KR20050068292A - 액정 표시 장치용 어레이 기판 및 그 제조 방법 - Google Patents
액정 표시 장치용 어레이 기판 및 그 제조 방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20050068292A KR20050068292A KR1020030099497A KR20030099497A KR20050068292A KR 20050068292 A KR20050068292 A KR 20050068292A KR 1020030099497 A KR1020030099497 A KR 1020030099497A KR 20030099497 A KR20030099497 A KR 20030099497A KR 20050068292 A KR20050068292 A KR 20050068292A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- liquid crystal
- substrate
- crystal display
- display device
- gate
- Prior art date
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/136—Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
- G02F1/1362—Active matrix addressed cells
- G02F1/136227—Through-hole connection of the pixel electrode to the active element through an insulation layer
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/133345—Insulating layers
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/133371—Cells with varying thickness of the liquid crystal layer
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/1337—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/1337—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers
- G02F1/133776—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers having structures locally influencing the alignment, e.g. unevenness
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F2201/00—Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00
- G02F2201/12—Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00 electrode
- G02F2201/123—Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00 electrode pixel
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Liquid Crystal (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
Abstract
본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것으로, 배향 공정이 용이한 액정 표시 장치용 어레이 기판 및 그 방법에 관한 것이다.
본 발명은 액정 표시 장치의 제조시에 보호막과 화소 전극을 물결 모양(wave)으로 형성하여 배향 공정이 용이하고 배향이 균일하게 되도록 한다.
따라서, 본 발명은 배향 특성을 균일한 배향막을 간단하게 형성하여 대면적 액정 표시 장치의 불량을 저감하고, 보호막 형성시에 소프트 몰드를 이용하여 요철을 형성함으로써 상기 소프트 몰드의 패턴에 따라 다양하고 원하는 모양으로 보호막을 형성할 수 있어 여러 가지 모델에 적용할 수 있고, 별도의 포토 공정 없이 간단히 형성할 수 있어 제조 비용을 저감하는 효과가 있다.
Description
본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것으로, 배향 공정이 용이한 액정 표시 장치용 어레이 기판 및 그 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 화상 정보를 화면에 나타내는 디스플레이 장치들 중에서 브라운관 표시 장치(혹은 CRT:Cathode Ray Tube)가 지금까지 가장 많이 사용되어 왔는데, 이것은 표시 면적에 비해 부피가 크고 무겁기 때문에 사용하는데 많은 불편함이 따랐다.
그리고, 오늘날에는 전자산업의 발달과 함께 TV 브라운관 등에 제한적으로 사용되었던 디스플레이 장치가 개인용 컴퓨터, 노트북, 무선 단말기, 자동차 계기판, 전광판 등에 까지 확대 사용되고, 정보통신 기술의 발달과 함께 대용량의 화상정보를 전송할 수 있게 됨에 따라 이를 처리하여 구현할 수 있는 차세대 디스플레이 장치의 중요성이 커지고 있다.
이와 같은 차세대 디스플레이 장치는 경박단소, 고휘도, 대화면, 저소비 전력 및 저가격화를 실현할 수 있어야 하는데, 그 중 하나로 최근에 액정 표시 장치가 주목을 받고 있다.
상기 액정 표시 장치(LCD:Liquid Crystal Display)는 표시 해상도가 다른 평판 표시 장치보다 뛰어나고, 동화상을 구현할 때 그 품질이 브라운관에 비할 만큼 응답 속도가 빠른 특성을 나타내고 있다.
알려진 바와 같이, 액정 표시 장치의 구동 원리는 액정의 광학적 이방성과 분극 성질을 이용한 것이다.
액정 분자는 구조가 가늘고 길기 때문에 분자 배열에 방향성과 분극성을 가지고 있으며, 상기 액정 분자들에 인위적으로 전자기장을 인가하여 분자 배열 방향을 조절할 수 있다.
따라서, 액정 분자의 배향 방향을 임의로 조절하면 액정의 광학적 이방성에 의하여 액정 분자의 배열 방향에 따라 빛을 투과 혹은 차단시킬 수 있게 되어, 이에 따라 달라지는 빛의 투과율에 의해 색상 및 영상을 표시할 수 있게 된다.
도 1은 일반적인 액정 표시 장치에 대한 개략적인 단면도이다.
도 1을 참조하면, 투명한 제 1 기판(111) 위에 금속과 같은 도전 물질로 이루어진 게이트 전극(121)이 형성되어 있고, 그 위에 실리콘 질화막(SiNx)이나 실리콘 산화막(SiOx)으로 이루어진 게이트 절연막(130)이 게이트 전극(121)을 덮고 있다.
상기 게이트 전극(121) 상부의 게이트 절연막(130) 위에는 비정질 실리콘으로 이루어진 액티브층(141)이 형성되어 있으며, 그 위에 불순물이 도핑된 비정질 실리콘으로 이루어진 오믹 콘택층(151, 152)이 형성되어 있다.
또한, 상기 오믹 콘택층(151, 152) 상부에는 금속과 같은 도전 물질로 이루어진 소스 및 드레인 전극(161, 162)이 형성되어 있는데, 상기 소스 및 드레인 전극(161, 162)은 상기 게이트 전극(121)과 함께 박막 트랜지스터(TFT : T)를 이룬다.
상기 소스 및 드레인 전극(161, 162) 위에는 실리콘 질화막(SiNx)이나 실리콘 산화막(SiOx)으로 이루어진 보호층(170)이 형성되어 있으며, 상기 보호층(170)은 드레인 전극(162)을 드러내는 콘택홀(171)을 가진다.
상기 보호층(170) 상부의 화소 영역에는 투명 도전 물질로 이루어진 화소 전극(181)이 형성되어 있고, 상기 화소 전극(181)은 콘택홀을 통해서 상기 드레인 전극(162)과 연결되어 있다.
상기 화소 전극(181) 상부에는 폴리이미드(polyimide)와 같은 물질로 이루어지고 표면이 일정 방향을 가지도록 형성된 제 1 배향막(191)이 형성되어 있다.
이 때, 상기 게이트 전극(121)은 게이트 배선과 연결되어 있고, 상기 소스 전극(161)은 데이터 배선과 연결되어 있으며, 상기 게이트 배선과 데이터 배선은 서로 직교하여 화소 영역을 정의한다.
한편, 상기와 같이 구성되어 있는 제 1 기판(111)을 포함하는 하부 기판 상부에는 상기 제 1 기판(111)과 일정 간격을 가지며 투명한 제 2 기판(110)을 포함하는 상부 기판이 배치되어 있다.
상기 제 2 기판(110) 하부의 박막 트랜지스터와 대응되는 부분에는 화소 영역 이외의 부분에서 빛샘이 발생하는 것을 방지하기 위한 블랙 매트릭스(120)가 형성되어 있다.
상기 블랙 매트릭스(120) 하부에는 컬러 필터(131)가 형성되어 있으며, 상기 컬러 필터(131)는 적(R), 녹(G), 청(B)의 세 가지 색이 순차적으로 반복되어 형성되어 있으며, 하나의 색이 하나의 화소 영역에 대응된다.
이 때, 상기 컬러 필터(131)는 염색법, 인쇄법, 안료 분산법, 전착법 등에 의해 형성되어질 수 있다.
이어서, 상기 컬러 필터(131)의 하부에는 투명한 도전 물질로 이루어진 공통 전극(140)이 형성되어 있으며, 상기 공통 전극(140) 하부에는 폴리이미드와 같은 물질로 이루어지고 표면이 일정 방향을 가지도록 형성된 제 2 배향막(150)이 형성되어 있다.
여기서, 상기 제 1 배향막(191)과 제 2 배향막(150) 사이에는 액정층(190)이 주입되며, 상기 액정층(190)의 액정 분자는 상기 배향막(191, 150)의 배향 방향에 의해서 초기 배향 상태가 결정된다.
이하, 상기와 같은 구성을 가지는 액정 표시 장치에서 액정 분자의 초기 배열 방향을 결정하기 위한 배향막 형성 과정에 대해서 좀 더 상세히 설명한다.
먼저, 배향막의 형성은 고분자 박막을 도포하고 배향막을 일정한 방향으로 배열시키는 공정으로 이루어진다.
상기 배향막에는 일반적으로 폴리이미드(polyimide) 계열의 유기물질이 주로 사용되고, 상기 배향막을 배열시키는 방법으로는 주로 러빙(rubbing) 방법이 이용되고 있다.
상기 러빙 방법은 먼저 기판 위에 폴리이미드 계열의 유기물질을 도포하고, 60 ~ 80℃ 정도의 온도에서 용제를 날리고 정렬시킨 후, 80 ~ 200℃ 정도의 온도에서 경화시켜 폴리이미드 배향막을 형성한 후, 벨벳(velvet) 등을 감은 러빙포를 이용하여 상기 배향막을 일정한 방향으로 문질러 줌으로써 다양한 배향 방향을 형성시키는 방법이다.
이와 같은 러빙에 의한 방법은 배향 처리가 용이하여 대량 생산에 적합하고, 안정된 배향을 가지는 장점이 있다.
그러나, 종래와 같은 박막 트랜지스터 구조에서는 보호막의 모양이 평평하여 각도를 주기 어려워 배향막 형성 공정시 러빙 포가 문지르고 지나가기에 용이하지 못하다.
따라서, 액정 표시 장치의 어레이 기판을 제조하는 데 있어서 최종 공정인 배향막 공정시에 평평한 보호막 상에서 러빙 포의 움직임에 어려움이 있어 대면적 적용시에 배향의 비균일성(non-uniformity)와 같은 문제점이 발생하게 되어 액정 표시 장치의 제조시의 수율을 떨어뜨리는 문제점이 되고 있다.
본 발명은 액정 표시 장치의 제조시에 보호막과 화소 전극을 물결 모양(wave)으로 형성하여 배향 공정이 용이하고 배향이 균일하게 될 수 있는 액정 표시 장치의 어레이 기판 및 그 제조 방법을 제공하는 데 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 액정 표시 장치용 어레이 기판은, 기판과; 상기 기판 상에 형성되는 게이트 배선 및 게이트 전극과; 상기 게이트 배선 상에 형성되는 게이트 절연막과; 상기 게이트 절연막 상에 형성되고, 상기 게이트 배선과 수직으로 교차하여 화소 영역을 정의하는 데이터 배선과; 상기 게이트 배선 및 데이터 배선의 교차점에 형성된 게이트 전극, 액티브층, 소스 및 드레인 전극으로 이루어진 박막 트랜지스터와; 상기 박막 트랜지스터를 포함하여 기판 전면에 요철 패턴을 형성하는 보호막과; 상기 보호막 상에 형성되는 화소 전극;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 보호막은 유기 물질로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 화소 전극은 투명한 도전성 물질로서, ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), ITZO(Indium Tin Zinc Oxide) 중에서 선택되어진 하나로 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 화소 전극은 상기 보호막에 형성되어 있는 요철 패턴과 동일한 요철 패턴이 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 요철 패턴은 물결(wave) 구조인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 액정 표시 장치용 어레이 기판의 제조 방법은, 기판 위에 게이트 배선 및 게이트 전극, 절연막, 액티브층 및 오믹콘택층, 데이터 배선 및 소스 전극, 드레인 전극이 순차적으로 적층되는 박막 트랜지스터를 형성하는 단계와; 상기 박막 트랜지스터 상에 요철 패턴을 가지는 보호막을 형성하는 단계와; 상기 보호막 상에 화소 전극을 형성하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 요철 패턴을 가지는 보호막을 형성하는 단계에 있어서, 기판을 준비하는 단계; 상기 기판 상에 유기 물질을 도포하는 단계와; 상기 유기 물질 상에 금속 물질을 형성하는 단계와; 상기 금속 물질 상에 소프트 몰드(soft mold)로 눌러 가열하는 단계와; 상기 소프트 몰드를 제거하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 보호막은 유기 물질로 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 소프트 몰드는 폴리우레탄(Polyurethane)계열의 엘라스토머(elastomer)로 이루어진 것을 특징으로 한다.
상기 소프트 몰드의 일면에 요철 패턴이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조로 하여 본 발명의 구체적인 실시예에 대해서 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 액정 표시 장치용 어레이 기판을 보여주는 단면도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 투명한 제 1 기판(211) 위에 금속과 같은 도전 물질로 이루어진 게이트 전극(221)이 형성되어 있고, 그 위에 실리콘 질화막(SiNx)이나 실리콘 산화막(SiOx)으로 이루어진 게이트 절연막(230)이 게이트 전극(221)을 덮고 있다.
상기 게이트 전극(221) 상부의 게이트 절연막(230) 위에는 비정질 실리콘으로 이루어진 액티브층(241)이 형성되어 있으며, 그 위에 불순물이 도핑된 비정질 실리콘으로 이루어진 오믹 콘택층(251, 252)이 형성되어 있다.
또한, 상기 오믹 콘택층(251, 252) 상부에는 금속과 같은 도전 물질로 이루어진 소스 및 드레인 전극(261, 262)이 형성되어 있는데, 상기 소스 및 드레인 전극(261, 262)은 상기 게이트 전극(221)과 함께 박막 트랜지스터(TFT : T)를 이룬다.
상기 소스 및 드레인 전극(261, 262) 위에는 보호층(270)이 물결(wave) 모양으로 형성되어 있으며, 상기 보호층(270)은 드레인 전극(262)을 드러내는 콘택홀(271)을 가진다.
상기 보호층(270) 상부의 화소 영역에는 투명 도전 물질로 이루어진 화소 전극(281)이 형성되어 있고, 상기 화소 전극(281)은 콘택홀(271)을 통해서 상기 드레인 전극(262)과 연결되어 있다.
상기 화소 전극(281) 상부에는 폴리이미드(polyimide)와 같은 물질로 이루어지고 표면이 일정 방향을 가지도록 형성된 배향막(291)이 형성되어 있다.
이 때, 상기 게이트 전극(221)은 게이트 배선과 연결되어 있고, 상기 소스 전극(261)은 데이터 배선과 연결되어 있으며, 상기 게이트 배선과 데이터 배선은 서로 직교하여 화소 영역을 정의한다.
상기와 같은 구성을 가지는 액정 표시 장치의 제조 방법을 설명하면, 먼저, 기판(211) 상에 게이트 패턴들이 형성된다.
상기 기판(211) 상에 스퍼터링(Sputtering) 방법 등의 증착 방법을 통해 게이트 금속층이 형성된다.
이어서, 포토 리쏘그래피(Photo rithography) 공정과 식각 공정으로 게이트 금속층이 패터닝됨으로써 게이트 배선과 게이트 전극(221), 게이트 패드를 포함하는 게이트 패턴들이 형성된다.
상기 게이트 금속으로는 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 알루미늄계 금속 등이 단일층 또는 이중층 구조로 이용된다.
그리고, 상기 게이트 패턴들이 형성된 기판(211) 상에 게이트 절연막(230), 액티브층(241), 그리고 오믹 콘택층(251, 252)이 형성된다.
상기 게이트 패턴들이 형성된 기판(211) 상에 PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) 등의 증착방법을 통해 게이트 절연막(230), 비정질 실리콘층, 그리고 n+ 비정질 실리콘층이 순차적으로 형성된다.
이어서, 포토 리쏘그래피 공정과 식각 공정으로 n+ 비정질 실리콘층과 비정질 실리콘층이 동시 식각됨으로써 오믹 콘택층(251, 252)과 액티브층(241)이 형성된다.
상기 게이트 절연막(230)의 재료로는 산화 실리콘(SiOx) 또는 질화 실리콘(SiNx) 등의 무기 절연물질이 이용된다.
또한, 액티브층(241) 및 오믹 콘택층(251, 252)이 형성된 게이트 절연막(230) 상에 소스 및 드레인 패턴들이 형성된다.
상기 액티브층(241) 및 오믹 콘택층(251, 252)이 형성된 게이트 절연막(230) 상에 소스 및 드레인 금속층이 스퍼터링 등의 증착 방법으로 형성된다.
이어서, 포토 리쏘그래피 공정과 식각 공정으로 소스 및 드레인 금속층이 패터닝됨으로써 데이터 배선, 소스 전극(261), 드레인 전극(262), 데이터 패드를 포함하는 소스 및 드레인 패턴들이 형성된다.
그리고, 상기 소스 전극(261) 및 드레인 전극(262) 사이의 오믹접촉층(251, 252)을 건식식각 공정으로 제거한다.
상기 소스 및 드레인 금속으로는 몰리브덴(Mo), 티타늄, 탄탈륨, 몰리브덴 합금(Mo alloy), 크롬(Cr) 등이 이용된다.
그리고, 상기 소스 및 드레인 패턴들이 형성된 게이트 절연막(230) 상에 다수의 콘택홀들을 포함하는 보호막(270)이 형성된다.
여기서, 상기 소스 및 드레인 패턴들이 형성된 게이트 절연막(230) 상에 PECVD 등의 증착방법으로 보호막(270)이 전면 형성된다.
상기 보호막(270)은 포토 리쏘그래피 공정과 건식 식각 공정으로 패터닝됨으로써 콘택홀들이 형성된다.
상기 보호막(270)의 재료로는 유전상수가 작은 아크릴(acryl)계 유기화합물, BCB 또는 PFCB 등과 같은 유기 절연물질이 이용된다.
그리고, 상기 보호막(270) 상에 투명 전극 물질이 형성된다.
상기 투명 전극 물질로는 인듐주석산화물(Indium Tin Oxide : ITO)이나 또는 인듐아연산화물(Indium Zinc Oxide : IZO)이나 인듐주석아연산화물(Indium Tin Zinc Oxide : ITZO) 등이 이용된다.
이어서, 상기에 설명한 바와 같이 보호막(270) 상에 형성된 투명 전극 물질 위에 원하는 모양의 미세한 요철로 패터닝된 소프트 몰드(soft mold)를 준비한다.
여기서, 상기 소프트 몰드는 미세한 크기로 패터닝되는데, 상기 몰드의 패턴 모양에 따라서 보호막과 투명 전극의 요철 패턴이 결정된다.
상기 소프트 몰드를 투명 전극 상에 누른 후에 유기막인 보호막(270)이 거동 가능한 온도(Tg) 이상으로 가열을 해주면 상부 투명 전극과의 열 팽창 계수(thermal expansion coefficient) 차이로 인하여 벌킹(bulking)이 일어난다.
이는 물질에 따라 열적 성질이 다르기 때문이며, 같은 온도이어도 상기 투명 전극 물질은 그대로 있으려는 반면 보호막 물질은 늘어나려고 하기 때문이다.
이에 따라, 소프트 몰드의 패턴 크기에 따라 투명 전극과 유기막인 보호막(270)에 요철 패턴이 형성된다.
이와 같이 형성된 투명 전극은 포토 리쏘그래피 공정과 식각 공정을 통해 패텅님됨으로써 화소 전극(281)이 형성된다.
상기 물결 모양의 보호막(270)과 화소 전극(281) 상에 배향막(291)을 형성하는데, 상기 배향막(291)은 일반적으로 유기 고분자막인 폴리이미드를 사용하고 배향막 형성 공정은 기판 상부에 폴리아믹산 용액이나 가용성 폴리이미드 용액을 도포하고, 60℃ ~ 80℃ 에서 용제를 날리고 정렬시킨 후, 80℃ ~ 200℃에서 경화시켜 폴리이미드막을 형성한다.
상기와 같이 형성된 폴리이미드막에 러빙 포를 이용하여 기판의 일 방향으로 문질러 배향막(291)을 형성하는데, 이때, 상기 보호막(270)과 화소 전극(281)이 물결 모양으로 요철을 이루고 있으므로 상기 배향막(291)도 물결 모양으로 요철 패턴을 형성하게 된다.
이와 같은 물결 모양의 요철 패턴은 러빙 포가 지나갈때 기판과 러빙 포의 접촉 특성을 좋게 하여 배향 처리가 균일(uniformity)하게 되도록 해준다.
도 3은 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 어레이 기판을 제조하는 데 있어서, 소프트 몰드를 이용하여 요철을 형성하는 공정을 보여주는 공정 순서도이다.
도 3a에 도시된 바와 같이, 기판(300) 상에 유기막(310)을 형성한다.
이때, 상기 유기막(310)은 액정 표시 장치의 하부 기판에 형성되는 보호막을 사용할 수도 있다.
상기 기판(300)은 박막 트랜지스터 등이 형성된 액정 표시 장치의 하부 기판이 될 수 있다.
그리고, 상기 유기막(310) 상에 전도성 물질(320)을 증착한다.
이때, 상기 전도성 물질(320)은 액정 표시 장치의 하부 기판에 형성되는 투명 전극인 화소 전극을 사용할 수도 있다.
상기 전도성 물질(320)로는 ITO, IZO, ITZO 중에서 하나로 형성할 수도 있다.
그리고, 미세한 크기로 원하는 모양으로 패터닝된 소프트 몰드(soft mold)(330)를 준비한다.
상기 소프트 몰드(330)는 미세한 크기로 패터닝되는데, 상기 몰드(330)의 패턴 모양에 따라서 기판 상의 유기막(310)과 전도성 물질(320)의 요철 패턴이 결정되므로 원하는 요철 패턴에 맞도록 제작한다.
이어서, 도 3b에 도시된 바와 같이, 상기 소프트 몰드(330)를 기판(300) 상에 누른 후에 유기막(310)이 거동 가능한 온도 이상으로 가열을 해주면 상부 전도성 물질(320)과의 열 팽창 계수(thermal expansion coefficient) 차이로 인하여 벌킹(bulking)이 일어난다.
이에 따라, 도 3c에 도시된 바와 같이, 벌킹이 일어나 소프트 몰드(330)의 패턴 크기에 따라 전도성 물질(320)과 유기막(310)에 요철 패턴이 형성되면 상기 소프트 몰드(330)를 기판으로부터 떼어내어, 도 3d에 도시된 바와 같이, 물결 모양의 요철 패턴이 형성된 보호막과 화소 전극을 형성할 수 있다.
이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명에 따른 액정 표시 장치용 어레이 기판 및 그 제조 방법은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함이 명백하다.
본 발명은 액정 표시 장치 제조시에 보호막을 소프트 몰드를 이용하여 물결 모양으로 패터닝함으로써 배향 특성을 균일한 배향막을 간단하게 형성하여 대면적 액정 표시 장치의 불량을 저감하는 소자의 특성을 향상시키는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 보호막 형성시에 소프트 몰드를 이용하여 요철을 형성함으로써 상기 소프트 몰드의 패턴에 따라 다양하고 원하는 모양으로 보호막을 형성할 수 있어 여러 가지 모델에 적용할 수 있고, 별도의 포토 공정 없이 간단히 형성할 수 있어 제조 비용을 저감하는 효과가 있다.
도 1은 일반적인 액정 표시 장치에 대한 개략적인 단면도.
도 2는 본 발명에 따른 액정 표시 장치용 어레이 기판을 보여주는 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 어레이 기판을 제조하는 데 있어서, 소프트 몰드를 이용하여 요철을 형성하는 공정을 보여주는 공정 순서도.
<도면의 주요부분에 대한 부호 설명>
211, 300 : 기판 221 : 게이트 전극
230 : 게이트 절연막 241 : 액티브층
251, 252 : 오믹 콘택층 261 : 소스 전극
262 : 드레인 전극 270 : 보호막
271 : 콘택홀 281 : 화소 전극
291 : 배향막 310 : 유기막
320 : 전도성 물질 330 : 소프트 몰드(soft mold)
Claims (10)
- 기판과;상기 기판 상에 형성되는 게이트 배선 및 게이트 전극과;상기 게이트 배선 상에 형성되는 게이트 절연막과;상기 게이트 절연막 상에 형성되고, 상기 게이트 배선과 수직으로 교차하여 화소 영역을 정의하는 데이터 배선과;상기 게이트 배선 및 데이터 배선의 교차점에 형성된 게이트 전극, 액티브층, 소스 및 드레인 전극으로 이루어진 박막 트랜지스터와;상기 박막 트랜지스터를 포함하여 기판 전면에 요철 패턴을 형성하는 보호막과;상기 보호막 상에 형성되는 화소 전극;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치용 어레이 기판.
- 제 1항에 있어서,상기 보호막은 유기 물질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치용 어레이 기판.
- 제 1항에 있어서,상기 화소 전극은 투명한 도전성 물질로서, ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), ITZO(Indium Tin Zinc Oxide) 중에서 선택되어진 하나로 형성되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치용 어레이 기판.
- 제 1항에 있어서,상기 화소 전극은 상기 보호막에 형성되어 있는 요철 패턴과 동일한 요철 패턴이 형성되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치용 어레이 기판.
- 제 1항에 있어서,상기 요철 패턴은 물결(wave) 구조인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치용 어레이 기판.
- 기판 위에 게이트 배선 및 게이트 전극, 절연막, 액티브층 및 오믹콘택층, 데이터 배선 및 소스 전극, 드레인 전극이 순차적으로 적층되는 박막 트랜지스터를 형성하는 단계와;상기 박막 트랜지스터 상에 요철 패턴을 가지는 보호막을 형성하는 단계와;상기 보호막 상에 화소 전극을 형성하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치용 어레이 기판의 제조 방법.
- 제 6항에 있어서,상기 요철 패턴을 가지는 보호막을 형성하는 단계에 있어서,기판을 준비하는 단계;상기 기판 상에 유기 물질을 도포하는 단계와;상기 유기 물질 상에 금속 물질을 형성하는 단계와;상기 금속 물질 상에 소프트 몰드(soft mold)로 눌러 가열하는 단계와;상기 소프트 몰드를 제거하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치용 어레이 기판의 제조 방법.
- 제 6항에 있어서,상기 보호막은 유기 물질로 형성되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치용 어레이 기판의 제조 방법.
- 제 7항에 있어서,상기 소프트 몰드는 폴리우레탄(Polyurethane)계열의 엘라스토머(elastomer)로 이루어진 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치용 어레이 기판의 제조 방법.
- 제 6항에 있어서,상기 요철 패턴은 물결(wave) 구조인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치용 어레이 기판의 제조 방법.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020030099497A KR20050068292A (ko) | 2003-12-30 | 2003-12-30 | 액정 표시 장치용 어레이 기판 및 그 제조 방법 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020030099497A KR20050068292A (ko) | 2003-12-30 | 2003-12-30 | 액정 표시 장치용 어레이 기판 및 그 제조 방법 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20050068292A true KR20050068292A (ko) | 2005-07-05 |
Family
ID=37258860
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020030099497A KR20050068292A (ko) | 2003-12-30 | 2003-12-30 | 액정 표시 장치용 어레이 기판 및 그 제조 방법 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR20050068292A (ko) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101367305B1 (ko) * | 2008-02-15 | 2014-02-27 | 삼성디스플레이 주식회사 | 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법 |
-
2003
- 2003-12-30 KR KR1020030099497A patent/KR20050068292A/ko active Search and Examination
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101367305B1 (ko) * | 2008-02-15 | 2014-02-27 | 삼성디스플레이 주식회사 | 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7817218B2 (en) | Method of manufacturing a liquid crystal device utilizing a liquid organic semiconductor for the active layer | |
US8199302B2 (en) | In plane switching mode liquid crystal display device and fabrication method thereof | |
US7417705B2 (en) | Liquid crystal display device and method for fabricating the same | |
GB2428488A (en) | Liquid crystal display device and method of fabricating the same | |
US6597420B2 (en) | Liquid crystal display device having color film on a first substrate and a method for manufacturing the same | |
KR20050063882A (ko) | 액정 표시 장치 및 그 제조 방법 | |
US7430031B2 (en) | Liquid crystal display device and method of fabricating the same | |
US6977697B2 (en) | Method for manufacturing liquid crystal display device | |
KR101093253B1 (ko) | 횡전계 방식 액정 표시 장치 및 그 제조 방법 | |
KR20070071297A (ko) | 액정표시소자용 배향재료 및 그것을 사용한 액정표시소자 | |
US20070153189A1 (en) | Method for manufacturing a liquid crystal display device with optically compensated bend mode | |
KR101062044B1 (ko) | 액정 표시 장치 및 그 제조 방법 | |
KR100646982B1 (ko) | 액정 표시 장치의 배향막 형성 방법 | |
KR20050068292A (ko) | 액정 표시 장치용 어레이 기판 및 그 제조 방법 | |
KR100989262B1 (ko) | 액정 표시 장치 및 그 제조 방법 | |
KR101467215B1 (ko) | 보상필름이 구비된 액정표시장치 및 그 제조방법 | |
KR101186009B1 (ko) | 횡전계 방식 액정 표시 장치의 제조 방법 및 배향막 형성방법 | |
KR100617027B1 (ko) | 액정표시소자 제조방법 | |
KR101087242B1 (ko) | 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 소자 및 그의 제조 방법 | |
CN110058459A (zh) | 液晶显示面板及包含其的液晶显示设备 | |
KR101057851B1 (ko) | 액정 표시 장치의 제조 방법 | |
KR20160034592A (ko) | 액정 디스플레이 패널 및 그를 포함하는 액정 디스플레이 장치 | |
US20130083415A1 (en) | Color filter and method for manufacturing the same | |
KR20120037847A (ko) | 액정표시장치 및 그의 제조방법 | |
KR20050036342A (ko) | 수직 배향 모드 액정 표시 장치 및 그 제조 방법 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
AMND | Amendment | ||
E601 | Decision to refuse application | ||
J201 | Request for trial against refusal decision | ||
AMND | Amendment | ||
B601 | Maintenance of original decision after re-examination before a trial | ||
E801 | Decision on dismissal of amendment | ||
J301 | Trial decision |
Free format text: TRIAL DECISION FOR APPEAL AGAINST DECISION TO DECLINE REFUSAL REQUESTED 20060605 Effective date: 20070419 |