KR20050003498A - 액정표시장치용 어레이기판과 그 제조방법 - Google Patents

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KR20050003498A
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Abstract

본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 어레이기판에 컬러필터가 구성된 COT구조의 액정표시장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 액정표시장치는 박막트랜지스터 어레이의 상부에 컬러필터를 구성하는 구조에 있어서, 컬러필터가 액정과 직접 접촉하는 것을 방지하기 위해 컬러필터 상부에 오버코팅층을 형성하는 대신, 컬러필터를 캡슐화하는 수단으로, 블랙매트릭스와 투명한 화소전극을 이용한다.
이와 같이 하면, 상기 오버 코팅층을 별도로 형성할 필요가 없으므로 공정 비용 및 공정 시간을 줄일 수 있는 장점이 있다.

Description

액정표시장치용 어레이기판과 그 제조방법{Array substrate for LCD and method for fabricating of the same}
본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 박막트랜지스터 어레이부의 상부에 컬러필터를 구성하는 COT(color filter on TFT)구조 액정표시장치용 어레이기판과 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로, 액정표시장치는 액정분자의 광학적 이방성과 복굴절 특성을 이용하여 화상을 표현하는 것으로, 전계가 인가되면 액정의 배열이 달라지고 달라진 액정의 배열 방향에 따라 빛이 투과되는 특성 또한 달라진다.
일반적으로, 액정표시장치는 전계 생성 전극이 각각 형성되어 있는 두 기판을 두 전극이 형성되어 있는 면이 마주 대하도록 배치하고 두 기판 사이에 액정 물질을 주입한 다음, 두 전극에 전압을 인가하여 생성되는 전기장에 의해 액정 분자를 움직이게 함으로써, 이에 따라 달라지는 빛의 투과율에 의해 화상을 표현하는 장치이다.
도 1은 일반적인 액정표시장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도시한 바와 같이, 일반적인 컬러 액정표시장치(11)는 서브 컬러필터(8)와 각 서브 컬러필터(8)사이에 구성된 블랙 매트릭스(6)를 포함하는 컬러필터(7)와 상기 컬러필터(7)의 상부에 증착된 공통전극(18)이 형성된 상부기판(5)과, 화소영역(P)이 정의되고 화소영역에는 화소전극(17)과 스위칭소자(T)가 구성되며, 화소영역(P)의 주변으로 어레이배선이 형성된 하부기판(22)과, 상부기판(5)과 하부기판(22) 사이에는 액정(14)이 충진되어 있다.
상기 하부기판(22)은 어레이기판(array substrate)이라고도 하며, 스위칭 소자인 박막트랜지스터(T)가 매트릭스형태(matrix type)로 위치하고, 이러한 다수의 박막트랜지스터(TFT)를 교차하여 지나가는 게이트배선(13)과 데이터배선(15)이 형성된다.
이때, 상기 화소영역(P)은 상기 게이트배선(13)과 데이터배선(15)이 교차하여 정의되는 영역이며, 상기 화소영역(P)상에는 전술한 바와 같이 투명한 화소전극(17)이 형성된다.
상기 화소전극(17)은 인듐-틴-옥사이드(indium-tin-oxide : ITO)와 같이 빛의 투과율이 비교적 뛰어난 투명 도전성금속을 사용한다.
상기 화소전극(17)과 병렬로 연결된 스토리지 캐패시터(C)가 게이트 배선(13)의 상부에 구성되며, 스토리지 캐패시터(C)의 제 1 전극으로 게이트 배선(13)의 일부를 사용하고, 제 2 전극으로 소스 및 드레인 전극과 동일층 동일물질로 형성된 아일랜드 형상의 소스/드레인 금속층(30)을 사용한다.
이때, 상기 소스/드레인 금속층(30)은 화소전극(17)과 접촉되어 화소전극의신호를 받도록 구성된다.
전술한 바와 같이 상부 컬러필터 기판(5)과 하부 어레이기판(22)을 합착하여액정패널을 제작하는 경우에는, 컬러필터 기판(5)과 어레이기판(22)의 합착 오차에 의한 빛샘 불량 등이 발생할 확률이 매우 높다.
이하, 도 2를 참조하여 설명한다.
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ`를 따라 절단한 단면도이다.
앞서 설명한 바와 같이, 어레이기판인 제 1 기판(22)과 컬러필터 기판인 제 2 기판(5)이 이격되어 구성되고, 제 1 및 제 2 기판(22,5)의 사이에는 액정층(14)이 위치한다.
어레이기판(22)의 상부에는 게이트 전극(32)과 액티브층(34)과 소스 전극(36)과 드레인 전극(38)을 포함하는 박막트랜지스터(T)와, 상기 박막트랜지스터(T)의 상부에는 이를 보호하는 보호막(40)이 구성된다.
화소영역(P)에는 상기 박막트랜지스터(T)의 드레인 전극(38)과 접촉하는 투명 화소전극(17)이 구성되고, 화소전극(17)과 병렬로 연결된 스토리지 캐패시터(C)가 게이트 배선(13)의 상부에 구성된다.
상기 상부 기판(5)에는 상기 게이트 배선(13)과 데이터 배선(15)과 박막트랜지스터(T)에 대응하여 블랙매트릭스(6)가 구성되고, 하부 기판(22)의 화소영역(P)에 대응하여 서브 컬러필터(7a,7b,7c)가 구성된다.
이때, 일반적인 어레이기판의 구성은 수직 크로스토크(cross talk)를 방지하기 위해 데이터 배선(15)과 화소 전극(17)을 일정 간격(A) 이격 하여 구성하게 되고, 게이트 배선(13)과 화소 전극 또한 일정간격(B) 이격 하여 구성하게 된다.
데이터 배선(15) 및 게이트 배선(13)과 화소 전극(17) 사이의 이격된 공간(A,B)은 빛샘 현상이 발생하는 영역이기 때문에, 상부 컬러필터기판(5)에 구성한 블랙 매트릭스(black matrix)(6)가 이 부분을 가려주는 역할을 하게 된다.
또한, 상기 박막트랜지스터(T)의 상부에 구성된 블랙매트릭스(6)는 외부에서 조사된 빛이 보호막(40)을 지나 액티브층(34)에 영향을 주지 않도록 하기 위해 빛을 차단하는 역할을 하게 된다.
그런데, 상기 상부 기판(5)과 하부 기판(22)을 합착하는 공정 중 합착 오차(misalign)가 발생하는 경우가 있는데, 이를 감안하여 상기 블랙매트릭스(6)를 설계할 때 일정한 값의 마진(margin)을 두고 설계하기 때문에 그 만큼 개구율이 저하된다.
또한, 마진을 넘어선 합착오차가 발생할 경우, 빛샘 영역(A,B)이 블랙매트릭스(6)에 모두 가려지지 않는 빛샘 불량이 발생하는 경우가 종종 있다.
이러한 경우에는 상기 빛샘이 외부로 나타나기 때문에 화질을 저하하는 문제가 있다.
이러한 문제를 해결하기 위해 근래에는 어레이기판에 컬러필터를 구성하는 COT(color filter on TFT)구조가 제안되었다.
도 3은 종래에 따른 COT구조의 액정표시장치용 어레이기판의 일부 구성을 개략적으로 도시한 평면도이다.
도시한 바와 같이, 기판(50)상에 일 방향으로 연장된 게이트 배선(54)과, 이와 수직하게 교차하여 화소 영역(P)을 정의하는 데이터 배선(66)이 구성된다.
상기 게이트 배선(54)과 데이터 배선(66)의 교차지점에는 게이트 전극(52)과 액티브층(58)과 소스 및 드레인 전극(62,64)으로 구성된 박막트랜지스터(T)가 구성된다.
이때, 상기 소스 전극(62)은 "U"형상으로 구성되고, 드레인 전극(64)은 상기 소스 전극의 내부에서 이와는 평행한 간격을 유지하면서 구성된다.
이와 간은 구성은, 상기 소스 및 드레인 전극(62,64)사이의 채널길이는 짧게 하면서 채널폭은 넓은 구성할 수 있으므로, 캐리어의 빠른 흐름을 유도하여 박막트랜지스터의 동작을 개선할 수 있는 장점이 있다.
상기 게이트 배선(54)의 상부에는 스토리지 캐패시터(CST)가 구성되는데, 상기 스토리지 캐패시터(CST)는 게이트 배선(54)의 일부를 제 1 전극으로 하고, 게이트 배선(54)의 상부에 섬형상으로 위치하면서 상기 화소 전극(90)과 접촉하는 금속패턴(68)을 제 2 전극으로 한다.
상기 박막트랜지스터(T)와 게이트 배선 및 데이터 배선(54,66)의 상부에는 이보다 넓은 면적의 블랙매트릭스(72)가 구성된다.
상기 블랙 매트릭스(72)가 구성된 기판(50)상에, 상기 상하로 이웃한 화소(P)에 대응하여 일 방향으로 연장 형성된 컬러필터(74a,74b)가 구성된다.
상기 화소 영역(P)에는 상기 드레인 전극(64)과 접촉하면서 상기 컬러필터와는 오버 코팅층(미도시)을 사이에 두고 화소 전극(80)이 구성된다.
상기 화소 전극(80)의 하부에 오버 코팅층(over coating)을 더욱 구성하는 이유는 상기 컬러필터(74a,74b)를 상부의 배향막 또는 액정(미도시)으로 부터 차폐하도록 하기 위함이다.
상기 컬러 필터(74a,74b)는 통상 적색과 녹색과 청색의 컬러필터(74a, 미도시, 74b)가 순차적으로 형성된다.
전술한 바와 같이 구성된 종래에 따른 COT 구조의 액정표시장치용 어레이기판의 단면 구성을 이하, 도 4와 도 5를 참조하여 설명한다.
도 4와 도 5는 도 3의 Ⅳ-Ⅳ,Ⅴ-Ⅴ를 따라 절단한 단면을 도시한 단면도이다.(Ⅳ-Ⅳ는 박막트랜지스터와 캐패시터와 화소부를 절단한 단면도이고, 도 Ⅴ-Ⅴ는 데이터 배선을 중심으로 절단한 단면도를 나타낸다.)
도 4와 도 5에 도시한 바와 같이, 기판 상에 게이트 전극(52)과 게이트 배선(54)이 구성된다. 상기 게이트 전극 및 게이트 배선(53,54)이 구성된 기판(50)의 전면에는 게이트 절연막(56)이 구성된다. 상기 게이트 절연막(56)상부 중 상기 게이트 전극(52)에 대응하는 부분에 적층된 액티브층(58)과 오믹 콘택층(60)이 구성된다.
상기 오믹 콘택층(60)의 상부에는 서로 이격된 소스 전극과 드레인 전극(62,64)과, 상기 소스 전극(62)과 연결되면서 상기 게이트 배선(54)과는 수직하게 연장된 데이터 배선(66)이 구성된다. 또한, 상기 소스 및 드레인 전극(62,64)을 구성하면서 상기 게이트 배선(54)의 일부 상부에 섬형상의 금속패턴(68)을 더욱 구성한다.
상기 게이트 전극(52)과 액티브층 및 오믹 콘택층(58,60)과 소스 및 드레인 전극(62,64)으로 구성된 박막트랜지스터(T)와, 상기 게이트 배선 및 데이터 배선(54,55)이 구성된 기판(50)의 전면에 질화 실리콘(SiNX) 또는 산화 실리콘(SiO2)을 포함하는 무기절연물질 그룹 중 선택된 하나를 증착하여 보호막(70)을 형성한다.
상기 박막트랜지스터(T)와 게이트 배선 및 데이터 배선(54,66)에 대응하는 보호막(70)상부에 블랙수지(감광성 유기물질)(black resin)를 도포 또는 코팅한 후 이를 패턴하여, 블랙매트릭스(72)를 형성한다.
이때, 상기 금속패턴(68)이 위치하는 게이트 배선(54)의 일부에 대응한 부분에는 블랙매트릭스(72)가 존재하지 않는다.
상기 블랙 매트릭스(72)가 형성된 기판(50) 중, 상하로 이웃한 화소(P)에 대응하여 일방향으로 컬러필터(74a)를 형성한다.
이러한 컬러필터는 좌우 방향으로 적색과 녹색과 청색의 컬러필터가 순차 구성된 형상이 된다.
상기 컬러필터가 구성된 기판(50)의 전면에는 유기절연막을 도포 또는 코팅하여 오버 코팅층(76)을 형성한다.
상기 화소 영역에 대응하는 오버 코팅층(76)의 상부에 상기 드레인 전극(64)과 상기 금속패턴(68)과 동시에 접촉하는 투명한 화소 전극(80)을 구성한다.
상기 화소 전극(80)과 접촉하는 금속 패턴(68)과 그 하부의 게이트 배선(54)은 스토리지 캐패시터(CST)를 형성한다.
전술한 바와 같은 단면적 구성으로 종래에 따른 COT 구조의 액정표시장치용 어레이기판을 제작할 수 있다.
그러나, 전술한 구성에서 상기 오버 코팅층(76)은 상기 컬러필터(74a)가 화소 전극(80)에 위치하는 배향막 및 액정(미도시)과 인접하여 이들을 오염시키는 것을 방지하기 위해 구성하는 것이다.
그러나, 상기 오버 코팅층(76)을 사용함에 따라 비용이 상승하게 되어 액정패널을 제작하는데 부담으로 작용하게 되며 이는 가격 경쟁령을 떨어뜨리는 문제가 있다.
본 발명은 전술한 바와 같은 문제를 해결하기 위해 제안된 것으로, COT 형상의 어레이기판 구조에 있어서, 컬러필터의 상부에 오버 코팅층을 형성하는 대신, 상기 컬러필터층의 상부에 바로 투명 화소전극을 구성하되, 상기 투명화소전극은 상기 컬러필터를 감싸는 형상으로 구성한다.
또한, 이러한 형상을 위해, 상기 컬러필터는 화소마다 패턴하여 형성한다.
전술한 바와 같은 구성은, 상기 게이트 배선(54)과 데이터 배선(66)에 대응하는 부분에 존재하는 블랙매트릭스(72)와 상기 화소 전극(80)이 상기 컬러필터를 상하로 완전히 감싸는 형상이 되기 때문에 컬러필터가 외부로 노출될 염려는 없다.
따라서, 종래와 비교하여 오버 코팅층을 사용하지 않는 구조이므로, 비용을 절약할 수 있고 공정을 단순화 할 수 있어, 이로 인해 가격 경쟁력 및 공정 수율을 개선할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 일반적인 액정표시장치의 구성을 개략적으로 도시한 도면이고,
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ`를 절단하여, 종래의 제 1 예에 따른 액정표시장치의 단면도이고,
도 3은 종래에 따른 COT구조의 액정표시장치용 어레이기판의 구성을 개략적으로 도시한 평면도이고,
도 4와 도 5는 각각 도 3의 Ⅳ-Ⅳ,Ⅴ-Ⅴ를 따라 절단한 단면도이고,
도 6은 본 발명에 따른 COT구조의 액정표시장치용 어레이기판의 구성을 개략적으로 도시한 평면도이고,
도 7a 내지 7d와 도 8a 내지 도 8d는 도 6의 Ⅵ-Ⅵ,Ⅶ-Ⅶ을 따라 절단하여 본 발명의 공정 순서에 따라 도시한 공정 단면도이다.
<도면의 주요부분에 대한 간단한 설명>
100 : 기판 102 : 게이트 전극
104 : 게이트 배선 106 : 게이트 절연막
108 : 오믹 콘택층 110 : 액티브층
112 : 소스 전극 114 : 드레인 전극
120 : 게이트 절연막 122 : 블랙 매트릭스
124a : 컬러필터 126 : 화소 전극
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따른 액정표시장치용 어레이기판은 기판 상에 일 방향으로 연장된 게이트 배선과; 상기 게이트 배선과 수직하게 교차하여 화소 영역을 정의하는 데이터 배선과; 상기 게이트 배선과 데이터 배선의 교차지점에 위치한 박막트랜지스터와; 상기 박막트랜지스터와 게이트 배선 및 데이터 배선을 덮는 블랙매트릭스와; 상기 화소 영역에 구성되는 컬러필터와; 상기 박막트랜지스터와 접촉하면서 상기 컬러필터의 상부에 위치하고, 상기 화소 영역의 주변에서 상기 하부의 블랙매트릭스와 접촉하여 형성되는 투명한 화소전극을 포함한다.
상기 박막트랜지스터와 상기 블랙매트릭스 사이에 무기 절연막이 더욱 되며, 상기 블랙 매트릭스는 블랙수지(감광성 유기물질)로 구성된다.
상기 화소 전극은 상기 게이트 배선 및 데이터 배선의 상부로 연장되어 하부의 블랙매트릭스와 접촉하여, 상기 컬러필터를 외부로부터 차폐하도록 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 게이트 배선의 상부에 상기 화소 전극과 접촉하는 금속패턴이 더욱 구성된다.
상기 금속패턴을 제 1 전극으로 하고 금속패턴의 하부의 게이트 배선 일부를 제 2 전극으로 하는 스토리지 캐패시터가 더욱 구성된다.
본 발명의 특징에 따른 액정표시장치용 어레이기판 제조방법은 기판 상에 일 방향으로 연장된 게이트 배선을 형성하는 단계와; 상기 게이트 배선과 수직하게 교차하여 화소 영역을 정의하는 데이터 배선을 형성하는 단계와; 상기 게이트 배선과 데이터 배선의 교차지점에 박막트랜지스터를 형성하는 단계와; 상기 박막트랜지스터와 게이트 배선 및 데이터 배선을 덮는 블랙매트릭스를 형성하는 단계와; 상기 화소 영역에 컬러필터를 형성하는 단계와; 상기 박막트랜지스터와 접촉하면서 상기 컬러필터의 상부에 위치하고, 상기 화소 영역의 주변에서 상기 하부의 블랙매트릭스와 접촉하는 투명한 화소 전극을 형성하는 단계를 포함한다.
이하 첨부한 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 바람직한 실시예들을 설명한다.
-- 실시예 --
도 6은 본 발명에 따른 액정표시장치용 어레이기판의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도시한 바와 같이, 기판(100)상에 일 방향으로 연장된 게이트 배선(102)과, 이와 수직하게 교차하여 화소 영역(P)을 정의하는 데이터 배선(116)을 구성한다.
상기 게이트 배선(104)과 데이터 배선(116)의 교차지점에는 게이트 전극(102)과 액티브층(108)과 소스 및 드레인 전극(112,114)으로 구성된 박막트랜지스터(T)를 구성한다.
이때, 상기 소스 전극(112)은 "U"형상으로 구성되고, 드레인 전극(114)은 상기 소스 전극(112)의 내부에서 이와는 평행한 간격을 유지하면서 구성한다.
이와 같은 구성은, 상기 소스 및 드레인 전극(112,114)사이의 채널길이는 짧게 하면서 채널폭은 넓은 구성할 수 있으므로, 캐리어의 빠른 흐름을 유도하여 박막트랜지스터의 동작을 개선할 수 있는 장점이 있다.
상기 게이트 배선(104)의 상부에는 스토리지 캐패시터(C)를 구성하는데, 상기 스토리지 캐패시터(C)는 게이트 배선(104)의 일부를 제 1 전극으로 하고, 게이트 배선(104)의 상부에 섬형상으로 위치하는 금속패턴(118)을 제 2 전극으로 한다.
상기 박막트랜지스터(T)와 게이트 배선 및 데이터 배선(104,116)의 상부에는 이보다 넓은 면적의 블랙매트릭스(122)를 구성한다.
상기 블랙 매트릭스(1222)가 구성된 기판(100)상에, 상기 각 화소에 대응하여 독립적으로 패턴하여 컬러필터(124a,124b)를 구성한다.
이때, 상하로 이웃한 화소에 구성된 컬러필터는 동일한 색일수도 있고 다른 색일 수도 있다.
상기 컬러 필터는 통상 적색과 녹색과 청색의 컬러필터(124a, 미도시, 124b)가 순차적으로 형성된다.
상기 화소 영역(P)에는 상기 컬러필터 상부에 위치하고, 상기 드레인 전극(114) 및 금속패턴(118)과 투명한 화소 전극(126)이 구성된다.
전술한 구성에서 특징적인 것은, 상기 화소 전극(126)이 상기 컬러 필터(124a,124b)를 감싸면서 구성되도록 하는 것이다.
즉, 화소 영역(P)의 가장자리 부근에서 상기 화소 전극(126)이 상기 블랙매매트릭스(122)와 접촉하도록 구성하는 것을 특징으로 하며, 이와 같이 하면 상기 화소 전극과 블랙 매트릭스(122)는 화소 영역(P)의 가장자리 부분에서 상기 컬러필터(124a,124b)를 노출하지 않도록 캡슐화 하는 역할을 하게 된다.
따라서, 도시하지는 않았지만 상기 화소 전극(126)의 상부에 배향막 및 액정과 상기 컬러필터가 접하지 않도록 할 수 있어 표시 불량을 방지할 수 있다.
이하, 7a 내지 도 7d와 도 8a 내지 도 8d를 참조하여, 본 발명에 따른 COT구조의 액정표시장치용 어레이기판의 제조방법을 설명한다.
도 7a 내지 도 7d와 8a 내지 도 8d는 도 6의 Ⅵ-Ⅵ,Ⅶ-Ⅶ을 따라 절단하여, 본 발명의 공정순서에 따라 도시한 공정 단면도이다.
도 7a와 도 8a에 도시한 바와 같이, 기판(100)상에 화소 영역(P)과, 화소 영역(P)의 일측에 박막트랜지스터 영역(T)과, 스토리지 영역(C)을 정의한다.
상기 기판(100)의 박막트랜지스터 영역(T)에 대응하여 게이트 전극(102)과, 게이트 전극(102)과 연결되면서 일 방향으로 연장된 게이트 배선(104)을 형성한다. 상기 게이트 전극 및 게이트 배선(102,104)이 형성된 기판(100)의 전면에 질화 실리콘(SiNX)과 산화 실리콘(SiO2)을 포함하는 무기절연물질그룹 중 선택된 하나를 증착하여 게이트 절연막(106)을 형성한다.
다음으로, 상기 게이트 절연막(106)의 상부에 순수 비정질 실리콘(a-Si:H)과 불순물이 비정질 실리콘(n+또는 p+a-Si:H)을 적층하고 패턴하여, 섬형상의 액티브층(108)과 오믹 콘택층을(110) 형성한다.
도 7b와 도 8b에 도시한 바와 같이, 상기 액티브층(108)과 오믹 콘택층(110)이 형성된 기판(100)의 전면에 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 텅스텐(W), 구리(Cu), 탄탈륨(Ta), 티타늄(Ti)등을 포함하는 도전성 금속 그룹 중 선택된 하나를 증착하고 패턴하여, 상기 오믹 콘택층(108)과 접촉하는 소스 전극(112)과 드레인 전극(114)과, 상기 소스 전극(112)과 연결되고 상기 게이트 배선(104)과 수직한 방향으로 연장된 데이터 배선(116)을 형성한다.
동시에, 상기 게이트 배선(104)의 일부 상부에는 섬형상의 금속패턴(118)을 형성한다.
연속하여, 상기 이격된 소스 및 드레인 전극(112,114)사이로 노출된 오믹 콘택층(110)을 식각하여 하부의 액티브층(108)을 노출하는 공정을 진행한다.
다음으로, 상기 소스 및 드레인 전극(112,114)이 형성된 기판(100)의 전면에 질화 실리콘(SiNx)과 산화 실리콘(SiO2)을 포함하는 무기절연물질 그룹 중 선택된 하나를 증착하여 보호막(120)을 형성한다.
도 7c와 도 8c에 도시한 바와 같이, 상기 보호막(120)이 형성된 기판(100)의 전면에 블랙수지(감광성 유기물질)(black resin)를 증착하고 패턴하여, 상기 박막트랜지스터(T)와 게이트 배선(102)과 데이터 배선(116)의 상부에 블랙 매트릭스(122)를 형성한다.
이때, 상기 블랙 매트릭스(122)는 상기 금속패턴(118)의 일부 상부에는 존재하지 않도록 한다. 이 부분은 이후 공정에서 콘택홀이 형성되는 부분이다.
도 7d와 도 8d에 도시한 바와 같이, 상기 블랙매트릭스(122)가 구성된 기판(100)상에 컬러필터를 형성한다.
상기 컬러필터(124a,124b)는 각 화소(P)마다 독립적으로 패턴되어 형성하며, 상하로 이웃한 화소에는 동일한 색의 컬러필터가 구성될 수도 있고 다른 색의 컬러필터가 구성될 수 도 있다. 이때, 상기 컬러필터는 화소의 일측에 대응하는 박막트랜지스터의 드레인 전극에 대응하는 부분과, 상기 금속패턴이 위치하는 부분에 이들을 제 1 오픈홀(H1)과 제 2 오픈홀(H2)을 각각 형성한다.
따라서, 상기 제 1 오픈홀(H1)과 제 2 오픈홀(H2)에 의해 하부의 보호막(120)이 노출된다.
연속하여, 상기 제 1 및 제 2 오픈홀(H1,H2) 내부의 보호막(120)을 식각하여, 하부의 드레인 전극(114)의 일부와 상기 금속패턴(118)의 일부를 노출하는 공정을 진행한다.
다음으로, 상기 노출된 드레인 전극(114)과, 상기 금속 패턴(118)과 동시에 접촉하면서 화소 영역(P)의 컬러필터 상부에 위치하는 화소 전극(126)을 형성한다.
상기 화소 전극은 인듐-틴-옥사이드(ITO)와 인듐-징크-옥사이드(IZO)를 포함하는 투명한 도전성 금속 그룹 중 선택된 하나로 형성한다.
이때, 상기 화소 전극(126)은 화소 영역(P)에 위치하는 컬러 필터(124a,124b)를 완전히 감싸듯이 형성하기 위해, 상기 게이트 배선(102)과 데이터 배선(116)의 상부로 일부 연장하여 구성하며, 연장된 부분은 하부의 블랙 매트릭스(122)와 접촉하도록 구성한다.
전술한 바와 같은 구성은 화소 영역(P)의 주변부에서, 상기 화소전극과 하부의 블랙매트릭스(122)가 상기 컬러필터(124a,124b)를 외부로부터 완전히 차단하고 있으므로, 상기 컬러필터(124a,124b)의 영향에 의한 불량은 발생하지 않는 장점이 있다.
전술한 바와 같이, COT 구조에서 상기 컬러필터를 각 화소마다 독립적으로 패턴하고, 상기 컬러필터의 상부에 위치한 화소 전극은 상기 컬러 필터를 완전히 감싸는 형상으로 구성하여, 화소영역의 주변에서 상기 컬러필터는 상기 화소 전극과 하부의 블랙매트릭스에 의해 외부로부터 완전히 차폐되는 형상이 된다.
따라서, 전술한 바와 같은 컬러필터 차폐를 위해 종래에 진행되었던 오버코팅층을 형성하는 공정을 생략할 수 있으므로, 비용 및 공정 시간을 줄일 수 있으므로 가격 경쟁력 및 공정 수율을 개선할 수 있는 효과가 있다.

Claims (18)

  1. 기판 상에 일 방향으로 연장된 게이트 배선과;
    상기 게이트 배선과 수직하게 교차하여 화소 영역을 정의하는 데이터 배선과;
    상기 게이트 배선과 데이터 배선의 교차지점에 위치한 박막트랜지스터와;
    상기 박막트랜지스터와 게이트 배선 및 데이터 배선을 덮는 블랙매트릭스와;
    상기 화소 영역에 구성되는 컬러필터와;
    상기 박막트랜지스터와 접촉하면서 상기 컬러필터의 상부에 위치하고, 상기 화소 영역의 주변에서 상기 하부의 블랙매트릭스와 접촉하여 형성되는 투명한 화소전극을 포함하는 액정표시장치용 어레이기판.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 박막트랜지스터와 상기 블랙매트릭스 사이에 무기 절연막이 더욱 구성된 액정표시장치용 어레이기판.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 블랙 매트릭스는 블랙수지(감광성 유기물질)로 구성된 액정표시장치용어레이기판.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 화소 전극은 상기 게이트 배선 및 데이터 배선의 상부로 연장되어 하부의 블랙매트릭스와 접촉하여, 상기 컬러필터를 외부로부터 차폐하도록 구성된 액정표시장치용 어레이기판.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 게이트 배선의 상부에 상기 화소 전극과 접촉하는 금속패턴이 더욱 구성된 액정표시장치용 어레이기판.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 금속패턴을 제 1 전극으로 하고 금속패턴의 하부의 게이트 배선 일부를 제 2 전극으로 하는 스토리지 캐패시터가 더욱 구성된 액정표시장치용 어레이기판.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 박막트랜지스터는 게이트 전극과 액티브층과 소스 전극과 드레인 전극으로 구성된 액정표시장치용 어레이기판.
  8. 기판 상에 일 방향으로 연장된 게이트 배선을 형성하는 단계와;
    상기 게이트 배선과 수직하게 교차하여 화소 영역을 정의하는 데이터 배선을 형성하는 단계와;
    상기 게이트 배선과 데이터 배선의 교차지점에 박막트랜지스터를 형성하는 단계와;
    상기 박막트랜지스터와 게이트 배선 및 데이터 배선을 덮는 블랙매트릭스를 형성하는 단계와;
    상기 화소 영역에 컬러필터를 형성하는 단계와;
    상기 박막트랜지스터와 접촉하면서 상기 컬러필터의 상부에 위치하고, 상기 화소 영역의 주변에서 상기 하부의 블랙매트릭스와 접촉하는 투명한 화소 전극을 형성하는 단계를
    포함하는 액정표시장치용 어레이기판 제조방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 박막트랜지스터와 상기 블랙매트릭스 사이에 무기 절연막이 더욱 형성된 액정표시장치용 어레이기판 제조방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 무기 절여막은 질화 실리콘(SiNx) 또는 산화 실리콘(SiO2)인 액정표시장치용 어레이기판 제조방법.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 블랙 매트릭스는 블랙수지(감광성 유기물질)로 구성된 액정표시장치용 어레이기판 제조방법.
  12. 제 8 항에 있어서,
    상기 화소 전극은 상기 게이트 배선 및 데이터 배선의 상부로 연장되어 하부의 블랙매트릭스와 접촉하여, 상기 컬러필터를 외부로부터 차폐하도록 형성된 액정표시장치용 어레이기판 제조방법.
  13. 제 8 항에 있어서,
    상기 게이트 배선의 상부에 상기 화소 전극과 접촉하는 금속패턴이 더욱 형성된 액정표시장치용 어레이기판 제조방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 금속 패턴을 제 1 전극으로 하고 금속패턴의 하부에 구성되는 게이트 배선의 일부를 제 2 전극으로 하는 스토리지 캐패시터가 더욱 형성된 액정표시장치용 어레이기판 제조방법.
  15. 제 8 항에 있어서,
    상기 박막트랜지스터는 게이트 전극과, 액티브층과 , 소스 및 드레인 전극으로 형성된 액정표시장치용 어레이기판 제조방법.
  16. 기판 상에 일 방향으로 연장된 게이트 배선과 이와 접촉하는 게이트 전극을 형성하는 단계와;
    상기 게이트 배선과 게이트 전극의 상부에 무기 절여막을 형성하는 단계와;
    상기 게이트 전극에 대응하는 상기 무기 절연막의 상부에 비정질 실리콘과 불순물 비정질 실리콘을 순차 증착한 후 패턴하여, 적층된 액티브층과 오믹 콘택층을 형성하는 단계와;
    상기 오미 콘택층의 상부에 서로 이격된 소스 전극과 드레인 전극과, 소스 전극과 연결되고 상기 게이트 배선과는 수직하게 교차하여 화소 영역을 정의하는 데이터 배선을 형성하는 단계와;
    상기 소스 및 드레인 전극과, 상기 게이트 배선과 상기 데이터 배선에 대응하여 블랙매트릭스를 형성하는 단계와;
    상기 화소 영역에 컬러필터를 형성하는 단계와;
    상기 드레인 전극과 접촉하면서 상기 컬러필터의 상부로 연장하여 형성되고, 상기 게이트 배선과 데이터 배선 상부의 블랙매트릭스와 접촉하는 화소 전극을 형성하는 단계를
    포함하는 액정표시장치용 어레이기판 제조방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 화소 전극은 상기 게이트 배선 및 데이터 배선의 상부로 연장되어 하부의 블랙매트릭스와 접촉하여, 상기 컬러필터를 외부로부터 차폐하도록 형성된 액정표시장치용 어레이기판 제조방법.
  18. 제 16 항에 있어서,
    상기 소스 및 드레인 전극과 블랙 매트릭스 사이에 무기 절연막이 더욱 구성된 액정표시장치용 어레이기판 제조방법.
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