KR20090110485A - 표시 기판, 이를 이용한 액정 표시 장치 및 어레이 기판의제조방법 - Google Patents

표시 기판, 이를 이용한 액정 표시 장치 및 어레이 기판의제조방법 Download PDF

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KR20090110485A
KR20090110485A KR1020080036008A KR20080036008A KR20090110485A KR 20090110485 A KR20090110485 A KR 20090110485A KR 1020080036008 A KR1020080036008 A KR 1020080036008A KR 20080036008 A KR20080036008 A KR 20080036008A KR 20090110485 A KR20090110485 A KR 20090110485A
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허성권
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삼성전자주식회사
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Abstract

표시 기판, 이를 이용한 액정표시장치 및 어레이 기판의 제조방법에 있어서, 표시 기판은 기판 위에 형성된 게이트선과, 상기 게이트선 위에 형성되고, 상기 게이트선에 가로질러 개구부가 형성된 제1 절연막과, 상기 제1 절연막 및 상기 개구부의 내면 상에 상기 개구부의 연장방향에 평행하게 연장되어 형성된 데이터선과, 상기 제1 절연막과 상기 데이터선 위에 형성된 보호층과, 상기 게이트선 및 상기 데이터선에 연결되는 스위칭 소자와, 상기 스위칭 소자와 전기적으로 연결된 화소전극을 구비한다. 따라서, 데이터선 및 화소전극 사이 기생 캐패시턴스를 감소시켜 개구율을 향상시킨다.

Description

표시 기판, 이를 이용한 액정 표시 장치 및 어레이 기판의 제조방법 {Display Substrate, Liquid Crystal Display Thereof And Method of Manufacturing Array Substrate}
본 발명은 표시 기판, 이를 이용한 액정표시장치 및 어레이 기판의 제조방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 표시 기판의 개구율 감소를 초래하는 광차단막을 제거하고 이로 인해 데이터선과 화소전극 사이 증가하는 기생 캐패시턴스를 감소시킬 수 있는 새로운 표시 기판, 이를 이용한 액정 표시장치 및 어레이 기판의 제조방법에 관한 것이다.
통상, 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display; LCD)는 액정 표시 패널에 매트릭스 형태로 배열된 액정셀들 각각이 비디오 신호에 따라 광투과율을 조절하게 함으로써 화상을 표시하게 된다.
액정 표시 장치는 게이트선을 통해 박막 트랜지스터의 온/오프(on/off) 신호를 인가하고 데이터선을 통해 박막 트랜지스터의 소오스에 신호을 인가하여 대향기판에 형성된 공통전극과의 전압 차이에 따른 액정의 물리적 특성을 이용하여 화상을 표시한다. 일반적으로 액정 표시 장치는 백라이트 광으로부터 인입되는 광을 통해 영상을 표시하게 됨으로 서로 다른 색상을 표시하는 화소 간의 색혼입을 방지하기 위해 광차단막을 포함한다. 이로 인해 표시 기판의 개구율이 감소하여 액정 표시 장치의 높은 휘도를 확보하기 위해서는 백라이트 광의 강도를 증가시킴으로써 소비전력 증가를 초래하는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 표시 기판의 개구율 감소를 초래하는 광차단막을 제거하고 이로 인해 데이터선과 화소전극 사이 증가하는 기생 캐패시턴스를 감소시킬 수 있는 새로운 표시 기판을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 상기 표시 기판을 이용한 액정 표시장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은 어레이 기판의 제조방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 표시 기판은 기판 위에 형성된 게이트선과; 상기 게이트선 위에 형성되고, 상기 게이트선에 가로질러 개구부가 형성된 제1 절연막과; 상기 제1 절연막 및 상기 개구부의 내면 상에 상기 개구부의 연장방향에 평행하게 연장되어 형성된 데이터선과; 상기 제1 절연막 및 상기 데이터선 위에 형성된 보호층과; 상기 게이트선 및 상기 데이터선에 연결되는 스위칭 소자와; 상기 스위칭 소자와 전기적으로 연결된 화소전극을 구비하는 것을 특징으 로 한다.
여기서 상기 데이터선은 단차구조를 특징으로 한다.
상기 단차구조는 상기 개구부에 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 개구부는 적어도 상기 화소영역과 중첩하는 것을 특징으로 한다.
아울러, 상기 보호층은 적어도 유기절연막을 포함하는 것을 특징으로 한다.
데이터선은 상기 화소 전극과 일부 중첩하는 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 기판과 상기 제1 절연막 사이에 형성된 제2 절연막을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 개구부의 측벽은 상기 제1 절연막 및 상기 제2 절연막이 연속되어 형성된 것을 특징으로 한다.
상기 제2 절연막은 게이트 절연막인 것을 특징으로 한다.
상기 데이터선은 상기 개구부와 상기 제1 절연막 및 상기 제2 절연막과 접하여 형성된 것을 특징으로 한다.
상기 기판 및 제2 절연막 사이에 차단층을 더 포함할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 액정표시장치는 기판 위에 차광부재, 상기 차광부재 위에 공통전극을 구비한 제1 표시기판과; 상기 제1 표시기판과 대응하여 기판 위에 게이트선, 일 방향으로 연장된 개구부가 형성된 제1 절연막, 상기 제1 절연막 및 상기 개구부의 내면 상에 상기 개구부의 연장방향에 평행하게 형성된 데이터선, 보호층, 화소전극 및 박막트랜지스터가 상기 기판 위에 형성되어 있는 제2 표시기판과; 상기 제1 표시기판 및 상기 제2 표시기판 사이에 개 재되어 있는 액정층을 포함한다.
상기 차광부재는 상기 개구부에 대응되게 형성되어 있다.
상기 개구부 내의 상기 데이터선은 단차구조를 갖는다.
한편, 상기 기판과 상기 제1 절연막 사이에 제2 절연막을 포함할 수도 있다.
상기 데이터선은 상기 화소전극과 중첩하고 있다.
상기 개구부 내에 형성되어 있는 데이터선의 폭은 상기 차광부재의 폭과 동일하거나 내지 상기 차광부재의 폭에 비하여 약 20% 넓게 형성되어 있을 수 있다.
상기 보호층은 적어도 유기 절연막을 포함할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 어레이 기판의 제조방법에 있어서, 먼저 기판 상에 게이트선을 형성한다. 이어서, 상기 기판 상에 상기 게이트선을 커버하는 제1 절연막을 형성한다. 이후에, 상기 제1 절연막을 부분적으로 제거하여 상기 게이트선에 가로지르는 개구부를 형성한다. 계속해서, 상기 제1 절연막 및 상기 개구부의 내면 상에 상기 개구부의 연장방향에 평행한 방향으로 데이터선을 형성한다. 이어서, 상기 제1 절연막 및 상기 데이터선 위에 보호층을 형성한다.
상기 어레이 기판의 제조방법은 상기 게이트선 및 상기 데이터선에 연결되는 스위칭 소자를 형성하는 단계와, 상기 보호층 상에 상기 데이터선과 부분적으로 중첩되는 화소전극을 형성하는 단계를 더 포함할 수도 있다.
본 발명에 따른 표시 기판 및 이를 이용한 액정 표시장치는 별도의 광차단막 없이 화소영역 경계부에 개구부를 형성하여 데이터 배선만을 이용하여 화소 전극과 데이터 배선 간의 기생 캐패시턴스를 최소화하면서 빛샘을 억제함으로써 개구율 향상이 가능하다.
상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 이점들은 첨부 도면을 참조한 본 발명의 바람직한 실시 예에 대해 상세히 설명하고자 한다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 실시예들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, 포함하다 또는 이루어진다 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으 로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
첨부된 도면에 있어서, 기판, 층(막) 또는 패턴들 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다. 본 발명에 있어서, 각 층(막), 패턴 또는 구조물들이 기판, 각 층(막) 또는 패턴들의 상에, 상부에 또는 하부에 형성되는 것으로 언급되는 경우에는 각 층(막), 패턴 또는 구조물들이 직접 기판, 각 층(막) 또는 패턴들 위에 형성되거나 아래에 위치하는 것을 의미하거나, 다른 층(막), 다른 패턴 또는 다른 구조물들이 기판 상에 추가적으로 형성될 수 있다.
또한, 발명의 상세한 설명 및 특허청구범위에서 기재한 제1, 제2, 제3 및 제4는 서로 다른 구성 요소들임을 구분하기 위해서 지칭할 것일 뿐, 제조된 순서에 구애받지 않고, 발명의 상세한 설명과 특허청구범위에서 그 명칭이 일치하지 않을 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 표시 기판을 나타낸 평면도이며, 도 2는 도 1에서 "I- I'"를 따라 절취한 표시 기판의 단면도이다. 또한, 도 3은 도 1에 서 "Ⅱ-Ⅱ'"를 따라 절취한 표시 기판의 단면도이다.
도 1과 도 2에 도시된 표시 기판은 하부 기판(101) 위에 게이트선(102) 및 데이터선(104)과 접속된 박막 트랜지스터, 그리고 게이트선(102) 및 데이터선(104)으로 정의되는 화소영역 내의 화소전극(122)을 구비한다. 여기서, 박막 트랜지스터는 N형 또는 P형으로 형성되지만, 이하에서는 N형으로 형성된 경우만을 설명하기로 한다.
박막 트랜지스터는 게이트선(102)의 스캔 신호에 응답하여 데이터선 상의 비디오 신호가 화소 전극에 충전되어 유지되게 한다. 이러한 박막 트랜지스터는 게이트선(102)과 접속된 게이트 전극, 데이터선과 접속된 소오스 전극(108), 화소과 접속된 드레인 전극, 게이트 전극에 의해 소오스 전극(108) 및 드레인 전극(110) 사이에 채널을 형성하는 액티브층(114)을 구비한다.
게이트선(102)과 접속된 게이트 전극(106)은 액티브층(114)의 채널 영역(114C)과 게이트 절연막(112)을 사이에 두고 중첩되게 형성된다. 소오스 전극(108) 및 드레인 전극(110)은 게이트 전극(106)과 층간 절연막(126)을 사이에 두고 절연되게 형성된다. 그리고, 소오스 전극(108)과 드레인 전극(110)은 층간 절연막(126) 및 게이트 절연막(112)을 관통하는 소스 컨택홀(124S) 및 드레인 컨택홀(124D) 각각을 통해 n+ 불순물이 주입된 액티브층(114)의 소오스 영역(114S) 및 드레인 영역(114D) 각각과 접속된다. 또한, 액티브층(114)은 하부 기판(101) 위에 채널 영역(114C)과 소오스 및 드레인 영역(114S, 114D)을 포함하도록 형성된다. 액티브층(114)은 오프 전류를 감소시키기 위하여 채널 영역(114C)과 소스 및 드레 인 영역(114S, 114D) 사이에 n- 불순물이 주입된 엘디디(Lightly Doped Drain ; LDD) 영역(미도시)을 더 구비하기도 한다.
스토리지 캐패시터(Cst)는 화소 전극(122)을 가로지르는 스토리지선(132)과, 스토리지 전극 역할을 하는 불순물을 포함한 액티브층(114D)이 게이트 절연막(112)을 사이에 두고 중첩되어 형성된다.
스토리지선(132)은 게이트라인(102)과 동일 금속으로 동일한 층으로부터 형성된다
도 3에 기재된 표시 기판은 하부 기판 위에 형성된 게이트 절연막(112) 및 층간 절연막(126)과 개구부(140), 그리고 그 위에 형성된 데이터선(104)과 데이터선(104) 위에 형성된 보호층(118) 및 화소 전극을 구비한다.
개구부(140)는 게이트선(102)의 수직 방향으로 컨택홀을 형성하는 과정에서 동시에 형성되며, 데이터선(104)의 연장방향과 평행하게 이웃하는 화소 전극과 일부 중첩하여 형성한다. 개구부(140)는 게이트선(102)을 가로질러 연속하여 연장될 수도 있으나 게이트선(102)과의 중첩부에서의 단차를 고려하여 게이트선(102)과 중첩하지 않는 영역에 형성하는 것이 바람직하다. 개구부(140)는 화소 전극의 끝단과 인접하는 영역에만 형성될 수도 있다. 개구부(140)의 측벽은 층간 절연막(126) 및 게이트 절연막(112)의 연속 식각 공정에 의해 연속되어 형성될 수도 있다.
데이터선(104)은 개구부(140) 내에 형성되며 마스크 공정에서의 정렬 오차를 고려하여 화소 전극(122)과 중첩하는 개구부(140) 외곽의 게이트 절연막(112) 및 층간 절연막(126) 측벽과 이격되어 형성된다. 데이터선(104)은 개구부(140)가 화 소 전극(122)의 끝단과 인접한 영역에만 형성된 경우 단차구조를 가지며 화소 전극(122)과 중첩하지 않는 게이트 절연막(112) 및 층간 절연막(126)과 접촉하여 형성된다. 이때, 개구부(140)의 내면이 하부기판(101)의 상면을 기준으로 경사진 형상을 가져서, 데이터선(104)의 단면이 사다리꼴 형상을 가질 수도 있다.
보호층(118)은 층간 절연막(126) 및 데이터선(104) 위에 형성되며, 단차 및 유전율을 고려하여 유기막을 포함하는 것이 바람직하다.
화소 전극(122)은 보호층(118) 위에 형성되며 하부에 형성된 데이터선(104)과 일부 중첩될 수도 있다.
하부 기판(101)과 액티브층(114) 사이에 차단층(116)을 더 포함할 수도 있다. 차단층(116)은 하부 기판으로부터의 불순물 유입을 방지하고 비정질 실리콘으로 형성된 액티브층(114)을 다결정 실리콘으로 결정화시 조사된 레이저 에너지를 일정 시간 유지시켜 열저장 효과를 갖게 함으로써 다결정 실리콘 결정립이 유효 크기로 성장하는데 기여한다. 차단층을 산화막이나 질화막을 포함한 이중막으로 형성할 수 있다.
다른 실시예들로서, 백라이트로부터 인입되는 광에 의한 빛샘을 억제하기 위해, 데이터선과 화소 전극을 중첩시킬 수 있다. 그러나, 화소 영역 경계에서 데이터선과 화소 전극이 인접하여 형성된 경우 발생하는 기생 캐패시턴스로 인해 화질 불량의 문제를 초래할 수 있다. 따라서, 기생캐패시턴스를 감소시키기 위하여, 게이트선을 이용해 데이터선 하부에 광차단막을 형성함으로 빛샘을 억제하고 데이터선과 화소 전극을 이격시킬 수 있다. 그러나, 게이트선을 이용하여 데이터선 하부 에 광차단막을 형성하는 경우 데이터선 보다 넓게 형성된 광차단막으로 인해 개구율이 저하되고 이로 인해 동일 휘도를 얻기 위해서는 백라이트 광량을 증가시켜야 함으로 소비전력이 증가할 수 있다.
그러나, 도 1 내지 3에 도시된 바와 같이 추가의 광차단막을 형성하지 않고 화소 영역 경계부에 형성된 개구부(140)를 따라서 데이터선(104)을 형성함으로써 빛샘을 차단하는 것 뿐만 아니라 기생 캐패시턴스를 최소화할 수 있다. 또한 개구부(140) 형성은 별도의 마스크 공정없이 컨택홀(124S, 124D) 형성 시에 동시 형성이 가능하므로 추가 공정이 필요 없는 장점이 있다.
도 4는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 액정 표시 장치를 나타낸 평면도이며, 도 5는 도 4에서 "Ⅲ- Ⅲ'"를 따라 절취한 표시 기판의 단면도이다.
도 1 내지 도 3에서 설명과 중복 부분은 생략하고 새로운 설명이 필요한 부분만을 상술하고자 한다.
도 3 및 도 4에 기재된 액정 표시 장치는 광차단층(210), 색필터(220) 및 공통 전극(230)을 포함한 상부 기판(201) 및 도 1 내지 도 3에 개재한 박막 트랜지스터를 포함한 하부 기판(101) 및 두 기판 사이에 주입된 액정층(300)을 포함한다.
광차단층(210)은 하부 백라이트광에 의해 색의 혼입을 방지하기 위한 광차단 물질로 형성된다. 크롬(Cr)과 같은 금속막이 이용되며 감광성 물질이 포함된 유기막이나 수지막의 이용도 가능하다.
색필터(220)는 색안료를 포함한 유기막으로 구성되어 사진 공정을 통해 감광 및 현상 단계를 거쳐 형성된다. 본 실시예에서는 상부 기판(201)에 색필터(220)가 형성되는 경우로 설명하였으나 하부 기판(101)에 박막 트랜지스터의 상부 혹은 하부에 형성될 수도 있다.
공통전극(230)은 투명 도전막을 이용하여 색필터(220)가 형성된 전면에 형성된다. 공통전극(230) 및 색필터(220) 사이에는 평탄화막(미도시)을 포함할 수도 있다.
상부 기판(201)의 광차단층(210)은 하부 기판(101)의 개구부(140)에 대응된다. 예를 들어, 하부 기판(101)의 개구부(140)에 형성된 데이터선(104)의 폭은 상부 기판(201)의 광차단층(210)의 폭과 동일하거나 내지 약 20% 넓게 형성될 수 있다. 이는 상부 기판(201)과 하부 기판(101)의 합착 오정렬 편차를 고려한 범위이다.
하부 기판(101)의 개구부(140)는 데이터선(104)과 화소 전극(122)이 인접하는 영역에만 형성될 수도 있으며 화소 전극(122)과 중첩하지 않는 화소 영역의 경계부에는 층간 절연막(126)과 게이트 절연막(112)이 잔류한다. 이때 층간 절연막(126) 상부에 형성되는 데이터선(104)은 개구부(140)와 층간 절연막(126) 및 게이트 절연막(112)이 잔류하는 영역 상부에 형성됨으로써 단차 구조를 갖는다.
하부 기판(101)의 데이터선(104)은 화소 전극(122) 일부와 중첩할 수도 있다. 데이터선(104)과 화소 전극(122) 일부가 중첩하더라도 개구부(140) 내 형성된 데이터선(104)과 화소 전극(122)의 거리가 증가함으로써 기생 캐패시턴스를 최소화할 수 있으며 광차단 효과를 증대시킬 수 있다.
하부 기판(101)의 보호층(118)은 유전율이 낮은 유기막으로 형성되는 것이 바람직하다. 산화막이나 질화막과 같은 무기막을 포함한 다중막으로 형성하는 것도 가능하다.
도 6 내지 도 15는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 액정 표시 장치의 제조방법을 나타낸다.
도 6은 기판 상에 차단층 및 액티브층을 형성하는 단계를 나타내는 단면도이고, 도 7은 상기 차단층 및 액티브층을 형성하는 단계를 나타내는 평면도이다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 기판(101) 위에 차단층(116)을 형성하고 그 위에 비정질 실리콘층을 연속으로 형성한다. 증착된 비정질 실리콘을 다결정 실리콘으로 변태시키기 위해 결정화를 실시한다. 결정화 수단으로는 일반적으로 엑시머 레이저 어닐링(excimer laser annealing), 순차 측면 고상 결정화(sequential lateral solidification)과 같이 레이저를 이용한 결정화나 노(furnace)나 급속 열처리로(rapid thermal annealing)와 같은 수단을 이용한 고상 결정화(solid phase crystallization)의 방법을 이용하여 결정화한다. 결정화한 다결정 실리콘층 위에 감광성 유기막을 코팅한 후 마스크를 이용 노광 및 현상 후 식각하여 액티브층(114)을 형성한다. 이때 액티브층(114)은 문턱전압 조절을 위해 붕소(Boron)와 같은 3족 원소를 추가로 도핑할 수 있다.
도 8은 도 6에 도시된 기판 상에 게이트 절연막 및 게이트 패턴을 형성하는 단계를 나타내는 단면도이다. 도 9는 도 8에 도시된 게이트 절연막 및 게이트 패턴을 형성하는 단계를 나타내는 평면도이다. 상기 게이트 패턴은 게이트 전극(106) 및 게이트선(도 1의 102)을 포함한다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 액티브층(114) 위에 게이트 절연막(112) 및 제1 도전층을 형성한다. 이어서 제1 도전층 위에 감광성 유기막을 코팅한 후 마스크를 이용 노광 및 현상 후 식각하여 게이트 전극(106)을 형성한다.
이후, 게이트 전극(106)을 마스크로 하여 인(Phosporous)과 같은 5족 원소를 고농도로 도핑하여 소오스 영역(114S) 및 드레인 영역(114D)를 정의한다. 드레인 영역(114D)는 스토리지 영역까지 연장되어 하부 스토리지 전극(134)을 형성될 수도 있다. 도핑 시 게이트 전극(106)으로 차단된 하부 액티브층(114)은 채널 영역(114C)으로 정의된다.
도 10은 도 9에 도시된 기판 상에 층간절연막 및 개구부를 형성하는 단계를 나타내는 평면도이다.
도 2 및 도 10을 참조하면, 게이트 전극(106) 위에 층간 절연막(126)을 형성하고 그 위에 감광성 유기막을 코팅한 후 마스크를 이용하여 노광 및 현상 후 식각하여 소오스 영역(114S) 및 드레인 영역(114D)을 노출시키는 컨택홀(124S, 124D)을 형성한다. 이때, 데이터선(104)에 대응하는 영역의 층간 절연막(126) 및 게이트 절연막(112)을 식각하여 개구부(140)를 형성한다. 층간 절연막(126)은 산화막 또는 질화막과 같은 무기막으로 형성되며 단일막 또는 두 개이상의 다층막으로 형성될 수 있다. 층간 절연막(126)은 채널층 내의 결함밀도를 감소시키기 위해 다량의 수소를 포함하는 것이 바람직하다.
도 11은 도 10에 도시된 기판 상에 데이터 패턴을 형성하는 단계를 나타내는 단면도이고, 도 12는 도 10에 도시된 기판 상에 데이터 패턴을 형성하는 단계를 나 타내는 단면도이다. 상기 데이터 패턴은 소오스 전극(108), 드레인 전극(110) 및 데이터선(104)을 포함한다.
도 11 및 도 12를 참조하면, 이어서 제2 도전층을 층간 절연막(126) 위에 형성하고 마스크를 이용하여 노광 및 현상 후 식각하여 소오스 영역(114S) 및 드레인 영역(114D)과 접촉하는 소오스 전극(108) 및 드레인 전극(110)을 각각 형성하고, 동시에 개구부(140)에 데이터선(104)을 형성한다. 데이터선(104)에 대응하는 개구부(140)는 데이터선(104) 폭보다 넓게 형성될 수도 있고, 상부 화소전극(134)의 끝단에 대응하는 일부 영역의 층간 절연막(126) 및 게이트 절연막(112)만 식각하여 형성될 수 있으며 이때, 데이터선(104)은 단차 구조를 갖는다.
도 13은 도 11에 도시된 기판 상에 보호층 및 화소전극을 형성하는 단계를 나타내는 단면도이고, 도 14는 도 12에 도시된 기판 상에 보호층 및 화소전극을 형성하는 단계를 나타내는 평면도이다.
도 13 및 도 14를 참조하면 소오스 전극(108) 및 드레인 전극(110)과 데이터선(104) 상부에 보호층(118)을 형성하고 순차적으로 투명 도전막을 형성한다. 이어서 감광성 유기막을 코팅하고 마스크를 이용하여 노광 및 현상 후 식각하여 화소 전극(122)을 형성한다. 보호층(118)은 화소 전극(122)과 데이터선(104)과의 기생 캐패시턴스를 최소화하기 위하여 유기막을 포함하는 것이 바람직하다.
도 15는 도 13에 도시된 기판 상에 상부기판을 결합하고 두 기판 사이에 액정층을 개재하는 단계를 나타내는 단면도이고, 도 16은 도 14에 도시된 기판 상에 상부기판을 결합하고 두 기판 사이에 액정층을 개재하는 단계를 나타내는 평면도이 다.
도 15 및 도 16을 참조하면, 하부 기판(101) 상에 광차단층(210), 색필터(220) 및 공통 전극(230)을 포함한 상부 기판(201)을 결합하고, 두 기판 사이에 액정층(300)을 형성한다. 이때, 하부 기판(101) 상에 액정층(300)을 적하한 후에 상부 기판(201)을 결합할 수도 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 표시 기판 및 이를 이용한 액정 표시장치는 별도의 광차단막 없이 화소영역 경계부에 개구부를 형성하여 데이터 배선만을 이용하여 화소 전극과 데이터 배선 간의 기생 캐패시턴스를 최소화하면서 빛샘을 억제함으로써 개구율 향상이 가능하다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 표시 기판을 나타내는 평면도이다.
도 2는 도 1에서 선"I- I'"를 따라 절취한 표시 기판을 나타내는 단면도이다.
도 3은 도 1에서 선"Ⅱ-Ⅱ'"를 따라 절취한 표시 기판을 나타내는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시 예를 이용해 제조한 액정 표시 장치를 나타내는 평면도이다.
도 5는 도 4에서 선"Ⅲ- Ⅲ'"를 따라 절취한 액정 표시 장치를 나타내는 단면도이다.
도 6내지 도 16은 제 1 실시 예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법을 나타낸다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
101 : 기판 102 : 게이트선
104 : 데이터선 106 : 게이트전극
108 : 소스전극 110 : 드레인전극
112 : 게이트 절연막 114 : 액티브층
116 : 차단층 118 : 보호층
122 : 화소전극 124 : 컨택홀
126 : 층간절연막 132 : 스토리지선
140 : 개구부 150 : 비아홀
201 : 상부기판 210 : 광차단층
220 : 색필터 230 : 공통전극
300 : 액정층

Claims (20)

  1. 기판 위에 형성된 게이트선과;
    상기 게이트선 위에 형성되고, 상기 게이트선에 가로질러 개구부가 형성된 제1 절연막과;
    상기 제1 절연막 및 상기 개구부의 내면 상에 상기 개구부의 연장방향에 평행하게 연장되어 형성된 데이터선과;
    상기 제1 절연막 및 상기 데이터선 위에 형성된 보호층과;
    상기 게이트선 및 상기 데이터선에 연결되는 스위칭 소자와;
    상기 스위칭 소자와 전기적으로 연결된 화소전극을 구비하는 표시 기판.
  2. 제1항에 있어서, 상기 데이터선은 단차구조를 갖는 것을 특징으로 하는 표시 기판.
  3. 제2항에 있어서, 상기 단차구조는 상기 개구부에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 표시 기판.
  4. 제3항에 있어서, 상기 개구부는 적어도 상기 화소전극과 중첩하는 것을 특징으로 하는 표시 기판
  5. 제4항에 있어서, 상기 보호층은 적어도 유기절연막을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 기판.
  6. 제4항에 있어서, 상기 데이터선은 상기 화소 전극과 일부 중첩하는 것을 특징으로 하는 표시 기판.
  7. 제2항에 있어서, 상기 기판과 상기 제1 절연막 사이에 형성된 제2 절연막을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 기판.
  8. 제7항에 있어서, 상기 개구부의 측벽은 상기 제1 절연막 및 상기 제2 절연막이 연속되어 형성된 것을 특징으로 하는 표시 기판.
  9. 제8항에 있어서 상기 제2 절연막은 게이트 절연막인 것을 특징으로 하는 표시 기판.
  10. 제7항에 있어서, 상기 데이터선은 상기 개구부와 상기 제1 절연막 및 상기 제2 절연막과 접하여 형성된 것을 특징으로 하는 표시 기판.
  11. 제7항에 있어서, 상기 기판 및 제2 절연막 사이에 차단층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 기판.
  12. 기판 위에 차광부재, 상기 차광부재 위에 공통전극을 구비한 제1 표시기판과;
    상기 제1 표시기판과 대응하여 기판 위에 게이트선, 일 방향으로 연장된 개구부가 형성된 제1 절연막, 상기 제1 절연막 및 상기 개구부의 내면 상에 상기 개구부의 연장방향에 평행하게 형성된 데이터선, 보호층, 화소전극 및 박막트랜지스터가 상기 기판 위에 형성되어 있는 제2 표시기판과;
    상기 제1 표시기판 및 상기 제2 표시기판 사이에 개재되어 있는 액정층을 포함하는 액정표시장치
  13. 제12항에 있어서, 상기 차광부재는 상기 개구부에 대응되게 형성되어 있는 액정표시장치.
  14. 제13항에 있어서, 상기 개구부 내의 상기 데이터선은 단차구조를 갖는 액정표시장치.
  15. 제14항에 있어서, 상기 기판과 상기 제1 절연막 사이에 제2 절연막을 더 포함하고 있는 액정표시장치.
  16. 제14항에 있어서, 상기 데이터선은 상기 화소전극과 중첩하고 있는 액정표시 장치.
  17. 제16항에 있어서, 상기 개구부 내에 형성되어 있는 데이터선의 폭은 상기 차광부재의 폭과 동일하거나 약 20%이하의 범위에서 상기 차광부재의 폭보다 넓게 형성되어 있는 액정표시장치.
  18. 제16항에 있어서, 상기 보호층은 적어도 유기 절연막을 포함하고 있는 액정표시장치.
  19. 기판 상에 게이트선을 형성하는 단계;
    상기 기판 상에 상기 게이트선을 커버하는 제1 절연막을 형성하는 단계;
    상기 제1 절연막을 부분적으로 제거하여 상기 게이트선에 가로지르는 개구부를 형성하는 단계;
    상기 제1 절연막 및 상기 개구부의 내면 상에 상기 개구부의 연장방향에 평행한 방향으로 데이터선을 형성하는 단계; 및
    상기 제1 절연막 및 상기 데이터선 위에 보호층을 형성하는 단계를 포함하는 어레이 기판의 제조방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 기판 상에 반도체층을 형성하는 단계;
    상기 제1 절연막 상에 상기 데이터선에 연결되는 제1 전극 및 상기 제1 전극에 이격되는 제2 전극을 형성하는 단계; 및
    상기 보호층 상에 상기 데이터선과 부분적으로 중첩되고 상기 제2 전극에 전기적으로 연결되는 화소전극을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 어레이 기판의 제조방법.
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