KR20070000890A - 액정표시패널의 제조방법 및 이를 이용한 액정표시패널 - Google Patents

액정표시패널의 제조방법 및 이를 이용한 액정표시패널 Download PDF

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Abstract

본 발명은 고개구율 확보 및 수율을 향상시킬 수 있는 액정표시패널의 제조방법 및 이를 이용한 액정표시패널에 관한 것이다.
본 발명의 액정표시패널의 제조방법은 상부기판을 마련하는 단계와; 상기 상부기판과 액정을 사이에 두고 대향되는 하부기판 위의 데이터라인 및 게이트라인의 교차구조로 마련되는 화소영역에 칼라필터를 형성하는 단계와; 상기 칼라필터 위에 상기 칼라필터가 형성된 하부기판을 평탄화하는 평탄화층을 유기 절연물질로 형성하는 단계와; 상기 평탄화층 위에 상기 게이트라인 및 상기 게이트라인에 접속되는 게이트전극을 형성하는 단계와; 상기 게이트라인 및 게이트전극을 덮는 게이트 절연막을 유기 절연물질로 형성하는 단계와; 상기 게이트 절연막 위에 상기 데이터라인 및 게이트라인의 교차부마다 활성층을 형성하는 단계와; 상기 데이터라인 및 상기 활성층의 일측 끝단을 덮으며 상기 데이터라인과 접속되는 소스전극, 상기 상기 활성층의 타측끝단을 덮으며 상기 화소영역에 형성되는 화소전극에 접속되는 드레인전극을 형성하는 단계와; 상기 드레인전극 위에 컨택홀을 가지는 보호막을 유기 절연물질로 형성하는 단계와; 상기 컨택홀을 통하여 상기 드레인전극에 접속되는 상기 화소전극을 형성하는 단계를 포함한다.

Description

액정표시패널의 제조방법 및 이를 이용한 액정표시패널{FABRICATING METHOD FOR LIQUID CRYSTAL DISPLAY PANNEL AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY PANNEL USING THE SAME}
도 1은 종래의 액정표시패널을 나타내는 단면도.
도 2는 박막 트랜지스터 온 칼라필터 구조의 액정표시패널을 나타내는 단면도.
도 3a 내지 3f는 도 2에 도시된 박막 트랜지스터 온 칼라필터 구조의 액정표시패널의 제조방법을 단계적으로 나타내는 단면도.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 박막 트랜지스터 온 칼라필터 구조의 액정표시패널을 나타내는 단면도.
도 5a 내지 5f는 본 발명의 실시 예에 따른 박막 트랜지스터 온 칼라필터 구조의 액정표시패널의 제조방법을 단계적으로 나타내는 단면도.
〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉
1, 101 : 하부기판 2 : 게이트라인
4, 104 : 데이터라인 6, 106 : 게이트 절연막
11, 111 : 상부기판 12, 112 : 칼라필터
14, 114 : 공통전극 16, 116 : 액정
18 : 블랙 매트릭스 22, 122 : 화소전극
118 : 평탄화층 132 : 게이트전극
134 : 소스전극 136 : 드레인전극
138 : 활성층 140 : 오믹 접촉층
148 : 컨택홀
본 발명은 액정표시패널에 관한 것으로 특히, 고개구율 확보 및 수율을 향상시킬 수 있는 액정표시패널의 제조방법 및 이를 이용한 액정표시패널에 관한 것이다.
통상적으로, 액정표시장치(Liquid Crystal Display : LCD)는 전계를 이용하여 액정의 광투과율을 조절함으로써 화상을 표시하게 된다. 이러한 액정표시장치는 도 1에 도시된 바와 같이 액정을 사이에 두고 서로 대향하는 박막 트랜지스터 기판(70) 및 칼라필터 기판(80)을 구비한다.
칼라필터 기판(80)에는 빛샘 방지를 위한 블랙 매트릭스(18)와, R, G, B 칼라 구현을 위한 칼라필터(12)와, 화소전극(22)과 수직전계를 이루는 공통전극(14) 과, 그들 위에 액정 배향을 위해 도포된 상부 배향막을 포함하는 칼라필터 어레이가 상부기판(11) 위에 형성된다.
박막 트랜지스터 기판(70)에는 서로 교차되게 형성된 게이트라인(2) 및 데이터라인(4)과, 그들(2, 4)의 교차부에 형성된 박막 트랜지스터(30)와, 박막 트랜지스터(30)와 접속된 화소전극(22)과, 그들 위에 액정 배향을 위해 도포된 하부 배향막을 포함하는 박막 트랜지스터 어레이가 하부기판(1) 위에 형성된다.
액정표시패널은 이러한 칼라필터 기판(80) 및 박막 트랜지스터 기판(70)을 각각 형성한 후 합착하여 액정을 주입 및 봉입하여 완성되거나, 또는 칼라필터 기판(80) 및 박막 트랜지스터 기판(70) 중 어느 하나에 액정을 형성한 다음 합착하여 완성된다. 이 때, 액정표시패널은 칼라필터 기판(80)의 칼라필터(12)와 박막 트랜지스터 기판(70)의 화소전극(22)이 일대일로 대응되도록 합착되어야 한다.
이를 위하여, 칼라필터 기판(80) 및 박막 트랜지스터 기판(70)에는 합착을 위한 상부 및 하부 얼라인 마크가 형성된다. 박막 트랜지스터 기판(70)에 형성되는 하부 얼라인 마크는 박막 트랜지스터(30)의 게이트전극(미도시)을 형성하는 공정에서 하부기판(1) 상에 형성하게 되며, 칼라필터 기판(80)에 형성되는 상부 얼라인 마크는 블랙 매트릭스(18)를 형성하는 공정에서 상부기판(11) 상에 형성된다.
그러나, 이러한 얼라인 마크를 이용한 칼라필터 기판(80) 및 박막 트랜지스터 기판(70)의 얼라인은 액정표시패널의 제조 공정에서 공정 마진 등에 의해 칼라필터 기판(80) 및 박막 트랜지스터 기판(70)의 얼라인이 바르게 되는 않는 경우가 종종 발생하며, 칼라필터 기판(80) 및 박막 트랜지스터 기판(70)의 얼라인이 바르 지 못한 경우 액정표시패널에는 빛샘 불량이 발생하는 문제점이 있다. 최근에는 이러한 문제를 방지하기 위하여 칼라필터 기판(80)의 블랙 매트릭스(18)의 폭을 넓게 형성하는 방안이 있으나 이는 액정표시패널의 개구율 저하를 초래한다는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 고개구율 확보 및 수율을 향상시킬 수 있는 액정표시패널의 제조방법 및 이를 이용한 액정표시패널을 제공하는 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시 예에 따른 액정표시패널의 제조방법은 상부기판을 마련하는 단계와; 상기 상부기판과 액정을 사이에 두고 대향되는 하부기판 위의 데이터라인 및 게이트라인의 교차구조로 마련되는 화소영역에 칼라필터를 형성하는 단계와; 상기 칼라필터 위에 상기 칼라필터가 형성된 하부기판을 평탄화하는 평탄화층을 유기 절연물질로 형성하는 단계와; 상기 평탄화층 위에 상기 게이트라인 및 상기 게이트라인에 접속되는 게이트전극을 형성하는 단계와; 상기 게이트라인 및 게이트전극을 덮는 게이트 절연막을 유기 절연물질로 형성하는 단계와; 상기 게이트 절연막 위에 상기 데이터라인 및 게이트라인의 교차부마다 활성층을 형성하는 단계와; 상기 데이터라인 및 상기 활성층의 일측 끝단을 덮으며 상기 데이터라인과 접속되는 소스전극, 상기 상기 활성층의 타측끝단을 덮으 며 상기 화소영역에 형성되는 화소전극에 접속되는 드레인전극을 형성하는 단계와; 상기 드레인전극 위에 컨택홀을 가지는 보호막을 유기 절연물질로 형성하는 단계와; 상기 컨택홀을 통하여 상기 드레인전극에 접속되는 상기 화소전극을 형성하는 단계를 포함한다.
상기 게이트 절연막 및 상기 보호막을 형성하는 상기 유기 절연물질은 스핀 코팅 및 잉크젯을 이용하여 상기 하부기판 위에 도포된다.
상기 게이트 절연막 및 상기 보호막은 200℃ 이하의 온도에서 형성된다.
상기 액정표시패널의 제조방법은 상기 활성층 위에 상기 활성층과 상기 소스전극 및 드레인전극과의 오믹 첩측을 위한 오믹 접촉층이 형성하는 단계를 더 포함한다.
상기 활성층 및 오믹 접촉층은 잉크젯을 이용하여 상기 게이트 절연막 위에 형성된다.
상기 활성층 및 오믹 접촉층은 200℃ 이하의 온도에서 형성된다.
상기 액정표시패널의 제조방법은 상기 상부기판 위에 상기 화소전극과 수직 전계를 이루는 공통전극을 형성하는 단계를 더 포함한다.
상기 액정표시패널의 제조방법은 상기 하부기판 위에 상기 화소전극과 수평전계를 이루는 공통전극을 형성하는 단계를 더 포함한다.
본 발명의 실시 예에 따른 액정표시패널은 상부기판과; 상기 상부기판과 액정을 사이에 두고 대향되는 하부기판 위의 데이터라인 및 게이트라인의 교차구조로 마련되는 화소영역에 형성되는 칼라필터와; 상기 칼라필터가 형성된 상기 하부기판 을 평탄화하는 유기 평탄화층과; 상기 유기 평탄화층 위에 유기 게이트 절연막을 사이에 두고 서로 교차되는 상기 데이터라인 및 게이트라인과; 상기 유기 게이트 절연막 위에 상기 데이터라인 및 게이트라인의 교차부에 형성되는 활성층과; 상기 활성층의 일측끝단을 덮도록 형성되며 상기 데이터라인에 접속되는 소스전극, 상기 활성층의 타측끝단을 덮도록 형성되며 상기 화소영역에 형성되는 화소전극에 접속되는 드레인전극 및 상기 게이트라인에 접속되는 게이트전극과; 상기 드레인전극 위에 컨택홀을 가지는 유기 보호막과; 상기 컨택홀을 통하여 상기 드레인전극에 접속되는 상기 화소전극을 구비한다.
상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부한 도면들을 참조한 실시 예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.
이하, 도 2 내지 도 5f를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하기로 한다.
최근, 칼라필터 기판의 칼라필터와 박막 트랜지스터 기판의 화소전극의 얼라인을 향상시키기 위한 액정표시패널의 구조로 박막 트랜지스터를 칼라필터 기판에 형성하는 박막 트랜지스터 온 칼라필터(Thin Film Transistor On Color Filter : 이하 “TOC”라 함) 구조가 제안되었다.
도 2는 TOC 구조의 액정표시패널을 나타내는 단면도이다.
도 2를 참조하면, TOC 구조의 액정표시패널은 하부기판(101) 위에 R, G, B 칼라 화상을 구현하는 칼라필터(112)와, 칼라필터(112)가 형성된 하부기판(101)을 평탄화하는 평탄화층(118)을 사이에 두고 칼라필터(112)와 중첩되는 영역에 형성되 는 화소전극(122) 및 칼라필터(112)들 사이에 형성되는 박막 트랜지스터(30)를 구비한다.
또한, TOC 구조의 액정표시패널은 하부기판(101)과 대향되며 액정(116)을 사이에 두고 합착되는 상부기판(111) 위에 형성되는 공통전극(114)을 구비한다.
칼라필터(112)는 R, G, B 화소 영역별로 구분되어 하부기판(101) 위에 형성된다.
평탄화층(118)은 칼라필터(112)가 형성된 하부기판(101) 위에 유기 절연물질로 형성되어 칼라필터(112)의 단차를 보상하여 하부기판(101)을 평탄화한다.
박막 트랜지스터(130)는 게이트라인(미도시)에 접속된 게이트전극(132)과, 데이터라인(104)에 접속된 소스전극(134)과, 소스전극(134)와 마주하는 드레인전극(136)과, 게이트전극(132)과 게이트 절연막(106)을 사이에 두고 중첩되어 소스전극(134)과 드레인전극(136) 사이에 채널을 형성하는 활성층(138)과, 그 활성층(138)과 소스 및 드레인전극(134, 136)과의 콘택 저항을 줄이기 위한 오믹 접촉층(140)을 구비한다.
보호막(150)은 박막 트랜지스터와 게이트라인 및 데이터라인(104)을 덮도록 게이트 절연막(106) 위에 형성된다.
화소전극(122)은 보호막(150) 위에 칼라필터(112)와 중첩되는 R, G, B 각 화소영역에 형성되며 보호막(150)을 관통하는 컨택홀(148)을 통하여 노출된 드레인전극(136)에 접속된다.
이러한 TOC 구조의 하부기판(101)은 공통전극(114)이 형성된 상부기판(111) 과 액정(116)을 사이에 두고 합착된다.
여기서, TOC 구조의 액정표시패널은 칼라필터(112)들 사이에 박막 트랜지스터(130)의 게이트라인 및 데이터라인(104)가 위치함에 따라 도 2에 도시된 바와 같이 칼라필터(112)들 사이에 블랙 매트릭스(미도시)를 구비하지 않을 수도 있다.
이하, 도 3a 내지 도 3f를 참조하여 TOC 구조의 액정표시패널의 제조방법을 단계적으로 설명하면 다음과 같다. 여기서, TOC 구조의 액정표시패널의 제조방법은 박막 트랜지스터(130) 및 칼라필터(112)가 형성되는 하부 어레이들의 제조방법만을 설명하기로 한다.
도 3a를 참조하면, 마스크 공정으로 하부기판(101) 위에 컬러필터(112)가 형성되며, 컬러필터(112) 위에 컬러필터(112)가 형성된 하부기판(101)을 평탄화하는 평탄화층(118)이 형성된다.
이를 상세히 하면, 하부기판(101) 위에 적색 수지가 전면 도포된 후, 마스크를 이용한 포토리쏘그래피 공정과 식각공정으로 적색 수지가 패터닝됨으로써 적색 칼라필터(112)가 형성된다. 그런 다음, 녹색 칼라필터 및 청색 칼라필터(112)가 마스크를 이용한 포토리쏘그래피 공정과 식각공정으로 하부기판(101) 위에 순차로 형성된다. 이어서, 칼라필터(112)가 형성된 하부기판(101) 위에 유기 절연물질이 스핀 코팅 등의 코팅방법으로 전면 도포됨으로써 칼라필터(112)가 형성된 하부기판(101) 위에 평탄화층(118)이 형성된다.
도 3b를 참조하면, 칼라필터(112) 및 평탄화층(118)이 형성된 하부기판(101) 위에 마스크 공정으로 게이트라인(미도시) 및 게이트전극(132)이 형성된다.
이를 상세히 하면, 칼라필터(112) 및 평탄화층(118)이 형성된 하부기판(101) 위에 스퍼터링 방법 등의 증착방법을 통해 게이트금속층이 형성된다. 이어서, 마스크를 이용한 포토리쏘그래피 공정과 식각공정으로 게이트금속층이 패터닝됨으로써 게이트라인 및 게이트전극(132)이 형성된다. 여기서, 게이트금속층의 재료로는 알루미늄(Al), 알루미늄/네오듐(Al/Nd)을 포함하는 알루미늄계 금속 등이 이용된다.
이어, 게이트라인 및 게이트전극(132)이 형성된 하부기판(101) 위에 무기 절연물질이 전면 도포됨으로써 게이트 절연막(106)이 형성되며, 도 3c에 도시된 바와 같이 마스크 공정을 이용하여 게이트 절연막(106) 위에 활성층(138) 및 오믹 접촉층(140)이 형성된다.
이를 상세히 하면, 게이트라인 및 게이트전극(132)이 형성된 하부기판(101) 위에 무기 게이트 절연물질이 전면 도포됨으로써 게이트 절연막(106)이 형성된다. 이 때, 무기 게이트 절연물질을 이용한 무기 게이트 절연막(106)의 형성은 PECVD, 스퍼터링 등의 증착방법을 통하여 형성된다. 그 다음, 게이트 절연막(106) 위에 PECVD, 스퍼터링 등의 증착방법을 통하여 제1 반도체층, 제2 반도체층이 순차적으로 형성된다. 그 다음, 제2 반도체층 위에 포토레지스트막을 형성하고 마스크를 이용하여 하부기판(101) 위에 포토레지스트 패턴을 형성한다. 이러한 포토레지스트 패턴을 마스크로 이용한 습식 식각 공정으로 활성층(138) 및 오믹 접촉층(140)이 형성된다. 여기서, 제1 반도체층으로는 불순물이 도핑되지 않은 비정질 실리콘이 이용되며, 제2 반도체층으로는 N형 또는 P형의 불순물이 도핑된 비정질 실리콘 이 이용된다.
도 3d를 참조하면, 활성층(138) 및 오믹 접촉층(140)이 형성된 하부기판(102) 위에 마스크 공정을 이용하여 소스전극(134) 및 드레인전극(136)이 형성된다.
이를 상세히 하면, 활성층(138) 및 오믹 접촉층(140)이 형성된 하부기판(102) 위에 스퍼터링 등의 증착방법을 통해 소스/드레인금속층이 형성된다. 그 다음, 소스/드레인 금속층 위에 포토레지스트막을 형성하고 마스크를 이용하여 하부기판(101) 위에 포토레지스트 패턴을 형성한다.
이러한 포토레지스트 패턴을 마스크로 이용한 습식 식각 공정으로 소스/드레인금속층이 패터닝됨으로써 데이터라인(104), 데이터라인(104)과 접속된 소스전극(134) 및 소스전극(134)와 마주보는 드레인전극(136)이 형성된다. 이어서, TFT(130)의 게이트전극(132)와 중첩되는 소스전극(134) 및 드레인전극(136)과 오믹 접촉층(140)을 식각 공정으로 제거하여 TFT(130)의 활성층(138)을 노출시키는 TFT(130)의 채널부를 형성한다. 여기서, 소스/드레인금속층의 재료로는 몰리브덴(Mo), 구리(Cu), 등과 같은 금속이 이용된다.
이어, 소스전극(134) 및 드레인전극(136)이 형성된 하부기판(101) 위에 무기 절연물질이 전면 도포됨으로써 도 3e에 도시된 바와 같이 보호막(150)이 형성된다. 이 보호막(150)이 마스크를 이용한 포토리쏘그래피 공정과 식각 공정으로 패터닝됨으로써 드레인전극(136)을 노출시키는 컨택홀(148)이 형성된다.
이를 상세히 하면, 소스전극(134) 및 드레인전극(136)이 형성된 하부기판 (101) 위에 무기 절연물질이 전면 도포됨으로써 보호막(150)이 형성된다. 이 때, 무기 절연물질을 이용한 무기 보호막(150)의 형성은 PECVD, 스퍼터링 등의 증착방법을 통하여 형성된다.
이후, 보호막(150)이 형성된 하부기판(101) 위에는 도 3f에 도시된 바와 같이 화소전극(122)이 형성된다.
이를 상세히 하면, 보호막(150)이 형성된 하부기판(101) 위에 스퍼터링 등의 증착방법으로 투명금속막과 포토레지스트막이 형성되며 이어서, 마스크를 이용하여 투명금속막을 패터닝함으로써 화소전극(122)을 형성한다. 화소전극(122)은 컨택홀(148)을 통하여 노출된 드레인전극(136)과 접촉된다. 투명금속막의 재료로는 인듐 틴 옥사이드(Induim Tin Oxide : ITO), 틴 옥사이드(Tin Oxide : TO), 인듐 틴 징크 옥사이드 (Induim Tin Zinc Oxide : ITZO) 및 인듐 징크 옥사이드(Induim Zinc Oxide : IZO) 중 어느 하나가 이용된다.
그러나, 이와 같은 공정을 통하여 형성되는 TOC 구조의 액정표시패널은 PECVD 등의 진공증착 장비를 이용하여 형성하는 무기 게이트 절연막(106), 활성층 및 오믹 접촉층(138, 140)과, 무기 보호막(150)에 의하여 컬러필터(112)가 손상되는 문제를 가진다.
이는, 컬러필터(112)를 형성하는 적색, 녹색 및 청색 수지가 고온에서는 약한 특성을 가지기 때문이며, 컬러필터(112)를 형성하는 적색, 녹색 및 청색 수지는 230℃ 이상의 온도에서 손상된다.
이를 상세히 설명하면, 컬러필터(112)가 형성된 하부기판(101) 위에 형성되 는 무기 게이트 절연막(106)과, 활성층 및 오믹 접촉층(138, 140)과, 무기 보호막(150)은 진공증착 장비인 PECVD 등에 의하여 형성되는데 진공증착 장비인 PECVD는 300℃ 이상의 공정 온도를 가진다. 즉, 적색, 녹색 및 청색 수지를 이용하여 형성하는 컬러필터(112)는 컬러필터(112)가 형성된 후에 300℃ 이상의 고온에서 형성되는 무기 게이트 절연막(106)과, 활성층 및 오믹 접촉층(138, 140)과, 무기 보호막(150)에 의해 손상되는 것이다.
이러한 문제를 방지하기 위하여 본 발명의 실시 예에 따른 TOC 구조의 액정표시패널은 게이트 절연막(106)과 보호막(150)을 PECVD 등의 진공증착 장비를 이용하지 않는 유기 절연물질을 이용하여 형성하도록 한다. 또한, 활성층 및 오믹 접촉층(138, 140)을 PECVD 등의 진공증착 장비를 이용하지 않는 물질로 대체하여 잉크젯(Inkjet) 등을 이용하여 형성하도록 한다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 TOC 구조의 액정표시패널을 나타내는 단면도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 TOC 구조의 액정표시패널은 도 2에 도시된 TOC 구조와 대비하여 게이트 절연막(106) 및 보호막(150)을 유기 절연물질을 이용하여 스핀 코팅 등의 코팅방법으로 형성한다. 이에 따라, 도 2에 도시된 TOC 구조와 대비하여 게이트 절연막(106) 및 보호막(150)이 두껍게 형성되며, 게이트 절연막(106) 및 보호막(150)의 단차가 사라지게 된다. 이외에도, 본 발명의 실시 예에 따른 TOC 구조의 액정표시패널은 도 2에 도시된 TOC 구조와 대비하여 활성층 및 오믹 접촉층(138, 140)을 잉크젯 등을 이용하여 형성한다.
여기서, 게이트 절연막(106) 및 보호막(150)을 형성하는 유기 절연물질은 PVP(POLY YINY PYRROLIDONE), PMMA(POLY METHLY METHCRYLATE) 등이 있으며, 활성층 및 오믹 접촉층(138, 140)을 형성하는 재료로는 F8T2(FLUORENE-BITHIOPHENE), PT(POLYTHIOPHENE) 등이 있다.
이하, 도 5a 내지 도 5f를 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 TOC 구조의 액정표시패널의 제조방법을 단계적으로 설명하면 다음과 같다. 여기서, 본 발명의 실시 예에 따른 TOC 구조의 액정표시패널의 제조방법은 박막 트랜지스터(130) 및 칼라필터(112)가 형성되는 하부 어레이들의 제조방법만을 설명하기로 한다.
도 5a를 참조하면, 마스크 공정으로 하부기판(101) 위에 컬러필터(112)가 형성되며, 컬러필터(112) 위에 컬러필터(112)가 형성된 하부기판(101)을 평탄화하는 평탄화층(118)이 형성된다.
이를 상세히 하면, 하부기판(101) 위에 적색 수지가 전면 도포된 후, 마스크를 이용한 포토리쏘그래피 공정과 식각공정으로 적색 수지가 패터닝됨으로써 적색 칼라필터(112)가 형성된다. 그런 다음, 녹색 칼라필터 및 청색 칼라필터(112)가 마스크를 이용한 포토리쏘그래피 공정과 식각공정으로 하부기판(101) 위에 순차로 형성된다. 이어서, 칼라필터(112)가 형성된 하부기판(101) 위에 유기 절연물질이 전면 도포됨으로써 칼라필터(112)가 형성된 하부기판(101) 위에 평탄화층(118)이 형성된다.
도 5b를 참조하면, 칼라필터(112) 및 평탄화층(118)이 형성된 하부기판(101) 위에 마스크 공정으로 게이트라인(미도시) 및 게이트전극(132)이 형성된다.
이를 상세히 하면, 칼라필터(112) 및 평탄화층(118)이 형성된 하부기판(101) 위에 스퍼터링 방법 등의 증착방법을 통해 게이트금속층이 형성된다. 이어서, 마스크를 이용한 포토리쏘그래피 공정과 식각공정으로 게이트금속층이 패터닝됨으로써 게이트라인 및 게이트전극(132)이 형성된다. 여기서, 게이트금속층의 재료로는 알루미늄(Al), 알루미늄/네오듐(Al/Nd)을 포함하는 알루미늄계 금속 등이 이용된다.
이어, 게이트라인 및 게이트전극(132)이 형성된 하부기판(101) 위에 유기 절연물질이 전면 도포됨으로써 게이트 절연막(106)이 형성되며, 도 5c에 도시된 바와 같이 마스크 공정을 이용하여 게이트 절연막(106) 위에 활성층(138) 및 오믹 접촉층(140)이 형성된다.
이를 상세히 하면, 게이트라인 및 게이트전극(132)이 형성된 하부기판(101) 위에 유기 게이트 절연물질이 전면 도포됨으로써 게이트 절연막(106)이 형성된다. 이 때, 유기 게이트 절연물질을 이용한 유기 게이트 절연막(106)의 형성은 스핀 코팅 등의 도포방법을 통하여 형성된다. 그 다음, 게이트 절연막(106) 위에 잉크젯을 이용하여 활성층(138) 및 오믹 접촉층(140)을 직접 형성한다. 여기서, 활성층(138)은 불순물이 도핑되지 않은 F8T2, PT 등을 이용하며, 오믹 접촉층(140)은 N형 또는 P형의 불순물이 도핑된 F8T2, PT 등을 이용한다.
도 5d를 참조하면, 활성층(138) 및 오믹 접촉층(140)이 형성된 하부기판(102) 위에 마스크 공정을 이용하여 소스전극(134) 및 드레인전극(136)이 형성된다.
이를 상세히 하면, 활성층(138) 및 오믹 접촉층(140)이 형성된 하부기판(102) 위에 스퍼터링 등의 증착방법을 통해 소스/드레인금속층이 형성된다. 그 다음, 소스/드레인 금속층 위에 포토레지스트막을 형성하고 마스크를 이용하여 하부기판(101) 위에 포토레지스트 패턴을 형성한다.
이러한 포토레지스트 패턴을 마스크로 이용한 습식 식각 공정으로 소스/드레인금속층이 패터닝됨으로써 데이터라인(104), 데이터라인(104)과 접속된 소스전극(134) 및 소스전극(134)와 마주보는 드레인전극(136)이 형성된다. 이어서, TFT(130)의 게이트전극(132)와 중첩되는 소스전극(134) 및 드레인전극(136)과 오믹 접촉층(140)을 식각 공정으로 제거하여 TFT(130)의 활성층(138)을 노출시키는 TFT(130)의 채널부를 형성한다. 여기서, 소스/드레인금속층의 재료로는 몰리브덴(Mo), 구리(Cu), 등과 같은 금속이 이용된다.
이어, 소스전극(134) 및 드레인전극(136)이 형성된 하부기판(101) 위에 유기 절연물질이 전면 도포됨으로써 도 5e에 도시된 바와 같이 보호막(150)이 형성된다. 이 보호막(150)이 마스크를 이용한 포토리쏘그래피 공정과 식각 공정으로 패터닝됨으로써 드레인전극(136)을 노출시키는 컨택홀(148)이 형성된다.
이를 상세히 하면, 소스전극(134) 및 드레인전극(136)이 형성된 하부기판(101) 위에 유기 절연물질이 전면 도포됨으로써 보호막(150)이 형성된다. 이 때, 유기 절연물질을 이용한 유기 보호막(150)의 형성은 스핀 코팅 등의 도포방법을 통하여 형성된다.
이후, 보호막(150)이 형성된 하부기판(101) 위에는 도 3f에 도시된 바와 같 이 화소전극(122)이 형성된다.
이를 상세히 하면, 보호막(150)이 형성된 하부기판(101) 위에 스퍼터링 등의 증착방법으로 투명금속막과 포토레지스트막이 형성되며 이어서, 마스크를 이용하여 투명금속막을 패터닝함으로써 화소전극(122)을 형성한다. 화소전극(122)은 컨택홀(148)을 통하여 노출된 드레인전극(136)과 접촉된다. 투명금속막의 재료로는 인듐 틴 옥사이드(Induim Tin Oxide : ITO), 틴 옥사이드(Tin Oxide : TO), 인듐 틴 징크 옥사이드 (Induim Tin Zinc Oxide : ITZO) 및 인듐 징크 옥사이드(Induim Zinc Oxide : IZO) 중 어느 하나가 이용된다.
여기서, 본 발명의 실시 예에 따른 게이트전극(132), 소스 및 드레인전극(134, 136)은 종래와 동일하게 스퍼터링 등의 증착방법을 이용하여 게이트금속층 및 소스/드레인금속층을 하부기판(101) 위에 전면증착한 뒤 포토리쏘그래피 공정과 식각공정으로 패터닝하거나 잉크젯을 이용하여 하부기판(101) 위에 직접 형성할 수도 있다. 여기서, 잉크젯을 이용하여 게이트전극(132), 소스 및 드레인전극(134, 136)을 형성하는 게이트금속층 및 소스/드레인금속층의 재료로는 은(Ag), 알루미늄(Al) 및 구리(Gu) 등이 있으며, 전도성 유기 재료인 PEDOT를 이용한 전극 형성되 가능하다.
이와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 TOC 구조의 액정표시패널은 종전의 TOC 구조와 대비하여 게이트 절연막(106), 보호막(150)은 상온에서 스핀 코팅 등의 코팅방법으로 형성하며, 활성층 및 오믹 접촉층(138, 140) 또한, 상온에서 잉크젯을 이용하여 형성한다. 이에 따라, 컬러필터(112)가 형성된 하부기판(101) 위에 300℃ 이상의 고온을 가지는 PECVD 등의 진공증착 장비에서 게이트 절연막(106)과, 활성층 및 오믹 접촉층(138, 140)과, 보호막(150)을 형성하지 않음으로 인하여 컬러필터(112)가 손상되는 문제를 제거하여 TOC 구조의 액정표시패널의 수율을 향상시킬 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 액정표시패널 및 그 제조방법은 TOC 구조의 액정표시패널을 형성함으로써 액정표시패널의 빛샘 및 개구율 감소를 제거할 수 있다.
또한, TOC 구조의 액정표시패널의 게이트 절연막, 보호막은 상온에서 스핀 코팅 등의 코팅방법으로 형성하며, 활성층 및 오믹 접촉층은 상온에서 잉크젯을 이용하여 형성함에 따라, 컬러필터가 형성된 하부기판 위에 300℃ 이상의 고온을 가지는 PECVD 등의 진공증착 장비에서 게이트 절연막과, 활성층 및 오믹 접촉층과, 보호막을 형성하지 않음으로 인하여 컬러필터가 손상되는 문제를 제거하여 TOC 구조의 액정표시패널의 수율을 향상시킬 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 (16)

  1. 상부기판을 마련하는 단계와;
    상기 상부기판과 액정을 사이에 두고 대향되는 하부기판 위의 데이터라인 및 게이트라인의 교차구조로 마련되는 화소영역에 칼라필터를 형성하는 단계와;
    상기 칼라필터 위에 상기 칼라필터가 형성된 하부기판을 평탄화하는 평탄화층을 유기 절연물질로 형성하는 단계와;
    상기 평탄화층 위에 상기 게이트라인 및 상기 게이트라인에 접속되는 게이트전극을 형성하는 단계와;
    상기 게이트라인 및 게이트전극을 덮는 게이트 절연막을 유기 절연물질로 형성하는 단계와;
    상기 게이트 절연막 위에 상기 데이터라인 및 게이트라인의 교차부마다 활성층을 형성하는 단계와;
    상기 데이터라인 및 상기 활성층의 일측 끝단을 덮으며 상기 데이터라인과 접속되는 소스전극, 상기 상기 활성층의 타측끝단을 덮으며 상기 화소영역에 형성되는 화소전극에 접속되는 드레인전극을 형성하는 단계와;
    상기 드레인전극 위에 컨택홀을 가지는 보호막을 유기 절연물질로 형성하는 단계와;
    상기 컨택홀을 통하여 상기 드레인전극에 접속되는 상기 화소전극을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시패널의 제조방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 게이트 절연막 및 상기 보호막을 형성하는 상기 유기 절연물질은 스핀 코팅 및 잉크젯을 이용하여 상기 하부기판 위에 도포되는 것을 특징으로 하는 액정표시패널의 제조방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 게이트 절연막 및 상기 보호막은 200℃ 이하의 온도에서 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시패널의 제조방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 활성층 위에 상기 활성층과 상기 소스전극 및 드레인전극과의 오믹 첩측을 위한 오믹 접촉층이 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시패널의 제조방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 활성층 및 오믹 접촉층은 잉크젯을 이용하여 상기 게이트 절연막 위에 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시패널의 제조방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 활성층 및 오믹 접촉층은 200℃ 이하의 온도에서 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시패널의 제조방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 상부기판 위에 상기 화소전극과 수직 전계를 이루는 공통전극을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시패널의 제조방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 하부기판 위에 상기 화소전극과 수평전계를 이루는 공통전극을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시패널의 제조방법.
  9. 상부기판과;
    상기 상부기판과 액정을 사이에 두고 대향되는 하부기판 위에 데이터라인 및 게이트라인의 교차구조로 마련되는 화소영역에 형성되는 칼라필터와;
    상기 칼라필터가 형성된 상기 하부기판을 평탄화하는 유기 평탄화층과;
    상기 유기 평탄화층 위에 유기 게이트 절연막을 사이에 두고 서로 교차되는 상기 데이터라인 및 게이트라인과;
    상기 유기 게이트 절연막 위에 상기 데이터라인 및 게이트라인의 교차부에 형성되는 활성층과;
    상기 활성층의 일측끝단을 덮도록 형성되며 상기 데이터라인에 접속되는 소 스전극, 상기 활성층의 타측끝단을 덮도록 형성되며 상기 화소영역에 형성되는 화소전극에 접속되는 드레인전극 및 상기 게이트라인에 접속되는 게이트전극과;
    상기 드레인전극 위에 컨택홀을 가지는 유기 보호막과;
    상기 컨택홀을 통하여 상기 드레인전극에 접속되는 상기 화소전극을 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시패널.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 유기 게이트 절연막 및 상기 유기 보호막은 스핀 코팅 및 잉크젯을 이용하여 상기 하부기판 위에 도포되는 것을 특징으로 하는 액정표시패널.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 유기 게이트 절연막 및 상기 유기 보호막은 200℃ 이하의 온도에서 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시패널.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 활성층 위에 상기 활성층과 상기 소스전극 및 드레인전극과의 오믹 첩측을 위한 오믹 접촉층을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시패널.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 활성층 및 오믹 접촉층은 잉크젯을 이용하여 상기 게이트 절연막 위에 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시패널.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 활성층 및 오믹 접촉층은 200℃ 이하의 온도에서 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시패널.
  15. 제 9 항에 있어서,
    상기 상부기판 위에 형성되어 상기 화소전극과 수직 전계를 이루는 공통전극을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시패널.
  16. 제 9 항에 있어서,
    상기 하부기판 위에 형성되어 상기 화소전극과 수평전계를 이루는 공통전극을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시패널.
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