KR20100022707A - 액정 표시 장치 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 색 필터 및 차광 부재를 화소 전극과 동일한 표시판에 형성하는 구조에서 차광 부재 형성 시 얼라인 키의 인식을 용이하게 하는 것으로서, 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법은 제1 기판 위에 게이트 전극을 포함하는 게이트선 및 얼라인 키를 형성하는 단계, 게이트선 및 얼라인 키 위에 게이트 절연막을 형성하는 단계, 게이트 절연막 위에 반도체, 소스 전극을 포함하는 데이터선 및 소스 전극과 마주하는 드레인 전극을 형성하는 단계, 게이트 절연막 및 데이터선 위에 차광막을 형성하는 단계, 차광막에 파장이 1000nm 이상의 적외선을 투과하여 얼라인 키를 인식하는 단계, 차광막을 노광 및 현상하여 게이트선 및 데이터선 위에 화소 영역을 구획하도록 차광 부재를 형성하는 단계, 차광 부재에 의해 구획된 화소 영역에 색 필터를 형성하는 단계, 차광 부재 및 색 필터 위에 보호막을 형성하는 단계, 보호막 및 색 필터에 드레인 전극을 노출하는 접촉구를 형성하는 단계, 그리고 보호막 위에 접촉구를 통하여 드레인 전극과 연결되는 화소 전극을 형성하는 단계를 포함한다.
이와 같이, 색 필터 및 차광 부재를 화소 전극과 동일한 표시판에 형성하는 구조에서 차광 부재 형성 시 얼라인 키의 인식을 용이하게 하여 공정 시간을 단축시킬 수 있다.
액정 표시 장치, 얼라인 키, 블랙 매트릭스 노광

Description

액정 표시 장치 및 그 제조 방법{LIQUID CRYSTAL DISPLAY AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것이다.
액정 표시 장치는 현재 가장 널리 사용되고 있는 평판 표시 장치 중 하나로서, 전극이 형성되어 있는 두 장의 표시판과 그 사이에 삽입되어 있는 액정층으로 이루어져 전극에 전압을 인가하여 액정층의 액정 분자들을 재배열시킴으로써 투과되는 빛의 양을 조절하는 표시 장치이다.
액정 표시 장치 중에서도 현재 주로 사용되는 것은 전기장 생성 전극이 두 표시판에 각각 구비되어 있는 구조이다. 이 중에서도, 하나의 표시판(이하 '박막 트랜지스터 표시판'이라 한다)에는 복수의 박막 트랜지스터와 화소 전극이 행렬의 형태로 배열되어 있고, 다른 표시판(이하 '공통 전극 표시판'이라 한다)에는 적색, 녹색 및 청색의 색 필터가 형성되어 있고 그 전면을 공통 전극이 덮고 있는 구조가 주류이다.
그러나, 이러한 액정 표시 장치는 화소 전극과 색 필터가 다른 표시판에 형성되므로 화소 전극과 색 필터 사이에 정확한 정렬(align)이 곤란하여 정렬 오차가 발생할 수 있다.
이를 해결하기 위하여, 색 필터 및 블랙 매트릭스(black matrix)라 하는 차광 부재를 화소 전극과 동일한 표시판에 형성하는 구조가 제안되었다.
액정 표시 장치의 제조 과정에서 노광 및 현상 공정을 실시하여 구조물을 형성하는 경우, 노광의 정확한 위치를 판단하기 위하여 얼라인 키(align key)가 요구된다.
하지만, 차광 부재를 형성하기 위한 노광을 실시할 경우, 차광 부재의 특성상 얼라인 키를 인식하기가 어려우며, 얼라인 키를 인식하기 위하여 얼라인 키 부분의 차광막을 레이저로 제거한 후, 얼라인 키를 인식하는 것을 용이하게 한다. 이 경우, 얼라인 키 부분의 차광막을 일일이 레이저로 제거하기 때문에 공정 시간이 길어지고, 레이저로 차광막을 제거 시 하부의 얼라인 키까지 손상이 발생할 수 있고, 또한, 제거된 차광막이 기판 내에 이물질로 되는 문제점이 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 색 필터 및 차광 부재를 화소 전극과 동일한 표시판에 형성하는 구조에서 차광 부재 형성 시 얼라인 키의 인식을 용이하게 하는 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법은 기판 위에 금속으로 얼라인 키를 형성하는 단계, 차광막을 형성하는 단계, 차광막에 적외선을 투과하여 얼라인 키를 인식하는 단계, 차광막을 노광 및 현상하여 차광 부재를 형성하는 단계를 포함한다.
적외선의 파장은 1000nm 이상일 수 있다.
차광막의 적외선 투과율은 60% 이상일 수 있다.
차광막은 카본 블랙의 함량이 7% 이하일 수 있다.
차광막은 유기 블랙 물질로 형성할 수 있다.
적외선의 파장은 1500nm 이상일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치는 기판, 기판 위에 금속으로 형성되어 있는 얼라인 키, 그리고 차광 부재를 포함하고, 차광 부재는 적외선의 투과율이 60% 이상이다
차광막은 카본 블랙의 함량이 7% 이하일 수 있다.
차광막은 유기 블랙 물질로 형성할 수 있다.
적외선의 파장은 1000nm 이상일 수 있다.
적외선의 파장은 1500nm 이상일 수 있다.
본 발명의 실시예에 의하면, 색 필터 및 차광 부재를 화소 전극과 동일한 표시판에 형성하는 구조에서 차광 부재 형성 시 얼라인 키의 인식을 용이하게 하여 공정 시간을 단축시킬 수 있다.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참고로 하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.
우선, 본 발명의 따른 액정 표시 장치에 대하여 도 1 내지 도 3을 참고하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 박막 트랜지스터 표시판의 모기판의 평면도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 배치도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 단면도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 박막 트랜지스터 표시판의 모기판(1000)에는 6 개의 박막 트랜지스터 표시판(100A, 100B, 100C, 100D, 100E, 100F)가 형성되어 있다. 그리고, 박막 트랜지스터 표시판의 개수는 6 개 이상일 수 있다.
박막 트랜지스터 표시판(100A, 100B, 100C, 100D, 100E, 100F)의 각각의 모서리부분의 박막 트랜지스터 표시판의 모기판(1000)에는 얼라인 키(align key)(800)가 형성되어 있다. 이러한 얼라인 키(800)는 박막 트랜지스터 표시 판(100A, 100B, 100C, 100D, 100E, 100F)의 제조 공정 중 노광 공정을 실시하는 경우, 노광 위치를 정확하게 판단하기 위한 것이다.
도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치는 박막 트랜지스터 표시판(100) 및 이와 마주하는 공통 전극 표시판(200), 그리고 두 표시판(100, 200) 사이에 있는 액정층(3)을 포함한다.
먼저, 박막 트랜지스터 표시판(100)에 대하여 설명한다.
유리 또는 플라스틱 따위의 절연 물질로 만들어진 기판(110) 위에 게이트 전극(124)을 포함하는 복수의 게이트선(121), 그 위에는 게이트 절연막(140), 복수의 반도체(154), 복수의 저항성 접촉 부재(163, 165), 복수의 데이터선(171) 및 복수의 드레인 전극(175)이 차례로 형성되어 있다.
게이트선(121)은 게이트 신호를 전달하며 주로 가로 방향으로 뻗어 있다.
데이터선(171)은 데이터 신호를 전달하며 주로 세로 방향으로 뻗어 게이트선(121)과 교차한다. 각 데이터선(171)은 게이트 전극(124)을 향하여 뻗은 복수의 소스 전극(173)을 포함한다. 드레인 전극(175)은 데이터선(171)과 분리되어 있으며 게이트 전극(124)을 중심으로 소스 전극(173)과 마주한다.
반도체(154)는 게이트 전극(124) 위에 위치하며 그 위의 저항성 접촉 부재(163, 165)는 반도체(154)와 데이터선(171) 및 드레인 전극(175) 사이에만 배치되어 이 둘 사이의 접촉 저항을 낮추어 준다.
하나의 게이트 전극(124), 하나의 소스 전극(173) 및 하나의 드레인 전극(175)은 반도체(154)와 함께 하나의 박막 트랜지스터(thin film transistor, TFT)를 이루며, 박막 트랜지스터의 채널(channel)은 소스 전극(173)과 드레인 전극(175) 사이의 반도체(154)에 형성된다.
게이트선(171) 및 데이터선(171) 위에는 차광 부재(220)가 형성되어 있고, 차광 부재(220)가 구획하는 화소 영역 내에 색 필터(230R, 230G, 230B) 가 형성되어 있다. 차광 부재(220)는 카본 블랙(carbon black)의 함량이 7% 이하이며, 또한, 카본 블랙을 포함하지 않고, 페릴렌 블랙(perylene black) 또는 아닐린 블랙(aniline black) 같은 유기 블랙 물질만 포함할 수 있다. 이러한 차광 부재(220)는 적외선 투과율이 60% 이상이다. 이 때, 적외선의 파장은 1000nm 이상이고, 1500nm 이상인 것이 더 바람직하다.
색 필터(230R, 230G, 230B) 위에 보호막(180)이 형성되어 있다. 보호막(180) 및 색 필터(230R, 230G, 230B)에는 드레인 전극(175)을 드러내는 접촉구(185)가 형성되어 있다.
보호막(180) 위에는 화소 전극(191)이 형성되어 있으며, 접촉구(185)를 통하여 드레인 전극(175)과 연결되어 있다.
공통 전극 표시판(200)은 박막 트랜지스터 표시판(100)과 마주 보며, 기판(210)과 그 위에 형성되어 있는 공통 전극(270)을 포함한다. 그러나 공통 전극(270)은 박막 트랜지스터 표시판(100)에 형성될 수도 있다.
공통 전극 표시판(200)과 박막 트랜지스터 표시판(100) 사이에는 액정층(3)이 위치한다.
그러면 도 2 및 도 3에 도시한 액정 표시 장치의 제조 방법에 대하여 도 4 내지 도 7을 도 2 및 도 3를 함께 참고하여 설명한다.
도 4 내지 도 7은 도 2 및 도 3의 액정 표시 장치의 제조 방법을 차례로 도시한 단면도이다.
먼저 도 4에 도시한 바와 같이, 절연 기판(110) 위에 게이트 전극(124)을 포함하는 게이트선(121), 얼라인 키(800), 게이트 절연막(140), 반도체(154), 저항성 접촉층(163, 165), 소스 전극(173)을 포함하는 데이터선(171) 및 드레인 전극(175)을 형성한 후, 데이터선(171) 및 드레인 전극(175)를 포함하는 게이트 절연막(140)의 전면에 차광막(220a)을 도포한다.
이 때, 얼라인 키(800)는 게이트선(121)을 형성하는 물질과 동일한 물질로 형성하며, 차광막(220a)은 카본 블랙의 함량이 7% 이하이다. 또한, 차광막(220a)은 카본 블랙을 포함하지 않고, 페릴렌 블랙(perylene black) 또는 아닐린 블랙(aniline black) 같은 유기 블랙 물질만 포함할 수 있다.
이어서, 도 5에 도시한 바와 같이, 절연 기판(110)의 배면에서 파장이 1000nm 이상인 적외선을 투과하여 얼라인 키(800)를 인식한다. 차광막(220a)의 카본 블랙 함량이 7% 이하이므로, 적외선의 차광막(220a) 투과율은 60% 이상이고, 차광막(220a)을 투과한 적외선은 대물렌즈(1100) 및 광학 유닛(1200)을 거쳐 적외선 인식 카메라(1300)로 얼라인 키(800)를 인식하게 된다.
이 때, 파장이 1500nm 이상인 적외선을 투과하는 것이 더 바람직하다.
이와 같이, 차광막(220a)으로 도포된 얼라인 키(800)를 적외선을 투과시켜 인식하여 차광막(220a)의 정확한 노광 위치를 판단할 수 있다.
이어서, 도 6에 도시한 바와 같이, 차광막(220a)을 노광하고 현상하여 게이트선(121)과 데이터선(171) 위에 차광 부재(220)를 형성한다.
이어서, 도 7에 도시한 바와 같이, 차광 부재(220)에 의해 구획된 각 영역에 색 필터(230R, 230G, 230B)를 형성한 후, 색 필터(230R, 230G, 230B) 및 차광 부재(220) 위에 보호막(180)을 형성한 다음, 보호막(180) 및 색 필터(230R, 230G, 230B)에 드레인 전극(175)을 드러내는 접촉구(185)를 형성한다.
그 다음, 보호막(180) 위에 접촉구(185)를 통하여 드레인 전극(175)에 연결되는 화소 전극(191)을 형성한다.
공통 전극 표시판(200)은 절연 기판(210) 위에 공통 전극(270)을 형성한다.
다음 박막 트랜지스터 표시판(100)과 공통 전극 표시판(200) 중 하나 위에 액정(310)을 적하한 후, 두 표시판(100, 200)을 합착(assembly)한다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다. 예컨대, 본 실시예는 액정 표시 장치를 다루고 있으나, 본 발명은 간격재를 포함하는 다른 여러 종류의 표시 장치에 적용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 박막 트랜지스터 표시판의 모기판의 평면도이고,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 배치도이고,
도 3은 도 2의 액정 표시 장치를 III-III 선을 따라 잘라 도시한 단면도이고,
도 4 내지 도 7는 도 2 및 도 3의 액정 표시 장치의 제조 방법을 차례로 도시한 단면도이다.
<도면 부호의 설명>
100: 박막 트랜지스터 표시판 110, 210: 기판
121: 게이트선 124: 게이트 전극
171: 데이터선 175: 드레인 전극
180: 보호막 185: 접촉구
191: 화소 전극 200: 공통 전극 표시판
220: 차광 부재 230R, 230G, 230B: 색 필터
270: 공통 전극 800: 얼라인 키

Claims (11)

  1. 기판 위에 금속으로 얼라인 키를 형성하는 단계,
    차광막을 형성하는 단계,
    상기 차광막에 적외선을 투과하여 상기 얼라인 키를 인식하는 단계, 그리고
    상기 차광막을 노광 및 현상하여 차광 부재를 형성하는 단계
    를 포함하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  2. 제1항에서,
    상기 적외선의 파장은 1000nm 이상인 액정 표시 장치의 제조 방법.
  3. 제2항에서,
    상기 차광막의 적외선 투과율은 60% 이상인 액정 표시 장치의 제조 방법.
  4. 제3항에서,
    상기 차광막은 카본 블랙의 함량이 7% 이하인 액정 표시 장치의 제조 방법.
  5. 제3항에서,
    상기 차광막은 유기 블랙 물질로 형성하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  6. 제1항에서,
    상기 적외선의 파장은 1500nm 이상인 액정 표시 장치의 제조 방법.
  7. 기판,
    상기 기판 위에 금속으로 형성되어 있는 얼라인 키, 그리고
    차광 부재를 포함하고,
    차광 부재는 적외선의 투과율이 60% 이상인 액정 표시 장치.
  8. 제7항에서,
    상기 차광 부재는 카본 블랙의 함량이 7% 이하인 액정 표시 장치.
  9. 제7항에서,
    상기 차광 부재는 유기 블랙 물질로 이루어진 액정 표시 장치.
  10. 제7항에서,
    상기 적외선의 파장은 1000nm 이상인 액정 표시 장치.
  11. 제10항에서,
    상기 적외선의 파장은 1500nm 이상인 액정 표시 장치.
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