KR20090127535A - 표시기판, 이의 제조 방법 및 이를 갖는 표시패널 - Google Patents

Abstract

표시기판, 이의 제조방법 및 이를 갖는 표시패널에서, 신호선 및 신호선에 연결된 스위칭 소자에 대응하게 광 차단 격벽 패턴을 형성한다. 광 차단 격벽 패턴은 절연층 패턴 및 절연층 패턴의 위에 실질적으로 동일한 패턴으로 형성된 광 차단층 패턴을 포함하여 2중층 구조로 형성된다. 광 차단 격벽 패턴은 스위칭 소자를 덮는 보호막 위에 형성되거나, 기판과 스위칭 소자의 사이에 형성된다. 칼라필터는 광 차단 격벽 패턴이 정의하는 광 투과영역에 형성된다. 화소 전극층은 광 투과영역에 형성된 칼라필터의 상부에 형성되어 스위칭 소자와 연결된다. 표시기판 및 표시패널의 작동의 신뢰성이 향상되고, 제조 공정의 수율이 향상된다.

표시기판, 블랙매트릭스, 절연층, 칼라필터, BOA

Description

표시기판, 이의 제조 방법 및 이를 갖는 표시패널{DISPLAY SUBSTRATE, METHOD OF MANUFACTURING THE SAME AND DISPLAY PANEL HAVING THE SAME}

본 발명은 표시기판, 이의 제조방법 및 이를 갖는 표시패널에 관한 것이다. 보다 상세하게는 화소 어레이 및 칼라필터가 모두 형성된 표시기판, 이의 제조방법 및 이를 갖는 표시패널에 것에 관한 것이다.

일반적으로, 액정표시장치는 액정표시패널 및 액정표시패널에 광을 제공하는 광원모듈을 포함한다. 액정표시패널은 광의 투과율을 조절하는 액정층을 포함한다. 액정층의 배열이 변경되면 액정층의 광투과율이 변경되어 액정표시패널에 원하는 정보가 표시될 수 있다.

액정표시패널은 화소 단위로 액정을 제어하기 위해 액정층을 사이에 두고 서로 대향하는 화소 전극 및 공통전극을 포함한다. 각 화소 전극에는 스위칭 소자가 연결되고, 스위칭 소자에는 게이트선 및 데이터선이 각각 전기적으로 연결된다. 화소 전극 및 스위칭 소자가 배열된 하부 기판을 통상 어레이 기판으로 부른다.

액정표시패널은 색상을 표시하기 위해 칼라필터 및 칼라필터를 구획하며 광을 차단하는 블랙매트릭스를 포함한다. 칼라필터와 블랙매트릭스는 상부 기판에 배 치될 수 있다.

화소 전극 어레이와 칼라필터 어레이를 하부 기판과 상부 기판에 각각 배치하는 경우, 어레이 기판과 칼라필터 기판 사이의 얼라인 마진은 어레이 기판 및 칼라필터 기판의 제조에서 공정 마진과 함께 화소의 광 투과영역의 비율(개구율)을 감소시키는 요인이 된다.

따라서, 최근에는 어레이 기판 위에 칼라필터를 형성하는 COA(color filter on array) 방식 또는 칼라필터와 블랙매트릭스를 모두 어레이 기판 위에 형성하는 방식 BOA(black matrix on array) 방식이 주목받고 있다.

COA 또는 BOA 방식에 의하면 상부 기판과의 얼라인 마진을 고려할 필요가 없어 화소의 개구율이 향상되며, 상부 기판을 단순화하여 원가가 절감되는 장점이 있다.

그러나, 블랙매트릭스를 이루는 물질로 비록 비금속의 유기물질이 사용될지라도 현재 사용되는 BOA 구조에서는 블랙매트릭스가 스위칭 소자나 데이터선과 상당한 크기의 기생용량을 형성한다. 상기 기생용량으로 인해 표시화면에 크로스토크 등의 불량이 야기되는 경우가 빈발하는 문제점이 있다.

또한, 블랙매트릭스를 이루는 물질이 현상성이 좋지 않아서 현상 공정 후에도 광 투과영역에 블랙매트릭스 물질이 잔류되고, 이로 인해 얼룩으로 발현될 수 있고, 개구율을 저하시키는 문제점이 있다. 또한 전기적으로 쇼트 현상, 커플링 현상을 일으킬 수 도 있다.

또한, 블랙매트릭스는 그 재질의 특성으로 인해 1.5 마이크로미터 이상의 두 께로 형성하기 곤란한 문제점이 있다. 칼라필터는 주로 대략 3 마이크로미터로 형성되기 때문에 블랙매트릭스와 칼라필터 간의 단차가 매우 커서 블랙매트릭스와 칼라필터를 덮는 층의 도포성이 불량하여 표시기판의 수율이 저하되는 문제점이 있다.

이에 본 발명의 기술적 과제는 이러한 종래의 문제점을 해결하는 것으로, 본 발명은 광 차단 패턴의 구조를 변경하여 동작의 신뢰성 및 수율이 향상되는 구조를 갖는 표시기판을 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 표시기판의 제조방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 표시기판을 포함하는 표시패널을 제공한다.

상기한 본 발명의 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 실시예들에 따른 표시기판은 기판, 신호선, 스위칭 소자, 칼라필터층 및 화소 전극층을 포함한다. 신호선은 기판에 배치된 게이트선 및 게이트선과 교차하는 데이터선을 포함한다. 스위칭 소자는 게이트선과 데이터선의 교차점 인근에 형성되어 게이트선 및 데이터선과 연결된다. 칼라필터층은 광 차단 격벽 패턴 및 칼라필터를 포함한다. 광 차단 격벽 패턴은 절연층 패턴 및 광 차단층 패턴을 포함한다. 절연층 패턴은 기판의 법선 방향으로 스위칭 소자 및 신호선을 가린다. 광 차단층 패턴은 절연층 패턴의 상면에 절연층 패턴과 실질적으로 동일한 패턴으로 형성된다. 따라서 광 차단 격벽 패턴은 신호선들 사이에 광 투과영역을 정의한다. 칼라필터는 광 투과영역에 배치된다. 화소 전극층은 칼라필터의 상부에 배치되어 스위칭 소자의 출력전극에 연결된다.

일 실시예에서, 표시기판은 스위칭 소자 및 신호선이 형성된 기판을 덮는 보 호막을 더 포함하며, 절연층 패턴은 보호막의 상면에 형성된다. 따라서 광차단 격벽 패턴은 BOA(black matrix on array) 타입으로 형성된다. 화소 전극층은 칼라필터의 상면에 형성된다. 화소 전극층은 칼라필터 및 보호막에 형성된 콘택홀을 통해 스위칭 소자의 출력 전극에 연결된다.

실시예들에서, 절연층 패턴은 포지티브 타입의 포토레지스트를 포함할 수 있다. 광 차단층 패턴은 네거티브 타입의 포토레지스트를 포함할 수 있다.

칼라필터는 2.7 마이크로미터(㎛) 마이크로미터 내지 3.3 마이크로미터(㎛)의 두께로 형성되고, 절연층 패턴 및 광 차단층 패턴은 각각 1.3 마이크로미터 내지 1.6 마이크로미터의 두께로 형성될 수 있다.

절연층 패턴은 칼라필터에 대해 친수성을 가질 수 있다. 광 차단층 패턴은 칼라필터에 대해 소수성을 가질 수 있다. 다른 실시예에서, 스위칭 소자 및 신호선은 광 차단층 패턴 위에 형성되고, 화소 전극층은 스위칭 소자 및 신호선을 덮는 보호막 위에 형성될 수 있다. 즉, 칼라필터층은 AOC(array on color filter) 타입으로 형성될 수 있다.

이 경우, 표시기판은 칼라필터 및 광 차단 격벽 패턴이 형성된 기판의 전면을 덮는 평탄화층과, 평탄화층 위에 형성된 스위칭 소자 및 신호선 위에 형성된 차광 패턴을 더 포함할 수 있다.

상기한 본 발명의 과제를 실현하기 위하여, 실시예들에 따른 표시기판의 제조방법에서, 기판 위에 신호선과, 신호선과 연결된 스위칭 소자를 형성한다. 스위칭 소자 및 신호선을 가리(shielding)는 절연층 패턴 및 절연층 패턴의 상면에 절 연층 패턴과 실질적으로 동일한 패턴을 갖는 광 차단층 패턴을 포함하는 광 차단 격벽 패턴을 형성한다. 이후, 광 차단 격벽 패턴이 정의하는 신호선들 사이의 광 투과영역에 칼라필터를 형성한다. 마지막으로, 칼라필터의 상부에 스위칭 소자의 출력전극에 연결되는 화소 전극층을 형성한다.

일 실시예에서, 광 차단 격벽 패턴을 형성하기 위해, 스위칭 소자 및 신호선이 형성된 기판을 덮는 보호막을 형성한다. 보호막 위에 포지티브 타입의 포토레지스트를 포함하는 절연층을 형성한다. 절연층 위에 네거티브 타입의 포토레지스트를 포함하는 광 차단층을 형성한다. 절연층 및 광 차단층을 패터닝하여 절연층 패턴 및 절연층 패턴의 상면에 광 차단층 패턴을 형성한다. 절연층 및 광 차단층을 패터닝하기 위해, 광 차단층을 사진-식각 공정을 통해 광 차단층 패턴을 형성한다. 형성된 광 차단층 패턴을 마스크로 절연층을 노광하고 및 노광된 절연층을 현상하여 노광된 절연층 및 노광된 절연층 위에 배치된 광 차단층의 잔류물을 제거하여 절연층 패턴을 형성한다.

절연층은 상기 칼라필터에 대해 친수성을 갖는 포토레지스트를 사용하여 형성하고, 광 차단층은 칼라필터에 대해 소수성을 갖는 포토레지스트를 사용하여 형성할 수 있다. 광 차단 격벽 패턴이 정의하는 광 투과영역들에 칼라잉크를 프린팅하여 칼라필터를 형성할 수 있다.

다른 실시예에서, 기판 위에 절연층 패턴 및 절연층 패턴의 상면에 절연층 패턴과 실질적으로 동일한 패턴을 갖는 광 차단층 패턴을 포함하는 광 차단 격벽 패턴을 형성한다. 광 차단 격벽 패턴이 정의하는 광 투과영역에 칼라필터를 형성한 다. 이후, 광 차단 격벽 패턴 위에 신호선과, 상기 신호선과 연결된 스위칭 소자를 형성한다. 스위칭 소자 및 신호선이 형성된 기판을 덮는 보호막을 형성한다. 칼라필터에 대응하여 보호막 위에 스위칭 소자의 출력전극과 연결되는 화소 전극층을 형성한다.

광 차단 격벽 패턴을 형성하기 위해, 기판 위에 포지티브 타입의 포토레지스트를 포함하는 절연층을 형성한다. 절연층 위에 네거티브 타입의 포토레지스트를 포함하는 광 차단층을 형성한다. 절연층 및 광 차단층을 패터닝하여 절연층 패턴 및 절연층 패턴의 상면에 광 차단층 패턴을 형성한다. 절연층 및 광 차단층을 패터닝하기 위해, 광 차단층을 사진-식각 공정을 통해 광 차단층 패턴을 형성한다. 형성된 광 차단층 패턴을 마스크로 절연층을 노광하고 노광된 절연층을 현상하여 노광된 절연층 및 노광된 절연층 위에 배치된 광 차단층의 잔류물을 제거하여 절연층 패턴을 형성한다.

절연층은 상기 칼라필터에 대해 친수성을 갖는 포토레지스트를 사용하여 형성하고, 광 차단층은 칼라필터에 대해 소수성을 갖는 포토레지스트를 사용하여 형성할 수 있다.

칼라필터 및 광 차단 격벽 패턴을 덮어 신호선 및 스위칭 소자가 형성될 평탄면을 갖는 평탄화층을 더 형성할 수 있다. 또한, 스위칭 소자 및 신호선의 상부에 차광 패턴을 더 형성할 수 있다.

상기한 기술적 과제를 해결하기 위하여, 실시예들에 따른 표시패널은 제1 기판, 제2 기판 및 액정층을 포함한다.

제1 기판은 상부 기판 및 상부 기판에 형성된 공통전극을 포함한다.

제2 기판은 하부 기판, 신호선, 스위칭 소자, 칼라필터층 및 화소 전극층을 포함한다.

신호선은 기판 위에 배치된 게이트선 및 게이트선과 교차하는 데이터선을 포함한다. 스위칭 소자는 신호선과 연결된다. 칼라필터층은 절연층 패턴, 광 차단층 패턴 및 칼라필터를 포함한다. 절연층 패턴은 스위칭 소자 및 신호선을 가린다. 광 차단층 패턴은 절연층 패턴의 상면에 실질적으로 동일한 패턴으로 형성된다. 따라서 광 차단 격벽 패턴은 신호선들 사이에 광 투과영역들을 정의한다. 칼라필터는 광 투과영역에 배치된다. 화소 전극층은 칼라필터의 상부에 배치되어 스위칭 소자의 출력전극에 연결된다.

액정층은 제1 기판과 제2 기판의 사이에 배치된다.

일 실시예에서 제2 기판은 상기 스위칭 소자와 상기 신호선이 형성된 기판을 덮는 보호막을 더 포함하며, 칼라필터층은 보호막의 상면에 형성되고, 화소 전극층은 칼라필터의 상면에 형성될 수 있다.

실시예들에서, 절연층 패턴은 포지티브 타입의 포토레지스트를 포함하고, 광 차단층 패턴은 네거티브 타입의 포토레지스트를 포함할 수 있다. 절연층 패턴은 칼라필터에 대해 친수성을 가질 수 있고, 광 차단층 패턴은 칼라필터에 대해 소수성을 가질 수 있다.

다른 실시예에서, 스위칭 소자 및 신호선은 광 차단층 패턴 위에 형성되고, 화소 전극층은 스위칭 소자 및 신호선을 덮는 보호막 위에 칼라필터에 대응하게 형 성될 수 있다.

상기한 표시기판, 이의 제조방법 및 이를 갖는 표시패널에 의하면, 화소 전극층을 제어하는 스위칭 소자와 칼라필터층이 동일한 기판에 형성된다. 따라서 상부 기판과 하부 기판 사이에 얼라인 마진을 제거하여 표시패널의 화소의 개구율을 증가시킬 수 있다.

또한, 칼라필터층이 포함하는 광 차단 격벽 패턴은 절연층 패턴 및 광 차단 패턴으로 구성되는 2중층 구조를 갖는다. 이로 인해 스위칭 소자의 채널부와 광 차단층 패턴, 데이터선과 광 차단층 패턴 사이에 기생 용량의 형성을 억제시켜 표시기판 및 표시패널의 동작의 신뢰성이 향상된다.

또한, 광 투과영역에 광 차단층 잔류물을 완전히 제거하고, 칼라필터와 광 차단층 패턴 사이의 단차를 감소시켜 배향막의 도포 불량률을 감소시켜 표시기판의 수율을 향상시킬 있다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 예시적인 실시예들을 상세히 설명한다.

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 이해되어 야 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, 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 정의하 지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

실시예 1

도 1은 실시예 1에 따른 표시기판의 평면도이다. 도 2는 도 1에 도시된 표시기판을 I-I' 선을 따라 절단한 단면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면 표시기판(101)은 기판(10), 신호선(20), 스위칭 소자(50), 보호막(25), 칼라필터층(70) 및 화소 전극층(90)을 포함한다.

본 실시예에 따른 표시기판(101)은 칼라필터 온 어레이(color filter on array; COA) 타입으로 형성된다. 또한 본 실시예에 따른 표시기판(101)은 블랙매트릭스 온 어레이(black matrix on array; BOA) 타입으로 형성된다.

상기 기판(10)은 투명한 유리기판일 수 있다.

상기 신호선(20)은 게이트선(30) 및 데이터선(40)을 포함한다.

상기 게이트선(30)은 복수 개가 기판(10) 위에 서로 나란하게 일정한 간격으로 배치될 수 있다. 상기 게이트선(30)은 알루미늄(Al), 몰리브덴(Mo), 티타늄(Ti), 크롬(Cr), 구리(Cu) 또는 이들의 합금으로 이루어질 수 있다. 상기 표시기판(101)은 상기 게이트선(30)들을 덮어 절연시키는 게이트 절연층(23)을 더 포함한다. 상기 게이트 절연층(23)은 질화실리콘 또는 산화실리콘을 포함할 수 있다.

상기 데이터선(40)은 복수 개가 상기 게이트 절연층(23) 위에 서로 일정한 간격으로 이격되게 배치될 수 있다. 또는 상기 데이터선(40)은 Al, Mo, Ti, Cr, Cu 또는 이들의 합금을 포함할 수 있다.

상기 스위칭 소자(50)는 상기 게이트선(30)과 상기 데이터선(40)의 교차점 인근에 배치된다. 상기 스위칭 소자(50)는 상기 게이트선(30) 및 상기 데이터선(40)과 전기적으로 각각 연결된다. 상기 스위칭 소자(50)는 게이트 전극(51), 게이트 절연층(23), 반도체층(52), 소스 전극(55) 및 드레인 전극(57)을 포함할 수 있다.

상기 게이트 전극(51)은 상기 게이트선(30)으로부터 연장되어 형성된다. 상기 반도체층(52)은 상기 게이트 전극(51)에 대응하는 상기 게이트 절연층(23) 위에 배치된다. 상기 반도체층(52)은 아몰퍼스 실리콘층(54) 및 상기 아몰퍼스 실리콘층(54) 위에 형성된 접촉 저항층(56)을 포함한다. 상기 소스전극은 상기 데이터선(40)으로부터 상기 반도체층(52) 상으로 연장되어 형성되며 상기 게이트 전극(51)과 일부가 중첩된다. 상기 드레인 전극(57)은 상기 게이트 전극(51)을 기준으로 상기 소스 전극(55)의 반대편에 상기 반도체층(52) 위에 배치되며 상기 게이트 전극(51)과 일부가 중첩된다. 상기 소스 전극(55)과 상기 드레인 전극(57) 사이의 상기 반도체층(52)은 채널부를 형성한다.

상기 게이트 전극(51)에는 상기 게이트선(30)을 통해 제어신호인 게이트 신호가 인가된다. 상기 소스전극에는 상기 데이터선(40)을 통해 영상 정보 신호인 데이터 신호가 인가된다. 상기 게이트 전극(51)에 게이트 신호가 인가된 경우 데이터 신호는 상기 채널부를 통해 상기 드레인 전극(57)으로 출력될 수 있다.

상기 보호막(25)은 상기 스위칭 소자(50)가 형성된 상기 기판(10)의 전면적으로 커버한다. 따라서 상기 보호막(25)은 상기 스위칭 소자(50), 상기 데이터선(40)을 커버하여 보호한다. 상기 보호막(25)은 아크릴계 유기화합물, 폴리이미드 등의 고저항 유기절연물질을 포함할 수 있다. 또는 보호막(25)은 질화실리콘 또는 산화실리콘 등의 무기물질을 포함할 수 있다.

상기 칼라필터층(70)은 광 차단 격벽 패턴(71) 및 칼라필터(77)를 포함한다.

상기 광 차단 격벽 패턴(71)은 상기 스위칭 소자(50), 상기 게이트선(30) 및 상기 데이터선(40)에 대응하게 배치된다. 본 실시예에서 상기 광 차단 격벽 패턴(71)은 상기 보호막(25)의 상면에 형성된다. 상기 광 차단 격벽 패턴(71)은 외부로부터 광이 상기 스위칭 소자(50), 상기 게이트선(30) 및 상기 데이터선(40)에 입사되는 것을 차단하며, 후술될 칼라필터(77)들이 배치될 공간을 형성한다.

상기 광 차단 격벽 패턴(71)에 의해 광이 차단되는 영역을 광 차단영역(104)으로 정의한다. 상기 광 차단 격벽 패턴(71)에 의해 가려지지 않는 영역을 광 투과영역(108)으로 정의한다. 상기 광 차단 격벽 패턴(71)은 절연층 패턴(73) 및 광 차단층 패턴(75)을 포함한다.

상기 절연층 패턴(73)은 상기 보호막(25)의 상면 및 상기 광 차단영역(104)에 배치된다. 즉, 상기 절연층 패턴(73)은 상기 기판(10)의 상기 상면의 법선 방향으로 상기 스위칭 소자(50), 상기 게이트선(30) 및 상기 데이터선(40)을 가린다. 상기 드레인 전극(57)은 상기 반도체층(52) 위에 배치된 부분만 상기 절연층 패턴(73)에 의해 가려지며, 상기 드레인 전극(57)의 나머지는 상기 절연층 패턴(73)의 외측에 배치된다. 따라서 상기 절연층 패턴(73)은 격자 패턴을 갖는다.

상기 절연층 패턴(73)은 칼라 포토레지스트를 포함하는 유기절연물질로 이루어지는 것이 바람직하다. 상기 절연층 패턴(73)은 전기 절연성이 매우 강하며, 대 략 4이하의 유전상수를 가져 유지용량을 거의 형성하지 못한다. 따라서 상기 절연층 패턴(73)은 후술될 상기 광 차단층 패턴(75)과 상기 채널부 및 상기 광 차단층 패턴(75)과 상기 데이터선(40) 사이에 배치되어 기생용량의 형성을 거의 억제할 수 있다. 이로 인해 상기 스위칭 소자(50) 및 상기 표시기판(101)의 동작의 신뢰성이 향상된다.

상기 절연층 패턴(73)은 상기 표시기판(101)의 제조 공정수를 감소시키기 위해 포지티브형 포토레지스트를 포함할 수 있다. 또한 상기 절연층 패턴(73)은 후술될 상기 칼라필터(77)와의 접촉특성을 향상시키기 위해 상기 칼라필터(77)와 친수성을 가질 수 있다. 상기 절연층 패턴(73)은, 예를 들어, 대략 1.5 마이크로미터 내지 2.0 마이크로미터의 두께로 형성될 수 있다.

상기 광 차단층 패턴(75)은 상기 절연층 패턴(73)의 상면에 상기 절연층 패턴(73)과 실질적으로 동일한 패턴으로 형성된다. 상기 광 차단층 패턴(75)은 외부로부터 상기 스위칭 소자(50), 상기 게이트선(30) 및 상기 데이터선(40)에 광이 입사되는 것을 차단한다.

상기 광 차단층 패턴(75)은 상기 스위칭 소자(50) 및 상기 데이터선(40)과의 불필요한 기생용량을 감소시키기 위해 유기물질로 이루어지는 것이 바람직하다. 따라서 상기 광 차단층 패턴(75)은 카본 블랙, 예를 들어, 절연 카본(carbon)과 같은 검정색 안료를 아크릴 수지로 분산시킨 감광성 유기물질을 포함할 수 있다.

또한 상기 광 차단층 패턴(75)은 상기 표시기판(101)의 제조 공정수를 감소시키기 위해 네거티브 타입의 포토레지스트를 포함할 수 있다.

상기 광 차단층 패턴(75)이 상기 칼라필터(77)에 대해 친수성을 갖는 경우, 상기 칼라필터(77)의 에지가 상기 광 차단층 패턴(75)의 상면으로 연장되기 쉽고, 이로 인해 주변의 칼라필터(77)와 연결되는 불량이 발생될 수 있다. 따라서 상기 광 차단층 패턴(75)은 후술될 상기 칼라필터(77)의 형상을 개선하기 위해 상기 칼라필터(77)에 대해 소수성을 가질 수 있다.

상기 칼라필터(77)는 칼라 포토레지스트로 이루어질 수 있다. 상기 칼라필터(77)는 적색, 녹색 및 청색 칼라필터부들을 포함할 수 있다. 상기 적색, 녹색 및 청색 칼라필터부들은 상기 광 차단 격벽 패턴(71)이 정의하는 다수의 상기 광 투과영역(108)들에 각각 배치된다.

상기 칼라필터(77)는 전술한 바와 같이 상기 절연층 패턴(73)과는 친수성을 갖고, 상기 광 차단층 패턴(75)과는 소수성을 갖는다. 친수성이란 물분자와 쉽게 결합되는 성질을 의미하며, 일반적으로 극성을 띄면 친수성을 갖고, 극성을 띄지 않으면 소수성을 갖는다. 친수성 물질의 대표적인 것으로는 수산기(-OH)를 갖는 재질로서 그 종류는 매우 다양하다. 상기 칼라필터(77)를 형성하기 위한 안료의 대부분이 친수성 물질로 볼 수 있다.

상기 칼라필터(77)가 상기 절연층 패턴(73)에 대해 친수성을 가지므로, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 칼라필터(77)와 절연층 패턴(73)이 만나는 하단 영역(A)에서는 상기 칼라필터(77)와 상기 절연층 패턴(73) 사이에 친화하여 상기 칼라필터(77)가 상기 절연층 패턴(73)이 정의하는 수용 공간에 빈틈없이 채워질 수 있다.

또한, 상기 칼라필터(77)와 상기 광 차단층 패턴(75)이 만나는 상단 영역(B)에서는 상기 칼라필터(77)가 상기 광 차단층 패턴(75)과 친화하지 않아서 서로 위에 중첩되지 않고, 상기 칼라필터(77)의 에지가 완만한 곡선 형상을 갖는다. 이로 인해 상기 칼라필터(77)와 상기 광 차단층 패턴(75) 사이의 단차가 크게 감소된다.

또한, 상기 칼라필터(77)는 대략 3 마이크로미터의 두께로 형성될 수 있다. 따라서 상기 광 차단층 패턴(75)만 단독으로 격벽을 형성하는 경우, 단차를 감소시키기 위해서는 상기 광 차단층 패턴(75)의 두께도 대략 3 마이크로미터의 두께를 가지는 것이 바람직하다. 그러나, 상기 광 차단층 패턴(75)을 이루는 재질의 특성으로 인해 3 마이크로미터 정도의 두께를 갖도록 형성하는 것이 쉽지 않을 수 있다.

즉, 상기 광 차단층 패턴(75)을 형성하는 재질인 카본 블랙의 경우, 상기 광 차단층 패턴(75)을 대략 2 마이크로미터(㎛) 이상의 두께를 갖도록 형성하면, 상기 광 차단층 패턴(75)의 현상성이 저하되고, 상기 광 차단층 패턴(75)이 충분한 경도를 갖지 못하여 정밀한 패턴을 형성하는 데에 한계가 있다.

그러나 본 실시예에서는 상기 광 차단층 패턴(75)의 하부에 상기 절연층 패턴(73)이 형성된다. 따라서 상기 절연층 패턴(73) 및 상기 광 차단층 패턴(75)이 함께 격벽을 이루므로 상기 절연층 패턴(73)을 대략 1.5 마이크로미터로 하면, 상기 광 차단층 패턴(75)은 대략 1.5 마이크로미터의 두께로만 형성하여도 대략 3 마이크로미터의 두께로 형성된 상기 칼라필터(77)와의 단차를 크게 감소시킬 수 있다.

상기 드레인 전극(57)에 대응하는 상기 보호막(25) 및 상기 칼라필터(77)에는 상기 드레인 전극(57)의 일부를 노출시키는 콘택홀이 형성된다.

상기 화소 전극층(90)은 상기 칼라필터(77)의 상면에 형성되며, 상기 콘택홀로 연장되어 상기 드레인 전극(57)에 연결된다. 상기 화소 전극층(90)은 투명한 도전성 물질인 인듐주석산화물( Indium Tin Oxide; ITO), 주석산화물(Tin Oxide; ITO) 또는 인듐아연산화물( Indium Zinc Oxide; IZO)을 포함할 수 있다.

상기 절연층 패턴(73)이 기생용량의 형성을 억제하기 때문에 상기 화소 전극층(90)은 상기 데이터선(40) 및 상기 게이트선(30)과 일부가 중첩되게 형성될 수 있다. 따라서 화소의 개구율이 향상된다.

상기 표시기판(101)은 상기 배향막(95)을 더 포함할 수 있다. 상기 배향막(95)은 폴리이미드를 포함할 수 있다.

전술한 바와 같이 본 실시예에 따른 표시기판(101)에 의하면, 상기 광 차단층 패턴(75)과 상기 칼라필터(77) 사이의 단차가 작고, 상기 칼라필터(77)의 에지가 완만한 경사를 갖고서 상기 광 차단층 패턴(75)에 연결된다. 따라서 상기 배향막(95)이 상기 칼라필터(77)와 상기 광 차단층 패턴(75)의 사이에서 오픈되는 경우를 방지할 수 있다.

도 3은 도 2에 도시된 표시기판(101)을 갖는 표시패널의 단면도이다.

도 3을 참조하면, 표시패널(200)은 제1 기판(201), 제2 기판(101) 및 액정층(205)을 포함한다.

상기 제1 기판(201)은 상부 기판(210), 공통전극(230) 및 상부 배향막(250) 을 포함한다.

상기 상부 기판(210)은 투명한 유리 기판일 수 있다.

상기 공통 전극층(230)은 상기 상부 기판(210)의 전면에 형성된다. 상기 공통 전극층(230)은 도 2에서 설명된 상기 화소 전극층(90)과 동일한 물질로 이루어질 수 있다. 상기 공통 전극층(230)에는 일정한 공통전압이 인가될 수 있다.

상기 상부 배향막(250)은 상기 공통 전극층(230) 위에 형성된다. 상기 상부 배향막(250)은 도 2에서 설명된 배향막(95)과 동일한 물질로 형성될 수 있다.

상기 제2 기판(101)은 하부 기판(10), 신호선(20), 스위칭 소자(50), 보호막(25), 칼라필터층(70) 및 화소 전극층(90)을 포함한다. 상기 제2 기판(101)은 도 1 및 도 2에서 설명된 상기 표시기판(101)과 실질적으로 동일하다. 따라서 대응되는 요소에 대해서는 동일한 참조 번호를 부여하고, 더 이상의 설명은 생략한다.

상기 액정층(205)은 상기 제1 기판(201)과 상기 제2 기판(101)의 사이에 개재된다.

상기 화소 전극층(90)에 데이터 신호, 즉, 데이터 전압이 인가되면, 상기 화소 전극층(90)과 상기 공통 전극층(230) 사이에 전기장이 변경된다. 따라서 상기 화소 전극층(90)과 상기 공통 전극층(230) 사이의 상기 액정층(205)에서 액정들의 배열방향이 변경된다. 이로 인해 상기 액정층(205)의 광투과율이 변경되어 상기 표시패널(200)은 원하는 계조의 영상을 표시할 수 있다.

본 실시예에 따른 표시패널(200)에서 상기 제1 기판(201)에는 상기 칼라필터층(70)이 형성되지 않는다. 상기 제2 기판(101)은 상기 스위칭 소자(50), 상기 화 소 전극층(90) 및 상기 칼라필터층(70)을 모두 포함한다.

따라서 상기 제1 기판(201)과 상기 제2 기판(101)을 조립할 때, 상기 제1 기판(201)과 상기 제2 기판(101)의 위치 정렬에서 특별히 정렬 오차를 부여할 필요가 없다. 그러므로 상기 제2 기판(101)의 화소에서 상기 광 투과영역(108)의 면적의 비율, 즉 개구율을 증가시킬 수 있다. 또한 상기 제1 기판(201)과 상기 제2 기판(101)의 조립이 용이하게 된다.

또한, 상기 광 차단층 패턴(75)과 상기 스위칭 소자(50)의 상기 채널부, 상기 광 차단층 패턴(75)과 상기 데이터선(40)의 사이에 상기 절연층 패턴(73)이 개재되어 기생용량의 형성을 크게 억제시킬 수 있다.

도 4a 내지 도 4f는 도 2에 도시된 표시기판(200)의 제조방법을 나타내는 공정도들이다. 따라서 도 2에 도시된 표시기판(101)의 설명에서 사용된 참조번호를 사용하여 표시기판의 제조방법을 설명한다.

도 4a를 참조하면, 표시기판의 제조방법에서, 먼저 상기 기판(10) 위에 상기 신호선(20), 상기 신호선(20)에 연결된 상기 스위칭 소자(50) 및 상기 신호선(20)과 상기 스위칭 소자(50)가 형성된 상기 기판(10)을 덮는 상기 보호막(25)을 형성한다. 상기 스위칭 소자(50)의 구성은 도 2에 도시된 상기 스위칭 소자(50)와 실질적으로 동일하며, 이러한 상기 신호선(20), 상기 스위칭 소자(50) 및 상기 보호막(25)의 제조방법은 널리 알려진 것이므로 더 이상의 상세한 설명은 생략한다.

이후, 도 4b 내지 도 4e에 도시된 바와 같이, 상기 광 차단 격벽 패턴(71)을 형성한다. 본 실시예에 따른 표시기판의 제조방법에서 상기 광 차단 격벽 패턴(71) 은 상기 보호막(25)의 상면에 형성된다.

상기 보호막(25) 위에, 도 4b에 도시된 바와 같이, 포지티브형 포토레지스트를 포함하는 유기절연물질, 예를 들어, 아크릴(acryl)계 유기화합물 또는 폴리이미드(polyimide) 등의 유기절연물질을 도포하여 절연층(72)을 형성한다. 상기 포지티브형 포토레지스트는 상기 칼라필터(77)에 대해 친수성을 가질 수 있다. 상기 절연층(72)은 대략 1.5 마이크로미터의 두께로 형성할 수 있다.

상기 절연층(72) 위에 네가티브형 칼라 포토레지스트를 포함하는 상기 광 차단층(74)을 스핀코트(spin coat, 슬릿코팅 (Slit coating), 슬릿 앤 스핀(Slit and Spin coating) 등의 방식으로 형성한다. 상기 네가티브형 칼라 포토레지스트는 카본 블랙(carbon black)과 같은 검정색 안료를 아크릴 수지로 분산시킨 감광성 유기물질을 포함할 수 있다.

상기 감광성 유기물질은 상기 칼라필터(77)에 대해 소수성을 가질 수 있다. 상기 광 차단층(74)은 대략 1.5 마이크로미터의 두께로 형성할 수 있다.

이후, 상기 광 차단층(74) 및 상기 절연층(72)을 패터닝한다. 예를 들어, 상기 기판(10) 위에 정의된 상기 광 차단영역(104)에 대응하는 부분이 개구된 광학 마스크(307)를 이용하여, 도 4b에 도시된 바와 같이, 상기 광 차단층(74)을 자외선(303)으로 노광한다. 상기 광 차단층(74)은 상기 표시기판(101)의 상기 광 차단영역(104)에 대응하는 영역만 노광되고 나머지 영역은 노광되지 않는다.

상기 광 차단층(74)은 네거티브형 포토레지스트를 포함한다. 따라서, 도 4c에 도시된 바와 같이, 상기 광 차단영역(104)에 대응하는 상기 광 차단층 패턴(75) 만 형성되고 나머지 영역에 대응하는 상기 광 차단층(74)은 현상액에 의해 현상되어 제거된다. 이때, 상기 기판(10) 위에 정의된 상기 광 투과영역(108)에 대응하는 상기 절연층(72) 위에 상기 광 차단층(74)의 잔류물(76)들이 잔존할 수 있다.

본 실시예와 다르게 상기 절연층(72)을 생략하고 직접 상기 보호층(25) 위에 상기 광 차단층(74)을 형성하는 경우, 상기 광 차단층(74)을 패터닝한 후에도 상기 광 차단층(74)의 잔류물(76)이 상기 광 투과영역(108)에 대응하는 상기 보호막(25) 위에 잔류된다. 이처럼 상기 보호막(25) 위에 잔류된 상기 광 차단층(74)의 잔류물(76)을 완전하게 제거하기가 쉽지 않다.

본 실시예에 따른 표시장치의 제조방법에서는 상기 광 차단층(74)의 잔류물(76)은 이후 공정에서 제거될 상기 광 투과영역(108)에 대응하는 상기 절연층(72) 위에 잔류된다. 따라서 상기 절연층(72)을 제거하면 상기 광 차단층(74)의 상기 잔류물(76)은 별도의 공정이 필요 없이 완전하게 상기 기판(10)으로부터 제거될 수 있다.

계속해서, 도 4d에 도시된 바와 같이, 상기 광 차단층 패턴(75) 을 마스크로 상기 절연층(72)을 노광한다. 상기 절연층(72)은 포지티브형 포토레지스트를 포함한다. 따라서, 노광된 상기 절연층(72)을 테트라 메틸 암모늄 하이드로 옥사이드(tetra methyl ammonium hydraulic oxide)와 같은 현상액으로 현상하면, 도 4e에 도시된 바와 같이, 상기 광 투과영역(108)에 대응하는 상기 절연층(72)은 제거되고, 상기 광 차단층 패턴(75)과 상기 보호막(25) 사이에 상기 절연층 패턴(73) 이 형성된다. 따라서 상기 광 차단영역(104)에 대응하는 상기 광 차단 격벽 패턴(71) 이 형성된다.

이후, 상기 광 투과영역(108)에 대응하며, 상기 광 차단 격벽 패턴(71) 및 상기 보호막(25)에 의해 정의되는 칼라 공간에, 도 4f에 도시된 바와 같이, 상기 칼라필터(77)를 형성한다.

상기 칼라필터(77)는, 예를 들어, 적색, 녹색 및 청색 칼라잉크들을 잉크젯 방식으로 순차적으로 복수의 상기 칼라 공간들에 프린팅한 후, 상기 칼라잉크들을 열경화 및/또는 자외선 경화 방법으로 경화시켜 형성될 수 있다.

전술한 바와 같이, 상기 칼라잉크는 상기 절연층 패턴(73)과 친수성을 갖는다. 따라서, 상기 칼라필터(77)와 상기 절연층 패턴(73)은 서로 친화성을 갖고 밀착되므로, 상기 칼라필터(77)와 상기 절연층 패턴(73) 사이에 틈이 발생되지 않는다. 또한 상기 칼라잉크는 상기 절연층 패턴(73)의 상면에 형성된 상기 광 차단층 패턴(75)과 친화하지 않아 상기 광 차단층 패턴(75)의 상면으로 흐르지 않는다. 따라서 상기 칼라필터(77)의 상면은 볼록하게 형성되며, 상기 칼라필터(77)의 에지는 완만한 경사를 갖고 상기 광 차단층 패턴(75)의 상면의 가장자리에 연결된다.

이와 다르게, 적색 안료를 아크릴계 수지로 분산시킨 네거티브형 칼라 포토레지스트를 상기 광 차단 격벽 패턴(71)이 형성된 기판에 전체적으로 도포하여 칼라 포토레지스트층을 형성하고, 상기 칼라 포토레지스트층에 사진-식각 공정, 열 및/또는 자외선 경화공정을 수행하여 상기 광 투과영역(108)에 적색 칼라필터를 형성할 수 있다. 상기 녹색 및 청색 칼라필터도 동일한 방식으로 다른 상기 광 투과영역(108)들에 형성할 수 있다.

상기 칼라잉크가 경화된 후 상기 콘택홀(59)을 형성한다. 또는 상기 칼라 포토레지스트층을 패터닝하여 상기 칼라필터(77)를 형성할 때 상기 콘택홀(59)도 함께 패터닝될 수 있다. 이때, 상기 콘택홀(59)은 상기 드레인 전극(57)의 일부에 대응하는 상기 칼라필터(77)만 개구시킨다. 즉, 상기 콘택홀(59)에 대응하는 상기 보호막(25) 이외의 부분은 개구되지 않은 상태일 수 있다.

이후, 도 4g에 도시된 바와 같이, 상기 콘택홀(59)에 대응하는 보호막(25)을 개구시키고, 상기 칼라필터(77) 및 상기 광 차단 격벽 패턴(71)이 형성된 상기 기판(10)의 전면에 인듐주석산화물( Indium Tin Oxide; ITO), 주석산화물(Tin Oxide; ITO), 인듐아연산화물( Indium Zinc Oxide; IZO) 등의 투명한 전도성 물질을 증착한다. 증착된 상기 투명한 전도성 물질층을 사진-식각 공정을 통해 패터닝하여 상기 칼라필터(77)의 상면에 상기 화소 전극층(90)을 형성한다. 상기 화소 전극층(90)은 상기 콘택홀(59)을 통해 상기 드레인 전극(57)에 전기적으로 연결된다.

마지막으로, 상기 화소 전극층(90)이 형성된 상기 기판(10)의 전면에 폴리이미드를 포함하는 상기 배향막(95)을 형성하여 상기 표시기판(101)을 완성한다. 상기 배향막(95)은 화소 전극층(90)에서는 비교적 평탄하게 형성된다.

본 실시예서, 상기 절연층 패턴(73)으로 인해 상기 광 차단층 패턴(75)의 상면은 상기 칼라필터(77)의 상면에 대해 상기 보호막(25)으로부터의 거의 비슷한 높이에 배치될 수 있다. 따라서 상기 광 차단층 패턴(75)과 상기 칼라필터(77) 사이에 단차는 전술한 바와 같이 크게 감소되며, 상기 칼라필터(77)의 에지가 완만한 경사면을 가진다. 따라서 상기 배향막(95)은 상기 광 차단층 패턴(75)과 상기 칼라 필터(77)의 사이에서 오픈 되지 않고 용이하게 형성될 수 있다.

실시예 2

도 5는 실시예 2에 따른 표시기판(501)의 평면도이다. 도 6은 도 5에 도시된 표시기판(501)을 II-II' 선을 따라 절단한 단면도이다.

도 5 및 도 6을 참조하면, 표시기판(501)은 기판(510), 신호선(520),스위칭 소자(550), 보호막(525), 칼라필터층(570) 및 화소 전극층(590)을 포함한다.

본 실시예에서, 상기 칼라필터층(570)이 상기 기판(510)과 상기 스위칭 소자(550)의 사이에 개재된다. 즉, 본 실시예에 따른 표시기판(501)은 어레이 온 칼라필터(array on color filter) 타입으로 형성된다.

상기 칼라필터층(570)은 상기 기판(510)의 상면에 형성된다. 상기 칼라필터층(570)은 광 차단 격벽 패턴(571) 및 칼라필터(577)를 포함한다.

상기 기판(510)의 상면에 정의된 광 차단영역(504)에 절연층 패턴(573)이 배치되고, 상기 절연층 패턴(573)의 상면에 동일한 패턴으로 광 차단층 패턴(575)이 배치된다. 상기 칼라필터(577)는 상기 광 차단 격벽 패턴(571)이 정의하는 광 투과영역(508)에 형성된다.

상기 칼라필터층(570)은 평탄화층(580)을 더 포함할 수 있다. 상기 평탄화층(580)은 상기 광 차단 격벽 패턴(571) 및 상기 칼라필터(577)가 형성된 상기 기판(510)에 전면적으로 평탄하게 형성된다.

상기 신호선(520), 상기 스위칭 소자(550) 및 상기 보호막(525)은 상기 평탄화층(580) 위에 형성되는 점을 제외하고는 도 1 및 도 2에서 설명된 상기 신호 선(20), 상기 스위칭 소자(50) 및 상기 보호막(25)과 실질적으로 동일하다. 따라서 본 실시예의 상기 신호선(520), 상기 스위칭 소자(550) 및 상기 보호막(525)에 도 1 및 도 2에서 설명된 상기 신호선(20), 상기 스위칭 소자(50) 및 상기 보호막(25)의 참조 번호에 대응되는 참조 번호를 부여하고 더 이상의 설명은 생략한다.

상기 표시기판(501)은 배향막(595) 및 차광 패턴(597)을 더 포함할 수 있다. 상기 배향막(595)은 상기 보호막(525)이 형성된 기판(510)을 덮는다. 상기 차광 패턴(597)은 배향막(595) 위에 상기 스위칭 소자(550) 및 상기 신호선(520)에 대응하게 형성되어 광이 상기 스위칭 소자(550) 및 상기 신호선(520)에 입사되는 것을 차단한다. 상기 차광 패턴(597)은 상기 광 차단층 패턴(575)과 실질적으로 동일한 재질로 형성될 수 있다. 도 6에 도시된 것과 다르게, 상기 스위칭 소자(550) 위에 형성된 상기 차광 패턴(597)의 두께를 크게 하여 상기 차광 패턴(597)의 일부가 스페이서 기능을 할 수 도 있다.

도 7은 도 6에 도시된 표시기판(501)을 포함하는 표시패널의 단면도이다.

도 7을 참조하면, 표시패널(600)은 제1 기판(601), 제2 기판(501) 및 액정층(605)을 포함한다.

상기 표시패널(600)은 상기 제2 기판(501)이 도 5 및 도 6에서 설명된 상기 표시기판(501)과 실질적으로 동일한 기판인 점을 제외하고는 도 3에서 설명된 상기 표시패널(200)과 실질적으로 동일하다. 따라서 본 실시예의 표시패널(600)에 도 3에서 설명된 상기 표시패널(200)의 참조 번호에 대응되는 참조 번호를 부여하고 더 이상의 설명은 생략한다.

도 8a 내지 도 8f는 도 6에 도시된 표시기판의 제조방법을 나타내는 공정도들이다. 따라서 도 6에 도시된 표시기판(501)의 설명에서 사용된 참조번호를 사용하여 표시기판의 제조방법을 설명한다.

본 실시예에 따른 표시기판의 제조방법은 상기 신호선(520), 상기 스위칭 소자(550) 및 상기 보호막(525) 보다 먼저 상기 기판(510) 위에 상기 칼라필터층(570)을 형성하는 것을 제외하고는 도 4a 내지 4g에서 설명된 표시기판의 제조방법과 실질적으로 동일하다. 따라서 중복된 상세한 설명은 생략하며, 필요한 것들만 설명한다.

먼저, 도 8a 내지 8d를 참조하면, 표시기판의 제조방법에서, 상기 기판(510) 위에 상기 광 차단 격벽 패턴(571) 및 상기 칼라필터(577)를 형성한다.

예를 들어, 상기 기판(510) 위에, 도 8a에 도시된 바와 같이, 절연층(572) 및 광 차단층(574)을 형성하고, 광학 마스크를 사용하여 상기 절연층(572) 및 상기 광 차단층(574)을 노광한다.

이후, 상기 광 차단층(574)을 현상하여, 도 8b에 도시된 바와 같이 상기 광 차단영역(504)에 대응하는 상기 광 차단층 패턴(575)을 형성한다.

계속해서, 도 8c에 도시된 바와 같이 상기 광 차단층 패턴(575)을 마스크로 상기 절연층(572)을 노광한다. 노광된 상기 절연층(572)을 현상하여 상기 노광된 절연층(572)과 상기 노광된 절연층(572) 위에 배치된 상기 광 차단층 잔류물(576)을 함께 제거하여, 도 8d에 도시된 바와 같이, 상기 절연층 패턴(573) 위에 상기 광 차단층 패턴(575)을 형성한다. 따라서 상기 광 차단 격벽 패턴(571)이 형성된 다.

이후, 도 8e에 도시된 바와 같이, 상기 광 차단 격벽 패턴(571)에 의해 정의된 상기 광 투과영역(508)에 상기 칼라필터(577)를 형성하고, 상기 광 차단 격벽 패턴(571) 및 상기 칼라필터(577)가 형성된 상기 기판(510)의 전면에 상기 평탄화층(580)을 형성한다.

이후, 도 8f에 도시된 바와 같이, 상기 평탄화층(580) 위에 상기 신호선(520), 상기 스위칭 소자(550) 및 상기 보호막(525)을 형성한다.

상기 보호막(525) 위에 상기 드레인 전극(557)을 일부 노출시키는 콘택홀(579)을 형성한다. 상기 보호막(525) 위에 상기 칼라필터(577)에 대응하는 상기 화소 전극층(590)을 형성한다. 상기 화소 전극층(590)은 상기 콘택홀(579)을 통해 상기 드레인 전극(557)에 연결된다.

마지막으로, 상기 보호막(525)이 형성된 기판(510)을 덮는 배향막(595)을 형성하고, 상기 배향막(595) 위에 상기 광 차단층 패턴(575)과 실질적으로 동일한 재질로 상기 스위칭 소자(550) 및 상기 신호선(520)에 대응하게 차광 패턴(597)을 형성하여 표기기판(501)을 제조한다.

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.

본 발명의 실시예에 따른 표시기판, 이의 제조방법 및 이를 갖는 표시패널에 의하면, 상부 기판과 하부 기판 사이에 얼라인 마진을 제거하여 표시패널의 화소의 개구율을 증가시킬 수 있다. 또한, 스위칭 소자와 광 차단층 패턴, 데이터선과 광 차단층 패턴 사이에 기생 용량의 형성을 억제시켜 표시기판 및 표시패널의 동작의 신뢰성이 향상된다. 또한, 광 투과영역에 광 차단층 잔류물을 완전히 제거하고, 배향막의 도포 불량률을 감소시켜 표시기판의 수율을 향상시킬 있다.

따라서, 본 발명의 실시예에 따른 표시기판, 이의 제조방법 및 이를 갖는 표시패널은 표시장치에 사용되는 COA(color filter on array) 타입, BOA(black matrix on array) 타입 또는 AOC(array on color filter) 타입의 표시기판 및 이를 갖는 표시패널의 동작의 신뢰성을 향상시키고, 제조방법의 제조 수율을 향상시키는 분야에 적용될 수 있다.

도 1은 실시예 1에 따른 표시기판의 평면도이다.

도 2는 도 1에 도시된 표시기판을 I-I' 선을 따라 절단한 단면도이다.

도 3은 도 2에 도시된 표시기판을 갖는 표시패널의 단면도이다.

도 4a 내지 도 4f는 도 2에 도시된 표시기판의 제조방법을 나타내는 공정도들이다.

도 5는 실시예 2에 따른 표시기판의 평면도이다.

도 6은 도 5에 도시된 표시기판을 II-II' 선을 따라 절단한 단면도이다.

도 7은 도 6에 도시된 표시기판을 포함하는 표시패널의 단면도이다.

도 8a 내지 도 8f는 도 6에 도시된 표시기판의 제조방법을 나타내는 공정도들이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 기판 20 : 신호선

25 : 보호막 30 : 게이트선

40 : 데이터선 50 : 스위칭 소자

51 : 게이트 전극 55 : 소스 전극

57 : 드레인 전극 70 : 칼라필터층

71 : 광 차단 격벽 패턴 73 : 절연층 패턴

75 : 광 차단층 패턴 77 : 칼라필터

90 : 화소 전극층 95 : 배향막

101 : 표시기판 104 : 광 차단영역

108 : 광 투과영역 200 : 표시패널

205 : 액정층 580 : 평탄화층

Claims (24)

1. 기판;

   상기 기판에 배치된 게이트선 및 상기 게이트선과 교차하는 데이터선을 포함하는 신호선;

   상기 게이트선과 데이터선의 교차점 인근에 형성되어 상기 게이트선 및 데이터선과 연결된 스위칭 소자;

   상기 기판의 법선 방향으로 상기 스위칭 소자 및 상기 신호선을 가리는 절연층 패턴 및 상기 절연층 패턴의 상면에 상기 절연층 패턴과 실질적으로 동일한 패턴으로 형성된 광 차단층 패턴을 포함하며 광 투과 영역을 정의하는 광 차단 격벽 패턴과, 상기 광 투과 영역에 배치된 칼라필터를 포함하는 칼라필터층; 및

   상기 칼라필터의 상부에 배치되어 상기 스위칭 소자의 출력전극에 연결된 화소 전극층을 포함하는 표시기판.
2. 제1항에 있어서, 상기 스위칭 소자 및 상기 신호선이 형성된 기판을 덮는 보호막을 더 포함하며, 상기 칼라필터층은 상기 보호막의 위에 형성된 것을 특징으로 하는 표시기판.
3. 제2항에 있어서, 상기 절연층 패턴은 포지티브 타입의 포토레지스트를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시기판.
4. 제3항에 있어서, 상기 광 차단층 패턴은 네거티브 타입의 포토레지스트를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시기판.
5. 제4항에 있어서, 상기 칼라필터는 2.7 마이크로미터 내지 3.3 마이크로미터의 두께로 형성되고, 상기 절연층 패턴 및 상기 광 차단층 패턴은 각각 1.3 마이크로미터 내지 1.6 마이크로미터의 두께로 형성된 것을 특징으로 하는 표시기판.
6. 제4항에 있어서, 상기 절연층 패턴은 상기 칼라필터에 대해 친수성을 갖는 것을 특징으로 하는 표시기판.
7. 제6항에 있어서, 상기 광 차단층 패턴은 상기 칼라필터에 대해 소수성을 갖는 것을 특징으로 하는 표시기판.
8. 제1항에 있어서, 상기 스위칭 소자 및 상기 신호선은 상기 광 차단층 패턴 위에 형성되고, 상기 화소 전극층은 상기 스위칭 소자 및 상기 신호선을 덮는 보호막 위에 형성된 것을 특징으로 하는 표시기판.
9. 제8항에 있어서, 상기 칼라필터 및 광 차단 격벽 패턴이 형성된 기판의 전면을 덮는 평탄화층; 및

   상기 평탄화층 위에 형성된 상기 스위칭 소자 및 상기 신호선 위에 형성된 차광 패턴을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시기판.
10. 기판 위에 신호선과, 상기 신호선과 연결된 스위칭 소자를 형성하는 단계;

    상기 스위칭 소자 및 상기 신호선을 가리(shielding)는 절연층 패턴 및 상기 절연층 패턴의 상면에 상기 절연층 패턴과 실질적으로 동일한 패턴을 갖는 광 차단층 패턴을 포함하는 광 차단 격벽 패턴을 형성하는 단계;

    상기 광 차단 격벽 패턴이 정의하는 신호선들 사이의 광 투과영역에 칼라필터를 형성하는 단계; 및

    상기 칼라필터의 상부에 형성되며 상기 스위칭 소자의 출력전극과 연결되는 화소 전극층을 형성하는 단계를 포함하는 표시기판의 제조 방법.
11. 제10항에 있어서, 상기 광 차단 격벽 패턴을 형성하는 단계는,

    상기 스위칭 소자 및 상기 신호선이 형성된 기판을 덮는 보호막을 형성하는 단계;

    상기 보호막 위에 포지티브 타입의 포토레지스트를 포함하는 절연층을 형성하는 단계;

    상기 절연층 위에 네거티브 타입의 포토레지스트를 포함하는 광 차단층을 형성하는 단계; 및

    상기 절연층 및 광 차단층을 패터닝하여 상기 절연층 패턴 및 절연층 패턴의 상면에 광 차단층 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시기판의 제조방법.
12. 제11항에 있어서, 상기 절연층 패턴 및 광 차단층 패턴을 형성하는 단계는,

    상기 광 차단층을 사진-식각 공정을 통해 상기 광 차단층 패턴을 형성하는 단계; 및

    상기 광 차단층 패턴을 마스크로 상기 절연층을 노광하고 상기 노광된 절연층을 현상하여 상기 노광된 절연층 및 상기 노광된 절연층 위에 배치된 상기 광 차단층의 잔류물을 제거하여 상기 절연층 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시기판의 제조방법.
13. 제12항에 있어서, 상기 절연층은 상기 칼라필터에 대해 친수성을 갖는 포토레지스트를 사용하여 형성하고, 상기 광 차단층은 상기 칼라필터에 대해 소수성을 갖는 포토레지스트를 사용하여 형성하는 것을 특징으로 하는 표시기판의 제조방법.
14. 제13항에 있어서, 상기 광 투과영역에 칼라잉크를 프린팅하여 상기 칼라필터를 형성하는 것을 특징으로 하는 표시기판의 제조방법.
15. 기판 위에 절연층 패턴 및 상기 절연층 패턴의 상면에 상기 절연층 패턴과 실질적으로 동일한 패턴을 갖는 광 차단층 패턴을 포함하는 광 차단 격벽 패턴을 형성하는 단계;

    상기 광 차단 격벽 패턴이 정의하는 광 투과영역에 칼라필터를 형성하는 단계;

    상기 광 차단 격벽 패턴 위에 신호선과, 상기 신호선과 연결된 스위칭 소자를 형성하는 단계;

    상기 스위칭 소자 및 상기 신호선이 형성된 기판을 덮는 보호막을 형성하는 단계; 및

    상기 칼라필터에 대응하여 상기 보호막 위에 형성되며, 상기 스위칭 소자의 출력전극과 연결되는 화소 전극층을 형성하는 단계를 포함하는 표시기판의 제조 방법.
16. 제15항에 있어서, 상기 광 차단 격벽 패턴을 형성하는 단계는

    상기 기판 위에 포지티브 타입의 포토레지스트를 포함하는 절연층을 형성하는 단계;

    상기 절연층 위에 네거티브 타입의 포토레지스트를 포함하는 광 차단층을 형성하는 단계; 및

    상기 절연층 및 상기 광 차단층을 패터닝하여 상기 절연층 패턴 및 상기 절연층 패턴의 상면에 상기 광 차단층 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시기판의 제조방법.
17. 제16항에 있어서, 상기 절연층 패턴 및 상기 광 차단층 패턴을 형성하는 단계는

    상기 광 차단층을 노광하고 상기 노광된 광차단층을 현상하는 공정을 통해 상기 광 차단층 패턴을 형성하는 단계; 및

    상기 광 차단층 패턴을 마스크로 상기 절연층을 노광하고 상기 노광된 절연층을 현상하여 상기 노광된 절연층 및 상기 노광된 절연층 위에 배치된 상기 광 차단층의 잔류물을 제거하여 상기 절연층 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시기판의 제조방법.
18. 제17항에 있어서, 상기 절연층은 상기 칼라필터에 대해 친수성을 갖는 포토레지스트를 사용하여 형성하고, 상기 광 차단층은 상기 칼라필터에 대해 소수성을 갖는 포토레지스트를 사용하여 형성하는 것을 특징으로 하는 표시기판의 제조방법.
19. 제17항에 있어서, 상기 칼라필터 및 상기 광 차단 격벽 패턴을 덮어 상기 신호선 및 상기 스위칭 소자가 형성될 평탄면을 갖는 평탄화층을 형성하는 단계; 및

    상기 스위칭 소자 및 상기 신호선의 상부에 차광 패턴을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시기판의 제조방법.
20. 상부 기판과, 상기 상부 기판에 형성된 공통전극을 포함하는 제1 기판;

    하부 기판과, 상기 기판 위에 배치된 게이트선 및 상기 게이트선과 교차하는 데이터선을 포함하는 신호선들과, 상기 신호선과 연결된 스위칭 소자와, 상기 스위칭 소자 및 상기 신호선을 가리는 절연층 패턴 및 상기 절연층 패턴의 상면에 실질적으로 동일한 패턴으로 형성된 광 차단층 패턴을 포함하며 상기 신호선들 사이에 광 투과영역을 정의하는 광 차단 격벽 패턴 및 상기 광 투과영역에 배치된 칼라필터를 포함하는 칼라필터층과, 상기 칼라필터의 상부에 배치되어 상기 스위칭 소자의 출력전극에 연결된 화소 전극층을 포함하는 제2 기판; 및

    상기 제1 기판과 제2 기판의 사이에 배치된 액정층을 포함하는 표시패널.
21. 제20항에 있어서, 상기 제2 기판은 상기 스위칭 소자와 상기 신호선이 형성된 기판을 덮는 보호막을 더 포함하며, 상기 칼라필터층은 상기 보호막의 상면에 형성되고, 상기 화소 전극층은 상기 칼라필터의 상면에 형성된 것을 특징으로 하는 표시패널.
22. 제21항에 있어서, 상기 절연층 패턴은 포지티브 타입의 포토레지스트를 포함하고, 상기 광 차단층 패턴은 네거티브 타입의 포토레지스트를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시패널.
23. 제22항에 있어서, 상기 절연층 패턴은 상기 칼라필터에 대해 친수성을 갖고, 상기 광 차단층 패턴은 상기 칼라필터에 대해 소수성을 갖는 것을 특징으로 하는 표시패널.
24. 제20항에 있어서, 상기 스위칭 소자 및 상기 신호선은 상기 광 차단층 패턴 위에 형성되고, 상기 화소 전극층은 상기 스위칭 소자 및 상기 신호선을 덮는 보호막 위에 상기 칼라필터에 대응하게 형성된 것을 특징으로 하는 표시패널.

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