수 있고, 차광부(540)는 5% 이하의 광투과도를 가질 수 있다. 반투광부(520, 530)는 15% 내지 30%의 광투과도를 가질 수 있고, 제1 반투광부(520)는 제2 반투광부(530)보다 높은 광투과도를 가질 수 있다.
투광부(510)는 광차단 패턴(BE) 상부에 위치하고, 제1 반투광부(520)는 투광 영역(TA) 상부에 위치하고, 제2 반투광부(530)는 제1 차광 영역(BA1)과 제2 차광 영역(BA2) 상부에 위치하고, 차광부(540)는 컬럼 스페이서 형성 영역 상에 위치할 수 있다. 다른 실시예에서, 높이가 다른 두개의 컬럼 스페이서를 형성하는 경우 5톤(tone) 마스크를 사용할 수 있다.
이어서, 베이스 기판(110) 상에 배치된 마스크(500)를 이용하여 광(L)을 조사하고, 현상 및 경화시킨다.
도 4d를 참조하면, 투광부(510) 하부에 위치한 블랙 매트릭스 형성용 물질(150a) 및 보호층 형성용 물질(140a)은 모두 현상되어 제2 절연막(130)이 노출된다. 제1 반투광부(520), 제2 반투광부(530), 및 차광부(540) 하부에 위치한 블랙 매트릭스 형성용 물질(150a)은 잔존하되, 서로 다른 두께를 갖는다. 제1 반투광부(520) 하부에 위치한 블랙 매트릭스 형성용 물질(150a)의 두께가 가장 얇고, 차광부(540) 하부에 위치한 블랙 매트릭스 형성용 물질(150a)의 두께가 가장 두껍다.
도 4e를 참조하면, 잔존하는 블랙 매트릭스 형성용 물질(150a)을 식각 방지층으로 이용하여 베이스 기판(110)의 전면(全面)을 일괄 식각할 수 있다. 그 결과, 노출된 제2 절연막(130)이 제거되고 드레인 전극(DE)의 일부를 노출시키는 컨택홀(CTH)이 형성된다. 또한, 잔존하는 블랙 매트릭스 형성용 물질(150a)이 일부 제거되어 블랙 매트릭스(BM) 및 컬럼 스페이서(CS) 등이 형성된다. 블랙 매트릭스(BM)는 0.5 내지 2㎛의 두께로 형성될 수 있으며, 컬럼 스페이서(CS)는 블랙 매트릭스(BM)의 표면을 기준으로 1.5㎛ 내지 4㎛의 높이를 갖도록 형성될 수 있다.
이 때, 투광 영역(TA)에 잔존하는 블랙 매트릭스 형성용 물질(150a)의 두께가 얇기 때문에, 투광 영역(TA)의 보호층 형성용 물질(140a)이 블랙 매트릭스 형성용 물질(150a)과 함께 식각될 수 있다.
그 결과, 투광 영역(TA)의 제1 보호층(141)은 다른 영역(예를 들어, 제2 차광 영역(BA2))의 제2 보호층(142) 보다 낮은 높이를 갖게 된다. 이 과정에서, 투광 영역(TA)의 블랙 매트릭스 형성용 물질(150a)이 모두 제거될 수 있다.
도 3c 및 도 4f를 참조하면, 블랙 매트릭스(BM)가 형성된 베이스 기판(110) 상에 화소 전극(PE)이 형성된다. 화소 전극(PE)은 투광 영역(TA)에 형성되고, 화소 전극(PE)으로부터 분기된 연결 전극(CNE)은 컨택홀(CTH)을 통해 드레인 전극(DE)과 연결된다.
본 발명에 따른 표시 장치는 블랙 매트릭스를 형성한 후, 화소 전극을 형성함으로써, 화소 전극 상에 잔존하는 블랙 매트릭스를 제거하는 공정을 생략할 수 있다.
본 발명에 따른 표시 장치는 보호층과 블랙 매트릭스를 하나의 공정으로 형성함으로써, 제조 공정을 간소화할 수 있다.
이상, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 일실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
100: 표시 기판
200: 대향 기판
300: 액정층

Claims (15)

  1. 제1 방향으로 연장된 제1 차광 영역, 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 연장된 제2 차광 영역, 및 상기 제1 차광 영역과 상기 제2 차광 영역에 의해 정의된 투광 영역을 포함하는 베이스 기판;
    상기 베이스 기판 상의 상기 제1 차광 영역에 배치된 게이트 라인;
    상기 베이스 기판 상의 상기 제2 차광 영역에 배치된 데이터 라인;
    상기 게이트 라인 및 상기 데이터 라인과 연결된 박막 트랜지스터;
    상기 박막 트랜지스터 상에 배치된 보호층;
    상기 보호층 상에 배치되며, 상기 제1 차광 영역 및 상기 제2 차광 영역 중 적어도 하나에 배치된 블랙 매트릭스; 및
    상기 보호층 및 상기 블랙 매트릭스에 형성된 컨택홀을 통하여 상기 박막 트랜지스터와 연결된 화소 전극;을 포함하고,
    상기 보호층은 상기 투광 영역에 배치된 제1 보호층, 및 상기 제1 차광 영역 및 상기 제2 차광 영역에 배치된 제2 보호층을 포함하고,
    상기 제1 보호층은 상기 제2 보호층 보다 낮은 높이를 갖는 표시 장치.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 베이스 기판 상의 상기 박막 트랜지스터 및 상기 화소 전극의 접촉 영역에 배치된 광차단 패턴을 포함하는 표시 장치.
  3. 제2 항에 있어서, 상기 광차단 패턴은 상기 블랙 매트릭스와 적어도 일부가 중첩되는 표시 장치.
  4. 제2 항에 있어서, 상기 광차단 패턴은 상기 게이트 라인과 동일한 층에 배치된 표시 장치.
  5. 제2 항에 있어서, 상기 광차단 패턴은 아일랜드 형태를 갖는 표시 장치.
  6. 제2 항에 있어서, 상기 광차단 패턴은 원형 또는 다각 형태를 갖는 표시 장치.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제1 항에 있어서, 상기 블랙 매트릭스로부터 돌출된 컬럼 스페이서를 더 포함하는 표시 장치.
  10. 제1 방향으로 연장된 제1 차광 영역, 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 연장된 제2 차광 영역, 및 상기 제1 차광 영역과 상기 제2 차광 영역에 의해 정의된 투광 영역을 포함하는 베이스 기판을 준비하는 단계;
    상기 베이스 기판 상의 상기 제1 차광 영역에 게이트 라인을 형성하는 단계;
    상기 베이스 기판 상의 상기 제2 차광 영역에 데이터 라인을 형성하는 단계;
    상기 게이트 라인 및 상기 데이터 라인과 연결된 박막 트랜지스터를 형성하는 단계;
    상기 박막 트랜지스터 상에 보호층 및 블랙 매트릭스를 형성하는 단계; 및
    상기 보호층 및 상기 블랙 매트릭스에 형성된 컨택홀을 통하여 상기 박막 트랜지스터와 연결된 화소 전극을 형성하는 단계;를 포함하고,
    상기 보호층은 상기 투광 영역에 배치된 제1 보호층, 및 상기 제1 차광 영역 및 상기 제2 차광 영역에 배치된 제2 보호층을 포함하며, 상기 제1 보호층은 상기 제2 보호층보다 낮은 높이를 갖도록 형성하는 표시 장치 제조 방법.
  11. 제10 항에 있어서, 상기 보호층 및 상기 블랙 매트릭스를 형성하는 단계는,
    보호층 형성용 물질 및 블랙 매트릭스 형성용 물질을 순차적으로 도포하는 단계; 및
    상기 블랙 매트릭스 형성용 물질 상에 투광부, 반투광부, 및 차광부를 포함하는 마스크를 배치하고, 광을 조사하는 노광 단계;를 포함하는 표시 장치 제조 방법.
  12. 제11 항에 있어서, 상기 베이스 기판의 전면을 일괄 식각하는 단계를 더 포함하는 표시 장치 제조 방법.
  13. 삭제
  14. 제11 항에 있어서, 상기 베이스 기판 상의 상기 박막 트랜지스터 및 상기 화소 전극의 접촉 영역에 광차단 패턴을 형성하는 단계를 더 포함하는 표시 장치 제조 방법.
  15. 제14 항에 있어서, 상기 광차단 패턴은 상기 게이트 라인과 동일한 공정으로 형성되는 표시 장치 제조 방법.

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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107591360B (zh) * 2017-09-28 2019-03-12 深圳市华星光电半导体显示技术有限公司 Tft基板的制作方法及其结构
US20190252637A1 (en) * 2018-02-13 2019-08-15 Innolux Corporation Foldable display device
CN112863329B (zh) * 2019-11-12 2023-02-17 群创光电股份有限公司 显示装置
CN111045267A (zh) * 2020-01-06 2020-04-21 深圳市华星光电半导体显示技术有限公司 Coa基板及液晶显示面板
CN111208677A (zh) * 2020-03-16 2020-05-29 Tcl华星光电技术有限公司 阵列基板及液晶显示面板

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100626347B1 (ko) 1999-04-16 2006-09-20 삼성전자주식회사 티에프티 엘시디 판넬의 제작방법
JP2001005031A (ja) * 1999-06-23 2001-01-12 Nec Corp 薄膜トランジスタアレイ基板及びその製造方法
GB2421833B (en) * 2004-12-31 2007-04-04 Lg Philips Lcd Co Ltd Liquid crystal display device and method for fabricating the same
KR101335276B1 (ko) * 2006-09-20 2013-11-29 삼성디스플레이 주식회사 어레이 기판, 이를 갖는 표시패널 및 그 제조 방법
JP2009139672A (ja) 2007-12-07 2009-06-25 Sony Corp 液晶表示素子及び液晶表示素子の製造方法
JP5372403B2 (ja) 2008-05-01 2013-12-18 Ｈｏｙａ株式会社 多階調フォトマスク、及びパターン転写方法
US20100224880A1 (en) * 2009-03-05 2010-09-09 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device
KR101761180B1 (ko) * 2010-08-10 2017-07-26 삼성디스플레이 주식회사 표시 기판, 표시 장치 및 이의 제조 방법
KR101835545B1 (ko) 2011-07-27 2018-03-07 엘지디스플레이 주식회사 액정표시장치 및 그 제조방법
US8994891B2 (en) * 2012-05-16 2015-03-31 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device and touch panel
CN103681693B (zh) * 2013-12-05 2017-05-24 京东方科技集团股份有限公司 一种阵列基板及其制作方法、显示装置
CN104538400B (zh) * 2014-12-16 2017-08-04 深圳市华星光电技术有限公司 一种ltps阵列基板
CN105655292B (zh) * 2016-01-05 2019-03-15 深圳市华星光电技术有限公司 液晶显示面板、阵列基板及其制造方法
CN105652543A (zh) * 2016-03-31 2016-06-08 京东方科技集团股份有限公司 阵列基板及其制作方法、显示器件

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