KR20070082090A - 표시 기판 및 이의 제조 방법 - Google Patents

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류혜영
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Abstract

표시 품질을 향상시키기 위한 표시 기판 및 이의 제조 방법이 개시된다. 표시 기판의 제조 방법은 투명 기판 위에 게이트 배선, 게이트 전극 및 스토리지 배선을 포함하는 게이트 패턴을 형성하는 단계와, 소스 배선, 소스 전극, 드레인 전극 및 드레인 전극과 연결되며 스토리지 배선과 중첩되는 스토리지 전극을 포함하는 소스 패턴을 형성하는 단계와, 소스 패턴이 형성된 투명 기판 위에 포토레지스트막을 도포하는 단계와, 포토레지스트막을 배면 노광 방식으로 노광하는 단계와, 스토리지 전극의 일부영역에 대응하는 포토레지스트막을 정면 노광 방식으로 노광하는 단계와, 노광된 포토레지스트막을 현상하여 게이트 및 소스 패턴에 위에 형성되며, 스토리지 전극의 일부영역에 콘택홀이 형성된 격벽 패턴을 형성하는 단계와, 격벽 패턴 내부에 컬러필터를 형성하는 단계 및 콘택홀을 통해 스토리지 전극과 접촉하는 화소 전극을 형성하는 단계를 포함한다. 이에 따라, 컬러필터와 화소부의 얼라인 미스가 방지되므로 각 화소부의 개구율을 향상시킬 수 있다.
배면 노광, 정면 노광, COA , 얼라인 미스,

Description

표시 기판 및 이의 제조 방법 {DISPLAY SUBSTRATE AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}
도 1a 내지 도 7b는 본 발명의 실시예에 따른 표시 기판의 제조 방법을 도시한 공정도들이다.
도 8a 내지 도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 기판의 제조 방법을 도시한 공정도들이다.
도 14a 내지 도 19는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 기판의 제조 방법을 도시한 공정도들이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100,200,300 : 표시 기판 120 : 게이트 전극
122 : 전극부 124 : 연결부
130 : 게이트 절연막 154 : 소스 전극
156 : 드레인 전극 158 : 스토리지 전극
160 : 패시베이션막 170 : 격벽패턴
172 : 콘택홀 180 : 컬러필터
190 : 유기 절연막 PE : 화소 전극
본 발명은 표시 기판 및 이의 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 표시 품질을 향상시키기 위한 표시 기판 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로 노트북, 모니터, TV 등의 전자기기에는 영상을 표시하기 위한 표시 장치가 구비된다. 표시 장치로는 전자기기의 특성상 평판 형상을 갖는 액정표시장치(Liquid Crystal Display)가 주로 사용된다.
액정표시장치는 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor : 이하, TFT) 기판, TFT 기판과 대향하도록 결합된 컬러필터(Color Filter) 기판 및 두 기판 사이에 배치된 액정층을 포함한다.
TFT 기판은 다수의 화소부를 독립적으로 구동시키기 위하여 절연 기판 상에 형성된 신호 배선, 박막 트랜지스터 및 화소 전극 등을 포함한다. 컬러필터 기판은 적색, 녹색, 청색의 컬러 필터들로 이루어진 컬러 필터층 및 화소 전극에 대향하는 공통 전극을 포함한다.
액정표시장치는 TFT 기판과 컬러필터 기판의 결합 정밀도에 따라 표시 품질에 상당한 영향을 받는다. TFT 기판과 컬러필터 기판의 결합 시 얼라인 미스(Align Miss)가 발생할 경우, 표시 화면에 빛샘이 발생하여 액정표시장치의 표시 품질이 저하된다.
얼라인 미스로 인한 액정표시장치의 품질 저하를 방지하기 위하여, 최근에는 COA(Color filter On Array) 구조의 액정표시장치가 제안된 바 있다. 즉, COA 구조 의 액정표시장치는 적색, 녹색, 청색 각각의 컬러필터가 각 화소부에 대응하여 TFT 기판 위에 형성된다. 그러나, 실질적으로는 COA를 적용한 액정표시장치에서도 R,G,B 각각의 컬러필터들과 각각의 화소부들 사이에 얼라인 미스가 발생하여 표시 화면에 빛샘이 발생하는 문제점이 있다. 이에 따라, 각각의 화소부를 정의하는 배선부에 대응하여 빛샘을 방지하기 위한 블랙 매트릭스를 형성하였다. 그러나, 블랙 매트릭스를 형성하는 공정에서도, 블랙 매트릭스와 배선부의 오버레이(Overlay) 불량이 발생하여 각 화소부의 개구율이 감소하는 문제점이 있다.
이에 본 발명의 기술적 과제는 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 개구율을 향상시키므로써 표시품질을 향상시키기 위한 표시 기판을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기한 표시 기판의 제조 방법을 제공하는 것이다.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위하여 일실시예에 따른 표시 기판은, 투명 기판, 게이트 배선, 소스 배선, 스위칭 소자, 스토리지 배선, 스토리지 전극, 격벽패턴, 컬러필터 및 화소 전극을 포함한다. 상기 게이트 배선 및 소스 배선은 상기 투명 기판 위에 형성되며, 복수의 화소부를 정의한다. 상기 스위칭 소자는 상기 게이트 배선 및 소스 배선의 교차영역에 형성된다. 상기 스토리지 배선은 상기 게이트 배선들 사이에 형성되며, 투명한 도전성 물질로 이루어진 제1 층과, 상기 제1 층의 일부 영역에 형성되며 불투명한 금속 물질로 이루어진 제2 층을 포함한 다. 상기 스토리지 전극은 상기 스위칭 소자로부터 연장되어 상기 스토리지 배선과 중첩되도록 형성된다. 상기 격벽패턴은 상기 게이트 배선, 소스 배선, 스위칭 소자 및 스토리지 전극 상에 형성된다. 상기 컬러필터는 상기 격벽패턴에 의해 정의된 내부 공간에 형성된다. 상기 화소 전극은 상기 컬러필터가 형성된 투명 기판 상에 형성되어, 상기 스위칭 소자와 전기적으로 연결된다.
상기한 본 발명의 다른 목적을 실현하기 위하여 일실시예에 따른 표시 기판의 제조 방법은 투명 기판 위에 게이트 배선, 게이트 전극 및 스토리지 배선을 포함하는 게이트 패턴을 형성하는 단계와, 소스 배선, 소스 전극, 드레인 전극 및 상기 드레인 전극과 연결되며 상기 스토리지 배선과 중첩되는 스토리지 전극을 포함하는 소스 패턴을 형성하는 단계와, 상기 소스 패턴이 형성된 투명 기판 위에 포토레지스트막을 도포하는 단계와, 상기 포토레지스트막을 배면 노광 방식으로 노광하는 단계와, 상기 스토리지 전극의 일부영역에 대응하는 포토레지스트막을 정면 노광 방식으로 노광하는 단계와, 노광된 상기 포토레지스트막을 현상하여 상기 게이트 및 소스 패턴에 위에 형성되며, 상기 스토리지 전극의 일부영역에 콘택홀이 형성된 격벽 패턴을 형성하는 단계와, 상기 격벽 패턴 내부에 컬러필터를 형성하는 단계 및 상기 콘택홀을 통해 상기 스토리지 전극과 접촉하는 화소 전극을 형성하는 단계를 포함한다.
이러한 표시 기판 및 이의 제조 방법에 의하면, 컬러필터와 각 화소부의 얼라인 미스를 방지하여 개구율을 향상시키므로써 표시품질을 향상시킬 수 있다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명을 보다 상세하게 설명하고자 한 다.
도 1a 내지 도 7b는 본 발명의 실시예에 따른 표시 기판의 제조 방법을 도시한 공정도들이다. 이때, 단면도들은 평면도에 도시된 I-I'선을 따라 절단한 면으로 도시하였다.
도 1a 및 도 1b를 참조하면, 광이 투과할 수 있는 투명한 물질로 이루어진 베이스 기판(110)위에 금속층(미도시)을 형성한다. 상기 금속층(미도시)은 예를 들면, 크롬, 알루미늄, 탄탈륨, 몰리브덴, 티타늄, 텅스텐, 구리, 은 등의 금속 또는 이들의 합금등으로 형성될 수 있으며, 스퍼터링 공정에 의해 증착된다. 또한, 상기 금속층(미도시)은 물리적 성질이 다른 두 개 이상의 층으로 형성될 수 있다. 이어서, 사진 식각 공정으로 상기 금속층(미도시)을 식각하여 게이트 배선(GL), 상기 게이트 배선(GL)으로부터 연결된 게이트 전극(120) 및 스토리지 공통배선(STL)을 포함하는 게이트 패턴을 형성한다.
상기 게이트 배선(GL)은 제1 방향으로 연장되고, 상기 스토리지 공통배선(STL)은 상기 게이트 배선(GL)들 사이에서 상기 제1 방향으로 연장된다. 상기 스토리지 공통배선(STL)은 전극부(122) 및 상기 전극부(122)를 연결시키는 연결부(124)를 포함한다.
이어서, 상기 게이트 패턴이 형성된 베이스 기판(110)위에 실리콘 질화막(SiNx)으로 이루어진 게이트 절연막(130)을 형성한다. 상기 게이트 절연막(130)은 플라즈마 화학 기상 증착(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition, PECVD) 방법을 이용하여 형성할 수 있다.
도 2를 참조하면, 상기 게이트 절연막(130)위에 비정질 실리콘(a-Si:H)으로 이루어진 활성층(140a) 및 n+ 비정질 실리콘(n+ a-Si:H)으로 이루어진 오믹 콘택층(140b)을 순차적으로 적층한다. 상기 활성층(140a) 및 오믹 콘택층(140b)은 상기 플라즈마 화학 기상 증착 방법을 이용하여 형성할 수 있다. 이어서, 상기 활성층 (140a)및 오믹 콘택층(140b)을 사진 식각 공정으로 패터닝한다. 이에 따라, 상기 게이트 절연막(130) 위에서 상기 게이트 전극(120)과 중첩되는 채널부(140)가 형성된다.
도 3a 내지 도 3b를 참조하면, 상기 채널부(140)가 형성된 상기 게이트 절연막(130) 위에 금속층(미도시)을 형성한다. 상기 금속층(미도시)은 예를 들면, 크롬, 알루미늄, 탄탈륨, 몰리브덴, 티타늄, 텅스텐, 구리, 은 등의 금속 또는 이들의 합금등으로 형성될 수 있으며, 스퍼터링 공정에 의해 증착된다. 또한, 상기 금속층(미도시)은 물리적 성질이 다른 두 개 이상의 층으로 형성할 수 있다.
이어서, 사진-식각 공정으로 상기 금속층(미도시)을 패터닝하여 소스 배선(DL), 소스 전극(154), 드레인 전극(156) 및 스토리지 전극(158)을 포함하는 소스 패턴을 형성한다.
상기 소스 배선(DL)은 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 연장되며, 상기 게이트 배선(GL)들과 교차하여 복수의 화소부(P)를 정의한다.
상기 소스 전극(154)은 상기 소스 배선(DL)으로부터 연결되어 형성되며, 상기 상기 채널부(140)와 소정간격 중첩된다.
상기 드레인 전극(156)은 상기 소스 전극(154)으로 부터 소정 간격 이격되 며, 상기 채널부(140)와 소정간격 중첩된다. 이에따라, 게이트 전극(120), 게이트 절연막(130), 채널부(140), 소스 전극(154) 및 드레인 전극(156)을 포함하는 스위칭 소자(TFT)가 형성된다.
상기 스토리지 전극(158)은 상기 드레인 전극(156)으로부터 연결되어 형성되며, 상기 스토리지 배선(STL)의 전극부(122)와 중첩되어 스토리지 캐패시터(Cst)를 형성한다.
상기 스토리지 공통배선(STL)에는 공통 전압이 인가되고, 상기 스토리지 전극(158)에는 상기 소스 배선(DL)으로부터 상기 드레인 전극(156)에 인가된 화소 전압이 제공된다. 이에 따라, 상기 스토리지 캐패시터(Cst)에는 화소 전압이 충전되고 충전된 화소 전압은 한 프레임 동안 유지된다.
이어서, 상기 소스 전극(154) 및 드레인 전극(156)을 식각 마스크로 하여 상기 채널부(140)의 오믹 콘택층(140b)을 식각 한다. 이에 따라, 상기 소스 전극(154)과 상기 드레인 전극(156) 사이에는 상기 활성층(140a)이 노출된다.
도 4를 참조하면, 상기 소스 패턴이 형성된 게이트 절연막(130) 위에 패시베이션막(160)을 도포한다. 상기 패시베이션막(160)은 예를 들어, 실리콘 질화막(SiNx) 또는 실리콘 산화막(SiOx)으로 이루어질 수 있다.
상기 패시베이션막(160) 위에는 포토레지스트막(PR)을 도포한다. 상기 포토레지스트막(PR)은 노광된 영역이 현상액에 의해 용해되는 포지티브 포토레지스트인 것이 바람직하다. 한편, 상기 포토레지스트막은(PR) 투명한 재질로 형성될 수도 있고, 블랙 매트릭스를 형성에 사용되는 차광 재질로 형성될 수도 있다.
이어서, 상기 포토레지스트막을 배면 노광한다. 배면 노광에서는 상기 게이트패턴 및 소스패턴이 차광 마스크로 기능한다. 다음으로, 상기 스토리지 전극(158)의 일부 영역에 대응하여 개구부(10)가 형성되고, 나머지 영역에는 차광부(20)가 형성된 마스크를 이용하여 정면 노광한다.
이어서, 노광된 상기 포토레지스트막(PR)을 현상액으로 현상한다. 이때, 상기 포토레지스트막(PR)은 포지티브 포토레지스트로 이루어지므로, 노광된 영역이 현상액에 의해 용해된다.
도 5a 및 도 5b를 참조하면, 배면 노광에 의해 상기 게이트패턴 및 소스패턴과 동일하게 패터닝된 격벽패턴(170)이 형성된다. 도 5a에서는 상기 격벽 패턴(170)이 형성된 영역을 사선으로 표시하였다. 한편, 상기 정면 노광 시, 상기 개구부(10)에 의해 노광된 영역에는 콘택홀(172)이 형성된다. 즉, 상기 격벽패턴(170)과 상기 콘택홀(172)은 동시에 형성된다. 상기 콘택홀(172)에서는 상기 스토리지 전극(158) 위에 형성된 패시베이션막(160)이 노출된다.
도 5a 및 도 5c를 참조하면, 상기 격벽패턴(170)으로 둘러싸인 각 화소부(P) 내에 컬러 잉크를 적하(Drop)한다. 상기 컬러 잉크는 예를 들어, 잉크젯 노즐을 이용하여 적하(Drop)된다. 상기 컬러 잉크는 예를 들어 열 경화성 또는 자외선 경화잉크로 이루어지며, 적색, 녹색, 청색 중에서 선택된 어느 하나의 색상으로 이루어진다. 이때, 상기 컬러 잉크는 상기 콘택홀(172)을 제외한 상기 화소부(P) 내에 적하(Drop)된다. 상기 격벽패턴(170)은 상기 컬러잉크가 이웃 화소부로 침범하는 것을 막아주는 장벽(barrier) 역할을 하며, 상기 컬러잉크가 상기 콘택홀(172) 로 침범하는 것을 막아준다.
이어서, 상기 컬러잉크를 경화하는 공정을 수행한다. 이에 따라, 상기 격벽 패턴(170)으로 둘러싸인 각 화소부(P)에는 적색, 녹색 또는 청색의 컬러필터(180)가 형성된다. 한편, 상기 격벽패턴(170)은 배면 노광에 의해 형성되므로, 정확하게 상기 게이트 및 소스 패턴 상에 형성된다. 또한, 상기 컬러필터(180)는 상기 격벽패턴(170)에 의해 둘러싸인 각 화소부(P) 내에 정확하게 형성된다. 따라서, COA(Color Filter On Array) 구조에서 화소부(P)와 컬러필터(180)의 얼라인 미스(Align Miss)가 방지된다. 이에 따라, 표시 기판의 개구율을 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 격벽패턴(170)이 차광물질로 형성될 경우, 상기 격벽패턴(170)은 인접하는 화소부(P)들 사이에서 누설되는 광을 차단하여 대비비를 향상시킬 수 있다.
상기 격벽패턴(170) 및 상기 컬러필터(180)가 형성된 베이스 기판(110) 위에는 투명한 재질의 포토레지스트막(PR)을 도포한다. 상기 포토레지스트막(PR)은 일례로서 포지티브 포토레지스트로 이루어진다.
도 6을 참조하면, 상기 포토레지스트막(PR)에 사진 공정을 수행하여 상기 콘택홀(172)을 노출시키는 유기 절연막(190)을 형성한다. 이어서, 상기 유기 절연막(190)을 식각 마스크로 하여 상기 콘택홀(172)에 형성된 패시베이션막(160)을 식각한다. 이에 따라, 상기 콘택홀(172)에서는 상기 스토리지 전극(158)의 일부 영역이 노출된다. 한편, 상기 유기 절연막(190)은 후술하는 화소 전극과 상기 컬러필터(180)의 접촉을 방지하고, 표면을 평탄화 시킨다. 그러나, 상기 유기 절연막(190)은 제거할 수도 있다.
도 7a 및 도 7b를 참조하면, 상기 유기 절연막(190)이 형성된 베이스 기판(110) 위에 ITO 또는 IZO 와 같은 투명한 도전성 물질을 증착한다. 이어서, 사진- 식각 공정으로 상기 투명한 도전성 물질을 패터닝하여 각 화소부(P)에 대응하는 화소 전극(PE)을 형성한다. 상기 화소 전극(PE)은 상기 콘택홀(172)을 통해 상기 스토리지 전극(158)과 전기적으로 연결된다. 따라서, 상기 드레인 전극(156)으로부터 상기 스토리지 전극(158)에 제공된 화소 전압이 상기 화소 전극(PE)으로 인가된다. 이에 따라, 본 발명의 실시예에 따른 표시 기판(100)이 형성된다.
이하, 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 기판의 제조 방법을 설명하도록 한다.
도 8a 내지 도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 기판의 제조 방법을 도시한 공정도들이다. 이때, 단면도들은 평면도에 도시된 II-II'선을 따라 절단한 면으로 도시하였다. 또한, 본 발명의 실시예와 동일한 구성요소에는 동일한 도면 번호를 부여하였다.
도 8a를 참조하면, 베이스 기판(110) 위에 투명한 도전성 물질로 이루어진 제1 층(120a) 및 불투명한 금속 물질로 이루어진 제2 층(120b)을 순차적으로 형성한다. 상기 투명한 도전성 물질은 예를들어 ITO 또는 IZO로 이루어진다. 상기 제2 층(120b)은 예를 들면, 크롬, 알루미늄, 탄탈륨, 몰리브덴, 티타늄, 텅스텐, 구리, 은 등의 금속 또는 이들의 합금 등으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 제2 층(120b)은 물리적 성질이 다른 두 개 이상의 층으로 형성될 수 있다. 상기 제1 층(120a) 및 제2 층(120b)은 스퍼터링 공정에 의해 증착된다.
상기 제2 층(120b) 위에는 포토레지스트막(미도시)을 도포한다. 상기 포토레지스트막(미도시)는 일례로서 포지티브 포토레지스트로 이루어진다.
이어서, 상기 포토레지스트막(미도시)에 사진 공정을 수행하여, 게이트 배선(미도시), 게이트 전극(120) 및 스토리지 배선(STL)의 형상을 갖는 포토레지스트 패턴(50)을 형성한다. 이때, 상기 연결부(124)를 형성하기 위한 포토레지스트 패턴(50)은 상대적으로 얇은 두께로 형성된다. 바람직하게는, 상기 연결부(124)를 형성하기 위한 포토레지스트 패턴(50)은 나머지 영역에 해당하는 포토레지스트 패턴(50)의 절반 가량의 두께로 형성된다.
상기 포토레지스트 패턴(50)의 두께를 조절하기 위하여, 상기 포토레지스트막을 노광하는 마스크(MASK) 에는 개구부(10), 차광부(20) 및 반투과부(30)가 형성된다. 상기 반투과부(30)는 복수의 슬릿 패턴에 의해 광이 회절되는 슬릿 마스크로 형성할 수도 있고, 반투과 물질로 이루어진 하프톤 마스크로 형성할 수도 있다. 상기 반투과부(30)에서는 상기 개구부(10)보다 적은 양의 광이 투과된다.
따라서, 상기 연결부(124)를 형성할 영역에 상기 반투과부(30)를 배치하므로써, 상기 연결부(124)를 형성할 영역에는 상대적으로 얇은 두께의 포토레지스트 패턴(50)을 형성할 수 있다.
이어서, 도 8b를 참조하면, 상기 포토레지스트 패턴(50)을 식각 마스크로 하여 상기 제1 층 (120a) 및 제2 층(120b)을 식각한다. 이에 따라, 베이스 기판(110) 위에는 상기 제1 층(120a)과 제2 층(120b)이 적층된 구조의 게이트 배선(GL)과, 상기 게이트 배선(GL)으로부터 연결된 게이트 전극(120) 및 스토리지 배선(STL)을 포 함하는 게이트 패턴이 형성된다.
도 9를 참조하면, 산소 플라즈마를 이용하여 상기 포토레지스트 패턴(50)의 일정 두께를 제거하는 제1 애싱 공정을 수행한다. 이때, 상기 연결부(124) 상의 포토레지스트 패턴(50)은 상대적으로 얇은 두께로 형성되었으므로, 상기 제1 애싱 공정에 의해 제거된다. 이에 따라, 상기 연결부(124)의 제2 층(120b)이 노출된다.
도 10을 참조하면 상기 포토레지스트 패턴(50)을 식각 마스크로 하여 상기 연결부(124)의 제2 층(120b)을 식각한다. 이에 따라, 상기 스토리지 배선(STL)의 연결부(124)에는 상기 투명한 도전성 물질로 이루어진 제1 층(120a)만 잔류한다. 따라서, 상기 연결부(124)는 광을 투과시킬 수 있다. 이어서, 상기 포토레지스트 패턴(50)을 제거하는 제2 애싱 공정을 수행한다.
도 11을 참조하면, 도 2 내지 도 3b에서 상술한 바와 동일한 공정을 수행하여 게이트 절연막(130), 채널부(140) 및 소스 패턴을 형성한다. 상기 소스 패턴은 소스 배선(미도시), 소스 전극(154), 드레인 전극(156) 및 스토리지 전극(158)을 포함한다. 상기 소스 배선(미도시)은 상기 게이트 배선(GL)들과 교차하여 복수의 화소부를 정의한다.
다음으로, 상기 소스 패턴이 형성된 베이스 기판(110) 위에 도 4에서 상술한 바와 동일한 공정을 수행한다.
도 12를 참조하면, 상기 연결부(124)는 투명한 재질의 상기 제1 층(120a)으로 형성되므로, 상기 연결부(124)에서는 배면광이 투과된다. 따라서, 상기 연결부(124)를 제외한 상기 게이트 패턴 및 소스 패턴 위에는 격벽패턴(170)이 형성된다.
한편, 컬러필터, 유기 절연막 및 화소 전극을 형성하는 공정은 도 5 내지 도 7b에서 상술한 공정과 동일하므로, 상세한 설명은 생략하도록 한다. 도 5c 내지 도 7b에서 상술한 공정을 수행하면 도 13에 도시한 표시 기판(200)이 형성된다.
도 13을 참조하면, 표시 기판(200)에서 사선으로 표시한 영역은 상기 격벽패턴이 형성된 영역을 나타낸다.
도 13을 참조하면, 상기 격벽패턴으로 둘러 싸인 각 화소부(P) 내에는 잉크젯 방식으로 형성한 컬러필터(미도시)와 화소 전극(PE)이 형성된다. 상기 격벽패턴(170)은 컬러필터(미도시)가 각 화소부(P)에 정확하게 형성되도록 하는 장벽 역할을 수행한다. 따라서, COA(Color Filter On Array) 구조에서 화소부(P)와 컬러필터(180)의 얼라인 미스(Align Miss)가 방지된다. 이에 따라, 표시 기판의 개구율을 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 연결부(124)는 광이 투과하는 제1 층(120a)으로 형성되고, 상기 연결부 (124) 위에는 상기 격벽 패턴(170)이 형성되지 않으므로 각 화소부(P)의 개구율이 증가한다. 이에 따라, 표시 화면의 휘도를 향상시킬 수 있다.
한편, 상기 스토리지 전극(158)에 대응하는 상기 격벽패턴(170) 내에는 상기 화소 전극(PE)과 상기 스토리지 전극(158)을 연결시키는 콘택홀(172)이 형성된다.
이하, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 기판의 제조 방법을 설명하도록 한다.
도 14a 내지 도 19는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 기판의 제조 방법을 도시한 공정도들이다. 이때, 단면도들은 평면도에 도시된 III-III'선을 따라 절단한 면으로 도시하였다. 또한, 본 발명의 실시예와 동일한 구성요소에는 동일한 도면 번호를 부여하였다.
도 14a 내지 도 14b를 참조하면, 도 8a 내지 도 8c에서 상술한 내용과 대동 소이한 방식으로 상기 제1 층(120a) 및 제2 층(120b)이 적층된 구조의 게이트 배선(GL), 게이트 전극(120) 및 스토리지 배선(STL)을 포함하는 게이트 패턴을 형성한다. 이때, 상기 게이트 패턴을 형성하기 위한 포토레지스트 패턴(50)은 상기 스토리지 배선(STL)의 연결부(124) 및 상기 전극부(122)의 소정 영역에 대응하여 상대적으로 얇은 두께로 형성된다.
도 14c를 참조하면, 산소 플라즈마를 이용하여 상기 포토레지스트 패턴(50)의 소정 두께를 제거하는 제1 애싱 공정을 수행한다. 이에 따라, 상기 연결부(124) 및 상기 전극부(122)의 소정 영역에 대응하여 상대적으로 얇은 두께로 형성된 포토레지스트 패턴(50)이 제거된다. 따라서, 상기 연결부(124) 및 상기 전극부(122)의 소정 영역에 해당하는 제2 층(120b)이 노출된다.
이어서, 도 14a 및 14d를 참조하면, 잔류하는 상기 포토레지스트 패턴(50)을 식각 마스크로 하여 상기 제2 층(120b)을 식각한다. 이에 따라, 상기 제2 층(120b)은 상기 전극부(122)의 일부 영역에서 아일랜드 형상으로 잔류하고, 상기 스토리지 배선(STL)의 나머지 영역은 투명한 재질의 상기 제1 층(120b)이 노출된다.
도 14a에서 사선으로 표시한 영역은 상기 제2 층(120b)이 잔류하는 영역, 즉 배면광이 차단되는 영역을 나타낸다. 이어서, 상기 포토레지스트 패턴(50)을 제거하는 제2 애싱 공정을 수행한다.
도 15를 참조하면, 상기 게이트 패턴이 형성된 베이스 기판(110) 위에 게이트 절연막(130) 및 채널부(140)를 순차적으로 형성한다. 상기 게이트 절연막(130) 및 채널부(140)의 형성 방법은 도 2에서 상술한 내용과 동일하므로 상세한 설명은 생략하도록 한다.
이어서, 상기 채널부(140)가 형성된 게이트 절연막(130) 위에 상기 제1 층(120a)과 동일한 재질의 제3 층(150a) 및 상기 제2 층(120b)과 동일한 재질의 제4 층(150b)을 순차적으로 적층하고, 상기 제4 층(150b)위에 포토레지스트막(미도시)을 도포한다. 상기 포토레지스트막(미도시)은 일례로서, 포지티브 포토레지스트로 이루어진다.
이어서, 상기 포토레지스트막(미도시)에 사진 공정을 수행하여 소스 배선, 소스 전극 및 드레인 전극의 형상을 갖는 제1 포토레지스트 패턴(62)과 스토리지 전극의 형상을 갖는 제2 포토레지스트 패턴(64)을 형성한다. 이때, 상기 제2 포토레지스트 패턴(64)은 상기 제1 포토레지스트 패턴(62) 보다 얇은 두께로 형성된다. 상기 제1 및 제2 포토레지스트 패턴들(62,64)의 두께는 도 8a 에서 게이트 패턴 형성에 사용한 방법과 대동 소이한 방법으로 조절한다. 즉, 상기 제2 포토레지스트 패턴(64)은 노광 마스크(MASK)의 반투과부(30)를 이용하여 형성한다.
이어서, 상기 제1 및 제2 포토레지스트 패턴들(62,64)을 식각 마스크로 하여 상기 제3 층(150a) 및 제4 층(150b)을 식각한다.
이에 따라, 도 16을 참조하면, 상기 제3 층(150a)과 제4 층(150b)이 적층된 구조의 소스 배선(미도시), 소스 전극(154), 드레인 전극(156) 및 스토리지 전극 (158)을 포함하는 소스 패턴이 형성된다. 이어서, 상기 소스 전극(154) 및 드레인 전극(156)을 식각 마스크로 하여 상기 채널부(140)의 오믹 콘택층(140b)을 식각한다.
다음으로, 상기 제1 및 제2 포토레지스트 패턴들(62,64)의 일정 두께를 제거하는 제1 애싱 공정을 수행한다. 이에 따라, 상대적으로 얇은 두께로 형성되었던 제2 포토레지스트 패턴(64)은 제거되고, 상기 제1 포토레지스트 패턴(62)은 소정 두께로 잔류한다. 이에 따라, 상기 스토리지 전극(158)의 제4 층(150b)이 노출된다.
이어서, 17a를 참조하면, 상기 스토리지 전극(158)의 제4 층(150b)을 식각한 후, 잔류하는 상기 포토레지스트 패턴(68)을 제거하는 제2 애싱공정을 수행한다.
이에 따라, 상기 스토리지 전극(158)은 투명한 재질의 상기 제3 층(150a)만 잔류한다. 한편, 상기 스토리지 배선(STL)의 연결부(124) 및 전극부(122)의 소정 영역은 상기 투명한 재질의 제1 층(120a)으로 형성된다.
도 17b에서는 금속 재질의 상기 제2 층(120b) 및 제4 층(150b)이 잔류하는 영역을 사선으로 표시하였다.
도 17a 및 도 17b를 참조하면, 상기 제2 층(120b) 및 제4 층(150b)이 형성된 영역에서는 배면광이 차단된다. 한편, 사선으로 표시되지 않은 영역은 투명 재질로 형성된 영역, 즉 배면광이 투과할 수 있는 영역을 나타낸다. 스토리지 배선(STL)은 아일랜드 형상의 제2 층(120b)이 잔류하는 영역 이외에는 투명한 재질의 제1 층(120a)으로 형성되므로, 스토리지 배선(STL)의 대부분의 영역에서는 배면광이 투과 된다. 또한, 상기 스토리지 전극(158) 역시 광이 투과되는 투명한 재질의 제3 층(150a)으로 형성된다. 이에 따라, 각 화소부(P)의 개구율이 향상된다.
이어서, 도 4에서 상술한 내용과 동일한 공정을 수행한다. 이때, 상기 전극부(122) 내에 아일랜드 형상으로 잔류하는 상기 제2 층(120b)을 제외하면, 스토리지 배선(STL)은 배면광을 투과시킨다. 또한, 상기 스토리지 전극(158) 역시 배면광을 투과시킨다.
따라서, 도 17b및 도 18을 참조하면, 배면 노광에 의해 형성되는 격벽 패턴(170)은 게이트 패턴 및 소스 패턴의 제2 층 및 제4 층(120b,150b)에 의해 배면광이 차광되는 영역에만 형성된다. 따라서, 상기 스토리지 배선(STL) 위에는 상기 제2 금속층(120b)에 대응하여 아일랜드 형상의 격벽패턴(170)이 형성된다. 한편, 상기 아일랜드 형상의 격벽 패턴(170)에는 정면 노광에 의해 콘택홀(172)이 형성된다.
컬러필터, 유기 절연막 및 화소 전극을 형성하는 후속 공정은 도 5c 내지 도 7b에서 상술한 공정과 동일하므로, 상세한 설명은 생략하도록 한다. 도 5c 내지 도 7b에서 상술한 공정을 수행하면 도 19에 도시한 표시 기판(300)이 형성된다.
도 19를 참조하면, 상기 표시 기판(300)에서 사선으로 표시한 영역은 상기 격벽패턴(170)이 형성된 영역을 나타낸다. 상기 격벽패턴(170)으로 둘러 싸인 각 화소부(P) 내에는 잉크젯 방식으로 형성한 컬러필터(미도시)와 화소 전극(PE)이 형성된다. 상기 격벽패턴(170)은 컬러필터(미도시)가 각 화소부(P)에 정확하게 형성되도록 장벽 역할을 수행한다. 따라서, COA(Color Filter On Array) 구조에서 화소 부(P)와 컬러필터(180)의 얼라인 미스(Align Miss)가 방지된다. 이에 따라, 표시 기판의 개구율을 향상시킬 수 있다.
한편, 상기 아일랜드 형상의 제2 층(120b)을 제외하면, 상기 스토리지 배선(STL)의 전체 영역에서 광이 투과된다. 또한, 상기 스토리지 전극(158) 역시 광을 투과시킨다. 따라서, 화소부(P)의 개구율이 증가하므로, 표시 화면의 휘도를 향상시킬 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예들에서는 상기 채널부 및 소스 패턴을 각각의 노광 마스크를 이용하여 형성하였으나, 상기 소스 패턴과 채널부는 동일한 노광 마스크를 이용하여 형성할 수도 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 배면 노광을 이용하여 화소부를 정의하는 금속 패턴과 동일하게 패터닝된 격벽 패턴을 형성하고, 정면 노광을 이용하여 격벽 패턴 내에 콘택홀을 형성한다. 각 화소부에 대응하는 격벽패턴 내에 잉크젯 방식으로 컬러필터를 형성하므로써 컬러필터와 화소부와의 얼라인 미스(Align Miss)가 방지된 COA(Color Filter on Array) 구조 표시 기판을 형성할 수 있다. 또한, 화소부 내에 형성되는 스토리지 캐패시터의 일부 영역을 투명한 도전성 물질로 형성하여 개구율을 증가시키므로써 표시 품질을 향상시킬 수 있다.
이상에서는 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (13)

  1. 투명 기판 위에 형성되며, 복수의 화소부를 정의하는 복수의 게이트 배선 및 소스 배선;
    상기 게이트 배선 및 소스 배선의 교차영역에 형성된 스위칭 소자;
    상기 게이트 배선들 사이에 형성되며, 투명한 도전성 물질로 이루어진 제1 층과, 상기 제1 층의 일부 영역에 형성되며 불투명한 금속 물질로 이루어진 제2 층을 포함하는 스토리지 배선;
    상기 스위칭 소자로부터 연장되어 상기 스토리지 배선과 중첩되도록 형성된 스토리지 전극;
    상기 게이트 배선, 소스 배선, 스위칭 소자 및 스토리지 전극 상에 형성된 격벽패턴;
    상기 격벽패턴에 의해 정의된 내부 공간에 형성된 컬러필터; 및
    상기 컬러필터가 형성된 투명 기판 상에 형성되어, 상기 스위칭 소자와 전기적으로 연결된 화소 전극을 포함하는 표시 기판.
  2. 제1항에 있어서, 상기 격벽패턴은 포지티브 포토레지스트 물질로 형성되는 것을 특징으로 하는 표시 기판.
  3. 제2항에 있어서, 상기 격벽패턴은 배면 노광 방식에 의해 패터닝된 것을 특 징으로 하는 표시 기판.
  4. 제3항에 있어서, 상기 스토리지 전극 위의 격벽패턴에 형성되어 상기 스위칭 소자와 화소 전극을 전기적으로 연결하는 콘택홀을 더 포함하며,
    상기 콘택홀은 정면 노광 방식으로 패터닝된 것을 특징으로 하는 표시 기판.
  5. 제1항에 있어서, 상기 스토리지 전극은 투명한 도전성 물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 표시 기판.
  6. 투명 기판 위에 게이트 배선, 게이트 전극 및 스토리지 배선을 포함하는 게이트 패턴을 형성하는 단계;
    소스 배선, 소스 전극, 드레인 전극 및 상기 드레인 전극과 연결되며 상기 스토리지 배선과 중첩되는 스토리지 전극을 포함하는 소스 패턴을 형성하는 단계;
    상기 소스 패턴이 형성된 투명 기판 위에 포토레지스트막을 도포하는 단계;
    상기 포토레지스트막을 배면 노광 방식으로 노광하는 단계;
    상기 스토리지 전극의 일부영역에 대응하는 포토레지스트막을 정면 노광 방식으로 노광하는 단계;
    노광된 상기 포토레지스트막을 현상하여 상기 게이트 및 소스 패턴에 위에 형성되며, 상기 스토리지 전극의 일부영역에 콘택홀이 형성된 격벽 패턴을 형성하는 단계;
    상기 격벽 패턴 내부에 컬러필터를 형성하는 단계; 및
    상기 콘택홀을 통해 상기 스토리지 전극과 접촉하는 화소 전극을 형성하는 단계를 포함하는 표시 기판의 제조 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 게이트 패턴을 형성하는 단계는
    상기 투명 기판 위에 투명한 도전성 물질로 이루어진 제1 층, 불투명한 금속 물질로 이루어진 제2 층을 순차적으로 형성하는 단계;
    상기 게이트 패턴과 동일한 형상으로 형성되며, 상기 스토리지 배선의 일부 영역에 대응하여 상대적으로 얇은 두께로 형성된 제1 포토레지스트 패턴을 이용하여 상기 제1 및 제2 층을 식각하는 단계;
    상기 제1 포토레지스트 패턴의 소정 두께를 제거하여 상기 스토리지 배선의 일부 영역에 대응하는 상기 제2 층을 노출시키는 단계;
    노출된 상기 제2 층을 식각하는 단계; 및
    상기 제1 포토레지스트 패턴을 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 기판의 제조 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 소스 패턴을 형성하는 단계는
    상기 게이트 패턴이 형성된 투명 기판 위에 상기 제1 층 및 상기 제2 층을 적층하는 단계;
    상기 소스 패턴의 형상으로 형성되며, 상기 스토리지 전극에 대응하여 상대 적으로 얇은 두께로 형성된 제2 포토레지스트 패턴을 이용하여 상기 제1 층 및 제2 층을 식각하는 단계;
    상기 제2 포토레지스트 패턴의 소정 두께를 제거하여 상기 스토리지 전극에 대응하는 상기 제2 층을 노출시키는 단계;
    노출된 상기 제2 층을 식각 하는 단계; 및
    상기 제2 포토레지스트 패턴을 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 기판의 제조 방법.
  9. 제6항에 있어서, 상기 포토레지스트막은 포지티브형인 것을 특징으로 하는 표시 기판의 제조 방법.
  10. 제6항에 있어서, 상기 컬러필터를 형성하는 단계는
    상기 콘택홀을 제외한 상기 격벽 패턴 내부에 컬러잉크를 적하(Drop)하는 단계; 및
    상기 컬러잉크를 경화시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 기판의 제조 방법.
  11. 제6항에 있어서, 상기 소스 패턴과 상기 포토레지스트막 사이에 패시베이션막을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 기판의 제조 방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 화소 전극을 형성하는 단계는,
    상기 콘택홀 하부의 상기 패시베이션막을 식각하여 상기 스토리지 전극을 노출시키는 단계;
    상기 스토리지 전극이 노출된 상기 격벽 패턴 및 상기 컬러필터 상에 투명한 도전성 물질을 도포하는 단계; 및
    상기 투명한 도전성 물질을 패터닝하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 기판의 제조 방법.
  13. 제6항에 있어서, 상기 컬러필터와 상기 화소 전극 사이에 유기 절연막을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시기판의 제조 방법.
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