KR20070091924A

KR20070091924A - 표시 장치 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR20070091924A
Application number: KR1020060021711A
Authority: KR
Inventors: 이용욱; 강윤호
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2006-03-08
Filing date: 2006-03-08
Publication date: 2007-09-12

Abstract

본 발명은 제1 기판, 상기 제1 기판 위에 형성되어 있는 데이터선, 상기 데이터선과 연결되어 있는 소스 전극, 상기 소스 전극과 마주하는 드레인 전극, 상기 소스 전극 및 상기 드레인 전극 위에서 일부 중첩하는 반도체, 상기 반도체 위에 형성되어 있는 게이트 전극을 포함하는 게이트선, 상기 드레인 전극과 연결되어 있는 화소 전극, 상기 제1 기판과 대향하는 제2 기판, 상기 제2 기판 위에 형성되어 있으며 스트라이프(stripe) 형태의 복수의 개구부를 가지는 차광 부재, 상기 개구부에 형성되어 있는 색 필터, 상기 색 필터 위에 형성되어 있는 공통 전극, 그리고 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 개재되어 있는 액정층을 포함하는 액정 표시 장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

표시 특성, 광 누설 전류, 잉크젯, 두께 균일성

Description

표시 장치 및 그 제조 방법{DISPLAY DEVICE AND METHOD FOR MANUFACTURING THEREOF}

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치를 도시한 사시도이고,

도 2는 도 1의 액정 표시 장치를 도시한 배치도이고,

도 3은 도 2의 액정 표시 장치를 III-III 선을 따라 도시한 단면도이고,

도 4, 도 6, 도 8, 도 10, 도 12 및 도 14는 본 발명의 한 실시예에 따른 박막 트랜지스터 표시판의 제조 방법을 순차적으로 보여주는 배치도이고,

도 5는 도 4의 박막 트랜지스터 표시판을 V-V 선을 따라 잘라 도시한 단면도이고,

도 7은 도 6의 박막 트랜지스터 표시판을 VII-VII 선을 따라 잘라 도시한 단면도이고,

도 9는 도 8의 박막 트랜지스터 표시판을 IX-IX 선을 따라 잘라 도시한 단면도이고,

도 11은 도 10의 박막 트랜지스터 표시판을 XI-XI 선을 따라 잘라 도시한 단면도이고,

도 13은 도 12의 박막 트랜지스터 표시판을 XIII-XIII 선을 따라 잘라 도시한 단면도이고,

도 15는 도 14의 박막 트랜지스터 표시판을 XV-XV 선을 따라 잘라 도시한 단면도이고,

도 16 및 도 18은 본 발명의 한 실시예에 따른 공통 전극 표시판의 제조 방법을 차례로 도시한 평면도이고,

도 17은 도 16의 공통 전극 표시판을 XVII-XVII 선을 따라 잘라 도시한 단면도이고,

도 19는 도 18의 공통 전극 표시판을 XIX-XIX 선을 따라 잘라 도시한 단면도이고,

도 20 및 도 21은 도 18 및 도 19에 연속하여 수행하는 제조 방법을 보여주는 단면도이다.

본 발명은 표시 장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

액정 표시 장치(liquid crystal display, LCD)는 현재 가장 널리 사용되고 있는 평판 표시 장치(flat panel display) 중 하나로서 전극이 형성되어 있는 두 장의 표시판과 그 사이에 개재되어 있는 액정층을 포함하며, 전극에 전압을 인가하여 액정층의 액정 분자들을 재배열함으로써 투과되는 빛의 양을 조절하여 화상을 표시하는 장치이다.

액정 표시 장치 중에서도 현재 주로 사용되는 것은 대향하는 두 표시판에 전 극이 각각 형성되어 있고 전극에 인가되는 전압을 스위칭하는 박막 트랜지스터를 가지고 있는 구조로서, 상기 두 표시판 중 하나의 표시판(이하, '박막 트랜지스터 표시판'이라 함)에는 게이트선 및 데이터선과 같은 다수의 배선, 화소 전극 및 상기 화소 전극에 전달되는 화상 신호를 제어하는 박막 트랜지스터가 형성되어 있으며, 또 다른 표시판(이하, '공통 전극 표시판'이라 함)에는 화소 전극과 대향하는 공통 전극 및 적색, 녹색, 청색의 색 필터가 형성되어 있는 구조이다.

한편, 액정 표시 장치에서 색상을 구현하기 위한 색 필터는 적색, 녹색 및 청색과 같은 기본색의 미세 패턴으로 이루어지며, 이를 형성하는 방법으로 잉크젯 인쇄 방법이 있다.

잉크젯 인쇄 방법은 삼원색의 안료를 포함하는 액체 잉크를 격벽에 의해 정의되어 있는 화소 영역에 분사하여 각각의 잉크가 착색된 이미지 부분을 구현하는 기술로, 여러 색이 한번에 착색되는 화소를 형성할 수 있어서 제조 공정이 크게 간소화되고 제조 비용을 절감할 수 있다.

그러나 잉크젯 인쇄 방법에 의해 형성된 색 필터는 두께가 불균일하게 형성될 수 있다. 색 필터의 두께가 불균일한 경우 명암비(contrast ratio)가 저하되고 얼룩이 시인되는 등 표시 특성이 불량해질 수 있다.

따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로서 색 필터를 균일하게 형성하여 표시 특성을 개선하는 것이다.

본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치는 제1 기판, 상기 제1 기판 위에 형성되어 있는 데이터선, 상기 데이터선과 연결되어 있는 소스 전극, 상기 소스 전극과 마주하는 드레인 전극, 상기 소스 전극 및 상기 드레인 전극 위에서 일부 중첩하는 반도체, 상기 반도체 위에 형성되어 있는 게이트 전극을 포함하는 게이트선, 상기 드레인 전극과 연결되어 있는 화소 전극, 상기 제1 기판과 대향하는 제2 기판, 상기 제2 기판 위에 형성되어 있으며 스트라이프(stripe) 형태의 복수의 개구부를 가지는 차광 부재, 상기 개구부에 형성되어 있는 색 필터, 상기 색 필터 위에 형성되어 있는 공통 전극, 그리고 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 개재되어 있는 액정층을 포함한다.

또한, 상기 개구부는 상기 데이터선과 평행하게 형성될 수 있다.

또한, 상기 반도체의 하부에 위치하며 상기 데이터선과 동일한 층에 형성되어 있는 광 차단막을 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 반도체는 유기 반도체일 수 있다.

또한, 상기 반도체와 상기 게이트 전극 사이에 형성되어 있는 게이트 절연 부재를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 게이트 절연 부재는 유기 물질을 포함할 수 있다.

또한, 상기 소스 전극 및 상기 드레인 전극은 ITO 또는 IZO를 포함할 수 있다.

또한, 상기 반도체를 둘러싸는 격벽을 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법은 제1 기판 위에 데이터선을 형성하는 단계, 상기 데이터선 위에 층간 절연막을 형성하는 단계, 상기 층간 절연막 위에 상기 데이터선과 연결되는 소스 전극 및 이와 마주하는 드레인 전극을 형성하는 단계, 상기 소스 전극 및 상기 드레인 전극과 일부 중첩하는 반도체를 형성하는 단계, 상기 반도체 위에 게이트 절연 부재를 형성하는 단계, 상기 게이트 절연 부재 위에 게이트 전극을 포함하는 게이트선을 형성하는 단계, 제2 기판 위에 차광막을 형성하고 스트라이프 형태의 복수의 개구부를 형성하는 단계, 상기 개구부에 색 필터를 형성하는 단계, 상기 색 필터 위에 공통 전극을 형성하는 단계 및 상기 제1 기판과 상기 제2 기판을 합착하는 단계를 포함한다.

또한, 상기 색 필터를 형성하는 단계는 잉크젯 인쇄 방법으로 수행할 수 있다.

또한, 상기 반도체를 형성하는 단계 및 상기 게이트 절연 부재를 형성하는 단계 중 적어도 하나는 잉크젯 인쇄 방법으로 수행할 수 있다.

또한, 상기 반도체를 형성하는 단계 전에 격벽을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였 다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우 뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.

그러면 도 1 내지 도 3을 참고로 하여 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치에 대하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치를 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1의 액정 표시 장치를 도시한 배치도이고, 도 3은 도 2의 액정 표시 장치를 III-III 선을 따라 도시한 단면도이다.

도 1 내지 도 3을 참고하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치는 서로 마주하는 박막 트랜지스터 표시판(100)과 공통 전극 표시판(200) 및 이들 표시판(100, 200) 사이에 개재되어 있는 액정층(3)을 포함한다. 또한, 액정 표시 장치는 영상을 표시하기 위한 표시 영역(A)과 외부 구동 회로와 연결하기 위한 패드 영역(B)을 포함한다.

먼저, 박막 트랜지스터 표시판(100)에 대하여 설명한다.

투명한 유리 또는 플라스틱 따위로 만들어진 절연 기판(110) 위에 복수의 데이터선(171) 및 광 차단막(174)이 형성되어 있다.

데이터선(171)은 데이터 신호를 전달하며 주로 세로 방향으로 뻗어 있다. 각 데이터선(171)은 옆으로 돌출한 복수의 돌출부(projection)(173)와 다른 층 또는 외부 구동 회로와의 접속을 위한 넓은 끝 부분(179)을 포함한다. 데이터 신호 를 생성하는 데이터 구동 회로(도시하지 않음)는 기판(110) 위에 부착되는 가요성 인쇄 회로판(도시하지 않음) 위에 장착되거나, 기판(110) 위에 직접 장착되거나, 기판(110)에 집적될 수 있다. 데이터 구동 회로가 기판(110) 위에 집적되어 있는 경우, 데이터선(171)이 연장되어 이와 직접 연결될 수 있다.

광 차단막(174)은 데이터선(171)과 분리되어 있다.

데이터선(171) 및 광 차단막(174)은 알루미늄(Al)이나 알루미늄 합금 등 알루미늄 계열 금속, 은(Ag)이나 은 합금 등 은 계열 금속, 금(Ag)이나 금 합금 등 금 계열 금속, 구리(Cu)나 구리 합금 등 구리 계열 금속, 몰리브덴(Mo)이나 몰리브덴 합금 등 몰리브덴 계열 금속, 크롬(Cr), 탄탈륨(Ta) 및 티타늄(Ti) 따위로 만들어질 수 있다. 그러나 이들은 물리적 성질이 다른 두 개의 도전막(도시하지 않음)을 포함하는 다중막 구조를 가질 수도 있다.

데이터선(171) 및 광 차단막(174)은 그 측면이 기판(110) 면에 대하여 30 °내지 80° 정도의 경사각으로 기울어진 것이 바람직하다.

데이터선(171) 및 광 차단막(174) 위에는 층간 절연막(160)이 형성되어 있다. 층간 절연막(160)은 질화규소(SiNx) 또는 산화규소(SiO₂) 따위의 무기 절연물로 만들어질 수 있으며, 그 두께는 약 2000 내지 5000Å일 수 있다.

층간 절연막(160)은 데이터선(171)의 돌출부(173) 및 끝 부분(179)을 각각 드러내는 복수의 접촉 구멍(163, 162)을 가진다.

층간 절연막(160) 위에는 복수의 소스 전극(source electrode)(133) 및 복수 의 드레인 전극(drain electrode)(135)이 형성되어 있다. 소스 전극(133) 및 드레인 전극(135)은 반도체와 직접 접촉한다. 따라서, 반도체가 유기 반도체인 경우, 유기 반도체와 일 함수(work function) 차이가 크지 않은 도전 물질로 만들어지며, 이에 따라 유기 반도체와 전극 사이에 쇼트키 장벽(schottky barrier)을 낮추어 캐리어 주입 및 이동을 용이하게 할 수 있다. 이러한 물질로는 IZO 또는 ITO를 들 수 있다. 이들의 두께는 약 300 내지 1000Å일 수 있다.

소스 전극(133)은 섬(island)형일 수 있으며, 접촉 구멍(163)을 통하여 데이터선(171)과 연결되어 있다.

드레인 전극(135)은 광 차단막(174) 위에서 소스 전극(133)과 마주한다.

소스 전극(133), 드레인 전극(135) 및 층간 절연막(160)을 포함한 기판 전면에는 격벽(140)이 형성되어 있다. 격벽(140)은 용액 공정이 가능한 감광성 유기 물질로 만들어질 수 있으며, 그 두께는 약 5000Å 내지 4㎛일 수 있다.

격벽(140)은 복수의 개구부(147) 및 복수의 접촉 구멍(145)을 가진다. 개구부(147)는 소스 전극(133) 및 드레인 전극(135)과 이들 사이의 층간 절연막(160)을 노출하며, 접촉 구멍(145)은 드레인 전극(135)을 노출한다.

격벽(140)의 개구부(147) 내에는 복수의 섬형 유기 반도체(organic semiconductor island)(154)가 형성되어 있다.

유기 반도체(154)는 소스 전극(133) 및 드레인 전극(135)과 접하며, 그 높이가 격벽(140)보다 낮아서 격벽(140)으로 완전히 갇혀 있다. 이와 같이 유기 반도체(154)가 격벽(140)에 의해 완전히 갇혀 측면이 노출되지 않으므로 후속 공정에서 유기 반도체(154)의 측면으로 화학액 따위가 침투하는 것을 방지할 수 있다.

또한, 유기 반도체(154)는 광 차단막(174) 상부에 형성되어 있다. 광 차단막(174)은 백라이트(backlight)로부터 공급되는 광이 유기 반도체(154)로 직접 유입되는 것을 차단하여 유기 반도체(154)에서 광 누설 전류(photoleakage current)가 급격히 증가하는 것을 방지한다.

유기 반도체(154)는 수용액이나 유기 용매에 용해되는 고분자 화합물이나 저분자 화합물을 포함할 수 있다.

유기 반도체(154)는 테트라센(tetracene) 또는 펜타센(pentacene)의 치환기를 포함하는 유도체를 포함할 수 있다. 유기 반도체(154)는 또한 티오펜 링(thiophene ring)의 2, 5 위치에서 연결된 4 내지 8개의 티오펜을 포함하는 올리고티오펜(oligothiophene)을 포함할 수 있다.

유기 반도체(154)는 폴리티닐렌비닐렌(polythienylenevinylene), 폴리-3-헥실티오펜(poly 3-hexylthiophene), 폴리티오펜(polythiophene), 프탈로시아닌(phthalocyanine), 금속화 프탈로시아닌(metallized phthalocyanine) 또는 그의 할로겐화 유도체를 포함할 수 있다. 유기 반도체(154)는 또한 페릴렌테트라카르복실산 이무수물(perylenetetracarboxylic dianhydride, PTCDA), 나프탈렌테트라카르복실산 이무수물(naphthalenetetracarboxylic dianhydride, NTCDA) 또는 이들의 이미드(imide) 유도체를 포함할 수 있다. 유기 반도체(154)는 페릴렌(perylene) 또는 코로넨(coronene)과 그들의 치환기를 포함하는 유도체를 포함할 수도 있다.

유기 반도체(154)의 두께는 약 300Å 내지 3,000Å일 수 있다.

유기 반도체(154) 위에는 게이트 절연 부재(146)가 형성되어 있다. 게이트 절연 부재(146) 또한 격벽(140)보다 높이가 낮아서 격벽(140)으로 완전히 갇혀 있다.

게이트 절연 부재(146)는 비교적 높은 유전 상수를 가지는 유기 물질 또는 무기 물질로 만들어진다. 이러한 유기 물질의 예로는 폴리이미드(polyimide)계 화합물, 폴리비닐알코올(polyvinyl alcohol)계 화합물, 폴리플루오란(polyfluorane)계 화합물, 파릴렌(parylene) 등의 용해성 고분자 화합물을 들 수 있으며, 무기 물질의 예로는 옥타데실트리클로로실란(octadecyl trichloro silane, OTS)으로 표면처리된 산화규소 따위를 들 수 있다.

게이트 절연 부재(146) 및 격벽(140) 위에는 복수의 게이트선(gate line)(121)이 형성되어 있다.

게이트선(121)은 게이트 신호를 전달하며 주로 가로 방향으로 뻗어 데이터선(171)과 교차한다. 각 게이트선(121)은 위로 돌출한 복수의 게이트 전극(gate electrode)(124)과 다른 층 또는 외부 구동 회로와의 접속을 위한 넓은 끝 부분(129)을 포함한다. 게이트 신호를 생성하는 게이트 구동 회로(도시하지 않음)는 기판(110) 위에 부착되는 가요성 인쇄 회로막(도시하지 않음) 위에 장착되거나, 기판(110) 위에 직접 장착되거나, 기판(110)에 집적될 수 있다. 게이트 구동 회로가 기판(110) 위에 집적되어 있는 경우 게이트선(121)이 연장되어 게이트 구동 회로와 직접 연결될 수 있다.

게이트 전극(124)은 게이트 절연 부재(146)를 사이에 두고 유기 반도체(154) 와 중첩되어 있으며, 유기 반도체(154)를 완전히 덮는 크기로 형성되어 있다.

게이트선(121)은 데이터선(171)과 마찬가지로 저저항 도전체로 만들어질 수 있다. 게이트선(121)의 측면 또한 기판(110) 면에 대하여 경사져 있으며 그 경사각은 약 30° 내지 약 80° 인 것이 바람직하다.

하나의 게이트 전극(124), 하나의 소스 전극(133) 및 하나의 드레인 전극(135)은 유기 반도체(154)와 함께 하나의 박막 트랜지스터를 이루며, 박막 트랜지스터의 채널(channel)은 소스 전극(133)과 드레인 전극(135) 사이의 유기 반도체(154)에 형성된다.

게이트선(121) 위에는 보호막(180)이 형성되어 있다. 보호막(180)은 기판의 일부분 또는 전면에 형성될 수 있으며, 경우에 따라 생략할 수도 있다. 보호막(180)에는 드레인 전극(135)을 드러내는 접촉 구멍(145)이 형성되어 있다.

보호막(180) 위에는 복수의 화소 전극(pixel electrode)(191) 및 복수의 접촉 보조 부재(81, 82)가 형성되어 있다. 이들은 IZO 또는 ITO 등과 같은 투명한 도전 물질로 만들어지며, 그 두께는 약 300Å 내지 약 800Å일 수 있다.

화소 전극(191)은 접촉 구멍(145)을 통하여 드레인 전극(135)과 연결되어 있으며, 게이트선(121) 및/또는 데이터선(171)과 중첩하여 개구율(aperture ratio)을 높일 수 있다.

화소 전극(191)은 박막 트랜지스터에서 데이터 전압을 인가 받아 공통 전압(common voltage)을 인가 받는 다른 표시판(도시하지 않음)의 공통 전극(common electrode)(도시하지 않음)과 함께 전기장을 생성함으로써 두 전극 사이의 액정층(도시하지 않음)의 액정 분자의 방향을 결정한다. 화소 전극(191)과 공통 전극은 축전기[이하 “액정 축전기(liquid crystal capacitor)”라 함]를 이루어 박막 트랜지스터가 턴 오프된 후에도 인가된 전압을 유지한다.

접촉 보조 부재(81, 82)는 게이트선(121)의 끝 부분(129) 및 데이터선(171)의 끝 부분(179) 위에 형성되어 게이트선(121)의 끝 부분(129) 및 데이터선(171)의 끝 부분(179)과 외부 장치와의 접착성을 보완하고 이들을 보호한다.

화소 전극(191) 및 보호막(180) 위에는 배향막(11)이 형성되어 있다. 배향막(11)은 표시 영역(A)에 형성되어 있으며 폴리이미드 따위의 절연 물질로 만들어질 수 있다.

다음, 박막 트랜지스터 표시판(100)과 대향하는 공통 전극 표시판(200)에 대하여 설명한다.

투명 유리 또는 플라스틱 따위로 만들어진 절연 기판(210) 위에 블랙 매트릭스(black matrix)라고도 하는 차광 부재(light blocking member)(220)가 형성되어 있다.

차광 부재(220)는 박막 트랜지스터 표시판(100)의 데이터선(171)과 대응하는 부분에 형성되어 있으며, 화소 전극(191) 사이의 빛샘을 막는다. 한편, 차광 부재 (220)는 게이트선(121)과 대응하는 부분 및 박막 트랜지스터에 대응하는 부분에는 형성되어 있지 않다.

차광 부재(220)는 데이터선(171)과 평행하게 형성되어 있는 복수의 개구부(225)를 가진다. 개구부(225)는 스트라이프(stripe) 형태이며, 하나의 개구부(225)는 한 방향으로 배열되어 있는 복수의 화소 전극(191)과 마주한다.

개구부(225)에는 색 필터(230)가 형성되어 있다. 색 필터(230)는 개구부(225)를 따라 형성되므로 스트라이프 형태로 형성되며, 이 경우 차광 부재(220)는 격벽(partition) 역할을 한다. 각 색 필터(230)는 적색, 녹색 및 청색 등 기본색(primary color) 중 하나를 표시할 수 있다.

한편, 색 필터(230)는 잉크젯 인쇄 방법 따위로 형성될 수 있다. 이 때, 개구부(225)가 스트라이프 형태인 경우, 차광 부재(220)가 데이터선(171) 및 게이트선(121)과 대응하는 부분에 모두 형성되어 화소가 행렬(matrix) 형태로 배치된 경우에 비하여 잉크가 균일하게 분사되어 균일한 두께의 색 필터(230)로 형성될 수 있다. 색 필터(230)의 두께가 균일한 경우 명암비(contrasr ratio)를 높일 수 있다.

색 필터(230) 위에는 ITO 또는 IZO 따위의 투명한 도전체로 만들어진 공통 전극(270)이 형성되어 있다.

공통 전극(270) 위에는 배향막(21)이 도포되어 있다. 배향막(21)은 표시 영역(A)에 형성되어 있으며, 폴리이미드 따위의 절연 물질로 만들어질 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 한 실시예에 따르면 박막 트랜지스터 표시판 (100)에서 게이트 전극(124)을 포함하는 게이트 전극(121)은 반도체(154) 상부에 형성되어 있는 탑 게이트(top gate) 구조이다. 이에 따라, 색 필터(230)의 두께를 균일하게 형성하기 위하여 게이트선(121) 및 박막 트랜지스터가 형성된 부분과 대응하는 위치에 차광 부재(220)를 형성하지 않는 경우에도, 반도체(154)를 완전히 덮고 있는 게이트 전극(124) 및 이를 포함하는 게이트선(121)이 차광 부재 역할을 할 수 있다. 따라서, 게이트 전극(124)은 외부 광이 박막 트랜지스터로 유입되는 것을 차단하여 외부 광에 의하여 광 누설 전류(photoleakage current)가 급격히 증가하는 것을 방지하는 한편, 게이트선(121)은 화소 전극(191) 사이의 빛샘을 막을 수 있다.

박막 트랜지스터 표시판(100)과 공통 전극 표시판(200)은 밀봉재(도시하지 않음)에 의해 접착 고정되어 있으며, 밀봉재에 의해 정의된 영역에는 복수의 액정 분자(300)를 포함하는 액정층(3)이 형성되어 있다. 액정층(3)은 양 또는 음의 유전율 이방성을 가지며, 액정층(3)의 액정 분자(300)는 전기장이 없는 상태에서 그 장축이 두 표시판(100, 200)의 표면에 대하여 거의 평행 또는 거의 수직을 이루도록 배향되어 있다.

표시판(100, 200)의 바깥쪽 면에는 편광자(polarizer)(도시하지 않음)가 구비되어 있는데, 두 편광자의 편광축은 평행 또는 직교한다. 반사형 액정 표시 장치의 경우에는 두 개의 편광자 중 하나가 생략될 수 있다.

그러면 도 1 내지 도 3에 도시한 액정 표시 장치에 대하여 도 4 내지 도 21을 참고하여 상세하게 설명한다.

먼저, 도 4 내지 도 15를 참고하여 본 발명의 한 실시예에 따른 박막 트랜지스터 표시판(100)의 제조 방법을 설명한다.

도 4, 도 6, 도 8, 도 10, 도 12 및 도 14는 본 발명의 한 실시예에 따른 박막 트랜지스터 표시판의 제조 방법을 순차적으로 보여주는 배치도이고, 도 5는 도 4의 박막 트랜지스터 표시판을 V-V 선을 따라 잘라 도시한 단면도이고, 도 7은 도 6의 박막 트랜지스터 표시판을 VII-VII 선을 따라 잘라 도시한 단면도이고, 도 9는 도 8의 박막 트랜지스터 표시판을 IX-IX 선을 따라 잘라 도시한 단면도이고, 도 11은 도 10의 박막 트랜지스터 표시판을 XI-XI 선을 따라 잘라 도시한 단면도이고, 도 13은 도 12의 박막 트랜지스터 표시판을 XIII-XIII 선을 따라 잘라 도시한 단면도이고, 도 15는 도 14의 박막 트랜지스터 표시판을 XV-XV 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.

먼저, 기판(110) 위에 스퍼터링(sputtering) 따위의 방법으로 도전층을 적층하고 이를 사진 식각하여, 도 4 및 도 5에 도시한 바와 같이, 돌출부(173) 및 끝 부분(179)을 포함하는 데이터선(171) 및 광 차단막(174)을 형성한다.

다음, 도 6 및 도 7에 도시한 바와 같이, 질화규소를 화학 기상 증착(chemical vapor deposition, CVD)하여 층간 절연막(160)을 형성하고, 층간 절연막(160) 위에 감광막을 도포하고 사진 식각하여 접촉 구멍(162, 163)을 형성한다.

다음, 도 8 및 도 9에 도시한 바와 같이, ITO 또는 IZO를 스퍼터링한 후 사진 식각하여 소스 전극(133) 및 드레인 전극(135)을 형성한다.

이어서, 기판 전면에 감광성 유기막을 도포하고 현상하여 복수의 개구부 (147)를 가지는 격벽(361)을 형성한다.

다음, 도 10 및 도 11에 도시한 바와 같이, 개구부(147)에 유기 반도체 용액을 적하하고 건조하여 유기 반도체(154)를 형성한다.

이어서, 유기 반도체(154) 위에 게이트 절연 용액을 적하하고 건조하여 게이트 절연 부재(146)를 형성한다.

다음, 스퍼터링 따위의 방법으로 도전층을 적층하고 이를 사진 식각하여, 도 12 및 도 13에 도시한 바와 같이, 게이트 전극(124) 및 끝 부분(129)을 포함하는 게이트선(121)을 형성한다. 이 때, 게이트 전극(124)은 반도체(154)를 완전히 덮을 수 있는 크기로 형성한다.

다음, 도 14 및 도 15에 도시한 바와 같이, 게이트선(121) 위에 보호막(180)을 적층한 후 보호막(180)과 격벽(361)을 사진 식각하여 복수의 접촉 구멍(145)을 형성한다.

이어서, 보호막(180) 위에 화소 전극(191) 및 접촉 보조 부재(181, 182)를 형성한다.

그 다음, 도 16 내지 도 21을 참고하여 본 발명의 한 실시예에 따른 공통 전극 표시판(200)에 대하여 설명한다.

도 16 및 도 18은 본 발명의 한 실시예에 따른 공통 전극 표시판의 제조 방법을 차례로 도시한 평면도이고, 도 17은 도 16의 공통 전극 표시판을 XVII-XVII 선을 따라 잘라 도시한 단면도이고, 도 19는 도 18의 공통 전극 표시판을 XIX-XIX 선을 따라 잘라 도시한 단면도이고, 도 20 및 도 21은 도 18 및 도 19에 연속하여 수행하는 제조 방법을 보여주는 단면도이다.

먼저, 도 16 및 도 17에 도시한 바와 같이, 절연 기판(210) 위에 불투명 금속 또는 유기 물질로 만들어진 차광막을 적층한 후 사진 식각하여 한 방향으로 길게 뻗은 스트라이프 형태의 개구부(225)를 형성한다.

다음, 도 18 및 도 19에 도시한 바와 같이, 기판(210)의 한쪽에 잉크젯 인쇄 시스템을 배치한다. 잉크젯 인쇄 시스템은 잉크젯 인쇄 본체(도시하지 않음), 잉크젯 인쇄 헤드(10), 노즐(11) 및 상기 노즐로부터 분사되는 잉크(230a)를 포함한다.

잉크젯 인쇄 헤드는 복수의 헤드(10a, 10b, 10c)를 포함하고, 각 헤드(10a, 10b, 10c)는 각각 다른 색의 잉크를 분사하는 복수의 노즐(11a, 11b, 11c)을 포함한다. 이와 같은 잉크젯 인쇄 시스템을 화살표에 따라 기판(210)의 한쪽에서 다른쪽으로 이동하면서 개구부(225)에 잉크를 분사하며, 각 개구부(225)에는 다른 색을 구현하는 복수의 화소를 동시에 형성할 수 있다.

이러한 방법에 따라, 도 20에 도시한 바와 같이, 차광 부재(220)를 격벽으로 하여 복수의 색 필터(230R, 230G)를 형성할 수 있으며, 이 때 색 필터(230R, 230G)는 한 방향을 따라 배열된 복수의 화소를 포함하는 스트라이프 형태의 균일한 두께로 형성될 수 있다.

다음, 도 21에 도시한 바와 같이, 차광 부재(220) 및 색 필터(230) 위에 ITO 또는 IZO 따위의 투명 도전막을 스퍼터링하여 공통 전극(270)을 형성한다.

이어서, 공통 전극 표시판(200)의 둘레에 따라 밀봉재(도시하지 않음)을 형 성하고 박막 트랜지스터 표시판(100)과 공통 전극 표시판(200)을 합착(assembly)한 후 액정(310)을 주입하여 액정 표시 장치를 완성한다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예들에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

상술한 바와 같이, 스트라이프 형태의 개구부에 잉크젯 인쇄 방법으로 색 필터를 형성함으로써 두께가 균일한 색 필터를 형성할 수 있어서 명암비 등의 표시 특성을 개선하는 한편, 탑 게이트 구조의 표시판을 형성함으로써 외부 광에 의해 박막 트랜지스터의 광 누설 전류가 증가하는 것을 방지할 수 있다.

Claims

제1 기판,

상기 제1 기판 위에 형성되어 있는 데이터선,

상기 데이터선과 연결되어 있는 소스 전극,

상기 소스 전극과 마주하는 드레인 전극,

상기 소스 전극 및 상기 드레인 전극 위에서 일부 중첩하는 반도체,

상기 반도체 위에 형성되어 있는 게이트 전극을 포함하는 게이트선,

상기 드레인 전극과 연결되어 있는 화소 전극,

상기 제1 기판과 대향하는 제2 기판,

상기 제2 기판 위에 형성되어 있으며 스트라이프(stripe) 형태의 복수의 개구부를 가지는 차광 부재,

상기 개구부에 형성되어 있는 색 필터,

상기 색 필터 위에 형성되어 있는 공통 전극, 그리고

상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 개재되어 있는 액정층

을 포함하는 액정 표시 장치.
제1항에서,

상기 개구부는 상기 데이터선과 평행하게 형성되어 있는 액정 표시 장치.
제1항에서,

상기 반도체의 하부에 위치하며 상기 데이터선과 동일한 층에 형성되어 있는 광 차단막을 더 포함하는 액정 표시 장치.
제1항에서,

상기 반도체는 유기 반도체인 액정 표시 장치.
제1항에서,

상기 반도체와 상기 게이트 전극 사이에 형성되어 있는 게이트 절연 부재를 더 포함하는 액정 표시 장치.
제5항에서,

상기 게이트 절연 부재는 유기 물질을 포함하는 액정 표시 장치.
제1항에서,

상기 소스 전극 및 상기 드레인 전극은 ITO 또는 IZO를 포함하는 액정 표시 장치.
제1항에서,

상기 반도체를 둘러싸는 격벽을 더 포함하는 액정 표시 장치.
제1 기판 위에 데이터선을 형성하는 단계,

상기 데이터선 위에 층간 절연막을 형성하는 단계,

상기 층간 절연막 위에 상기 데이터선과 연결되는 소스 전극 및 이와 마주하는 드레인 전극을 형성하는 단계,

상기 소스 전극 및 상기 드레인 전극과 일부 중첩하는 반도체를 형성하는 단계,

상기 반도체 위에 게이트 절연 부재를 형성하는 단계,

상기 게이트 절연 부재 위에 게이트 전극을 포함하는 게이트선을 형성하는 단계,

제2 기판 위에 차광막을 형성하고 스트라이프 형태의 복수의 개구부를 형성하는 단계,

상기 개구부에 색 필터를 형성하는 단계,

상기 색 필터 위에 공통 전극을 형성하는 단계, 그리고

상기 제1 기판과 상기 제2 기판을 합착하는 단계

를 포함하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
제9항에서,

상기 색 필터를 형성하는 단계는 잉크젯 인쇄 방법으로 수행하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
제9항에서,

상기 반도체를 형성하는 단계 및 상기 게이트 절연 부재를 형성하는 단계 중 적어도 하나는 잉크젯 인쇄 방법으로 수행하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
제11항에서,

상기 반도체를 형성하는 단계 전에 격벽을 형성하는 단계를 더 포함하는 액정 표시 장치의 제조 방법.