KR20060008002A - 액정표시패널 및 그 제조방법 - Google Patents

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KR20060008002A
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Abstract

본 발명은 컬러필터 어레이 기판과 박막트랜지스터 어레이 기판의 합착공정의 정확도를 높힘과 아울러 화질저하를 방지할 수 있는 액정표시패널 및 그 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 액정표시패널은 제1 기판과; 상기 제1 기판과 대향되게 합착되는 제2 기판과; 상기 제1 기판 상에 형성되며 개구홀를 마련하는 돌기부와; 상기 제1 및 제2 기판 사이의 셀갭을 마련하기 위해 상기 제2 기판 상에 형성되며 상기 개구홀에 삽입되는 패턴스페이서를 구비하는 것을 특징으로 한다.

Description

액정표시패널 및 그 제조방법{Liquid Crystal Display Panel And Fabricating Method Thereof}
도 1은 종래의 액정표시패널을 나타내는 사시도이다.
도 2는 종래 패턴스페이서의 형성위치를 설명하기 위한 단면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 박막트랜지스터 어레이 기판과 칼라필터 어레이 기판을 합착시 이용되는 정렬마크를 나타내는 사시도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 액정표시패널을 나타내는 평면도이다.
도 5는 도 4에서 선"Ⅴ-Ⅴ'"를 따라 절취한 액정표시패널을 나타내는 단면도이다.
도 6a 및 도 6b는 도 4에 도시된 돌기부의 다른 형태를 나타내는 평면도이다.
도 7a 및 도 7b는 도 5에 도시된 돌기부의 다른 재질을 나타내는 단면도이다.
도 8a 내지 도 8e는 도 5에 도시된 박막트랜지스터 어레이 기판의 제조방법을 나타내는 단면도이다.
도 9는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 액정표시패널을 나타내는 단면도이다.
도 10a 내지 도 10d는 도 9에 도시된 박막트랜지스터 어레이 기판의 제조방법을 나타내는 단면도이다.
〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉
1,21,101,111 : 기판 2,134 : 블랙매트릭스
4,132 : 칼라필터 6,138 : 공통전극
8 : 액정 10,150 : 칼라필터 어레이 기판
12,102 : 게이트라인 14,122 : 화소전극
16,130 : 박막트랜지스터 18,104 : 데이터라인
20,160 : 박막트랜지스터 어레이 기판 140 : 패턴스페이서
142 : 개구홀 144 : 돌기부
본 발명은 액정표시패널에 관한 것으로, 특히 컬러필터 어레이 기판과 박막트랜지스터 어레이 기판의 합착공정의 정확도를 높힘과 아울러 화질저하를 방지할 수 있는 액정표시패널 및 그 제조방법에 관한 것이다.
통상, 액정표시소자(Liquid Crystal Display; LCD)는 전계를 이용하여 액정의 광투과율을 조절함으로써 화상이 표시된다. 이를 위하여, 액정표시소자는 액정 셀들이 매트릭스 형태로 배열되어진 액정표시패널과, 이 액정표시패널을 구동하기 위한 구동회로를 구비하게 된다. 액정표시패널에는 액정셀들 각각에 전계를 인가하기 위한 화소전극들과 기준전극, 즉 공통전극이 마련되게 된다. 통상, 화소전극은 하부기판 상에 액정셀별로 형성되는 반면 공통전극은 상부기판의 전면에 일체화되어 형성된다. 화소전극들 각각은 스위칭소자로 사용되는 박막트랜지스터(Thin Film Transistor : 이하 "TFT"라 함)에 접속된다. 화소전극은 TFT를 통해 공급되는 데이터신호에 따라 공통전극과 함께 액정셀이 구동된다.
도 1을 참조하면, 종래의 액정표시패널은 액정(8)을 사이에 두고 합착된 칼라필터 어레이 기판(10)과 박막트랜지스터 어레이 기판(20)을 구비한다.
액정(8)은 자신에게 인가된 전계에 응답하여 회전됨으로써 박막트랜지스터 어레이 기판(20)을 경유하여 입사되는 빛의 투과량을 조절하게 된다.
박막트랜지스터 어레이 기판(20)은 하부기판(21)의 전면에 게이트절연막을 사이에 두고 절연되는 데이터라인(18)과 게이트라인(12)이 상호 교차되도록 형성되며, 그 교차부에 TFT(16)가 형성된다. TFT(16)는 게이트라인(12)에 접속된 게이트전극, 데이터라인(18)에 접속된 소스전극, 화소전극(14)에 접속된 드레인전극, 소스전극 및 드레인전극 사이의 채널부를 형성하는 활성층 및 오믹접촉층을 포함한다. 이러한 TFT(16)는 게이트라인(12)으로부터의 게이트신호에 응답하여 데이터라인(18)으로부터의 데이터신호를 선택적으로 화소전극(14)에 공급한다.
화소전극(14)은 데이터라인(18)과 게이트라인(12)에 의해 분할된 셀 영역에 위치하며 광투과율이 높은 투명전도성물질로 이루어진다. 이 화소전극(14)은 드레 인전극을 경유하여 공급되는 데이터신호에 의해 공통전극(6)과 전위차를 발생시키게 된다. 이 전위차에 의해 하부기판(21)과 상부기판(1) 사이에 위치하는 액정(8)은 유전율이방성에 의해 회전하게 된다. 이에 따라, 광원으로부터 화소전극(14)을 경유하여 공급되는 광이 상부기판(1) 쪽으로 투과된다.
칼라필터 어레이 기판(10)은 상부기판(1)의 배면 상에 형성되는 칼라필터(4) 및 공통전극(6)을 구비한다. 칼라필터(4)는 적(R), 녹(G) 및 청(B) 색의 칼라필터층이 스트라이프(Stripe) 형태로 배치되어 특정 파장대역의 빛을 투과시킴으로써 칼라표시를 가능하게 한다. 인접한 색의 칼라필터(4)들 사이에는 블랙 매트릭스(2)가 형성되어 인접한 셀로부터 입사되는 빛을 흡수함으로써 콘트라스트의 저하를 방지하게 된다.
이 컬러필터 어레이 기판(10)과 박막트랜지스터 어레이 기판(20)은 도 2에 도시된 포토리소그래피공정에 의해 형성되는 패턴 스페이서(24)에 의해 셀갭을 유지하게 된다. 이 패턴 스페이서(24)는 블랙매트릭스(2)와 중첩되는 게이트라인(12), 데이터라인(18) 및 박막트랜지스터(16) 중 어느 하나와 중첩되도록 형성된다. 예를 들어 패턴 스페이서(24)는 게이트절연막(32) 및 보호막(34)에 의해 덮혀 있는 게이트라인(12)과 중첩되게 형성된다.
이러한 컬러필터 어레이 기판(10)과 박막트랜지스터 어레이 기판(20)은 도 3에 도시된 바와 같이 각각의 모서리에 형성된 정렬마크(22,24)를 이용하여 얼라인된 후 실재에 의해 합착된다.
이와 같이, 합착공정시 정렬마크(22,24)만을 이용하여 컬러필터 어레이 기판 (10)과 박막트랜지스터 어레이 기판(20)을 얼라인하여 합착하므로 컬러필터 어레이 기판(10)과 박막트랜지스터 어레이 기판(20)이 정확하게 얼라인되지 않는 경우가 종종 발생된다. 이에 따라 시야각 콘트라스트와 같은 화질 저하가 발생된다. 또한, 컬러필터 어레이 기판(10)과 박막트랜지스터 어레이 기판(20)을 합착한 후 기판 표면에 소정 압력을 가하게 되면, 즉 패널을 터치하게 되면 컬러필터 어레이 기판(10)이 움직이게 된다. 이 경우, 블랙매트릭스(2)와, 박막트랜지스터 어레이 기판(20)의 신호라인(12,18)과 박막트랜지스터(16)가 일치되지 않아 개구율이 저하되어 휘도 저하가 발생된다.
따라서, 본 발명의 목적은 컬러필터 어레이 기판과 박막트랜지스터 어레이 기판의 합착공정의 정확도를 높힘과 아울러 화질저하를 방지할 수 있는 액정표시패널 및 그 제조방법을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 액정표시패널은 제1 기판과; 상기 제1 기판과 대향되게 합착되는 제2 기판과; 상기 제1 기판 상에 형성되며 개구홀를 마련하는 돌기부와; 상기 제1 및 제2 기판 사이의 셀갭을 마련하기 위해 상기 제2 기판 상에 형성되며 상기 개구홀에 삽입되는 스페이서를 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 제1 및 제2 기판 중 어느 한 기판은 화소영역을 구분하는 블랙매트릭스와; 상기 화소영역 별로 형성된 칼라필터들을 구비하며, 상기 제1 및 제2 기판 중 나머지 기판은 상기 화소영역에 형성되는 화소전극과; 상기 화소전극과 접속되는 박막트랜지스터와; 상기 박막트랜지스터에 게이트신호를 공급하는 게이트라인과; 상기 박막트랜지스터에 데이터신호를 공급하는 데이터라인을 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 박막트랜지스터는 상기 게이트라인과 접속되는 게이트전극과; 상기 데이터라인과 접속되는 소스전극과; 상기 화소전극과 접속되는 드레인전극과; 상기 소스 및 드레인전극 사이의 채널을 형성하기 위한 반도체층을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 돌기부는 상기 소스 및 드레인전극, 및 상기 반도체층 중 어느 하나와 동일 물질로 동일평면 상에 상기 게이트라인 및 데이터라인 중 적어도 어느 하나와 중첩되게 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 돌기부는 상기 반도체층과 동일 물질로 동일 평면 상에 상기 게이트라인과 중첩되게 형성되는 제1 돌기패턴과; 상기 소스 및 드레인전극과 동일 물질로 동일 평면 상에 상기 제1 돌기패턴과 중첩되게 형성되는 제2 돌기패턴을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제2 돌기패턴은 상기 제1 돌기패턴의 폭 이상인 것을 특징으로 한다.
상기 돌기부는 폐쇄형 형태로 형성되거나 적어도 일측면이 개구된 개구형 형태로 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 스페이서의 높이는 상기 돌기부의 높이 이상인 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 액정표시패널의 제조방법은 제1 기판 상에 개구홀을 가지는 돌기부를 형성하는 단계와; 상기 제1 기판과 대향하는 제2 기판 상에 스페이서를 형성하는 단계와; 상기 개구홀에 상기 스페이서가 삽입되도록 상기 제1 및 제2 기판을 합착하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 액정표시패널의 제조방법은 상기 제1 및 제2 기판 중 어느 한 기판 상에 화소영역을 구분하는 블랙매트릭스를 형성하는 단계와; 상기 화소영역 별로 칼라필터들을 형성하는 단계를 포함하며, 상기 제1 및 제2 기판 중 나머지 기판 상에 상기 블랙매트릭스와 중첩되는 게이트라인, 그 게이트라인과 교차하는 데이터라인, 게이트라인 및 데이터라인의 교차부에 위치하는 박막트랜지스터를 형성하는 단계와; 상기 박막트랜지스터와 접속되는 화소전극을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 돌기부를 형성하는 단계는 상기 박막트랜지스터의 소스 및 드레인전극, 및 상기 박막트랜지스터의 반도체층 중 어느 하나와 동일 물질로 동일평면 상에 상기 게이트라인 및 데이터라인 중 적어도 어느 하나와 중첩되게 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 돌기부를 형성하는 단계는 상기 박막트랜지스터의 반도체층과 동일 물질로 동일 평면 상에 상기 게이트라인과 중첩되게 제1 돌기패턴을 형성하는 단계와; 상기 박막트랜지스터의 소스 및 드레인전극과 동일 물질로 동일 평면 상에 상 기 제1 돌기패턴과 중첩되게 제2 돌기패턴을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 돌기부는 폐쇄형 형태로 형성되거나 적어도 일측면이 개구된 개구형 형태로 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부한 도면들을 참조한 실시 예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.
이하, 도 4 내지 도 10d를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하기로 한다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 액정표시패널을 나타내는 평면도 및 단면도이다.
도 4 및 도 5에 도시된 본 발명의 제1 실시 예에 따른 액정표시패널은 패턴스페이서(140)를 가지는 칼라필터 어레이 기판(150)과 돌기부(144)를 가지는 박막트랜지스터 어레이 기판(160)을 구비한다.
칼라필터 어레이 기판(150)은 상부기판(111)의 배면 상에 순차적으로 형성되는 블랙매트릭스(134), 칼라필터(132), 공통전극(138) 및 패턴스페이서(140)을 구비한다.
블랙매트릭스(134)는 화소영역을 구분하도록 형성되어 인접한 화소영역으로부터 입사되는 빛을 흡수하여 콘트라스트의 저하를 방지하게 된다. 이 블랙매트릭스(134)는 화소영역을 제외한 영역, 하부기판(101) 상에 형성된 게이트라인(102), 데이터라인(104) 및 박막트랜지스터(130)와 중첩되게 형성된다. 칼라필터(132)는 적(R), 녹(G) 및 청(B) 색별로 각 화소영역에 형성되어 특정 파장대역의 빛을 투과시킴으로써 칼라표시를 가능하게 한다. 공통전극(138)은 하부기판(101) 상에 형성된 화소전극(122)과 전계를 일으킬 수 있도록 기준전압이 공급된다. 패턴스페이서(140)는 포토리소그래피공정으로 형성되어 칼라필터 어레이 기판(150)과 박막트랜지스터 어레이 기판(160) 사이의 셀갭을 유지하도록 형성된다. 이러한 패턴 스페이서(140)는 돌기부(144)들에 의해 마련된 홀(142)에 삽입된다.
박막트랜지스터 어레이 기판(160)은 하부기판(101)과, 그 하부기판(101) 상에 교차되게 형성되어 화소영역을 정의하는 게이트라인(102) 및 데이터라인(104)과, 그 교차부에 형성되는 TFT(130)와, TFT(130)와 접속되는 화소전극(122)과, 패턴스페이서(140)가 삽입되도록 홀(142)을 마련하는 돌기부(144)를 구비한다.
TFT(130)는 게이트라인(102)에 접속된 게이트전극, 데이터라인(104)에 접속된 소스전극(108), 화소전극(122)에 접속된 드레인전극(110), 소스전극(108) 및 드레인전극(110) 사이의 채널부를 형성하는 활성층(114) 및 오믹접촉층(116)을 포함한다. 이러한 TFT(130)는 게이트라인(102)으로부터의 게이트신호에 응답하여 데이터라인(104)으로부터의 데이터신호를 선택적으로 화소전극(122)에 공급한다.
화소전극(122)은 데이터라인(104)과 게이트라인(102)에 의해 분할된 화소영역에 위치하며 광투과율이 높은 투명전도성물질로 이루어진다. 이 화소전극(122)은 박막트랜지스터(130)의 드레인전극(110)을 경유하여 공급되는 데이터신호에 의해 공통전극(138)과 전위차를 발생시키게 된다. 이 전위차에 의해 하부기판(101)과 상부기판(111) 사이에 위치하는 액정은 유전율이방성에 의해 회전하게 된다. 이에 따라, 광원으로부터 화소전극(122)을 경유하여 공급되는 광이 상부기판(111) 쪽으로 투과된다.
돌기부(144)는 패턴 스페이서의 유동을 방지함과 아울러 칼라필터 어레이 기판과 박막트랜지스터 어레이 기판의 합착시 얼라인을 용이하게 합니다. 이러한 돌기부(144)는 도 6a에 도시된 바와 같이 홀형태의 개구부(142)를 마련하도록 폐쇄형태로 형성되거나 도 6b에 도시된 바와 같이 적어도 일측이 개구된 형태로 형성된다.
개구부(142)를 마련하는 돌기부(144)는 도 5에 도시된 바와 같이 반도체층(114,116)과 동일물질로 게이트라인(102)과 중첩되도록 형성되며 제1 개구홀(142a)을 가지는 제1 돌기패턴(144a)과, 제1 돌기패턴(144a) 상에 소스 및 드레인전극(108,110)과 동일물질로 제1 돌기패턴(144a)을 덮도록 형성되며 제1 개구홀(142a)보다 폭이 좁은 제2 개구홀(142b)을 가지는 제2 돌기패턴(144b)을 포함한다. 또는 도 7a에 도시된 바와 같이 게이트절연막(112) 상에 활성층(114) 및 오믹접촉층(116)을 포함하는 반도체층과 동일물질로 게이트라인(102) 및 데이터라인(104) 중 적어도 어느 하나와 중첩되게 형성되거나 도 7b에 도시된 바와 같이 소스 및 드레인전극(108,110)과 동일물질로 게이트라인(102)과 중첩되게 형성된다.
이와 같이, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 액정표시패널은 하부기판 상에 형성된 돌기부에 의해 마련된 개구부에 패턴스페이서가 삽입되도록 박막트랜지스터 어레이 기판과 컬러필터 어레이 기판을 합착한다. 이에 따라, 패턴스페이서가 돌기부에 삽입되므로 컬러필터 어레이 기판과 박막트랜지스터 어레이 기판은 자동적 으로 합착된다. 또한, 하부기판 상에 형성된 돌기부에 의해 마련된 개구부에 패턴스페이서가 삽입됨으로써 액정패널을 터치시에도 컬러필터 어레이 기판이 유동하지 않으므로 터치 휘도 불균일을 방지할 수 있다. 뿐만 아니라 컬러필터 어레이 기판의 유동을 방지하므로 블랙매트릭스의 이동에 의한 개구율 저하를 방지하여 휘도 저하를 방지할 수 있다.
이러한 액정표시패널의 박막트랜지스터 어레이 기판의 제조방법을 도 8a 내지 도 8e를 결부하여 상세히 설명하기로 한다. 여기서는 도 7c에 도시된 박막트랜지스터 어레이 기판을 예로 들어 설명하기로 한다.
먼저, 하부기판(101) 상에 알루미늄(Al), 구리(Cu) 또는 크롬(Cr) 등과 같은 게이트금속막이 전면 증착된 후 포토리소그래피공정과 식각공정에 의해 게이트금속막이 패터닝된다. 이에 따라, 도 8a에 도시된 바와 같이 하부기판(101) 상에 게이트라인(102) 및 게이트전극(106)을 포함하는 제1 도전패턴군이 형성된다.
제1 도전패턴군이 형성된 하부기판(101) 상에 질화실리콘(SiNx) 또는 산화실리콘(SiOx) 등과 같은 절연물질이 전면 증착됨으로써 도 8b에 도시된 바와 같이 게이트절연막(112)이 형성된다. 게이트절연막(112)이 형성된 하부기판(101) 상에 제1 및 제2 반도체물질이 순차적으로 적층된 후 포토리소그래피공정과 식각공정에 의해 제1 및 제2 반도체물질이 패터닝된다. 이에 따라, 게이트절연막(112)이 형성된 하부기판(101) 상에 활성층(114) 및 오믹접촉층(116)을 포함하는 반도체층과 제1 개구홀(142a)을 가지는 제1 돌기패턴(144a)이 형성된다.
반도체층과 제1 돌기패턴(144a)이 형성된 하부기판(101) 상에 크롬(Cr), 구 리(Cu) 또는 몰리브덴(Mo) 등과 같은 데이터금속층이 증착된 후 포토리소그래피공정과 식각공정에 의해 패터닝된다. 이에 따라, 도 8c에 도시된 바와 같이 데이터라인(104), 소스전극(108), 드레인전극(110)을 포함하는 제2 도전패턴군과 제2 개구홀(142b)을 가지는 제2 돌기패턴(144b)이 형성된다.
제2 도전패턴군과 제2 돌기패턴(144b)이 형성된 하부기판(101) 상에 게이트절연막과 같은 무기절연물질 또는 아크릴 등과 같은 유기절연물질이 적층됨으로써 보호막(118)이 형성된다. 이 보호막(118)이 포토리소그래피공정과 식각공정에 의해 패터닝됨으로써 도 8d에 도시된 바와 같이 드레인전극(110)을 노출시키는 콘택홀(120)이 형성된다.
콘택홀(120)을 가지는 보호막(118)이 형성된 하부기판(101) 상에 인듐 틴 옥사이드(ITO) 등과 같은 투명도전성물질이 증착된 후 포토리소그래피공정과 식각공정에 의해 투명도전성물질이 패터닝된다. 이에 따라, 도 8e에 도시된 바와 같이 콘택홀(120)을 통해 드레인전극(110)과 접속되는 화소전극(122)을 포함하는 제3 도전패턴군이 형성된다.
도 9는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 액정표시패널을 나타내는 단면도이다.
도 9에 도시된 본 발명의 제2 실시 예에 따른 액정표시패널은 도 7c에 도시된 액정표시패널과 비교하여 소스 및 드레인전극을 포함하는 제2 도전패턴군과 반도체층이 동일패턴으로 형성되고, 돌기부의 제1 및 제2 돌기패턴이 동일 패턴으로 형성되는 것을 제외하고는 동일한 구성요소를 구비한다.
반도체층(114,116)은 소스 및 드레인전극(108,110) 하부에 소스 및 드레인전 극(108,110)을 따라 형성된다.
돌기부(144)는 패턴 스페이서(140)의 유동을 방지함과 아울러 칼라필터 어레이 기판(150)과 박막트랜지스터 어레이 기판(160)의 합착시 얼라인을 용이하게 한다.
이러한 돌기부(144)는 개구홀을 가지도록 제1 및 제2 돌기패턴(144a,144b)을 포함한다. 제1 돌기패턴(144a)은 반도체층(114,116)과 동일물질로 게이트라인(102)과 중첩되도록 형성되며, 제2 돌기패턴(144b)은 제1 돌기패턴(144a) 상에 소스 및 드레인전극(108,110)과 동일물질로 제1 돌기패턴(144a)과 동일패턴으로 형성된다.
이와 같이, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 액정표시패널은 하부기판 상에 형성된 돌기부에 의해 마련된 개구부에 패턴스페이서가 삽입되도록 박막트랜지스터 어레이 기판과 컬러필터 어레이 기판을 합착한다. 이에 따라, 패턴스페이서가 돌기부에 삽입되므로 컬러필터 어레이 기판과 박막트랜지스터 어레이 기판은 자동적으로 합착된다. 또한, 하부기판 상에 형성된 돌기부에 의해 마련된 개구부에 패턴스페이서가 삽입됨으로써 액정패널을 터치시에도 컬러필터 어레이 기판이 유동하지 않으므로 터치 휘도 불균일을 방지할 수 있다. 또한, 컬러필터 어레이 기판의 유동을 방지하므로 블랙매트릭스의 이동에 의한 개구율 저하를 방지하여 휘도 저하를 방지할 수 있다.
이러한 본 발명의 제2 실시 예에 따른 액정표시패널의 박막트랜지스터 어레이 기판의 제조방법을 도 10a 내지 도 10d를 결부하여 상세히 설명하기로 한다.
먼저, 하부기판(101) 상에 알루미늄(Al), 구리(Cu) 또는 크롬(Cr) 등과 같은 게이트금속막이 전면 증착된 후 포토리소그래피공정과 식각공정에 의해 게이트금속막이 패터닝된다. 이에 따라, 도 10a에 도시된 바와 같이 하부기판(101) 상에 게이트라인(102) 및 게이트전극(106)을 포함하는 제1 도전패턴군이 형성된다.
제1 도전패턴군이 형성된 하부기판(101) 상에 질화실리콘(SiNx) 또는 산화실리콘(SiOx) 등과 같은 절연물질이 전면 증착됨으로써 도 10b에 도시된 바와 같이 게이트절연막(112)이 형성된다. 게이트절연막(112)이 형성된 하부기판(101) 상에 제1 및 제2 반도체물질과 데이터금속층이 순차적으로 형성된다.
이어서, 데이터 금속층 위에 회절마스크 또는 반투과마스크 등과 같은 부분 노광 마스크를 이용한 포토리소그래피 공정으로 포토레지스트 패턴을 형성하게 된다. 이 경우 채널부의 포토레지스트 패턴이 다른 소스/드레인 패턴부 보다 낮은 높이를 갖게 한다.
이어서, 포토레지스트 패턴을 이용한 습식 식각 공정으로 데이터금속층이 패터닝됨으로써 데이터 라인(104), 소스 전극(108), 그 소스 전극(108)과 일체화된 드레인 전극(110)을 포함하는 제2 도전패턴군과 제2 돌기패턴(144b)이 형성된다.
그 다음, 동일한 포토레지스트 패턴을 이용한 건식 식각공정으로 제1 및 제2 반도체물질이 동시에 패터닝됨으로써 오믹 접촉층(114)과 활성층(116)을 포함하는 반도체층과, 제2 돌기패턴(144b)과 동일패턴의 제1 돌기패턴(144a)이 형성된다.
그리고, 에싱(Ashing) 공정으로 채널부에서 상대적으로 낮은 높이를 갖는 포토레지스트 패턴이 제거된 후 건식 식각 공정으로 채널부의 데이터금속층 및 오믹 접촉층(116)이 식각된다. 이에 따라, 채널부의 활성층(114)이 노출되어 소스 전극(108)과 드레인 전극(110)이 분리된다.
이어서, 스트립 공정으로 제2 도전 패턴군 위에 남아 있던 포토레지스트 패턴이 제거된다.
제2 도전패턴군과 돌기부(144)가 형성된 하부기판(101) 상에 게이트절연막과 같은 무기절연물질 또는 아크릴 등과 같은 유기절연물질이 적층됨으로써 보호막(118)이 형성된다. 이 보호막(118)이 포토리소그래피공정과 식각공정에 의해 패터닝됨으로써 도 10c에 도시된 바와 같이 드레인전극(110)을 노출시키는 콘택홀(120)이 형성된다.
콘택홀(120)을 가지는 보호막(118)이 형성된 하부기판(101) 상에 인듐 틴 옥사이드(ITO) 등과 같은 투명도전성물질이 증착된 후 포토리소그래피공정과 식각공정에 의해 투명도전성물질이 패터닝된다. 이에 따라, 도 10d에 도시된 바와 같이 콘택홀(120)을 통해 드레인전극(110)과 접속되는 화소전극(122)을 포함하는 제3 도전패턴군이 형성된다.
한편, 본 발명에 따른 액정표시패널은 돌기부를 하부기판 상에 형성하고 패턴스페이서를 상부기판 상에 형성하는 것을 예로 들어 설명하였지만 돌기부를 상부기판 상에 형성하고 패턴스페이서를 하부기판 상에 형성할 수도 있다. 또한, 본 발명에 따른 액정표시패널은 수직 전계 인가형 액정표시패널을 예로 들어 설명하였지만 수평 전계 인가형 액정표시패널 뿐만 아니라 다양한 모드의 액정표시패널에 적용할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 액정표시패널 및 그 제조방법은 하부기판 상에 형성된 돌기부에 의해 마련된 개구부에 패턴스페이서가 삽입되도록 박막트랜지스터 어레이 기판과 컬러필터 어레이 기판을 합착한다. 이에 따라, 패턴스페이서가 돌기부에 삽입되므로 컬러필터 어레이 기판과 박막트랜지스터 어레이 기판은 자동적으로 합착된다. 또한, 하부기판 상에 형성된 돌기부에 의해 마련된 개구부에 패턴스페이서가 삽입됨으로써 액정패널을 터치시에도 컬러필터 어레이 기판이 유동하지 않으므로 터치 휘도 불균일을 방지할 수 있다. 또한, 컬러필터 어레이 기판의 유동을 방지하므로 블랙매트릭스의 이동에 의한 개구율 저하를 방지하여 휘도 저하를 방지할 수 있다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여 져야만 할 것이다.

Claims (13)

  1. 제1 기판과;
    상기 제1 기판과 대향되게 합착되는 제2 기판과;
    상기 제1 기판 상에 형성되며 개구홀를 마련하는 돌기부와;
    상기 제1 및 제2 기판 사이의 셀갭을 마련하기 위해 상기 제2 기판 상에 형성되며 상기 개구홀에 삽입되는 패턴 스페이서를 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시패널.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 기판 중 어느 한 기판은
    화소영역을 구분하는 블랙매트릭스와;
    상기 화소영역 별로 형성된 칼라필터들을 구비하며,
    상기 제1 및 제2 기판 중 나머지 기판은
    상기 화소영역에 형성되는 화소전극과;
    상기 화소전극과 접속되는 박막트랜지스터와;
    상기 박막트랜지스터에 게이트신호를 공급하는 게이트라인과;
    상기 박막트랜지스터에 데이터신호를 공급하는 데이터라인을 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시패널.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 박막트랜지스터는
    상기 게이트라인과 접속되는 게이트전극과;
    상기 데이터라인과 접속되는 소스전극과;
    상기 화소전극과 접속되는 드레인전극과;
    상기 소스 및 드레인전극 사이의 채널을 형성하기 위한 반도체층을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시패널.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 돌기부는 상기 소스 및 드레인전극, 및 상기 반도체층 중 어느 하나와 동일 물질로 동일평면 상에 상기 게이트라인 및 데이터라인 중 적어도 어느 하나와 중첩되게 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시패널.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 돌기부는
    상기 반도체층과 동일 물질로 동일 평면 상에 상기 게이트라인과 중첩되게 형성되는 제1 돌기패턴과;
    상기 소스 및 드레인전극과 동일 물질로 동일 평면 상에 상기 제1 돌기패턴과 중첩되게 형성되는 제2 돌기패턴을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시패널.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제2 돌기패턴은 상기 제1 돌기패턴의 폭 이상인 것을 특징으로 하는 액정표시패널.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 돌기부는 폐쇄형 형태로 형성되거나 적어도 일측면이 개구된 개구형 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시패널.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 스페이서의 높이는 상기 돌기부의 높이 이상인 것을 특징으로 하는 액정표시패널.
  9. 제1 기판 상에 개구홀을 가지는 돌기부를 형성하는 단계와;
    상기 제1 기판과 대향하는 제2 기판 상에 패턴 스페이서를 형성하는 단계와;
    상기 개구홀에 상기 스페이서가 삽입되도록 상기 제1 및 제2 기판을 합착하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시패널의 제조방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 기판 중 어느 한 기판 상에 화소영역을 구분하는 블랙매트릭스를 형성하는 단계와;
    상기 화소영역 별로 칼라필터들을 형성하는 단계를 포함하며,
    상기 제1 및 제2 기판 중 나머지 기판 상에 상기 블랙매트릭스와 중첩되는 게이트라인, 그 게이트라인과 교차하는 데이터라인, 게이트라인 및 데이터라인의 교차부에 위치하는 박막트랜지스터를 형성하는 단계와;
    상기 박막트랜지스터와 접속되는 화소전극을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시패널의 제조방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 돌기부를 형성하는 단계는
    상기 박막트랜지스터의 소스 및 드레인전극, 및 상기 박막트랜지스터의 반도체층 중 어느 하나와 동일 물질로 동일평면 상에 상기 게이트라인 및 데이터라인 중 적어도 어느 하나와 중첩되게 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시패널의 제조방법.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 돌기부를 형성하는 단계는
    상기 박막트랜지스터의 반도체층과 동일 물질로 동일 평면 상에 상기 게이트라인과 중첩되게 제1 돌기패턴을 형성하는 단계와;
    상기 박막트랜지스터의 소스 및 드레인전극과 동일 물질로 동일 평면 상에 상기 제1 돌기패턴과 중첩되게 제2 돌기패턴을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특 징으로 하는 액정표시패널의 제조방법.
  13. 제 9 항에 있어서,
    상기 돌기부는 폐쇄형 형태로 형성되거나 적어도 일측면이 개구된 개구형 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시패널의 제조방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN104991380A (zh) * 2015-07-06 2015-10-21 武汉华星光电技术有限公司 间隔件的制作方法及阵列面板的制作方法

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