KR20110057497A - 표시기판 및 이의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

표시기판 및 이의 제조방법에서, 표시기판은 기판과, 기판상에 형성된 게이트 배선 및 게이트 배선과 교차하는 데이터 배선과, 게이트 및 데이터 배선과 전기적으로 연결된 박막 트랜지스터와, 박막 트랜지스터가 형성된 기판상에 형성되고, 아연산화물, 구리산화물 및 아연-구리 산화물 복합체 중 적어도 하나이상의 물질로 이루어진 차광층과 각 화소에 대응하여 차광층이 형성된 기판상에 형성된 화소전극을 포함한다. 따라서, 차광층은 자외선 영역과 가시광선 영역을 모두 차단하여, 광차단성을 증가시켜 표시품질을 향상시킬 수 있다.
차광층, 아연산화물, 구리산화물

Description

표시기판 및 이의 제조방법{DISPLAY SUBSTRATE AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 표시기판 및 이의 제조방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는 표시품질을 향상시키기 위한 표시기판 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 액정표시장치는 신호 배선들에 의해 복수의 화소부가 정의되고 각 화소부에는 스위칭 소자(thin film transistor)가 형성된 표시 기판과, 상기 표시 기판과 대향하여 배치되며, 상기 표시 기판과 결합하여 액정층을 수용하는 대향 기판을 포함한다. 상기 대향 기판에는 상기 각 화소부에 대응하여 컬러필터가 형성되며, 상기 컬러필터들 사이에는 상기 화소부들 사이에서 발생하는 누설광을 차단하기 위해 블랙 매트릭스가 형성된다.
최근에는 어레이 기판 위에 칼라필터를 형성하는 COA(color filter on array) 방식 또는 칼라필터와 블랙 매트릭스를 모두 어레이 기판 위에 형성하는 방식 BOA(black matrix on array) 방식이 주목받고 있다. COA 또는 BOA 방식에 의하면 상부 기판과의 얼배선 마진을 고려할 필요가 없어 화소의 개구율이 향상되며, 상부 기판을 단순화하여 원가가 절감되는 장점이 있다.
블랙 매트릭스를 이루는 물질로 금속이 사용될 경우, 금속 반사로 인하여 시인성이 저하되는 문제를 가지고 있다. 또한, 카본 블랙을 사용하는 블랙 매트릭스의 경우 분산이 어려우며, 분산 정도에 따라 광차단성이 나빠지는 문제점이 있다. 또한 금속과 카본 블랙이 다량 함유된 블랙 매트릭스의 경우 도전성으로 인하여 블랙 매트릭스와 화소 전극간의 전류 누설을 야기할 수 있다.
이에 본 발명의 기술적 과제는 이러한 점에서 착안된 것으로, 본 발명의 목적은 표시 품질을 향상시키기 위한 표시 기판을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 표시 기판의 제조 방법을 제공하는 것이다.
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시기판은 기판상에 형성된 게이트 배선, 상기 게이트 배선과 교차하는 데이터 배선, 상기 게이트 배선 및 상기 데이터 배선과 전기적으로 연결된 박막 트랜지스터, 상기 박막 트랜지스터가 형성된 상기 기판상에 배치되어 광을 차단하고, 아연산화물, 구리산화물 및 아연-구리 산화물 복합체 중 적어도 하나이상의 물질로 이루어진 차광층, 및 상기 박막 트랜지스터와 전기적으로 연결된 화소전극을 포함한다.
본 발명의 실시예에서, 상기 차광층의 두께는 약 1000Å 내지 약 1200Å일 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 상기 아연산화물은 약 100nm 내지 약 380nm의 파장범 위의 광을 흡수할 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 상기 구리산화물은 약 380nm 내지 약 770nm의 파장범위의 광을 흡수할 수 있다.
상기한 본 발명의 다른 목적을 달성하기 위하여, 일 실시예에 다른 표시기판의 제조 방법에서, 기판상에 게이트 배선과 상기 게이트 배선과 교차하는 데이터 배선에 연결되는 박막 트랜지스터를 형성한다. 상기 박막 트랜지스터가 형성된 상기 기판상에 아연산화물, 구리산화물 및 아연-구리 산화물 복합체 중 적어도 하나이상의 물질을 포함하는 차광층을 형성한다. 상기 박막 트랜지스터와 전기적으로 연결된 화소전극을 형성한다.
본 발명의 실시예에서, 상기 차광층을 형성하는 단계는 아연산화물 및 구리산화물의 복합 분말을 광경화 물질에 혼합한 광경화층을 기판에 형성하는 단계 및 상기 광경화층을 패터닝하여 상기 박막 트랜지스터가 형성된 영역 위에 상기 차광층을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 상기 아연산화물 및 구리산화물의 복합 분말은 구리 산화물 분말에 상기 구리 산화물보다 크기가 작은 아연산화물을 코팅하여 형성할 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 상기 광경화 물질은 아크릴 수지를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 상기 차광층을 형성하는 단계는, 상기 아연-구리 산화물 복합체를 상온에서 스퍼터링 방법으로 기판에 증착하는 단계 및 상기 증착된 상기 아연-구리 산화물 복합체를 패터닝하여 상기 박막 트랜스터가 형성된 영역 위 에 상기 차광층을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 상기 아연-구리 산화물 복합체는 상기 아연산화물 및 상기 구리 산화물을 혼합 건조 후 분말로 제작한 후 소결하여 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 상기 아연-구리 산화물 복합체는 구리산화물에 대한 아연산화물의 질량비가 약 1.5 내지 약 2.33일 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 상기 아연-구리 산화물 복합체는 비정질 상태로 증착될 수 있다.
본 발명에 따른 표시기판 및 이의 제조방법에 의하면, 기판상에 아연산화물, 구리산화물 및 아연-구리 산화물 복합체 중 적어도 하나이상의 물질로 이루어진 차광층이 형성되고, 상기 아연산화물은 자외선 영역의 파장범위의 광을 흡수하며, 상기 구리산화물은 가시광선 영역의 파장범위의 광을 흡수한다. 이에따라, 상기 차광층은 자외선 영역과 가시광선 영역의 광을 모두 차단하여, 광차단성을 증가시켜 표시장치의 표시품질을 향상시킬 수 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 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, 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 의미 와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 기판의 평면도이다. 도 2는 도 1의 I-I'배선을 따라 절단한 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 표시기판(100)은 기판(110), 게이트 배선들(GL), 데이터 배선들(DL), 스위칭 소자(TFT), 패시베이션층(160), 차광층(170) 및 화소전극(180)을 포함한다.
상기 게이트 배선(GL)들은 제1 방향(x)으로 연장되고, 상기 데이터 배선(DL)들은 상기 제1 방향(x)과 교차하는 제2 방향(y)으로 연장된다.
상기 스위칭 소자(TFT)는 상기 게이트 배선(GL)과 상기 데이터 배선(DL)이 교차하는 영역에 형성된다. 일예에 따르면, 상기 게이트 배선(GL)들과 데이터 배선(DL)들에 의해 복수의 화소부(P)들이 정의된다. 다른 예에 따르면, 상기 화소부(P)들은 상기 화소전극(180)이 형성된 영역에 의해 정의된다. 상기 스위칭 소자(TFT)는 게이트 배선(DL)을 통해 인가되는 스캔 신호에 반응하여 데이터 배선(DL)을 통해 인가되는 화소 전압을 화소 전극(180)에 인가한다.
상기 스위칭 소자(TFT)는 게이트 전극(120), 게이트 절연막(130), 소스 전극(154), 드레인 전극(156) 및 액티브층(140)을 포함한다. 상기 게이트 전극(120)은 상기 게이트 배선(GL)으로부터 연장되어 형성되며, 상기 게이트 배선(GL)은 일례로, 알루미늄과 몰리브덴(Al/Mo), 또는 티타늄과 구리(Ti/Cu)의 이중층으로 형성될 수 있다.
상기 게이트 전극(120)상에는 상기 게이트 절연막(130)이 형성된다. 상기 게이트 절연막(130)은 일례로, 질화 실리콘(SiNx) 또는 산화 실리콘(SiOx)으로 형성된다.
상기 소스 전극(154)은 상기 데이터 배선(DL)으로부터 연결되어 형성되며, 상기 게이트 절연막(130)상에서 상기 게이트 전극(120)과 일부 영역이 중첩되도록 형성된다. 상기 데이터 배선(DL)은 일례로, 몰리브덴, 알루미늄, 몰리브덴(Mo/Al/Mo)의 삼중층 또는 티타늄과 구리(Ti/Cu)의 이중층으로 형성될 수 있다.
상기 드레인 전극(156)은 상기 소스 전극(154)으로부터 소정간격 이격되어 형성되며, 상기 게이트 절연막(130)상에 상기 게이트 전극(120)과 일부 영역이 중첩되도록 형성된다.
상기 소스 전극(154) 및 상기 드레인 전극(156)과 상기 게이트 절연막(130) 사이에는 상기 소스 전극(154) 및 상기 드레인 전극(156)과 동일하게 패터닝된 상기 액티브층(140)이 형성된다. 상기 액티브층(140)은 비정질 실리콘(a-Si:H)층(140a) 및 n+비정질 실리콘(n+ a-Si:H)으로 이루어진 오믹 콘택층(140b)이 적층된 구조이다. 상기 소스 전극(154) 및 상기 드레인 전극(156)은 상기 액티브층(140)과 전기적으로 연결된다. 상기 액티브층(140)에는 상기 게이트 배선(GL)에 인가된 스캔 신호에 의해 전기적 채널이 형성된다. 따라서, 데이터 배선(DL)에 인가된 화소 전압은 상기 액티브층(140) 및 드레인 전극(156)을 통해 화소 전극(180)에 인가된다.
상기 패시베이션층(160)은 상기 스위칭 소자(TFT)가 형성된 상기 기판(110) 상에 상기 스위칭 소자(TFT)를 덮도록 형성된다. 상기 패시베이션층(160)은 예를 들어, 실리콘 질화막(SiNx) 또는 실리콘 산화막(SiOx)으로 형성할 수 있으며, 플라즈마 화학 기상 증착 방법을 이용하여 형성할 수 있다. 상기 패시베이션층(160)은 상기 드레인 전극(156)의 일단부를 노출시키는 콘택홀(CH)이 형성된다.
상기 차광층(170)은 상기 스위칭 소자(TFT)와 대응하는 상기 패시베이션층(160)상에 형성된다. 또한 상기 차광층(170)은 게이트 라인(GL) 및 데이터 라인(DL)이 형성된 영역의 상기 패시베이션층(160)상에 형성된다. 상기 차광층(170)의 두께는 약 1000Å 내지 약 1200Å이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 상기 차광층(170)은 아연산화물(ZnO) 및 구리산화물(CuO)을 포함한다. 상기 차광층(170)은 감광성 유기 조성물, 예를 들어, 광경화형 아크릴계 바인더 수지를 더 포함한다. 상기 아연산화물은 약 100nm 내지 약 370nm의 파장범위의 광을 흡수한다. 상기 구리산화물은 약 380nm 내지 약 770nm의 파장범위의 광을 흡수한다. 이에 따라, 상기 기판(110)에 상기 차광층(170)을 형성함으로써, 하부로 배면광이 제공되는 것을 차단할 수 있다. 또한, 상기 차광층(170)은 자외선 영역과 가시광선 영역을 모두 차단하여, 광차단성을 증가시켜 표시품질을 향상시킬 수 있다.
상기 화소전극(180)은 상기 차광층(170)이 형성된 상기 패시베이션층(160)상에 각 화소부(P)와 대응하여 형성된다. 상기 화소전극(180)은 광이 투과할 수 있는 투명한 도전성 물질로 형성된다. 상기 투명한 도전성 물질은 일례로서, 인듐 징크 옥사이드(Indium Zinc Oxide : IZO) 또는 인듐 틴 옥사이드(Indium Tin Oxide : ITO)로 이루어진다. 상기 화소 전극(180)은 상기 콘택홀(CH)을 통해 상기 드레인 전극(156)과 접촉하며, 상기 드레인 전극(156)으로부터 화소 전압을 인가 받는다.
도 3a 내지 도 3e는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시기판의 제조방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 3a를 참조하면, 기판(110)상에 금속층(미도시)을 증착하고, 사진-식각 공정으로 상기 금속층(미도시)을 패터닝하여 게이트 배선(GL) 및 게이트 전극(120)을 형성한다. 상기 금속층은 예를 들면, 알루미늄, 몰리브덴(Al/Mo)의 이중층으로 형성될 수 있다. 상기 게이트 배선(GL)은 기판(110)상에 제1 방향(x)으로 연장되고, 상기 게이트 전극(120)은 상기 게이트 배선(DL)으로부터 돌출되어 형성된다.
상기 게이트 전극(120)이 형성된 기판(110)상에 화학 기상 증착 방법(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition)을 이용하여 질화 실리콘(SiNx) 또는 산화 실리콘(SiOx)으로 이루어진 게이트 절연막(130)을 형성한다.
상기 게이트 절연막(130)상에 실리콘 타겟을 이용한 스퍼터링(sputtering)방법으로 비정질 실리콘층(Amorphous silicon)(140a)을 형성한다. 상기 스퍼터링 방법은 대체로, 섭씨 300도 내지 섭씨 400도의 고온에서 진행되는 플라즈마 화학 기상 증착법과 달리, 섭씨 100도 이하의 저온에서 공정 진행이 가능하다.
상기 비정질 실리콘층(140a) 상에 플라즈마 화학 기상 증착 방법을 이용하여 오믹 콘택층(140b)을 형성한다. 상기 오믹 콘택층(140b)은 이온 주입된 비정질 실리콘층으로 이루어진다. 상기 이온으로는 n형 이온 또는 p형 이온이 주입될 수 있다. 따라서, 상기 비정질 실리콘층(140a) 및 오믹 콘택층(140b)이 적층된 구조의 액티브층(140)이 형성된다.
도 3b를 참조하면, 상기 액티브층(140)이 형성된 게이트 절연막(130)상에 금속층(미도시)를 증착한다. 상기 금속층을 일례로 스퍼터링 방법으로 증착된다. 상기 금속층은 예를 들면, 몰리브덴, 알루미늄, 몰리브덴(Mo/Al/Mo)의 삼중층으로 형성될 수 있다. 사진-식각 공정으로 상기 비정질 실리콘층(140a), 상기 오믹 콘택층(140b) 및 상기 금속층(미도시)을 동시에 패터닝하여, 데이터 배선(DL), 소스전극(154) 및 드레인 전극(156)을 형성한다.
상기 데이터 배선(DL)은 상기 게이트 배선(GL)과 교차하는 제2 방향(y)으로 연장되며, 상기 게이트 배선(GL)과 교차하여 복수의 단위 화소(P)를 정의한다. 따라서, 각 화소부(P)에는 게이트 전극(120), 소스 전극(154), 드레인 전극(156), 및 액티브층(140)을 포함하는 스위칭 소자(TFT)가 형성된다.
상기 스위칭 소자(TFT)가 형성된 게이트 절연막(130)상에 패시베이션층(160)을 증착한다. 상기 패시베이션층(160)은 예를 들어, 실리콘 질화막(SiNx) 또는 실리콘 산화막(SiOx)으로 형성할 수 있으며, 플라즈마 화학 기상 증착 방법을 이용하여 형성할 수 있다.
도 3c 및 3d를 참조하면, 상기 패시베이션층(160)상에 아연산화물(ZnO) 및구리산화물(CuO)을 포함하는 감광성 유기 조성물을 도포하여 차광층(170)을 형성한다. 약 0.1um 내지 약 10um의 구리산화물(CuO) 표면에 졸-겔 방법, 혼합용액을 침전 또는 분무 건조하는 방법으로 나노 아연산화물(ZnO) 또는 상기 구리산화물(CuO)보다 크기가 작은 아연산화물(ZnO)을 코팅하여, 상기 도 3d의 상기 아연산화 물(ZnO) 및 상기 구리산화물(CuO)의 복합 분말을 제작한다.
상기 아연산화물(ZnO) 및 상기 구리산화물(CuO)의 복합분말에 감광성 유기조성물, 예를 들어, 광경화형 아크릴계 바인더 수지를 혼합한다. 이어서, 상기 아연산화물(ZnO) 및 구리산화물(CuO)의 복합 분말을 상기 광경화형 아크릴계 바인더 수지에 혼합한 광경화층을 기판에 증착하고, 마스크를 이용하여 패터닝하여 상기 스위칭 소자(TFT)에 대응하는 상기 차광층(170)을 형성한다.
또한 상기 차광층(170)은 게이트 라인(GL) 및 데이터 라인(DL)이 형성된 영역의 상기 패시베이션층(160)상에 형성된다. 상기 차광층(170)은 일례로, 약 1000Å 내지 약 1200Å의 두께로 형성한다. 상기 아연산화물은 약 100nm 내지 약 370nm의 파장범위의 광을 흡수한다. 상기 구리산화물은 약 380nm 내지 약 770nm의 파장범위의 광을 흡수한다.
도 3e를 참조하면, 상기 차광층(170)이 형성된 패시베이션막(160)을 패터닝하여 상기 드레인 전극(156)의 일부를 노출시키는 콘택홀(CH)을 형성한 후, 상기 패시베이션막(160)상에 투명한 도전성물질(미도시)를 도포한다. 상기 투명한 도전성 물질은 일례로, 인듐 징크 옥사이드(Indium Zinc Oxide : IZO) 또는 인듐 틴 옥사이드(Indium Tin Oxide : ITO)로 형성할 수 있다. 상기 투명한 도전성 물질을 사진-식각 공정으로 패터닝하여, 각 화소부(P)에 대응하는 화소전극(180)을 형성한다. 상기 화소 전극(180)은 상기 콘택홀(CH)을 통해 상기 드레인 전극(156)과 접촉한다.
도 4는 본 발명의 아연산화물(ZnO)의 자외선 차단 효과를 설명하기 위한 그 래프이다.
도 4를 참조하면, 상기 아연산화물에 의한 280nm 파장대의 광흡수율은 대략 1이고, 320nm 파장대의 광흡수율은 대략 0.9이며, 360nm 파장대의 광흡수율은 대략 0.9이다. 380nm 파장대보다 큰 영역에서는 광흡수율이 0.2 이하로 급격히 줄어드는 것을 확인할 수 있다. 예를들어, 400nm 파장대에서 광흡수율은 대략 0.175이고, 440nm 파장대에서 광흡수율은 대략 0.1이하이며, 480nm 파장대에서 광흡수율은 대략 0.05 정도이다.
이처럼, 상기 아연산화물은 약 380nm 미만의 파장범위대의 광을 흡수함에 따라, 우수한 자외선 차단효과를 나타냄을 알 수 있다. 따라서, 자외선의 파장범위가 100nm 내지 400nm인 점을 고려할 때, 본 발명에 따라 채용되는 아연산화물에 의해 자외선이 효과적으로 차단되는 것을 확인할 수 있다.
도 5는 본 발명의 구리산화물(CuO)의 가시광선 차단 효과를 설명하기 위한 그래프이다. 특히, 산소 기체 유량 속도를 달리하여 증착된 구리산화물 박막의 550nm 파장대에서의 투과율을 나타낸 그래프가 도시된다.
도 5를 참조하면, 상기 구리산화물(CuO)은 가시광선 파장대인 550nm에서 10% 미만의 투과율을 갖는 것을 알 수 있다. 따라서, 상기 구리산화물은 약 380nm 내지 약 770nm의 파장범위대의 광을 흡수함에 따라, 우수한 가시광선 차단효과를 나타냄을 알 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시기판에 따르면, 기판(110)상에 아연산화물(ZnO) 및 구리산화물(CuO)을 포함하는 차광층(170)이 형성되고, 상기 아연산화 물(ZnO)은 자외선 영역의 파장범위의 광을 흡수하고, 상기 구리산화물(CuO)은 가시광선 영역의 파장범위의 광을 흡수한다. 이에따라, 상기 차광층(170)은 자외선 영역과 가시광선 영역을 모두 차단하여, 광차단성을 증가시켜 표시품질을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 표시기판은 차광층이 아연-구리 산화물 복합체(ZnCuO)로 형성된다는 것을 제외하면 상기 도 2에 도시된 표시기판과 실질적으로 동일하므로 대응하는 요소에 대해서는 대응하는 참조번호를 사용하고, 중복된 설명은 생략한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 표시기판(미도시)은 기판, 게이트 배선들, 데이터 배선들, 스위칭 소자, 패시베이션층, 차광층, 및 화소전극을 포함한다.
상기 차광층은 아연산화물(ZnO) 및 구리산화물(CuO)의 복합체인 아연-구리 산화물 복합체(ZnCuO)를 포함한다. 상기 아연-구리 산화물 복합체(ZnCuO)는 구리산화물(CuO)에 대한 아연산화물(ZnO)의 질량비가 약 1.5 내지 약 2.33로 조합되어, 상온에서 스퍼터링 방법으로 상기 패시베이션층상에 증착된다. 상기 아연산화물은 약 100nm 내지 약 370nm의 파장범위의 광을 흡수한다. 상기 구리산화물은 약 380nm 내지 약 770nm의 파장범위의 광을 흡수한다. 이에 따라, 상기 기판에 상기 차광층을 형성함으로써, 하부로 배면광이 제공되는 것을 차단할 수 있다.
또한, 상기 차광층은 자외선 영역과 가시광선 영역을 모두 차단하여, 광차단성을 증가시켜 표시품질을 향상시킬 수 있다.
도 6a 내지 도 6e는 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시기판의 제조방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 표시기판의 제조방법은 차광층이 아연-구리 산화물 복합체(ZnCuO)로 형성된다는 것을 제외하면 상기 도 3에 도시된 표시기판의 제조방법과 실질적으로 동일하므로 대응하는 요소에 대해서는 대응하는 참조번호를 사용하고, 중복된 설명은 생략한다.
도 6a 및 도 6b를 참조하면, 상기 기판(210)상에 게이트 전극(220), 게이트 절연층(230), 액티브층(240), 소스전극(254), 드레인 전극(256), 및 패시베이션층(260)을 순차적으로 형성한다.
도 6c 및 6d를 참조하면, 상기 패시베이션층(260)상에 아연-구리 산화물 복합체(ZnCuO)를 스퍼터링 방법으로 증착하여 차광층(270)을 형성한다. 이때 상기 아연-구리 산화물 복합체(ZnCuO)의 비율은 구리산화물(CuO)에 대한 아연산화물(ZnO)의 질량비가 약 1.5 내지 약 2.33이다. 상기 질량비로 혼합된 아연산화물(ZnO) 및 구리산화물(CuO)을 혼합 건조후 분말로 제작한 후 소결하여 아연-구리 산화물 복합체(ZnCuO)를 제조한다.
상기 아연-구리 산화물 복합체(ZnCuO)를 열처리 없이 상온에서 스퍼터링 방법을 통해, 결정이 제어된 비정질 상태로 상기 패시베이션층(160)상에 증착한다. 여기에 네거티브형 포토레지스트를 증착하고 사진-식각 공정을 거쳐 상기 포토레지스트층을 식각하여 상기 스위칭 소자(TFT)에 대응하는 상기 차광층(270)을 형성한다. 본 실시예에서, 상온은 섭씨 24도일 수 있다.
또한 상기 차광층(170)은 게이트 라인(GL) 및 데이터 라인(DL)이 형성된 영 역의 상기 패시베이션층(160)상에 형성된다. 상기 차광층(170)은 일례로, 약 1000Å 내지 약 1200Å의 두께로 형성한다. 상기 아연산화물은 약 100nm 내지 약 370nm의 파장범위의 광을 흡수한다. 상기 구리산화물은 약 380nm 내지 약 770nm의 파장범위의 광을 흡수한다.
도 6e를 참조하면, 상기 차광층(270)이 형성된 패시베이션막(260)을 패터닝하여 상기 드레인 전극(256)의 일부를 노출시키는 콘택홀(CH)을 형성한 후, 상기 패시베이션막(160)상에 투명한 도전성물질을 도포하여 각 화소부(P)에 대응하는 화소전극(280)을 형성한다. 상기 화소 전극(280)은 상기 콘택홀(CH)을 통해 상기 드레인 전극(256)과 접촉한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시기판에 따르면, 기판(210)상에 아연-구리 산화물 복합체(ZnCuO)를 포함하는 차광층(270)이 형성되고, 상기 아연-구리 산화물 복합체(ZnCuO)의 아연산화물(ZnO)은 자외선 영역의 파장범위의 광을 흡수하고, 구리산화물(CuO)은 가시광선 영역의 파장범위의 광을 흡수한다. 이에따라, 상기 차광층(270)은 자외선 영역과 가시광선 영역을 모두 차단하여, 광차단성을 증가시켜 표시품질을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 표시기판에 의하면, 기판상에 아연산화물, 구리산화물 및 아연-구리 산화물 복합체 중 적어도 하나 이상의 물질로 이루어진 차광층이 형성되고, 상기 아연산화물은 자외선 영역의 파장범위의 광을 흡수하고, 상기 구리산화물은 가시광선 영역의 파장범위의 광을 흡수한다. 이에따라, 상기 차광층 은 자외선 영역과 가시광선 영역의 광을 모두 차단하여, 광차단성을 증가시켜 표시장치의 표시품질을 향상시킬 수 있다.
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.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 기판의 평면도이다.
도 2는 도 1의 I-I'라인을 따라 절단한 단면도이다.
도 3a 내지 도 3e는 본 발명의 일 실시예에 다른 표시기판의 제조방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 4는 본 발명의 아연산화물의 자외선 차단 효과를 설명하기 위한 그래프이다.
도 5는 본 발명의 구리산화물의 가시광선 차단 효과를 설명하기 위한 그래프이다.
도 6a 내지 도 6e는 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시기판의 제조방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
110 : 기판 120 : 게이트 전극
130 : 게이트 절연막 140 : 액티브층
140a : 비정질 실리콘층 140b : 오믹 콘택층
154: 소스 전극 156 : 드레인 전극
160 : 패시베이션층 170 : 차광층
180: 화소 전극

Claims (14)

  1. 기판상에 형성된 게이트 배선;
    상기 게이트 배선과 교차하는 데이터 배선;
    상기 게이트 배선 및 상기 데이터 배선과 전기적으로 연결된 박막 트랜지스터;
    상기 박막 트랜지스터가 형성된 상기 기판상에 배치되어 광을 차단하고, 아연산화물, 구리산화물 및 아연-구리 산화물 복합체 중 적어도 하나이상의 물질로 이루어진 차광층; 및
    상기 박막 트랜지스터와 전기적으로 연결된 화소전극을 포함하는 표시 기판.
  2. 제1항에 있어서, 상기 차광층의 두께는 1000Å 내지 1200Å인 것을 특징으로 하는 표시기판.
  3. 제1항에 있어서, 상기 아연산화물은 100nm 내지 380nm의 파장범위의 광을 흡수하는 것을 특징으로 하는 표시기판.
  4. 제1항에 있어서, 상기 구리산화물은 380nm 내지 770nm의 파장범위의 광을 흡수하는 것을 특징으로 하는 표시기판.
  5. 기판상에 게이트 배선과 상기 게이트 배선과 교차하는 데이터 배선에 연결되는 박막 트랜지스터를 형성하는 단계;
    상기 박막 트랜지스터가 형성된 상기 기판상에 아연산화물, 구리산화물 및 아연-구리 산화물 복합체 중 적어도 하나 이상의 물질을 포함하는 차광층을 형성하는 단계; 및
    상기 박막 트랜지스터와 전기적으로 연결된 화소전극을 형성하는 단계를 포함하는 표시 기판의 제조 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 차광층을 형성하는 단계는,
    아연산화물 및 구리산화물의 복합 분말을 광경화 물질에 혼합한 광경화층을 기판에 형성하는 단계; 및
    상기 광경화층을 패터닝하여 상기 박막 트랜지스터가 형성된 영역 위에 상기 차광층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 기판의 제조 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 아연산화물 및 구리산화물의 복합 분말은 구리 산화물 분말에 상기 구리 산화물보다 크기가 작은 아연산화물을 코팅하여 형성하는 것을 특징으로 하는 표시 기판의 제조 방법.
  8. 제6항에 있어서, 상기 광경화 물질은 아크릴 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 기판의 제조 방법.
  9. 제5항에 있어서, 상기 차광층을 형성하는 단계는,
    상기 아연-구리 산화물 복합체를 상온에서 스퍼터링 방법으로 기판에 증착하는 단계; 및
    상기 증착된 상기 아연-구리 산화물 복합체를 패터닝하여 상기 박막 트랜스터가 형성된 영역 위에 상기 차광층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 기판의 제조 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 아연-구리 산화물 복합체는 상기 아연산화물 및 상기 구리 산화물을 혼합 건조 후 분말로 제작한 후 소결하여 형성된 것을 특징으로 하는 표시 기판의 제조 방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 아연-구리 산화물 복합체는 구리산화물에 대한 아연산화물의 질량비가 1.5 내지 2.33인 것을 특징으로 하는 표시 기판의 제조 방법.
  12. 제9항에 있어서, 상기 아연-구리 산화물 복합체는 비정질 상태로 증착되는 것을 특징으로 하는 표시 기판의 제조 방법.
  13. 제5항에 있어서, 상기 아연산화물은 100nm 내지 380nm의 파장범위의 광을 흡수하는 것을 특징으로 하는 표시기판의 제조방법.
  14. 제5항에 있어서, 상기 구리산화물은 380nm 내지 770nm의 파장범위의 광을 흡수하는 것을 특징으로 하는 표시기판의 제조방법.
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