KR20090049131A - 어레이 기판, 이의 제조방법 및 이를 갖는 표시패널 - Google Patents

어레이 기판, 이의 제조방법 및 이를 갖는 표시패널 Download PDF

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KR20090049131A
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Abstract

제조공정을 단순화시킬 수 있는 어레이 기판, 이의 제조방법 및 이를 갖는 표시패널에서, 어레이 기판의 제조방법으로, 베이스 기판 상에 박막 트랜지스터를 형성하고, 박막 트랜지스터를 덮도록 패시베이션막을 형성한다. 이어서, 패시베이션막 상에 컬러필터층을 형성하고, 컬러필터층 상에 컬러필터층과 동일한 포토타입을 갖는 유기 보호막을 형성한다. 이어서, 박막 트랜지스터의 일부가 노출되도록 유기 보호막, 컬러필터층 및 패시베이션막에 콘택홀을 형성한다. 마지막으로, 콘택홀을 통해 박막 트랜지스터의 일부와 전기적으로 연결되도록 유기 보호막 상에 화소전극을 형성한다. 이와 같이, 한번의 포토공정을 통해 콘택홀이 유기 보호막, 컬러필터층 및 패시베이션막에 걸쳐 형성됨에 따라, 어레이 기판의 제조공정이 보다 단순해질 수 있다.
Figure P1020070115227
컬러필터층, 유기 보호막

Description

어레이 기판, 이의 제조방법 및 이를 갖는 표시패널{ARRAY SUBSTRATE, METHOD FOR MANUFACTURING THE ARRAY SUBSTRATE AND DISPLAY PANEL HAVING THE ARRAY SUBSTRATE}
본 발명은 어레이 기판, 이의 제조방법 및 이를 갖는 표시패널에 관한 것으로, 보다 상세하게는 컬러필터층을 갖는 어레이 기판, 이의 제조방법 및 이를 갖는 표시패널에 관한 것이다.
액정 표시장치는 광을 이용하여 영상을 표시하는 액정 표시패널 및 상기 액정 표시패널로 광을 제공하는 백라이트 어셈블리를 포함한다.
또한, 상기 액정 표시패널은 박막 트랜지스터들 및 상기 박막 트랜지스터들과 전기적으로 연결된 화소전극들을 갖는 어레이 기판, 상기 어레이 기판과 마주보도록 기판 전면에 형성된 공통전극을 갖는 대향기판, 및 상기 어레이 기판 및 상기 대향기판 사이에 개재된 액정층을 포함한다.
상기 대향기판은 상기 화소전극들과 대응되도록 형성된 컬러필터들을 포함하는 것이 일반적이지만, 상기 어레이 기판이 상기 컬러필터들까지 포함할 수 있다. 즉, 상기 어레이 기판은 상기 박막 트랜지스터들, 상기 화소전극들 및 상기 컬러필 터들을 구비하고, 상기 대향기판은 상기 공통전극을 구비할 수 있다.
상기 컬러필터들을 구비하는 상기 어레이 기판의 제조방법을 간단하게 살펴보면, 유선 베이스 기판 상에 상기 박막 트랜지스터들을 형성하고, 상기 박막 트랜지스터들을 덮는 패시베이션막을 형성한다. 이어서, 상기 패시베이션막을 덮도록 컬러필터층을 형성한 후, 상기 패시베이션막의 일부를 노출시키기 위해 상기 컬러필터층을 패터닝한다. 이어서, 상기 컬러필터층을 덮도록 캐핑층(capping layer)을 형성하고 난 후, 상기 박막 트랜지스터들의 드레인 전극들의 일부를 노출시키기 위해 상기 캐핑층 및 상기 패시베이션막을 패터닝한다. 마지막으로, 상기 캐핑층, 상기 컬러필터층 및 상기 패시베이션막을 통해 형성된 콘택홀을 통해 상기 드레인전극들과 각각 전기적으로 연결되도록 상기 화소전극들을 형성한다. 이때, 상기 패시베이션막 및 상기 캐핑층은 질화실리콘(SiNx), 산화실리콘(SiOx) 등을 포함하는 무기 절연막이다.
그러나, 상기 어레이 기판을 제조하기 위한 종래의 제조방법은 상기 컬러필터층, 상기 캐핑층 및 상기 패시베이션막을 패터닝하기 위해 다수의 마스크를 이용한 패터닝 공정들이 필요하다. 이와 같이, 상기 어레이 기판을 제조하기 위해 상기 다수의 패터닝 공정들이 수행된다면, 상기 어레이 기판의 제조공정이 복잡해질 뿐만 아니라 상기 어레이 기판의 제조비용도 증가하는 문제점이 발생할 수 있다.
따라서, 본 발명에서 해결하고자 하는 기술적 과제는 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 제조공정을 단순화시킬 수 있는 어레이 기판을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 어레이 기판을 제조하기 위한 어레이 기판의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 어레이 기판을 구비하는 표시패널을 제공하는 것이다.
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 일 실시예에 의한 어레이 기판은 베이스 기판, 박막 트랜지스터, 패시베이션막, 컬러필터층, 유기 보호막 및 화소전극을 포함한다.
상기 박막 트랜지스터는 상기 베이스 기판 상에 형성된다. 상기 패시베이션막은 상기 박막 트랜지스터를 덮어 보호한다. 상기 컬러필터층은 상기 패시베이션막 상에 형성된다. 상기 유기 보호막은 상기 컬러필터층 상에 형성되고, 상기 컬러필터층과 동일한 포토타입을 갖는다. 상기 화소전극은 상기 유기 보호막 상에 형성되고, 상기 유기 보호막, 상기 컬러필터층 및 상기 패시베이션막에 걸쳐 형성된 콘택홀을 통해 상기 박막 트랜지스터의 일부와 전기적으로 연결된다.
상기 유기 보호막의 두께는 0.1um ~ 3um의 범위를 가질 수 있다.
상기 화소전극은 상기 콘택홀을 통해 상기 컬러필터층의 측면과 접촉할 수 있다.
상기 컬러필터층은 색을 결정하는 안료를 포함할 수 있고, 상기 유기 보호막은 상기 안료가 상기 유기 보호막 내로 확산되는 것을 억제하는 확산억제 첨가물을 포함할 수 있다.
상기 컬러필터층 및 상기 유기 보호막은 네거티브(negative) 포토타입이거나, 포지티브(positive) 포토타입일 수 있다.
상기 박막 트랜지스터는 게이트 전극, 상기 게이트 전극과 중첩되는 액티브 패턴, 상기 액티브 패턴의 일부와 중첩되는 소스 전극, 상기 소스 전극과 이격되어 상기 액티브 패턴의 일부와 중첩되고 상기 콘택홀을 통해 상기 화소전극과 전기적으로 연결되는 드레인 전극을 포함할 수 있다.
상기한 본 발명의 다른 목적을 달성하기 위한 일 실시예에 의한 어레이 기판의 제조방법으로, 베이스 기판 상에 박막 트랜지스터를 형성하고, 상기 박막 트랜지스터를 덮도록 패시베이션막을 형성한다. 이어서, 상기 패시베이션막 상에 컬러필터층을 형성하고, 상기 컬러필터층 상에 상기 컬러필터층과 동일한 포토타입을 갖는 유기 보호막을 형성한다. 이어서, 상기 박막 트랜지스터의 일부가 노출되도록 상기 유기 보호막, 상기 컬러필터층 및 상기 패시베이션막에 콘택홀을 형성한다. 마지막으로, 상기 콘택홀을 통해 상기 박막 트랜지스터의 일부와 전기적으로 연결되도록 상기 유기 보호막 상에 화소전극을 형성한다.
상기 컬러필터층을 형성하는 방법으로는, 인쇄롤러에 의해 상기 패시베이션 막 상에 상기 컬러필터층을 인쇄하거나, 또는 잉크 분사노즐에 의해 상기 패시베이션막 상에 상기 컬러필터층을 인쇄할 수 있다.
상기 콘택홀을 형성하는 방법으로, 우선 상기 패시베이션막의 일부가 노출되도록 상기 유기 보호막 및 상기 컬러필터층에 중간 콘택홀을 형성한다. 이어서, 상기 유기 보호막 및 상기 컬러필터층에 형성된 상기 중간 콘택홀을 통해 상기 패시베이션막의 일부를 식각하여, 상기 콘택홀을 형성한다.
여기서, 상기 중간 콘택홀을 형성하는 방법으로, 우선 상기 유기 보호막 및 상기 컬러필터층으로 광을 조사하여 상기 유기 보호막 및 상기 컬러필터층의 일부영역을 경화 또는 미경화시킨다. 이어서, 상기 유기 보호막 및 상기 컬러필터층 중 미경화된 부분을 제거하여 상기 중간 콘택홀을 형성한다.
한편, 상기 컬러필터층 및 상기 유기 보호막은 광이 인가된 부분이 경화되어 남겨지는 네거티브 포토타입의 특성을 가질 수 있다. 이때, 상기 컬러필터층 및 상기 유기 보호막은 상기 네거티브 포토타입의 특성을 결정하는 개시제 물질 및 모노머 물질을 포함할 수 있다.
상기 컬러필터층 및 상기 유기 보호막은 광이 인가된 부분이 미경화되는 제거되는 포지티브 포토타입의 특성을 가질 수 있다. 이때, 상기 컬러필터층 및 상기 유기 보호막은 상기 포지티브 포토타입의 특성을 결정하는 광능동 혼합물(Photo Active Compound, PAC)을 포함할 수 있다.
상기한 본 발명의 또 다른 목적을 달성하기 위한 일 실시예에 의한 표시패널은 어레이 기판, 상기 어레이 기판과 마주보도록 배치된 대향기판, 및 상기 어레이 기판 및 상기 대향기판 사이에 개재된 액정층을 포함한다.
어레이 기판은 베이스 기판, 박막 트랜지스터, 패시베이션막, 컬러필터층, 유기 보호막 및 화소전극을 포함한다. 상기 박막 트랜지스터는 상기 베이스 기판 상에 형성된다. 상기 패시베이션막은 상기 박막 트랜지스터를 덮어 보호한다. 상기 컬러필터층은 상기 패시베이션막 상에 형성된다. 상기 유기 보호막은 상기 컬러필터층 상에 형성되고, 상기 컬러필터층과 동일한 포토타입을 갖는다. 상기 화소전극은 상기 유기 보호막 상에 형성되고, 상기 유기 보호막, 상기 컬러필터층 및 상기 패시베이션막에 걸쳐 형성된 콘택홀을 통해 상기 박막 트랜지스터의 일부와 전기적으로 연결된다.
본 발명에 따르면, 컬러필터층 상에 상기 컬러필터층과 동일한 포토타입을 갖는 유기 보호막이 형성됨에 따라, 상기 유기 보호막 및 상기 컬러필터층은 한번의 포토공정을 통해 패터닝될 수 있고, 그로 인해 어레이 기판의 제조공정이 단순화될 뿐만 아니라 상기 어레이 기판의 제조비용도 감소될 수 있다.
이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 어레이 기판 및 이의 제조방법의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명하기로 한다.
그러나, 본 발명은 하기의 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구현될 수도 있다. 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 보다 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 기술적 사상과 특징이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공된다. 도면들에 있어서, 각 장치 또는 막(층) 및 영역들의 두께는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 과장되게 도시되었으며, 또한 각 장치는 본 명세서에서 설명되지 아니한 다양한 부가 장치들을 구비할 수 있으며, 막(층)이 다른 막(층) 또는 기판 상에 위치하는 것으로 언급되는 경우, 다른 막(층) 또는 기판 상에 직접 형성되거나 그들 사이에 추가적인 막(층)이 개재될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 표시패널을 도시한 사시도이다.
도 1을 참조하면, 본 실시예에 의한 표시패널은 어레이 기판(100), 상기 어레이 기판(100)과 마주보는 대향기판(200), 및 상기 어레이 기판(100) 및 상기 대향기판(200) 사이에 개재된 액정층(300)을 포함한다.
상기 어레이 기판(100)은 다수의 신호선들 및 상기 신호선들과 전기적으로 연결된 화소부들을 포함할 수 있다. 상기 어레이 기판(100)에 대한 자세한 설명은 별도의 도면들을 이용하여 후술하기로 한다.
상기 대향기판(200)은 상기 어레이 기판(100)과 마주보도록 배치된다. 상기 대향기판(200)은 기판 전면에 형성되며 투명한 도전성 물질로 이루어진 공통전극을 포함할 수 있다.
상기 액정층(300)은 상기 어레이 기판(100) 및 상기 대향기판(200) 사이에 개재된다. 상기 액정층(300)은 상기 화소부들 및 상기 공통전극 사이에 형성된 전기장에 의해 배열이 변경된다. 상기 액정층(300)의 배열이 변경되면, 상기 액정층(300)의 광투과율이 변경되고, 그로 인해 영상을 외부로 표시할 수 있다.
도 2는 도 1의 표시패널 중 어레이 기판의 일부를 도시한 평면도이고, 도 3 은 도 2의 I-I'선을 따라 절단한 단면도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 실시예에 의한 어레이 기판(100)은 베이스 기판(110), 게이트 배선(120), 게이트 절연막(130), 데이터 배선(140), 박막 트랜지스터(TFT), 패시베이션막(150), 컬러필터층(160), 유기 보호막(170) 및 화소전극(180)을 포함한다.
상기 베이스 기판(110)은 일례로, 플레이트 형상을 갖는다. 상기 베이스 기판(110)은 투명한 물질, 예를 들어 유리, 석영, 합성수지 등으로 이루어질 수 있다.
상기 게이트 배선(120)은 상기 베이스 기판(110) 상에 형성되고, 제1 방향(DI)을 따라 길게 연장된다. 상기 게이트 배선(120)은 게이트 신호를 발생시키는 게이트 구동회로(미도시)와 전기적으로 연결된다. 상기 게이트 구동회로는 상기 베이스 기판(110) 상에 형성될 수 있다.
상기 게이트 절연막(130)은 상기 게이트 배선(120)을 덮도록 상기 베이스 기판(110) 상에 형성된다. 상기 게이트 절연막(130)은 무기 절연막일 수 있다. 일례로, 상기 게이트 절연막(130)은 질화실리콘(SiNx), 산화실리콘(SiOx) 등을 포함할 수 있다.
상기 데이터 배선(140)은 상기 게이트 절연막(130) 상에 형성되고, 상기 제1 방향(DI1)과 교차되는 제2 방향(DI2)을 따라 길게 연장된다. 상기 데이터 배선(140)은 데이터 신호를 발생시키는 데이터 구동회로(미도시)와 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 데이터 구동회로는 상기 베이스 기판(110) 상에 배치되는 구동 칩일 수 있다.
상기 박막 트랜지스터(TFT)는 게이트 전극(GE), 액티브 패턴(AP), 소스 전극(SE), 드레인 전극(DE) 및 오믹콘택 패턴(OP)을 포함할 수 있다.
상기 게이트 전극(GE)은 상기 게이트 배선(120)과 전기적으로 연결된다. 즉, 상기 게이트 전극(GE)은 상기 게이트 배선(120)의 일부분일 수도 있지만, 상기 게이트 배선(120)으로부터 상기 제2 방향(DI)을 따라 연장될 수도 있다.
상기 액티브 패턴(AP)은 상기 게이트 전극(GE)과 중첩되도록 상기 게이트 절연막(130) 상에 형성된다.
상기 소스 전극(SE)은 상기 게이트 절연막(130) 상에 형성되어, 상기 데이터 배선(140)과 전기적으로 연결된다. 즉, 상기 소스 전극(SE)은 상기 데이터 배선(140)의 일부분일 수도 있지만, 상기 데이터 배선(140)으로부터 상기 제1 방향(DI)을 따라 연장될 수도 있다. 상기 소스 전극(SE)은 상기 액티브 패턴(AP)의 일부와 중첩되도록 상기 액티브 패턴(AP) 상에 형성된다.
상기 드레인 전극(DE)은 상기 소스 전극(SE)과 이격되어, 상기 게이트 절연막(130) 상에 형성된다. 상기 드레인 전극(DE)은 상기 액티브 패턴(AP)의 일부와 중첩되도록 상기 액티브 패턴(AP) 상에 형성된다.
상기 오믹콘택 패턴(OP)은 상기 소스 전극(SE) 및 상기 액티브 패턴(AP) 사이와, 상기 드레인 전극(DE) 및 상기 액티브 패턴(AP) 사이에 형성된다. 상기 오믹콘택 패턴(OP)은 상기 소스 전극(SE) 및 상기 액티브 패턴(AP) 사이의 접촉저항과, 상기 드레인 전극(DE) 및 상기 액티브 패턴(AP) 사이의 접촉저항을 감소시킬 수 있다. 예를 들어, 상기 액티브 패턴(AP)은 아몰퍼스 실리콘이고, 상기 오믹콘택 패턴(OP)은 고농도 이온도핑 아몰퍼스 실리콘일 수 있다.
상기 패시베이션막(150)은 상기 박막 트랜지스터(TFT) 및 상기 데이터 배선(140)을 덮도록 상기 게이트 절연막(130) 상에 형성된다. 그로 인해, 상기 패시베이션막(150)은 상기 박막 트랜지스터(TFT) 및 상기 데이터 배선(140)을 보호할 수 있다.
상기 패시베이션막(150)은 상기 게이트 절연막(130)과 유사한 무기 절연막일 수 있다. 예를 들어, 상기 패시베이션막(150)은 질화실리콘(SiNx), 산화실리콘(SiOx) 등을 포함할 수 있다.
상기 컬러필터층(160)은 상기 패시베이션막(150) 상에 형성된다. 상기 컬러필터층(160)은 복수의 단위화소들 내에 형성된 복수의 컬러필터 패턴들을 포함한다. 상기 컬러필터층(160)은 색을 표시하기 위한 안료들을 포함한다. 일례로, 상기 컬러필터층(160)은 적색 안료들을 갖는 적색 컬러필터 패턴들, 녹색 안료들을 갖는 녹색 컬러필터 패턴들, 및 청색 안료들을 갖는 청색 컬러필터 패턴들을 포함할 수 있다.
상기 컬러필터층(160)은 네거티브(negative) 포토타입 또는 포지티브(positive) 포토타입의 물질로 이루어질 수 있다.
상기 유기 보호막(170)은 상기 컬러필터층(160)을 덮도록 상기 패시베이션막(150) 상에 형성된다. 상기 유기 보호막(170)은 상기 컬러필터층(160)과 동일한 포토타입 특성을 갖는다. 즉, 상기 컬러필터층(160)이 네거티브 포토타입인 경우, 상기 유기 보호막(170)은 네거티브 포토타입이고, 상기 컬러필터층(160)이 포지티브 포토타입인 경우, 상기 유기 보호막(170)은 포지티브 포토타입일 수 있다.
한편, 상기 유기 보호막(170), 상기 컬러필터층(160) 및 상기 패시베이션막(150)에는 상기 박막 트랜지스터(TFT)의 드레인 전극(DE)의 일부를 노출시키는 콘택홀(CH)이 형성된다.
상기 화소전극(180)은 투명한 도전성 물질로 이루어지고, 상기 단위화소들 각각 내에 형성된다. 일례로, 상기 화소전극(180)은 인듐-틴 옥사이드(indium tin oxide, ITO), 인듐-진크 옥사이드(indium zinc oxide, IZO) 등을 포함할 수 있다.
상기 화소전극(180)은 상기 유기 보호막(170) 상에 형성되고, 상기 콘택홀(CH)을 통해 상기 드레인 전극(DE)의 일부와 전기적으로 접촉한다. 또한, 상기 화소전극(180)은 상기 콘택홀(CH)을 통해 상기 유기 보호막(170)의 측면 및 상기 컬러필터층(160)의 측면과 접촉할 수 있다.
이와 같이, 본 실시예에서, 상기 유기 보호막(170)이 상기 컬러필터층(160)을 덮어 보호함에 따라, 상기 컬러필터층(160) 내에 함유된 안료들이 확산되어 상기 화소전극으로 이동하는 것을 방지할 수 있다.
여기서, 상기 유기 보호막(170)의 두께는 상기 컬러필터층의 두께보다 얇은 것이 바람직하다. 일례로, 상기 유기 보호막(170)의 두께는 약 0.1um ~ 약 3um의 범위를 가질 수 있고, 약 1um ~ 약 1.5um의 범위를 갖는 것이 바람직하다. 상기 유기 보호막의 두께(170)가 약 0.1um보다 작을 경우, 상기 컬러필터층(160) 내의 안료들이 상기 유기 보호막(170)을 경유하여 상기 화소전극(180)으로 이동될 가능 성이 높아질 수 있다. 상기 유기 보호막의 두께(170)가 약 3um보다 클 경우, 상기 콘택홀(CH)에 의한 상기 화소전극(180) 및 상기 드레인 전극(DE) 사이의 접촉에 문제점이 발생될 수 있다.
또한, 상기 유기 보호막(170)은 상기 컬러필터층(160) 내의 안료들이 상기 유기 보호막(170) 내로 확산되는 것을 억제하는 확산억제 첨가물을 포함할 수 있다. 상기 확산억제 첨가물은 상기 화소전극과 접촉하더라도 상기 화소전극을 전기적으로 결합되어 오염시키지 않는 성질과, 광을 투과시키는 투명한 성질을 갖는 폴리머일 수 있다.
본 실시예에서, 상기 화소전극(180)은 상기 콘택홀(CH)을 통해 상기 컬러필터층(160)의 측면과 접촉할 수 있다. 그로 인해, 상기 컬러필터층(160) 내의 안료들은 상기 측면을 경유하여 상기 화소전극(180)으로 확산되어, 상기 화소전극(180)을 오염시킬 수 있다.
따라서, 상기 컬러필터층(160) 중 상기 화소전극(180)과 접촉되는 상기 측면과 인접한 부위에는 상기 안료들이 존재하지 않거나 상기 안료들이 밀도가 상대적으로 낮은 것이 바람직하다.
이하, 별도의 도면들을 이용하여 위에서 설명한 상기 어레이 기판(100)의 제조방법에 대하여 설명하고자 한다.
도 4는 도 2의 어레이 기판을 제조하는 방법 중 박막 트랜지스터를 덮는 패시베이션막을 형성하는 단계를 설명하기 위한 단면도이다.
우선, 도 2 및 도 4를 참조하면, 상기 베이스 기판(110) 상에 상기 게이트 배선(120), 상기 게이트 절연막(130), 상기 데이터 배선(140) 및 상기 박막 트랜지스터(TFT)를 형성한다.
구체적으로 예를 들어 설명하면, 상기 베이스 기판(110) 상에 상기 게이트 배선(120) 및 상기 박막 트랜지스터(TFT)의 게이트 전극(GE)을 형성하고, 상기 게이트 배선(120) 및 상기 게이트 전극(GE)을 덮도록 상기 게이트 절연막(130)을 형성한다. 이어서, 상기 액티브 패턴(AP) 및 상기 오믹 패턴(OP)을 상기 게이트 절연막(130) 상에 형성한 후, 상기 데이터 배선(140), 상기 소스 전극(SE) 및 상기 드레인 전극(DE)을 형성한다.
이어서, 상기 데이터 배선(140) 및 상기 박막 트랜지스터(TFT)를 덮도록 상기 베이스 기판(110) 상에 상기 패시베이션막(150)을 형성한다.
도 5는 도 2의 어레이 기판을 제조하는 방법 중 컬러필터층을 형성하는 단계를 설명하기 위한 단면도이고, 도 6은 도 5의 컬러필터층을 인쇄롤러를 이용하여 인쇄하는 과정을 설명하기 위한 단면도이다.
도 2, 도 5 및 도 6을 참조하면, 상기 패시베이션막(150)을 형성한 후, 상기 패시베이션막(150) 상에 상기 컬러필터층(160)을 형성한다. 상기 컬러필터층(160)은 여러 인쇄방식에 의해 상기 패시베이션막(150) 상에 인쇄될 수 있다.
예를 들어, 도 6에서와 같이, 상기 컬러필터층(160)은 인쇄롤러(10)에 의해 인쇄될 수 있다. 즉, 상기 인쇄롤러(10)의 외표면에 배치된 컬러필터 패턴들이 상기 인쇄롤러(10)가 상기 베이스 기판(110) 상에 롤링될 때, 상기 패시베이션막(150) 상에 인쇄될 수 있다.
이와 다르게, 상기 컬러필터층(160)은 잉크 분사노즐(미도시)에 의해 상기 패시베이션막(150) 상에 인쇄될 수 있다. 즉, 상기 잉크 분사노즐이 상기 패시베이션막(150) 상으로 잉크들을 분사하여 상기 컬러필터층(160)을 형성할 수 있다.
한편, 상기 컬러필터층(160)은 네거티브 포토타입 또는 포지티브 포토타입일 수 있다.
상기 컬러필터층(160)이 네거티브 포토타입일 경우, 상기 컬러필터층(160)은 예를 들어, 솔벤트(solvent) 물질, 바인더(binder) 물질, 개시제 물질, 모노머(monomer) 물질, 안료 물질 및 그 외 여러 첨가제들을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 솔벤트(solvent) 물질은 시간이 흐르면 기화되는 성질을 갖고, 상기 바인더 물질은 상기 컬러필터층(160)의 메인 구조를 형성하는 물질이다. 상기 개시제 물질은 광이 조사되면 상기 모노머 물질과 반응을 일으키는 성질을 갖고 있고, 상기 모노머 물질은 상기 개시제 물질과 반응하여 상기 바인더 물질 사이에 사슬 등을 형성할 수 있다. 상기 모노머 물질이 상기 바인더 물질 사이에 사슬 등을 형성할 경우, 상기 바인더 물질은 경화될 수 있다.
반면, 상기 컬러필터층(160)이 포지티브 포토타입일 경우, 상기 컬러필터층(160)은 예를 들어, 솔벤트(solvent) 물질, 바인더(binder) 물질, 광능동 혼합물(Photo Active Compound, PAC), 안료 물질 및 그 외 여러 첨가제들을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 광능동 혼합물은 상기 바인더 물질 사이에 배치되어, 상기 바인더 물질을 경화시킨다. 그러나, 상기 광능동 혼합물은 광이 조사되면, 액화되어 상이 바인더 물질을 미경화시킬 수 있다.
도 7은 도 2의 어레이 기판을 제조하는 방법 중 유기 보호막을 형성하는 단계를 설명하기 위한 단면도이다.
도 7을 참조하면, 상기 컬러필터층(160)을 형성한 후, 상기 컬러필터층(160)을 덮도록 상기 패시베이션막(150) 상에 상기 유기 보호막(170)이 형성될 수 있다.
상기 유기 보호막(170)은 상기 컬러필터층(160)과 동일한 포토타입의 특성을 갖는다.
구체적으로 설명하면, 상기 유기 보호막(170)이 네거티브 포토타입일 경우, 상기 유기 보호막(170)은 예를 들어, 솔벤트 물질, 바인더 물질, 개시제 물질, 모노머 물질 및 그 외 여러 첨가제들을 포함할 수 있다.
반면, 상기 유기 보호막(170)이 포지티브 포토타입일 경우, 상기 유기 보호막(170)은 예를 들어, 솔벤트 물질, 바인더 물질, 광능동 혼합물(PAC) 및 그 외 여러 첨가제들을 포함할 수 있다.
즉, 상기 유기 보호막(170)은 안료를 포함하지 않은 것을 제외하면, 상기 컬러필터층(160)과 실질적으로 동일한 구성물질들을 포함할 수 있다.
도 8은 도 2의 어레이 기판을 제조하는 방법 중 네거티브 포토타입의 유기 보호막 및 컬러필터층을 패터닝하는 단계를 설명하기 위한 단면도이고, 도 9는 도 2의 어레이 기판을 제조하는 방법 중 포지티브 포토타입의 유기 보호막 및 컬러필터층을 패터닝하는 단계를 설명하기 위한 단면도이다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 상기 유기 보호막(170)을 형성한 후, 상기 유기 보호막(170)의 일부 및 상기 컬러필터층(160)의 일부를 연속적으로 식각하여, 상기 유기 보호막(170) 및 상기 컬러필터층(160)에 중간 콘택홀(CH-a)을 형성한다. 이때, 상기 중간 콘택홀(CH-a)은 상기 박막 트랜지스터(TFT)의 드레인 전극(DE)의 상부에 형성된다.
상기 유기 보호막(170) 및 상기 컬러필터층(160)이 네거티브 포토타입인 경우, 상기 유기 보호막(170) 및 상기 컬러필터층(160)은 도 8과 같이, 광이 조사된 부분이 경화되고, 광이 조사되지 않은 부분은 미경화된다. 이때, 상기 컬러필터층(160) 중 상기 미경화된 부분은 제거되고, 상기 컬러필터층(160) 중 상기 경화된 부분만 남겨진다.
이와 다르게, 상기 유기 보호막(170) 및 상기 컬러필터층(160)이 포지티브 포토타입인 경우, 상기 유기 보호막(170) 및 상기 컬러필터층(160)은 도 9와 같이, 광이 조사된 부분이 미경화되고, 광이 조사되지 않은 부분은 경화될 수 있다.
한편, 상기 유기 보호막(170) 및 상기 컬러필터층(160)의 패터닝에 사용되는 마스크(20)는 투명판(22) 및 상기 투명판(22) 상에 형성되어 광의 이동을 차단하는 마스크 패턴(24)을 포함할 수 있다. 이때, 상기 마스크 패턴(24)은 상기 유기 보호막(170) 및 상기 컬러필터층(160)이 네거티브 포토타입인 경우, 상기 중간 콘택홀(CH-a)과 대응되는 위치에 배치되고, 상기 유기 보호막(170) 및 상기 컬러필터층(160)이 포지티브 포토타입인 경우, 상기 중간 콘택홀(CH-a)이 형성되지 않은 영역과 대응되도록 배치된다.
도 10은 도 2의 어레이 기판을 제조하는 방법 중 패시베이션막의 일부를 식 각하는 단계를 설명하기 위한 단면도이다.
도 10을 참조하면, 상기 유기 보호막(170) 및 상기 컬러필터층(160)에 상기 중간 콘택홀(CH-a)을 형성한 후, 상기 중간 콘택홀(CH-a)을 이용하여 상기 패시베이션막(150)의 일부를 식각한다. 그로 인해, 상기 드레인 전극(DE)의 일부를 외부로 노출시키는 상기 콘택홀(CH)이 형성될 수 있다. 여기서, 상기 패시베이션막(150)의 일부의 식각은 플라즈마(plasma)에 의한 건식식각 방법에 의해 이루어지는 것이 바람직하다.
마지막으로, 도 3을 다시 참조하면, 상기 유기 보호막(170) 상에 상기 화소전극(180)을 형성한다. 이때, 상기 화소전극(180)은 상기 유기 보호막(170), 상기 컬러필터층(160) 및 상기 패시베이션막(150)에 걸쳐 형성된 상기 콘택홀(CH)을 통해 상기 드레인 전극(DE)의 일부와 전기적으로 접촉한다.
이와 같이 본 실시예에 따르면, 상기 유기 보호막(170) 및 상기 컬러필터층(160)이 동일한 포토 리소그라피 공정에 의해 패터닝되어 상기 중간 콘택홀을 형성하고, 상기 중간 콘택홀을 이용하여 상기 패시베이션막(150)의 일부를 건식할 수 있다.
따라서, 상기 유기 보호막(170) 및 상기 컬러필터층(160)의 패터닝과, 상기 패시베이션막(150)의 패터닝에 수행되는 여러 포토 리소그라피 공정들이 생략될 수 있고, 그 결과 상기 어레이 기판(100)의 제조공정이 단순화될 뿐만 아니라 상기 어레이 기판(100)의 제조비용도 감소될 수 있다.
앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 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 의한 표시패널을 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 표시패널 중 어레이 기판의 일부를 도시한 평면도이다.
도 3은 도 2의 I-I'선을 따라 절단한 단면도이다.
도 4는 도 2의 어레이 기판을 제조하는 방법 중 박막 트랜지스터를 덮는 패시베이션막을 형성하는 단계를 설명하기 위한 단면도이다.
도 5는 도 2의 어레이 기판을 제조하는 방법 중 컬러필터층을 형성하는 단계를 설명하기 위한 단면도이다.
도 6은 도 5의 컬러필터층을 인쇄롤러를 이용하여 인쇄하는 과정을 설명하기 위한 단면도이다.
도 7은 도 2의 어레이 기판을 제조하는 방법 중 유기 보호막을 형성하는 단계를 설명하기 위한 단면도이다.
도 8은 도 2의 어레이 기판을 제조하는 방법 중 네거티브 포토타입의 유기 보호막 및 컬러필터층을 패터닝하는 단계를 설명하기 위한 단면도이다.
도 9는 도 2의 어레이 기판을 제조하는 방법 중 포지티브 포토타입의 유기 보호막 및 컬러필터층을 패터닝하는 단계를 설명하기 위한 단면도이다.
도 10은 도 2의 어레이 기판을 제조하는 방법 중 패시베이션막의 일부를 식각하는 단계를 설명하기 위한 단면도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 : 어레이 기판 200 : 대향기판
300 : 액정층 110 : 베이스 기판
120 : 게이트 배선 130 : 게이트 절연막
140 : 데이터 배선 TFT : 박막 트랜지스터
150 : 패시베이션막 160 : 컬러필터층
170 : 유기 보호막 180 : 화소전극
10 : 인쇄롤러 20 : 마스크

Claims (18)

  1. 베이스 기판;
    상기 베이스 기판 상에 형성된 박막 트랜지스터;
    상기 박막 트랜지스터를 덮어 보호하는 패시베이션막;
    상기 패시베이션막 상에 형성된 컬러필터층;
    상기 컬러필터층 상에 형성되고, 상기 컬러필터층과 동일한 포토타입을 갖는 유기 보호막; 및
    상기 유기 보호막 상에 형성되고, 상기 유기 보호막, 상기 컬러필터층 및 상기 패시베이션막에 걸쳐 형성된 콘택홀을 통해 상기 박막 트랜지스터의 일부와 전기적으로 연결된 화소전극을 포함하는 어레이 기판.
  2. 제1항에 있어서, 상기 유기 보호막의 두께는 0.1um ~ 3um의 범위를 갖는 것을 특징으로 하는 어레이 기판.
  3. 제1항에 있어서, 상기 화소전극은 상기 콘택홀을 통해 상기 컬러필터층의 측면과 접촉하는 것을 특징으로 하는 어레이 기판.
  4. 제1항에 있어서, 상기 컬러필터층은 색을 결정하는 안료를 포함하고,
    상기 유기 보호막은 상기 안료가 상기 유기 보호막 내로 확산되는 것을 억제 하는 확산억제 첨가물을 포함하는 것을 특징으로 하는 어레이 기판.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 컬러필터층 및 상기 유기 보호막은 네가티브(negative) 포토타입인 것을 특징으로 하는 어레이 기판.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 컬러필터층 및 상기 유기 보호막은 포지티브(positive) 포토타입인 것을 특징으로 하는 어레이 기판.
  7. 제1항에 있어서, 상기 박막 트랜지스터는
    게이트 전극;
    상기 게이트 전극과 중첩되는 액티브 패턴;
    상기 액티브 패턴의 일부와 중첩되는 소스 전극;
    상기 소스 전극과 이격되어, 상기 액티브 패턴의 일부와 중첩되고, 상기 콘택홀을 통해 상기 화소전극과 전기적으로 연결되는 드레인 전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 어레이 기판.
  8. 베이스 기판 상에 박막 트랜지스터를 형성하는 단계;
    상기 박막 트랜지스터를 덮도록 패시베이션막을 형성하는 단계;
    상기 패시베이션막 상에 컬러필터층을 형성하는 단계;
    상기 컬러필터층 상에 상기 컬러필터층과 동일한 포토타입을 갖는 유기 보호 막을 형성하는 단계;
    상기 박막 트랜지스터의 일부가 노출되도록 상기 유기 보호막, 상기 컬러필터층 및 상기 패시베이션막에 콘택홀을 형성하는 단계; 및
    상기 콘택홀을 통해 상기 박막 트랜지스터의 일부와 전기적으로 연결되도록 상기 유기 보호막 상에 화소전극을 형성하는 단계를 포함하는 어레이 기판의 제조방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 컬러필터층을 형성하는 단계는
    인쇄롤러에 의해 상기 패시베이션막 상에 상기 컬러필터층을 인쇄하는 것을 특징으로 하는 어레이 기판의 제조방법.
  10. 제8항에 있어서, 상기 컬러필터층을 형성하는 단계는
    잉크 분사노즐에 의해 상기 패시베이션막 상에 상기 컬러필터층을 인쇄하는 것을 특징으로 하는 어레이 기판의 제조방법.
  11. 제8항에 있어서, 상기 콘택홀을 형성하는 단계는
    상기 패시베이션막의 일부가 노출되도록 상기 유기 보호막 및 상기 컬러필터층에 중간 콘택홀을 형성하는 단계; 및
    상기 유기 보호막 및 상기 컬러필터층에 형성된 상기 중간 콘택홀을 통해 상기 패시베이션막의 일부를 식각하여, 상기 콘택홀을 형성하는 단계를 포함하는 것 을 특징으로 하는 어레이 기판의 제조방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 중간 콘택홀을 형성하는 단계는
    상기 유기 보호막 및 상기 컬러필터층으로 광을 조사하여, 상기 유기 보호막 및 상기 컬러필터층의 일부영역을 경화 또는 미경화시키는 단계; 및
    상기 유기 보호막 및 상기 컬러필터층 중 미경화된 부분을 제거하여 상기 중간 콘택홀을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 어레이 기판의 제조방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 컬러필터층 및 상기 유기 보호막은 광이 인가된 부분이 경화되어 남겨지는 네가티브 포토타입의 특성을 갖는 것을 특징으로 하는 어레이 기판의 제조방법.
  14. 제13항에 있어서, 상기 컬러필터층 및 상기 유기 보호막은 상기 네가티브 포토타입의 특성을 결정하는 개시제 물질 및 모노머 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 어레이 기판의 제조방법.
  15. 제12항에 있어서, 상기 컬러필터층 및 상기 유기 보호막은 광이 인가된 부분이 미경화되는 제거되는 포지티브 포토타입의 특성을 갖는 것을 특징으로 하는 어레이 기판의 제조방법.
  16. 제15항에 있어서, 상기 컬러필터층 및 상기 유기 보호막은 상기 포지티브 포토타입의 특성을 결정하는 광능동 혼합물(Photo Active Compound, PAC)을 포함하는 것을 특징으로 하는 어레이 기판의 제조방법.
  17. 제11항에 있어서, 상기 콘택홀을 형성하는 단계는
    플라즈마(plasma)에 의한 건식식각에 통해 상기 패시베이션막의 일부를 제거하여, 상기 콘택홀을 형성하는 것을 특징으로 하는 어레이 기판의 제조방법.
  18. 어레이 기판;
    상기 어레이 기판과 마주보도록 배치된 대향기판; 및
    상기 어레이 기판 및 상기 대향기판 사이에 개재된 액정층을 포함하고,
    상기 어레이 기판은
    베이스 기판;
    상기 베이스 기판 상에 형성된 박막 트랜지스터;
    상기 박막 트랜지스터를 덮어 보호하는 패시베이션막;
    상기 패시베이션막 상에 형성된 컬러필터층;
    상기 컬러필터층 상에 형성되고, 상기 컬러필터층과 동일한 포토타입을 갖는 유기 보호막; 및
    상기 유기 보호막 상에 형성되고, 상기 유기 보호막, 상기 컬러필터층 및 상기 패 시베이션막에 걸쳐 형성된 콘택홀을 통해 상기 박막 트랜지스터의 일부와 전기적으로 연결된 화소전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시패널.
KR1020070115227A 2007-11-13 2007-11-13 어레이 기판, 이의 제조방법 및 이를 갖는 표시패널 KR20090049131A (ko)

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