KR20020077047A - 평판 디스플레이 및 그 제조방법 - Google Patents

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KR20020077047A
KR20020077047A KR1020020010073A KR20020010073A KR20020077047A KR 20020077047 A KR20020077047 A KR 20020077047A KR 1020020010073 A KR1020020010073 A KR 1020020010073A KR 20020010073 A KR20020010073 A KR 20020010073A KR 20020077047 A KR20020077047 A KR 20020077047A
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film transistor
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자이-팜 왕
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우 옵트로닉스 코포레이션
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Abstract

본 발명에 의한 평판 디스플레이의 패널은 유리 기판, 스위치, 포토레지스트층, 상기 유리 기판상에 제1 방향을 따라 배치된 신호 라인, 및 상기 제1 방향과 수직인 제2 방향을 따라 유리 기판상에 배치되어 픽셀을 정의하는 게이트 라인을 포함하여 이루어진다. 각 픽셀은 제1 영역을 포함한다. 상기 픽셀의 제1 영역내에 복수개의 전환 유닛이 형성되어 상응하는 픽셀을 제어한다. 상기 제1, 제2 및 제3 포토레지스트층은 픽셀의 제1, 제2 및 제3 그룹내에 배치되며, 각 픽셀의 각 제1 영역은 제1, 제2 및 제3 포토레지스트층중 최소 2층에 의해 덮힌다.

Description

평판 디스플레이 및 그 제조방법{FLAT PANEL DISPLAY AND METHOD FOR FORMING THE SAME}
본 발명은 일반적으로 평판 디스플레이 및 그 제조방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는 본 발명은 컬러 필터와 박막 트랜지스터(TFT)가 동일 기판상에 배치되는 평판 디스플레이 구조 및 그 제조방법에 관한 것이다.
액정 디스플레이(LCD)는 낮은 전력 소비, 낮은 프로파일, 경량, 및 낮은 구동 전압으로 인하여 개인용 컴퓨터, 항법 시스템(navigation system), 프로젝터, 뷰파인더 및 휴대기기(시계, 전자 계산기 및 텔레비젼과 같은)에서 다양하게 이용가능하다.
컬러 LCD의 핵심 부품은 컬러 필터이다. 전형적으로, 구동 스위치로서 작동하는 상기 컬러 필터와 박막 트랜지스터(TFT)는 2층의 별개 기판상에 배치되고, 액정층의 대향측에 위치된다. 박막 트랜지스터의 상부로 블랙 매트릭스가 상기 컬러 필터의 기판상에 형성되어 TFT의 손상으로부터 빛을 차단한다. 그러나, 이는 고비용, 장시간, 및 다단계의 제작공정을 필요로 한다.
이에 본 발명의 목적은 컬러 필터와 블랙 매트릭스가 TFT 어레이 기판상에 함께 형성되는 구조 및 그 제조방법을 제공하려는데 있다. 따라서, 그 제조공정을 단순화하고, 공정 시간 및 제작단가를 줄이게 된다.
도 1a-1f는 본 발명의 일 견지에 의한 TFT 어레이 패널의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 다른 견지에 의한 TFT 어레이 패널의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 또다른 견지에 의한 TFT 어레이 패널을 갖는 LCD의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 견지에 의한 TFT 어레이 패널의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 견지에 의한 TFT 어레이 패널을 갖는 IPS 모드 LCD의 단면도이다.
*도면의 주요 부위에 대한 간단한 설명*
10... 유리기판12... 게이트 라인14... 절연층
16,18... 실리콘층19... 채널20... 금속층
22.. 부동화층24... 포토레지스트층28... 픽셀전극
32... 액정층40... 블랙영역50... 픽셀
상기 목적을 달성하기 위하여, 평판 디스플레이의 패널이 제공된다. 상기 평판 디스플레이의 패널은 유리 기판, 상기 유리 기판상에 제1 방향을 따라 배치된복수개의 신호 라인, 및 상기 유리 기판상에 제2 방향을 따라 배치되어 복수개의 픽셀을 정의하는 복수개의 게이트 라인을 포함한다. 상기 제1 방향은 제2 방향에 수직이며, 각 픽셀은 제1 영역을 포함한다. 상기 패널은 또한 픽셀의 제1 영역에 배치된 복수개의 전환 유닛, 픽셀의 제1 그룹을 덮는 제1 포토레지스트층, 픽셀의 제2 그룹을 덮는 제2 포토레지스트층, 및 픽셀의 제3 그룹을 덮는 제3 포토레지스트층,을 포함한다. 각 픽셀의 제1 그룹은 제, 제2 및 제3 포토레지스트층중 최소 2층으로 덮힌다.
상기 전환 유닛은 박막 트랜지스터이며, 각 제1 영역내에서, 상기 패널은 나아가 제1, 제2 및 제3 포토레지스트층중 최소 2층내에 복수개의 관통홀을 포함함으로써 그 내부에 각 박막 트랜지스터의 각 드레인 전극을 노출시키게 된다.
나아가 상기 패널은 제1, 제2 및 제3 포토레지스트층상에 형성되고 제1 영역내에서 각 상응하는 관통홀을 매개로 하여 각각의 드레인 전극에 접속되는 전도층을 포함하여 이루어진다.
나아가 상기 패널은 제1 포토레지스트층과 각각의 제1 영역내 각 전환 유닛간에 형성된 부동화층, 및 제1, 제2 및 제3 포토레지스트층상에 전도층을 포함하여 이루어진다. 상기 전환 유닛은 박막 트랜지스터이며, 복수개의 관통홀이 제1, 제2 및 제3 포토레지스트층중 최소 2층, 및 부동화층내에 형성되어 박막 트랜지스터 드레인 전극을 노출시키게 된다. 상기 전도성 층은 각각의 제1 영역내에서 각 관통홀을 매개로 하여 각각의 드레인 전극에 접속된다.
상기 평판 디스플레이의 패널은 TFT 어레이 패널이다.
상기 TFT 어레이 패널은 다음 단계에 의해 형성될 수 있다. 첫째, 기판상에 제1 방향을 따라 복수개의 신호 라인을 형성하고 제2 방향을 따라 복수개의 픽셀을 정의하도록 복수개의 게이트 라인을 형성함에 있어서, 제1 방향은 제2 방향에 수직이고, 각 픽셀은 제1 영역을 포함한다. 그런 다음, 각 픽셀의 제1 영역내에 전환 유닛을 형성하고, 상기 픽셀의 제1 그룹을 덮도록 제1 포토레지스트층을 형성하고, 상기 픽셀의 제2 그룹을 덮도록 제2 포토레지스트층을 형성하고, 그리고 상기 픽셀의 제3 그룹을 덮도록 제3 포토레지스트층을 형성하게 된다. 각 픽셀의 제1 영역은 제1, 제2 및 제3 포토레지스트층중 최소 2층에 의해 덮힌다.
상기 방법은 또한 제1, 제2 및 제3 포토레지스트층중 최소 2층내에 관통홀을 형성하는 단계를 포함하여, 여기서 각각의 제1 영역은 각 박막 트랜지스터의 각 드레인 전극을 노출시키도록 형성된다. 상기 방법은 또한 제1, 제2 및 제3 포토레지스트층상에 전도성층을 형성하는 단계를 포함한다. 상기 전도성층은 그 상응하는 관통홀을 매개로 하여 각각의 박막 트랜지스터의 각 드레인 전극에 접속된다. 상기 방법은 나아가 제1 포토레지스트층과 전환 유닛사이에 부동화층을 형성하는 단계를 포함하며, 상기 제1, 제2 및 제3 포토레지스트층중 최소 2층 및 부동화층에는 그 내부에 박막 트랜지스터의 드레인 전극을 노출하도록 복수개의 관통홀이 형성된다.
이하, 본 발명에 의한 TFT 어레이 패널의 형성을 도 1a-1f를 참조하여 상세히 설명한다.
상기 TFT 어레이 패널은 복수개의 픽셀과 제1 영역을 포함한다. 제1 영역은 블랙 영역일 수 있다. 도 1f, 도 2 및 도 3에 있어서, 픽셀(레드 픽셀과 같은) 50 및 블랙 영역 40을 예로 들어보자. TFT는 블랙 영역 40내에 배치된다. 상기 TFT는 상응하는 픽셀 50을 지배한다.
도 1a에 있어서, 유리 기판 10이 제공된다. 상기 유리 기판 10상에는 포토리소그래피(photolithography)와 식각 공정에 의해 게이트 라인 12이 형성된다.
도 1b를 참조하면, 상기 게이트 라인 12과 유리 기판 10상에는 절연층 14이 형성된다. 상기 절연층 14은 실리콘 산화물로 제조될 수 있다. 비정질 실리콘층 16, n-도프된 실리콘층 18 및 금속층 20이 상기 절연층 14상에 순차적으로 형성된다. 상기 비정질 실리콘층 16, n-도프된 실리콘층 18 및 금속층 20을 패턴화하는데 제2 포토리소그래피 및 식각 공정이 사용된다. 신호 라인(미도시) 또한 특정 영역내에서 상기 금속층 20에 의해 형성된다. 유리 기판 10상에서, 상기 게이트 라인은 제1 방향을 따라 배치되며, 상기 신호 라인은 제2 방향을 따라 배치되며, 상기 제1 방향은 픽셀을 정의하도록 제2 방향에 수직으로 된다.
도 1c에 있어서, 상기 금속층 20, n-도프된 실리콘층 18, 비정질 실리콘층 16 및 절연층 14을 부동화층 22이 덮는다. 제3 포토리소그래피 및 식각 공정을 사용하여 상기 부동화층 22, 금속층 20 및 n-도프된 실리콘층 18내에 채널 19을 정의한다. 상기 비정질 실리콘층 16은 채널 19내에서 노출되며, 그런 다음 소스 전극20a과 드레인 전극 20b이 정의된다. 상기 부동화층 22은 실리콘 질화물로 제조될 수 있다.
도 1d를 참조하면, 레드 포토레지스트층 24R과 같은 제1 컬러 포토레지스트층이 형성된다. 상기 레드 포토레지스트층 24R과 부동화층 22내에 관통홀 26a이 형성됨에 따라 관통홀 26a내에 드레인 전극 20b를 노출시키게 된다. 상기 레드 포토레지스트층 24R은 레드 픽셀 50을 모두 덮고 또한 블랙 영역 40의 일부 혹은 전부를 커버한다.
도 1e를 참조하면, 그린 포토레지스트층 24G과 같은 제2 컬러 포토레지스트층이 형성된다. 상기 그린 포토레지스트층 24G내에 관통홀 26b가 형성되어 드레인 전극 20b를 노출하게 된다. 상기 그린 포토레지스트층 24G는 상기 그린 픽셀을 모두 덮고 또한 블랙 영역 40의 일부 혹은 전부를 커버한다.
도 1f를 참조하면, 블루 포토레지스트층 24B과 같은 제3 컬러 포토레지스트층이 형성된다. 상기 블루 포토레지스트층 24B내에는 관통홀 26c가 형성되어 드레인 전극 20b를 노출시키게 된다. 상기 블루 포토레지스트층 24B는 블루 픽셀을 모두 덮고 또한 상기 블랙 영역의 일부 혹은 전부를 커버한다.
상기 부동화층 22은 생략될 수 있으며, 그런 다음 상기 컬러 포토레지스트층이 사용되어 TFT를 보호하게 된다. 이러한 상황하에서는 부동화층 22을 침착시키기 위해 사용되는 화학 증착(CVD) 공정을 생략할 수 있다.
레드 포토레지스트층 24R, 그린 포토레지스트층 24G 및 블루 포토레지스트층 24B을 형성하는 순서는 제한되는 것은 아니며, 임의로 선택할 수 있다.
상술한 공정을 사용함으로써, TFT 어레이 패널 30내 블랙 영역 40은 3층의 컬러층(24R,24G 및 23B)로 덮힌다. 따라서, 이들은 빛을 차폐하고 블랙 매트릭스로서 사용될 수 있다. 단지 2층의 컬러층(24R/24G, 24R/24B 혹은 24G/24B와 같은) 또한 도 2 및 3에 도시된 바와 같이 블랙 영역 40을 커버하기 위한 블랙 매트릭스로서 작용할 수 있다.
도 4는 레드, 그린 및 블루 픽셀을 갖는 TFT 어레이 패널 30을 도시한 도면이다. 상기 블랙 영역 40은 각기 다른 픽셀내에 레드 및 블루 포토레지스트층 24R 및 24B, 그린 및 블루 포토레지스트층 24G 및 24B, 혹은 레드 및 그린 포토레지스트층 24R 및 24G과 같은 어떠한 2층의 컬러 포토레지스트층을 포함한다. 상기 도면에 있어서, 50R, 50G 및 50B는 각각 레드 픽셀, 그린 픽셀 및 블루 픽셀을 나타낸다.
나아가 도 3에 도시한 바와 같이 상기 레드, 그린 및 블루 포토레지스트층24R, 24G 및 24B상에 전도성층이 형성되어 각 픽셀내에 픽셀 전극 28을 형성하게 된다. 상기 픽셀 전극 28은 인듐 주석 산화물(ITO)로 제조될 수 있다. 각 픽셀 전극 28은 관통홀 26a, 26b 및 26c을 매개로 하여 상응하는 드레인 전극 20b에 접속된다.
제2 패널 34이 도 3에 도시된 바와 같이 제공된다. 상기 제2 패널 34상에는 카운터 전극 36과 정렬 필름(미도시)이 형성된다. 그런 다음 상기 제2 패널 34과 TFT 어레이 패널 30사이에 액정층 32이 배치되어 LCD를 구성하게 된다.
상술한 방법은 또한 픽셀 전극없이 평면전환(IPS) 모드 혹은 LCD를 형성하는데 사용할 수 있다. 도 5는 본 발명에 따른 TFT 어레이 패널을 사용함으로써 제작된 ISP LCD의 단면도이다. 카운터 전극 13이 TFT 어레이 패널 30상에 형성되고 픽셀 전극은 필요없다. 따라서 관통홀 26a,26b 및 26c을 형성하는 공정 또한 생략된다. 도 5에 있어서, 부동화층 22 또한 생략된다.
상술한 바에 따르면, 본 발명은 다음과 같은 최소한의 잇점과 특질을 갖는다. 첫째, 컬러 필터와 박막 트랜지스터(TFT)가 동일 패널상에 형성됨으로써 공정을 단순화하게 된다. 둘째, 상기 컬러 필터에 의해 블랙 매트릭스가 형성된다. 상기 블랙 매트릭스는 2 혹은 3층의 컬러 포토레지스트층에 의해 구성될 수 있다. 이와같이 하여 형성된 컬러 필터는 TFT를 보호하는데 사용될 수 있다.
본 발명의 상술한 견지는 본 발명을 예시할 목적으로 기술된 것이다. 상기 견지는 본 발명의 원리 및 그 실질적인 적용처에 대한 최상의 예시를 제공하기 위하여 선택되고 기술된 것으로, 이 기술분야에서 숙련된 자라면 상기 발명을 이용함으로써 다양한 실시예와 다양한 개질을 가능케할 것이다. 모든 이같은 개질 및 변경은 첨부된 청구범위에 의해 결정되는 본 발명의 사상내에 포함될 것이다.

Claims (18)

  1. 기판상에 제1방향을 따라 복수개의 신호라인을 형성하고, 각 픽셀이 제1 영역을 포함하는 복수개의 픽셀을 형성하도록 상기 제1 방향과 수직인 제2 방향을 따라 복수개의 게이트 라인을 형성하는 단계;
    상기 각 픽셀의 제1 영역내에 전환 유닛을 형성하는 단계;
    상기 픽셀의 제1 그룹을 덮도록 제1 포토레지스트층을 형성하는 단계;
    상기 픽셀의 제2 그룹을 덮도록 제2 포토레지스트층을 형성하는 단계: 및
    상기 픽셀의 제3 그룹을 덮도록 제3 포토레지스트층을 형성하는 단계:를 포함하여 이루어지며,
    여기서 각 픽셀의 제1 영역은 제1, 제2 및 제3 포토레지스트층중 최소 2층에 의해 덮히는 것을 특징으로 하는 기판상에 트랜지스터 어레이를 형성하는 방법
  2. 제1항에 있어서, 상기 전환 유닛은 박막 트랜지스터이며, 나아가 상기 방법은 각 제1 영역내에 제1, 제2 및 제3 포토레지스트층중 최소 2층내에 관통홀을 형성하는 단계를 포함함으로써 각 박막 트랜지스터의 각각의 드레인 전극을 노출시키는 것을 특징으로 하는 방법
  3. 제2항에 있어서, 나아가 상기 제1, 제2 및 제3 포토레지스트층상에 전도성층을 형성하는 단계를 포함하여 이루어지며,
    여기서 상기 전도성층은 상응하는 관통홀을 매개로 하여 각 박막 트랜지스터의 각각의 드레인 전극에 접속하는 것을 특징으로 하는 방법
  4. 제1항에 있어서, 나아가 제1 포토레지스트층과 전환 유닛사이에 부동화층(passivation layer)을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법
  5. 제4항에 있어서, 상기 전환 유닛은 박막 트랜지스터이며, 나아가 제1, 제2 및 제3 포토레지스트층중 최소 2층 및 부동화층내에 복수개의 관통홀을 형성하는 단계를 포함함으로써 그 내부의 박막 트랜지스터의 드레인 전극을 노출시키게 하는 것을 특징으로 하는 방법
  6. 제5항에 있어서, 나아가 제1, 제2 및 제3 포토레지스트층상에 전도성층을 형성하는 단계를 포함하며, 상기 전도성층은 제1 영역내에 각각의 상응하는 관통홀을 매개로 하여 각각의 드레인 전극에 접속되는 것을 특징으로 하는 방법
  7. 유리 기판;
    각 픽셀이 제1 영역을 포함하는 복수개의 픽셀을 정의하기 위한, 상기 유리 기판상에 제1 방향을 따라 배치된 복수개의 신호 라인 및 유리 기판상에 상기 제1 방향에 수직인 제2 방향을 따라 배치된 복수개의 게이트 라인;
    상기 픽셀의 제1 영역내에 배치된 복수개의 전환 유닛;
    상기 픽셀의 제1 그룹을 덮는 제1 포토레지스트층;
    상기 픽셀의 제2 그룹을 덮는 제2 포토레지스트층; 및
    상기 픽셀의 제3 그룹을 덮는 제3 포토레지스트층;을 포함하여 이루어지며,
    상기 각 픽셀의 제1 영역은 상기 제1, 제2 및 제3 포토레지스트층중 최소 2층에 의해 덮히는 평판 디스플레이의 패널
  8. 제7항에 있어서, 상기 전환 유닛은 박막 트랜지스터이며, 나아가 각 제1 영역내 상기 패널은 제1, 제2 및 제3 포토레지스트층중 최소 2층내에 복수개의 관통홀을 포함하여 이루어짐으로써 그 내부의 각 박막 트랜지스터의 각각의 드레인 전극을 노출시키는 것을 특징으로 하는 패널
  9. 제8항에 있어서, 나아가 제1, 제2 및 제3 포토레지스트층상에 형성되고 상기 제1 영역내에 각 상응하는 관통홀을 매개로 하여 각각의 드레인 전극에 접속되는 전도성 층을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 패널
  10. 제7항에 있어서, 상기 제1 포토레지스트층과 각 제1 영역내 각각의 전환 유닛사이에 형성된 부동화층을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 패널
  11. 제10항에 있어서, 상기 전환 유닛은 박막 트랜지스터이며, 나아가 상기 기판은 제1, 제2 및 제3 포토레지스트층중 최소 2층 및 부동화층내에 복수개의 관통홀을 형성하는 단계를 포함함으로써 박막 트랜지스터의 드레인 전극을 노출시키는 것을 특징으로 하는 패널
  12. 제11항에 있어서, 나아가 제1, 제2 및 제3 포토레지스트층상에 형성되며, 각각의 제1 영역내 각 관통홀을 매개로 하여 각각의 드레인 전극에 접속되는 전도성 층을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 패널
  13. 제1 기판;
    상기 제1 기판에 인접한 제2 기판;
    상기 제1 기판과 제2 기판사이에 배치된 액정층;
    각 픽셀이 제1 영역을 포함하는 복수개의 픽셀을 정의하기 위한, 상기 제1 기판상에 제1 방향을 따라 배치된 복수개의 신호 라인 및 유리 기판상에 상기 제1 방향과 수직인 제2 방향을 따라 배치된 복수개의 게이트 라인;
    상기 픽셀의 제1 영역내에 배치된 복수개의 전환 유닛;
    상기 픽셀의 제1 그룹을 덮는 제1 포토레지스트층;
    상기 픽셀의 제2 그룹을 덮는 제2 포토레지스트층; 및
    상기 픽셀의 제3 그룹을 덮는 제3 포토레지스트층;을 포함하여 이루어지며,
    여기서 각 픽셀의 제1 영역은 제1, 제2 및 제3 포토레지스트층중 최소 2층에 의해 덮히는 것을 특징으로 하는 평판 디스플레이
  14. 제13항에 있어서, 상기 전환 유닛은 박막 트랜지스터이며, 상기 디스플레이는 나아가 제1, 제2 및 제3 포토레지스트층중 최소 2층에 의해 형성된 복수개의 관통홀을 포함하여 이루어짐으로써 그 내부에 박막 트랜지스터의 드레인 전극을 노출하게 하는 것을 특징으로 하는 디스플레이
  15. 제14항에 있어서, 나아가 제1, 제2 및 제3 포토레지스트층상에 형성되고, 제1 영역내 상응하는 관통홀을 매개로 하여 각각의 드레인 전극에 접속되는 전도성층을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 디스플레이
  16. 제13항에 있어서, 나아가 제1 포토레지스트층과 전환 유닛사이에 형성된 부동화층을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 디스플레이
  17. 제16항에 있어서, 상기 전환 유닛은 박막 트랜지스터이며, 상기 디스플레이는 나아가 제1, 제2 및 제3 포토레지스트층중 최소 2층 및 부동화층내에 형성됨으로써 그 내부에 박막 트랜지스터의 드레인 전극을 노출하는 것을 특징으로 하는 디스플레이
  18. 제17항에 있어서, 나아가 제1, 제2 및 제3 포토레지스트층상에 형성되며, 그 상응하는 관통홀을 매개로 하여 각 드레인 전극에 접속되는 전도성층을 포함하여이루어지는 것을 특징으로 하는 디스플레이
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