KR20090126729A - 표시 기판 및 이의 제조 방법 - Google Patents

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KR20090126729A
KR20090126729A KR1020080052976A KR20080052976A KR20090126729A KR 20090126729 A KR20090126729 A KR 20090126729A KR 1020080052976 A KR1020080052976 A KR 1020080052976A KR 20080052976 A KR20080052976 A KR 20080052976A KR 20090126729 A KR20090126729 A KR 20090126729A
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Abstract

표시 기판은 트랜지스터층, 컬러 필터, 캡핑층, 차광 부재 및 화소 전극을 포함한다. 트랜지스터층은 화소 영역이 정의된 베이스 기판에 형성되고, 트랜지스터를 포함한다. 컬러 필터는 트랜지스터층 위의 화소 영역에 배치된다. 캡핑층은 컬러 필터의 상면 및 측면을 덮도록 형성된다. 차광 부재는 서로 다른 컬러 필터들 사이의 캡핑층 위에 배치되고, 광을 차단한다. 화소 전극은 컬러 필터가 형성된 영역의 캡핑층 위에 배치되고, 단부가 차광 부재와 중첩된다.
Figure P1020080052976
캡핑층, 컬러 필터, 차광 부재, 유지 부재, 식각 공정

Description

표시 기판 및 이의 제조 방법{DISPLAY SUBSTRATE AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 표시 기판 및 이의 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 액정 표시 장치에 사용되는 표시 기판 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로 액정표시패널은 박막 트랜지스터들이 어레이 된 어레이 기판과, 상기 어레이 기판에 대향하여 컬러 필터가 형성된 컬러필터 기판을 포함하고, 상기 어레이 기판과 컬러필터 기판 사이에 개재된 액정층을 포함한다.
최근 어레이 기판 상에 컬러 필터가 형성된 컬러필터-어레이(COA : Color-filter On Array) 기판을 채용한 고투과율 구조의 액정표시패널이 개발되고 있다. 상기 COA 기판은 베이스 기판 상에 박막 트랜지스터를 포함하는 박막 트랜지스터층을 형성하고, 상기 박막 트랜지스터층 상에 컬러 포토레지스트층을 형성하고, 상기 컬러 포토레지스트층을 패터닝하여 화소 영역에 컬러 필터를 형성한다. 상기 컬러 필터가 형성된 화소 영역에 상기 박막 트랜지스터와 전기적으로 연결된 화소 전극을 형성함으로써 상기 COA 기판이 완성된다. 상기 COA 기판과 대향하는 대향 기판은 상기 화소 전극과 마주하는 공통 전극 및 차광 부재가 형성된다.
최근, 상기 COA 기판과 상기 차광 부재가 형성된 대향 기판과의 결합 공정에서 얼라인 미스가 발생되는 것을 막기 위해 상기 COA 기판 상에 상기 차광 부재를 형성하는 BOA(Black matrix On Array) 기판이 개발되고 있다.
상기 BOA 기판은 대향 기판과의 얼라인 미스에 의한 불량은 줄일 수 있다. 그러나, 상기 박막 트랜지스터층이 형성된 어레이 기판 상에 상기 컬러 필터, 상기 차광 부재를 형성하고, 또한, 상기 대향 기판과의 간격을 유지하기 위한 컬럼 스페이서 까지 형성하게 됨에 따라 제조 공정이 복잡한 문제점을 가진다.
이에 본 발명의 기술적 과제는 이러한 점에서 착안된 것으로, 본 발명의 목적은 제조 공정 단순화 및 제품의 신뢰성 향상을 위한 표시 기판을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 표시 기판의 제조 방법을 제공하는 것이다.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 표시 기판은 트랜지스터층, 컬러 필터, 캡핑층, 차광 부재 및 화소 전극을 포함한다. 상기 트랜지스터층은 화소 영역이 정의된 베이스 기판에 형성되고, 트랜지스터를 포함한다. 상기 컬러 필터는 상기 트랜지스터층 위의 상기 화소 영역에 배치된다. 상기 캡핑층은 상기 컬러 필터의 상면 및 측면을 덮도록 형성된다. 상기 차광 부재는 서로 다른 컬러 필터들 사이의 상기 캡핑층 위에 배치되고, 광을 차단한다. 상기 화소 전극은 상기 컬러 필터가 형성된 영역의 상기 캡핑층 위에 배치되고, 단부가 상기 차광 부재와 중첩된다. 상기 표시 기판은 상기 베이스 기판과 마주하는 기판과의 간격을 유지하고, 상기 컬러 필터가 형성된 영역의 상기 캡핑층 위에 배치된 유지 부재를 더 포함한다. 상기 유지 부재는 상기 차광 부재와 동일한 물질로 이루어진다. 상기 차광 부재는 상기 컬러 필터들에 의해 정의된 개구부에 삽입된다.
상기 트랜지스터층은 게이트 배선과, 상기 게이트 배선과 교차하는 제1 데이터 배선에 연결된 제1 트랜지스터, 및 상기 게이트 배선과, 상기 제1 데이터 배선과 인접한 제2 데이터 배선에 연결된 제2 트랜지스터를 포함한다. 상기 화소 전극은 상기 제1 트랜지스터와 전기적으로 연결된 제1 서브 전극 및 상기 제2 트랜지스터와 전기적으로 연결된 제2 서브 전극을 포함한다.
상기한 본 발명의 다른 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 표시 기판의 제조 방법은 화소 영역이 정의된 베이스 기판 위에 트랜지스터를 포함하는 트랜지스터층을 형성한다. 상기 트랜지스터층 위의 화소 영역에 컬러 필터를 형성한다. 상기 컬러 필터가 형성된 베이스 기판 위에 상기 컬러 필터의 상면 및 측면을 덮도록 캡핑층을 형성한다. 서로 다른 컬러 필터들 사이의 영역에 형성된 상기 캡핑층 위에 차광 부재를 형성한다. 상기 컬러 필터가 형성된 영역의 상기 캡핑층 위에 배치되고, 단부가 상기 차광 부재와 중첩되는 화소 전극을 형성한다. 상기 차광 부재를 형성하는 단계시, 상기 베이스 기판과 마주하는 기판과의 간격을 유지하고, 상기 컬러 필터가 형성된 영역의 상기 캡핑층 위에 배치된 유지 부재를 형성한다.
상기 컬러 필터를 형성하는 단계에서, 서로 다른 컬러 필터들의 경계 영역에 제1 개구부를 형성한다. 상기 차광 부재를 형성하는 단계는 상기 캡핑층이 형성된 베이스 기판 위에 차광물질을 형성하고, 상기 제1 개구부에 대응하는 영역에 슬릿부가 배치되고 상기 컬러 필터가 형성된 영역에 대응하여 투광부가 배치된 마스크를 이용하여 상기 차광물질을 상기 차광 부재 및 상기 유지 부재로 각각 패터닝 한다.
상기 트랜지스터층을 형성하는 단계는 상기 베이스 기판 위에 게이트 배선을 형성하고, 상기 게이트 배선이 형성된 베이스 기판의 게이트 절연층을 형성하고, 상기 게이트 절연층이 형성된 베이스 기판 위에 상기 게이트 배선과 교차하는 데이터 배선과, 상기 데이터 배선과 연결된 소스 전극, 및 상기 소스 전극과 이격된 드레인 전극을 형성하고, 상기 드레인 전극이 형성된 베이스 기판 위에 보호 절연층을 형성한다. 상기 컬러 필터를 형성하는 단계에서, 상기 드레인 전극이 형성된 영역의 상기 보호 절연층을 노출시키는 제2 개구부를 더 형성한다.
상기 제2 개구부에 대응하는 영역에 형성된 상기 보호 절연층 및 상기 캡핑층을 식각하여 콘택홀을 형성하는 단계를 더 포함한다. 상기 콘택홀은 상기 차광 부재를 형성하기 전에 형성된다.
이러한 표시 기판 및 이의 제조 방법에 의하면, 유지 부재를 형성하기 전에 콘택홀을 형성함으로써 상기 유지 부재가 손상되는 것을 막을 수 있다. 또한, 상기 컬러 필터들 사이의 경계 영역에 형성되는 차광 부재와 상기 유지 부재를 동일한 물질 및 동일한 공정에 의해 형성함으로써 제조 공정을 단순화시킬 수 있다.
이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 표시장치의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명하기로 한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 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. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 고안의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다. 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. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 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 것으로 이해되어야 한다. 또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위 에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "아래에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 아래에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 표시 패널의 평면도이다. 도 2는 도 1의 I-I' 선을 따라 절단한 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 표시 패널은 표시 기판(100a), 대향 기판(200) 및 액정층(300)을 포함한다. 상기 대향 기판(200)은 공통 전극층(210)을 포함한다.
상기 표시 기판(100)은 베이스 기판(101)을 포함한다. 상기 베이스 기판(101)은 복수의 화소 영역들로 이루어진다.
상기 베이스 기판(101) 위에는 트랜지스터층(TL), 컬러 필터들(161, 162), 캡핑층(167), 차광 부재(181), 유지 부재(183) 및 화소 전극들(PE1, PE2)이 형성된다.
상기 트랜지스터층(TL)은 상기 베이스 기판(101) 위에 형성된 게이트 금속패턴, 게이트 절연층(120), 채널 패턴들(131, 132), 소스 금속패턴 및 보호 절연층(150)을 포함한다. 상기 게이트 금속패턴은 복수의 게이트 배선들(GLn)(n은 자연수), 게이트 전극들(GE1, GE2), 스토리지 배선(STL)을 포함한다. n번째 게이트 배선(GLn)은 제1 방향으로 연장되어 형성된다. 상기 게이트 전극들(GE1, GE2)은 상기 n번째 게이트 배선(GLn)과 일체로 형성된다. 상기 n번째 게이트 배선(GLn)에는 제1 트랜지스터(TR1)의 게이트 전극(GE1)과 제2 트랜지스터(TR2)의 게이트 전극(GE2)이 각각 정의된다. 상기 스토리지 배선(STL)은 도시된 바와 같이 n번째 게이트 배선(GLn)과 평행하게 형성될 수 있다.
상기 게이트 절연층(120)은 상기 게이트 금속패턴 위에 형성된다. 상기 채널패턴들(131, 132)은 상기 소스 금속패턴이 형성된 영역에 대응하여 형성된다. 예를 들면, 제1 채널 패턴(131)은 상기 게이트 전극들(GE1, GE2) 위의 소스 및 드레인 전극(SE1, SE2, DE1, DE2)이 형성되는 영역에 대응하여 형성되고, 제2 채널 패턴(132)은 상기 데이터 배선들(DLm-2, DLm-1, DLm, DLm+1, DLm+2)이 형성되는 영역에 대응하여 형성된다. 상기 제1 및 제2 채널 패턴들(131, 132) 각각은 활성층 및 오믹 콘택층을 포함한다.
상기 소스 금속패턴은 복수의 데이터 배선들(DLm-2, DLm-1, DLm, DLm+1, DLm+2), 소스 전극들(SE1, SE2) 및 드레인 전극들(DE1, DE2)을 포함한다. 상기 데이터 배선들(DLm-2, DLm-1, DLm, DLm+1, DLm+2)은 상기 n번째 게이트 배선(GLn)과 교차하는 제2 방향으로 연장된다. 상기 소스 전극들(SE1, SE2)은 상기 데이터 배선들(DLm-2, DLm-1, DLm, DLm+1, DLm+2)로부터 각각 연장되어 상기 게이트 전극들(GE1, GE2)과 오버랩 되도록 형성된다. 상기 드레인 전극들(DE1, DE2)은 상기 게이트 전극들(GE1, GE2)과 오버랩 되고, 상기 소스 전극들(SE1, SE2)과 이격되어 형성된다. 상기 드레인 전극들(DE1, DE2)의 단부들에는 상기 화소 전극들(PE1, PE2)과 접촉되는 제1 콘택홀(C1) 및 제2 콘택홀(C2)이 형성된다.
상기 보호 절연층(150)은 상기 소스 금속패턴이 형성된 베이스 기판(101) 위 에 형성된다. 상기 보호 절연층(150)은 노출된 상기 제1 및 제2 트랜지스터들(TR1, TR2)의 상기 제1 채널 패턴(131) 및 상기 소스 금속패턴들을 외부로부터 보호한다.
상기 컬러 필터들(161, 162)은 상기 트랜지스터층(TL)이 형성된 베이스 기판(101) 위의 화소 영역들(P1, P2)에 각각 형성된다. 상기 컬러 필터(161)는 제1 컬러를 가지며, 상기 제2 컬러 필터(162)는 상기 제1 컬러와 다른 제2 컬러를 가진다. 서로 다른 컬러를 갖는 상기 컬러 필터들(161, 162)의 경계 영역에는 상기 보호 절연층(150)을 노출시키는 제1 개구부(H1)가 형성된다. 예를 들면, 상기 화소 영역들(P1, P2)의 경계 영역인, 상기 m번째 데이터 배선(DLm)과 상기 m+1번째 데이터 배선(DLm+1) 사이에 상기 컬러 필터들(161, 162)이 제거된 제1 개구부(H1)가 형성된다. 예를 들면, 상기 컬러 필터들(161, 162) 사이의 이격 거리(d)는 0 ㎛ < d ≤ 15㎛ 이다. 도시되지는 않았으나, 상기 컬러 필터들(161, 162)은 상기 제1 및 제2 콘택홀들(C1, C2) 및 상기 스토리지 배선(STL)이 형성된 영역에 대응하여 제2 개구부(H2)들이 더 형성된다.
상기 캡핑층(167)은 상기 컬러 필터들(161, 162)을 덮도록 형성되어 상기 컬러 필터들(161, 162)로부터 발생된 불순물 이온 및 아웃 개싱(Out-gassing)을 차단한다. 상기 캡핑층(167)은 질화 실리콘, 산화 실리콘 등으로 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 캡핑층(167)은 상기 컬러 필터들(161, 162)의 상면 및 측면을 덮도록 형성된다.
상기 차광 부재(181)는 상기 화소 영역들(P1, P2)의 경계 영역에 형성된 상기 제1 개구부(H1) 내에 삽입되어 형성된다. 상기 차광 부재(191)는 서로 다른 컬 러 필터들(161, 162)이 형성된 상기 화소 영역들(P1, P2)을 구획한다. 상기 차광 부재(181)는 광차단 물질로 형성된다.
상기 유지 부재(183)는 상기 컬러 필터(162) 위에 형성되어, 상기 표시 기판(100a)과 상기 대향 기판(200)과의 간격을 유지시킨다. 예를 들어, 상기 유지 부재(183)는 상기 n번째 게이트 배선(GLn)에 대응하는 상기 컬러 필터(162) 위에 형성된다. 또는 상기 유지 부재(183)는 상기 게이트 금속패턴 및 소스 금속패턴이 형성된 영역에 대응하여 형성된다. 상기 유지 부재(183)는 상기 차광 부재(181)와 동일 물질로 형성된다.
상기 화소 전극들(PE1, PE2)은 상기 화소 영역(P1, P2)에 대응하는 상기 캡핑층(167) 위에 형성된다. 상기 화소 전극들(PE1, PE2)은 상기 캡핑층(167) 위에 형성됨에 따라서 접착력이 향상될 수 있다. 상기 접착력이 향상됨으로써 상기 화소 전극들(PE1, PE2)에 마이크로 슬릿 패턴과 같은 미세한 패턴을 형성할 수 있다.
예를 들면, 제1 화소 전극(PE1)의 일단부는 상기 m 번째 데이터 배선(DLm)이 형성된 영역과 중첩된 상기 차광 부재(181)와 중첩된다. 또한, 제2 화소 전극(PE2)의 일단부는 상기 m+1 번째 데이터 배선(DLm+1)이 형성된 영역과 중첩된 상기 차광 부재(181)와 중첩된다. 상기 제1 및 제2 화소 전극들(PE1, PE2) 각각은 액정이 배열되는 도메인을 분할하기 위해 제1 서브 전극(171) 및 제2 서브 전극(172)으로 나누어진다.
도시된 바와 같이, 상기 제1 서브 전극(171) 및 제2 서브 전극(172)은 갈매기(chevron) 형상으로 패터닝 될 수 있다. 상기 제1 서브 전극(171)은 상기 제1 콘 택홀(C1)을 통해 상기 제1 트랜지스터(TR1)의 드레인 전극(DE1)과 전기적으로 연결된다. 상기 제2 서브 전극(172)은 상기 제2 콘택홀(C2)을 통해 상기 제2 트랜지스터(TR2)의 드레인 전극(DE2)과 전기적으로 연결된다.
도 3a 내지 도 3e는 도 2에 도시된 표시 기판의 제조 공정을 설명하기 위한 단면도이다.
도 1 및 도 3a를 참조하면, 베이스 기판(101) 위에 게이트 금속층을 형성한다. 상기 게이트 금속층을 게이트 금속패턴으로 패터닝한다. 상기 게이트 금속패턴은 상기 n번째 게이트 배선(GLn), 상기 게이트 전극들(GE1, GE2) 및 상기 스토리지 배선(STL)을 포함한다. 상기 게이트 금속패턴이 형성된 베이스 기판(101) 위에 게이트 절연층(120)을 형성한다.
도 1 및 도 3b를 참조하면, 상기 게이트 절연층(120)이 형성된 베이스 기판(101) 위에 채널층과 소스 금속층을 순차적으로 형성한다. 상기 채널층과 소스 금속층을 하나의 마스크를 이용하여 패터닝 한다. 상기 게이트 절연층(120) 위에는 소스 금속패턴 및 상기 소스 금속패턴 아래에 형성된 채널 패턴들(131, 132)이 형성된다.
상기 소스 금속패턴은 상기 데이터 배선들(DLm-1, DLm), 소스 전극들(SE1, SE2) 및 드레인 전극들(DE1, DE2)을 포함한다. 상기 제1 채널 패턴(131)은 상기 소스 전극들(SE1, SE2) 및 드레인 전극들(DE1, DE2) 아래에 형성되고, 상기 제2 채널 패턴(132)은 상기 데이터 배선들(DLm-1, DLm) 아래에 형성된다.
상기 소스 금속패턴이 형성된 베이스 기판(101) 위에 보호 절연층(150)을 형 성한다. 이에 따라서, 상기 표시 영역(DA)에는 상기 트랜지스터층(TL)이 형성된다.
도 1 및 도 3c를 참조하면, 상기 트랜지스터층(TL)이 형성된 상기 베이스 기판(101) 위에 상기 컬러 필터들(161, 162)을 형성한다. 예를 들면, 제1 화소 영역(P1)에 제1 컬러를 갖는 컬러 필터(161)를 먼저 형성하고, 제1 화소 영역(P2)에 제2 컬러를 갖는 컬러 필터(162)를 순차적으로 형성한다. 서로 다른 컬러 필터들(161, 162)이 형성되는 상기 제1 및 제2 화소 영역들(P1, P2)의 경계 영역에는 상기 컬러 필터들(161, 162)이 제거된 제1 개구부(H1)가 형성된다. 즉, 상기 제1 개구부(H1)는 상기 데이터 배선들(DLm-1, DLm)의 연장 방향으로 길게 형성된다.
상기 컬러 필터들(161, 162)에는 상기 제1 및 제2 콘택홀들(C1, C2)이 형성되는 영역에 대응하여 상기 보호 절연층(150)을 노출시키는 제2 개구부들(H2)이 더 형성된다.
도 1 및 도 3d를 참조하면, 상기 제1 및 제2 개구부들(H1, H2)이 형성된 베이스 기판(101) 위에 캡핑층(167)을 형성한다. 상기 캡핑층(167)은 상기 컬러 필터들(161. 162)을 덮도록 형성되어, 상기 컬러 필터들(161, 162)로부터 발생하는 불순물 이온 및 아웃 개싱(Out-gassing)을 차단한다. 상기 캡핑층(167)은 무기물질로 이루어지며, 예를 들면 질화 실리콘, 산화 실리콘 등을 들 수 있다.
이 후, 상기 캡핑층(167)이 형성된 베이스 기판(101)은 식각 공정을 통해 상기 캡핑층(167) 및 상기 보호 절연층(150)을 제거하여 상기 드레인 전극들(DE1, DE2)을 노출시키는 상기 제1 및 제2 콘택홀들(C1, C2)을 형성한다.
도 1 및 도 3e를 참조하면, 상기 제1 및 제2 콘택홀들(C1, C2)이 형성된 베 이스 기판(101) 위에 차광층(180)을 형성한다. 상기 차광층(180)은 상기 표시 영역(DA)에 형성되는 유지 부재(183)를 형성할 수 있을 정도의 두께로 형성한다.
상기 차광층(180)이 형성된 베이스 기판(101) 위에 투광부(531), 차광부(532) 및 슬릿부(533)를 갖는 마스크(530)를 배치한다. 물론, 상기 마스크(530)는 상기 슬릿부(533) 대신 일부광은 투과하고 일부광은 흡수 또는 반사하는 반투광부를 가질 수 있다.
상기 투광부(531)는 상기 유지 부재(183)가 형성되는 영역에 대응하여 배치된다. 상기 차광부(532)는 상기 차광층(180)이 형성되지 않는 영역, 예를 들면, 상기 화소 전극들(PE1, PE2)이 형성되는 영역에 배치된다. 상기 슬릿부(533)는 상기 차광 부재(181)가 형성되는 영역, 즉 상기 제1 개구부(H1)가 형성된 영역에 배치된다.
상기 차광층(180)은 상기 마스크(530)에 의해 상기 차광 부재(181) 및 상기 유지 부재(183)로 각각 패턴 된다. 상기 제1 차광 부재(181)가 형성될 때 차광 패턴으로 이루어진 상기 유지 부재(183)를 동시에 형성할 수 있다. 이에 따라 제조 공정을 단순화할 수 있다.
또한, 상기 슬릿부(533)를 포함하는 마스크(530)를 사용함으로써 상기 차광 부재(181)와 인접한 상기 컬러 필터들(161, 162) 간의 단차를 줄일 수 있다.
도 1 및 도 3f를 참조하면, 상기 차광 부재(181) 및 상기 유지 부재(183)가 형성된 베이스 기판(101) 위에 투명 도전층(170)을 형성한다. 상기 투명 도전층은 예로서, 인듐틴옥사이드(ITO), 인듐징크옥사이드(IZO) 등을 들 수 있다. 상기 투명 도전층(170)은 상기 제1 및 제2 콘택홀들(C1, C2)을 통해 상기 드레인 전극들(DE1, DE2)과 접촉되고, 상기 캡핑층(167) 위에 직접 접촉되도록 형성된다. 상기 투명 도전층(170)은 상기 컬러 필터들(161, 162)과 같은 유기물질 보다 상기 무기물질인 상기 캡핑층(167)과의 접착력이 우수하다.
상기 투명 도전층(170)을 상기 화소 영역들(P1, P2)에 형성된 상기 화소 전극들(PE1, PE2)로 각각 패터닝한다. 예를 들면, 제1 화소 전극(PE1)은 제1 화소 영역(P1)에 형성된 상기 캡핑층(167)과 직접 접촉되어 형성된다. 상기 제1 화소 전극(PE1)의 일단부는 상기 m 번째 데이터 배선(DLm)이 형성된 영역과 중첩된 상기 차광 부재(181)와 중첩된다. 또한, 제2 화소 전극(PE2)은 제2 화소 영역(P2)에 형성된 상기 캡핑층(167)과 직접 접촉되어 형성된다. 상기 제2 화소 전극(PE2)의 일단부는 상기 m+1 번째 데이터 배선(DLm+1)이 형성된 영역과 중첩된 상기 차광 부재(181)와 중첩된다. 상기 제1 및 제2 화소 전극들(PE1, PE2) 각각은 액정이 배열되는 도메인을 분할하기 위해 제1 서브 전극(171) 및 제2 서브 전극(172)으로 나누어진다.
도시된 바와 같이, 상기 제1 서브 전극(171) 및 제2 서브 전극(172)은 갈매기(chevron) 형상으로 패터닝 될 수 있다. 상기 제1 서브 전극(171)은 상기 제1 콘택홀(C1)을 통해 상기 제1 트랜지스터(TR1)의 드레인 전극(DE1)과 전기적으로 연결된다. 상기 제2 서브 전극(172)은 상기 제2 콘택홀(C2)을 통해 상기 제2 트랜지스터(TR2)의 드레인 전극(DE2)과 전기적으로 연결된다.
따라서, 상기 차광 부재(181) 및 상기 유지 부재(183)을 동일한 물질 및 동 일한 공정에 의해 형성함으로써 제조 공정을 단순화시킬 수 있다. 또한, 상기 유지 부재(183)가 형성되기 전에 상기 식긱 공정으로 상기 콘택홀들(C1, C2)을 형성함으로써 상기 식각 공정에 의한 상기 유지 부재(183)가 식각되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 상기 캡핑층(163) 위에 상기 화소 전극들(PE1, PE2)이 직접 접촉되어 형성됨으로써 상기 화소 전극들(PE1, PE2)에 미세한 패턴을 형성할 수 있다.
이하에서는 다양한 표시 기판의 샘플들을 제조하여 상기 실시예의 표시 기판과 특성들을 비교하여 보았다. 샘플 1은 본 발명의 실시예에 따라 제조된 표시 기판이고, 샘플 2 및 샘플 3은 본 발명의 실시예와 비교하기 위한 비교예에 따라 제조된 표시 기판들이다. 상기 샘플들에 따른 표시 기판은 상기 실시예와 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호를 부여하여 설명하도록 한다.
도 4는 샘플 2에 따른 표시 기판의 단면도이다. 도 4에 도시된 샘플 2에 따른 표시 기판(100b)은 상기 베이스 기판(101) 위에 상기 트랜지스터층(TL) 및 상기 컬러 필터들(161, 162)을 순차적으로 형성한 후, 상기 차광 부재(181) 및 상기 유지 부재(183)를 동시에 형성하였다. 이어, 상기 컬러 필터(161, 162), 상기 차광 부재(181) 및 상기 유지 부재(183)가 형성된 베이스 기판(101) 위에 상기 캡핑층(167)을 형성하였다. 상기 캡핑층(167)을 형성한 후, 상기 캡핑층(167) 및 상기 보호 절연층(150)을 식각하여 콘택홀(C1)을 형성하였다. 상기 콘택홀(C1)을 형성하는 식각 공정시, 상기 유지 부재(183) 위에 형성된 상기 캡핑층(167)을 제거하였다. 이어, 상기 화소 전극들(PE1, PE2)을 형성하였다.
즉, 상기 샘플 2에 따른 표시 기판(100b)은 상기 차광 부재(181) 및 상기 유 지 부재(183)를 상기 콘택홀(C1)이 형성되는 식각 공정 전에 형성하였다. 상기 콘택홀(C1)을 형성하는 식각 공정시 상기 유지 부재(183) 위에 형성된 상기 캡핑층(167)이 제거됨에 따라 상기 유지 부재(183)의 일부가 제거되었다. 상기 샘플 2에 따른 표시 기판(100b)은 상기 유지 부재(183)의 높이가 감소됨에 따라서 액정 채움 특성을 저하시킬 수 있고, 또한 불균일한 액정층의 셀 갭을 가질 수 있었다.
도 5는 샘플 3에 따른 표시 기판의 단면도이다. 도 5에 도시된 샘플 3에 따른 표시 기판(100c)은 상기 베이스 기판(101) 위에 상기 트랜지스터층(TL) 및 상기 컬러 필터들(161, 162)을 순차적으로 형성한 후, 상기 캡핑층(167)을 형성하였다. 이어, 상기 캡핑층(167) 및 상기 보호 절연층(150)을 식각하여 상기 콘택홀들(C1, C2)을 형성하였다. 상기 콘택홀(C1)을 형성한 후, 상기 화소 전극들(PE1, PE2)을 형성하고, 이어 상기 차광 부재(181) 및 상기 유지 부재(183)를 형성하였다.
즉, 상기 샘플 3에 따른 표시 기판(100c)은 상기 차광 부재(181) 및 상기 유지 부재(183)를 상기 화소 전극들(PE1, PE2)이 형성한 후에 형성하였다. 이에 따라서, 상기 데이터 배선들(DLm, DLm+1)과 상기 화소 전극들(PE1, PE2) 간의 거리가 상기 실시예 및 상기 샘플 1에 비해 짧아짐에 따라 커플링 커패시턴스가 증가하였다. 상기 컬러 필터들(161, 162)간의 이격 영역에서 상기 화소 전극들(PE1, PE2) 간의 쇼트 불량을 막기 위해 상기 화소 전극들(PE1, PE2)은 네가티브 포토레지스트 물질을 이용하여 패턴하는 것이 필수적이었다.
다음의 [표 1]은 상기 샘플 1, 샘플 2 및 샘플 3에 따른 표시 기판들의 특성을 정리하였다.
Figure 112008040448800-PAT00001
상기 [표 1]에 정리된 바와 같이, 상기 샘플 2에 따른 표시 기판(100b)은 상기 유지 부재(183)를 상기 콘택홀(C1)을 형성하는 식각 공정 전에 형성함에 따라서, 상기 식각 공정시에 상기 유지 부재(183)가 손상되어 단차를 발생시키는 문제점이 있었다.
상기 샘플 3에 따른 표시 기판(100c)은 상기 데이터 배선(DLm, DLm+1)과 화소 전극들(PE1, PE2) 간의 거리가 짧아짐에 따라 커플링 커패시턴스가 증가하였고, 상기 차광 부재(181)와 상기 컬러 필터들(161, 162) 간의 평탄화에 취약한 문제점이 있었다. 이에 따라 상기 샘플 3은 수직크로스토크(Vertical cross-talk)와 같은 표시 불량이 발생하였다. 또한, 샘플 3에 따른 표시 기판(100c)은 공정 순서에 따라 상기 화소 전극들(161, 162) 위에 상기 차광 부재(181) 및 상기 유지 부재(183)의 잔류물이 남는 문제점이 있었다.
이에 반해, 상기 샘플 1에 따른 표시 기판(100a)은 수직크로스토크, 차광물질 잔류 및 유지 부재 손상과 같은 문제점이 발생하지 않음을 확인할 수 있었다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따르면 콘택홀을 형성하는 식각 공정 후에 유지 부재를 형성함으로써 후속 공정에 의해 상기 유지 부재의 손상을 막을 수 있다. 또한, 상기 컬러 필터들 사이의 경계 영역에 형성되는 차광 부재와 상기 유지 부재를 동일한 물질 및 동일한 공정에 의해 형성함으로써 제조 공정을 단순화시킬 수 있다. 또한, 상기 컬러 필터들과 화소 전극들 사이에 상기 캡핑층이 형성됨으로써 상기 화소 전극들의 접착력을 향상시킬 수 있다.
이상에서는 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 표시 패널의 평면도이다.
도 2는 도 1의 I-I' 선을 따라 절단한 단면도이다.
도 3a 내지 도 3e는 도 2에 도시된 표시 기판의 제조 공정을 설명하기 위한 단면도이다.
도 4는 샘플 2에 따른 표시 기판의 단면도이다.
도 5는 샘플 3에 따른 표시 기판의 단면도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100a : 표시 기판 200 : 대향 기판
300 : 액정층 120 : 게이트 절연층
131, 132 : 채널 패턴 150 : 보호 절연층
161, 162 : 컬러 필터 167 : 캡핑층
171, 172 : 제1, 제2 서브 전극 PE1, PE2 : 화소 전극
181 : 차광 부재 183 : 유지 부재

Claims (16)

  1. 화소 영역이 정의된 베이스 기판에 형성되고, 트랜지스터를 포함하는 트랜지스터층;
    상기 트랜지스터층 위의 상기 화소 영역에 배치된 컬러 필터;
    상기 컬러 필터의 상면 및 측면을 덮도록 형성된 캡핑층;
    서로 다른 컬러 필터들 사이의 상기 캡핑층 위에 배치되고, 광을 차단하는 차광 부재; 및
    상기 컬러 필터가 형성된 영역의 상기 캡핑층 위에 배치되고, 단부가 상기 차광 부재와 중첩되는 화소 전극을 포함하는 표시 기판.
  2. 제1항에 있어서, 상기 베이스 기판과 마주하는 기판과의 간격을 유지하고,
    상기 컬러 필터가 형성된 영역의 상기 캡핑층 위에 배치된 유지 부재를 더 포함하는 표시 기판.
  3. 제2항에 있어서, 상기 유지 부재는 상기 차광 부재와 동일한 물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 표시 기판.
  4. 제1항에 있어서, 상기 차광 부재는 상기 컬러 필터들에 의해 정의된 개구부에 삽입되는 것을 특징으로 하는 표시 기판.
  5. 제4항에 있어서, 상기 트랜지스터층은
    게이트 배선과, 상기 게이트 배선과 교차하는 제1 데이터 배선에 연결된 제1 트랜지스터; 및
    상기 게이트 배선과, 상기 제1 데이터 배선과 인접한 제2 데이터 배선에 연결된 제2 트랜지스터를 포함하고,
    상기 화소 전극은 상기 제1 트랜지스터와 전기적으로 연결된 제1 서브 전극 및 상기 제2 트랜지스터와 전기적으로 연결된 제2 서브 전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 기판.
  6. 화소 영역이 정의된 베이스 기판 위에 트랜지스터를 포함하는 트랜지스터층을 형성하는 단계;
    상기 트랜지스터층 위의 화소 영역에 컬러 필터를 형성하는 단계;
    상기 컬러 필터가 형성된 베이스 기판 위에 상기 컬러 필터의 상면 및 측면을 덮도록 캡핑층을 형성하는 단계;
    서로 다른 컬러 필터들 사이의 영역에 형성된 상기 캡핑층 위에 차광 부재를 형성하는 단계; 및
    상기 컬러 필터가 형성된 영역의 상기 캡핑층 위에 배치되고, 단부가 상기 차광 부재와 중첩되는 화소 전극을 형성하는 단계를 포함하는 표시 기판의 제조 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 차광 부재를 형성하는 단계시,
    상기 베이스 기판과 마주하는 기판과의 간격을 유지하고, 상기 컬러 필터가 형성된 영역의 상기 캡핑층 위에 배치된 유지 부재를 형성하는 것을 특징으로 하는 표시 기판의 제조 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 차광 부재와 상기 유지 부재는 동일한 물질로 형성된 것을 특징으로 하는 표시 기판의 제조 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 컬러 필터를 형성하는 단계에서
    서로 다른 컬러 필터들의 경계 영역에 제1 개구부를 형성하는 것을 특징으로 하는 표시 기판의 제조 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 차광 부재를 형성하는 단계는
    상기 캡핑층이 형성된 베이스 기판 위에 차광물질을 형성하는 단계; 및
    상기 제1 개구부에 대응하는 영역에 슬릿부가 배치되고 상기 컬러 필터가 형성된 영역에 대응하여 투광부가 배치된 마스크를 이용하여 상기 차광물질을 상기 차광 부재 및 상기 유지 부재로 각각 패터닝하는 단계를 포함하는 표시 기판의 제조 방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 트랜지스터층을 형성하는 단계는
    상기 베이스 기판 위에 게이트 배선을 형성하는 단계;
    상기 게이트 배선이 형성된 베이스 기판의 게이트 절연층을 형성하는 단계;
    상기 게이트 절연층이 형성된 베이스 기판 위에 상기 게이트 배선과 교차하는 데이터 배선과, 상기 데이터 배선과 연결된 소스 전극, 및 상기 소스 전극과 이격된 드레인 전극을 형성하는 단계; 및
    상기 드레인 전극이 형성된 베이스 기판 위에 보호 절연층을 형성하는 단계를 포함하는 표시 기판의 제조 방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 컬러 필터를 형성하는 단계에서
    상기 드레인 전극이 형성된 영역의 상기 보호 절연층을 노출시키는 제2 개구부를 더 형성하는 것을 특징으로 하는 표시 기판의 제조 방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 제2 개구부에 대응하는 영역에 형성된 상기 보호 절연층 및 상기 캡핑층을 식각하여 콘택홀을 형성하는 단계를 더 포함하는 표시 기판의 제조 방법.
  14. 제13항에 있어서, 상기 콘택홀은 상기 차광 부재를 형성하기 전에 형성되는 것을 특징으로 하는 표시 기판의 제조 방법.
  15. 제14항에 있어서, 상기 화소 전극은 상기 콘택홀을 통해 상기 드레인 전극과 접촉되는 것을 특징으로 하는 표시 기판의 제조 방법.
  16. 제15항에 있어서, 상기 화소 전극은 서로 이격되도록 패턴 된 제1 서브 전극 및 제2 서브 전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 기판의 제조 방법.
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