KR20160113422A - 표시 장치, 광마스크 및 이를 이용한 표시 장치의 제조 방법 - Google Patents

표시 장치, 광마스크 및 이를 이용한 표시 장치의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 표시 장치, 광마스크 및 이를 이용한 표시 장치의 제조 방법에 관한 것으로서, 특히 차광 부재와 박막 트랜지스터가 동일한 기판 위에 위치하는 표시 장치, 광마스크 및 이를 이용한 표시 장치의 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치는 서로 마주하는 제1 기판 및 제2 기판, 상기 제1 기판 위에 위치하는 박막 트랜지스터, 상기 박막 트랜지스터 위에 위치하는 제1 절연층, 그리고 상기 제1 절연층 위에 위치하는 차광 부재를 포함하고, 상기 차광 부재는 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이의 셀갭을 유지하는 스페이서 및 상기 스페이서의 윗면보다 낮은 윗면을 가지는 메인 차광부를 포함하고, 상기 스페이서와 상기 메인 차광부 사이의 경계에는 상기 메인 차광부의 윗면보다 낮게 파인 홈이 위치한다.

Description

표시 장치, 광마스크 및 이를 이용한 표시 장치의 제조 방법{DISPLAY DEVICE, OPTICAL MASK AND MANUFACTURING OF DISPLAY DEVICE USINH THE SAME}
본 발명은 표시 장치, 광마스크 및 이를 이용한 표시 장치의 제조 방법에 관한 것으로서, 특히 차광 부재와 박막 트랜지스터가 동일한 기판 위에 위치하는 표시 장치, 광마스크 및 이를 이용한 표시 장치의 제조 방법에 관한 것이다.
액정 표시 장치(liquid crystal display, LCD), 유기 발광 표시 장치(organic light emitting diode display) 등의 표시 장치는 일반적으로 스위칭 소자를 포함하는 복수의 화소 및 복수의 신호선이 구비된 표시판, 그리고 구동부를 포함한다.
이중 액정 표시 장치는 현재 가장 널리 사용되고 있는 표시 장치 중 하나로서, 전기장 생성 전극이 형성되어 있는 적어도 하나의 표시판과 액정층을 포함한다. 액정 표시 장치는 전기장 생성 전극에 전압을 인가하여 액정층의 액정 분자들을 재배열시킴으로써 투과되는 빛의 양을 조절하여 원하는 화상을 표시할 수 있다.
액정 표시 장치가 두 표시판을 포함하는 경우 전기장 생성 전극은 마주하는 두 표시판에 각각 구비되어 있을 수도 있고, 두 전기장 생성 전극이 모두 하나의 표시판에 위치할 수도 있다. 마주하는 두 표시판 중 한 표시판에는 전기장 생성 전극 중 데이터 전압을 인가받는 화소 전극과 복수의 박막 트랜지스터가 행렬의 형태로 배열되어 있고, 다른 한 표시판에는 적색, 녹색 및 청색 등의 기본색을 나타내는 색필터와 화소 사이의 빛샘을 막을 수 있는 차광 부재가 형성되어 있을 수 있다.
그러나, 이러한 액정 표시 장치에서 화소 전극 및 박막 트랜지스터와 색필터 또는 차광 부재가 서로 다른 표시판에 형성되므로 화소 전극과 색필터 사이 또는 화소 전극과 차광 부재 사이에 정확한 정렬(align)이 곤란하여 정렬 오차가 발생할 수 있다.
이를 해결하기 위하여 차광 부재를 화소 전극 및 박막 트랜지스터와 동일한 표시판에 형성하는 구조가 제안되었고, 이 경우 색필터도 화소 전극과 동일한 표시판에 형성될 수 있다. 이와 같이 차광 부재를 화소 전극 및 박막 트랜지스터가 형성된 표시판에 함께 형성함으로써 액정 표시 장치의 고개구율 및 고투과율을 가능하게 할 수 있다.
액정 표시 장치가 두 표시판을 포함하는 경우 액정 표시 장치는 두 표시판 사이의 셀갭을 유지하기 위한 복수의 스페이서를 포함할 수 있다. 복수의 스페이서는 메인 스페이서, 그리고 메인 스페이서보다 낮은 높이를 가지는 서브 스페이서를 포함한다. 서브 스페이서는 액정 표시 장치에 외부의 압력이 가해져 두 표시판 사이의 셀갭이 변할 때 두 표시판 사이의 셀갭을 유지하며 메인 스페이서가 원복되지 않을 정도로 변형되는 것을 막는 역할을 할 수 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 차광 부재를 화소 전극 및 박막 트랜지스터가 위치하는 표시판에 형성하는 표시 장치의 제조 과정에서 스페이서를 형성하기 위한 광마스크 수를 줄이는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는 차광 부재와 스페이서를 하나의 광마스크를 사용하여 형성하는 제조 공정 및 그에 의해 제조된 표시 장치에서 스페이서의 사이즈를 작게 형성하여 고해상도 표시 장치에 스페이서를 용이하게 형성하는 것이다.
본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치는 서로 마주하는 제1 기판 및 제2 기판, 상기 제1 기판 위에 위치하는 박막 트랜지스터, 상기 박막 트랜지스터 위에 위치하는 제1 절연층, 그리고 상기 제1 절연층 위에 위치하는 차광 부재를 포함하고, 상기 차광 부재는 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이의 셀갭을 유지하는 스페이서 및 상기 스페이서의 윗면보다 낮은 윗면을 가지는 메인 차광부를 포함하고, 상기 스페이서와 상기 메인 차광부 사이의 경계에는 상기 메인 차광부의 윗면보다 낮게 파인 홈이 위치한다.
상기 메인 차광부의 윗면을 기준으로 상기 홈의 깊이는 상기 메인 차광부의 두께의 대략 25% 이하일 수 있다.
상기 홈은 상기 스페이서를 둘러싸는 폐곡선을 이룰 수 있다.
상기 스페이서의 폭은 대략 5um 내지 대략 15um일 수 있다.
상기 박막 트랜지스터와 연결되어 있는 신호선을 더 포함하고, 상기 스페이서는 상기 박막 트랜지스터 및 상기 신호선 중 적어도 하나와 중첩할 수 있다.
상기 메인 차광부는 상기 신호선의 적어도 일부와 중첩할 수 있다.
상기 박막 트랜지스터 위에 위치하며 상기 박막 트랜지스터와 연결되어 있는 화소 전극을 더 포함하고, 상기 차광 부재는 상기 화소 전극 위에 위치할 수 있다.
본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치의 제조 방법은 제1 기판 위에 박막 트랜지스터를 형성하는 단계, 상기 박막 트랜지스터 위에 제1 절연층을 형성하는 단계, 그리고 상기 제1 절연층 위에 차광 물질층을 도포하고 광마스크를 이용하여 노광하는 단계를 포함하고, 상기 광마스크는 빛의 적어도 일부를 투과시키는 섬형의 제1 영역, 상기 제1 영역 주변에 위치하며 서로 이격되어 있는 복수의 고리형 불투명 영역, 그리고 상기 복수의 고리형 불투명 영역 사이에 위치하며 빛의 적어도 일부를 투과시키는 제2 영역을 포함한다.
상기 고리형 불투명 영역 및 상기 제2 영역 각각의 폭은 0um보다 크고 대략 2um 이하일 수 있다.
상기 광마스크는 상기 복수의 고리형 불투명 영역 바깥쪽에 위치하며 빛을 일부만 투과시키는 하프톤 영역을 더 포함할 수 있다.
상기 고리형 불투명 영역 및 상기 제2 영역은 각각 폐곡선을 이룰 수 있다.
상기 투명 영역의 폭은 대략 5um 내지 대략 15um일 수 있다.
상기 제1 영역은 빛을 대부분 투과시키는 투명 영역이고, 상기 제2 영역은 빛의 일부만 투과시킬 수 있다.
상기 제1 영역과 상기 제2 영역은 빛의 일부만 투과시킬 수 있다.
상기 광마스크를 이용하여 상기 차광 물질층을 노광하여 상기 하프톤 영역에 대응하는 메인 차광부를 형성하는 단계, 상기 광마스크를 이용하여 상기 차광 물질층을 노광하여 상기 제1 영역에 대응하는 스페이서를 형성하는 단계, 그리고 상기 광마스크를 이용하여 상기 차광 물질층을 노광하여 상기 복수의 고리형 불투명 영역 및 상기 제2 영역에 대응하며 상기 메인 차광부의 윗면보다 낮게 파인 홈을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 메인 차광부의 윗면을 기준으로 상기 홈의 깊이는 상기 메인 차광부의 두께의 대략 25% 이하일 수 있다.
본 발명의 한 실시예에 따른 광마스크는 표시 장치용 광마스크로서 빛의 적어도 일부를 투과시키는 섬형의 제1 영역, 상기 제1 영역 주변에 위치하며 서로 이격되어 있는 복수의 고리형 불투명 영역, 그리고 상기 복수의 고리형 불투명 영역 사이에 위치하며 빛의 적어도 일부를 투과시키는 제2 영역을 포함한다.
상기 고리형 불투명 영역 및 상기 제2 영역 각각의 폭은 0um보다 크고 대략 2um 이하일 수 있다.
상기 광마스크는 상기 복수의 고리형 불투명 영역 바깥쪽에 위치하며 빛을 일부만 투과시키는 하프톤 영역을 더 포함할 수 있다.
상기 제1 영역은 빛을 대부분 투과시키는 투명 영역이고, 상기 제2 영역은 빛의 일부만 투과시킬 수 있다.
상기 제1 영역과 상기 제2 영역은 빛의 일부만 투과시킬 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면 차광 부재를 화소 전극 및 박막 트랜지스터가 위치하는 표시판에 형성하는 표시 장치의 제조 과정에서 스페이서를 형성하기 위한 광마스크 수를 줄일 수 있다.
또한 차광 부재와 스페이서를 하나의 광마스크를 사용하여 형성하는 제조 공정 및 그에 의해 제조된 표시 장치에서 스페이서의 사이즈를 작게 형성할 수 있고, 이에 따라 고해상도 표시 장치에 스페이서를 용이하게 형성할 수 있다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치의 한 화소에 대한 배치도이고,
도 2는 도 1에 도시한 표시 장치를 II-II 선을 따라 잘라 도시한 단면도이고,
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치의 제조 방법에 따른 제조 공정 중 한 단계에서 중간 제조물을 도 1에 도시한 II-II 선을 따라 잘라 도시한 단면도이고,
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치의 제조 방법에 따른 제조 공정 중 차광 부재를 형성하는 단계에서 사용되는 광마스크의 투과율을 나타낸 도면이고,
도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치의 제조 방법에 따른 제조 공정 중 차광 부재를 형성하는 단계에서 사용되는 광마스크 및 광마스크를 통과한 빛의 세기를 나타낸 도면이고,
도 6은 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치의 제조 방법에 따른 제조 공정에서 차광 부재를 형성하기 위해 사용되는 광마스크 및 광마스크에 대응하여 형성된 차광 부재를 포함하는 표시 장치를 도 1에 도시한 II-II 선을 따라 잘라 도시한 단면도이고,
도 7(a)는 종래 기술에 따른 차광 부재 형성용 광마스크의 투과율을 나타낸 도면이고, 도 7(b)는 도 7(a)에 도시한 광마스크를 이용하여 형성한 차광 부재의 평면도이고, 도 7(c)는 도 7(b)에 도시한 차광 부재를 A-A 선을 따라 잘라 도시한 단면도이고,
도 8(a)는 본 발명의 다른 실시예에 따른 차광 부재 형성용 광마스크의 투과율을 나타낸 도면이고, 도 8(b)는 도 87(a)에 도시한 광마스크를 이용하여 형성한 차광 부재의 평면도이고, 도 8(c)는 도 8(b)에 도시한 차광 부재를 B-B 선을 따라 잘라 도시한 단면도이고,
도 9(a)는 본 발명의 한 실시예에 따른 차광 부재 형성용 광마스크의 투과율을 나타낸 도면이고, 도 9(b)는 도 9(a)에 도시한 광마스크를 이용하여 형성한 차광 부재의 평면도이고, 도 9(c)는 도 9(b)에 도시한 차광 부재를 C-C 선을 따라 잘라 도시한 단면도(c)이다.
그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 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 경우 뿐만 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.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
이제 도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치의 구조에 대해 설명한다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치의 한 화소에 대한 배치도이고, 도 2는 도 1에 도시한 표시 장치를 II-II 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치는 서로 마주보는 하부 표시판(100) 및 상부 표시판(200)과 그 사이에 위치하는 액정층(3)을 포함한다.
먼저 상부 표시판(200)에 대해 설명하면, 상부 표시판(200)은 투명한 유리 또는 플라스틱 등을 포함할 수 있는 기판(210)을 포함한다. 기판(210)의 안쪽 면에는 배향막이 도포되어 있을 수 있다. 배향막은 수평 배향막일 수 있다. 배향막은 일정한 방향으로 러빙되어 있을 수 있다. 그러나, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 배향막은 광반응 물질을 포함하여 광배향될 수도 있다.
다음 하부 표시판(100)에 대하여 설명하면, 투명한 유리 또는 플라스틱 등을 포함할 수 있는 절연 기판(110) 위에 복수의 게이트선(121)을 포함하는 게이트 도전체가 위치한다.
게이트선(121)은 게이트 신호를 전달하며 주로 가로 방향으로 뻗을 수 있다. 게이트선(121)은 게이트 전극(124)을 포함한다. 게이트선(121)은 알루미늄(Al)이나 알루미늄 합금 등 알루미늄 계열 금속, 은(Ag)이나 은 합금 등 은계열 금속, 구리(Cu)나 구리 합금 등 구리 계열 금속, 몰리브덴(Mo)이나 몰리브덴 합금 등 몰리브덴 계열 금속, 크롬(Cr), 탄탈륨(Ta) 및 티타늄(Ti) 따위로 만들어질 수 있다. 그러나 게이트선(121)은 물리적 성질이 다른 적어도 두 개의 도전막을 포함하는 다중막 구조를 가질 수도 있다.
게이트 도전체 위에는 질화규소(SiNx) 또는 산화규소(SiOx) 등을 포함할 수 있는 게이트 절연막(140)이 위치한다. 게이트 절연막(140)은 물리적 성질이 다른 적어도 두 개의 절연층을 포함하는 다층막 구조를 가질 수도 있다.
게이트 절연막(140) 위에는 반도체(154)가 위치한다. 반도체(154)는 비정질 실리콘(amorphous silicon), 다결정 실리콘(polycrystalline silicon), 또는 금속 산화물(metal oxide) 등을 포함할 수 있다.
반도체(154) 위에는 저항성 접촉 부재(163, 165)가 위치할 수 있다. 저항성 접촉 부재(163, 165)는 인(phosphorus) 따위의 n형 불순물이 고농도로 도핑되어 있는 n+ 수소화 비정질 규소 따위의 물질로 만들어지거나 실리사이드(silicide)로 만들어질 수 있다. 저항성 접촉 부재(163, 165)는 쌍을 이루어 반도체(154) 위에 배치될 수 있다. 반도체(154)가 산화물 반도체인 경우, 저항성 접촉 부재(163, 165)는 생략될 수도 있다.
저항성 접촉 부재(163, 165) 및 게이트 절연막(140) 위에는 소스 전극(173)을 포함하는 데이터선(171)과 드레인 전극(175)을 포함하는 데이터 도전체가 위치한다.
데이터선(171)은 데이터 신호를 전달하며 주로 세로 방향으로 뻗어 게이트선(121)과 교차할 수 있다.
데이터선(171)은 투과율 향상을 위해 주기적으로 굴곡되어 있을 수 있다. 예를 들어 도 1에 도시한 바와 같이 각 데이터선(171)은 한 화소(PX)의 가로 중심선(도시하지 않음)에 대응하는 부분에서 꺾일 수 있다. 이때 데이터선(171)의 대부분이 세로 방향과 이루는 각은 대략 5도 내지 7도일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 또한 데이터선(171)은 가로 중심선 부근에서 적어도 한 번 더 꺾일 수도 있으며, 이 경우 가로 중심선 부근의 데이터선(171)이 세로 방향과 이루는 각은 대략 7도 내지 대략 15도일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
데이터선(171)은 소스 전극(173)을 포함한다. 도 1에 도시한 실시예에 따르면, 소스 전극(173)은 데이터선(171)으로부터 돌출되지 않고 데이터선(171)과 동일선 상에 위치할 수 있다.
드레인 전극(175)은 소스 전극(173)과 마주한다. 드레인 전극(175)은 소스 전극(173)과 대체로 나란하게 뻗는 막대형 부분과 그 반대쪽의 확장부를 포함할 수 있다.
데이터 도전체는 몰리브덴, 크롬, 탄탈륨 및 티타늄 등 내화성 금속(refractory metal) 또는 이들의 합금으로 만들어질 수 있으며, 내화성 금속막(도시하지 않음)과 저저항 도전막(도시하지 않음)을 포함하는 다중막 구조를 가질 수 있다. 다중막 구조의 예로는 크롬 또는 몰리브덴 (합금) 하부막과 알루미늄 (합금) 상부막의 이중막, 몰리브덴 (합금) 하부막과 알루미늄 (합금) 중간막과 몰리브덴 (합금) 상부막의 삼중막을 들 수 있다. 그러나 데이터선(171)과 드레인 전극(175)은 이외에도 여러 가지 다양한 금속 또는 도전체로 만들어질 수 있다.
게이트 전극(124), 소스 전극(173) 및 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.
데이터 도전체, 게이트 절연막(140), 그리고 반도체(154)의 노출된 부분 위에는 제1 절연층(180a)이 위치한다. 제1 절연층(180a)은 유기 절연 물질 또는 무기 절연 물질 등을 포함할 수 있다.
제1 절연층(180a) 위에는 색필터(230)가 위치할 수 있다. 색필터(230)는 기본색(primary color) 중 하나를 고유하게 표시할 수 있다. 기본색의 예로는 적색, 녹색, 청색의 삼원색, 황색(yellow), 청록색(cyan), 자홍색(magenta)의 삼원색, 또는 사원색 등을 들 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 색필터(230)는 이러한 기본색 외에 기본색의 혼합색 또는 백색(white)을 표시하는 색필터를 더 포함할 수 있다. 각 색필터(230)는 화소열 또는 화소행을 따라 길게 뻗을 수 있다.
색필터(230)는 드레인 전극(175)의 확장부 위에 위치하는 개구부(도시하지 않음)를 포함할 수 있다.
색필터(230) 위에는 제2 절연층(180b)이 위치할 수 있다. 제2 절연층(180b)은 무기 절연막 또는 유기 절연막으로 이루어질 수 있으며, 색필터(230)에 대한 덮개막으로서 색필터(230)가 노출되는 것을 방지하고 평탄면을 제공할 수 있다. 제2 절연층(180b)은 색필터(230)의 안료 등의 불순물이 액정층(3)으로 유입되는 것을 방지할 수 있다. 제2 절연층(180b)은 생략될 수도 있다.
제2 절연층(180b) 위에는 공통 전극(common electrode)(270)이 위치할 수 있다. 공통 전극(270)은 대체로 면형으로서 기판(110) 전면 위에 통판 형태로 형성되어 있을 수 있다. 이웃한 화소(PX)에 위치하는 공통 전극(270)은 서로 연결되어 일정한 크기의 공통 전압(Vcom)을 전달할 수 있다. 공통 전극(270)은 ITO 또는 IZO 등의 투명한 도전 물질로 만들어질 수 있다.
공통 전극(270)은 드레인 전극(175)의 확장부에 대응하는 개구부(273)를 가질 수 있다.
공통 전극(270) 위에는 제3 절연층(180c)이 위치할 수 있다. 제3 절연층(180c)은 유기 절연 물질 또는 무기 절연 물질 등으로 이루어질 수 있다.
제1 절연층(180a), 제2 절연층(180b) 및 제3 절연층(180c)은 드레인 전극(175)을 드러내는 접촉 구멍(185a)을 포함한다. 접촉 구멍(185a)은 도시된 바와 같이 공통 전극(270)의 개구부(273) 안에 위치할 수 있다. 즉, 공통 전극(270)의 개구부(273)는 접촉 구멍(185a)을 둘러쌀 수 있다.
제3 절연층(180c) 위에는 화소 전극(191)이 위치할 수 있다. 화소 전극(191)은 공통 전극(270)과 중첩하는 복수의 가지 전극(192), 그리고 가지 전극(192)의 끝 부분을 연결하는 연결부(도시하지 않음), 그리고 다른 층과의 접속을 위한 돌출부(도시하지 않음) 등을 포함할 수 있다. 화소 전극(191)의 이웃하는 가지 전극(192) 사이는 전극이 제거된 슬릿(92)이 형성된다.
화소 전극(191)의 가지 전극(192)은 데이터선(171)에 대체로 나란하게 뻗을 수 있다. 화소 전극(191)의 복수의 가지 전극(192)은 세로 방향에 대해 빗각을 이루며 기울어져 있을 수 있으며, 데이터선(171)과 같이 화소 전극(191)의 가로 중심선(도시하지 않음)에서 꺾여 있을 수 있다. 이에 따라 화소 전극(191)은 각 화소(PX)의 가로 중심선을 기준으로 가지 전극(192)의 기울어진 방향이 서로 다른 복수의 도메인으로 나뉠 수 있다. 예를 들어 가로 중심선을 기준으로 상부의 가지 전극(192)은 우상 방향으로 뻗고 하부의 가지 전극(192)은 우하 방향으로 뻗을 수 있다.
화소 전극(191)의 돌출부는 제1 절연층(180a), 제2 절연층(180b) 및 제3 절연층(180c)의 접촉 구멍(185a)을 통해 드레인 전극(175)과 물리적 전기적으로 연결되어 드레인 전극(175)으로부터 전압을 인가 받을 수 있다.
화소 전극(191)은 ITO 또는 IZO 등의 투명한 도전 물질로 만들어질 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면 화소 전극(191)과 공통 전극(270)의 적층 위치는 서로 바뀔 수도 있다. 즉, 제2 절연층(180b) 위에 화소 전극(191)이 위치하고, 그 위에 제3 절연층(180c)이 위치하고, 그 위에 공통 전극(270)이 위치할 수도 있다. 이 경우 제3 절연층(180c)에는 접촉 구멍(185a)이 형성되지 않을 수 있으며, 공통 전극(270)도 개구부(273)를 가지지 않을 수 있다. 또한 화소 전극(191)이 화소(PX) 영역을 대부분 채우는 면형일 수 있고, 공통 전극(270)이 화소 전극(191)과 중첩하는 복수의 가지 전극(도시하지 않음)을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 화소 전극(191)은 하부 표시판(100)에 위치하고 공통 전극(270)은 상부 표시판(200)에 위치할 수도 있다. 이 밖에도 화소 전극(191)과 공통 전극(270)의 구조 및 배치는 배치 및 형태는 도시된 바에 한정되지 않고 다양하게 변형될 수 있다.
화소 전극(191) 위에는 차광 부재(light blocking member)(220)가 위치한다. 차광 부재(220)는 블랙 매트릭스(black matrix)라고도 하며 화소(PX) 사이의 빛샘을 막을 수 있다. 차광 부재(220)는 블랙 카본(black carbon) 등의 안료를 포함할 수 있으며, 감광성의 유기 물질을 포함할 수 있다.
도 2를 참조하면, 차광 부재(220)는 그 두께가 서로 다른 부분을 포함할 수 있다. 구체적으로, 본 발명의 한 실시예에 따른 차광 부재(220)는 스페이서(221)와 메인 차광부(222)를 포함할 수 있다.
메인 차광부(222)의 윗면은 스페이서(221) 윗면보다 낮다. 메인 차광부(222)는 게이트선(121)을 덮으며 게이트선(121)과 대체로 나란하게 뻗는 부분을 포함하며, 데이터선(171)을 덮으며 데이터선(171)과 대체로 나란하게 뻗는 부분을 더 포함할 수 있다.
메인 차광부(222)는 박막 트랜지스터를 덮는 부분을 포함할 수 있고, 드레인 전극(175)을 드러내는 접촉 구멍(185a)을 덮는 부분도 포함할 수 있다. 따라서 메인 차광부(222)는 접촉 구멍(185a) 부근의 큰 단차를 메워 표면을 평탄하게 할 수 있다. 또한 접촉 구멍(185a)을 덮는 메인 차광부(222)는 접촉 구멍(185a) 주변의 빛샘을 방지할 수 있다. 데이터선(171)을 덮는 차광 부재(220)는 생략될 수도 있다.
스페이서(221)가 위치하지 않는 메인 차광부(222)의 윗면은 대체로 평탄할 수 있다.
메인 차광부(222)의 높이는 대략 1um 내지 대략 2.5um일 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
스페이서(221)는 하부 표시판(100)과 상부 표시판(200) 사이의 셀갭을 유지할 수 있다. 스페이서(221)는 메인 스페이서일 수도 있고 메인 스페이서보다 낮은 높이를 가지는 서브 스페이서일 수도 있다.
메인 스페이서는 일반적인 상태에서 상부 표시판(200)과 하부 표시판(100) 사이의 셀갭을 유지하고 지지하는 역할을 할 수 있다. 스페이서(221)가 메인 스페이서인 경우 스페이서(221)의 윗면은 거의 상부 표시판(200)의 면과 닿을 수 있다. 이때 스페이서(221)의 밑면부터 윗면까지의 높이는 대략 2.5um 내지 대략 4.0um일 수 있다.
서브 스페이서는 표시 장치에 외부 압력이 표시 장치에 가해질 때 상부 표시판(200)과 하부 표시판(100) 사이의 셀갭을 유지하여 메인 스페이서를 보조하는 역할을 한다. 서브 스페이서는 메인 스페이서가 원복되지 않을 정도로 변형되는 것을 막는 역할을 할 수도 있다. 스페이서(221)가 서브 스페이서인 경우 스페이서(221)의 윗면은 상부 표시판(200)의 면과 거리를 유지할 수 있다. 이때 스페이서(221)의 밑면부터 윗면까지의 높이는 대략 2.0um 내지 대략 3.5um일 수 있다.
스페이서(221)의 폭(W4)은 대략 5um 내지 대략 15um일 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 스페이서(221)는 메인 차광부(222)와 연결되어 있을 수 있다.
스페이서(221)는 박막 트랜지스터 및/또는 박막 트랜지스터와 연결되어 있는 게이트선(121)이나 데이터선(171) 등의 신호선과 중첩할 수 있다.
도 2를 참조하면, 스페이서(221)의 가장자리에는 홈(furrow)(20H)이 위치한다. 홈(20H)은 스페이서(221)의 가장자리를 따라서, 즉 스페이서(221)와 메인 차광부(222) 사이의 경계를 따라서 형성되어 있으며 스페이서(221)를 둘러싸는 폐곡선을 이룰 수 있다.
홈(20H)은 그 주변의 메인 차광부(222)의 윗면보다 낮게 파여 있으며, 메인 차광부(222)의 윗면을 기준으로 홈(20H)의 깊이(H2)는 메인 차광부(222)의 두께(H1)의 대략 25% 이하일 수 있다.
이와 같이 빛샘 방지 역할을 하는 메인 차광부(222)와 스페이서(221)를 포함하는 표시 장치의 제조 공정에서 하나의 광마스크를 이용해 형성될 수 있다. 이 경우 광마스크는 빛이 투과하는 투광 영역, 빛이 차단되는 불투광 영역, 그리고 빛이 일부만 투과되는 하프톤 영역을 포함할 수 있으며, 하프톤 영역은 메인 차광부(222)에 대응할 수 있다.
본 발명의 한 실시예와 같이 색필터(230) 및 차광 부재(220)를 박막 트랜지스터와 함께 하부 표시판(100)에 위치시킴으로써 차광 부재(220) 및 색필터(230)와 화소 전극(191) 및 박막 트랜지스터 사이의 정렬을 맞추기 용이하여 정렬 오차를 줄일 수 있다. 따라서 이들 구성 요소 간의 오정렬에 따른 액정 표시 장치의 빛샘이나 개구율 저하를 방지할 수 있고 투과율을 높일 수 있다.
차광 부재(220) 위에는 배향막이 도포되어 있을 수 있다. 배향막은 수평 배향막일 수 있다. 배향막은 일정한 방향으로 러빙되어 있을 수 있다. 그러나, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 배향막은 광반응 물질을 포함하여 광배향될 수도 있다.
액정층(3)은 유전율 이방성을 가지는 액정 분자(도시하지 않음)를 포함한다. 액정 분자는 액정층(3)에 전기장이 없는 상태에서 그 장축이 표시판(100, 200)에 평행하게 배향되어 있을 수 있고, 이 경우 액정 분자는 양의 유전율 이방성을 가질 수 있다. 액정 분자는 그 장축 방향이 하부 표시판(100)으로부터 상부 표시판(200)에 이르기까지 나선상으로 비틀린 구조를 가진 네마틱 액정 분자일 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 액정 분자는 액정층(3)에 전기장이 없는 상태에서 그 장축이 표시판(100, 200)에 대체로 수직하게 배향되어 있을 수도 있고, 액정 분자는 음의 유전율 이방성을 가질 수도 있다. 이 경우 화소 전극(191)과 공통 전극(270)의 배치 및 구조 등은 도 1 및 도 2에 도시한 바와 다르게 바뀔 수 있다.
화소 전극(191)은 박막 트랜지스터를 통해 데이터 전압을 인가 받고, 공통 전극(270)은 공통 전압(Vcom)을 인가 받을 수 있다. 그러면, 두 전기장 생성 전극으로서 화소 전극(191)과 공통 전극(270)은 액정층(3)에 전기장을 생성함으로써 두 전극(191, 270) 사이에 위치하는 액정층(3)의 액정 분자가 재배열된다. 재배열된 액정 분자를 통해 액정층(3)을 통과하는 빛의 편광이 달라지고, 원화는 휘도의 영상을 표시할 수 있다. 도 1 및 도 2에 도시한 실시예에 따른 화소 전극(191)의 가지 전극(192)은 공통 전극(270)과 함께 액정층(3)에 프린지 필드를 형성하여 액정 분자의 배열 방향을 결정할 수 있다. 따라서 본 발명의 한 실시예와 같이 한 화소 전극(191)이 포함하는 가지 전극(192)이 서로 다른 방향의 기울기를 가지는 경우 액정 분자의 기울어지는 방향이 다양하게 되어 액정 표시 장치의 기준 시야각을 크게 할 수 있다.
그러면 앞에서 설명한 도면들과 함께 도 3 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치의 제조 방법에 대해 설명한다.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치의 제조 방법에 따른 제조 공정 중 한 단계에서 중간 제조물을 도 1에 도시한 II-II 선을 따라 잘라 도시한 단면도이고, 도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치의 제조 방법에 따른 제조 공정 중 차광 부재를 형성하는 단계에서 사용되는 광마스크의 투과율을 나타낸 도면이고, 도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치의 제조 방법에 따른 제조 공정 중 차광 부재를 형성하는 단계에서 사용되는 광마스크 및 광마스크를 통과한 빛의 세기를 나타낸 도면이고, 도 6은 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치의 제조 방법에 따른 제조 공정에서 차광 부재를 형성하기 위해 사용되는 광마스크 및 광마스크에 대응하여 형성된 차광 부재를 포함하는 표시 장치를 도 1에 도시한 II-II 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
먼저 도 3을 참조하면, 유리, 플라스틱 등으로 이루어진 기판(110) 위에 도전 물질을 적층하고 패터닝하여 복수의 게이트선(121)을 포함하는 게이트 도전체를 형성한다.
다음, 게이트 도전체 위에 무기 절연 물질 또는 유기 절연 물질 등의 절연 물질을 적층하여 게이트 절연막(140)을 형성한다.
다음, 게이트 절연막(140) 위에 반도체 물질 및 도전 물질을 차례대로 적층하고 패터닝하여 반도체(154), 그리고 데이터선(171)과 드레인 전극(175)을 포함하는 데이터 도전체를 형성한다. 이때 하프톤을 포함하는 광마스크를 이용한 노광 공정을 이용할 수 있다.
다음, 데이터 도전체 및 노출된 반도체(154) 부분 위에 유기 절연 물질 또는 무기 절연 물을 적층하여 제1 절연층(180a)을 형성한다.
다음, 제1 절연층(180a) 위에 색필터 재료를 도포하고 노광 및 현상하여 복수의 색필터(230)를 형성한다.
다음, 색필터(230) 위에 절연 물질을 적층하여 제2 절연층(180b)을 형성한다.
다음, 제2 절연층(180b) 위에 ITO 또는 IZO 등의 투명한 도전 물질을 적층하고 패터닝하여 공통 전극(270)을 형성한다.
다음, 공통 전극(270) 위에 유기 절연 물질 또는 무기 절연 물질 등을 적층하여 제3 절연층(180c)을 형성한다.
다음, 제1 절연층(180a), 제2 절연층(180b) 및 제3 절연층(180c)을 패터닝하여 드레인 전극(175)을 드러내는 접촉 구멍(185a)을 형성한다.
다음, 제3 절연층(180c) 위에 ITO, IZO 등의 도전 물질을 적층하고 패터닝하여 복수의 화소 전극(191)을 형성한다.
다음, 화소 전극(191) 위에 차광 물질을 도포하여 차광 물질층(20)을 형성한다. 차광 물질층(20)의 두께는 대략 3um일 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
다음, 도 3 및 도 4에 도시한 바와 같은 광마스크(50)를 이용하여 차광 물질층(20)을 노광한다.
광마스크(50)는 서로 다른 투과율을 가지는 복수의 영역을 포함하며, 복수의 영역은 적어도 세 개의 서로 다른 투과율을 나타낼 수 있다. 복수의 영역은 광투과율이 가장 높은 투명 영역(T), 빛이 일부만 투과되는 적어도 하나의 하프톤 영역(S), 그리고 광투과율이 가장 낮은 불투명 영역(O)을 포함할 수 있다. 예를 들어 투명 영역(T)은 빛을 대부분 통과시킬 수 있어 광투과율이 대략 100%일 수 있고, 불투명 영역(O)은 빛을 대부분 차단하여 그 광투과율이 대략 0%일 수 있고, 하프톤 영역(S)의 광투과율은 예를 들어 대략 20%일 수 있다.
광마스크(50)의 투명 영역(T)은 섬형으로서 앞에서 설명한 스페이서(221)를 형성할 영역에 대응한다. 스페이서(221)를 형성할 영역에 대응하는 투명 영역(T)의 폭은 대략 대략 5um 내지 대략 15um일 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
광마스크(50)의 하프톤 영역(S)은 메인 차광부(222)를 형성할 영역에 대응하는 메인 부분을 포함한다.
광마스크(50)의 불투명 영역(O)은 화소 전극(191)이 형성될 영역의 대부분, 즉 화소(PX)의 투과 영역에 대응하는 부분을 포함할 수 있다. 또한 광마스크(50)의 불투명 영역(O)은 스페이서(221)를 형성할 영역에 대응하는 투명 영역(T)의 주변을 따라 형성된 복수의 고리형 불투명 영역(Or1, Or2)을 포함한다.
투명 영역(T)의 주변을 따라 형성되어 있으며 서로 이격되어 있는 복수의 고리형 불투명 영역(Or1, Or2)은 도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이 투명 영역(T)의 주변을 따라 형성된 제1 고리형 불투명 영역(Or1), 그리고 제1 고리형 불투명 영역(Or1)과 이격되어 있으며 제1 고리형 불투명 영역(Or1)의 바깥쪽에 위치하는 제2 고리형 불투명 영역(Or2)을 포함할 수 있다. 투명 영역(T)의 주변을 따라 형성되어 있는 복수의 고리형 불투명 영역(Or1, Or2)은 투명 영역(T)과 하프톤 영역(S) 사이에 위치한다. 본 실시예에서는 투명 영역(T)의 주변에 두 개의 이격된 고리형 불투명 영역(Or1, Or2)이 위치하는 예를 중심으로 설명하기로 한다.
고리형 불투명 영역(Or1, Or2)은 스페이서(221)의 주변에 형성될 홈(20H)에 대응한다. 고리형 불투명 영역(Or1, Or2)은 투명 영역(T)을 둘러싸는 폐곡선을 이룰 수 있다
제1 고리형 불투명 영역(Or1)의 폭(W1)과 제2 고리형 불투명 영역(Or2)의 폭(W3)은 각각 0um보다 크고 대략 2um 이하일 수 있다. 제1 고리형 불투명 영역(Or1)의 폭(W1)과 제2 고리형 불투명 영역(Or2)의 폭(W3)은 서로 동일할 수도 있고 다를 수도 있다.
하프톤 영역(S)은 복수의 고리형 불투명 영역(Or1, Or2) 사이에 위치하는 적어도 하나의 삽입 하프톤 영역(Sr1)을 더 포함한다. 본 실시예에서는 삽입 하프톤 영역(Sr1)은 제1 고리형 불투명 영역(Or1)과 제2 고리형 불투명 영역(Or2) 사이에 위치하며 폐곡선을 이룬다.
삽입 하프톤 영역(Sr1)도 제1 및 제2 고리형 불투명 영역(Or1, Or2)과 함께 스페이서(221)의 주변에 형성될 홈(20H)에 대응한다. 삽입 하프톤 영역(Sr1)도 폐곡선을 이룰 수 있다
각 삽입 하프톤 영역(Sr1)의 폭(W2)은 0um보다 크고 대략 2um 이하일 수 있다. 삽입 하프톤 영역(Sr1)의 폭(W2)은 제1 고리형 불투명 영역(Or1)의 폭(W1) 또는 제2 고리형 불투명 영역(Or2)의 폭(W3)과 동일할 수도 있고 다를 수도 있다.
가장 바깥쪽에 위치하는 제2 고리형 불투명 영역(Or1, Or2)의 바깥쪽에는 앞에서 설명한 바와 같이 하프톤 영역(S)의 메인 부분이 위치한다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면 스페이서(221)가 형성될 영역에 대응하는 광마스크(50)의 투명 영역(T)은 투명하지 않고 하프톤 영역(S)과 같이 빛이 일부만 투과될 수도 있다. 예를 들어 섬형의 투명 영역(T)은 하프톤 영역(S)의 메인 부분과 실질적으로 동일한 투과율을 가질 수도 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면 삽입 하프톤 영역(Sr1)은 투명 영역(T)과 같이 빛의 대부분을 투과시키는 투명 영역일 수도 있다.
본 실시예에서 차광 물질층(20)은 빛에 조사되면 남는 부분이 되는 음의 감광성을 가질 수 있다. 이와 달리 차광 물질층(20)이 양의 감광성을 가지는 경우에는 위에서 설명한 광마스크(50)의 투명도는 반대로 바뀔 수 있다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 광마스크(50)를 통해 빛을 조사하면 투명 영역(T)을 통과한 빛의 세기가 가장 크고, 하프톤 영역(S) 및 삽입 하프톤 영역(Sr1)을 통과한 빛의 세기가 두 번째로 크고, 고리형 불투명 영역(Or1, Or2)을 통과한 빛의 세기가 가장 작다.
이와 같은 광마스크(50)를 통해 차광 물질층(20)을 노광한 후 현상하면 투명 영역(T)에 대응하는 차광 물질층(20)은 대부분 남고, 고리형 불투명 영역(Or1, Or2)을 포함한 불투명 영역(O)에 대응하는 차광 물질층(20)은 대부분 제거되며, 삽입 하프톤 영역(Sr1)을 포함한 하프톤 영역(S)에 대응하는 차광 물질층(20)은 일부만이 제거된다. 이에 따라 투명 영역(T)에 대응하는 영역에 스페이서(221)가 형성되고, 제1 및 제2 고리형 불투명 영역(Or1, Or2)과 삽입 하프톤 영역(Sr1)에 대응하는 영역에 홈(20H)이 형성되고, 하프톤 영역(S)에 대응하는 영역에 메인 차광부(222)가 형성되고, 제1 및 제2 고리형 불투명 영역(Or1, Or2)을 제외한 불투명 영역(O)에 대응하는 영역의 차광 물질층(20)은 제거되어 화소(PX)의 투과 영역에 대응한다.
이와 같이 본 발명의 한 실시예에 따르면 스페이서(221)와 메인 차광부(222)를 하나의 광마스크(50)를 이용해 형성하므로 스페이서(221)와 메인 차광부(222) 각각을 별도의 광마스크를 이용해 형성하는 종래 기술에 비해 광마스크 비용을 줄일 수 있어 표시 장치의 제조 비용을 줄이고 제조 공정을 간단히 할 수 있다.
스페이서(221)에 대응하는 광마스크(50)의 투명 영역(T) 주위에 적어도 하나의 고리형 불투명 영역(Or1, Or2)을 형성하여 노광하므로 스페이서(221)의 주변의 차광 물질층(20)이 제거되어 도 2에 도시한 스페이서(221)의 폭(W4)이 제한될 수 있고 스페이서(221)의 수평 방향 사이즈를 줄일 수 있다. 따라서 고해상도 표시 장치에서 스페이서(221)의 사이즈를 작게 형성할 수 있으므로 스페이서(221)를 용이하게 형성할 수 있다.
나아가, 본 발명의 한 실시예에 따르면 광마스크(50)의 투명 영역(T) 주위에 위치하는 고리형 불투명 영역(Or1, Or2)의 사이에 삽입 하프톤 영역(Sr1)이 위치하므로 이를 통해 조사된 빛에 의해 스페이서(221)의 주변의 차광 물질층(20)이 제거된 홈(20H)의 깊이를 줄일 수 있다. 특히 본 발명의 실시예에 따르면 메인 차광부(222)의 윗면을 기준으로 홈(20H)의 깊이(H2)가 메인 차광부(222)의 두께(H1)의 대략 25% 이하로 낮출 수 있어 스페이서(221) 주변의 메인 차광부(222)의 두께가 너무 얇아지는 것을 막을 수 있다. 따라서 메인 차광부(222)의 두께를 어느 정도 일정하게 형성할 수 있으므로 메인 차광부(222)의 두께가 부분적으로 얇아짐에 따라 발생할 수 있는 빛샘 등의 표시 불량을 방지할 수 있다. 이와 함께 앞에서 설명한 바와 같이 스페이서(221)의 사이즈를 작게 유지할 수 있으므로 화소(PX)의 사이즈가 상대적으로 작은 고해상도 표시 장치에 용이하게 적용할 수 있다.
도 7 내지 도 9를 참조하여 이러한 본 발명의 한 실시예에 따른 효과에 대해 종래 기술과 비교하여 설명한다.
도 7(a)는 종래 기술에 따른 차광 부재 형성용 광마스크의 투과율을 나타낸 도면이고, 도 7(b)는 도 7(a)에 도시한 광마스크를 이용하여 형성한 차광 부재의 평면도이고, 도 7(c)는 도 7(b)에 도시한 차광 부재를 A-A 선을 따라 잘라 도시한 단면도이고, 도 8(a)는 본 발명의 다른 실시예에 따른 차광 부재 형성용 광마스크의 투과율을 나타낸 도면이고, 도 8(b)는 도 87(a)에 도시한 광마스크를 이용하여 형성한 차광 부재의 평면도이고, 도 8(c)는 도 8(b)에 도시한 차광 부재를 B-B 선을 따라 잘라 도시한 단면도이고, 도 9(a)는 본 발명의 한 실시예에 따른 차광 부재 형성용 광마스크의 투과율을 나타낸 도면이고, 도 9(b)는 도 9(a)에 도시한 광마스크를 이용하여 형성한 차광 부재의 평면도이고, 도 9(c)는 도 9(b)에 도시한 차광 부재를 C-C 선을 따라 잘라 도시한 단면도(c)이다.
먼저 도 7(a)를 참조하면, 종래의 한 기술에 따른 차광 부재 형성용 광마스크(50_c1)는 스페이서를 형성할 영역에 대응하는 부분에 투명 영역(T)만을 포함하고 그 주위에는 하프톤 영역(S)이 위치한다.
도 7(b) 및 도 7(c)를 참조하면, 도 7(a)에 도시한 광마스크(50_c1)를 이용해 차광 물질층을 노광하면 도시한 바와 같은 차광 부재(220_c1)가 형성된다. 구체적으로, 광마스크(50_c1)의 투명 영역(T)에 대응하는 차광 물질층은 남아 스페이서(221_c1)를 형성하고, 하프톤 영역(S)에 대응하는 차광 물질층은 일부만이 제거되어 메인 차광부(222_c1)를 형성한다.
이에 따라 형성된 메인 차광부(222_c1)의 두께는 본 발명의 한 실시예에 따른 차광 부재(220)의 메인 차광부(222)의 두께(H1)와 같을 수 있다. 그러나 스페이서(221_c1)의 폭(Wc)이 본 발명의 한 실시예에 따른 스페이서(221)의 폭(W4)보다 상당히 커진다. 이는 투명 영역(T)의 주변에 불투명 영역이 위치하는 광마스크를 이용해 스페이서만을 형성하고 차광 부재는 별도로 형성하는 기술과 달리 투명 영역(T)의 주변에 하프톤 영역(S)이 위치하여 하프톤 영역(S)을 통과한 빛이 투명 영역(T)에 대응하는 차광 물질층에 영향을 끼치기 때문이다. 이에 따라 메인 차광부(222_c1)보다 높은 스페이서(221_c1)의 수평 방향 사이즈가 커질 수 밖에 없다. 예를 들어 스페이서(221_c1)의 수평 방향의 폭(Wc)은 20um 이상이다. 따라서 도 7에 도시한 종래 기술에 따른 광마스크(50_c1) 및 이를 이용해 형성한 스페이서(221_c1)는 고해상도 표시 장치에는 적용할 수 없다.
다음 도 8(a)를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 차광 부재 형성용 광마스크(50_c2)는 스페이서를 형성할 영역에 대응하는 부분에 투명 영역(T)을 포함하고, 그 주위에 단일의 고리형 불투명 영역(Or)이 위치하며, 고리형 불투명 영역(Or)의 바깥쪽에 하프톤 영역(S)이 위치한다.
도 8(b) 및 도 8(c)를 참조하면, 도 8(a)에 도시한 광마스크(50_c2)를 이용해 차광 물질층을 노광하면 도시한 바와 같은 차광 부재(220_c2)가 형성된다. 구체적으로, 광마스크(50_c2)의 투명 영역(T)에 대응하는 차광 물질층은 남아 스페이서(221_c2)를 형성하고, 하프톤 영역(S)에 대응하는 차광 물질층은 일부만이 제거되어 메인 차광부(222_c2)를 형성하고, 고리형 불투명 영역(Or)에 대응하는 차광 물질층은 제거되어 스페이서(221_c2) 주변의 홈(200H)을 형성한다.
이에 따라 형성된 메인 차광부(222_c2)의 두께는 본 발명의 한 실시예에 따른 차광 부재(220)의 메인 차광부(222)의 두께(H1)와 같을 수 있다. 그러나 메인 차광부(222_c2)의 윗면을 기준으로 홈(200H)의 깊이(H3)는 메인 차광부(222_c2)의 두께(H1)의 대략 50% 이상이 된다. 따라서 메인 차광부(222_c2)의 두께가 상당히 감소하여 차광 기능에 문제가 발생할 수 있다. 그러나 스페이서(221_c2)의 가로 방향 폭은 상당히 작아질 수 있다.
다음 도 9(a)는 앞에서 설명한 본 발명의 한 실시예에 따른 차광 부재 형성용 광마스크(50)를 도시한다. 앞에서 설명한 바와 같이 광마스크(50)는 스페이서(221)를 형성할 영역에 대응하는 부분에 투명 영역(T), 투명 영역(T) 주위의 적어도 두 개의 고리형 불투명 영역(Or1, Or2), 고리형 불투명 영역(Or1, Or2) 사이에 위치하는 삽입 하프톤 영역(Sr1), 그리고 고리형 불투명 영역(Or2) 바깥쪽에 위치하는 하프톤 영역(S)을 포함한다.
도 9(b) 및 도 9(c)를 참조하면, 도 9(a)에 도시한 광마스크(50)를 이용해 차광 물질층을 노광하면 도시한 바와 같은 차광 부재(220)가 형성된다. 구체적으로, 광마스크(50)의 투명 영역(T)에 대응하는 차광 물질층은 남아 스페이서(221)를 형성하고, 하프톤 영역(S)에 대응하는 차광 물질층은 일부만이 제거되어 메인 차광부(222)를 형성하고, 고리형 불투명 영역(Or1, Or2) 및 삽입 하프톤 영역(Sr1)에 대응하는 차광 물질층은 메인 차광부(222)보다 더 제거되어 스페이서(221_c2) 주변의 홈(20H)을 형성한다. 메인 차광부(222)의 윗면을 기준으로 홈(20H)의 깊이(H2)는 앞에서 설명한 바와 같이 메인 차광부(222)의 두께(H1)의 대략 25% 이하일 수 있다. 따라서 메인 차광부(222)의 두께가 너무 얇아지는 것을 막을 수 있고, 이와 동시에 스페이서(221)의 수평 방향 폭(W4)을 제한하고 작게 형성할 수 있어 고해상도 표시 장치에서도 용이하게 스페이서(221)를 형성할 수 있다.
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.
3: 액정층
50: 광마스크
100, 200: 표시판
110, 210: 기판
121: 게이트선
124: 게이트 전극
140: 게이트 절연막
154: 반도체
171: 데이터선
173: 소스 전극
175: 드레인 전극
180a, 180b, 180c: 절연층
185a: 접촉 구멍
191: 화소 전극
220: 차광 부재
221: 스페이서
222: 메인 차광부
230: 색필터
270: 공통 전극

Claims (21)

  1. 서로 마주하는 제1 기판 및 제2 기판,
    상기 제1 기판 위에 위치하는 박막 트랜지스터,
    상기 박막 트랜지스터 위에 위치하는 제1 절연층, 그리고
    상기 제1 절연층 위에 위치하는 차광 부재
    를 포함하고,
    상기 차광 부재는 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이의 셀갭을 유지하는 스페이서 및 상기 스페이서의 윗면보다 낮은 윗면을 가지는 메인 차광부를 포함하고,
    상기 스페이서와 상기 메인 차광부 사이의 경계에는 상기 메인 차광부의 윗면보다 낮게 파인 홈이 위치하는
    표시 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 메인 차광부의 윗면을 기준으로 상기 홈의 깊이는 상기 메인 차광부의 두께의 대략 25% 이하인 표시 장치.
  3. 제2항에서,
    상기 홈은 상기 스페이서를 둘러싸는 폐곡선을 이루는 표시 장치.
  4. 제3항에서,
    상기 스페이서의 폭은 대략 5um 내지 대략 15um인 표시 장치.
  5. 제4항에서,
    상기 박막 트랜지스터와 연결되어 있는 신호선을 더 포함하고,
    상기 스페이서는 상기 박막 트랜지스터 및 상기 신호선 중 적어도 하나와 중첩하는
    표시 장치.
  6. 제5항에서,
    상기 메인 차광부는 상기 신호선의 적어도 일부와 중첩하는 표시 장치.
  7. 제1항에서,
    상기 박막 트랜지스터 위에 위치하며 상기 박막 트랜지스터와 연결되어 있는 화소 전극을 더 포함하고,
    상기 차광 부재는 상기 화소 전극 위에 위치하는
    표시 장치.
  8. 제1 기판 위에 박막 트랜지스터를 형성하는 단계,
    상기 박막 트랜지스터 위에 제1 절연층을 형성하는 단계, 그리고
    상기 제1 절연층 위에 차광 물질층을 도포하고 광마스크를 이용하여 노광하는 단계
    를 포함하고,
    상기 광마스크는
    빛의 적어도 일부를 투과시키는 섬형의 제1 영역,
    상기 제1 영역 주변에 위치하며 서로 이격되어 있는 복수의 고리형 불투명 영역, 그리고
    상기 복수의 고리형 불투명 영역 사이에 위치하며 빛의 적어도 일부를 투과시키는 제2 영역
    을 포함하는 표시 장치의 제조 방법.
  9. 제8항에서,
    상기 고리형 불투명 영역 및 상기 제2 영역 각각의 폭은 0um보다 크고 대략 2um 이하인 표시 장치의 제조 방법.
  10. 제9항에서,
    상기 광마스크는 상기 복수의 고리형 불투명 영역 바깥쪽에 위치하며 빛을 일부만 투과시키는 하프톤 영역을 더 포함하는 표시 장치의 제조 방법.
  11. 제10항에서,
    상기 고리형 불투명 영역 및 상기 제2 영역은 각각 폐곡선을 이루는 표시 장치의 제조 방법.
  12. 제11항에서,
    상기 투명 영역의 폭은 대략 5um 내지 대략 15um인 표시 장치의 제조 방법.
  13. 제10항에서,
    상기 제1 영역은 빛을 대부분 투과시키는 투명 영역이고,
    상기 제2 영역은 빛의 일부만 투과시키는
    표시 장치의 제조 방법.
  14. 제10항에서,
    상기 제1 영역과 상기 제2 영역은 빛의 일부만 투과시키는 표시 장치의 제조 방법.
  15. 제10항에서,
    상기 광마스크를 이용하여 상기 차광 물질층을 노광하여 상기 하프톤 영역에 대응하는 메인 차광부를 형성하는 단계,
    상기 광마스크를 이용하여 상기 차광 물질층을 노광하여 상기 제1 영역에 대응하는 스페이서를 형성하는 단계, 그리고
    상기 광마스크를 이용하여 상기 차광 물질층을 노광하여 상기 복수의 고리형 불투명 영역 및 상기 제2 영역에 대응하며 상기 메인 차광부의 윗면보다 낮게 파인 홈을 형성하는 단계를
    더 포함하는 표시 장치의 제조 방법.
  16. 제15항에서,
    상기 메인 차광부의 윗면을 기준으로 상기 홈의 깊이는 상기 메인 차광부의 두께의 대략 25% 이하인 표시 장치의 제조 방법.
  17. 표시 장치용 광마스크로서
    빛의 적어도 일부를 투과시키는 섬형의 제1 영역,
    상기 제1 영역 주변에 위치하며 서로 이격되어 있는 복수의 고리형 불투명 영역, 그리고
    상기 복수의 고리형 불투명 영역 사이에 위치하며 빛의 적어도 일부를 투과시키는 제2 영역
    을 포함하는 광마스크.
  18. 제17항에서,
    상기 고리형 불투명 영역 및 상기 제2 영역 각각의 폭은 0um보다 크고 대략 2um 이하인 광마스크.
  19. 제18항에서,
    상기 광마스크는 상기 복수의 고리형 불투명 영역 바깥쪽에 위치하며 빛을 일부만 투과시키는 하프톤 영역을 더 포함하는 광마스크.
  20. 제19항에서,
    상기 제1 영역은 빛을 대부분 투과시키는 투명 영역이고,
    상기 제2 영역은 빛의 일부만 투과시키는
    광마스크.
  21. 제19항에서,
    상기 제1 영역과 상기 제2 영역은 빛의 일부만 투과시키는 광마스크.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190052188A (ko) * 2017-11-06 2019-05-16 삼성디스플레이 주식회사 증착 마스크 및 이를 이용한 표시 장치의 제조 방법
KR20200068271A (ko) * 2018-12-05 2020-06-15 엘지디스플레이 주식회사 액정표시패널

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI605283B (zh) * 2015-12-28 2017-11-11 群創光電股份有限公司 顯示裝置
US20180348565A1 (en) * 2017-06-06 2018-12-06 HKC Corporation Limited Display panel and manufacturing method thereof
CN107422522B (zh) * 2017-09-20 2019-12-13 武汉华星光电技术有限公司 一种彩色滤光片基板及其制作方法
CN107968110B (zh) * 2017-11-21 2020-05-01 京东方科技集团股份有限公司 显示基板及其制作方法、显示装置及其制作方法
CN111025800B (zh) * 2019-12-06 2021-06-01 Tcl华星光电技术有限公司 显示面板及其制备方法
CN115308951A (zh) * 2022-08-31 2022-11-08 合肥鑫晟光电科技有限公司 一种彩膜基板、显示面板及掩膜版

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20050045846A (ko) * 2003-11-10 2005-05-17 세이코 엡슨 가부시키가이샤 전기 광학 장치용 기판 및 그 제조 방법, 전기 광학 장치및 그 제조 방법, 노광용 마스크, 및 전자기기
KR20130006205A (ko) * 2011-07-08 2013-01-16 엘지디스플레이 주식회사 액정표시장치 및 액정표시장치의 제조방법
KR20150026309A (ko) * 2013-09-02 2015-03-11 삼성디스플레이 주식회사 액정 표시 장치

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6407783B1 (en) * 1998-04-07 2002-06-18 Optrex Corporation Liquid crystal display device
KR101158872B1 (ko) 2005-06-30 2012-06-25 엘지디스플레이 주식회사 액정표시장치 및 그 제조방법
KR101182312B1 (ko) 2005-09-29 2012-09-20 엘지디스플레이 주식회사 액정 표시 장치 및 이의 제조 방법
KR20080082086A (ko) 2007-03-07 2008-09-11 엘지디스플레이 주식회사 액정표시장치와 그 제조방법
US7825998B2 (en) * 2007-04-06 2010-11-02 Hannstar Display Corp. Input display having particular photo sensor, color filter, and light-shielding element arrangement
JP5315646B2 (ja) 2007-08-30 2013-10-16 凸版印刷株式会社 カラーフィルタの製造方法
KR100924137B1 (ko) * 2008-01-31 2009-10-29 삼성모바일디스플레이주식회사 유기전계발광표시장치 및 그의 제조방법
KR101407587B1 (ko) * 2011-06-02 2014-06-13 삼성디스플레이 주식회사 유기 발광 표시장치 및 그 제조방법
KR101965304B1 (ko) * 2012-06-07 2019-08-14 삼성디스플레이 주식회사 액정 표시 장치 및 그 제조 방법
KR101973009B1 (ko) * 2012-11-13 2019-04-29 삼성디스플레이 주식회사 액정 표시 장치
KR20150009862A (ko) * 2013-07-17 2015-01-27 삼성디스플레이 주식회사 액정 표시 장치

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20050045846A (ko) * 2003-11-10 2005-05-17 세이코 엡슨 가부시키가이샤 전기 광학 장치용 기판 및 그 제조 방법, 전기 광학 장치및 그 제조 방법, 노광용 마스크, 및 전자기기
KR20130006205A (ko) * 2011-07-08 2013-01-16 엘지디스플레이 주식회사 액정표시장치 및 액정표시장치의 제조방법
KR20150026309A (ko) * 2013-09-02 2015-03-11 삼성디스플레이 주식회사 액정 표시 장치

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190052188A (ko) * 2017-11-06 2019-05-16 삼성디스플레이 주식회사 증착 마스크 및 이를 이용한 표시 장치의 제조 방법
US10651385B2 (en) 2017-11-06 2020-05-12 Samsung Display Co., Ltd. Deposition mask and method of manufacturing display device using the same
US11374174B2 (en) 2017-11-06 2022-06-28 Samsung Display Co. Ltd. Deposition mask and method of manufacturing display device using the same
KR20200068271A (ko) * 2018-12-05 2020-06-15 엘지디스플레이 주식회사 액정표시패널

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