KR20070080131A - 액정표시패널용 기판과 이를 포함한 액정표시패널 및 그제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 다수의 컬러 필터 형성을 위한 격벽과 컬럼 스페이서가 동시에 형성되는 액정표시패널용 기판과 이를 포함한 액정표시패널 및 그 제조방법에 관한 것으로, 기판상에 일 방향으로 연장되어 형성된 복수의 게이트 라인과, 게이트 라인과 절연되어 교차되도록 형성된 복수의 데이터 라인과, 게이트 라인과 데이터 라인의 교차 영역에 형성된 복수의 화소와, 복수의 화소의 경계부에 형성된 격벽과, 격벽 사이에 형성된 다수의 컬러 필터 및 액정 셀 갭을 유지하기 위한 컬럼 스페이서를 포함하며, 이러한 격벽과 상기 컬럼 스페이서는 동시에 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시패널용 기판과, 이를 포함한 액정표시패널 및 그 제조방법이 제공된다.
액정표시패널, 컬러 필터, 격벽, 컬럼 스페이서, 슬릿 패턴, 하프톤 마스크

Description

액정표시패널용 기판과 이를 포함한 액정표시패널 및 그 제조방법 {Substrate for liquid crystal display panel, liquid crystal display panel having the same and method for manufacturing the same}
도 1a 및 도 1b는 본 발명에 따른 액정표시패널의 개략적인 평면도 및 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 액정표시패널용 하부 기판의 개략적인 평면도이다.
도 3a 내지 도 3h는 본 발명에 따른 액정표시패널용 하부 기판의 제조 공정 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 액정표시패널용 상부 기판의 개략적인 평면도이다.
도 5a 내지 도 5c는 본 발명에 따른 액정표시패널용 상부 기판의 제조 공정 단면도이다.
도 6a 내지 도 6e는 본 발명에 따른 액정표시패널용 하부 기판 상에 컬러 필터를 형성하는 과정을 도시한 단면도이다.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
410; 제1 격벽 420; 제2 격벽
430; 컬럼 스페이서 450; 컬러 필터
본 발명은 액정표시패널용 기판과 이를 포함한 액정표시패널 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 다수의 컬러 필터 형성을 위한 격벽과 컬럼 스페이서가 동시에 형성되는 액정표시패널용 기판과 이를 포함한 액정표시패널 및 그 제조방법에 관한 것이다.
액정표시장치는 종래의 CRT(Cathode Ray Tube)와 비교하여 소형, 경량화 및 대화면화의 장점을 갖고 있어, 이의 개발이 활발히 이루어지고 있으며, 랩탑형 컴퓨터뿐만 아니라 데스크탑형 컴퓨터의 모니터, 대형 표시장치 및 이동 통신 단말기의 디스플레이장치에도 사용되고 있어 그의 사용범위가 급속도로 확대되고 있으며, 이러한 액정표시장치는 매트릭스 형태로 배열된 다수의 제어용 스위치들에 인가되는 영상신호에 따라 광의 투과량이 조절되어 액정표시패널에 원하는 화상을 표시한다.
이러한 액정표시 패널의 컬러 필터 공정에서 가장 큰 부분을 차지하고 있는 적색, 녹색, 청색(Red, Green, Blue)의 컬러 필터 형성을 위한 컬러 포토레지스트 패턴을 구현하기 위하여, 통상적으로 포토리소그라피 방식을 사용한다. 그러나, 패널의 대형화 추세로 인하여, 컬러 포토레지스트 패턴을 구현하기 위하여 기판 상에 도포되는 컬러 포토레지스트의 양이 증대됨에 따라, 재료 비용 증가 및 설비의 대형화에 따른 생산라인의 대면적화가 발생된다. 이와 같은 문제점들을 개선하기 위하여 잉크젯 방식을 이용한 컬러 필터 제조공정개발이 진행되고 있다. 일반적으로, 잉크젯 방식은 상부 기판 상에 블랙 매트릭스로 격벽을 형성한 후 RGB 컬러 잉크를 분사하는 방식으로 진행된다. 그러나, 잉크젯 방식을 컬러 필터가 하부 기판인 박막 트랜지스터 기판 상에 배치되는COA (Color Filter on Array) 공정에 적용할 경우, 박막 트랜지스터 기판 상에 RGB 컬러 잉크를 분사하기 전에 블랙 매트릭스로 격벽을 형성해야 하므로, 블랙 매트릭스가 박막 트랜지스터 기판 상에 배치되는BM on TFT 구조를 취하게 된다. 따라서, COA 공정에 잉크젯 방식을 적용하는 경우, 하부 기판과 상부 기판 모두에 블랙 매트릭스를 형성하는 공정이 필요하게 되며, 블랙 매트릭스와는 별도로 컬럼 스페이서를 형성해야 하므로, 공정이 복잡하게 된다. 또한, 콘택홀 형성이 어려워지는 문제점도 발생하게 된다.
본 발명은 상술한 종래의 문제점을 극복하기 위한 것으로서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 다수의 컬러 필터 형성을 위한 격벽과 컬럼 스페이서가 동시에 형성되는 액정표시패널용 기판과 이를 포함한 액정표시패널 및 그 제조방법을 제공하기 위한 것이다.
상기 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 기판상에 일 방향으로 연장되어 형성된 복수의 게이트 라인; 상기 게이트 라인과 절연되어 교차되도록 형성된 복수의 데이터 라인; 상기 게이트 라인과 데이터 라인의 교차 영역에 형성된 복수의 화소; 상기 복수의 화소의 경계부에 형성된 격벽; 상기 격벽 사이에 형성된 다수의 컬러 필터 및 액정 셀 갭을 유지하기 위한 컬럼 스페이 서를 포함하며, 상기 격벽과 상기 컬럼 스페이서는 동시에 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시패널용 기판이 제공된다.
상기 복수의 화소 각각은, 상기 게이트 라인과 상기 데이터 라인의 교차 영역에 형성되어, 상기 게이트 라인 및 데이터 라인과 연결되는, 게이트 전극 및 소스-드레인 전극을 포함한 박막 트랜지스터 및 상기 박막 트랜지스터와 콘택홀을 통하여 연결된 화소 전극을 포함한다.
상기 격벽 및 상기 컬럼 스페이서는 서로 높이가 상이하도록 형성된다.
상기 컬럼 스페이서는 상기 게이트 라인 또는 상기 데이터 라인의 상부에 형성된다.
상기 컬럼 스페이서는 상기 콘택홀 둘레에 형성된다.
상기 격벽과 상기 컬럼 스페이서 및 상기 다수의 컬러 필터는 상기 박막 트랜지스터 상부에 형성되며, 상기 화소 전극은 상기 다수의 컬러 필터 상부에 형성된다.
상기 박막 트랜지스터는 상기 기판 위에 형성된 게이트 전극; 상기 게이트 전극 위에 형성된 게이트 절연막; 상기 게이트 절연막 위에 형성된 활성층 및 상기 활성층의 채널 영역을 제외한 나머지 영역 위에 형성된 오믹 접촉층과, 소스-드레인 전극 및 보호막을 포함한다.
한편, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 기판상에 일 방향으로 연장된 복수의 게이트 라인 및 상기 게이트 라인과 절연되어 교차되는 복수의 데이터 라인을 형성하는 단계; 상기 게이트 라인과 상기 데이터 라인의 교차 영역에 복수의 박막 트랜 지스터를 형성하는 단계; 상기 박막 트랜지스터가 형성된 기판 전면에 유기 절연막을 형성하는 단계; 소정 패턴이 형성된 마스크를 이용하여, 화소의 경계부에 배치되는 제1 격벽, 콘택홀 형성을 위한 제2 격벽 및 컬럼 스페이서를 동시에 형성하는 단계; 상기 제1 격벽 내부에 컬러 필터를 도포하는 단계; 복수의 콘택홀을 형성하는 단계 및 상기 복수의 콘택홀을 통하여 상기 복수의 박막 트랜지스터와 연결되는 복수의 화소 전극을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시패널용 기판의 제조방법이 제공된다.
상기 컬러 필터를 도포하는 단계는 잉크젯 방식을 이용하여 컬러 필터를 도포하는 단계를 포함한다.
상기 소정 패턴이 형성된 마스크를 이용하여, 제1 격벽과, 상기 제2 격벽 및 상기 컬럼 스페이서를 동시에 형성하는 단계는, 상기 제1 격벽과, 상기 제2 격벽 및 상기 컬럼 스페이서의 높이를 서로 상이하게 형성하는 단계를 포함한다.
상기 제1 격벽과, 상기 제2 격벽 및 상기 컬럼 스페이스의 높이를 서로 상이하게 형성하는 단계는, 상기 컬럼 스페이서의 높이를 가장 높게 형성하며, 상기 제1 격벽의 높이를 상기 제2 격벽의 높이 보다 높게 형성하는 단계를 포함한다.
상기 소정 패턴이 형성된 마스크를 이용하여, 제1 격벽과, 상기 제2 격벽 및 상기 컬럼 스페이서를 동시에 형성하는 단계는, 상기 마스크를 이용하여, 상기 유기 절연막 상에 상기 제1 격벽의 형성 영역과, 상기 제2 격벽의 형성 영역 및 상기 컬럼 스페이서의 형성 영역의 노광량을 제어하는 단계 및 상기 유기 절연막을 현상하는 단계를 포함한다.
상기 소정 패턴이 형성된 마스크를 이용하여, 제1 격벽과, 상기 제2 격벽 및 상기 컬럼 스페이서를 동시에 형성하는 단계는, 슬릿 패턴이 형성된 마스크를 이용하는 단계를 포함한다.
상기 소정 패턴이 형성된 마스크를 이용하여, 제1 격벽과, 상기 제2 격벽 및 상기 컬럼 스페이서를 동시에 형성하는 단계는, 하프톤 마스크를 이용하는 단계를 포함한다.
상기 복수의 콘택홀을 형성하는 단계는, 상기 제2 격벽이 제거될 때까지, 애싱 공정을 수행한 후, 복수의 콘택홀을 형성하는 단계를 포함한다.
상기 소정 패턴이 형성된 마스크를 이용하여, 제1 격벽과, 상기 제2 격벽 및 상기 컬럼 스페이서를 동시에 형성하는 단계는, 상기 컬럼 스페이서를 상기 게이트 라인 또는 상기 데이터 라인 상에 형성하는 단계를 포함한다.
상기 소정 패턴이 형성된 마스크를 이용하여, 제1 격벽과, 상기 제2 격벽 및 상기 컬럼 스페이서를 동시에 형성하는 단계는, 상기 컬럼 스페이서를 상기 제2 격벽 둘레에 형성하는 단계를 포함한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 설명한다.
도 1a 및 도 1b는 본 발명에 따른 액정표시패널의 개략적인 평면도 및 단면도이다. 상기 액정표시패널은 박막 트랜지스터(미도시)와 컬러 필터가 형성된 하부 기판과, 공통 전극(530)을 포함한 상부 기판 및 상기 하부 기판과 상기 상부 기판 사이에 주입된 액정층(미도시)을 포함한다.
상기 도 1a를 참조하면, 상기 액정표시패널의 하부 기판은 투명 절연성 기판(301) 상에 일 방향으로 형성된 복수의 게이트 라인(GL)과, 상기 게이트 라인(GL)과 절연되게 교차하는 복수의 데이터 라인(DL), 상기 게이트 라인과 상기 데이터 라인의 교차 영역에 형성된 복수의 화소, 매트릭스 형태로 배열된 격벽(410) 및 상기 격벽(410) 내부에 형성된 RGB 컬러 필터를 포함한다.
상기 도 1b에는 상기 도 1a에 도시된 액정표시패널의 A-A선에 따른 단면도가 도시된다. 상기 액정표시패널의 하부 기판의 투명 절연성 기판(301)에는 게이트 라인(미도시)이 형성되며, 상기 게이트 라인 상에 게이트 절연막(350)이 형성된다. 상기 게이트 절연막(350) 상에는 데이터 라인(DL)이 형성되며, 상기 데이터 라인 상에 보호막(370)이 형성된다. 상기 보호막(370) 상에는 격벽(410)이 형성되며, 상기 격벽(410) 내부 공간에 RBG 컬러 필터가 형성되고, 상기 RGB 컬러 필터 상부에 화소 전극(380)이 형성된다. 이때, 상기 격벽(410)은 유기 절연막을 포함하며, 상기 도 1b에서 도시되지 않은 컬럼 스페이서와 동시에 형성된다. 한편, 상기 하부 기판과 대향되어 형성된 상부 기판은 투명 절연성 기판(501) 상에 공통 전극(530)이 형성된다. 본 실시예에서는 블랙 매트릭스 또는 오버코트막이 생략되었으나, 상기 투명 절연성 기판(501)에 형성될 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 액정표시패널용 하부 기판의 개략적인 평면도이며, 도 3a 내지 도 3h는 본 발명에 따른 액정표시패널용 하부 기판의 제조 공정 단면도 이다.
상기 도 2를 참조하면, 상기 하부 기판은 투명 절연성 기판 상에 일 방향으로 형성된 게이트 라인(GL)과, 상기 게이트 라인(GL)과 절연되게 교차하는 데이터 라인(DL), 상기 게이트 라인과 상기 데이터 라인의 교차 영역에 형성된 박막 트랜지스터, 매트릭스 형태로 배열된 격벽(410), 상기 격벽과 연결되며, 상기 게이트 라인과 상기 데이터 라인의 교차 영역 상에 형성된 컬럼 스페이서(430), 상기 격벽(410) 내부에 형성된 RGB 컬러 필터(미도시) 및 상기 RGB 컬러 필터 상에 형성된 화소 전극(380)을 포함한다. 이때, 상기 격벽(410)과 상기 컬럼 스페이서(430)는 동일한 재료로 동시에 형성된다. 본 실시예에서, 상기 컬럼 스페이서(430)는 상기 게이트 라인과 상기 데이터 라인의 교차 영역에 형성되는 것을 예로서 설명하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 게이트 라인 또는 상기 데이터 라인 상에 형성될 수도 있으며, 콘택홀 둘레에 형성될 수도 있다.
상기 도 3a 내지 도 3h를 참조하여, 액정표시패널용 하부 기판의 제조 공정을 살펴본다. 상기 도 3a를 참조하면, 우선, 투명 절연성 기판(301) 상에 제1 도전성막을 형성한 다음, 이를 제 1 감광막 마스크 패턴(미도시)을 이용한 식각공정을 통해 소정 선폭의 게이트 전극(310)을 포함한 게이트 라인(GL)을 형성한다.
먼저, 상기 투명 절연성 기판(301) 상에 CVD법, PVD법 및 스퍼터링법 등을 이용한 증착 방법을 통해 제1 도전성 막을 형성한다. 제1 도전성 막으로는 Cr, MoW, Cr/Al, Cu, Al(Nd), Mo/Al, Mo/Al(Nd) 및 Cr/Al(Nd) 중 적어도 어느 하나를 사용하는 것이 바람직하며, 상기 제1 도전성막은 다층막으로 형성할 수도 있다. 이후, 감광막을 도포한 다음, 제1 마스크를 이용한 포토리소그라피 공정을 실시하여 제1 감광막 마스크 패턴을 형성한다. 제1 감광막 마스크 패턴을 식각 마스크로 하는 식각공정을 실시하여 상기 도 3a에 도시된 바와 같이, 게이트 전극(310)과, 게이트 라인(GL)을 형성한다. 이후, 소정의 스트립 공정을 실시하여 제 1 감광막 마스크 패턴을 제거한다.
상기 도 3b를 참조하면, 상기 도 3a에 도시된 기판 전면에 게이트 절연막(350), 활성층(361) 및 오믹 접촉층(363)을 순차적으로 형성한 다음, 제2 감광막 마스크 패턴을 식각 마스크로 하는 식각공정을 실시하여 박막 트랜지스터의 활성영역을 형성한다. 기판 상에 PECVD법, 스퍼터링법 등을 이용한 증착 방법을 통해 게이트 절연막(350)을 형성한다. 이때, 게이트 절연막(350)으로는 산화 실리콘 또는 질화 실리콘을 포함하는 무기 절연 물질을 사용하는 것이 바람직하다. 게이트 절연막(350) 상에 상술한 증착 방법을 통해 활성층(361) 및 오믹 접촉층(363)을 순차적으로 형성한다. 활성층(361)으로는 비정질 실리콘층을 사용하고, 오믹 접촉층(363)으로는 실리사이드 또는 N형 불순물이 고농도로 도핑된 비정질 실리콘층을 사용한다. 이후, 오믹 접촉층 상에 감광막을 도포한 다음, 제2 마스크를 이용한 포토리소그라피 공정을 통해 제2 감광막 마스크 패턴을 형성한다. 상기의 제2 감광막 마스크 패턴을 식각 마스크로 하고, 게이트 절연막(350)을 식각 정지막으로 하는 식각 공정을 실시하여 오믹 접촉층(363) 및 활성층(361)을 제거하여 게이트 전극(310) 상부에 활성영역을 형성한다. 이후, 소정의 스트립 공정을 실시하여 잔류하 는 제2 감광막 마스크 패턴을 제거한다.
도 3c를 참조하면, 박막 트랜지스터의 활성 영역이 형성된 기판 전면에 제2 도전성막을 형성한 다음, 이를 제3 감광막 마스크 패턴(미도시)을 이용한 식각공정을 실시하여 소스 전극(365)과 드레인 전극(367) 및 데이터 라인(DL)을 형성한다. 기판 전면에 제2 도전성막을 CVD법, PVD법 및 스퍼터링법 등을 이용한 증착 방법을 통해 제2 도전성 막을 형성한다. 이때, 제2 도전성막으로는 Mo, Al, Cr, Ti 중 적어도 하나의 금속 단일층 또는 다중층을 사용하는 것이 바람직하다. 물론 제2 도전성막은 제1 도전성막과 동일한 물질을 사용할 수도 있다. 상기 제2 도전성막 상에 감광막을 도포한 다음, 제3 마스크를 이용한 포토리소그라피 공정을 실시하여 제3 감광막 마스크 패턴을 형성한다. 상기 제3 감광막 마스크 패턴을 식각 마스크로 하는 식각공정을 실시하여 제2 도전성막을 식각한 다음, 제3 감광막 마스크 패턴을 제거한 후, 식각된 제2 도전성막을 식각마스크로 하는 식각을 실시하여 제2 도전성막 사이의 노출된 영역의 오믹 접촉층(363)을 제거하여 소스 전극(365)과 드레인 전극(367) 사이에는 활성층(361)으로 이루어진 채널을 형성한다.
상기 도 3d를 참조하면, 기판 전면에 보호막(370)을 형성한다. 상기 도 3e를 참조하면, 상기 보호막(370) 상에 유기 절연막을 형성한 다음, 제4 마스크를 이용한 포토리소그라피 공정을 실시하여, 서로 상이한 높이를 갖는 제1 격벽(410)과, 제2 격벽(420) 및 컬럼 스페이서(430)를 형성한다. 이때, 상기 제1 격벽(410)은 인접한 컬러 필터의 경계 역할을 수행하기 위하여 인접 화소의 경계부에 매트릭스 형태로 형성되며, 상기 제2 격벽(420)은 상기 드레인 전극(367)과 이하의 화소 전극 (380)을 연결하기 위한 콘택홀이 형성되는 영역 상에 형성되어, 콘택홀의 형성을 용이하게 해주는 역할을 수행한다. 또한, 상기 컬럼 스페이서(430)의 높이는 가장 높게 형성되며, 그 다음으로 상기 제1 격벽(410)의 높이가 높게 형성되고, 상기 제2 격벽(420)의 높이를 가장 낮게 형성한다.
상기 제4 마스크는 슬릿 패턴이 형성된 마스크를 사용하거나, 하프톤 마스크를 사용하는 것이 바람직하다. 이러한 제4 마스크는 노광량을 제어하여 유기 절연막을 노광시킨 다음에, 현상함으로써, 상기와 같이 높이가 상이한 제1 격벽, 제2 격벽 및 컬럼 스페이서를 동시에 형성할 수 있다. 상기 제1 격벽, 제2 격벽 및 컬럼 스페이서 형성과정은 이하에서 상세히 살펴본다.
상기 도 3f를 참조하면, 잉크젯 방식을 이용하여 컬러 잉크를 상기 제1 격벽(410)의 내부에 분사함으로써, 컬러 필터(450)가 형성된다.
상기 도 3g를 참조하면, 상기 제2 격벽(420)이 제거될 때까지, 애싱 공정을 수행한 후, 상기 보호막(370) 일부를 식각함으로써 콘택홀(375)을 형성한다.
상기 도 3h를 참조하면, 상기 컬러 필터(450) 상에 제 3 도전성막을 형성한 다음, 제5 마스크를 이용하여 형성된 제 5 감광막 마스크 패턴(미도시)을 이용하여 제 3 도전성막을 패터닝하여 화소 전극(380)을 형성한다. 이때, 제 3 도전성막은 ITO나 IZO를 포함하는 투명 도전막을 사용하는 것이 바람직하다.
도 4는 본 발명에 따른 액정표시패널용 상부 기판의 개략적인 평면도이며, 도 5a 내지 도 5c는 본 발명에 따른 액정표시패널용 상부 기판의 제조 공정 단면도 이다.
상기 도 4를 참조하면, 상기 상부 기판은 투명 절연성 기판(501)의 둘레에 형성된 블랙 매트릭스(510)를 포함하며, 상기 도 5a 내지 도 5c를 참조하여, 상기 상부 기판의 제조 공정을 살펴보면, 우선 투명 절연성 기판(501)의 둘레에 블랙 매트릭스(510)를 형성한다(도 5a). 그 다음에, 상기 블랙 매트릭스(510)가 형성된 기판 전면에 오버코트막(520)을 형성하여, 평탄하게 한다(도 5b). 그리고 나서, 상기 오버코트막 상에 공통 전극(530)을 형성하게 된다(도 5c). 본 실시예에서는 기판 상에 오버코트막을 형성하였으나, 이를 생략할 수도 있다.
도 6a 내지 도 6e는 본 발명에 따른 액정표시패널용 하부 기판 상에 컬러 필터를 형성하는 과정을 도시한 단면도이다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여, 보호막 하부의 구조에 대해서는 생략한다.
상기 도 6a를 참조하면, 상기 보호막(370) 전면에 유기 절연막(400)이 형성되며, 후술되는 제1 격벽(410), 제2 격벽(420) 및 컬럼 스페이서(430) 형성을 위하여 슬릿 패턴(610)이 형성된 마스크(600)를 사용하여, 상기 유기 절연막(400)을 노광시킨다. 이때, 상기 유기 절연막(400)은 노광된 부분이 현상 시 제거되는 포지티브 포토레지스트를 포함하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 제1 격벽이 형성될 영역(S1), 제2 격벽이 형성될 영역(S2) 및 컬럼 스페이서가 형성될 영역(S3)의 높이를 서로 상이하게 형성하기 위하여, 상기 마스크(600)의 소정 영역 즉, S1과 S2에 상응하는 영역에는 슬릿 패턴(610)이 형성된다. 이때, 상기에서 살펴본 바와 같이, S1의 높이는 S2의 높이 보다 높게 형성시키기 위하여, 상기 S2에 상응하는 영역에는 S1에 상응하는 영역 보다 더 많은 광이 투과될 수 있도록, 더 많은 슬릿 패턴이 형성되며, S3에 상응하는 영역에는 광이 투과되지 않도록, 슬릿 패턴을 형성하지 않는다. 상기와 같이 슬릿 패턴이 형성된 마스크를 통하여 광을 투과시키면, 상기 슬릿 패턴을 통과한 광은 회절되어, 개방된 영역에 비하여 불충분하게 노광(under exposure)된다. 노광 공정 후, 현상을 하게 되면, 상기 도 6b에 도시된 바와 같은 서로 높이가 상이한 제1 격벽(410), 제2 격벽(420) 및 컬럼 스페이서(430)가 형성된다. 본 발명의 실시예에서는 광 투과량을 조절하기 위하여, 마스크 상에 슬릿 패턴을 형성한 예만을 설명하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 반투과부를 갖는 하프톤 마스크를 이용하여 광 투과량을 조절할 수도 있다.
상기 도 6c를 참조하면, 상기 제1 격벽(410) 내부에 잉크젯 방식을 이용하여 컬러 잉크를 분사함으로써, 컬러 필터(450)을 형성한다. 상기 컬러 필터(450)는 상기 제2 격벽(420)의 높이 정도로 형성하는 것이 바람직하다.
상기 도 6d를 참조하면, 애싱(Ashing) 공정을 수행하여, 상기 제1 격벽(410) 및 상기 컬럼 스페이서(430)의 두께를 전체적으로 감소시킨다. 이때, 상기 애싱 공정은 산소(O2) 플라즈마를 이용하여 수행할 수 있으며, 박막 트랜지스터의 드레인 전극과 화소 전극을 연결하기 위한 콘택홀 형성 영역에 형성된 상기 제2 격벽(420)이 제거될 때까지, 애싱 공정을 수행한다.
그 다음에, 상기 도 6e를 참조하면, 상기 제1 격벽(410)과 상기 컬러 필터(450)를 식각 마스크로 하고, 식각 공정을 수행하여 보호막(370) 일부를 제거함으로써, 콘택홀(370)을 형성한다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 액정표시패널용 기판과 이를 포함한 액정표시패널 및 그 제조방법의 예시적인 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이, 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
전술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 다수의 컬러 필터 형성을 위한 격벽과 컬럼 스페이서가 동시에 형성함으로써, 공정을 단순화할 수 있게 된다.
또한, 콘택홀의 형성 영역에 격벽을 형성함으로써, 콘택홀 형성이 보다 용이해지는 효과를 얻게 된다.

Claims (18)

  1. 기판상에 일 방향으로 연장되어 형성된 복수의 게이트 라인;
    상기 게이트 라인과 절연되어 교차되도록 형성된 복수의 데이터 라인;
    상기 게이트 라인과 데이터 라인의 교차 영역에 형성된 복수의 화소;
    상기 복수의 화소의 경계부에 형성된 격벽;
    상기 격벽 사이에 형성된 다수의 컬러 필터 및
    액정 셀 갭을 유지하기 위한 컬럼 스페이서를 포함하며, 상기 격벽과 상기 컬럼 스페이서는 동시에 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시패널용 기판.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 화소 각각은,
    상기 게이트 라인과 상기 데이터 라인의 교차 영역에 형성되어, 상기 게이트 라인 및 데이터 라인과 연결되는, 게이트 전극 및 소스-드레인 전극을 포함한 박막 트랜지스터 및
    상기 박막 트랜지스터와 콘택홀을 통하여 연결된 화소 전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시패널용 기판.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 격벽 및 상기 컬럼 스페이서는 서로 높이가 상이하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시패널용 기판.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 컬럼 스페이서는 상기 게이트 라인 또는 상기 데이터 라인의 상부에 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시패널용 기판.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 컬럼 스페이서는 상기 콘택홀 둘레에 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시패널용 기판.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 격벽과 상기 컬럼 스페이서 및 상기 다수의 컬러 필터는 상기 박막 트랜지스터 상부에 형성되며, 상기 화소 전극은 상기 다수의 컬러 필터 상부에 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시패널용 기판.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 박막 트랜지스터는,
    상기 기판 위에 형성된 게이트 전극;
    상기 게이트 전극 위에 형성된 게이트 절연막;
    상기 게이트 절연막 위에 형성된 활성층 및
    상기 활성층의 채널 영역을 제외한 나머지 영역 위에 형성된 오믹 접촉층과, 소스-드레인 전극 및 보호막을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시패널용 기판.
  8. 기판상에 일 방향으로 연장된 복수의 게이트 라인 및 상기 게이트 라인과 절연되어 교차되는 복수의 데이터 라인을 형성하는 단계;
    상기 게이트 라인과 상기 데이터 라인의 교차 영역에 복수의 박막 트랜지스터를 형성하는 단계;
    상기 박막 트랜지스터가 형성된 기판 전면에 유기 절연막을 형성하는 단계;
    소정 패턴이 형성된 마스크를 이용하여, 화소의 경계부에 배치되는 제1 격벽, 콘택홀 형성을 위한 제2 격벽 및 컬럼 스페이서를 동시에 형성하는 단계;
    상기 제1 격벽 내부에 컬러 필터를 도포하는 단계;
    복수의 콘택홀을 형성하는 단계 및
    상기 복수의 콘택홀을 통하여 상기 복수의 박막 트랜지스터와 연결되는 복수의 화소 전극을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시패널용 기판의 제조방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 컬러 필터를 도포하는 단계는 잉크젯 방식을 이용하여 컬러 필터를 도포하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시패널용 기판의 제조방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 소정 패턴이 형성된 마스크를 이용하여, 제1 격벽과, 상기 제2 격벽 및 상기 컬럼 스페이서를 동시에 형성하는 단계는,
    상기 제1 격벽과, 상기 제2 격벽 및 상기 컬럼 스페이서의 높이를 서로 상이하게 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시패널용 기판의 제조방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제1 격벽과, 상기 제2 격벽 및 상기 컬럼 스페이스의 높이를 서로 상이하게 형성하는 단계는,
    상기 컬럼 스페이서의 높이를 가장 높게 형성하며, 상기 제1 격벽의 높이를 상기 제2 격벽의 높이 보다 높게 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시패널용 기판의 제조방법.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 소정 패턴이 형성된 마스크를 이용하여, 제1 격벽과, 상기 제2 격벽 및 상기 컬럼 스페이서를 동시에 형성하는 단계는,
    상기 마스크를 이용하여, 상기 유기 절연막 상에 상기 제1 격벽의 형성 영역과, 상기 제2 격벽의 형성 영역 및 상기 컬럼 스페이서의 형성 영역의 노광량을 제어하는 단계 및
    상기 유기 절연막을 현상하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시패널용 기판의 제조방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 소정 패턴이 형성된 마스크를 이용하여, 제1 격벽과, 상기 제2 격벽 및 상기 컬럼 스페이서를 동시에 형성하는 단계는,
    슬릿 패턴이 형성된 마스크를 이용하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시패널용 기판의 제조방법.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 소정 패턴이 형성된 마스크를 이용하여, 제1 격벽과, 상기 제2 격벽 및 상기 컬럼 스페이서를 동시에 형성하는 단계는,
    하프톤 마스크를 이용하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시패널용 기판의 제조방법.
  15. 제8항에 있어서,
    상기 복수의 콘택홀을 형성하는 단계는,
    상기 제2 격벽이 제거될 때까지, 애싱 공정을 수행한 후, 복수의 콘택홀을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시패널용 기판의 제조방법.
  16. 제8항에 있어서,
    상기 소정 패턴이 형성된 마스크를 이용하여, 제1 격벽과, 상기 제2 격벽 및 상기 컬럼 스페이서를 동시에 형성하는 단계는,
    상기 컬럼 스페이서를 상기 게이트 라인 또는 상기 데이터 라인 상에 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시패널용 기판의 제조방법.
  17. 제8항에 있어서,
    상기 소정 패턴이 형성된 마스크를 이용하여, 제1 격벽과, 상기 제2 격벽 및 상기 컬럼 스페이서를 동시에 형성하는 단계는,
    상기 컬럼 스페이서를 상기 제2 격벽 둘레에 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시패널용 기판의 제조방법.
  18. 기판 상에 일 방향으로 연장되어 형성된 복수의 게이트 라인과, 상기 게이트 라인과 절연되어 교차되도록 형성된 복수의 데이터 라인과, 상기 게이트 라인과 데이터 라인의 교차 영역에 형성된 복수의 화소와, 상기 복수의 화소의 경계부에 형성된 격벽과, 상기 격벽 사이에 형성된 다수의 컬러 필터 및 액정 셀 갭을 유지하기 위한 컬럼 스페이서를 포함하며, 상기 격벽과 상기 컬럼 스페이서는 동시에 형성된 하부 기판과,
    상기 하부 기판과 대향되어 형성되며, 기판의 둘레에 형성된 블랙 매트릭스 및 상기 블랙 매트릭스가 형성된 기판 전면에 형성된 공통 전극을 포함한 상부 기 판 및
    상기 하부 기판과 상기 상부 기판 사이에 주입된 액정층을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시패널.
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US9508778B2 (en) 2014-04-25 2016-11-29 Samsung Display Co., Ltd. Organic light emitting diode display

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