KR20080057433A - 액정표시패널 및 그 제조방법 - Google Patents

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KR20080057433A
KR20080057433A KR1020060130715A KR20060130715A KR20080057433A KR 20080057433 A KR20080057433 A KR 20080057433A KR 1020060130715 A KR1020060130715 A KR 1020060130715A KR 20060130715 A KR20060130715 A KR 20060130715A KR 20080057433 A KR20080057433 A KR 20080057433A
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Abstract

본 발명은 채널 영역에 대응하여 차광부재를 형성함으로써 채널에 흐르는 오프 커런트의 발생을 방지할 수 있는 액정표시패널 및 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 액정표시패널은 컬러필터기판과, 액정을 사이에 두고 컬러필터기판과 정합되는 박막 트랜지스터기판을 포함하되, 박막 트랜지스터 기판의 채널 영역에는 컬러필터기판으로부터 반사되어 입사되는 광을 차단시키는 차광부재가 형성된 박막 트랜지스터 기판을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

액정표시패널 및 그 제조방법{Liquid Crystal Display Panel And Method for Fabricating Thereof}
도 1은 종래 액정표시패널을 나타내는 단면도.
도 2는 본 발명에 따른 액정표시패널을 나타내는 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 액정표시패널을 구성하는 컬러필터기판을 나타내는 단면도.
도 4는 본 발명에 따른 액정표시패널을 구성하는 박막 트랜지스터를 나타내는 평면도.
도 5는 도 4에서 Ⅱ-Ⅱ'선을 따라 절취한 박막 트랜지스터를 나타내는 단면도.
도 6a 내지 도 6e는 본 발명에 따른 제 1 차광부재가 형성된 컬러필터기판의 제조 공정도.
도 7a 및 도 7b는 본 발명에 따른 제 1 도전성 패턴이 형성된 박막 트랜지스터 기판의 평면도 및 단면도.
도 8a 및 도 8b는 본 발명에 따른 반도체 패턴 및 제 2 도전성 패턴이 형성된 박막 트랜지스터 기판의 평면도 및 단면도.
도 9a 및 도 9e는 본 발명에 따른 반도체 패턴 및 제 2 도전성 패턴이 형성된 박막 트랜지스터 기판의 제조 공정도.
도 10a 및 도 10b는 본 발명에 따른 보호막이 형성된 박막 트랜지스터 기판의 평면도 및 단면도.
도 11a 및 도 11b는 본 발명에 따른 화소전극 및 제 2 차광부재로 구성된 제 3 도전성 패턴이 형성된 박막 트랜지스터 기판의 평면도 및 단면도.
도 12a 및 도 12b는 본 발명에 따른 하부 배향막이 형성된 박막 트랜지스터 기판의 평면도 및 단면도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 : 칼라필터기판 101 : 상부기판
110 : 블랙 매트릭스 120 : 칼라필터
130 : 오버 코팅층 140 : 제 1 차광부재
150 : 상부 배향막 200 : 박막 트랜지스터 기판
201 : 하부기판 210 : 게이트 라인
212 : 게이트 전극 214 : 공통전극
216 : 공통라인 220 : 게이트 절연막
230 : 데이터 라인 232 : 소스전극
234 : 드레인 전극 240 : 반도체 패턴
242 : 활성층 244 : 오믹 접촉층
250 : 보호막 252 : 콘택홀
260 : 제 2 차광부재 270 : 하부 배향막
본 발명은 채널 영역에 외부로부터 입사되는 광을 차단시키는 차광부재를 형성함으로써, 채널에 흐르는 오프 커런트의 발생을 방지할 수 있는 액정표시패널 및 제조방법에 관한 것이다.
통상적으로, 액정표시장치(Liquid Crystal Display; LCD)는 비디오신호에 따라 액정셀들의 광투과율을 조절함으로써 액정셀들이 매트릭스 형태로 배열되어진 액정표시패널에 비디오신호에 해당하는 화상을 표시하게 된다. 이를 위하여, 액정표시장치는 액정셀들이 액티브 매트릭스(Active Matrix) 형태로 배열된 액정표시패널과, 액정표시패널을 구동하기 위한 구동회로들을 포함하게 된다.
이러한 액정표시장치는 액정을 구동시키는 전계방향에 따라 수직방향 전계를 용하는 TN(Twisted Nematic)모드와 IPS(In plan Switch)모드로 대별된다.
TN모드는 상부기판에 대항하게 배치된 화소전극과 공통전극간의 수직전계에 의해 액정을 구동하는 모드로 개구율이 큰 장점을 가지는 반면에 시야각이 접은 단점을 가진다. IPS모드는 하부기판상에 나란하게 배치된 화소전극, 공통전극간의 수평전계에 의해 액정을 구동하는 모드로 시야각이 큰 장점이 있는 반면에 개구율이 작은 단점이 있다.
종래, 수평 전계형(IPS 모드) 액정표시장치(90)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 서로 대향하여 합착된 컬러필터기판(70) 및 박막 트랜지스터 기판(80)과, 두 기판 사이의 셀 갭을 일정하게 유지시키는 스페이서(미도시)에 의해 마련된 액정공간에 채워진 액정(51)을 구비한다.
컬러필터기판(70)은 상부기판(2)상에 빛샘 방지를 위한 블랙 매트릭스(4), 칼러 구현을 위한 칼라 필터(6), 칼라 필터(6)에 의해 형성된 단차를 평탄화시키는 오버 코팅층(7), 두 기판 사이에서 셀갭을 일정하게 유지시키기 위한 스페이서 및 상기 스페이서에 의해 형성된 액정공간에 충진된 액정(51)을 소정 방향으로 배향시키기 위한 상부 배향막(8)이 순차적으로 형성되어 있다.
박막 트랜지스터 기판(80)은 화소 단위의 수평 전계 형성을 위한 다수의 신호 라인들 및 박막 트랜지스터(15)와, 그들 위에 액정(51)을 배향시키기 위해 도포된 하부 배향막(38)으로 구성된다.
여기서, 박막 트랜지스터(15)는 게이트라인(도시하지 않음)과 함께 하부기판(32)위에 형성되는 게이트전극(9)과, 이 게이트전극(9)과 게이트 절연막(44)을 사이에 두고 중첩되는 반도체층(14,47)과, 반도체층(14,47)을 사이에 두고 데이터라인(도시하지 않음)과 함께 형성되는 소스/드레인전극(40,42)을 구비한다.
이때, 박막 트랜지스터(15)는 게이트 라인으로부터 입력되는 스캔신호에 응답하여 데이터 라인으로부터 입력되는 화소신호를 화소전극(16)에 공급한다.
화소전극(16)은 광투과율이 높은 투명전도성 물질로 보호막(50)을 사이에 두 고 박막 트랜지스터(15)의 드레인 전극(42)과 접촉된다. 공통전극(18)은 화소전극(16)과 교번되도록 스트라입 형태로 형성된다.
공통전극(18)은 액정구동시 기준이 되는 공통전압을 공급한다. 이 공통전압과 화소전극(16)에 공급되는 화소전압과의 수평전계에 의해 액정은 수평방향을 기준으로 회전하게 된다.
상술한 바와 같은 종래의 수평 전계형 액정표시장치(90)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 화소영역을 투과하는 빛 중에서 컬러필터기판에 의해 일부 반사되는 빛(60)이 박막 트랜지스터(15)의 채널(A)로 입사된다.
이때, 박막 트랜지스터(15)의 채널(A)에는 반사되어 입사된 광(60)에 의해 오프 커런트(off current)가 발생되고, 이에 의해 박막 트랜지스터의 소자 특성이 열화 된다는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명의 목적은 채널 영역에 대응하여 차광부재를 형성함으로써, 반사광에 의해 채널에 흐르는 오프 커런트를 방지할 수 있는 액정표시패널 및 그 제조방법을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 액정표시패널은 컬러필터기판; 및 액정을 사이에 두고 컬러필터기판과 정합되는 박막 트랜지스터기판을 포함 하되, 상기 박막 트랜지스터 기판의 채널 영역에는 컬러필터기판으로부터 반사되어 입사되는 광을 차단시키는 차광부재가 형성된 것을 특징으로 한다.
여기서, 본 발명에 따른 컬러필터기판은, 상부기판상에 형성되어 셀 영역을 구획하는 블랙 매트릭스; 블랙 매트리스에 의해 구획된 셀 영역에 형성된 컬러필터; 컬러필터에 의해 발생되는 단차를 평탄화시키는 오버 코팅층; 오버 코팅층 중에서 채널 영역에 대응되는 위치에 형성되며 외부로부터 입사되는 광을 반사 또는 흡수하는 제 1 차광부재; 및 제 1 차광부재가 형성된 기판을 덮는 동시에 액정을 소정 방향으로 배향시키는 상부 배향막을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 박막 트랜지스터 기판은, 하부기판상에 형성된 게이트 라인;게이트 라인과 평행하게 형성되는 공통라인으로부터 돌출되는 동시에 기준전압이 인가되는 공통전극; 게이트 절연막을 사이에 두고 게이트 라인 및 공통라인과 교차되어 화소 영역을 정의하는 데이터 라인; 게이트 라인 및 데이터 라인의 교차영역에 형성되는 박막 트랜지스터; 박막 트랜지스터를 덮는 동시에 콘택홀이 형성된 보호막; 보호막 상에 형성되며 콘택홀을 통해 박막 트랜지스터와 접속되는 동시에 공통전극과 함께 수평전계를 형성하는 화소전극; 보호막 중에서 채널 영역에 대응되는 위치에 형성되며 컬러필터기판으로부터 반사되어 입사되는 광을 차단하는 제 2 차광부재; 및 제 2 차광부재가 형성된 기판을 덮는 동시에 액정을 소정 방향으로 배향시키는 하부 배향막을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 화소전극 및 제 2 차광부재는 동일물질로 동시에 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 화소전극 및 제 2 차광부재는 불투명 도전물질로 구성된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 화소전극 및 제 2 차광부재를 구성하는 불투명 도전물질은 MoTi을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 액정표시패널의 제조방법은 컬러필터기판을 제작하는 단계; 및 액정을 사이에 두고 컬러필터기판과 정합되는 박막 트랜지스터기판을 제작하는 단계를 포함하되, 상기 박막 트랜지스터 기판의 채널 영역에는 컬러필터기판으로부터 반사되어 입사되는 광을 차단시키는 차광부재가 형성된 것을 특징으로 한다.
상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부도면을 참조한 실시예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명에 따른 액정표시패널 및 그 제조 방법에 대해 상세히 설명한다.
먼저, 도 2 내지 도 5를 참조하여 본 발명에 따른 액정표시패널의 구성 및 동작에 대해 설명한다.
본 발명에 따른 액정표시패널(400)은, 도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 상부기판(101) 상에 순차적으로 형성된 블랙 매트릭스(110), 컬러필터(120), 평탄화층(130), 채널 영역에 대응하여 형성되며 외부로부터 입사되는 광을 반사 및 흡수하는 제 1 차광부재(140) 및 상부 배향막(150)으로 구성된 컬러필터기판(100)과, 하부기판(201)상에 형성되는 게이트 라인(210), 게이트 절연막(220)을 사이에 두고 게이트 라인(210)과 교차 형성되어 화소영역을 정의하는 데이터 라인(230), 두 라인의 교차영역에 형성되는 박막 트랜지스터(T), 공통전극(214), 박막 트랜지스터를 덮는 보호막(250), 보호막(250)에 형성된 콘택홀(252)을 통해 박막 트랜지스터와 접속되는 화소전극(260), 채널 영역을 덮는 동시에 외부로부터 입사되는 광을 차단시키는 제 2 차광부재(270) 및 하부 배향막(280)으로 구성되는 박막 트랜지스터 기판(180)과, 컬러필터기판(170) 및 박막 트랜지스터 기판(180) 사이의 내부공간에 주입되는 액정(300)을 구비한다.
컬러필터기판(100)에 있어서, 도 3에 도시된 바와 같이, 블랙 매트릭스(110)는 하부기판(101)의 박막 트랜지스터(T), 게이트 라인들 및 데이터 라인들이 형성된 영역과 중첩되게 형성되며 컬러필터(120)가 형성될 셀 영역을 구획한다.
여기서, 블랙 매트릭스(110)는 빛샘을 방지함과 아울러 외부광을 흡수하여 콘트라스트를 높이는 역할을 한다.
컬러필터(120)는 상기 블랙 매트릭스(110)에 의해 분리된 셀 영역에 형성된다. 이 컬러필터(120)는 R,G,B 별로 형성되어 R, G, B 색상을 구현한다.
평탄화층(130)은 컬러필터(120)를 덮도록 형성되어 상부기판(101)을 평탄화한다.
즉, 평탄화층(130)은 칼라필터(120)에 의해 형성된 단차를 덮도록 형성됨으로써 기판(101)을 평탄화시키는 역할을 수행한다.
제 1 차광부재(140)는 박막 트랜지스터(T)의 채널 영역과 대응되는 위치에 형성되며, 화소영역을 투과하는 입사광 중에서 채널 영역으로 진행되는 입사광을 반사시키거나 또는 흡수시키는 역할을 수행한다.
즉, 제 1 차광부재(140)에 의해 채널 영역으로 진행되는 입사광이 반사 및 흡수되고, 이에 의해 박막 트랜지스터(T)의 채널 영역으로 입사되는 입사광이 차단됨에 따라 채널에 흐르는 오프 커런트의 발생을 방지할 수 있다.
상부 배향막(150)은 스페이서(미도시)에 의해 두 기판(100, 200) 사이에 형성되는 셀 갭에 주입된 액정(51)을 소정 방향으로 배향시키는 역할을 수행한다.
박막 트랜지스터 기판(200)에 있어서, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 박막 트랜지스터(T)는 게이트 라인(210)과 함께 하부기판(201)위에 형성되는 게이트 전극(212)과, 이 게이트 전극(212)과 게이트 절연막(220)을 사이에 두고 중첩되어 채널을 형성하는 활성층(242) 및 오믹 접촉층(244)으로 구성된 반도체층(240)과, 반도체층(240)을 사이에 두고 데이터 라인(230)과 함께 형성되는 소스/드레인 전극(232,234)을 구비한다. 이러한 박막 트랜지스터(T)는 게이트 라인(210)으로부터 입력되는 스캔신호에 응답하여 데이터 라인(230)으로부터 입력되는 화소신호를 화소전극(260)에 공급한다.
공통전극(214)은 화소전극(260)의 핑거부(260b)와 교번 되도록 스트라입형태로 형성된다. 공통라인(216)은 게이트 라인(210)과 나란하게 위치하며 공통전극(214)들이 접속된다. 공통라인(216)은 액정구동시 기준이 되는 공통전압을 공통전극(214) 공급한다.
보호막은(250)은 게이트 절연막(120) 상에 형성되며 박막 트랜지스터(T)의 채널을 형성하는 활성층(142)과 화소영역을 후속 공정시에 발생하는 외부환경, 예 를 들면 습기 또는 스크래치(scratch)로부터 보호하는 역할을 수행한다.
여기서, 보호막(250)은 질화실리콘 등의 무기절연물질이나, 또는, 아크릴(acryl)계 유기화합물, BCB(benzocyclobutene) 또는 PFCB (perfluorocyclobutane) 등의 유기절연물질을 증착온도, RF Power, 가스 유입량 등의 공정조건 하에서 PECVD 방식에 의해 게이트 절연막(120) 상에 증착된다.
이때, 보호막(250)에는 박막 트랜지스터(T)의 드레인 전극(134)을 노출시키기 위한 콘택홀(252)이 형성되어 있다.
화소전극(260)은 광투과율이 높은 투명전도성 물질로 보호막(250) 상에 형성되며 콘택홀(252)을 통해 박막 트랜지스터(T)의 드레인 전극(234)과 접촉된다.
여기서, 화소전극(260)은 불투명 전극물질(예를 들면, MoTi)로 구성되며 게이트 라인(110)과 나란하게 배치되는 동시에 드레인 전극(234)과 접촉되는 수평부(260a)와, 수평부(260a)로부터 신장되며 공통전극(214)과 나란한 핑거부(260b)를 포함한다.
여기서, 화소전극(260)에 공급되는 화소전압과 공통전극(214)에 공급되는 공통전압과의 수평전계에 의해 액정(300)은 수평방향을 기준으로 회전하게 된다.
제 2 차광부재(270)는 박막 트랜지스터(T)의 채널 영역에 대응하여 보호막 상(250)에 형성되며, 컬러필터기판(100)으로부터 반사되어 채널 영역으로 진행되는 광을 차단시키는 역할을 수행한다.
즉, 컬러필터기판(100)으로부터 반사되어 채널영역으로 진행되는 광이 제 2 차광부재(270)에 의해 차단되고, 이에 의해 박막 트랜지스터(T)의 채널에는 입사광 에 의해 야기되는 오프 커런트의 발생이 방지됨에 따라 소자특성이 향상된다.
여기서, 제 2 차광부재(270)는 화소전극(260)과 함께 동일 물질로 동시에 패터닝되는 것으로서, 외부로부터 채널영역으로 진행되는 입사광을 차단시킬 수 있는 불투명 전극물질(예를 들면, MoTi)로 구성된다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명에 따른 액정표시패널의 제조방법에 대해 상세히 설명한다.
먼저, 도 6을 참조하여 본 발명에 따른 제 1 차광부재가 형성된 컬러필터기판(100)을 제조한다.
이를 보다 구체적으로 설명하면, 도 6a에 도시된 바와 같이, 상부기판(101)상에 셀 영역을 구획하는 동시에 빛샘현상을 방지하는 블랙 매트릭스(110)를 형성한다.
즉, 컬러필터기판(100)을 구성하는 상부기판(101)상에 불투명 금속, 예를 들면 크롬(Cr 또는 CrOx) 등의 불투명 금속을 약 1500~2000Å의 두께 및 5~25㎛의 선폭을 갖도록 증착시킨다.
이후, 불투명 금속에 포토레지스를 전면 형성한 후 마스크를 이용한 포토리소그래페 공정을 수행함으로써, 상부기판(101)상에 매트릭스 형태로 형성되어 컬러필터(120)들이 형성될 다수의 셀 영역을 구획하는 동시에 인접한 셀 영역간의 광간섭을 방지하는 역할을 수행하는 블랙 매트릭스(110)를 형성한다.
상술한 바와 같이 하부기판(101)상에 블랙 매트릭스(110)를 형성한 후, 도 6b에 도시된 바와 같이, 블랙 매트릭스(110)에 의해 구획화된 셀 영역에 컬러필 터(120)를 형성한다.
즉, 블랙 매트릭스(110)가 형성된 상부기판(101)상에 적색, 녹색 및 청색을 갖는 감광성 칼라수지를 안료 분사법을 통해 순차적으로 형성한 후 마스크를 이용한 포토리소그래피공정을 수행함으로써, 블랙 매트릭스(110)에 의해 구획된 셀 영역에 적색 컬러필터(120R), 녹색 컬러필터(120G) 및 청색 컬러필터(120B)로 구성된 컬러필터(120)를 형성한다.
상술한 바와 같이 컬러필터(120)를 형성한 후, 도 6c에 도시된 바와 같이, 상부기판(101)상에 컬러필터(120)에 의해 형성된 단차를 제거하여 평탄화하기 위한 오버코팅층(130)을 형성한다.
즉, 컬러필터(120)가 형성된 상부기판(101)상에 열경화성 수지, 보다 구체적으로는 폴리 디메틸 실옥산 등과 같은 열경화성 수지를 전면 형성한다.
이후, 상부기판(101)상에 형성된 열경화성 수지에 대해 마스크를 이용한 포토리소그래피공정을 수행함으로써, 컬러필터(120)에 의해 상부기판(101)상에 형성된 단차를 제거하기 위한 오버코팅층(130)을 형성한다.
여기서, 오버 코팅층(130)은 컬러필터(120)에 의해 상부기판(101)상에 형성되는 단차를 제거함으로써, 후속공정을 통해 형성되는 상부배향막(150)이 평탄한 형상으로 상부기판(101)상에 형성될 수 있도록 하는 역할을 또한 수행한다.
이때, 오버 코팅층(130)이 형성시에 두 기판(100,200) 사이에 액정(300)이 충진될 수 있도록 하는 셀갭을 유지시키는 스페이서(미도시)도 동시에 형성시킬 수 있다. 이때, 스페이서는 오버코팅층(130)과 동일물질로 블랙 매트릭스(110)와 중첩 되도록 형성된다.
상술한 바와 같이 상부기판(101)상에 형성된 단차를 보상하기 위한 오버 코팅층(130) 을 형성한 후, 도 6d에 도시된 바와 같이, 오버 코팅층(130) 상에 채널방향으로 진행되는 입사광을 반사 또는 흡수하는 제 1 차광부재(140)를 형성한다.
즉, 오버 코팅층(130)이 형성된 상부기판(101)상에 광을 흡수 또는 반사시킬 수 있는 광차단 물질을 전면 형성한다.
이후, 광차단 물질에 대해 마스크를 이용한 포토리소그래피 공정을 수행함으로써, 박막 트랜지스터(T)의 채널 영역과 대응되는 오버 코팅층(130) 상에 제 1 차광부재(140)를 형성한다.
여기서, 제 1 차광부재(140)는 박막 트랜지스터(T)의 채널 영역과 대응되는 위치에 형성되며, 화소영역을 투과하는 입사광 중에서 채널 영역으로 진행되는 입사광을 채널 영역 이외의 영역으로 반사시키거나 또는 흡수시키는 역할을 수행한다.
따라서, 채널 영역으로 진행되는 입사광이 제 1 차광부재(140)에 의해 반사 또는 흡수되고, 이에 의해 박막 트랜지스터(T)의 채널 영역으로 입사되는 입사광이 차단됨에 따라 채널에 흐르는 오프 커런트의 발생을 방지할 수 있다.
이후, 도 6e에 도시된 바와 같이, 스페이서(미도시)에 의해 두 기판 (100,200) 사이에 형성되는 셀 갭에 주입된 액정(300)을 소정 방향으로 배향시키는 상부 배향막(150)을 형성함으로써 제 1 차광부재(140)가 형성된 컬러필터기판(100)을 최종적으로 제조한다.
상술한 바와 같이 제 1 차광부재가 형성된 컬러필터를 제작한 후, 발명에 따른 제 2 차광부재가 형성된 박막 트랜지스터 기판(200)을 제작한다.
먼저, 도 7a 및 도 7b에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 제 1 마스크 공정을 통해 하부기판(201)상에 게이트 라인(210), 게이트 전극(212) 및 공통라인(216)에 접속되는 공통전극(214)으로 구성된 제 1 도전성 패턴을 형성한다.
이를 상세히 설명하면, 기판(102)상에 스퍼터링 등의 증착방법을 통해 게이트 금속층을 형성한다. 여기서, 게이트 금속층으로는 알루미늄(Al)계 금속, 구리(Cu), 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo) 등으로 구성된다.
이후, 상기 게이트 금속층 상에 포토레지스트를 전면 형성한 후 제 1 마스크를 이용한 포토리소그래피 공정을 수행함으로써, 상기 제 1 도전성 패턴이 형성될 영역을 제외한 나머지 영역에 형성된 게이트 금속층을 노출시키는 포토레지스트 패턴을 형성한다.
이후, 포토레지스트 패턴에 의해 노출된 게이트 금속층을 에칭함으로써, 기판(201)상에 게이트 라인(210), 게이트 라인(210)에 접속된 게이트 전극(212), 게이트 라인(210)과 나란하게 배치된 공통라인(216) 및 공통라인(216)과 접속된 공통전극(214)을 포함하는 제 1 도전성 패턴을 형성한다.
여기서, 공통전극(214)은 화소전극(260)의 핑거부(260b)와 교번 되도록 스트라입형태로 구성되며, 공통라인(216)을 통해 기준전압이 공급됨에 따라 화소전극(260)과 함께 액정 배향을 위한 수평전계를 형성한다.
상술한 바와 같이 제 1 도전성 패턴을 형성한 후, 도 8a 및 도 8b에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 제 2 마스크 공정을 통해 채널을 형성하는 반도체 패턴(240)과, 데이터 라인(230), 소스전극(232) 및 드레인 전극(234)을 포함하는 제 2 도전성 패턴을 형성한다.
이를 보다 구체적으로 설명하면, 도 9a에 도시된 바와 같이, 제 1 도전성 패턴이 형성된 기판(102)상에 PECVD, 스퍼터링 등의 증착 공정을 통해 게이트 절연막(220), 제1 반도체층(242a), 제2 반도체층(244a) 및 소스/드레인 금속층(230a)을 순차적으로 형성한다.
여기서, 제 1 반도체층(242a)은 불순물이 도핑되지 않은 비정질 실리콘이 이용되며, 제2 반도체층(244a)은 N형 또는 P형의 불순물이 도핑된 비정질 실리콘이 이용된다. 데이터 금속층(230a)은 몰리브덴(Mo), 구리(Cu) 등과 같은 금속으로 이루어진다.
이후, 데이터 금속층(230a) 상에 포토레지스트를 도포한 후 제 2 마스크(200)를 이용한 포토리소그래피 공정을 수행함으로써, 도 9b에 도시된 바와 같이,데이터 금속층(230a) 상에 채널이 다른 영역과 비교하여 높이가 낮게 단차된 포토레지스트 패턴(PR)을 형성한다.
여기서, 제 2 마스크(200)는 채널 영역에 반 투과부(또는, 회절 패턴)이 형성된 노광 마스크가 이용된다.
상술한 바와 같이 데이터 금속층(130) 상에 단차가 생성된 포토레지스트 패턴(PR)을 형성한 후, 도 9c에 도시된 바와 같이, 포토레지스트 패턴(PR)에 의해 노출된 데이터 금속층(230a)을 에칭한다.
이후, 포토레지스트 패턴에 대한 애싱공정을 통해 채널 영역에 노출된 데이터 금속층(230a)을 애칭함으로써, 도 9d에 도시된 바와 같이, 데이터 라인(230), 데이터 라인(230)에 접속되는 소스전극(232) 및 채널을 사이에 두고 소스전극(232)과 대향되도록 형성된 드레인 전극(234)으로 구성된 제 2 도전성 패턴을 형성한다.
이때, 데이터 금속층(230a)이 소스전극(232) 및 드레인 전극(234)으로 각각 분할됨에 따라 노출된 제 2 반도체층(244a)을 애칭함으로써, 도 9e에 도시된 바와 같이, 소스전극(232) 및 드레인 전극(234) 사이에 채널을 형성하는 활성층(242)과, 상기 활성층(242)과 동일 패턴으로 형성되며 오믹 접촉을 수행하는 오믹 접촉층(244)으로 구성된 반도체 패턴(240)을 최종적으로 형성한다.
상술한 바와 같이 반도체 패턴 및 제 2 도전성 패턴을 형성한 후, 도 10a 및 도 10b에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 제 3 마스크 공정을 통해 콘택홀(252)을 갖는 보호막(250)을 형성한다.
이를 보다 구체적으로 설명하면, 반도체 패턴 및 제 2 도전성 패턴이 형성된 게이트 절연막(220) 상에 후속 공정으로부터 활성층(242) 및 화소영역을 보호하기 위한 보호막(250)을 전면 형성한다.
여기서, 보호막(250)의 재료로는 게이트 절연막(130)과 같은 무기 절연 물질이나 유전상수가 작은 아크릴(acryl)계 유기 화합물, BCB 또는 PFCB 등과 같은 유기 절연 물질이 이용된다.
이후, 보호막(250) 상에 포토래지스트(PR)를 도포한 후 제 3 마스크를 이용한 포토리소그래피공정을 수행함으로써, 콘택홀(252)이 형성될 영역을 노출시키는 포토레지스트 패턴을 형성한다.
이때, 포토레지스트 패턴에 의해 노출된 보호막(250)을 애칭함으로써, 보호막(250) 상에 박막 트렌지스터(T)의 드레인 전극(234)을 노출시키는 콘택홀(252)을 형성한다.
상술한 바와 같이 보호막을 형성한 후, 도 11a 및 도 11b에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 제 4 마스크 공정을 통해 보호막(250) 상에 화소전극(260) 및 제 2 차광부재(270)로 구성된 제 3 도전성 패턴을 형성한다.
이를 보다 구체적으로 설명하면, 보호막(250) 상에 스퍼터링 등의 증착 방법을 통해 불투명 도전 물질(예를 들면 MoTi)을 전면 증착시킨다.
이후, 불투명 도전 물질 상에 포토레지스트를 도포한 후 제 4 마스크(400)를 이용한 포토리소그래피 공정을 수행함으로써, 상기 불투명 도전 물질 중에서 제 3 도전성 패턴이 형성될 영역을 제외한 나머지 영역을 노출시키는 포토레지스트 패턴을 형성한다.
이후, 포토레지스트 패턴에 의해 노출된 불투명 도전 물질을 에칭함으로써, 보호막(250) 상에 수평 전계를 형성하는 화소전극(260)과 채널에 입사되는 광을 차단시키는 제 2 차광부재(270)로 구성된 제 3 도전성 패턴을 형성한다.
여기서, 화소전극(260)은 보호막(250)의 콘택홀(252)을 통해 드레인 전극(242)과 접촉되는 수평부(260a)와, 상기 수평부(260a)로부터 화소영역으로 돌출되는 핑거부(260b)를 포함한다.
이때, 화소전극(260)의 핑거부(260b)는 공통전극(214)과 평행한 형태로 상호 교번되는 스트라입 형태로 구성되며, 드레인 전극(244)을 통해 신호전압이 공급됨에 따라 공통전극(214)과 함께 액정 배향을 위한 수평전계를 형성한다.
제 2 차광부재(270)는 채널 영역에 대응하는 보호막(250) 상에 화소전극(260)과 동일한 불투명 도전 물질로 형성되며, 컬러필터기판(100)으로부터 반사되어 채널 영역으로 입사되는 광을 차단시키는 역할을 수행한다.
즉, 칼라필터기판(100)으로부터 반사되어 채널영역으로 진행되는 광이 제 2 차광부재(270)에 의해 차단되고, 이에 의해 박막 트랜지스터(T)의 채널에는 입사광에 의해 야기되는 오프 커런트의 발생이 방지됨에 따라 소자특성이 향상된다.
상술한 바와 같이 보호막 상에 화소전극 및 제 2 차광부재를 형성한 후, 도 12a 및 도 12b에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 액정 배향을 위한 상부 배향막(280)을 형성함으로써 박막 트랜지스터 기판(200)을 최종적으로 형성한다.
여기서, 상부 배향막(280)은 스페이서에 의해 두 기판 (100,200) 사이에 형성되는 셀 갭에 주입된 액정(300)을 소정 방향으로 배향시키는 역할을 수행한다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 액정표시패널 및 그 제조방법은 채널 영역에 대응하여 차광부재를 형성함으로써, 외부로부터 채널에 입사되는 광을 차단하여 널에 흐르는 오프 커런트를 방지할 수 있다는 효과를 제공한다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발 명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.

Claims (12)

  1. 컬러필터기판; 및
    액정을 사이에 두고 상기 컬러필터기판과 정합되는 박막 트랜지스터기판을 포함하되,
    상기 박막 트랜지스터 기판의 채널 영역에는 상기 컬러필터기판으로부터 반사되어 입사되는 광을 차단시키는 차광부재가 형성된 것을 특징으로 하는 액정표시패널.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 컬러필터기판은,
    기판상에 형성되어 셀 영역을 구획하는 블랙 매트릭스;
    상기 블랙 매트리스에 의해 구획된 셀 영역에 형성된 컬러필터;
    상기 컬러필터에 의해 발생되는 단차를 평탄화시키는 오버 코팅층;
    상기 오버 코팅층 중에서 상기 채널 영역에 대응되는 위치에 형성되며 외부로부터 입사되는 광을 반사 또는 흡수하는 제 1 차광부재; 및
    상기 제 1 차광부재가 형성된 기판을 덮는 동시에 액정을 소정 방향으로 배향시키는 상부 배향막을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 액정표시패널.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 박막 트랜지스터 기판은,
    게이트 라인;
    상기 게이트 라인과 평행하게 형성되는 공통라인으로부터 돌출되는 동시에 기준전압이 인가되는 공통전극
    게이트 절연막을 사이에 두고 상기 게이트 라인 및 공통라인과 교차되어 화소 영역을 정의하는 데이터 라인;
    상기 게이트 라인 및 상기 데이터 라인의 교차영역에 형성되는 박막 트랜지스터;
    상기 박막 트랜지스터를 덮는 동시에 콘택홀이 형성된 보호막;
    상기 보호막 상에 형성되며 상기 콘택홀을 통해 상기 박막 트랜지스터와 접속되는 동시에 상기 공통전극과 함께 수평전계를 형성하는 화소전극;
    상기 보호막 중에서 채널 영역에 대응되는 위치에 형성되며 상기 컬러필터기판으로부터 반사되어 입사되는 광을 차단하는 제 2 차광부재; 및
    상기 제 2 차광부재가 형성된 기판을 덮는 동시에 액정을 소정 방향으로 배향시키는 하부 배향막을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 액정표시패널.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 화소전극 및 제 2 차광부재는 동일물질로 동시에 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시패널.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 화소전극 및 상기 제 2 차광부재는 불투명 도전물질로 구성된 것을 특징으로 하는 액정표시패널.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 불투명 도전물질은 MoTi을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 액정표시패널.
  7. 컬러필터기판을 제작하는 단계; 및
    액정을 사이에 두고 상기 컬러필터기판과 정합되는 박막 트랜지스터기판을 제작하는 단계를 포함하되,
    상기 박막 트랜지스터 기판의 채널 영역에는 상기 컬러필터기판으로부터 반사되어 입사되는 광을 차단시키는 차광부재가 형성된 것을 특징으로 하는 액정표시패널의 제조방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 컬러필터기판을 제작하는 단계는,
    기판상에 형성되어 셀 영역을 구획하는 블랙 매트릭스를 형성하는 단계;
    상기 블랙 매트리스에 의해 구획된 셀 영역에 형성된 컬러필터를 형성하는 단계;
    상기 컬러필터에 의해 발생되는 단차를 평탄화시키는 오버 코팅층을 형성하는 단계;
    상기 오버 코팅층 중에서 상기 채널 영역에 대응되는 위치에 형성되며 외부로부터 입사되는 광을 반사 또는 흡수하는 제 1 차광부재를 형성하는 단계; 및
    상기 제 1 차광부재가 형성된 기판을 덮는 동시에 액정을 소정 방향으로 배향시키는 상부 배향막을 형성하는 단계를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 액정표시패널의 제조방법.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 박막 트랜지스터 기판을 형성하는 단계는,
    상기 기판상에 게이트 라인, 상기 게이트 라인에 접속되는 게이트 전극, 상기 게이트 라인에 평형한 공통라인 및 상기 공통라인으로부터 돌출되는 동시에 기준전압이 인가되는 공통전극을 포함하는 제 1 도전성 패턴을 형성하는 단계;
    상기 제 1 도전성 패턴이 형성된 기판을 덮는 게이트 절연막을 형성하는 단계;
    상기 게이트 절연막 상에 상기 게이트 라인 및 공통라인과 교차되어 화소 영역을 정의하는 데이터 라인, 상기 데이터 라인에 접속되는 동시에 채널을 사이에 두고 상호 대향하는 소스전극 및 드레인 전극을 포함하는 제 2 도전성 패턴 및 상기 채널을 형성하는 반도체 패턴을 형성하는 단계;
    상기 제 2 도전성 패턴이 형성된 기판을 덮는 동시에 콘택홀을 갖는 보호막 을 형성하는 단계;
    상기 보호막 상에 형성되며 상기 콘택홀을 통해 상기 드레인 전극과 접속되는 동시에 상기 공통전극과 함께 수평전계를 형성하는 화소전극을 형성하는 단계;
    상기 보호막 중에서 채널 영역에 대응되는 위치에 형성되며 상기 컬러필터기판으로부터 반사되어 입사되는 광을 차단하는 제 2 차광부재를 형성하는 단계; 및
    상기 제 2 차광부재가 형성된 기판을 덮는 동시에 액정을 소정 방향으로 배향시키는 하부 배향막을 형성하는 단계를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 액정표시패널의 제조방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 화소전극 및 제 2 차광부재는 동일물질로 동시에 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시패널의 제조방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 화소전극 및 상기 제 2 차광부재는 불투명 도전물질로 구성된 것을 특징으로 하는 액정표시패널의 제조방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 불투명 도전물질은 MoTi을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 액정표시패널의 제조방법.
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