KR101547855B1 - 반도체 박막 트랜지스터 기판과 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 박막 트랜지스터 기판 및 그 제조 방법과 관련된다. 특히 백색 화소를 포함하는 표시 장치 및 그 제조 방법과 관련된다. 본 발명에 의해 신호배선이 절연 기판 상에 형성되고 댐 및 제1 색필터 패턴이 상기 절연 기판 상에 형성된다. 제2 색필터 패턴이 절연 기판 상에 형성되고 상기 제2 색필터 패턴 상에 평탄화막이 형성되고, 상기 평탄화막 상에 화소 전극이 형성된다. 상기 신호 배선 상에 광차단 패턴이 형성된다. 상기 댐 및 제1 색필터 패턴은 동일층에 형성되고, 제2 색필터 패턴은 잉크젯 프린팅법에 의해 형성된다.
Figure R1020080114779
댐, 색필터, 잉크젯, 백색 화소

Description

반도체 박막 트랜지스터 기판과 그 제조 방법{Thin film transistor substrate and fabricating method thereof}
본 발명은 박막 트랜지스터 기판과 그 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 백색 화소를 포함하는 박막 트랜지스터 기판을 포함하는 표시 장치와 그 제조 방법에 관한 것이다.
능동형 액정 표시 장치는 일반적으로, 박막트랜지스터가 형성된 제1 기판과 색필터가 형성된 제2 기판 및 그 사이에 삽입되어 있는 액정 분자를 포함하는 액정층으로 이루어져 있다. 능동형 액정 표시 장치는 제1 기판 및/또는 제2 기판에 형성되어 있는 전극에 인가되는 전압의 크기에 의해 액정 분자들을 재배열시킴으로써 투과되는 빛의 양을 조절하는 표시 장치이다.
능동형 액정 표시 장치 중에서도 현재 주로 사용되는 것은 박막 트랜지스터 표시판인 제1기판에는 복수의 박막 트랜지스터와 화소 전극이 행렬의 형태로 배열되어 있고, 공통 전극 표시판인 제2 기판에는 적색, 녹색 및 청색의 색필터가 형성되어 있고 그 전면을 공통 전극이 덮고 있는 구조가 주류이다. 액정 표시 장치를 제조하기 위해서는 상기 제1 및 제2 기판을 결합시켜야 하는데 이 때 박막 트랜지 스터와 색필터가 서로 다른 표시판에 형성되므로 결합시 발생하는 화소 전극과 색필터 사이의 오정렬(misalign)을 고려하여 오정렬 마진을 고려해야 하므로 액정 표시 장치의 개구율이 떨어지게 된다. 이러한 문제점을 해결하기 위해, 색필터와 박막 트랜지스터를 동일한 기판에 형성하는 COA (color filter on array) 구조를 적용할 수 있다. 박막 트랜지스터와 색필터를 동일한 기판에 형성하고 광차단 패턴도 박막 트랜지스터 기판 상에 형성함으로써 박막 트랜지스터 기판과 색필터 기판을 결합시 발생하는 오정렬을 최소화하여 개구율을 향상시킬 수 있게 된다.
한편, 색필터를 형성하기 위해서는 일반적으로 3 개 이상의 추가적인 마스크 공정을 거쳐야 하고 색필터 형성시 적색, 녹색, 청색 각각의 포토레지스트에 대해 도포, 노광, 현상, 후열처리를 진행해야 하기 때문에 그 제조공정이 복잡하므로 제작 비용 및 공정 시간이 증가하고 수율 또한 낮아지게 되다. 또한, 각각의 포토레지스트를 스핀코팅법으로 도포한 후 현상공정에서 대부분을 제거해내는 방법이므로 재료의 손실이 크기 때문에 칼라필터기판의 제조단가가 상승하게 된다. 이러한 문제를 해결하기 위해 기존의 방식과는 달리 잉크젯 인쇄 방법으로 색필터를 형성할 경우 마스크 사용이 불필요하고 공정이 단순해 질 수 있다.
또한, 고해상도 표시장치에 대한 수요가 증가하면서 액정 표시 장치의 화소 크기는 작아져야 하는데 액정 표시장치의 투과율은 개개 화소의 개구율과 색필터의 투과율에 의해 결정되므로, 화소 크기의 감소는 액정 표시 장치의 투과율을 감소시킨다. 이 때 적색, 녹색 및 청색의 삼색 화소가 하나의 도트를 표시하는 일반적인 액정 표시 장치에서 각 화소에 배치된 색 필터는 입사되는 빛의 약 1/3 정도만 투 과시키기 때문에 광효율이 낮은 단점이 있다. 이를 해결하기 위해 최근에는 휘도를 높이기 위하여 색필터가 없는 백색 화소를 두거나 적색, 녹색, 청색 이외의 다른 한 색의 부화소를 하나 더 추가한 4색 액정 표시 장치가 개발되고 있다. 그러나 4색 액정 표시 장치의 경우 백색 화소 또는 추가되는 부화소를 형성하는 단계가 추가됨으로써 양산성에 문제가 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 제조 공정이 간단하고 두 기판의 오정렬을 방지할 수 있는 표시 장치를 제공하고자 하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는, 이러한 표시 장치의 제조 방법을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 양태에 따른 표시 장치는 절연 기판, 상기 절연 기판 상에 형성된 신호선, 상기 절연 기판 상에 형성된 댐 및 제1 색필터 패턴, 및 상기 댐에 의해 구획된 화소 영역에 형성된 제2 색필터 패턴을 포함하되, 상기 댐 및 상기 제1 색필터 패턴은 동일층에 위치한다. 상기 제2 색필터 패턴은 적색, 녹색 및 청색 색필터 패턴을 포함한다.
상기 제2 색필터 패턴은 마젠타, 시안 및 옐로우 색필터 패턴을 포함할 수 있다.
상기 제1 색필터 패턴은 백색 색필터 패턴을 포함할 수 있다.
상기 제1 색필터 패턴 상에 화소 전극이 더 형성될 수 있다.
상기 제1 색필터 패턴 상에 평탄화막이 더 형성될 수 있다.
상기 제1 색필터 패턴, 상기 댐 및 상기 제2 색필터 패턴 중에서 적어도 하나의 패턴 상에 광차단 패턴이 더 형성될 수 있다.
상기 신호선은 게이트선 및 데이터선 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 댐은 상기 신호선의 상부 및 상기 광차단 패턴의 하부에 형성될 수 있다.
상기 댐은 백색 안료를 포함할 수 있다.
상기 댐의 두께는 2um 내지 10um일 수 있다.
상기 화소 전극은 상기 신호선의 적어도 일부분과 중첩하여 형성될 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따른 표시 장치 제조 방법은 절연 기판을 형성하는 단계, 상기 절연 기판 위에 신호선을 형성하는 단계, 상기 절연 기판 위에 댐 및 제 1 색필터 패턴을 형성하는 단계, 및 상기 절연 기판 위에 상기 댐으로 구획된 영역 내에 잉크젯 방식에 의해 제2 색필터 패턴을 형성하는 단계를 포함할 수 있고, 상기 댐 및 상기 제1 색필터 패턴은 동일한 단계에서 형성된다.
상기 제2 색필터 패턴은 적색, 녹색 및 청색 색필터 패턴을 포함할 수 있다.
상기 제2 색필터 패턴은 시안, 마젠타 및 옐로우 색필터 패턴을 포함할 수 있다.
상기 제1 색필터 패턴은 백색 색필터 패턴을 포함할 수 있다.
상기 댐은 상기 제1 색필터 패턴과 동일한 물질을 포함할 수 있다.
상기 색필터 패턴 상에 화소 전극을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 댐, 제1 색필터 패턴 및 제2 색필터 패턴 중 적어도 하나와, 상기 화소 전극 사이에 평탄화막을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 댐, 제1 색필터 패턴 및 제2 색필터 패턴 중 적어도 하나 상에 광차단 패턴을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 신호선은 게이트선 및 데이터선 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 댐은 상기 신호선의 상부 및 상기 광차단 패턴의 하부에 형성될 수 있다.
상기 댐은 백색 안료를 포함할 수 있다.
상기 댐의 두께는 2um 이상일 수 있다.
상기 화소 전극은 상기 신호선의 적어도 일부분과 중첩할 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따른 박막 트랜지스터 기판은 절연 기판, 상기 절연 기판 상에 형성된 박막 트랜지스터, 상기 절연 기판 상에 형성된 댐 및 제1 색필터 패턴, 상기 댐 및 상기 제1 색필터 패턴에 의해 구획된 화소 영역에 형성된 제2 색필터 패턴, 상기 댐, 제1 색필터 패턴 및 제2 색필터 패턴 상에 형성된 평탄화막, 상기 평탄화막의 일부분에 형성된 개구부, 상기 개구부를 통해 상기 박막트랜지스터와 전기적으로 연결되는 화소 전극, 및 상기 평탄화막 상에 형성된 광차단 패턴을 포함하되, 상기 댐과 상기 제1 색필터 패턴은 동일층에 위치한다.
이상과 같이 본 발명의 실시예에 따르면, 유기막을 이용하여 댐을 형성한 후 색필터를 잉크젯 공정으로 형성함으로써 마스크 공정을 제거할 수 있고, 댐을 형성하는 공정과 동시에 백색 색필터를 형성함으로써 추가적인 공정이 필요 없이 백색 색필터를 형성할 수 있다. 한편, 박막 트랜지스터 기판 쪽에 색필터를 형성함으로써 대향 기판에는 공통 전극 이외에 추가적으로 형성하는 것이 없을 수 있어 대향 기판의 제조 공정이 간략해지고, 양 기판을 오정렬할 우려가 적다.
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.
도 1a는 본 발명의 한 실시예에 따른 박막트랜지스터 기판을 이용해 제작된 표시 장치의 평면도이다.
도 1a를 참조하면, 본 실시예에 따른 표시 장치는 광차단 패턴(140)에 의해 화소 영역이 구분되어져 있다. 상기 광차단 패턴(140)은 Cr/CrOx 등의 금속 산화물이나 아크릴수지를 포함하는 유기물에 카본블랙 분말을 추가하는 방법 등으로 형성될 수 있다. 상기 광차단 패턴(140) 내부에는 화소 마다 각각 적색 색필터 패 턴(131), 녹색 색필터 패턴 (132), 청색 색필터 패턴(133)이 위치할 수 있다. 상기 4가지 색필터 패턴이 이미지를 표현하게 된다. 따라서 일반적으로 사용되는 적색 색필터 패턴(131), 녹색 색필터 패턴(132) 및 청색 색필터 패턴(133)의 3가지 색필터 패턴이 표시하는 돗트(dot)에 비해 백색 색필터 패턴(134)을 더 포함하는 4가지 색필터 패턴에 의해 표시되는 돗트는 광투과율이 높아지기 때문에 더 밝은 영상을 표현할 수 있다.
도 1b는 상기 도 1a에서 상기 광차단 패턴(140)을 제거한 뒤의 표시 장치의 평면도이다. 도 1c는 상기 도 1a의 A-B선을 따라서 절단한 단면도이다. 도 1d는 상기 도 1b의 C-D선을 따라서 절단한 단면도이다.
도 1b 내지 도 1d를 참조하면, 복수의 게이트선(gate line)(101) 이 형성되어 있다. 게이트선(101)은 게이트 신호를 전달하며 주로 가로 방향으로 뻗어 있다. 각 게이트선(101)은 위로 돌출한 복수의 게이트 전극(gate electrode)(102)을 포함한다. 게이트선(101) 상부 또는 하부에는 게이트 절연막(gate insulating layer)(103)이 형성될 수 있다. 본 실시예의 경우에는 게이트 절연막(103)이 게이트선(101) 상부에 형성되는 바텀 게이트(bottom gate)형 박막 트랜지스터에 대해 예를 들어 설명한다. 게이트 절연막(103) 위에는 비정질 또는 결정질 규소 등으로 만들어진 복수의 반도체 패턴(161a, 161b)이 형성되어 있다. 상기 게이트 전극(102) 상부에 위치한 반도체 패턴(162a)은 박막 트랜지스터에서 전자 또는 홀이 흘러가는 채널 영역으로 작동한다.
상기 반도체 패턴(161a, 161b) 위에는 저항성 접촉 부재(ohmic contact layer)(162a, 162b)가 형성되어 있으며, 저항성 접촉 부재(162a, 162b)는 실리사이드(silicide) 또는 n형 불순물이 고농도로 도핑되어 있는 n+ 수소화 비정질 규소 따위의 물질로 만들어질 수 있다.
저항성 접촉 부재(162a, 162b) 및 게이트 절연막(103) 위에는 데이터선(data line)(110)이 형성되어 있다. 데이터선(110)은 구동 IC(미도시)로부터 인가된 데이터 신호를 전달하며 주로 세로 방향으로 뻗어 게이트선(102)과 교차한다. 본 발명의 신호선은 데이터선(110) 또는 게이트선(102)으로 이루어질 수 있다. 데이터선(110)은 U자형으로 굽은 소스 전극(source electrode)(112)을 포함하며, 소스 전극(112)은 게이트 전극(102)을 중심으로 드레인 전극(111)과 마주한다. 드레인 전극(111)은 일단이 소스 전극(112)으로 일부 둘러쌓여 있고 타단은 다른 층과의 접속을 위해 넓은 면적으로 형성되어 있다. 그러나 소스 전극(112), 드레인 전극(111) 및 데이터선(110)의 모양 및 배치는 여러 형태로 변형될 수 있다.
채널 영역에 위치한 저항성 접촉 부재(162a)는 그 아래의 반도체 패턴(161a)와 그 위의 드레인 전극(111) 사이 또는 그 아래의 반도체 패턴(161a)와 그 위의 소스 전극(112) 사이에 존재하며 이들 사이의 접촉 저항을 낮추어 준다. 반도체 패턴(161a, 161b)은 소스 전극(112)과 드레인 전극(111) 사이를 비롯하여 데이터선(110) 및 드레인 전극(111)으로 가리지 않고 노출된 부분이 있다.
저항성 접촉 부재(162a, 162b)와 데이터선(110) 및 드레인 전극(111)은 실질적으로 동일한 평면 패턴을 가지고, 드레인 전극(111)과 소스 전극(112) 사이의 노출된 부분을 제외하고 반도체 패턴(161a, 161b)과 실질적으로 동일한 평면 패턴을 가질 수 있다.
데이터선(110), 드레인 전극(111) 및 채널 영역의 노출된 반도체 패턴(161a) 위에는 질화규소 또는 산화규소 따위로 만들어진 보호막(114)이 형성되어 있다.
보호막(114) 위에는 댐(120a, 120b, 120c) 및 백색 색필터 패턴(134)이 형성되어 있다. 댐(120a, 120b, 120c) 및 백색 색필터 패턴(134)은 유기막 또는 무기막을 이용해서 형성될 수 있다. 본 발명의 실시예에서는 유기막을 이용한 구조를 나타내었으나 무기막을 이용하는 것도 가능하다. 댐(120a, 120b, 120c) 및 백색 색필터 패턴(134)에 의해 정의된 영역 내에는 색필터 패턴(131, 132, 133)이 형성되어 있고 잉크젯 방법에 의해 형성될 수 있다. 잉크젯 방법에 의해 형성되는 적색 색필터 패턴(131), 녹색 색필터 패턴(132) 및 청색 색필터 패턴(133)과는 달리 백색 색필터 패턴(134)은 잉크젯 공정을 위해 형성되는 댐(120a, 120b, 120c)과 동시에 형성되므로 4색을 이용한 색필터 패턴을 제작시 추가되는 공정이 없으므로 공정 단순화가 가능하다. 백색 색필터 패턴(134) 형성시 투명한 유기막을 사용할 수도 있고 필요에 따라 백색 안료가 섞인 유기막을 이용해서 형성할 수도 있다. 이 경우 댐(120a, 120b, 120c)도 백색 안료가 섞인 유기막으로 형성될 수 있다.
댐(120a, 120b, 120c)은 게이트선(101)을 따라서 게이트선(102)과 평행하게 형성된 가로부, 데이터선(110)과 평행하게 형성된 세로부, 및 화소 전극(150)과 드레인 전극(111)이 연결되는 위치에 형성된 접촉 구멍(129)을 포함하며, 색필터 패턴(131, 132, 133)이 형성될 영역을 구획한다. 백색 색필터 패턴(134)은 댐 및 색필터의 역할을 동시에 수행하며 댐(120a, 120b, 120c) 형성과 동시에 형성된다. 댐(120a, 120b, 120c)을 형성하는 유기 물질은 유전율 4 이하의 저유전율 유기 물질로 형성된다. 또한, 댐(120a, 120b, 120c)은 2㎛ 이상 10㎛ 이하의 두께로 형성되며, 기판(100) 면에 대하여 경사각(θ)을 갖고 있고, 그 경사각은 약 50도 내지 약 120도이다. 여기서 90도를 넘는 각도는 역테이퍼 구조인 경우를 나타낸다.
댐(120a, 120b, 120c) 및 백색 색필터 패턴(134)이 형성되어 있지 않은 영역에는 잉크젯 방식으로 적색/녹색/청색 색필터 패턴(131, 132, 133)이 형성되어 있다. 이때, 댐(120a, 120b, 120c)의 높이가 높고, 경사각(θ)도 커서 색필터 패턴(131, 132, 133)이 안정적으로 고르게 채워진다.
댐(120a, 120b, 120c), 백색 색필터 패턴(134) 및 적색, 녹색 및 청색 색필터 패턴(131, 132, 133) 상에는 평탄화막(130)이 형성되며 평탄도를 높이기 위해 주로 유기막으로 형성된다. 평탄화막(130)은 감광성을 가지는 유기 물질로 형성될 수 있으며, 유전율 4이하의 저유전율을 가지는 유기 물질로 형성할 수 있다. 평탄화막(130)은 댐(120a, 120b, 120c), 백색 색필터 패턴(134) 및 색필터 패턴(131, 132, 133)에 의해 형성된 굴곡을 제거하여 평탕화시키고, 색필터 패턴(131, 132, 133)로부터 액정(미도시) 내로 유입되는 용제(solvent)와 같은 유기물에 의한 오염을 억제하여 화면 구동 시 초래될 수 있는 액정(미도시)의 비정상적 거동이나 잔상과 같은 불량을 방지한다. 또한 평탄화막(130)은 색필터 패턴(131, 132, 133)이 들뜨는 것을 방지할 수도 있다.
보호막(114), 댐(120a, 120b, 120c) 및 평탄화막(130)은 드레인 전극(111)을 드러내는 접촉 구멍(129)을 가진다. 접촉 구멍(129)의 형성을 위해 보호막(114)는 건식 식각 또는 습식 식각 방법에 의해 식각될 수 있는데 이 때 댐(120a, 120b, 120c) 또는 평탄화막(130)을 마스크로 이용하여 식각하기도 하고 추가로 별도로 사진 공정에 의해 형성된 포토레지스트(photo resist) 패턴을 마스크로 이용해서 건식 또는 습식 식각법에 의해 형성 될 수도 있다.
평탄화막(130) 위에는 복수의 화소 전극(pixel electrode)(150)이 형성되어 있다. 화소 전극(150)은 접촉 구멍(129)을 통하여 드레인 전극(111)과 전기적으로 연결되어 있으며, 드레인 전극(111)으로부터 데이터 전압을 인가 받는다. 본 실시예에서는 도시하지 않았으나 화소 전극(150)은 슬릿 구조, 나무 가지 구조 등 다양한 형상으로 패터닝될 수 있다. 또는 2개 이상의 부 화소 전극을 포함하도록 패터닝되어 형성될 수도 있다.
도시하지는 않았지만, 본 발명의 실시예에 따른 박막 트랜지스터 표시판을 포함하는 액정 표시 장치의 경우, 박막 트랜지스터 표시판과 마주보는 상부 표시판(도시하지 않음)을 포함하고 그 사이에는 액정이 개재될 수 있다.
상부 표시판은 절연 기판 위에 형성되어 있는 공통 전극(도시하지 않음)과 그 위에 형성되어 있는 배향막(도시하지 않음)을 포함할 수 있다. 그리고 하부 박막 트랜지스터 표시판 및 상부 공통 전극 표시판의 바깥쪽 면에는 편광자(polarizer)(도시하지 않음)가 구비되어 있을 수 있다. 하부 박막 트랜지스터 표시판 및 상부 공통 전극 표시판 사이에는 액정층(도시하지 않음)이 들어있다.
이상 설명한 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판을 제조하는 방법을 도 1c, 1d 및 도 2 내지 도 5를 참조하여 설명한다.
도 2 내지 도 5는 도 1c의 형성순서를 각 공정별로 구분하여 도시하는 단면도들이다.
도 2 내지 도 5에서는 게이트선 및 일부 층상 구조는 도시되어 있지 않지만, 이 부분은 일반적인 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법과 동일하고 이하에서 간략히 설명한다.
절연 기판(100) 위에 게이트 전극(102)을 포함하는 게이트선(101)을 형성하고, 게이트선(101)을 포함하는 기판(100) 위에 게이트 절연막(103), 불순물이 도핑되지 않은 비정질 규소층, 불순물이 도핑된 비정질 규소층 및 데이터 도전층을 차례로 적층한다. 이어서 데이터 도전층 위에 감광막(미도시)을 도포하고 슬릿 마스크 따위를 사용하여 두께가 다른 감광 패턴을 형성한다. 그리고 감광 패턴을 식각 마스크로 사용하여 데이터 도전층, 불순물이 도핑된 비정질 규소층 및 불순물이 도핑되지 않은 비정질 규소층을 1차 식각하여 반도체 패턴(161b, 162b)를 형성한 후 데이터 도전층을 2차 식각하여 소스 전극(112)을 포함하는 데이터선(110) 및 드레인 전극(111)을 형성한다.
이후 소스 전극(112) 및 드레인 전극(111)을 식각 마스크로 사용하여 이들 사이에 노출되어 있는 비정질 규소층을 제거하여 저항성 접촉층(162a)을 형성한다. 이 때 박막 트랜지스터의 채널 영역에 대응하는 불순물이 도핑되지 않은 비정질 규소층은 다른 영역의 막에 비해 더 얇게 식각될 수 있다. 이어서, 데이터선(110), 드레인 전극(111) 및 게이트 절연막(103) 위에 보호막(114)을 형성한다.
다음, 도 2에 도시한 바와 같이, 유기 물질로 2㎛ 이상 10㎛ 이하 두께의 댐(120a, 120b, 120c)을 형성한다. 댐(120a, 120b, 120c)이 형성되는 위치는 데이터선(110)과 중첩하도록 형성하고, 게이트선(101)을 따라서 형성되도록 하여 하나의 화소 영역을 둘러싸도록 형성한다. 또한, 드레인 전극(111)이 화소 전극(150)과 연결되는 접촉 구멍(129)에도 형성한다. 댐(120a, 120b, 120c)은 유전율 4 이하의 저유전율 유기 물질로 형성될 수 있기 때문에 화소 전극(150)은 데이터선(110)과 중첩하여 형성할 수 있다.
댐(120a, 120b, 120c)을 형성하는 유기 물질로는 계면 활성제(surfactant), 규소(Si) 계열, 불소(F) 계열 중 한가지 이상의 물질을 첨가하고 있는 유기 물질을 사용할 수 있으며, 댐(120a, 120b, 120c)이 형성된 후 댐(120a, 120b, 120c)의 표면 특성을 향상시키기 위하여 댐(120a, 120b, 120c)의 표면에 불소를 결합시키거나 표면 처리할 수 있다. 또한 댐(120a, 120b, 120c)은 동시에 백색 색필터(134)의 역할을 수행하므로 필요에 따라 백색 안료를 유기 물질 내에 포함할 수 있다.
다음, 도 3에 도시한 바와 같이, 잉크젯 방식으로 색필터 패턴(131, 132, 133)을 형성한다. 댐(120a, 120b, 120c) 및 백색 색필터 패턴(134)이 테이퍼져 있으며, 그 높이도 높아 색필터 패턴(131, 132, 133)이 안정적으로 댐(120a, 120b, 120c) 및 백색 색필터(134)에 의해 정의된 화소 영역 내에 형성된다.
다음, 도 4에 도시한 바와 같이, 댐(120a, 120b, 120c), 백색 색필터 패턴(134) 및 색필터 패턴(131,132,133)의 상부에 평탄화막(130)을 형성한다. 이 때 노광 및 현상 공정을 통하여 드레인 전극(111) 상의 평탄화막(130)에 홀을 형성하여 하부의 보호막(114)을 건식 식각이나 습식 식각으로 제거하여 접촉 구멍(129)을 형성할 수 있다.
다음, 도 5에 도시한 바와 같이, 평탄화막 상부에 투명 전도막을 증착하고 사진 식각 공정에 의해 화소 전극(150)을 형성한다. 투명 전도막으로는 ITO(Indium Tin Oxide)나 a-ITO(amorphous Indium Tin Oxide) 또는 IZO(Induim Zinc Oxide)가 적용될 수 있다.
도 1c는 본 발명의 한 실시예에 따른 박막 트랜지스터 표시판에서 광차단 패턴의 형성 위치를 도시한 도 1a를 A-B선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
도 1a 및 도 1c, 도 1d에 따르면, 광차단 패턴(140)은 데이터선(110)과 중첩하며 가로방향으로 형성된 가로부(140a), 게이트선(101)과 중첩하고 세로 방향으로 형성된 세로부(140b), 및 게이트선(101)에서 뻗어나온 게이트 전극(102)과 중첩하는 돌출부(140c)를 포함할 수 있다. 여기서, 광차단 패턴(140)의 가로부(140a) 및 세로부(140b)는 댐(120a, 120b, 120c)과 중첩하며, 광차단 패턴(140)의 가로부(140a) 및 세로부(140b)의 폭은 댐(120a, 120b, 120c)의 폭에 비하여 넓게 형성된다. 또한, 광차단 패턴(140)은 댐(120a, 120b, 120c)의 접촉 구멍(129)와 중첩하는 영역에도 형성될 수 있다.
광차단 패턴(140)을 형성하는 방법은 기판 전면에 흑색 안료를 분산시킨 감광성 레지스트를 도포하고, 투명 영역, 반투명 영역 및 광차단 영역을 가지는 노광 마스크를 이용하여 노광 및 현상하여 흑색 감광성 레지스트가 위치에 따라 서로 다른 두께를 가지도록 하여 형성한다. 이때, 반투명 영역에는 슬릿 패턴, 격자 패턴 또는 투과율이 중간이거나 두께가 중간인 박막이 사용될 수 있다.
도 1a 내지 도 5에서는 본 발명의 실시예에 따른 박막 트랜지스터 표시판의 구조를 기술하고 설명하였지만, 본 발명이 이에 한정되지 않는다. 특히 하나의 화소마다 1개의 데이터선, 1개의 박막 트랜지스터 및 1개의 부화소 전극을 포함하지만, 본 발명이 이에 한정되지 않는다. 또한, 도 1 내지 도 5에서는 하나의 화소 마다 댐(120a, 120b, 120c)이 형성되어 있지만, 댐이 형성되는 위치도 반드시 이에 한정되지 않는다. 또한, 색필터 패턴(131, 132, 133)은 각각 마젠타(magenta), 시안(cyan) 및 옐로우(yellow) 색필터 패턴으로 이루어질 수도 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.
도 1a는 본 발명의 한 실시예에 따른 박막트랜지스터 기판을 이용해 제작된 표시 장치의 평면도이다.
도 1b는 도 1a에서 광차단 패턴을 제거한 뒤의 표시 장치의 평면도이다.
도 1c는 도 1a의 A-B선을 따라서 절단한 단면도이다.
도 1d는 도 1b의 C-D선을 따라서 절단한 단면도이다.
도 2 내지 도 5는 도 1c의 형성순서를 각 공정별로 구분하여 도시하는 단면도들이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100: 절연 기판 101: 게이트선
102: 게이트 전극 103: 게이트 절연막
161a, 161b: 반도체 110: 데이터선
111: 드레인 전극 112: 소스 전극
114: 보호막 120: 댐
129: 접촉 구멍 130: 평탄화막
131,132,133,134: 색필터 140: 광차단 패턴
150: 화소 전극

Claims (26)

  1. 절연 기판,
    상기 절연 기판 상에 형성된 신호선,
    상기 절연 기판 상에 형성된 댐 및 제1 색필터 패턴, 및
    상기 댐에 의해 구획된 화소 영역에 형성된 제2 색필터 패턴을 포함하되,
    상기 댐 및 상기 제1 색필터 패턴은 동일층에 위치하고,
    상기 제2 색필터 패턴은 적색, 녹색 및 청색 색필터 패턴을 포함하고,
    상기 제1 색필터 패턴은 백색 색필터 패턴을 포함하는 표시 장치
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에서,
    상기 제1 색필터 패턴 상에 형성된 화소 전극을 더 포함하는 표시 장치.
  6. 제5항에서,
    상기 제1 색필터 패턴 상에 형성된 평탄화막을 더 포함하는 표시 장치.
  7. 제6항에서,
    상기 제1 색필터 패턴, 상기 댐, 및 상기 제2 색필터 패턴 중에서 적어도 하나의 패턴 상에 형성된 광차단 패턴을 더 포함하는 표시 장치.
  8. 제7항에서,
    상기 신호선은 게이트 전극 및 데이터 전극 중 적어도 하나를 포함하는 표시 장치.
  9. 제8항에서,
    상기 댐은 상기 신호선의 상부 및 상기 광차단 패턴의 하부에 형성된 표시 장치.
  10. 제9항에서,
    상기 댐은 백색 안료를 포함하는 표시 장치.
  11. 제10항에서,
    상기 댐의 두께는 2um 내지 10um인 표시 장치.
  12. 제11항에서,
    상기 화소 전극은 상기 신호선의 적어도 일부분과 중첩하는 표시 장치.
  13. 절연 기판을 형성하는 단계,
    상기 절연 기판 위에 신호선을 형성하는 단계,
    상기 절연 기판 위에 댐 및 제 1 색필터 패턴을 형성하는 단계, 및
    상기 절연 기판 위에 상기 댐으로 구획된 영역 내에 잉크젯 방식에 의해 제2 색필터 패턴을 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 제2 색필터 패턴은 적색, 녹색 및 청색 색필터 패턴을 포함하고,
    상기 제1 색필터 패턴은 백색 색필터 패턴을 포함하고,
    상기 댐 및 상기 제1 색필터 패턴은 동일한 단계에서 형성된 표시 장치의 제조 방법.
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 제13항에서,
    상기 댐은 상기 제1 색필터 패턴과 동일한 물질을 포함하는 표시 장치의 제조 방법.
  18. 제17항에서,
    상기 색필터 패턴 상에 화소 전극을 형성하는 단계를 더 포함하는 표시 장치의 제조 방법.
  19. 제18항에서,
    상기 댐, 제1 색필터 패턴 및 제2 색필터 패턴 중 적어도 하나와, 상기 화소 전극 사이에 평탄화막을 형성하는 단계를 더 포함하는 표시 장치의 제조 방법.
  20. 제19항에서,
    상기 댐, 제1 색필터 패턴 및 제2 색필터 패턴 중 적어도 하나 상에 광차단 패턴을 형성하는 단계를 더 포함하는 표시 장치의 제조 방법.
  21. 제20항에서,
    상기 신호선은 게이트 배선 및 데이터 배선 중 적어도 하나를 포함하는 표시 장치의 제조 방법.
  22. 제21항에서,
    상기 댐은 상기 신호선의 상부 및 상기 광차단 패턴의 하부에 형성된 표시 장치의 제조 방법.
  23. 제22항에서,
    상기 댐은 백색 안료를 포함하는 표시 장치의 제조 방법.
  24. 제23항에서,
    상기 댐의 두께는 2um 이상인 표시 장치의 제조 방법.
  25. 제24항에서,
    상기 화소 전극은 상기 신호선의 적어도 일부분과 중첩하는 표시 장치의 제조 방법.
  26. 절연 기판,
    상기 절연 기판 상에 형성된 박막 트랜지스터,
    상기 절연 기판 상에 형성된 댐 및 제1 색필터 패턴,
    상기 댐 및 상기 제1 색필터 패턴에 의해 구획된 화소 영역에 형성된 제2 색필터 패턴,
    상기 댐, 상기 제1 색필터 패턴 및 상기 제2 색필터 패턴 상에 형성된 평탄화막,
    상기 평탄화막의 일부분에 형성된 개구부,
    상기 개구부를 통해 상기 박막트랜지스터와 전기적으로 연결되는 화소 전극, 및
    상기 평탄화막 상에 형성된 광차단 패턴을 포함하되,
    상기 댐과 상기 제1 색필터 패턴은 동일층에 위치하고,
    상기 제2 색필터 패턴은 적색, 녹색 및 청색 색필터 패턴을 포함하고,
    상기 제1 색필터 패턴은 백색 색필터 패턴을 포함하는 박막 트랜지스터 기판
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