KR20160126159A - 액정 표시 장치 및 그 제조 방법 - Google Patents

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KR20160126159A
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이정수
박정민
김지현
박준홍
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삼성디스플레이 주식회사
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Abstract

제1 기판; 상기 제1 기판 위에 배치된 게이트선 및 데이터선; 상기 게이트선 및 상기 데이터선에 각각 연결된 박막 트랜지스터; 상기 박막 트랜지스터 위에 배치된 색필터; 상기 색필터를 덮고 제1 접촉 구멍을 갖는 제1 절연막; 상기 제1 절연막 위에 배치된 공통 전극; 상기 제1 절연막 위에 배치되며 공통 전극과 중첩하는 화소전극; 및 상기 화소 전극과 상기 공통 전극 사이에 배치되고 제2 접촉 구멍을 갖는 제2 절연막을 포함하고, 상기 제1 접촉 구멍의 형상은 상기 제2 접촉 구멍의 형상과 일치하는 액정 표시 장치를 포함한다.

Description

액정 표시 장치 및 그 제조 방법 {LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}
본 발명은 액정 표시 장치 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 접촉 구멍 형성 공정이 단순화되고 해상도가 개선된 액정 표시 장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
액정 표시 장치는 투명한 두 기판 사이에 액정층이 형성된 액정 표시 장치로서, 상기 액정층을 구동하여 화소별로 광투과율을 조절함으로써 원하는 화상을 표시할 수 있다.
액정 표시 장치 중에서도 현재 주로 사용되는 것은 전기장 생성 전극이 두 표시판에 각각 구비되어 있는 구조이다. 이 중에서도, 박막 트랜지스터 표시판에 복수의 박막 트랜지스터와 화소 전극이 행렬의 형태로 배열되어 있고, 색필터 표시판에 적색, 녹색 및 청색의 색필터가 형성되어 있고 그 전면을 공통 전극이 덮고 있는 구조가 주류이다.
그러나, 이러한 액정 표시 장치는 화소 전극과 색필터가 다른 표시판에 형성되므로 화소 전극과 색필터 사이에 정확한 정렬(align)이 곤란하여 정렬 오차가 발생할 수 있다.
이를 해결하기 위하여, 색필터와 화소 전극을 동일한 표시판에 형성하는 색필터 온 어레이(color filter on array, COA) 구조가 제안되었다.
이러한 경우, 화소 전극과 박막 트랜지스터의 접촉을 위한 접촉 구멍을 색필터 또는 색필터를 덮는 절연막에 형성하게 되는데, 이 때 건식 식각 공정을 실시하여 색필터 또는 절연막에 접촉 구멍을 형성하지만, 그 공정이 용이하지 않다.
본 발명은 색필터 또는 색필터를 덮는 절연막에 접촉 구멍을 형성하는 공정을 단순화시키고 해상도를 높인 액정 표시 장치 및 그 제조 방법을 제안하고자 한다.
본 발명의 일 실시예는 제1 기판; 상기 제1 기판 위에 배치된 게이트선 및 데이터선; 상기 게이트선 및 상기 데이터선에 각각 연결된 박막 트랜지스터; 상기 박막 트랜지스터 위에 배치된 색필터; 상기 색필터를 덮고 제1 접촉 구멍을 갖는 제1 절연막; 상기 제1 절연막 위에 배치된 공통 전극; 상기 제1 절연막 위에 배치되며 공통 전극과 중첩하는 화소전극; 및 상기 화소 전극과 상기 공통 전극 사이에 배치되고 제2 접촉 구멍을 갖는 제2 절연막을 포함하고, 상기 제1 접촉 구멍의 형상은 상기 제2 접촉 구멍의 형상과 일치하는 액정 표시 장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 박막 트랜지스터는 드레인 전극을 포함하고, 상기 제1 접촉 구멍 및 상기 제2 접촉 구멍은 상기 드레인 전극의 일부를 노출시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 화소 전극은 상기 제1 접촉 구멍 및 상기 제2 접촉 구멍을 통해 상기 드레인 전극과 연결될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제2 절연막은 상기 제1 접촉 구멍의 경사면을 덮지 않을 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 데이터선, 상기 게이트선 및 상기 박막 트랜지스터를 덮고 제3 접촉 구멍을 갖는 제3 절연막을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제2 절연막은 상기 제3 접촉 구멍의 경사면을 덮지 않을 수 있다.
본 발명의 다른 실시예는 제1 기판 위에 게이트선, 데이터선 및 상기 게이트선과 상기 데이터선에 연결된 박막 트랜지스터를 형성하는 단계; 상기 게이트선, 상기 데이터선 및 상기 박막 트랜지스터 위에 색필터를 형성하는 단계; 상기 색필터를 덮는 제1 절연막을 형성하는 단계; 상기 제1 절연막 위에 공통 전극을 형성하는 단계; 상기 공통 전극 위에 제2 절연막을 형성하는 단계; 및 상기 제1 절연막 및 상기 제2 절연막에 각각 제1 접촉 구멍 및 제2 접촉 구멍을 동시에 형성하는 단계;를 포함하는 액정 표시 장치의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 제1 접촉 구멍 및 상기 제2 접촉 구멍을 형성하는 단계는, 상기 제2 절연막 상에 포토 레지스트를 도포하는 단계; 마스크를 이용하여 상기 포토 레지스트를 노광하는 단계; 노광된 상기 포토 레지스트를 현상하여 포토 레지스트 패턴을 형성하는 단계; 및 상기 포토 레지스트 패턴을 이용하여 상기 제1 절연막 및 상기 제2 절연막을 식각하여 제1 절연막 및 제2 절연막에 각각 제1 접촉 구멍 및 제2 접촉 구멍을 동시에 형성하는 단계;를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 제2 절연막 상에 화소 전극을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 박막 트랜지스터는 드레인 전극을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 제1 접촉 구멍 및 상기 제2 접촉 구멍은 상기 드레인 전극의 일부를 노출시킬 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 화소 전극은 상기 제1 접촉 구멍 및 상기 제2 접촉 구멍을 통하여 상기 드레인 전극과 연결될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예는 제1 기판 위에 게이트선, 데이터선 및 상기 게이트선과 상기 데이터선에 연결된 박막 트랜지스터를 형성하는 단계; 상기 게이트선, 데이터선 및 상기 박막 트랜지스터 위에 제3 절연막을 형성하는 단계; 상기 게이트선, 상기 데이터선 및 상기 박막 트랜지스터 위에 색필터를 형성하는 단계; 상기 색필터를 덮는 제1 절연막을 형성하는 단계; 상기 제1 절연막 위에 공통 전극을 형성하는 단계; 상기 공통 전극 위에 제2 절연막을 형성하는 단계; 및 상기 제1 절연막, 상기 제2 절연막 및 상기 제3 절연막에 각각 제1 접촉 구멍, 제2 접촉 구멍 및 제3 접촉 구멍을 동시에 형성하는 단계;를 포함하는 액정 표시 장치의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 제1 접촉 구멍, 상기 제2 접촉 구멍 및 상기 제3 접촉 구멍을 형성하는 단계는, 상기 제2 절연막 상에 포토 레지스트를 도포하는 단계; 마스크를 이용하여 상기 포토 레지스트를 노광하는 단계; 노광된 상기 포토 레지스트를 현상하여 포토 레지스트 패턴을 형성하는 단계; 및 상기 포토 레지스트 패턴을 이용하여 상기 제1 절연막, 상기 제2 절연막 및 상기 제3 절연막을 식각하여 상기 제1 절연막, 상기 제2 절연막 및 상기 제3 절연막에 각각 상기 제1 접촉 구멍, 상기 제2 접촉 구멍 및 상기 제3 접촉 구멍을 동시에 형성하는 단계;를 포함할 수 있다.
본 발명은 색필터를 덮는 절연막의 노광 공정을 생략하므로 공정 효율이 올라가고, 접촉 구멍 내부에 포토레지스트가 남지 않아 고해상도 구현이 가능하다.
또한, 색필터를 덮는 제1 절연막과 화소 전극과 공통 전극을 절연시키는 제2 절연막에 각각 형성되는 접촉 구멍의 얼라인이 정확하게 이루어짐에 따라 고해상도 구현이 가능하다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치를 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 2 는 도 1의 I-I’선을 따라 절단한 단면도이다.
도 3a 내지 3g는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조방법을 나타낸 단면도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 따라서, 몇몇 실시예에서, 잘 알려진 공정 단계들, 잘 알려진 소자 구조 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 소자를 뒤집을 경우, 다른 소자의 "아래(below)"또는 "아래(beneath)"로 기술된 소자는 다른 소자의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 소자는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
먼저, 도 1 내지 도 2를 참고하여 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치를 개략적으로 나타낸 평면도이다. 도 2 는 도 1의 I-I’선을 따라 절단한 단면도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치는 서로 마주하는 하부 표시판(100)과 상부 표시판(200) 및 이들 두 표시판(100, 200) 사이에 위치하는 액정층(3)을 포함한다.
먼저, 하부 표시판(100)에 대하여 설명한다.
제1 기판(110) 위에 복수의 게이트선(gate line)(121)이 형성되어 있다.
게이트선(121)은 게이트 신호를 전달하고 주로 가로 방향으로 뻗는다. 각 게이트선(121)은 복수의 게이트 전극(gate electrode)(124)를 포함한다.
게이트선(121) 위에 게이트 절연막(gate insulating layer)(140)이 형성되어 있다. 게이트 절연막(140)은 질화규소(SiNx) 또는 산화규소(SiOx) 따위의 무기 절연물 등으로 만들어질 수 있다.
게이트 절연막(140) 위에 복수의 반도체(151)가 형성되어 있다. 반도체(151)는 게이트 전극(124)을 따라 뻗어 있는 돌출부(154)를 포함한다. 이외에도, 반도체(151)는 게이트 전극(124) 위에만 배치될 수도 있다.
반도체(151)는 비정질 규소, 다결정 규소, 또는 산화물 반도체를 포함할 수 있다. 산화물 반도체는 아연(Zn), 갈륨(Ga), 인듐(In) 및 주석(Sn)으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
예컨대, 산화물 반도체는 아연(Zn), 갈륨(Ga), 주석(Sn) 또는 인듐(In)을 기본으로 하는 산화물, 또는 복합 산화물인 산화아연(ZnO), 인듐-갈륨-아연 산화물(InGaZnO4), 인듐-아연 산화물(In-Zn-O), 아연-주석 산화물(Zn-Sn-O) 등과 같은 산화물 반도체 재료를 이용하여 만들어질 수 있다.
구체적으로, 산화물 반도체는 인듐(In), 갈륨(Ga), 아연(Zn) 및 산소(O)를 포함하는 IGZO계의 산화물을 포함할 수 있다. 이외에도 산화물 반도체는 In-Sn-Zn-O계 금속 산화물, In-Al-Zn-O계 금속 산화물, Sn-Ga-Zn-O계 금속 산화물, Al-Ga-Zn-O계 금속 산화물, Sn-Al-Zn-O계 금속 산화물, In-Zn-O계 금속 산화물, Sn-Zn-O계 금속 산화물, Al-Zn-O계 금속 산화물, In-O계 금속 산화물, Sn-O계 금속 산화물, 및 Zn-O계 금속 산화물을 포함할 수 있다.
반도체(151) 및 반도체 돌출부(154) 위에 복수의 저항성 접촉 부재(ohmic contact)(161, 163, 165)가 형성되어 있다. 저항성 접촉 부재 (163, 165)는 게이트 전극(124)을 중심으로 서로 마주하며 쌍을 이루어 반도체(154) 위에 배치되어 있다.
저항성 접촉 부재(161, 163, 165)는 인 따위의 n형 불순물이 고농도로 도핑되어 있는 n+ 수소화 비정질 규소 따위의 물질로 만들어지거나 실리사이드(silicide)로 만들어질 수 있다.
저항성 접촉 부재(161, 163, 165) 위에 복수의 데이터선(data line)(171)과 복수의 드레인 전극(drain electrode)(175)을 포함하는 데이터 도전체가 형성되어 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(source electrode)(173)을 포함한다. 데이터선(171)은 주기적으로 꺾여 있으며 게이트선(121)의 연장 방향과 빗각을 이룬다. 데이터선(171)이 게이트선(121)의 연장 방향과 이루는 빗각은 45도 이상일 수 있다.
드레인 전극(175)은 게이트 전극(124)을 중심으로 소스 전극(173)과 마주하는 막대형 끝 부분과 면적이 넓은 다른 끝 부분을 포함한다.
게이트 전극(124), 소스 전극(173) 및 드레인 전극(175)은 반도체 돌출부(154)와 함께 스위칭 소자인 박막 트랜지스터(thin film transistor, TFT)를 이룬다. 선형 반도체(151)는 박막 트랜지스터가 위치하는 반도체 돌출부(154)를 제외하면 데이터선(171), 드레인 전극(175) 및 그 하부의 저항성 접촉 부재(161, 165,)와 거의 동일한 평면 형태를 가질 수 있다.
데이터 도전체(171, 175) 및 노출된 반도체 돌출부(154) 위에 제3 절연막(180z)이 위치하며, 제3 절연막(180z)은 유기 절연 물질 또는 무기 절연 물질 등으로 이루어질 수 있다.
제3 절연막(180z) 위에 게이트선(121), 데이터선(171) 및 박막 트랜지스터와 대응하는 부분에 블랙 매트릭스(black matrix)라고 하는 차광 부재(220)가 형성되어 있으며, 차광 부재(220)가 구획하는 화소 영역 내에 복수의 색필터(230a, 230b, 230c)가 형성되어 있다. 각 색필터(230a, 230b, 230c)는 기본색(primary color) 중 하나를 고유하게 표시할 수 있으며, 기본색의 예로는 적색, 녹색, 청색 등 삼원색 또는 황색(yellow), 청록색(cyan), 자홍색(magenta) 등을 들 수 있다. 도시하지는 않았지만, 색필터는 기본색 외에 기본색의 혼합색 또는 백색(white)을 표시하는 색필터를 더 포함할 수 있다. 색필터(230a, 230b, 230c)는 유기 물질로 이루어진다.
이외에도, 제1 기판(110) 상에 차광 부재(220)가 생략될 수 있고, 각 색필터(230a, 230b, 230c)는 데이터선(171)을 따라 길게 뻗을 수 있고, 데이터선(171)을 경계로 하여 이웃하는 두 색필터(230A 및 230B, 230B 및 230C)가 서로 중첩할 수 있다. 즉, 제3 절연막(180z) 위에 게이트선(121), 데이터선(171) 및 박막 트랜지스터와 대응하는 부분에도 각 색필터(230a, 230b, 230c)가 형성될 수 있다.
이와는 달리, 각 색필터(230a, 230b, 230c)는 화소 영역에만 형성되고 게이트선(121), 데이터선(171) 및 박막 트랜지스터와 대응하는 부분에 각 색필터(230a, 230b, 230c)를 덮는 제1 절연막(180x)이 배치될 수 있다. 즉, 각 색필터(230a, 230b, 230c) 사이에 제1 절연막(180x)이 배치될 수 있다.
색필터(230a, 230b, 230c) 위에 제1 절연막(180x)이 형성된다. 제1 절연막(180x)은 유기물질로 이루어질 수 있으며, 표면이 평탄할 수 있다. 제1 절연막(180x)은 이웃하는 화소에 배치되어 있는 각 색필터(230a, 230b, 230c)의 단차를 감소하여, 제1 배향막(11)이 일정하게 러빙될 수 있도록 도와준다.
그러나, 제1 절연막(180x)은 무기 절연막일 수도 있으며, 색필터(230a, 230b, 230c)의 성분이 외부로 노출되는 것을 방지할 수 있고, 이 때, 제1 절연막(180x)은 게이트 절연막(140)보다 낮은 온도에서 성막하여 아래에 배치되어 있는 색필터(230a, 230b, 230c)의 변형이나 변색을 방지할 수 있다. 또한, 제1 절연막(180x)은 그 아래에 배치되는 색필터(230a, 230b, 230c)와 제3 절연막(180z)사이의 굴절률 차이에 따른 투과율 손실을 줄일 수 있다.
제1 절연막(180x) 위에 복수의 공통 전극(common electrode)(131)이 형성되어 있다. 공통 전극(131)은 ITO 또는 IZO 등의 투명한 도전 물질로 만들어질 수 있다. 공통 전극(131)은 면형으로서 제1 기판(110) 전면 위에 통판으로 형성되어 있을 수 있고, 드레인 전극(175) 주변에 대응하는 영역에 배치되어 있는 개구부(138)를 가질 수 있다.
공통 전극(131) 위에 제2 절연막(180y)이 배치되어 있다. 제2 절연막(180y)은 유기 절연 물질 또는 무기 절연 물질 등으로 이루어질 수 있다.
제2 절연막(180y) 위에 화소 전극(191)이 형성되어 있다. 화소 전극(191)은 서로 대체로 평행하게 뻗으며 서로 이격되어 있는 복수의 가지 전극(193)과 가지 전극(193)의 위 및 아래의 끝 부분을 연결하는 하부 및 상부의 가로부(192)를 포함한다. 화소 전극(191)의 가지 전극(193)은 데이터선(171)을 따라 꺾여 있을 수 있다. 또한, 화소 전극(191)은 드레인 전극(175)이 배치된 방향으로 연장된 화소 전극 돌출부(195)를 더 포함할 수 있다. 화소 전극 돌출부(195)는 드레인 전극(175)과 직접 접촉할 수 있다. 화소 전극(191)은 ITO 또는 IZO 등의 투명한 도전 물질로 만들어질 수 있다.
드레인 전극(175)의 일부를 드러내는 제3 접촉 구멍(183), 제4 접촉 구멍(184), 제1 접촉 구멍(181) 및 제2 접촉 구멍(182)은 각각 제3 절연막(180z), 차광 부재(220), 제1 절연막(180x) 및 제2 절연막(180y)에 형성되어 있고, 화소 전극(191)은 제1 내지 제4 접촉 구멍(181, 182, 183, 184)을 통하여 드레인 전극(175)과 전기적으로 연결되어 데이터 전압을 전달받는다.
다시 표현하면, 제1 절연막(180x)은 제1 접촉 구멍(181)을 갖고, 제2 절연막(180y)은 제2 접촉 구멍(182)을 갖고, 제3 절연막(180z)은 제3 접촉 구멍(183)을 갖고, 차광 부재(220)는 제4 접촉 구멍(184)을 갖는다.
제1 내지 제4 접촉 구멍(181, 182, 183, 184)은 공통 전극(131)에 형성되어 있는 개구부(138)에 대응하는 위치에 형성되어 있다. 제1 내지 제4 접촉 구멍(181, 182, 183, 184)의 형상은 서로 일치한다.
한편, 제2 절연막(180y)은 제1 접촉 구멍(181)의 경사면, 제3 접촉 구멍(183)의 경사면 및 제4 접촉 구멍(184)의 경사면을 덮지 않는다.
데이터 전압을 인가받은 화소 전극(191)은 공통 전압을 인가받은 공통 전극(131)과 함께 액정층(3)에 전기장을 생성한다.
화소 전극(191)의 가지 전극(193)는 면형인 공통 전극(131)과 중첩한다.
본 실시예에 따른 액정 표시 장치의 경우, 공통 전극(131)은 복수의 데이터선(171)을 한꺼번에 덮으며 데이터선(171)과 중첩하고 있다. 따라서 데이터선(171)과 화소 전극(191) 사이의 크로스토크를 줄이고 데이터선(171)과 이웃하는 화소 전극(191) 사이의 기생 정전 용량에 의한 빛샘을 줄일 수 있다.
하부 표시판(100) 안쪽 면에 제1 배향막(alignment layer)(11)이 도포되어 있다.
그러면, 상부 표시판(200)에 대하여 설명한다.
제2 기판(210) 위에 제2 배향막(21)이 도포되어 있다.
제1 배향막(11) 및 제2 배향막(21)은 수평 배향막일 수 있다.
하부 표시판(100)과 상부 표시판(200) 사이에 들어 있는 액정층(3)은 액정 분자(도시하지 않음)를 포함하며 액정 분자는 전기장이 없는 상태에서 그 장축이 두 표시판(100, 200)의 표면에 대하여 수평을 이루도록 배향되어 있을 수 있다.
액정층(3)은 양의 유전률 이방성을 가질 수 있고, 음의 유전율 이방성을 가질 수도 있다. 액정층(3)의 액정 분자는 일정한 방향으로 선경사를 가지도록 배향되어 있을 수 있고, 이러한 액정 분자의 선경사 방향은 액정층(3)의 유전률 이방성에 따라 변화가능하다.
하부 표시판(100)의 제1 기판(110)의 바깥쪽에 빛을 생성하여 두 표시판(100, 200)에 빛을 제공하는 백라이트부(도시하지 않음)를 더 포함할 수 있다.
데이터 전압이 인가된 화소 전극(191)은 공통 전압을 인가받는 공통 전극(131)과 함께 액정층(3)에 전기장을 생성함으로써 액정층(3)의 액정 분자의 방향을 결정하고 해당 영상을 표시한다.
이하에서 하부 표시판(100)의 제조 방법에 대하여 도 3a 내지 3g를 통하여 상세하게 살펴본다.
도 3a 내지 3g는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조방법을 나타낸 단면도이다.
먼저 도 3a에 도시한 바와 같이 제1 기판(110) 위에 게이트선(121), 데이터선(171), 박막 트랜지스터, 제3 절연막(180z), 차광 부재(220), 색필터(230a, 230b, 230c) 및 제1 절연막(180x)를 형성한다.
제1 기판(110)은 투명한 유리 또는 플라스틱 따위로 이루어져 있으며, 박막 트랜지스터는 게이트선(121) 및 데이터선(171)에 연결되어 있다. 도 3a에서 제1 기판(110) 위에 상기 구성들을 형성하는 것으로 간단하게 설명하고 있지만, 실제로는 복수의 공정이 포함되어 있다. 예를 들면 아래와 같다.
제1 기판(110)위에 게이트선(121)과 게이트 전극(124)을 형성하고, 그 후, 제1 기판(110) 및 게이트선(121)과 게이트 전극(124)을 덮는 게이트 절연막(140)을 형성한다.
게이트 절연막(140) 위에 게이트선(121)과 교차하는 방향으로 데이터선(171)을 형성하며, 박막 트랜지스터의 출력 단자인 드레인 전극(175)도 형성한다. 그 후 데이터선(171) 및 드레인 전극(175을 덮는 제3 절연막(180z)을 형성한다. 제3 절연막(180z) 위에 차광 부재(220) 및 색필터(230a, 230b, 230c)를 형성한다.
도 3a에서 이상과 같은 복수의 공정이 함축적으로 도시된 것이며, 게이트선(121) 및 데이터선(171)의 구조는 실시예에 따라서 다양할 수 있다.
그 후, 도 3b를 참조하면, 제1 절연막(180x) 위에 공통 전극(131)을 형성한다. 제1 기판(110)의 전면에 통판 형태로 공통 전극(131)이 형성되고, 드레인 전극(175)의 일부와 중첩하는 위치의 공통 전극(131)에 개구부(138)를 형성한다.
그 후, 도 3c내지 도 3f 를 참조하면, 공통 전극(131)위에 제2 절연막(180y)을 형성한다. 제2 절연막(180y) 위에 포토 레지스트(50)를 도포한다. 마스크(60)를 이용하여 드레인 전극(175)을 노출 시킬 위치에 형성된 포토 레지스트(50)를 노광한다. 노광된 포토 레지스트(50)를 현상하여 포토 레지스트 패턴(51)을 형성한다. 포토 레지스트 패턴(51)을 이용하여 제3 절연막(180z), 차광 부재(220), 제1 절연막(180x), 및 제2 절연막(180y)을 식각하고, 제3 절연막(180z), 차광 부재(220), 제1 절연막(180x), 및 제2 절연막(180y)에 각각 제3 접촉 구멍(183), 제 4 접촉 구멍(184), 제1 접촉 구멍(181), 및 제2 접촉 구멍(182)을 동시에 형성한다. 제3 접촉 구멍(183), 제 4 접촉 구멍(184), 제1 접촉 구멍(181), 및 제2 접촉 구멍(182)은 서로 형상이 일치하고 드레인 전극(175)을 노출시킨다.
한편, 제3 절연막(180z) 및 차광 부재(220)는 생략될 수 있고, 색필터(230a, 230b, 230c) 사이에 제1 절연막(180x)이 형성될 수 있다. 이와 같은 경우에 포토 레지스트 패턴(51)을 이용하여 제1 절연막(180x) 및 제2 절연막(180y)에 각각 제1 접촉 구멍(181) 및 제2 접촉 구멍(182)을 형성할 수 있다.
그 후, 도 3 g에 도시된 바와 같이 화소 전극(191), 제1 배향막(11) 액정층(3) 제2 기판(210) 및 제2 배향막(21)이 형성된다.
이와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조방법은 색필터(230a, 230b, 230c)를 덮는 제1 절연막(180x)의 제1 접촉 구멍(181)과 화소 전극(191)과 공통 전극(131)을 절연시키는 제2 절연막(180y)의 제2 접촉 구멍(182)을 동시에 형성함에 따라 공정을 단순화 시키고 고해상도 구현이 가능하다.
즉, 기존에 제1 절연막(180x)의 제1 접촉 구멍(181)과 제2 절연막(180y)의 제2 접촉 구멍(182)을 따로 형성하였으나 본 발명은 제1 접촉 구멍(181) 및 제2 접촉 구멍(182)을 동시에 형성하므로 제1 절연막(180x)을 노광하는 공정이 생략된다. 따라서 공정이 단순화되고 공정 비용이 절감된다.
또한, 제1 접촉 구멍(181) 및 제2 접촉 구멍(182)을 동시에 형성함에 따라 제1 접촉 구멍(181)과 제2 접촉 구멍(182)이 서로 정확히 일치하게 되어 접촉 구멍간 얼라인이 안되는 문제점이 개선되고 고해상도 구현이 가능하다.
또한, 제2 절연막(180y)의 제2 접촉 구멍(182)을 따로 형성할 경우 제2 접촉 구멍(182) 형성을 위한 포토 레지스트가 이미 형성된 제1 절연막(180x)의 제1 접촉 구멍(181)에 남아 있을 수 있다. 제1 접촉 구멍(181)에 일부 남겨진 포토 레지스트는 화질 불량의 원인이 될 수 있다. 그러나 본 발명은 제1 접촉 구멍(181) 및 제2 접촉 구멍(182)을 동시에 형성함에 따라 제1 접촉 구멍(181)에 포토 레지스트가 잔류될 여지가 없고 고해상도 구현이 가능하다.
이상에서 설명된 본 발명의 액정 표시 장치 및 그의 제조방법의 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명의 보호범위는 본 발명 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등예를 포함할 수 있다.
3: 액정층 11: 제1 배향막
21: 제2 배향막 50: 포토레지스트
51: 포토레지스트 패턴 60: 광마스크
110, 210: 기판 100, 200: 표시판
121: 게이트선 124: 게이트 전극
131: 공통 전극 138: 개구부
140: 게이트 절연막 151, 154: 반도체
161, 163, 165: 저항성 접촉 부재
171: 데이터선 173: 소스 전극
175: 드레인 전극 180x: 제1 절연막
180y: 제2 절연막 180z: 제3 절연막
181: 제1 접촉 구멍 182: 제2 접촉 구멍
183: 제3 접촉 구멍 184: 제4 접촉구멍
191: 화소 전극 192: 가로부
193: 가지전극 195: 화소전극 돌출부
220: 차광 부재 230a, 230b, 230c: 색필터

Claims (14)

  1. 제1 기판;
    상기 제1 기판 위에 배치된 게이트선 및 데이터선;
    상기 게이트선 및 상기 데이터선에 각각 연결된 박막 트랜지스터;
    상기 박막 트랜지스터 위에 배치된 색필터;
    상기 색필터를 덮고 제1 접촉 구멍을 갖는 제1 절연막;
    상기 제1 절연막 위에 배치된 공통 전극;
    상기 제1 절연막 위에 배치되며 공통 전극과 중첩하는 화소전극; 및
    상기 화소 전극과 상기 공통 전극 사이에 배치되고 제2 접촉 구멍을 갖는 제2 절연막을 포함하고,
    상기 제1 접촉 구멍의 형상은 상기 제2 접촉 구멍의 형상과 일치하는 액정 표시 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 박막 트랜지스터는 드레인 전극을 포함하고,
    상기 제1 접촉 구멍 및 상기 제2 접촉 구멍은 상기 드레인 전극의 일부를 노출시키는 액정 표시 장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 화소 전극은 상기 제1 접촉 구멍 및 상기 제2 접촉 구멍을 통해 상기 드레인 전극과 연결된 액정 표시 장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 절연막은 상기 제1 접촉 구멍의 경사면을 덮지 않는 액정 표시 장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 데이터선, 상기 게이트선 및 상기 박막 트랜지스터를 덮고 제3 접촉 구멍을 갖는 제3 절연막을 더 포함하는 액정 표시 장치.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 제2 절연막은 상기 제3 접촉 구멍의 경사면을 덮지 않는 액정 표시 장치.
  7. 제1 기판 위에 게이트선, 데이터선 및 상기 게이트선과 상기 데이터선에 연결된 박막 트랜지스터를 형성하는 단계;
    상기 게이트선, 상기 데이터선 및 상기 박막 트랜지스터 위에 색필터를 형성하는 단계;
    상기 색필터를 덮는 제1 절연막을 형성하는 단계;
    상기 제1 절연막 위에 공통 전극을 형성하는 단계;
    상기 공통 전극 위에 제2 절연막을 형성하는 단계; 및
    상기 제1 절연막 및 상기 제2 절연막에 각각 제1 접촉 구멍 및 제2 접촉 구멍을 동시에 형성하는 단계;를 포함하는 액정 표시 장치의 제조방법.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 제1 접촉 구멍 및 상기 제2 접촉 구멍을 형성하는 단계는,
    상기 제2 절연막 상에 포토 레지스트를 도포하는 단계;
    마스크를 이용하여 상기 포토 레지스트를 노광하는 단계;
    노광된 상기 포토 레지스트를 현상하여 포토 레지스트 패턴을 형성하는 단계; 및
    상기 포토 레지스트 패턴을 이용하여 상기 제1 절연막 및 상기 제2 절연막을 식각하여 제1 절연막 및 제2 절연막에 각각 제1 접촉 구멍 및 제2 접촉 구멍을 동시에 형성하는 단계;를 포함하는 액정 표시 장치의 제조방법.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 제2 절연막 상에 화소 전극을 형성하는 단계를 더 포함하는 액정 표시 장치의 제조방법.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 박막 트랜지스터는 드레인 전극을 포함하는 액정 표시 장치의 제조방법.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 제1 접촉 구멍 및 상기 제2 접촉 구멍은 상기 드레인 전극의 일부를 노출시키는 액정 표시 장치의 제조방법.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 화소 전극은 상기 제1 접촉 구멍 및 상기 제2 접촉 구멍을 통하여 상기 드레인 전극과 연결된 액정 표시 장치의 제조방법.
  13. 제1 기판 위에 게이트선, 데이터선 및 상기 게이트선과 상기 데이터선에 연결된 박막 트랜지스터를 형성하는 단계;
    상기 게이트선, 데이터선 및 상기 박막 트랜지스터 위에 제3 절연막을 형성하는 단계;
    상기 게이트선, 상기 데이터선 및 상기 박막 트랜지스터 위에 색필터를 형성하는 단계;
    상기 색필터를 덮는 제1 절연막을 형성하는 단계;
    상기 제1 절연막 위에 공통 전극을 형성하는 단계;
    상기 공통 전극 위에 제2 절연막을 형성하는 단계; 및
    상기 제1 절연막, 상기 제2 절연막 및 상기 제3 절연막에 각각 제1 접촉 구멍, 제2 접촉 구멍 및 제3 접촉 구멍을 동시에 형성하는 단계;를 포함하는 액정 표시 장치의 제조방법.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 제1 접촉 구멍, 상기 제2 접촉 구멍 및 상기 제3 접촉 구멍을 형성하는 단계는,
    상기 제2 절연막 상에 포토 레지스트를 도포하는 단계;
    마스크를 이용하여 상기 포토 레지스트를 노광하는 단계;
    노광된 상기 포토 레지스트를 현상하여 포토 레지스트 패턴을 형성하는 단계; 및
    상기 포토 레지스트 패턴을 이용하여 상기 제1 절연막, 상기 제2 절연막 및 상기 제3 절연막을 식각하여 상기 제1 절연막, 상기 제2 절연막 및 상기 제3 절연막에 각각 상기 제1 접촉 구멍, 상기 제2 접촉 구멍 및 상기 제3 접촉 구멍을 동시에 형성하는 단계;를 포함하는 액정 표시 장치의 제조방법.
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