KR20090024383A - 박막 트랜지스터 표시판, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는표시 장치 - Google Patents

박막 트랜지스터 표시판, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는표시 장치 Download PDF

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KR20090024383A
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류혜영
공향식
양병덕
전경숙
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Abstract

박막 트랜지스터 표시판, 이의 제조 방법 및 이를 갖는 표시 장치에서, 상기 박막 트랜지스터 표시판은 기판, 상기 기판 위에 형성되며, 게이트 전극을 포함하는 게이트선, 상기 게이트선이 형성된 기판 위에 형성된 게이트 절연막, 상기 게이트 절연막 위에 형성된 반도체층, 상기 게이트선과 교차하며, 소스 전극을 포함하는 데이터선, 상기 소스 전극과 마주하여 상기 반도체층의 채널 영역을 정의하는 드레인 전극, 상기 데이터선이 형성된 기판 위에 형성되며, 상기 채널 영역을 드러내는 개구부를 포함하는 색필터, 상기 색필터가 형성된 기판 위에 형성되어 개구부를 덮는 무기 절연막, 상기 무기 절연막 위에서 개구부의 내부에 형성되는 광차단막, 및 무기 절연막 및 광차단막 상부에 형성되어 상기 드레인 전극과 전기적으로 연결된 화소 전극을 포함한다.
색필터, 무기 절연막, 표시 장치, 잔상, 광차단막

Description

박막 트랜지스터 표시판, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 표시 장치{THIN FILM TRNASISTOR DISPLAY SUBSTRATE, METHOD OF MANUFACTURING THE SAME AND DISPLAY APPARATUS HAVING THE SAME}
본 발명은 박막 트랜지스터 표시판, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 표시 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 잔상 등의 표시 불량을 방지할 수 있는 박막 트랜지스터 표시판, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 표시 장치에 관한 것이다.
최근 무겁고 큰 음극선관(cathode ray tube, CRT)을 대신하여 유기 전계 발광 표시 장치(organic electroluminescence display, OLED), 플라스마 표시 장치(plasma display panel, PDP), 액정 표시 장치(liquid crystal display, LCD) 등의 평판 표시 장치가 개발되고 있다.
플라즈마 표시 장치는 기체 방전에 의하여 발생하는 플라스마를 이용하여 문자나 영상을 표시하고, 유기 전계 발광 표시 장치는 특정 유기물 또는 고분자들의 전계 발광을 이용하여 문자 또는 영상을 표시한다. 액정 표시 장치는 액정층을 통과하는 빛의 투과율을 조절함으로써 원하는 화상을 표시한다.
일반적으로 액정 표시 장치는 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor, TFT) 표시판, 공통 전극 표시판 및 두 표시판 사이에 위치하는 액정층을 포함한다. 그런데 박막 트랜지스터 표시판과 공통 전극 표시판의 결합시 얼라인 미스가 발생되면 액정 표시 장치의 표시 품질이 저하된다.
얼라인 미스로 인한 액정 표시 장치의 품질 저하를 방지하기 위하여, 박막 트랜지스터 표시판 위에 색필터를 형성한 COA(Color filter On Array) 구조의 액정 표시 장치가 제안된 바 있다.
그러나 화소 전극 아래의 색필터로부터 발생되는 불순물 성분이 화소 전극의 절개 부나 화소 전극 사이의 개구된 영역으로 유출될 수 있으며, 그 결과 액정이 오염되어 잔상이 발생될 수 있다.
또한 화소 전극 아래에 평탄화막으로서 유기 절연막을 사용하는 경우, 유기 절연막으로부터 불순물 성분이 유출될 수 있으며, 그 결과 액정이 오염되어 잔상이 발생될 수 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 잔상 등의 표시 불량을 제거하여 표시 품질을 향상시킬 수 있는 박막 트랜지스터 표시판을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 상기 박막 트랜지스터 표시판을 제조하는 데 특히 적합한 박막 트랜지스터 표시판의 제조 방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는 상기한 박막 트랜지스터 표시판을 포함하는 표시 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 박막 트랜지스터 표시판은 기판, 게이트선, 게이트 절연막, 반도체층, 데이터선, 드레인 전극, 색필터, 무기 절연막, 광차단막 및 화소 전극을 포함한다. 상기 게이트선은 상기 기판 위에 형성되며, 게이트 전극을 포함한다. 상기 게이트 절연막은 상기 게이트선이 형성된 기판 위에 형성된다. 상기 반도체층은 상기 게이트 절연막 위에 형성된다. 상기 데이터선은 상기 게이트선과 교차하며, 소스 전극을 포함한다. 상기 드레인 전극은 상기 소스 전극과 마주하여 상기 반도체층의 채널 영역을 정의한다. 상기 색필터는 상기 데이터선 및 상기 드레인 전극이 형성된 기판 위에 형성되며, 상기 채널 영역을 드러내는 제1 개구부를 포함한다. 상기 무기 절연막은 상기 색필터가 형성된 기판 위에 실질적으로 동일한 두께로 형성되어 상기 제1 개구부를 덮는다. 상기 광차단막은 상기 무기 절연막 위에서 상기 제 1 개구부의 내부에 형성된다. 상기 화소 전극은 상기 무기 절연막 및 광차단막 상부에 형성되며, 상기 드레인 전극과 전기적으로 연결된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 박막 트랜지스터 표시판의 제조 방법은 기판 위에 게이트 전극을 포함하는 게이트선을 형성하는 단계, 상기 게이트선이 형성된 기판 위에 게이트 절연막을 형성하는 단계, 상기 게이트 절연막 위에 반도체층, 상기 게이트선과 교차하며 소스 전극을 포함하는 데이터선 및 상기 소스 전극과 마주하여 상기 반도체층의 채널 영역을 정의하는 드레인 전극을 형성하는 단계, 상기 데이터선 및 드레인 전극이 형성된 기판 위에 상기 채널 영역을 드러내는 개구부를 포함하는 색필터를 형성하는 단계, 상기 색필터가 형성된 기판 위에 실질적으로 동일한 두께로 형성되어 상기 개구부를 덮는 무기 절연막을 형성하는 단계, 상기 무기 절연막 위에 상기 개구부의 내부를 채우도록 광차단막을 형성하는 단계, 및 상기 무기절연막 및 광차단막 상부에 상기 드레인 전극과 전기적으로 연결되는 화소 전극을 형성하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 박막 트랜지스터 표시판 및 공통 전극 표시판을 포함한다. 상기 박막 트랜지스터 표시판은 제1 기판 위에 형성되며, 게이트 전극을 포함하는 게이트선, 상기 게이트선이 형성된 기판 위에 형성된 게이트 절연막, 상기 게이트 절연막 위에 형성된 반도체층, 상기 게이트선과 교차하며, 소스 전극을 포함하는 데이터선, 상기 소스 전극과 마주하여 상기 반도체층의 채널 영역을 정의하는 드레인 전극, 상기 데이터선 및 드레인 전극이 형성된 기판 위에 형성되며, 상기 채널 영역을 드러내는 개구부를 포함하는 색필터, 상기 색 필터가 형성된 기판 위에 형성되어 상기 개구부를 덮으며, 그 하부에 형성된 상기 색필터의 단차 형상에 대응되게 형성된 무기 절연막, 상기 무기 절연막 위에서 상기 개구부의 내부에 형성되어 있는 광차단막, 및 상기 무기 절연막 및 광차단막 상부에 형성되며, 상기 드레인 전극과 전기적으로 연결된 화소 전극을 포함한다. 상기 공통 전극 표시판은 상기 박막 트랜지스터 표시판과 마주보며, 제2 기판 위에 형성된 공통 전극을 포함한다.
본 발명의 박막 트랜지스터 표시판 및 표시 장치는 색필터 위에 무기 절연막을 형성하여, 색필터로부터 발생되는 불순물을 차단함으로써 액정의 오염을 방지하고, 잔상 등의 표시 불량을 감소시킬 수 있다.
본 발명의 박막 트랜지스터 표시판의 제조 방법은 무기 절연막을 100℃ 내지 250℃의 저온에서 형성하여 하부 색필터의 손상을 막아 표시 품질을 향상시킬 수 있다.
또한 본 발명의 박막 트랜지스터 표시판의 제조 방법은 무기 절연막을 적절한 두께로 형성하여 공정 시간을 단축시킬 수 있다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 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 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 “위에” 있다고 할 때, 이는 다른 부분 “바로 위에” 있는 경우뿐 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.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 트랜지스터 표시판을 도시한 배치도이다. 도 2는 도 1의 박막 트랜지스터 표시판을 Ⅰ-Ⅰ선을 따라 자른 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 투명한 유리 또는 플라스틱 따위로 만들어진 절연 기판(110) 위에는 복수의 게이트선(gate line)(121)이 형성되어 있다.
게이트선(121)은 게이트 신호를 전달하며 주로 가로 방향으로 뻗어 있다. 각 게이트선(121)은 위로 돌출한 게이트 전극(gate electrode)(124)과 게이트 패드(도시하지 않음)를 포함한다. 게이트 패드는 다른 층 또는 외부 구동 회로와의 접속을 위한 것이며, 게이트선(121) 끝 부분에 형성된다.
한편 게이트선(121)과 동일한 층, 즉 절연 기판(110) 위에는 유지 전극(133)을 포함하는 유지 전극선(131)이 형성될 수 있다. 유지 전극(133)은 필요에 따라 다양한 면적 및 형태로 만들어 질 수 있으나, 본 발명의 일 실시예에서 유지 전극(133)은 화소 영역 중심부에 직사각형 형태로 만들어 질 수 있다.
게이트선(121)이 형성된 기판(110) 위에는 질화규소(SiNx) 또는 산화규 소(SiOx) 등으로 만들어진 게이트 절연막(gate insulating layer)(141)이 형성되어 있다. 게이트 절연막(141) 위에는 수소화 비정질 실리콘(hydrogenated amorphous silicon)(비정질 실리콘은 약칭 a-Si로 씀) 등으로 만들어진 반도체층(151)이 형성되어 있다. 반도체층(151)은 게이트 전극(124)과 중첩되는 돌출부와, 데이터선(171)과 중첩되는 선형부를 포함할 수 있다. 또는 반도체층(151)은 박막 트랜지스터의 형성을 위한 채널 부위에만 형성되어 있을 수도 있다.
반도체층(151) 위에는 저항성 접촉 부재(ohmic contact)(163, 165)가 형성되어 있다. 저항성 접촉 부재(163, 165)는 반도체층(151)과 소스 전극(173) 및 드레인 전극(175) 사이에 존재하며, 이들 사이의 접촉 저항을 낮추어 준다.
저항성 접촉 부재(163, 165) 위에는 데이터선(data line)(171)과 드레인 전극(drain electrode)(175)이 형성되어 있다.
데이터선(171)은 데이터 신호를 전달하며 주로 세로 방향으로 뻗어 게이트선(121)과 교차한다. 데이터선(171)은 게이트 전극(124)을 향하여 뻗은 소스 전극(source electrode)(173)과 데이터 패드(도시하지 않음)를 포함한다. 데이터 패드는 다른 층 또는 외부 구동 회로와의 접속을 위한 것으로 데이터선(171) 끝부분에 형성되어 있다. 드레인 전극(175)은 데이터선(171)과 분리되어 있고 게이트 전극(124)을 중심으로 소스 전극(173)과 마주 본다.
하나의 게이트 전극(124), 하나의 소스 전극(173) 및 하나의 드레인 전극(175)은 반도체층(151)의 돌출부와 함께 하나의 박막 트랜지스터(thin film transistor, TFT)를 이루며, 박막 트랜지스터의 채널(channel)은 소스 전극(173)과 드레인 전극(175) 사이에 형성된다.
반도체층(151)은 박막 트랜지스터가 위치하는 돌출부를 제외하면 데이터선(171) 및 드레인 전극(175) 및 그 하부의 저항성 접촉층(163, 165)과 실질적으로 동일한 평면 형태를 가지고 있다. 즉 반도체층(151)은 데이터선(171) 및 드레인 전극(175)과 그 하부의 저항성 접촉층(163, 165)의 아래에 모두 형성되어 있으며, 소스 전극(173)과 드레인 전극(175) 사이에서 노출되어 있다. 한편 저항성 접촉 부재(163, 165)는 데이터선(171) 및 드레인 전극(175)과 실질적으로 동일한 평면 형태를 가지고 있다. 또는 다른 공정에 의할 경우 저항성 접촉 부재(163, 165)는 박막 트랜지스터의 형성을 위한 채널 부위에만 형성되어 있을 수도 있다.
데이터선(171) 및 드레인 전극(175)이 형성된 기판(110) 위에는 데이터선(171), 드레인 전극(175) 및 게이트 절연막(141)을 덮는 색필터(181)가 형성되어 있다. 색필터(181)는 감광성 유기물에 색을 표현하기 위한 안료 등이 포함된 물질이 사용된다. 예를 들면, 감광성 유기물에 적색, 녹색 또는 청색의 안료가 포함된 적색, 녹색 또는 청색 색필터가 사용될 수 있다.
데이터선(171) 방향으로 동일한 색을 띤 색필터(181)가 배열되며, 게이트선(121) 방향으로 다른 색의 색필터(181)가 배열된다. 동일한 색을 띤 색필터(181)는 연결되어 띠 형상으로 형성될 수 있으며, 서로 다른 색을 띤 색필터(181)는 데이터선(171) 위에서 중첩되게 형성될 수 있다. 반면 동일한 색을 띤 색필터(181)는 화소 영역에 대응되도록 섬 형상으로 형성되고, 화소 영역의 경계에 있는 데이터선(171) 상부에서 서로 다른 화소 영역에 대응하는 색필터(181)는 서로 중첩하지 않는다. 이를 통해 형성되는 개구부는 후공정에서 광차단막(195)으로 채워지게 된다. 상기 광차단막(195)은 색필터(181)가 중첩하지 않음으로 해서 형성되는 단차부를 평탄화하여 액정 배향 불량을 감소시킨다.
색필터(181)는 채널 영역 위에 형성된 제1 개구부(183), 유지 전극(185)에 대응되는 영역 위에 형성된 제2 개구부(185), 드레인 전극의 일부 영역 위에 형성되어 드레인 전극을 드러내는 제3 개구부(187)를 포함할 수 있다.
채널 영역 위에 색필터(181)가 형성되면, 색필터(181)로부터 발생된 불순물이 채널 영역에 유입되어 박막 트랜지스터의 특성이 저하될 수 있으므로, 색필터(181)는 채널 영역을 드러내는 제1 개구부(183)를 포함하는 것이 바람직하다. 또한 제1 개구부(183)는 뒤의 공정에서 형성될 질화 규소(SiNx) 또는 산화 규소(SiOx)를 포함하는 무기 절연막(191)으로 덮이며, 그 결과 박막 트랜지스터의 특성이 향상될 수 있다.
색필터(181)가 형성된 기판(110) 위에는 무기 절연막(191)이 형성되어 있다. 즉 무기 절연막(191)은 색필터(181) 전체를 덮도록 형성되며, 색필터(181)의 제1 개구부(183) 및 제2 개구부(185)를 덮도록 형성된다. 무기 절연막(191)은 색필터(181)로부터의 불순물 성분의 용출을 차단하고, 유기물과의 반응성이 낮은 물질로 이루어지는 것이 바람직하다. 예를 들면 무기 절연막(191)은 질화 규소(SiNx) 또는 산화 규소(SiOx) 등으로 형성될 수 있다. 색필터 물질이나 유기 절연 물질은 낮은 온도에서 분해되어 불순물이 발생될 수 있는데, 산화 규소 또는 질화 규소 등의 물질은 색필터 물질이나 유기 절연 물질보다 열에 안정하여 표시 품질이 향상된 다.
무기 절연막(191)은 색필터(181) 위에 얇게 증착되어, 실질적으로 동일한 두께를 갖도록 형성된다. 이 때 실질적으로 동일한 두께로 형성된다는 것은 전체적으로 유사한 두께로 형성되나, 하부막에 단차가 포함된 경우 단차의 에지 부분 등에서 다소 얇게 또는 두껍게 형성되는 경우도 포함한다. 즉, 무기 절연막(191)이 하부에 형성되어 있는 색필터(181)의 단차 형상에 대응되게 형성되는 것을 의미한다.
부연 설명하면, 무기 절연막(191)은 하부의 형상에 따라 소정의 단차를 갖도록 형성된다. 무기 절연막(191)은 색필터(181) 위의 제1 개구부(183), 제2 개구부(185)를 덮도록 형성되어 제1 개구부(183), 제2 개구부(185)의 형상과 유사한 단차를 갖는다.
무기 절연막(191)은 색필터(181)의 제1 개구부(183) 사이로 드러난 채널 영역을 덮어 채널 영역을 보호하여, 박막 트랜지스터의 특성을 향상시킨다. 또한 무기 절연막(191)은 드레인 전극의 일부 영역 상에 형성된 개구부(193)를 포함한다.
무기 절연막(191) 위에는 색필터(181)의 제 1 개구부(183)를 채우는 광차단막(195)이 형성되어 있다. 이러한 광차단막(195)은 유기물질 또는 무기물질을 포함할 수 있다. 본 발명의 경우 제 1 개구부(183) 내부에 채워지는 광차단물질로 인해 평탄화가 가능해진다. 이에 따라 화소 전극(197)이 채널 부위에 대응하는 부분까지 형성이 가능하여 설계마진에 이롭게 되어, 개구율이 증가되고, 오버레이 불량에 의한 빛샘 현상등을 방지할 수 있게 된다.
광차단막(195)은 색필터(181)의 제2 개구부(185) 및 제3 개구부(187) 중 적 어도 하나 이상에 더 형성될 수 있다. 광차단막(195)은 색필터(181)의 제 1 개구부(183), 색필터(181)의 제 2 개구부(185), 색필터(181)의 제 3 개구부(187)에 대응되는 영역에서 발생되는 빛샘을 차단해주어 표시 품질을 향상시킬 수 있다. 한편, 광차단막(195)은 데이터선(171)의 상부에도 형성될 수 있다.
광차단막(195)은 잉크젯 공정을 이용하여, 액상의 차광물질을 색필터(181)의 제1, 제2 또는 제3 개구부(183, 185, 187)에 젯팅하여 형성될 수 있다. 또한 상기 광차단막(195)은 노광공정을 통하여 형성을 할 수도 있다. 상기 광차단막(195)은 인접한 화소 영역간의 경계부에서 액정에 노출되는 부분이 존재할 수 있다. 이 경우 화소 전극(197)이 데이터선(171)과 중첩하는 부분을 확장하여 광차단막(195)이 노출되는 부분을 최소화할 수 있다. 또한 액정 배향시에 무기 배향막을 적용하여 불순물 성분이 유출되는 것을 최소화할 수 있다.
무기 절연막(191) 및 광차단막(195) 위에는 화소 전극(197)이 형성되어 있다. 특히, 화소 전극(197)은 색필터(181)에 형성된 제1 개구부(183) 영역에서 광차단막(195) 위에 형성되어 있다.
제1 개구부(183) 내부에 광차단막(195)이 형성되지 않은 상태에서 무기 절연막(191) 바로 위에 화소 전극(197)이 형성되면, 화소 전극(197)과 소스 전극(173) 및 드레인 전극(175)간의 거리가 가까워져 기생 축전기의 전기 용량이 커지게 되며, 이로 인해 박막 트랜지스터 특성이 저하될 수 있다. 이러한 기생 축전기의 전기 용량의 증가를 방지하기 위하여 제1 개구부(183) 영역의 화소 전극(197)을 제거하는 것이 바람직하나, 화소 전극(197)의 제거를 통해 개구율이 감소될 수 있다. 그러나 본 발명의 경우와 같이, 제 1 개구부(183)의 내부가 광차단막(195)으로 채워져 평탄화가 이루어진 경우, 제 1 개구부(183) 영역에 화소 전극(197)이 형성되더라도 상기 기생 축전기의 전기 용량이 커질 우려는 사라진다.
화소 전극(197)은 색필터(181)의 제2 개구부(185)가 형성된 영역에서, 무기 절연막(191) 및 게이트 절연막(141)을 사이에 두고 유지 전극(133)과 유지 축전기(Cst)를 형성한다. 이와 같이 유지 축전기(Cst)가 형성되는 영역의 색필터(181)에 제2 개구부(185)를 형성하여, 유지 전극(133)과 화소 전극(197) 간의 거리를 감소시켜 유지 축전기(Cst)의 전기 용량을 증가시킬 수 있다. 따라서 유지 전극(133)과 화소 전극(197) 사이에 별도의 금속 전극이 형성되지 않아도 안정적인 전기 용량값을 갖는 유지 축전기(Cst) 구조를 형성할 수 있다.
화소 전극(197)은 색필터(181)의 제3 개구부(187)와 무기 절연막(191)의 개구부(193)를 통하여 드레인 전극(175)과 전기적으로 연결된다. 한편 화소 전극(197)의 일부는 상기 게이트 패드 및 상기 데이터 패드의 개구부들을 덮도록 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서 화소 전극(197)은 게이트선(121) 및 데이터선(171)과 중첩되게 형성된다. 한편, 화소 전극(197)은 게이터선(121) 또는 데이터선(171)과 중첩되지 않도록 형성될 수도 있다. 또한, 화소 전극(197)에는 하나의 화소 영역을 다수의 도메인으로 분할하는 절개부가 형성될 수 있다.
이하, 도 3 내지 도 7을 참조하여 도 1 및 도 2에 도시된 박막 트랜지스터 표시판의 제조 방법에 대하여 설명하기로 한다. 도 3은 도 1의 박막 트랜지스터 표 시판의 제조 방법 중 첫 번째 단계를 나타낸 단면도이다. 도 4는 도 3의 다음 단계의 박막 트랜지스터 표시판을 도시한 단면도이다. 도 5는 도 4의 다음 단계의 박막 트랜지스터 표시판을 도시한 단면도이다. 도 6은 도 5의 다음 단계의 박막 트랜지스터 표시판을 도시한 단면도이다. 도 7은 도 6의 다음 단계의 박막 트랜지스터 표시판을 도시한 단면도이다.
도 1 및 도 3을 참조하면, 절연 기판(110) 위에 게이트 전극(124)을 포함하는 게이트선(121) 및 유지 전극(133)을 포함하는 유지 전극선(131)을 형성한다. 게이트선(121) 및 유지 전극선(131)은 다음의 방법으로 만들어 질 수 있다.
투명 유리 또는 플라스틱 따위로 만들어진 절연 기판(110) 위에 도전층(도시하지 않음)을 형성한다. 그 다음 도전층을 습식 또는 건식 식각하여 게이트 전극(124)을 포함하는 게이트선(121) 및 유지 전극(133)을 포함하는 유지 전극선(131)을 형성한다.
게이트선(121)과 유지 전극선(131)은 금속 또는 도전체로 만들어질 수 있다. 예를 들면, 게이트선(121) 및 유지 전극선(131)은 알루미늄(Al)이나 알루미늄 합금 등의 알루미늄 계열 금속, 은(Ag)이나 은 합금 등의 은 계열 금속, 구리(Cu)나 구리 합금 등의 구리 계열 금속, 몰리브덴(Mo)이나 몰리브덴 합금 등의 몰리브덴 계열 금속, 크롬(Cr), 탄탈륨(Ta) 및 티타늄(Ti) 따위로 만들어질 수 있다. 또한 이들은 물리적 성질이 다른 두 개의 도전막(도시하지 않음)을 포함하는 다중막 구조를 가질 수도 있다. 상기 게이트선(121)과 유지 전극선(131) 형성시 구리 배선이 사용될 경우 기판(110)과의 접착력 향상을 위해 산화구리층, 또는 CuON 층을 더 형 성할 수 있다.
도 1 및 도 4를 참조하면, 게이트선(121)이 형성된 절연 기판(110) 위에 게이트 절연막(141)을 형성한다. 게이트 절연막(141)은 예를 들어, 질화 규소(SiNx)로 형성될 수 있다.
그 다음, 게이트 절연막(141) 위에 반도체층(151), 저항성 접촉 부재(163, 165), 소스 전극을 포함하는 데이터선(171) 및 드레인 전극(175)을 형성한다. 상기 게이터 절연막(141), 반도체층(151), 저항성 접촉 부재(163, 165), 소스 전극(173)을 포함하는 데이터선(171) 및 드레인 전극(175)는 다음의 방법으로 만들어 질 수 있다.
게이트선(121) 및 유지 전극선(131)이 형성된 절연 기판(110) 위에 비정질 규소(a-Si)층(도시하지 않음) 및 불순물이 고농도로 도핑된 비정질 규소층(도시하지 않음)을 형성한다. 비정질 규소층 및 도핑된 비정질 규소층은 화학 기상 증착(chemical vapor deposition, CVD) 등의 방법으로 형성될 수 있다.
그 다음, 도핑된 비정질 규소층 위에 스퍼터링 등의 방법으로 도전층(도시하지 않음)을 형성한다. 도전층 위에 감광성 물질을 형성하고, 상기 감광성 물질을 부분 노광한 후 식각하여 두께가 두꺼운 제1 부분 및 두께가 얇은 제 2 부분을 갖는 제1 감광막 패턴(도시하지 않음)을 형성한다.
그 다음, 제1 감광막 패턴을 식각 마스크로 도전층을 건식 또는 습식 식각하여 데이터선 패턴(도시하지 않음)을 형성한다.
그 다음, 제1 감광막 패턴 또는 데이터선 패턴을 식각 마스크로 도핑된 비정 질 규소층 및 비정질 규소층을 건식 또는 습식 식각하여 저항성 접촉 패턴(도시하지 않음) 및 반도체층(151)을 형성한다.
그 다음, 제1 감광막 패턴을 소정 두께만큼 식각하여 채널 영역을 노출시키는 제2 감광막 패턴(도시하지 않음)을 형성한다.
그 다음, 제2 감광막 패턴을 식각 마스크로 데이터선 패턴을 건식 또는 습식 식각하여 소스 전극(173)을 포함하는 데이터선(171)과 드레인 전극(175)을 형성한다.
그 다음, 제2 감광막 패턴을 제거하고, 데이터선(171)과 드레인 전극(175)를 식각 마스크로 도핑된 비정질 규소층을 습식 또는 건식 식각하여 저항성 접촉 부재(163, 165)를 형성한다. 한편 제2 감광막 패턴을 제거하기 전에 도핑된 비정질 규소층을 습식 또는 건식 식각하여 저항성 접촉 부재(163, 165)를 형성하고, 제2 감광막 패턴을 제거할 수도 있다.
도 1 및 도 5를 참조하면, 데이터선(171) 및 드레인 전극(175)이 형성된 절연 기판(110) 위에 색필터(181)를 형성한다. 색필터(181)는 다음의 방법으로 형성될 수 있다.
데이터선(171)이 형성된 기판 위에 색필터 물질(도시하지 않음)을 형성한다. 이 때 슬릿 코팅 또는 스핀 코팅 등의 방법이 사용될 수 있으며, 색필터 물질은 약 2.5um 내지 3.5um의 두께로 형성될 수 있다.
그 다음, 색필터 물질을 마스크를 이용하여 노광 및 현상하여 제1 개구부(183), 제2 개구부(185) 및 제3 개구부(187)를 포함하는 색필터(181)를 형성한 다.
그 다음 다른 색의 색필터(181)를 마찬가지 방법으로 형성한다.
그 다음, 적색, 녹색, 청색의 색필터(181)를 모두 형성한 후, 절연 기판(110)을 플라즈마 처리할 수 있다. 예를 들면, 색필터(181)가 형성된 절연 기판(110)을 챔버에 넣고, 수소(H2) 또는 암모니아(NH3) 기체를 공급하면서 플라즈마를 발생시켜 플라즈마 처리를 수행할 수 있다. 이 때 300W 내지 900W의 범위에서 20 내지 60초 동안 플라즈마 처리를 할 수 있다. 플라즈마 처리를 하면 채널 영역에 형성된 불순물이 제거되므로 박막 트랜지스터의 특성이 향상된다.
도 1 및 도 6을 참조하면, 일반적으로 감광성 유기물을 포함하는 색필터(181)에서 발생되는 불순물 성분이 화소 전극(197)의 개구부로 유출되면 잔상 등이 발생될 수 있다. 따라서 본 발명의 일 실시예에서는 색필터(181) 위에 무기 절연막(191)을 형성한다. 무기 절연막(191)은 다음과 같은 방법으로 형성될 수 있다.
색필터(181)가 형성된 절연 기판(110) 위에 화학 기상 증착(chemical vapor deposition, CVD) 등의 방법으로 무기 절연막(191)을 기판(110) 전면에 형성한다. 무기 절연막(191)으로는 질화 규소(SiNx) 또는 산화 규소(SiOx)가 사용될 수 있다. 이 때 약 100℃ 내지 약 250℃의 저온에서 공정을 진행하는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 약 100℃ 내지 약 200℃의 온도에서 공정을 진행할 수 있다. 무기 절연막(191) 증착 시, 증착 온도를 높이게 되면 하부의 색필터(181)층이 열분해 되어 손상될 수 있다.
한편, 무기 절연막(191)은 일반적으로 증착 공정으로 형성되는데, 1um 이상 의 무기 절연막(191)을 형성하기 위해서는 공정 시간이 많이 소요된다. 따라서 무기 절연막(191)은 색필터(181)를 덮을 수 있는 정도의 두께로 형성하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 무기 절연막(191)은 약 500Å 내지 약 2000Å의 두께로 형성하여 공정 시간 및 공정 비용을 감소시킬 수 있다. 이러한 무기 절연막(191)은 색필터(181)가 형성된 기판(110) 위에 실질적으로 동일한 두께로 형성되어 색필터(181)의 제1 내지 제3 개구부(183, 185, 187)를 덮게 된다.
그 다음, 무기 절연막(191)이 형성된 기판(110) 위에 감광성 물질을 슬릿 코팅 또는 스핀 코팅 등의 방법으로 형성한다. 그 후 감광성 물질을 노광 및 현상하여 감광막 패턴을 형성하고, 감광막 패턴을 식각 마스크로 무기 절연막(191)을 건식 또는 습식 식각한다. 그 결과 드레인 전극(175)을 드러내는 개구부(193), 게이트 패드 및 데이터 패드를 드러내는 개구부(도시하지 않음)가 형성된다. 이 때, 게이트 패드 상의 게이트 절연막(141)에도 개구부가 함께 형성된다.
그 다음, 무기 절연막(191) 위에 색필터(181)의 제 1 개구부(183)를 채우는 광차단막(195)을 형성한다. 또한, 광차단막(195)은 색필터(181)의 제2 개구부(185) 및 제3 개구부(187) 중 적어도 하나 이상에 더 형성될 수 있다. 한편, 광차단막(195)은 데이터선(171)의 상부에도 형성될 수 있다.
광차단막(195)은 잉크젯 공정을 이용하여, 액상의 차광물질을 색필터(181)의 제1, 제2 또는 제3 개구부(183, 185, 187)에 젯팅하여 형성될 수 있다. 또한 상기 광차단막(195)은 노광공정을 통하여 형성을 할 수도 있다.
도 1 및 도 7을 참조하면, 무기 절연막(191) 및 광차단막(195) 위에 화소 전 극(197)을 형성한다. 화소 전극(197)은 다음의 방법으로 형성될 수 있다.
무기 절연막(191) 및 광차단막(195)이 형성된 기판(110) 위에 스퍼터링 등의 방법으로 투명 도전막(도시하지 않음)을 형성한다. 투명 도전막은 인듐 징크 옥사이드(Indium Zinc Oxide : IZO) 또는 인듐 틴 옥사이드(Indium Tin Oxide : ITO) 등이 사용될 수 있다. 그 후, 투명 도전막을 패터닝하여 화소 전극(197)을 형성한다. 이때, 화소 전극(197)은 무기 절연막(191)의 개구부(193)를 통해 드레인 전극(175)과 전기적으로 연결된다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 박막 트랜지스터 표시판을 나타낸 단면도이다.
도 8을 참조하면, 유지 축전기(Cst)를 형성하기 위한 유지 전극(133)에 대응되는 위치에 형성된 제2 개구부(185)에도 광차단막(195)이 형성될 수 있다. 상기 광차단막(195)은 유지 축전기에 대응되는 영역에서 발생되는 빛샘을 차단해 표시 품질을 향상시킬 수 있다.
무기 절연막(191) 및 광차단막(195) 위에는 화소 전극(197)이 형성되어 있다.
상기 화소 전극(197)이 형성되어 있는 기판(110) 위에는 배향막(199)이 형성되어 있다. 상기 배향막(199)으로 무기 배향막을 사용함으로써, 상기 광차단막(195)으로부터의 불순불이 화소 전극(197)을 통해 액정층 쪽으로 유입되는 것을 최소화시킬 수 있다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 박막 트랜지스터 표시판을 도시한 배치도이다. 도 10은 도 9의 박막 트랜지스터 표시판을 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 자른 단면도이다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 투명한 유리 또는 플라스틱 따위로 만들어진 절연 기판(510) 위에는 복수의 게이트선(gate line)(521)이 형성되어 있다.
게이트선(521)은 게이트 신호를 전달하며 주로 가로 방향으로 뻗어 있다. 각 게이트선(521)은 위로 돌출한 복수의 게이트 전극(gate electrode)(524)과 게이트 패드(도시하지 않음)를 포함한다.
한편 게이트선(521)과 동일한 층, 즉 절연 기판(110) 위에는 유지 전극(533)을 포함하는 유지 전극선(531)이 형성된다. 본 실시예에서, 유지 전극(533)은 화소 영역 중심부에 직사각형의 형상으로 만들어 질 수 있다.
게이트선(521)과 유지 전극선(531)은 금속 또는 도전체로 만들어질 수 있다. 한편, 게이트선(521) 및 유지 전극선(531)은 투명 유리 또는 플라스틱 따위로 만들어진 절연 기판(110) 위에 도전층(도시하지 않음)을 형성한 후, 상기 도전층을 습식 또는 건식 식각하여 만들 수 있다.
게이트선(521)이 형성된 기판(110) 위에는 질화규소(SiNx) 또는 산화규소(SiOx) 등으로 만들어진 게이트 절연막(gate insulating layer)(541)이 형성되어 있다. 게이트 절연막(541) 위에는 수소화 비정질 규소(hydrogenated amorphous silicon)(비정질 규소는 약칭 a-Si로 씀) 등으로 만들어진 반도체층(551)이 형성되어 있다.
반도체층(551)은 게이트 전극(524)과 중첩되며, 섬 형상일 수 있다.
반도체층(551) 위에는 저항성 접촉 부재(ohmic contact)(563, 565)가 형성되어 있다. 저항성 접촉 부재(563, 565)는 반도체층(551)과 소스 전극(573) 및 드레인 전극(575) 사이에 존재하며, 이들 사이의 접촉 저항을 낮추어 준다. 저항성 접촉 부재(563, 565)는 반도체층(551)과 중첩되게 형성되며, 섬 형상일 수 있다. 한편 저항성 접촉 부재(563, 565)는 소스 전극(573)과 드레인 전극(575) 사이로 반도체층(551)을 노출시킨다.
저항성 접촉 부재(563, 565)가 형성된 기판(110) 위에는 데이터선(data line)(571), 드레인 전극(drain electrode)(575)이 형성되어 있다.
데이터선(571)은 데이터 신호를 전달하며 주로 세로 방향으로 뻗어 게이트선(521)과 교차한다. 데이터선(571)은 게이트 전극(524)을 향하여 뻗은 소스 전극(source electrode)(573)과 데이터 패드(도시하지 않음)를 포함한다. 데이터 패드는 다른 층 또는 외부 구동 회로와의 접속을 위한 것으로 데이터선(571) 끝부분에 형성되어 있다.
드레인 전극(575)은 데이터선(571)과 분리되어 있고 게이트 전극(524)을 중심으로 소스 전극(573)과 마주 본다. 한편 드레인 전극(575)은 유지 전극(533)과 중첩되어 유지 축전기(Cst)를 형성하는 유지 전극부(579)를 포함한다. 본 실시예에서, 유지 전극부(579)는 화소 영역 중심부에 직사각형으로 형성될 수 있다. 드레인 전극(575)과 연결된 유지 전극부(579)는 게이트 절연막(541)을 사이에 두고 유지 전극(533)과 중첩하여 유지 축전기(Cst)를 형성할 수 있다.
하나의 게이트 전극(524), 하나의 소스 전극(573) 및 하나의 드레인 전 극(575)은 반도체층(551)과 함께 하나의 박막 트랜지스터(thin film transistor, TFT)를 이루며, 박막 트랜지스터의 채널(channel)은 소스 전극(573)과 드레인 전극(575) 사이에서 형성된다.
반도체층(551), 저항성 접촉 부재(563, 565), 소스 전극(573)을 포함하는 데이터선(571) 및 드레인 전극(575)은 다음의 방법으로 만들어 질 수 있다.
게이트선(521) 및 유지 전극선(531)이 형성된 절연 기판(110) 위에 질화 규소(SiNx)층(도시하지 않음), 비정질 규소(a-Si)층(도시하지 않음) 및 도핑된 비정질 규소층(도시하지 않음)을 형성한다. 질화 규소층, 비정질 규소층 및 도핑된 비정질 규소층은 화학 기상 증착(chemical vapor deposition, CVD) 등의 방법으로 형성될 수 있다.
그 후 도핑된 비정질 규소층 위에 감광성 유기 물질을 도포한다. 감광성 유기 물질을 노광 및 현상하여 감광막 패턴을 만들고, 감광막 패턴을 식각 마스크로 도핑된 비정질 규소층, 비정질 규소층을 건식 또는 습식 식각하여 반도체층(551)과 저항성 접촉 패턴(도시하지 않음)을 형성한다.
그 후 반도체층(551)과 저항성 접촉 패턴이 형성된 기판(110) 위에 스퍼터링 등의 방법으로 도전층(도시하지 않음)을 형성한다. 도전층 위에 감광성 물질을 형성하고, 노광 및 현상하여 감광막 패턴(도시하지 않음)을 만들고, 감광막 패턴을 식각 마스크로 도전층을 건식 또는 습식 식각하여 데이터선(571) 및 드레인 전극(575)을 형성한다.
그 후 감광막 패턴을 제거하고, 데이터선(571) 및 드레인 전극(575)을 식각 마스크로 도핑된 비정질 규소층을 식각하여 저항성 접촉 부재(563, 565)를 형성한다. 한편, 감광막 패턴을 제거하기 전에 감광막 패턴을 식각 마스크로 사용하여 도핑된 비정질 규소층을 식각하여 저항성 접촉 부재(563, 565)를 형성할 수도 있다.
데이터선(571) 및 드레인 전극(575)이 형성된 기판 위에 색필터(581)가 형성되어 있다. 색필터(581)는 감광성 유기물에 색을 표현하기 위한 안료 등이 포함된 물질이 사용된다.
색필터(581)는 채널 영역 위에 형성된 제1 개구부(583), 드레인 전극의 유지 전극부(579) 위에 형성된 제2 개구부(585)를 포함한다. 채널 영역 위에 색필터(581)가 형성되면, 색필터(581)로부터 발생된 불순물이 채널 영역에 유입되어 박막 트랜지스터의 특성이 저하될 수 있으므로 색필터(581)는 채널 영역을 드러내는 제1 개구부(583)를 포함하는 것이 바람직하다.
색필터(581) 위에는 무기 절연막(591)이 형성되어 있다. 일반적으로 감광성 유기물을 포함하는 색필터 물질에서 불순물 등이 발생하여 표시 품질이 떨어질 수 있다. 따라서 무기 절연막(591)은 색필터(581) 전체를 덮도록 형성되며, 색필터(581)의 제1 개구부(583)를 덮도록 형성된다. 무기 절연막(591)은 불순물 성분의 용출을 차단하고, 유기물과의 반응성이 낮은 물질로 이루어지는 것이 바람직하다. 예를 들어 무기 절연막(591)은 산화 규소(SiNx) 또는 질화 규소(SiNx) 등으로 형성될 수 있다. 무기 절연막(591)은 색필터(581)의 제1 개구부(583) 사이로 드러난 채널 영역을 덮어 채널 영역을 보호하여, 박막 트랜지스터의 특성을 향상시킨다.
무기 절연막(591)은 색필터(581) 위에 얇게 증착되어 실질적으로 동일한 두 께를 갖도록 형성된다. 이 때 실질적으로 동일한 두께로 형성된다는 것은 전체적으로 유사한 두께로 형성되나, 하부막에 단차가 포함된 경우 단차의 에지 부분 등에서 다소 얇게 또는 두껍게 형성되는 경우도 포함한다. 즉, 무기 절연막(591)이 하부에 형성되어 있는 색필터(581)의 단차 형상에 대응되게 형성되는 것을 의미한다.
부연 설명하면, 무기 절연막(591)은 하부의 형상에 따라 소정의 단차를 갖도록 형성된다. 무기 절연막(591)은 색필터(581)의 제1 개구부(583)를 덮도록 형성되어, 제1 개구부(583)의 형상과 유사한 단차를 갖는다.
한편 무기 절연막(591)은 드레인 전극(575)의 일부 영역 상에 형성된 개구부(593)를 포함한다.
무기 절연막(591)은 다음의 방법으로 형성된다.
색필터(581)가 형성된 기판(110) 위에 화학 기상 증착 등의 방법으로 무기 절연막(591)을 기판 전면에 형성한다. 무기 절연막(591)으로는 질화 규소(SiNx) 또는 산화 규소(SiOx)가 사용될 수 있다. 이 때, 무기 절연막(591)의 형성 공정은 약 100℃ 내지 약 250℃의 저온 증착 공정으로 진행하는 것이 바람직하다. 바람직하게 약 100℃ 내지 약 200℃의 온도에서 공정이 진행될 수 있다.
한편 색필터(581) 형성 후, 무기 절연막(591) 형성 전에 적색, 녹색, 청색의 색필터를 모두 형성한 후, 플라즈마 처리를 할 수 있다. 예를 들면 색필터(581)가 형성된 기판(110)을 챔버에 넣고, 수소(H2) 또는 암모니아(NH3) 기체를 공급하면서 플라즈마를 발생시켜 플라즈마 처리를 수행할 수 있다. 플라즈마 처리를 하면 채널 영역에 형성된 불순물이 제거되므로 박막 트랜지스터의 특성이 향상된다.
무기 절연막(591)은 일반적으로 증착 공정으로 형성되는데, 1um 이상의 무기 절연막(591)을 형성하기 위해서는 공정 시간이 많이 소요된다. 따라서 공정 시간 및 효율을 높이기 위하여 무기 절연막은 약 500Å ~ 약 2000Å의 두께로 형성되는 것이 바람직하다.
그 다음 무기 절연막(591)을 패터닝 하여 드레인 전극(575)의 유지 전극부(579)의 일부를 드러내는 개구부(593)를 형성한다. 이 때 게이트 패드 및 데이터 패드를 드러내는 개구부(도시하지 않음)를 함께 형성한다. 이 때 게이트 패드 상의 게이트 절연막(541)에도 개구부가 함께 형성된다.
무기 절연막(591) 위에는 색필터(181)의 제 1 개구부(583)에 채워지는 광차단막(595)이 형성되어 있다. 이러한 광차단막(595)은 유기물질 또는 무기물질을 포함할 수 있다. 본 발명의 경우 제 1 개구부(583) 내부에 채워지는 광차단물질로 인해 평탄화가 가능해진다. 이에 따라 화소 전극(597)이 채널 부위에 대응하는 부분까지 형성이 가능하여 설계마진에 이롭게 되어, 개구율이 증가되고, 오버레이 불량에 의한 빛샘 현상등을 방지할 수 있게 된다.
광차단막(595)은 색필터(581)의 제 2 개구부(585)에 더 형성될 수 있다. 광차단막(595)은 색필터(581)의 제1 개구부(583) 및 제2 개구부(585)에 대응되는 영역에서 발생되는 빛샘을 차단해주어 표시 품질을 향상시킬 수 있다. 한편 광차단막(595)은 데이터선(575)의 상부에도 형성될 수 있다.
광차단막(595)은 잉크젯 공정을 이용하여, 액상의 차광물질을 색필터(581)의 개구부에 젯팅하여 형성할 수 있다. 또한 상기 광차단막(195)은 노광공정을 이용하 여 형성할 수도 있다.
무기 절연막(591) 및 광차단막(595) 위에는 화소 전극(597)이 형성되어 있다. 특히, 화소 전극(597)은 색필터(581)에 형성된 제1 개구부(583) 영역에서 광차단막(595) 위에 형성되어 있다.
제1 개구부(583) 내부에 광차단막(595)이 형성되지 않은 상태에서 무기 절연막(591) 바로 위에 화소 전극(597)이 형성되면, 화소 전극(597)과 소스 전극(573) 및 드레인 전극(575)간의 거리가 가까워져 기생 축전기의 전기 용량이 커지게 되며, 이로 인해 박막 트랜지스터 특성이 저하될 수 있다. 이러한 기생 축전기의 전기 용량의 증가를 방지하기 위하여 제1 개구부(583) 영역의 화소 전극(597)을 제거하는 것이 바람직하나, 화소 전극(597)의 제거를 통해 개구율이 감소될 수 있다. 그러나 본 발명의 경우와 같이, 제 1 개구부(583)의 내부가 광차단막(595)으로 채워져 평탄화가 이루어진 경우, 제 1 개구부(583) 영역에 화소 전극(597)이 형성되더라도 상기 기생 축전기의 전기 용량이 커질 우려는 사라진다.
화소 전극(597)은 색필터(581)의 제2 개구부(585)와 무기 절연막(591)의 개구부(593)를 통하여 드레인 전극(575)의 유지 전극부(579)와 전기적으로 연결된다.
본 실시예에서, 화소 전극(597)은 전계를 왜곡시켜 액정 도메인 방향을 형성하기 위한 절개 패턴을 포함할 수 있다. 상기 절개 패턴의 수 및 모양은 필요에 따라 다양하게 형성할 수 있다. 또한 화소 전극(597)은 게이트선(521) 및 데이터선(571)과 중첩되지 않도록 형성될 수 있다.
화소 전극(597)은 다음의 방법으로 형성된다. 무기 절연막(591)이 형성된 기 판(110) 위에 스퍼터링 등의 방법으로 투명 도전막을 형성한다. 이때, 상기 투명 도전막은 인듐 징크 옥사이드(Indium Zinc Oxide : IZO) 또는 인듐 틴 옥사이드(Indium Tin Oxide : ITO) 등이 사용될 수 있다. 그 후, 상기 투명 도전막을 패터닝하여 화소 전극(597)을 형성한다. 이때, 화소 전극(597)은 무기 절연막(591)의 개구부(593)를 통해 유지 전극부(579)와 전기적으로 연결된다.
이상에서 설명한 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 박막 트랜지스터 표시판은 데이터선(571) 및 드레인 전극(575)과 반도체층(551)이 중첩되게 형성되지 않으므로, 드레인 전극(575)의 유지 전극부(579)와 유지 전극(533)을 이용하여 유지 축전기를 형성할 수 있다.
이하에서 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치에 대하여 도 11을 참조로 하여 설명한다. 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 나타낸 단면도이다.
도 11을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(800)는 박막 트랜지스터 표시판(100), 공통 전극 표시판(600) 및 두 표시판 사이에 배치된 액정층(도시하지 않음)을 포함한다.
박막 트랜지스터 표시판(100)은 도 1 및 도 2에 도시된 것과 동일한 구조를 가지므로, 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 번호를 사용하며, 그 중복되는 상세한 설명은 생략하기로 한다.
공통 전극 표시판(600)은 절연 기판(610)과 절연 기판(610) 상에 형성된 공통 전극(620)을 포함한다.
공통 전극(620)은 투명한 도전성 물질로 이루어진다. 예를 들어, 공통 전극(620)은 인듐 징크 옥사이드(Indium Zinc Oxide : IZO) 또는 인듐 틴 옥사이드(Indium Tin Oxide : ITO)로 이루어진다.
액정층(도시하지 않음)은 박막 트랜지스터 표시판(100)과 공통 전극 표시판(600)사이에 위치한다.
한편 액정층은 PVA, TN, OCB 등 액정 모드에 따라 다양한 종류의 액정이 사용될 수 있으며, 각각의 모드에 따라 액정 분자들이 수직 또는 수평 등으로 다양하게 배열될 수 있다.
본 발명의 상세한 설명에서 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 트랜지스터 표시판을 도시한 배치도이다.
도 2는 도 1의 박막 트랜지스터 표시판을 Ⅰ-Ⅰ선을 따라 자른 단면도이다.
도 3은 도 1 및 도 2에 도시된 박막 트랜지스터 표시판의 제조 방법 중 일 단계를 나타낸 단면도이다.
도 4는 도 3의 다음 단계의 박막 트랜지스터 표시판을 도시한 단면도이다.
도 5는 도 4의 다음 단계의 박막 트랜지스터 표시판을 도시한 단면도이다.
도 6은 도 5의 다음 단계의 박막 트랜지스터 표시판을 도시한 단면도이다.
도 7은 도 6의 다음 단계의 박막 트랜지스터 표시판을 도시한 단면도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 박막 트랜지스터 표시판의 단면도이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 박막 트랜지스터 표시판의 배치도이다.
도 10은 도 9의 박막 트랜지스터 표시판을 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 자른 단면도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 도시한 단면도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 : 박막 트랜지스터 표시판 110 : 기판
131 : 유지 전극선 141 : 게이트 절연막
181 : 색필터 191 : 무기 절연막
195 : 광차단막 197 : 화소 전극

Claims (20)

  1. 기판 위에 형성되며, 게이트 전극을 포함하는 게이트선;
    상기 게이트선이 형성된 기판 위에 상기 게이트선을 덮도록 형성되는 게이트 절연막;
    상기 게이트 절연막 위에 형성된 반도체층;
    상기 게이트선과 교차하며, 소스 전극을 포함하는 데이터선;
    상기 소스 전극과 마주하여 상기 반도체층의 채널 영역을 정의하는 드레인 전극;
    상기 데이터선 및 상기 드레인 전극이 형성된 기판 위에 형성되며, 상기 채널 영역을 드러내는 제 1 개구부를 포함하는 색필터;
    상기 색필터가 형성된 기판 위에 실질적으로 동일한 두께로 형성되어 상기 제1 개구부를 덮는 무기 절연막;
    상기 무기 절연막 위에서 상기 제 1 개구부의 내부에 형성되는 제 1 광차단막; 및
    상기 무기 절연막 및 상기 제1 광차단막 위에 형성되며, 상기 드레인 전극과 전기적으로 연결된 화소 전극을 포함하는 박막 트랜지스터 표시판.
  2. 제1항에 있어서, 상기 무기 절연막은 질화 규소 또는 산화 규소를 포함하는 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터 표시판.
  3. 제2항에 있어서, 상기 무기 절연막은 100Å ~ 2000Å의 두께로 형성되는 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터 표시판.
  4. 제2항에 있어서, 상기 무기 절연막은 상기 색필터 전체를 덮도록 형성된 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터 표시판.
  5. 제1항에 있어서, 상기 색필터는 2.5㎛ ~ 3.5㎛의 두께로 형성되는 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터 표시판.
  6. 제1항에 있어서, 상기 반도체층은 상기 데이터선 및 상기 드레인 전극과 중첩되게 형성된 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터 표시판.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 게이트선과 동일한 층으로부터 형성된 유지 전극을 더 포함하고,
    상기 색필터는 상기 유지 전극 위에 형성된 상기 게이트 절연막의 적어도 일부를 노출시키는 제 2 개구부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터 표시판.
  8. 제7항에 있어서, 상기 무기 절연막은 상기 제 2 개구부를 덮도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터 표시판.
  9. 제7항에 있어서, 상기 드레인 전극은 상기 유지 전극과 중첩되어 유지 축전기를 형성하는 유지 전극부를 포함하는 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터 표시판.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 색필터는 상기 드레인 전극의 일부 영역 위에 형성된 제 3 개구부를 더 포함하고,
    상기 무기 절연막은 상기 드레인 전극의 일부 영역 위에 형성된 개구부를 포함하며,
    상기 화소 전극은 상기 무기 절연막의 개구부와 상기 색필터의 제 3 개구부를 통과하여 상기 드레인 전극과 전기적으로 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터 표시판.
  11. 제1항에 있어서, 상기 데이터선의 좌우로 위치한 서로 인접한 화소 영역들에 형성된 상기 색필터들은 상기 데이터선의 위에서 서로 비중첩되도록 단차부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터 표시판.
  12. 제11항에 있어서, 상기 단차부에 의해 형성된 개구부 내부에 형성된 제2 광 차단막을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터 표시판.
  13. 제1항에 있어서, 상기 데이터선의 일부분은 상기 화소 전극과 중첩되어 있는 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터 표시판.
  14. 제1항에 있어서, 상기 화소 전극이 형성된 기판 위에 형성된 무기 배향막을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터 표시판.
  15. 기판 위에 게이트 전극을 포함하는 게이트선을 형성하는 단계;
    상기 게이트선이 형성된 기판 위에 게이트 절연막을 형성하는 단계;
    상기 게이트 절연막 위에 반도체층, 상기 게이트선과 교차하며 소스 전극을 포함하는 데이터선 및 상기 소스 전극과 마주하여 상기 반도체층의 채널 영역을 정의하는 드레인 전극을 형성하는 단계;
    상기 데이터선 및 상기 드레인 전극이 형성된 기판 위에 상기 채널 영역을 드러내는 개구부를 포함하는 색필터를 형성하는 단계;
    상기 색필터가 형성된 기판 위에 실질적으로 동일한 두께로 형성되어상기 개구부를 덮는 무기 절연막을 형성하는 단계;
    상기 무기 절연막 위에 상기 개구부의 내부를 채우도록 광차단막을 형성하는 단계; 및
    상기 무기 절연막 및 상기 광차단막 위에 상기 드레인 전극과 전기적으로 연 결되는 화소 전극을 형성하는 단계를 포함하는 박막 트랜지스터 표시판의 제조 방법.
  16. 제15항에 있어서, 상기 색필터가 형성된 기판을 수소(H2) 또는 암모니아(NH3)의 기체를 사용하여 플라즈마 처리하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터 표시판의 제조 방법.
  17. 제15항에 있어서, 상기 무기 절연막은 100℃ 내지 250℃의 저온 증착 공정을 통해 형성되는 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터 표시판의 제조 방법.
  18. 제15항에 있어서, 상기 반도체층, 상기 데이터선 및 상기 드레인 전극을 형성하는 단계는,
    상기 게이트 절연막 위에, 비정질 실리콘층, 도핑된 비정질 실리콘층 및 도전층을 형성하는 단계;
    상기 도전층 위에 제 1 감광막 패턴을 형성하는 단계;
    상기 제 1 감광막 패턴을 식각 마스크로 상기 도전층을 식각하여 데이터선 패턴을 형성하는 단계;
    상기 제 1 감광막 패턴 또는 상기 데이터선 패턴을 식각 마스크로 상기 도핑된 비정질 실리콘층 및 상기 비정질 실리콘층을 식각하여, 저항성 접촉 패턴 및 상기 반도체층을 형성하는 단계;
    상기 제 1 감광막 패턴을 소정 두께만큼 제거하여 상기 채널 영역을노출시키는 제 2 감광막 패턴을 형성하는 단계;
    상기 제 2 감광막 패턴을 식각 마스크로 상기 데이터선 패턴을 식각하여 상기 데이터선 및 상기 드레인 전극을 형성하는 단계; 및
    상기 제2 감광막 패턴 또는 상기 데이터선 및 상기 드레인 전극을 식각 마스크로 상기 저항성 접촉 패턴을 식각하여 저항성 접촉 부재를 형성하는 단계를 포함하는 박막 트랜지스터 표시판의 제조 방법.
  19. 제1 기판 위에 형성되며, 게이트 전극을 포함하는 게이트선;
    상기 게이트선이 형성된 기판 위에 형성된 게이트 절연막;
    상기 게이트 절연막 위에 형성된 반도체층;
    상기 게이트선과 교차하며, 소스 전극을 포함하는 데이터선;
    상기 소스 전극과 마주하여 상기 반도체층의 채널 영역을 정의하는 드레인 전극;
    상기 데이터선 및 상기 드레인 전극이 형성된 기판 위에 형성되며, 상기 채널 영역을 드러내는 개구부를 포함하는 색필터;
    상기 색필터가 형성된 기판 위에 형성되어 상기 개구부를 덮으며, 그 하부에 형성된 상기 색필터의 단차 형상에 대응되게 형성된 무기 절연막;
    상기 무기 절연막 위에서 상기 개구부의 내부에 형성되어 있는 광차단막; 및
    상기 무기 절연막 및 상기 광차단막 위에 형성되며, 상기 드레인 전극과 전 기적으로 연결된 화소 전극을 포함하는 박막 트랜지스터 표시판; 및
    상기 박막 트랜지스터 표시판과 마주보며, 제2 기판 상에 형성된 공통 전극을 포함하는 공통 전극 표시판을 포함하는 표시 장치.
  20. 제19항에 있어서, 상기 반도체층은 상기 데이터선 및 상기 드레인 전극과 중첩되게 형성된 것을 특징으로 하는 표시 장치.
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