KR20020081719A - 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판 및 그 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
절연 기판 위에 적, 녹, 청의 색 필터가 표시 영역의 세로줄 화소 영역마다 스트라이프 형태로 형성되어 있으며, 표시 영역의 바깥쪽에는 블랙 매트릭스가 형성되어 있다. 색 필터 위에는 오버코트막이 형성되어 있으며, 그 위에 게이트선 및 게이트 패드를 포함하는 게이트 배선과 유지 용량 배선이 형성되어 있다. 게이트 배선 위에는 게이트 절연막, 반도체층 및 저항성 접촉층이 차례로 형성되어 있다. 저항성 접촉층 위에 데이터선 및 데이터 패드를 포함하는 데이터 배선이 형성되어 있으며, 그 위에 보호막이 형성되어 있다. 보호막 위에 화소 전극이 패터닝되어 형성되어 있으며, 데이터선과 중첩되어 있다. 색 필터 또한 데이터선과 중첩되어 있는데, 화소 전극과 데이터선의 중첩선이 색 필터와 데이터선의 중첩선과 데이터선 사이에 위치한다. 이와 같이 화소 전극이 게이트선, 전단의 게이트선 및 데이터선과 중첩되어 있어 빛샘을 방지하며, 색 필터 및 블랙 매트릭스를 박막 트랜지스터 기판 위에 형성하여 하판과 상판의 오정렬로 인한 개구율 손실을 방지함으로써 투과율을 향상시킬 수 있다.
Description
본 발명은 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 투과율을 향상시키는 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
액정 표시 장치는 현재 가장 널리 사용되고 있는 평판 표시 장치 중의 하나로서, 전극이 형성되어 있는 두 장의 유리 기판과 그 사이에 삽입되어 있는 액정층으로 이루어져 있으며, 두 전극에 전압을 인가하여 액정층의 액정 분자들을 재배열시켜 투과되는 빛의 양을 조절하는 표시 장치이다.
이러한 액정 표시 장치의 한 기판은 전극에 인가되는 전압을 스위칭하는 박막 트랜지스터를 갖는 것이 일반적이며, 이러한 박막 트랜지스터 기판에는 박막 트랜지스터 외에도 게이트선 및 데이터선을 포함하는 배선, 외부로부터 신호를 인가받아 게이트선 및 데이터선으로 각각 전달하는 게이트 패드 및 데이터 패드가 형성되어 있다. 게이트선과 데이터선이 교차하여 정의되는 화소 영역에는 박막 트랜지스터와 전기적으로 연결되어 있는 화소 전극이 형성되어 있다.
액정 표시 장치의 다른 한 기판에는 색 필터가 형성되어 있고, 색 필터 사이에 블랙 매트릭스가 형성되어 있으며, 박막 트랜지스터 기판의 화소 전극과 함께 전기장을 형성하는 공통 전극도 형성되어 있다.
이러한 액정 표시 장치에서 광시야각을 확보하기 위해 화소 전극이나 공통 전극에 개구 패턴 또는 돌기 패턴을 형성하는 방법이 제시되고 있으나, 개구율 손실에 따른 광투과율 저하라는 문제점이 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 투과율을 향상시키는 것이다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판을 도시한 배치도이고,
도 2는 도 1에서 Ⅱ-Ⅱ 선에 대한 단면도이고,
도 3a는 본 발명의 제1 실시예에 따라 제조하는 첫 단계에서의 박막 트랜지스터 기판을 도시한 배치도이고,
도 3b는 도 3a에서 Ⅲb-Ⅲb 선에 대한 단면도이고,
도 4a는 도 3a 다음 단계에서의 배치도이고,
도 4b는 도 4a에서 선에 대한 단면도이고,
도 5a는 도 4a 다음 단계에서의 배치도이고,
도 5b는 도 5a에서 Ⅴb-Ⅴb 선에 대한 단면도이고,
도 6a는 도 5a 다음 단계에서의 배치도이고,
도 6b는 도 6a에서 Ⅵb-Ⅵb 선에 대한 단면도이고,
도 7a는 도 6a 다음 단계에서의 배치도이고,
도 7b는 도 7a에서 Ⅶb-Ⅶb 선에 대한 단면도이고,
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판을 도시한 배치도이고,
도 9는 도 8에서 Ⅸ-Ⅸ 선에 대한 단면도이고,
도 10a는 본 발명의 제2 실시예에 따라 제조하는 첫 단계에서의 박막 트랜지스터 기판을 도시한 배치도이고,
도 10b는 도 10a에서 Ⅹb-Ⅹb 선에 대한 단면도이고,
도 11a는 도 10a 다음 단계에서의 배치도이고,
도 11b는 도 11a에서 XⅠb-XⅠb 선에 대한 단면도이고,
도 12a는 도 11a 다음 단계에서의 배치도이고,
도 12b는 도 12a에서 XⅡb-XⅡb 선에 대한 단면도이고,
도 13a는 도 12a 다음 단계에서의 배치도이고,
도 13b는 도 13a에서 XⅢb-XⅢb 선에 대한 단면도이다.
이러한 과제를 달성하기 위하여 본 발명에서는 색 필터와 블랙 매트릭스를 하판에 함께 형성한다.
본 발명에 따르면, 절연 기판 위에 색 필터가 형성되어 있고, 게이트선 및게이트선과 연결되어 있는 게이트 패드를 포함하는 게이트 배선이 형성되어 있다. 게이트 배선과 동일한 층으로 게이트선 사이에 위치하는 유지 용량선, 유지 용량선에 연결되어 있는 유지 용량 전극 및 유지 용량 전극의 가지인 유지 용량 가지선을 포함하는 유지 용량 배선이 형성되어 있다. 게이트선과 절연되어 교차하며 화소 영역을 정의하는 데이터선 및 데이터선에 연결되어 있는 데이터 패드를 포함하는 데이터 배선이 형성되어 있고, 데이터 배선 위에 보호막이 형성되어 있다. 보호막 위에 데이터선의 일부와 중첩되어 있는 화소 전극이 형성되어 있다.
여기서, 색 필터는 화소 영역에 형성되어 있으며 데이터선의 일부와 중첩되어 있고, 화소 전극의 데이터선과 나란한 변은 데이터선과 색 필터의 중첩면 내에 위치하는 것이 바람직하다.
한편, 기판은 화소 영역이 다수 모여 있는 표시 영역과 게이트 패드 및 데이터 패드가 위치하는 패드부로 나누어지며, 표시 영역과 패드부 사이에 블랙 매트릭스가 형성되어 있을 수 있다.
색 필터는 오버코트막으로 덮여 있으며, 화소 전극은 유지 용량 가지선과 중첩하는 개구부를 가질 수 있다.
화소 전극과 동일한 층으로 게이트 패드 및 데이터 패드와 각각 연결되는 보조 게이트 패드 및 보조 데이터 패드가 형성되어 있을 수 있다.
이러한 본 발명에 따른 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판을 제조할 때, 먼저 절연 기판 위에 블랙 매트릭스를 형성하고, 색 필터를 형성한다. 다음, 게이트선 및 게이트선과 연결되어 있는 게이트 패드를 포함하는 게이트 배선과 유지 용량 배선을 형성한다. 다음, 게이트 배선 및 유지 용량 배선을 덮는 게이트 절연막을 형성하고, 그 위에 반도체층 및 저항성 접촉층을 차례로 형성한다. 다음, 저항성 접촉층 위에 데이터선 및 데이터선과 연결되어 있는 데이터 패드를 포함하는 데이터 배선을 형성하고, 데이터 배선 위에 보호막을 형성한다. 다음, 데이터선의 일부와 중첩되는 화소 전극을 형성하는데, 이때 블랙 매트릭스를 게이트 패드 및 데이터 패드가 형성되어 있는 패드부와 화소 전극이 형성되어 있는 표시 영역의 사이에 형성하는 것이 바람직하다.
한편, 색 필터는 데이터선과 중첩하며, 색 필터와 데이터선이 이루는 중첩면 내에 화소 전극의 데이터선과 나란한 변이 위치하는 것이 바람직하다.
또한, 색 필터를 형성한 후 오버코트막을 형성할 수 있으며, 화소 전극은 게이트선과 중첩할 수도 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 절연 기판 위에 게이트선 및 게이트선과 연결되어 있는 게이트 패드를 포함하는 게이트 배선이 형성되어 있고, 게이트 배선과 동일한 층으로 게이트선 사이에 위치하는 유지 용량선, 유지 용량선에 연결되어 있는 유지 용량 전극 및 유지 용량 전극의 가지인 유지 용량 가지선을 포함하는 유지 용량 배선이 형성되어 있다. 게이트선과 절연되어 교차하며 화소 영역을 정의하는 데이터선 및 데이터선에 연결되어 있는 데이터 패드를 포함하는 데이터 배선이 형성되어 있다. 화소 영역에 데이터선의 일부와 중첩되어 있는 색 필터가 형성되어 있고, 색 필터 위에 화소 전극이 형성되어 있다.
여기서, 화소 전극의 데이터선과 나란한 변은 데이터선과 색 필터의 중첩면내에 위치하며, 색 필터와 화소 전극 사이에 오버코트막이 형성되어 있을 수 있다.
한편, 화소 전극은 유지 용량 가지선과 중첩하는 개구부를 가질 수 있으며, 화소 전극과 동일한 층으로 게이트 패드 및 데이터 패드와 각각 연결되는 보조 게이트 패드 및 보조 데이터 패드가 형성되어 있을 수 있다.
이러한 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판을 제조할 때, 먼저 절연 기판 위에 게이트선 및 게이트선과 연결되어 있는 게이트 패드를 포함하는 게이트 배선 및 유지 용량 배선을 형성하고, 게이트 배선 및 유지 용량 배선을 덮는 게이트 절연막을 형성한다. 다음, 게이트 절연막 위에 반도체층과 저항성 접촉층을 차례로 형성한다. 다음, 저항성 접촉층 위에 데이터선 및 데이터선과 연결되어 있는 데이터 패드를 포함하는 데이터 배선을 형성한다. 다음, 색 필터를 형성하고, 색 필터 위에 데이터선의 일부와 중첩되는 화소 전극을 형성한다.
이때, 색 필터는 데이터선과 중첩하며, 색 필터와 데이터선이 이루는 중첩면 내에 화소 전극의 데이터선과 나란한 변이 위치하는 것이 바람직하다.
또한, 색 필터를 형성한 후 오버코트막을 형성할 수도 있다.
이러한 본 발명에서는 화소 전극이 게이트선, 전단의 게이트선 및 데이터선과 중첩되어 있어 빛샘을 방지하며, 색 필터 및 블랙 매트릭스를 박막 트랜지스터 기판 위에 형성하여 하판과 상판의 오정렬로 인한 개구율 손실을 방지함으로써 투과율을 향상시킬 수 있다. 또한, 정렬키 패턴을 형성하기 위한 공정을 따로 실시하지 않고 돌기 패턴과 동일한 층으로 상판에 정렬키 패턴을 형성하므로 공정 수를줄일 수 있다.
그러면, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판 및 그 제조 방법에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명한다.
먼저, 도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 구조에 대하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판을 도시한 배치도이고, 도 2는 도 1에서 Ⅱ-Ⅱ 선에 대한 단면도이다.
도 1 및 도 2에서와 같이, 절연 기판(10) 위에 적, 녹, 청의 색 필터(11)가 스트라이프(stripe) 형태로 세로 방향으로 형성되어 있으며, 색 필터(11)의 좌우 양쪽은 이후 설명하는 데이터선(61)과 중첩되어 있다. 이때, 각 색깔 별로 하나의 스트라이프를 이룬다. 한편, 여기서 도시하지는 않았지만 색 필터(11)가 형성되어 있는 표시 영역과 이후 설명하는 게이트 패드(23) 및 데이터 패드(64)가 형성되어 있는 패드부 사이에는 블랙 매트릭스가 형성되어 있다.
색 필터(11) 위에는 오버코트(overcoat)막(15)이 형성되어 있다.
오버코트막(15) 위에는 알루미늄(Al) 또는 알루미늄 합금(Al alloy), 몰리브덴(Mo) 또는 몰리브덴-텅스텐 합금(MoW), 크롬(Cr), 탄탈륨(Ta) 등의 금속 또는 도전체로 이루어진 게이트 배선(21, 22, 23)과 유지 용량 배선(25, 261, 262, 271, 272)이 형성되어 있다.
게이트 배선은 가로 방향으로 뻗어 있는 게이트선(21), 게이트선(21)의 일부인 게이트 전극(22), 게이트선(21)의 끝에 연결되어 외부로부터 주사 신호를 인가받아 게이트선(21)으로 전달하는 게이트 패드(23)를 포함한다.
유지 용량 배선은 게이트선(21) 사이에 위치하며 게이트선(21)과 평행한 유지 용량선(25), 이후 설명하는 데이터선(61)에 인접한 유지 용량선(25) 부분에서 수직하게 뻗어나와 화소 영역의 좌우에 각각 구비되어 있는 제1 및 제2 유지 용량 전극(261, 262), 제2 유지 용량 전극(262)의 가지인 유지 용량 가지선(271, 272)을 포함한다.
게이트 배선(21, 22, 23) 및 유지 용량 배선(25, 261, 262, 271, 272)은 단일층으로 형성할 수도 있지만, 이중층이나 삼중층으로 형성할 수도 있다. 이중층 이상으로 형성하는 경우에는 한 층은 저항이 작은 물질로 형성하고 다른 층은 다른 물질과의 접촉 특성이 좋은 물질로 만드는 것이 바람직하며, 그 예로 Cr/Al(또는 Al 합금)의 이중층 또는 Al(또는 Al 합금)/Mo의 이중층을 들 수 있다.
게이트 배선(21, 22, 23) 및 유지 용량 배선(25, 261, 262, 271, 272) 위에는 질화 규소(SiNx) 따위로 이루어진 게이트 절연막(30)이 형성되어 있다.
게이트 절연막(30) 위에는 비정질 규소 따위의 반도체로 이루어진 반도체층(41)이 형성되어 있으며, 반도체층(41) 위에는 인(P)과 같은 n형 불순물로 도핑되어 있는 비정질 규소 따위의 반도체로 이루어진 저항성 접촉층(52, 53)이 게이트 전극(22)을 중심으로 양쪽으로 분리되어 형성되어 있다.
저항성 접촉층(52, 53) 및 게이트 절연막(30) 위에는 알루미늄 또는 알루미늄 합금, 몰리브덴 또는 몰리브덴-텅스텐 합금, 크롬, 탄탈륨 등의 금속 또는 도전체로 이루어진 데이터 배선(61, 62, 63, 64)이 형성되어 있다. 데이터 배선은 세로 방향으로 뻗어 있는 데이터선(61), 데이터선(61)의 일부인 소스 전극(62), 게이트 전극(22)을 중심으로 소스 전극(62)과 마주하는 드레인 전극(63), 데이터선(61)에 연결되어 외부로부터 화상 신호를 인가받아 데이터선(61)에 전달하는 데이터 패드(64)를 포함한다.
데이터 배선(61, 62, 63, 64)도 게이트 배선(21, 22, 23)과 마찬가지로 단일층으로 형성할 수 있지만, 이중층이나 삼중층으로 형성할 수도 있다. 이중층 이상으로 형성하는 경우에는 한 층은 저항이 작은 물질로 형성하고 다른 층은 다른 물질과의 접촉 특성이 좋은 물질로 형성하는 것이 바람직하다.
데이터 배선(61, 62, 63, 64) 및 게이트 절연막(30) 위에는 질화 규소 또는 유기막으로 이루어진 보호막(70)이 형성되어 있다. 보호막(70)에는 드레인 전극(63)을 드러내는 접촉 구멍(72)이 형성되어 있으며, 게이트 패드(23) 및 데이터 패드(64)를 각각 드러내는 접촉 구멍(73, 74)이 형성되어 있다.
보호막(70) 위에는 ITO(indium tin oxide) 또는 IZO(indium zinc oxide)와 같은 투명 도전 물질로 이루어진 화소 전극(80), 보조 게이트 패드(83) 및 보조 데이터 패드(84)가 형성되어 있다.
화소 전극(80)은 접촉 구멍(72)을 통하여 드레인 전극(63)과 연결되어 화상 신호를 전달받는다. 화소 전극(80)은 유지 용량선(25)과 제1 및 제2 유지 용량 전극(261, 262)과 중첩되어 유지 용량을 이룬다. 또한, 화소 전극(80)은 유지 용량가지선(271, 272)의 모양을 따라 패터닝되어 개구부(88, 89)를 가지며, 화소 영역의 오른쪽 가장자리 가운데에서부터 중심부로 향하며 갈수록 폭이 좁아지는 모양의 개구부(87)를 갖는다. 화소 전극(80)의 패턴에 대응하는 상판(도시하지 않음)에는 돌기 패턴이 형성되어 있는데, 이와 같이 화소 전극(80)의 개구부(87, 88, 89)와 돌기 패턴을 형성하면 액정 분자의 경사 방향이 다른 다중 영역이 생성되므로 광시야각을 확보할 수 있다.
이때, 화소 전극(80)은 게이트선(21), 전단의 게이트선(21) 및 화소 전극(80)의 좌우에 위치하는 데이터선(61)과도 중첩되어 있는데, 데이터선(61)과의 중첩 지점은 데이터선(61)과 앞서 설명한 색 필터(11) 사이에 위치한다. 보조 게이트 패드(83)와 보조 데이터 패드(84)는 접촉 구멍(73, 74)을 통해 드러나 있는 게이트 패드(23) 및 데이터 패드(64)와 각각 연결되어 있다.
그러면, 이러한 박막 트랜지스터 기판과 마주하는 상판에 대하여 간략히 설명한다. 상판에 대하여 도면으로 도시하지는 않았지만, 상판 위에는 ITO와 같은 투명 도전 물질로 이루어진 공통 전극이 전면에 형성되어 있으며, 공통 전극 위에는 앞서 설명한 바와 같이 돌기 패턴이 형성되어 있다. 돌기 패턴과 동일한 층으로 상하판의 정렬을 맞추기 위한 정렬키 패턴이 형성되어 있다.
이러한 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판에서는 화소 전극(80)이 게이트선(21), 전단의 게이트선(21) 및 데이터선(61)과 중첩되어 있어 빛샘을 방지할 수 있으므로 블랙 매트릭스를 표시 영역의 바깥쪽에만 형성하면 된다.
색 필터(11) 및 블랙 매트릭스를 박막 트랜지스터 기판 위에 형성하여 하판과 상판의 오정렬로 인한 개구율 손실을 방지함으로써 투과율을 향상시킬 수 있다. 한편, 정렬키 패턴을 형성하기 위한 공정을 따로 실시하지 않고 돌기 패턴과 동일한 층으로 상판에 정렬키 패턴을 형성할 수 있어서 공정 수를 줄일 수 있다.
그러면 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법에 대하여 도 3a 내지 도 7b, 앞서의 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한다.
먼저, 도 3a 및 도 3b에서와 같이, 절연 기판(10) 위에 이후 형성하는 색 필터(11)가 위치하는 표시 영역과 패드부 사이의 영역을 따라 블랙 매트릭스(도시하지 않음)를 형성하고, 표시 영역에는 적, 녹, 청의 안료가 포함되어 있는 감광성 수지를 각각 도포하고 사진 현상하여 스트라이프 형태로 세로 방향으로 색 필터(11)를 형성한다. 이때, 색 필터(11)를 형성하는 공정을 자세히 설명하면 다음과 같다. 먼저, 적색 안료를 포함하는 감광성 수지를 도포하고 사진 현상하여 적색 색 필터를 형성한다. 다음, 녹색 안료를 포함하는 감광성 수지를 도포하고 사진 현상하여 적색 색 필터 사이에 위치하는 녹색 색 필터를 형성한다. 다음, 마지막으로 청색 안료를 포함하는 감광성 수지를 도포하고 사진 현상하여 적색 색 필터와 녹색 색 필터 사이에 위치하는 청색 색 필터를 형성한다. 이때, 적, 녹, 청의 색 필터를 형성하는 순서는 바뀔 수도 있다. 다음, 색 필터(11)를 덮는 오버코트막(15)을 형성한다.
다음, 도 4a 및 도 4b에서와 같이, 게이트 배선용 도전체 또는 금속을 스퍼터링(sputtering) 따위의 방법으로 1,000Å 내지 3,000Å의 두께로 증착하고 마스크를 이용한 사진 식각 공정으로 패터닝하여 게이트선(21), 게이트 전극(22) 및 게이트 패드(23)를 포함하는 게이트 배선과 유지 용량선(25), 제1 및 제2 유지 용량 전극(261, 262) 및 유지 용량 가지선(271, 272)을 포함하는 유지 용량 배선을 형성한다.
다음, 도 5a 및 도 5b에서와 같이, 게이트 절연막(30), 비정질 규소층 및 n형 불순물이 도핑된 비정질 규소층을 화학 기상 증착법(CVD: chemical vapor deposition) 따위를 이용하여 각각 1,500Å 내지 5,000Å, 500Å 내지 1,500Å 및 300Å 내지 600Å의 두께로 차례로 증착하고, 상부의 두 층을 마스크를 이용한 사진 식각 공정으로 패터닝하여 반도체층(41) 및 저항성 접촉층(51)을 형성한다.
다음, 도 6a 및 도 6b에서와 같이, 데이터 배선용 도전체 또는 금속을 스퍼터링 따위의 방법으로 1,500Å 내지 3,000Å의 두께로 증착하고, 마스크를 이용한 사진 식각 공정으로 패터닝하여 데이터선(61), 소스 전극(62), 드레인 전극(63) 및 데이터 패드(64)를 포함하는 데이터 배선을 형성한다. 다음, 소스 전극(62)과 드레인 전극(63)으로 가리지 않은 저항성 접촉층(51)을 제거하여 두 부분(52, 53)으로 분리한다.
다음, 도 7a 및 도 7b에서와 같이, 질화 규소를 화학 기상 증착법 따위를 이용하여 증착하거나 유기 절연 물질을 스핀 코팅하여 3,000Å 이상의 두께로 보호막(70)을 형성하고 마스크를 이용한 사진 식각 공정으로 패터닝하여 접촉 구멍(72, 73, 74)을 형성한다.
다음, 앞서의 도 1 및 도 2에서와 같이, 보호막(70) 위에 ITO 또는 IZO와 같은 투명 도전 물질을 스퍼터링 따위의 방법으로 400Å 내지 500Å의 두께로 증착하고, 마스크를 이용한 사진 식각 공정으로 패터닝하여 화소 전극(80), 보조 게이트 패드(83) 및 보조 데이터 패드(84)를 형성한다.
한편, 색 필터(11)를 본 발명의 제1 실시예에서와 같이 배선 하부에 형성할 수도 있지만, 배선 상부에 형성할 수도 있는데 이에 대하여 본 발명의 제2 실시예로 설명한다.
먼저, 도 8 및 도 9를 참조하여 본 발명의 제2 실시예에 따른 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 구조에 대하여 설명한다.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판을 도시한 배치도이고, 도 9는 도 8에서 Ⅸ-Ⅸ 선에 대한 단면도이다.
도 8 및 도 9에서와 같이, 절연 기판 위에 게이트선(21), 게이트 전극(22) 및 게이트 패드(23)를 포함하는 게이트 배선과 유지 용량선(25), 유지 용량 전극(261, 262) 및 유지 용량 가지선(271, 272)을 포함하는 유지 용량 배선이 형성되어 있고, 그 위에 게이트 절연막(30), 반도체층(41) 및 저항성 접촉층(52, 53)이 차례로 형성되어 있다. 저항성 접촉층(52, 53) 및 게이트 절연막(30) 위에 데이터선(61), 소스 전극(62), 드레인 전극(63) 및 데이터 패드(64)를 포함하는 데이터 배선이 형성되어 있다. 게이트 절연막(30) 위에는 적, 녹, 청의 색 필터(11)가 스트라이프 형태로 세로 방향으로 형성되어 있으며, 색 필터(11)의 좌우 양쪽의 데이터선(61)과 중첩되어 있다. 색 필터(11)에는 드레인 전극(63)을 드러내는 접촉 구멍(72)이 형성되어 있으며, 게이트 절연막(30)에는 게이트 패드(23)를 드러내는 접촉 구멍(73)이 형성되어 있고, 데이터 패드(64)는 노출되어 있다. 색 필터(11) 위에는 접촉 구멍(72)을 통해 드레인 전극(63)과 연결되며, 제1 실시예와 동일한 모양으로 패터닝되어 있는 화소 전극(80)이 형성되어 있다. 화소 전극(80)과 동일한 층으로 게이트 패드(23) 위에는 보조 게이트 패드(83)가 형성되어 있고, 데이터 패드(64) 위에는 보조 데이터 패드(84)가 형성되어 있다.
한편, 색 필터(11) 위에 오버코트막이 형성되어 있고 그 위에 화소 전극(80)이 형성되어 있을 수도 있다. 색 필터(11)와 화소 전극(80) 사이에 오버코트막을 형성하는 경우에는 공정을 추가로 실시해야 하지만, 화소 전극(80)을 패터닝할 때 사용하는 식각 공정에서 색 필터(11)가 손상되는 것을 방지할 수 있는 이점이 있다.
이러한 박막 트랜지스터 기판에 대응하는 상판에는 공통 전극이 형성되어 있고 공통 전극 위에 돌기 패턴이 형성되어 있으며, 박막 트랜지스터 기판의 표시 영역 바깥쪽에 대응하는 영역에 블랙 매트릭스가 형성되어 있다.
그러면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법에 대하여 도 10a 내지 도 13b, 앞서의 도 8 및 도 9를 참조하여 설명한다.
먼저, 도 10a 및 도 10b에서와 같이, 절연 기판(10) 위에 게이트 배선용 도전체 또는 금속을 증착하고 사진 식각 공정으로 패터닝하여 게이트선(21), 게이트 전극(22) 및 게이트 패드(23)를 포함하는 게이트 배선과 유지 용량선(25), 유지 용량 전극(261, 262) 및 유지 용량 가지선(271, 272)을 포함하는 유지 용량 배선을형성한다.
다음, 도 11a 및 도 11b에서와 같이, 게이트 절연막(30), 비정질 규소층 및 n형 불순물이 도핑된 비정질 규소층을 차례로 증착하고, 상부의 두 층을 사진 식각 공정으로 패터닝하여 반도체층(41) 및 저항성 접촉층(51)을 형성한다.
다음, 도 12a 및 도 12b에서와 같이, 데이터 배선용 도전체 또는 금속을 증착하고 사진 식각 공정으로 패터닝하여 데이터선(61), 소스 전극(62), 드레인 전극(63) 및 데이터 패드(64)를 포함하는 데이터 배선을 형성한다. 다음, 소스 전극(62)과 드레인 전극(63)으로 가리지 않은 저항성 접촉층(51)을 제거하여 두 부분(52, 53)으로 분리한다.
다음, 도 13a 및 도 13b에서와 같이, 적, 녹, 청의 안료가 포함되어 있는 감광성 수지를 각각 도포하고 사진 현상하여 스트라이프 형태로 세로 방향으로 색 필터(11)를 형성한다. 이때, 색 필터(11)는 앞서 제1 실시예에서 설명한 바와 같이 각 색깔 별로 감광성 수지를 도포하고 사진 현상하는 공정을 세 번씩 실시하여 형성하며, 이때 적, 녹, 청의 색 필터(11)를 형성하는 순서는 바뀔 수도 있다. 다음, 색 필터(11)를 사진 식각 공정으로 패터닝하여 드레인 전극(63)을 드러내는 접촉 구멍(72)을 형성하며, 게이트 절연막(30)을 제거하여 게이트 패드(23)를 드러내는 접촉 구멍(73)을 형성한다. 이때, 데이터 패드(64)는 이미 드러나 있다.
다음, 앞서의 도 8 및 도 9에서와 같이, ITO 또는 IZO와 같은 투명 도전 물질을 증착하고 사진 식각 공정으로 패터닝하여 화소 전극(80), 보조 게이트 패드(83) 및 보조 데이터 패드(84)를 형성한다.
한편, 색 필터(11) 위에 오버코트막을 형성하는 경우에는 오버코트막이 게이트 패드(23) 및 데이터 패드(64) 위에도 형성되어 있으므로 드레인 전극(63)을 드러내는 접촉 구멍(72)을 형성할 때 오버코트막과 색 필터(11)를 모두 제거한다. 이와 함께 오버코트막과 게이트 절연막(30)을 제거하여 게이트 패드(23)를 드러내는 접촉 구멍(73)을 형성하고, 오버코트막을 제거하여 데이터 패드(64)를 드러내는 접촉 구멍을 형성한다.
이와 같이 본 발명의 제1 및 제2 실시예에서는 유지 용량 배선(25, 261, 262, 271, 272)과 화소 전극(80)이 절연막을 사이에 두고 중첩되어 유지 용량을 형성하지만, 유지 용량 배선을 형성하지 않고 전단의 게이트선(21)과 화소 전극(80)이 절연막을 사이에 두고 중첩되어 유지 용량을 형성할 수도 있다.
이와 같이 본 발명에서는 화소 전극이 게이트선, 전단의 게이트선 및 데이터선과 중첩되어 있어 빛샘을 방지하며, 색 필터 및 블랙 매트릭스를 박막 트랜지스터 기판 위에 형성하여 하판과 상판의 오정렬로 인한 개구율 손실을 방지함으로써 투과율을 향상시킬 수 있다. 또한, 정렬키 패턴을 형성하기 위한 공정을 따로 실시하지 않고 돌기 패턴과 동일한 층으로 상판에 정렬키 패턴을 형성하므로 공정 수를 줄일 수 있다.
Claims (19)
- 절연 기판 위에 형성되어 있는 색 필터,게이트선 및 상기 게이트선과 연결되어 있는 게이트 패드를 포함하는 게이트 배선,상기 게이트 배선과 동일한 층으로 형성되어 있으며 상기 게이트선 사이에 위치하는 유지 용량선, 상기 유지 용량선에 연결되어 있는 유지 용량 전극 및 상기 유지 용량 전극의 가지인 유지 용량 가지선을 포함하는 유지 용량 배선,상기 게이트선과 절연되어 교차하며 화소 영역을 정의하는 데이터선 및 상기 데이터선에 연결되어 있는 데이터 패드를 포함하는 데이터 배선,상기 데이터 배선 위에 형성되어 있는 보호막,상기 보호막 위에 형성되어 있으며 상기 데이터선의 일부와 중첩되어 있는 화소 전극을 포함하는 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판.
- 제1항에서,상기 색 필터는 상기 화소 영역에 형성되어 있으며 상기 데이터선의 일부와 중첩되어 있는 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판.
- 제1항에서,상기 화소 전극의 상기 데이터선과 나란한 변은 상기 데이터선과 상기 색 필터의 중첩면 내에 위치하는 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판.
- 제1항에서,상기 기판은 상기 화소 영역이 다수 모여 있는 표시 영역과 상기 게이트 패드 및 상기 데이터 패드가 위치하는 패드부로 나누어지며, 상기 표시 영역과 상기 패드부 사이에 형성되어 있는 블랙 매트릭스를 더 포함하는 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판.
- 제1항에서,상기 색 필터를 덮고 있는 오버코트막을 더 포함하는 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판.
- 제1항에서,상기 화소 전극은 상기 유지 용량 가지선과 중첩하는 개구부를 가지는 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판.
- 제1항에서,상기 화소 전극과 동일한 층으로 형성되어 있으며 상기 게이트 패드 및 상기 데이터 패드와 각각 연결되는 보조 게이트 패드 및 보조 데이터 패드를 더 포함하는 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판.
- 절연 기판 위에 블랙 매트릭스를 형성하는 단계,상기 기판 위에 색 필터를 형성하는 단계,게이트선 및 상기 게이트선과 연결되어 있는 게이트 패드를 포함하는 게이트 배선과 유지 용량 배선을 형성하는 단계,상기 게이트 배선 및 상기 유지 용량 배선을 덮는 게이트 절연막을 형성하는 단계,상기 게이트 절연막 위에 반도체층을 형성하는 단계,상기 반도체층 위에 저항성 접촉층을 형성하는 단계,상기 저항성 접촉층 위에 데이터선 및 상기 데이터선과 연결되어 있는 데이터 패드를 포함하는 데이터 배선을 형성하는 단계,상기 데이터 배선 위에 보호막을 형성하는 단계,상기 데이터선의 일부와 중첩되는 화소 전극을 형성하는 단계를 포함하며,상기 블랙 매트릭스를 상기 게이트 패드 및 상기 데이터 패드가 형성되어 있는 패드부와 상기 화소 전극이 형성되어 있는 표시 영역의 사이에 형성하는 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법.
- 제8항에서,상기 색 필터는 상기 데이터선과 중첩하며, 상기 색 필터와 상기 데이터선이 이루는 중첩면 내에 상기 화소 전극의 상기 데이터선과 나란한 변이 위치하는 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법.
- 제8항에서,상기 색 필터를 형성한 후 오버코트막을 형성하는 단계를 더 포함하는 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법.
- 제8항에서,상기 화소 전극은 상기 게이트선과 중첩하는 액정 표시용 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법.
- 절연 기판 위에 형성되어 있는 게이트선 및 상기 게이트선과 연결되어 있는 게이트 패드를 포함하는 게이트 배선,상기 게이트 배선과 동일한 층으로 형성되어 있으며 상기 게이트선 사이에 위치하는 유지 용량선, 상기 유지 용량선에 연결되어 있는 유지 용량 전극 및 상기 유지 용량 전극의 가지인 유지 용량 가지선을 포함하는 유지 용량 배선,상기 게이트선과 절연되어 교차하며 화소 영역을 정의하는 데이터선 및 상기 데이터선에 연결되어 있는 데이터 패드를 포함하는 데이터 배선,상기 화소 영역에 형성되어 있으며 상기 데이터선의 일부와 중첩되어 있는색 필터,상기 색 필터 위에 형성되어 있는 화소 전극을 포함하는 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판.
- 제12항에서,상기 화소 전극의 상기 데이터선과 나란한 변은 상기 데이터선과 상기 색 필터의 중첩면 내에 위치하는 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판.
- 제12항에서,상기 색 필터와 상기 화소 전극 사이에 형성되어 있는 오버코트막을 더 포함하는 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판.
- 제12항에서,상기 화소 전극은 상기 유지 용량 가지선과 중첩하는 개구부를 가지는 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판.
- 제12항에서,상기 화소 전극과 동일한 층으로 형성되어 있으며 상기 게이트 패드 및 상기 데이터 패드와 각각 연결되는 보조 게이트 패드 및 보조 데이터 패드를 더 포함하는 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판.
- 절연 기판 위에 게이트선 및 상기 게이트선과 연결되어 있는 게이트 패드를 포함하는 게이트 배선 및 유지 용량 배선을 형성하는 단계,상기 게이트 배선 및 상기 유지 용량 배선을 덮는 게이트 절연막을 형성하는 단계,상기 게이트 절연막 위에 반도체층을 형성하는 단계,상기 반도체층 위에 저항성 접촉층을 형성하는 단계,상기 저항성 접촉층 위에 데이터선 및 상기 데이터선과 연결되어 있는 데이터 패드를 포함하는 데이터 배선을 형성하는 단계,색 필터를 형성하는 단계,상기 색 필터 위에 상기 데이터선의 일부와 중첩되는 화소 전극을 형성하는 단계를 포함하는 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법.
- 제17항에서,상기 색 필터는 상기 데이터선과 중첩하며, 상기 색 필터와 상기 데이터선이 이루는 중첩면 내에 상기 화소 전극의 상기 데이터선과 나란한 변이 위치하는 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법.
- 제17항에서,상기 색 필터를 형성한 후 오버코트막을 형성하는 단계를 더 포함하는 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법.
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