KR20090131425A - Display device including process key and the photo align method - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 표시장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 포토 얼라인 공정 중 미스 얼라인에 의한 공정 불량을 개선할 수 있는 프로세스 키를 포함하는 표시장치 및 그 포토 얼라인 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
일반적으로, 표시장치는 액정 표시장치, 플라즈마 표시장치 및 유기전계 표시장치가 주류를 이루어 왔다. 그러나, 최근 급속도로 다양화되는 소비자의 욕구를 충족시키기 위해 다양한 형태의 표시장치를 선보이고 있는 상황이다.In general, liquid crystal displays, plasma displays, and organic field displays have become mainstream display devices. However, recently, various types of display devices have been introduced to satisfy rapidly changing consumer demands.
특히, 정보 이용 환경의 고도화 및 휴대화에 힘입어 경량, 박형, 고효율 및 천연색의 동영상을 구현하는 데 박차를 가하고 있다. 이러한 일환으로 종이와 기존 표시장치의 장점만을 취합한 전기영동 표시장치에 대한 연구가 활발히 진행되고 있는 상황이다.In particular, with the advancement and portability of the information usage environment, the company is accelerating to realize light weight, thin film, high efficiency and color video. As a part of this, research on electrophoretic display devices combining only the advantages of paper and existing display devices is being actively conducted.
전기영동 표시장치는 우수한 대조비와 시인성, 빠른 응답 속도, 천연색의 표 시, 저가 및 휴대의 용이성으로 종이 질감을 가진 차세대의 표시장치로 각광받고 있다.The electrophoretic display has been spotlighted as the next generation display device with paper texture due to its excellent contrast ratio, visibility, fast response speed, natural color display, low cost and easy portability.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 종래에 따른 전기영동 표시장치에 대해 설명하도록 한다.Hereinafter, an electrophoretic display device according to the related art will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1은 전기영동 표시장치의 구동 원리를 설명하기 위한 도면으로, 이를 참조하여 설명하도록 한다.1 is a view for explaining the driving principle of the electrophoretic display, it will be described with reference to this.
도시한 바와 같이, 종래의 전기영동 표시장치(1)는 제 1 및 제 2 기판(5, 10)과, 상기 제 1 및 제 2 기판(5, 10) 사이에 개재된 잉크층(15)을 포함한다. 상기 잉크층(15)은 축중합 반응을 통해 하전된 다수의 블랙 안료(82)와 화이트 안료(84)가 채워진 다수의 캡슐(80)을 포함한다.As shown in the drawing, the conventional
도면으로 상세히 제시하지는 않았지만, 상기 제 2 기판(10)에는 다수의 박막트랜지스터(미도시)에 연결된 다수의 화소 전극(70)이 화소 영역(미도시) 별로 패턴화된다. 즉, 상기 다수의 화소 전극(70)은 선택적으로 (+) 극성 또는 (-) 극성을 각각 인가받는다.Although not shown in detail in the drawings, a plurality of
상기 블랙 안료(82)와 화이트 안료(84)를 포함한 캡슐(80)의 크기가 일정하지 않을 경우, 선택적으로 일정 크기의 캡슐(80) 만을 선별하여 사용할 수 있다. 전술한 잉크층(15)에 (+) 극성 또는 (-) 극성을 띄는 전압을 인가하게 되면, 캡슐(80) 내부의 하전된 블랙 안료 및 화이트 안료(82, 84)는 반대 극성 쪽으로 끌려가게 된다.When the size of the
즉, 상기 블랙 안료(82)가 상측으로 이동하면 블랙을 표시하게 되고, 상기 화이트 안료(84)가 상측으로 이동하게 되면 화이트를 표시하게 되는 원리를 이용한 것이다.That is, when the
이하, 첨부한 도면을 참조하여 종래에 따른 전기영동 표시장치에 대해 보다 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter, an electrophoretic display device according to the related art will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 종래에 따른 전기영동 표시장치를 개략적으로 나타낸 단면도이다.2 is a schematic cross-sectional view of a conventional electrophoretic display device.
도시한 바와 같이, 종래에 따른 전기영동 표시장치(100)는 대향 합착되며, 화상을 구현하는 표시 영역과 이를 제외한 비표시 영역으로 각각 구분된 제 1 및 제 2 기판(105, 110)과, 상기 제 1 및 제 2 기판(105, 110) 사이에 개재된 잉크층(115)을 포함한다. 상기 잉크층(115)은 마주보는 면에 대응하여 투명한 물질로 이루어진 제 1 및 제 2 플라스틱 시트(175, 176)와, 상기 제 1 및 제 2 플라스틱 시트(175, 176) 사이에 축중합 반응을 통해 하전된 다수의 블랙 안료(182)와 화이트 안료(184)가 채워진 다수의 캡슐(180)을 포함한다. 일반적으로, 상기 블랙 안료(182)는 (+) 극성, 화이트 안료(84)는 (-) 극성으로 각각 하전된다.As shown, the conventional electrophoretic display device 100 is opposed to each other, and the first and
이때, 상기 제 1 기판(105)은 투명한 플라스틱 재질이 이용될 수 있으며, 이러한 제 1 기판(105)은 생략할 수도 있다. 상기 제 2 기판(110)은 유리나 플라스틱과 같은 투명한 재질이 이용되거나, 스테인리스(stainless)나 크롬과 같은 불투명한 도전성 물질이 이용될 수 있다.In this case, a transparent plastic material may be used for the
상기 제 2 기판(110)은 화소 영역(P)과 스위칭 영역(T)으로 구분된다. 상기 제 2 기판(110) 상의 스위칭 영역(S)에 대응하여 박막트랜스터(T)가 구성된다. 상기 박막트랜지스터(T)는 일 방향으로 구성된 게이트 배선(미도시)에서 연장된 게이 트 전극(125)과, 상기 게이트 전극(125)을 덮는 게이트 절연막(145)과, 상기 게이트 절연막(145) 상의 게이트 전극(125)과 중첩된 반도체층(142)과, 상기 반도체층(142) 상에 위치하고, 상기 게이트 배선과 수직 교차하여 화소 영역(P)을 정의하는 데이터 배선(130)과, 상기 데이터 배선(130)에서 연장된 소스 전극(132)과, 상기 소스 전극(132)과 이격된 드레인 전극(134)을 포함한다.The
상기 게이트 전극(125)과, 소스 전극(132)과 드레인 전극(134)은 전기 전도도가 우수한 구리(Cu), 알루미늄(Al) 및 알루미늄 합금(AlNd)을 포함하는 불투명한 도전성 금속 물질을 이용하고 있다. 상기 반도체층(142)은 순수 비정질 실리콘(a-si:H)으로 이루어진 액티브층(140)과, 불순물을 포함하는 비정질 실리콘(n+ a-si:H)으로 이루어진 오믹 콘택층(141)을 포함한다. 도면으로 제시하지는 않았지만, 결정질 실리콘을 이용하여 반도체층(142)을 형성할 수도 있다.The
상기 박막트랜지스터(T)의 상부 전면에는 드레인 전극(134)을 노출하는 드레인 콘택홀(CH1)을 포함하며, 벤조싸이클로부텐과 포토 아크릴을 포함하는 유기절연물질 그룹 중 선택된 하나로 보호막(155)이 구성된다. 상기 보호막(155) 상에는 드레인 콘택홀(CH1)을 통해 드레인 전극(134)과 접촉된 화소 전극(170)이 화소 영역(P)에 대응하여 판상의 패턴으로 형성된다.The upper surface of the thin film transistor T includes a drain contact hole CH1 exposing the
상기 제 1 기판(105)의 하부 전면에는 인듐-틴-옥사이드(ITO)와 인듐-징크-옥사이드(IZO)를 포함하는 투명한 도전성 물질 그룹 중 선택된 하나로 공통 전극(190)이 구성된다.The common electrode 190 is formed on the lower front surface of the
전술한 구성을 갖는 전기영동 표시장치(150)는 자연광이나 실내광을 포함하 는 외부광을 광원으로 이용하고, 스위칭 역할을 하는 박막트랜지스터(T)에 의해 (+) 극성 또는 (-) 극성을 선택적으로 인가받는 화소 전극(170)이 캡슐(180) 내부에 채워진 다수의 블랙 안료(182)와 화이트 안료(184)의 위치 변화를 유도하여 영상을 구현하게 된다.The
즉, 선택적으로 박막트랜지스터(T)를 제어하여, 화소 전극(170)에 (+) 극성 또는 (-) 극성을 띠게 하면, 상기 제 1 기판(110)의 상부에서 입사되는 외부광(EL)은 제 1 기판(105)을 통과한 후, 화소 전극(170)에 의해 상측 또는 하측으로 끌어당겨진 블랙 안료(182) 또는 화이트 안료(184)에 의해 반사된 반사광(RL)이 다시 제 1 기판(105)을 빠져나오면서 영상을 구현할 수 있게 된다.That is, when the thin film transistor T is selectively controlled to make the
전술한 구성을 갖는 전기영동 표시장치(100)의 제 2 기판(이하, 기판이라 약칭함.) 상에 게이트 배선 및 게이트 전극(125), 반도체층(142), 소스 및 드레인 전극(132, 134)과 화소 전극(170)을 형성하는 각각의 공정 간에는 노광 공정을 진행하기에 앞서, 미스 얼라인(mis-align)을 방지하기 위한 목적으로 화상을 구현하지 않는 비표시 영역(NAA)의 일 측 더미 부분에 검사 영역을 설계하고, 공정 진행 간 정밀한 제어가 가능할 수 있도록 다수의 프로세스 키(미도시)를 형성하고, 노광기로부터 빛을 조사하는 포토 얼라인(photo align)으로 다수의 프로세스 키와 마스크를 위치 정렬시킨 후 노광 공정을 진행하게 된다.The gate wiring and the
상기 다수의 프로세스 키를 이용한 포토 얼라인에 대해서는 이하 첨부한 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하도록 한다.A photo align using the plurality of process keys will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
도 3은 종래의 제 1 예에 따른 프로세스 키를 이용한 포토 얼라인을 설명하 기 위한 도면으로, 도 2와 동일한 명칭에 대해서는 동일한 도면 번호를 부여하였다.3 is a view for explaining a photo align using a process key according to a first example of the related art, and the same reference numerals are assigned to the same names as in FIG. 2.
도시한 바와 같이, 노광척(175) 상부에는 화상을 구현하지 않는 비표시 영역의 일 측 더미 부분에 검사 영역(DA)이 정의된 제 2 기판(110, 이하 기판이라 약칭함)이 위치한다. 상기 기판(110)은 투명한 유리나 플라스틱 재질로 구성된다.As illustrated, a second substrate 110 (hereinafter, referred to as a substrate) in which an inspection area DA is defined is positioned at one dummy portion of the non-display area that does not implement an image on the
상기 기판(110) 상의 검사 영역(DA)에는 화상을 구현하는 표시 영역(미도시)에 대응된 게이트 배선 또는 데이터 배선(미도시)과 동일층에서 동일한 물질로 일정한 간격으로 이격 구성된 다수의 프로세스 키(160)와, 상기 다수의 프로세스 키(160)의 상부로 산화 실리콘(SiO2)과 질화 실리콘(SiNx)을 포함하는 무기절연물질 그룹 중 선택된 하나로 구성된 게이트 절연막(145)과, 상기 게이트 절연막(145)의 상부 전면으로 반도체 물질층(142a)이 차례로 적층 형성된다.In the inspection area DA on the
상기 반도체 물질층(142a)은 다결정 실리콘(poly si)으로 이루어진 단일층 또는, 순수 비정질 실리콘(a-Si:H)과 불순물을 포함하는 비정질 실리콘(n+ a-Si:)이 차례로 적층된 이중층으로 구성될 수 있다. 도면으로 상세히 제시하지는 않았지만, 상기 반도체 물질층(142a)의 상부 전면으로는 포토레지스트가 도포된 감광층(미도시)이 더욱 구성된다.The
상기 감광층이 형성된 기판(110)과 이격된 상부에는 투과부와 차단부로 이루어진 마스크(미도시)가 위치하게 된다. 상기 차단부는 빛을 완전히 차단하는 기능을 하고, 상기 투과부는 빛을 투과시켜 빛에 노출된 감광층이 화학적 변화를 일으 켜 완전 노광될 수 있도록 하는 기능을 한다.A mask (not shown) including a transmissive part and a blocking part is positioned above the
이러한 마스크와 이격된 상부에는 노광기(미도시)가 위치하게 되고, 이러한 노광기와 이격된 일 측의 검사 영역(DA)에 대응하여 노광기로부터 조사된 빛을 다수의 프로세스 키(160)에 조사하여 재반사되는 빛을 검출하기 위한 검사 장비(미도시)가 위치하게 된다.An exposure device (not shown) is positioned above the mask, and the plurality of
일반적으로, 상기 노광척(175)은 노광기로부터 조사되는 빛을 모두 흡수할 수 있는 무반사처리(Anti-reflect treatment)된 세라믹 계열의 물질이 이용되는 바, 다수의 프로세스 키(160)를 제외한 부분으로 조사된 빛은 노광척(175)에 의해 모두 흡수된다.In general, the
따라서, 상기 다수의 프로세스 키(160)에 의해 재반사된 빛을 검사 장비로 인식하는 것을 통해 기판(110)과 마스크를 정 위치에 정렬시키는 포토 얼라인 공정을 진행하게 된다. 즉, 포토 얼라인 공정이란 다수의 프로세스 키(160)에 의해 재반사된 빛만을 검사 장비로 인식 및 검출하는 것을 통해 다수의 프로세스 키(160)를 매개로 기판(110)과 마스크를 정확히 정렬시키는 공정을 말한다.Therefore, the photo alignment process of aligning the
이러한 포토 얼라인 공정을 통해 기판(110)과 마스크가 정렬되면, 노광기를 이용한 노광 공정과, 현상액을 이용한 현상 공정과, 식각액을 이용한 식각 공정을 통해 상기 표시 영역에 대응된 다수의 게이트 전극(도 2의 125)과 각각 중첩된 상부와, 다수의 프로세스 키(160)와 각각 중첩된 상부에 다수의 반도체층(도 2의 142) 및 다수의 반도체 패턴(미도시)을 각각 형성하게 된다. 즉, 전술한 다수의 프로세스 키(160)를 이용한 포토 얼라인 공정은 기판(110) 상에 각 배선 및 전극을 차례로 적층 형성하는 단계 마다 반복적으로 진행하게 된다.When the
그러나, 전술한 전기영동 표시장치(150) 및 플렉시블 표시장치와 같이 휘는 특성을 가지는 기판(110)의 경우 스테인리스나 크롬을 포함하는 불투명한 도전성 물질 그룹 중 선택된 하나로 기판(110)을 제작하고 있는 추세이나, 이러한 금속 물질로 이루어진 기판(110)의 경우 기판(110) 자체에 존재하는 스크래치(scratch)나 이물이 포토 얼라인 공정을 진행할 때, 간섭 효과를 일으켜 미스 얼라인을 발생시키는 문제를 유발하고 있다.However, in the case of the
이에 대해서는 이하 첨부한 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하도록 한다.This will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
도 4a는 종래의 제 2 예에 따른 프로세스 키를 이용한 포토 얼라인을 설명하기 위한 도면이고, 도 4b는 도 4a의 검사 영역에 대응된 부분을 확대하여 나타낸 평면도로, 도 3과 동일한 명칭에 대해서는 동일한 도면 번호를 사용하며, 중복 설명은 생략하도록 한다.4A is a view illustrating a photo alignment using a process key according to a second example of the related art. FIG. 4B is an enlarged plan view of a portion corresponding to the inspection area of FIG. 4A. The same reference numerals are used, and redundant description will be omitted.
도 4a와 도 4b에 도시한 바와 같이, SUS(stainless)나 크롬(Cr)을 포함하는 불투명한 도전성 물질 그룹 중 선택된 하나로 구성된 기판(110)은 그 노출된 표면이 불규칙하기 때문에 평탄화를 위한 목적으로 기판(110)의 상부 전면으로 버퍼층(112)을 형성하게 된다. 이러한 버퍼층(112)은 포토 아크릴 계열의 유기절연물질 그룹 중 선택된 하나로 그 두께는 1.5μm 정도로 구성된다.As shown in FIGS. 4A and 4B, the
상기 버퍼층(112) 상의 검사 영역(DA)에는 다수의 프로세스 키(160)와, 상기 다수의 프로세스 키(160)의 상부를 덮는 게이트 절연막(145)과, 상기 게이트 절연막(145)의 상부 전면에 위치하는 반도체 물질층(142a)과, 상기 반도체 물질 층(142a)의 상부를 덮는 감광층(미도시)이 차례로 적층 구성된다.In the inspection area DA on the
이때, 상기 감광층이 형성된 기판(110)과 이격된 상부에는 투과부와 차단부로 이루어진 마스크가 위치하게 된다. 이러한 마스크와 이격된 상부에는 노광기가 위치하게 되고, 노광기와 이격된 일 측으로 검사 장비가 위치한다.In this case, a mask including a transmissive part and a blocking part is positioned above the
그러나, 불투명한 도전성 금속 물질로 이루어진 기판(110)의 경우 기판(110) 자체에 존재하는 스크래치(162)나 이물(164)이 포토 얼라인 공정을 진행할 때 간섭 효과를 일으키는 노이즈(noise)로 작용하여 검사 장비가 다수의 프로세스 키(160)의 위치를 정확히 인식하지 못한 상태에서 노광 공정을 진행하게 되는 미스 얼라인의 발생으로 공정 수율이 현격히 저하되고 있는 상황이다.However, in the case of the
또한, 상기 노광기로부터 조사된 광원이 기판(110)의 하부에 위치하는 노광척(175)에 흡수되는 것이 아니라, 불투명한 도전성 물질로 이루어진 기판(110)에 의해 일부의 빛은 흡수 또는 산란되고, 나머지 빛은 재반사되는 결과를 초래하는 바, 다수의 프로세스 키(160)를 이용한 포토 얼라인 공정을 진행하는 데 한계에 봉착한 상황이다.In addition, a light source irradiated from the exposure machine is not absorbed by the
또한, 전술한 구성에서, 포토 아크릴 계열의 물질로 이루어진 버퍼층(112)은 108 정도의 유전율을 가지는데, 이러한 버퍼층(112)은 표시 영역(미도시)에 대응하여 다수의 프로세스 패턴(160)과 동일층에서 동일한 물질로 이루어진 게이트 배선 또는 데이터 배선과 도전성 물질로 이루어진 기판(110) 간의 유전체층으로 작용하여 기생 커패시턴스를 발생시키게 되고, 이러한 기생 커패시턴스에 의해 박막트랜 지스터의 구동 특성에 악 영향을 미치는 요인으로 작용한다.In addition, in the above-described configuration, the
본 발명은 전술한 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로, 불투명한 도전성 물질로 이루어진 기판을 이용하는 표시장치에서의 포토 얼라인 공정 간 미스 얼라인에 의한 공정 불량을 방지하여 생산 수율을 개선하는 것을 목적으로 한다.Disclosure of Invention The present invention has been made to solve the above-described problem, and an object thereof is to improve production yield by preventing process defects caused by misalignment between photo alignment processes in a display device using a substrate made of an opaque conductive material. do.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 프로세스 키를 포함하는 표시장치는 노광척 상에 화상을 구현하는 표시 영역과, 이를 제외한 비표시 영역으로 구분되고, 상기 비표시 영역의 일측 더미 부분에 검사 영역이 정의되는 불투명한 도전성 물질로 이루어진 기판을 마스크와 정렬시키기 위한 포토 얼라인 공정을 진행하는 데 있어서, 상기 기판의 상부에 레진 계열의 물질로 이루어진 버퍼층과; 상기 버퍼층 상의 상기 검사 영역에 대응하여 각각 이격 구성된 다수의 프로세스 키와; 상기 다수의 프로세스 키의 상부를 덮는 절연막과; 상기 절연막 상의 반도체 물질층을 포함하는 것을 특징으로 한다.A display device including a process key according to the present invention for achieving the above object is divided into a display area for implementing an image on an exposure chuck and a non-display area except this, and inspects one dummy portion of the non-display area. A photo-alignment process for aligning a substrate made of an opaque conductive material defining an area with a mask, comprising: a buffer layer formed of a resin-based material on the substrate; A plurality of process keys each spaced corresponding to the inspection area on the buffer layer; An insulating film covering an upper portion of the plurality of process keys; And a semiconductor material layer on the insulating film.
상기 버퍼층과 다수의 프로세스 키의 사이 공간에는 무기절연물질이나 유기절연물질 그룹 중 선택된 하나로 층간 절연막이 형성된다. 상기 버퍼층은 적, 녹, 청 및 흑을 포함하는 레진 계열의 물질 그룹 중 선택된 하나로 형성된 것을 특징으로 한다.An interlayer insulating layer is formed in the space between the buffer layer and the plurality of process keys with one selected from a group of inorganic insulating materials and organic insulating materials. The buffer layer is formed of one selected from the group of resin-based materials including red, green, blue, and black.
또한, 상기 버퍼층은 1.5 ~ 2.5μm의 두께로 형성되며, 그 유전율은 1012 ~ 1020 인 것을 특징으로 한다.In addition, the buffer layer is formed to a thickness of 1.5 ~ 2.5μm, the dielectric constant is characterized in that 10 12 ~ 10 20 .
상기 다수의 프로세스 키는 게이트 배선 또는 데이터 배선과 동일층 동일 물질로 형성된다. 상기 기판은 SUS와 크롬을 포함하는 도전성 물질 그룹 중 선택된 하나로 형성된 것을 특징으로 한다.The plurality of process keys are formed of the same material as the gate wiring or the data wiring. The substrate may be formed of one selected from the group of conductive materials including SUS and chromium.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 프로세스 키를 포함하는 표시장치의 포토 얼라인 방법은 반도체 물질층의 상부를 덮는 감광층을 형성하는 단계와; 상기 감광층과 이격된 상부로 마스크와, 상기 마스크와 이격된 일 측으로 검사 장비를 배치시키는 단계와; 상기 마스크와 이격된 상부에 위치하는 노광기로부터의 광원을 상기 검사 영역에 대응된 기판에 조사하는 단계와; 상기 검사 영역에 대응된 상기 다수의 프로세스 키를 제외한 부분으로 조사된 빛은 상기 버퍼층에 모두 흡수되고, 상기 다수의 프로세스 키에 반사된 빛만을 상기 검사 장비로 검출하여 상기 기판과 마스크를 얼라인하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.A photo-alignment method of a display device including a process key according to the present invention for achieving the above object comprises the steps of forming a photosensitive layer covering the upper portion of the semiconductor material layer; Arranging a mask to the top spaced apart from the photosensitive layer and inspection equipment to one side spaced apart from the mask; Irradiating a substrate corresponding to the inspection area with a light source from an exposure apparatus located above the mask; The light irradiated to the portion except for the plurality of process keys corresponding to the inspection area is absorbed by the buffer layer, and only the light reflected by the plurality of process keys is detected by the inspection equipment to align the substrate and the mask. Characterized in that it comprises a step.
본 발명에서는 첫째, 불투명한 도전성 물질로 이루어진 기판 상에 빛을 흡수할 수 있는 레진 계열의 물질로 이루어진 버퍼층을 형성하는 것을 통해 기판 자체의 스크레치나 이물에 의한 간섭 효과를 배제할 수 있어 정확한 포토 얼라인 공정을 진행할 수 있다.In the present invention, first, by forming a buffer layer made of a resin-based material capable of absorbing light on a substrate made of an opaque conductive material, it is possible to eliminate the interference effect caused by scratches or foreign substances on the substrate itself, so that accurate photo freezing is achieved. Phosphorus process can be performed.
둘째, 불투명한 도전성 물질로 이루어진 기판 상에 유전율이 1012 ~ 1020 인 레진 계열의 물질로 이루어진 버퍼층을 형성하는 것을 통해 기판과 어레이 소자 간의 기생 커패시턴스에 의한 영향을 최소화할 수 있다.Second, by forming a buffer layer made of a resin-based material having a dielectric constant of 10 12 to 10 20 on a substrate made of an opaque conductive material, it is possible to minimize the influence of parasitic capacitance between the substrate and the array device.
--- 실시예 ------ Example ---
본 발명은 불투명한 도전성 물질로 이루어진 기판을 포함하는 표시장치에 있어서, 프로세스 키를 이용한 얼라인 공정 중 기판의 스크래치나 이물에 의한 간섭에 따른 노이즈 불량을 방지할 수 있도록 기판 상에 빛을 흡수할 수 있는 레진으로 이루어진 버퍼층을 형성한 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, a display device including a substrate made of an opaque conductive material may absorb light on the substrate so as to prevent noise defects due to scratching or foreign matter caused by foreign matter during the alignment process using the process key. Characterized in that a buffer layer made of a resin that can be formed.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 5a와 도 5b는 다수의 프로세스 키를 포함하는 표시장치용 어레이 모기판을 개략적으로 나타낸 각각의 평면도로, 2 장의 표시장치를 제작할 수 있는 모기판을 일 예로 설명하도록 한다.5A and 5B are plan views schematically illustrating array mother substrates for a display device including a plurality of process keys, and a mother substrate for manufacturing two display devices will be described as an example.
도 5a와 도 5b에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 다수의 프로세스 키를 포함하는 표시장치용 어레이 모기판(210a)은 화상을 구현하는 표시 영역(AA)과 이를 제외한 비표시 영역(NAA)으로 구분된다. 상기 비표시 영역(NAA)의 일 측의 더미 부분에는 다수의 검사 영역(DA)이 위치하게 된다.As shown in FIGS. 5A and 5B, an
이때, 상기 다수의 검사 영역(DA)에는 다수의 프로세스 키(260)를 형성하고, 이러한 다수의 프로세스 키(260)를 이용하여 포토 얼라인 공정을 진행하게 된다.In this case, a plurality of
이러한 포토 얼라인 공정에 있어서, 노광기의 종류에 따라 프로세스 키(260)의 수 및 설계 위치는 달라질 수 있다. 즉, 도 5a에 도시한 바와 같이, 다수의 프로세스 키(260)를 1매의 표시장치 당 6부분, 즉 2매의 표시장치를 제작할 수 있는 모기판(210a)의 경우 프로세스 키(260)를 12부분에 각각 형성할 수 있고, 도 5b에 도시한 바와 같이, 다수의 프로세스 키(260)를 1매의 표시장치 당 2부분, 즉 네 가장자리의 모퉁이에 해당하는 4부분에 각각 형성할 수도 있다. 따라서, 이러한 프로세스 키(260)는 공정 조건에 따라 그 수 및 설계 위치에 있어서 다양하게 변경될 수 있다.In such a photo align process, the number and design positions of the
도 6은 본 발명에 따른 프로세스 키를 이용한 얼라인 방법을 설명하기 위한 도면이고, 도 7은 도 6의 검사 영역에 대응된 부분을 확대하여 나타낸 평면도이다.6 is a view for explaining an alignment method using a process key according to the present invention, and FIG. 7 is an enlarged plan view of a portion corresponding to the inspection area of FIG. 6.
우선, 도 6에 도시한 바와 같이, 노광척(275) 상부에 SUS(stainless)와 크롬(Cr)을 포함하는 불투명한 도전성 물질 그룹 중 선택된 하나로 구성된 기판(210)과, 상기 기판(210)의 평탄화를 위한 목적으로 기판(210)의 상부 전면을 덮는 버퍼층(212)과, 상기 버퍼층(212) 상부를 덮는 층간 절연막(214)과, 상기 층간 절연막(214) 상의 화상을 구현하지 않는 비표시 영역(도 5a, 5b의 NAA)의 일 측 더미 부분에 위치하는 검사 영역(DA)에 대응된 다수의 프로세스 키(260)와, 상기 다수의 프로세스 키(260)의 상부를 덮는 게이트 절연막(245)과, 상기 게이트 절연막(245) 상의 반도체 물질층(242a)이 차례로 적층 구성된다.First, as shown in FIG. 6, the
상기 노광척(275)은 노광기(미도시)로부터 조사되는 빛을 모두 흡수할 수 있 는 무반사처리(Anti-reflect treatment)된 세라믹 계열의 물질 중에서 선택될 수 있다.The
특히, 본 발명에서는 불투명한 도전성 물질 그룹으로 이루어진 기판(210) 상에 빛을 흡수할 수 있는 물질로 버퍼층(212)을 형성한 것을 특징으로 하는 바, 이러한 물질로는 적, 녹, 청 및 흑을 포함하는 레진(resin) 계열을 일 예로 들 수 있다.In particular, the present invention is characterized in that the
상기 버퍼층(212)은 표시 영역에 형성될 게이트 배선 또는 데이터 배선과의 절연 특성을 확보할 수 있도록 1.5μm ~ 2.5μm, 바람직하게는 2.0μm로 형성하며, 유전율이 1012 ~ 1020 을 갖도록 혼합된 레진 계열의 물질을 이용하는 것이 바람직하다.The
상기 층간 절연막(214)은 어레이 소자의 신뢰성과 버퍼층(212)의 평탄화를 위해 형성하는 것으로 필요에 따라서는 생략할 수 있다. 이러한 층간 절연막(214)은 산화 실리콘(SiO2)과 질화 실리콘(SiNx)을 포함하는 무기절연물질이나 벤조싸이클로부텐(Benzocyclobutene)이나 포토 아크릴(photo acryl)을 포함하는 유기절연물질 그룹 중 선택된 하나로 형성된다.The interlayer insulating
이때, 상기 반도체 물질층(242a)은 다결정 실리콘(poly si)으로 이루어진 단일층 또는, 순수 비정질 실리콘(a-Si:H)과 불순물을 포함하는 비정질 실리콘(n+ a-Si:)이 차례로 적층된 이중층으로 구성될 수 있다. 도면으로 상세히 제시하지는 않았지만, 상기 반도체 물질층(242a)의 상부 전면으로는 포토레지스트가 도포된 감광 층(미도시)을 더욱 구성한다.In this case, the semiconductor material layer 242a may be formed by stacking a single layer made of poly si or pure silicon (a-Si: H) and amorphous silicon (n + a-Si :) including impurities in this order. It may consist of a double layer. Although not shown in detail in the drawings, a photoresist layer (not shown) coated with a photoresist is further formed on the upper front surface of the semiconductor material layer 242a.
상기 감광층이 형성된 기판(210)과 이격된 상부에는 투과부와 차단부로 이루어진 마스크가 위치하게 된다. 상기 차단부는 빛을 완전히 차단하는 기능을 하고, 상기 투과부는 빛을 투과시켜 빛에 노출된 감광층이 화학적 변화를 일으켜 완전 노광될 수 있도록 하는 기능을 한다.A mask including a transmissive part and a blocking part is positioned above the
이러한 마스크와 이격된 상부에는 노광기(미도시)가 위치하게 되고, 이러한 노광기와 이격된 일 측의 검사 영역(DA)에 대응하여 노광기로부터의 광원을 다수의 프로세스 키(160)에 조사하여 재반사되는 빛을 검출하기 위한 검사 장비(미도시)가 위치하게 된다.An exposure device (not shown) is positioned above the mask, and the light source from the exposure device is irradiated to the plurality of
상기 다수의 프로세스 키(260)에 의해 재반사된 빛을 검사 장비로 인식하는 것을 통해 기판(210)과 마스크를 정 위치에 정렬시키는 포토 얼라인 공정을 진행하게 된다.The photo alignment process of aligning the
이때, 본 발명에서는 노광기로부터의 광원을 다수의 프로세스 키(260)에 조사하게 되면, 상기 다수의 프로세스 키(260)를 제외한 부분(F)으로 조사된 빛은 버퍼층(212)에 의해 모두 흡수될 수 있고, 상기 다수의 프로세스 키(260)에 조사된 빛(G)이 재반사되므로, 이러한 다수의 프로세스 키(260)에 의해 재반사된 빛(H) 만을 검사 장비로 인식 및 검출하는 것을 통해 포토 얼라인 공정을 정밀하게 제어하는 것이 가능하게 된다.In this case, when the light source from the exposure machine is irradiated to the plurality of
즉, 본 발명에서와 같이 빛을 흡수할 수 있는 레진 계열의 물질로 버퍼층(212)을 형성하게 되면, 포토 얼라인 공정 시 다수의 프로세스 키(260)를 제외한 부분에서 빛의 반사가 없기 때문에 기판(210) 자체에 스크레치나 이물이 존재하더라도 기판(210) 상부를 덮는 버퍼층(212)을 통해 모두 흡수할 수 있으므로 간섭 효과에 의한 노이즈의 발생이 일어나지 않아 정확한 얼라인 공정을 진행할 수 있게 된다.That is, when the
이러한 포토 얼라인 공정을 통해 기판(210)과 마스크가 정렬되면, 노광기를 이용한 노광 공정과, 현상액을 이용한 현상 공정과, 식각액을 이용한 식각 공정을 통해 상기 표시 영역에 대응된 다수의 게이트 전극과 각각 중첩된 상부와, 다수의 프로세스 키(260)와 각각 중첩된 상부로 다수의 반도체층(미도시) 및 다수의 반도체 패턴(미도시)을 각각 형성하게 된다. 즉, 전술한 다수의 프로세스 키(260)를 이용한 포토 얼라인 공정은 기판(210) 상에 각 배선 및 전극을 차례로 적층 형성하는 단계 마다 반복적으로 진행하게 된다.When the
또한, 본 발명에서와 같이 1012 ~ 1020 의 유전율을 가지는 레진 계열의 물질로 버퍼층(212)을 형성할 경우, 게이트 배선 또는 데이터 배선과 기판(210) 간의 기생 커패시턴스에 의한 영향을 최소화할 수 있게 된다.In addition, when the
따라서, 본 발명에서는 불투명한 도전성 물질로 이루어진 기판(210)을 적용하더라도, 기판(210) 상에 빛을 흡수할 수 있는 레진 계열의 물질로 버퍼층(212)이 형성되기 때문에 정확한 포토 얼라인 공정이 가능해지는 바, 미스 얼라인에 의한 공정 불량을 최소화하는 것을 통해 생산 수율을 향상시킬 수 있게 된다.Therefore, in the present invention, even if the
지금까지, 본 발명에서는 전기영동 표시장치에 대해 일관되게 설명하였으나, 이는 예시적인 것이 불과하며, 불투명한 도전성 물질로 이루어진 기판을 적용하는 대부분의 표시장치에 적용될 수 있다.Up to now, the present invention has been described consistently with respect to the electrophoretic display, but this is merely illustrative and can be applied to most display devices employing a substrate made of an opaque conductive material.
따라서, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 정신 및 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서 다양하게 변형 및 변경할 수 있다는 것은 자명한 사실일 것이다.Therefore, it will be apparent that the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications and changes can be made without departing from the spirit and spirit of the present invention.
도 1은 전기영동 표시장치의 구동 원리를 설명하기 위한 도면.1 is a view for explaining a driving principle of an electrophoretic display.
도 2는 종래에 따른 전기영동 표시장치를 개략적으로 나타낸 단면도.2 is a schematic cross-sectional view of a conventional electrophoretic display.
도 3은 종래의 제 1 예에 따른 프로세스 키를 이용한 포토 얼라인을 설명하기 위한 도면.3 is a view for explaining photo alignment using a process key according to a first example of the related art.
도 4a는 종래의 제 2 예에 따른 프로세스 키를 이용한 포토 얼라인을 설명하기 위한 도면.4A is a view for explaining photo alignment using a process key according to a second conventional example.
도 4b는 도 4a의 검사 영역에 대응된 부분을 확대하여 나타낸 평면도.4B is an enlarged plan view of a portion corresponding to the inspection area of FIG. 4A;
도 5a와 도 5b는 다수의 프로세스 키를 포함하는 표시장치용 어레이 모기판을 개략적으로 나타낸 각각의 평면도.5A and 5B are respective plan views schematically illustrating an array mother substrate for a display device including a plurality of process keys.
도 6은 본 발명에 따른 프로세스 키를 이용한 얼라인 방법을 설명하기 위한 도면.6 is a view for explaining an alignment method using a process key according to the present invention;
도 7은 도 6의 검사 영역에 대응된 부분을 확대하여 나타낸 평면도.7 is an enlarged plan view of a portion corresponding to the inspection area of FIG. 6;
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명** Explanation of symbols for the main parts of the drawings *
210 : 기판 212 : 버퍼층210: substrate 212: buffer layer
214 : 층간 절연막 242a : 반도체 물질층214: interlayer insulating film 242a: semiconductor material layer
245 : 게이트 절연막 260 : 프로세스 키245: gate insulating film 260: process key
275 : 노광척275: exposure chuck
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