KR20060012804A - Substrate for liquid crystal display of color filter on array and liquid crystal display having the same - Google Patents

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Abstract

빛샘 불량과 기판의 정렬 불량을 효과적으로 개선할 수 있는 컬러 필터 온 어레이 구조의 액정 표시 장치가 제공된다. 컬러 필터 온 어레이 구조의 액정 표시 장치는 제 1 투명 절연 기판, 상기 제 1 투명 절연 기판의 일면에 형성되어 있는 블랙 매트릭스, 블랙 매트릭스의 상부에 상기 블랙 매트릭스와 접촉되어 형성되어 있는 박막 트랜지스터, 제 1 투명 절연 기판의 일면에 박막 트랜지스터의 게이트의 전극과 이격되도록 형성되어 있는 컬러 필터 및 컬러 필터의 상부에 형성되어 있으며, 박막 트랜지스터의 드레인 전극과 연결되어 형성되어 있는 화소 전극를 포함하는 제 1 기판 및 제 2 투명 절연 기판 및 제 2 투명 절연 기판의 일면에 형성되어 있는 공통 전극을 포함하는 제 2 기판을 포함한다.A liquid crystal display device having a color filter on array structure capable of effectively improving light leakage defects and misalignment of a substrate is provided. The liquid crystal display of the color filter on array structure includes a first transparent insulating substrate, a black matrix formed on one surface of the first transparent insulating substrate, a thin film transistor formed on and in contact with the black matrix on the black matrix, and a first transparent insulating substrate. A first substrate including a color filter formed on one surface of the transparent insulating substrate so as to be spaced apart from an electrode of a gate of the thin film transistor, and a pixel electrode formed on an upper portion of the color filter and connected to a drain electrode of the thin film transistor; The second substrate includes a second transparent insulating substrate and a common electrode formed on one surface of the second transparent insulating substrate.

액정 표시 장치, 컬러 필터 온 에레이(Color filter On Array; COA), 탑 게이트형 박막트랜지스터Liquid Crystal Display, Color Filter On Array (COA), Top Gate Thin Film Transistor

Description

컬러 필터 온 어레이 구조의 액정 표시 장치용 기판 및 그를 포함하는 액정 표시 장치{Substrate for liquid crystal display of color filter on array and liquid crystal display having the same}Substrate for liquid crystal display of color filter on array and liquid crystal display having the same}

도 1은 종래의 컬러 필터 온 어레이 구조의 액정 표시 장치의 단면도이다.1 is a cross-sectional view of a liquid crystal display of a conventional color filter on array structure.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 컬러 필터 온 어레이 구조의 액정 표시 장치의 단면도이다.2 is a cross-sectional view of a liquid crystal display of a color filter on array structure according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 컬러 필터 온 어레이 구조의 액정 표시 장치용 기판의 제조 방법을 나타내는 순서도이다.3 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a substrate for a liquid crystal display device having a color filter on array structure according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 4a 내지 도 4g는 본 발명의 일 실시예에 따른 컬러 필터 온 어레이 구조의 액정 표시 장치용 기판의 제조 공정 중간 단계별 컬러 필터 온 어레이 구조의 액정 표시 장치용 기판의 단면도들이다.4A to 4G are cross-sectional views of a substrate for a liquid crystal display device having a color filter on array structure according to an intermediate process of manufacturing a substrate for a liquid crystal display device having a color filter on array structure according to an embodiment of the present invention.

(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)(Explanation of symbols for the main parts of the drawing)

100: 제 1 투명 절연 기판 110: 블랙 매트릭스100: first transparent insulating substrate 110: black matrix

120: 박막 트랜지스터 132: 컬러 필터120: thin film transistor 132: color filter

134: 화소 전극 200: 제 2 투명 절연 기판134: pixel electrode 200: second transparent insulating substrate

210: 공통 전극 300: 액정210: common electrode 300: liquid crystal

400: 컬럼 스페이서 500: 백라이트400: column spacer 500: backlight

본 발명은 액정 표시 장치용 기판 및 그를 포함하는 액정 표시 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 빛샘 불량(광 leak)과 기판의 정렬 불량(misalign)을 효과적으로 개선할 수 있는 컬러 필터 온 어레이 구조의 액정 표시 장치용 기판 및 그를 포함하는 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display; LCD)에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a substrate for a liquid crystal display and a liquid crystal display including the same, and more particularly, to a liquid crystal having a color filter on array structure capable of effectively improving light leakage and misalignment of a substrate. A display device substrate and a liquid crystal display (LCD) including the same.

최근에 텔레비전 등의 표시 장치의 대형화 추세에 따라 음극선관 표시 장치(Cathode Ray Tube; CRT) 대신에 액정 표시 장치(LCD), 플라즈마 표시 장치(Plasma Display Panel; PDP), 유기 이엘 표시 장치(Organic ElectroLuminiscent Display; OELD) 등과 같은 평판 패널형 표시 장치가 개발되고 있다. 이러한 평판 패널형 표시 장치 중에서 경량화 및 박형화가 가능한 액정 표시 장치가 특히 주목 받고 있다.Recently, due to the trend of larger display devices such as televisions, liquid crystal displays (LCDs), plasma display panels (PDPs), organic EL displays (instead of cathode ray tubes (CRTs)) Flat panel display devices such as Display (OELD) and the like have been developed. Among such flat panel display devices, a liquid crystal display device capable of being lighter and thinner is particularly attracting attention.

액정 표시 장치는 공통 전극 등이 형성되어 있는 제 1 투명 절연 기판과 박막 트랜지스터, 화소 전극 등이 형성되어 있는 제 2 투명 절연 기판 사이에 이방성 유전율을 갖는 액정 물질을 주입해 놓고, 화소 전극과 공통 전극에 서로 다른 전위를 인가함으로써 액정 물질에 형성되는 전계의 세기를 조정하여 액정 물질의 분자 배열을 변경시키고, 이를 통하여 투명 절연 기판에 투과되는 백라이트의 빛의 양을 조절함으로써 원하는 화상을 표현하는 표시 장치이다. 이러한 액정 표시 장치는 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor; TFT)를 스위칭 소자로 이용하는 박막 트랜지 스터 액정 표시 장치(TFT LCD)가 주로 사용되고 있다.In the liquid crystal display, a liquid crystal material having anisotropic dielectric constant is injected between a first transparent insulating substrate on which a common electrode and the like are formed, and a second transparent insulating substrate on which a thin film transistor and a pixel electrode are formed. A display device expressing a desired image by adjusting the intensity of the electric field formed in the liquid crystal material by applying different potentials to the molecules to change the molecular arrangement of the liquid crystal material, and thereby controlling the amount of light of the backlight transmitted through the transparent insulating substrate. to be. In the liquid crystal display, a thin film transistor liquid crystal display (TFT LCD) using a thin film transistor (TFT) as a switching element is mainly used.

일반적으로 액정 표시 장치의 제 1 투명 절연 기판에는 공통 전극, 컬러 필터, 블랙 매트릭스 등이 형성되어 있으며, 제 2 투명 절연 기판에는 박막 트랜지스터, 화소 전극 등이 형성되어 있다. 그러나 이러한 액정 표시 장치는 컬러 필터와 박막 트랜지스터를 각각 제 1 투명 절연 기판과 제 2 투명 절연 기판에 별도의 제조 공정을 통해서 제작하기 때문에 그 제조 공정이 매우 복잡하여 제조 공정의 수율이 높지 않다. 상기와 같은 복잡한 제조 공정을 지양하고자 컬러 필터를 박막 트랜지스터가 형성되어 있는 투명 절연 기판에 형성하는 컬러 필터 온 어레이(Color Filter On Array; COA) 방식의 액정 표시 장치가 도입되었다.In general, a common electrode, a color filter, a black matrix, and the like are formed on the first transparent insulating substrate of the liquid crystal display, and a thin film transistor, a pixel electrode, and the like are formed on the second transparent insulating substrate. However, since the liquid crystal display device manufactures the color filter and the thin film transistor on the first transparent insulating substrate and the second transparent insulating substrate through separate manufacturing processes, the manufacturing process is very complicated and the yield of the manufacturing process is not high. In order to avoid such a complicated manufacturing process, a color filter on array (COA) type liquid crystal display device in which a color filter is formed on a transparent insulating substrate on which a thin film transistor is formed is introduced.

도 1을 참조하여, 종래의 컬러 필터 온 어레이 구조의 액정 표시 장치에 대해서 설명한다. 도 1에 도시된 것처럼, 상부 투명 절연 기판(10)에는 매트릭스 형태의 블랙 매트릭스(12)가 형성되어 있으며, 블랙 매트릭스(12)의 상부에는 공통 전극(11)이 형성되어 있다. 하부 투명 절연 기판(20)에는 게이트 전극(21), 게이트 절연막(22), 액티브 레이어(23), 소스 전극(24) 및 드레인 전극(25)을 포함하는 박막 트랜지스터가 형성되어 있고, 소스 전극(24) 및 드레인 전극(25)의 상부에는 보호막(26)이 형성되어 있으며, 보호막(26)의 상부에 형성되어 있는 컬러 필터(27_1)와 유기막(28_1)이 형성되어 있다. 그리고 하부 투명 절연 기판(20)에는 박막 트랜지스터가 형성되어 있는 영역에 인접하여 상기 보호막(26)의 상부에 컬러 필터(27_2)와 유기막(28_2)이 형성되어 있으며, 유기막(28_1, 28_2)의 상부에는 액정(30)에 투과되는 백라이트(50)의 빛의 양을 조절할 수 있는 전압을 인가하는 화소 전극(29)이 드레인 전극(25)과 연결되어 형성되어 있다. 컬럼 스페이서(40)는 상부 투명 절연 기판(10)과 하부 투명 절연 기판(20) 사이에 형성되어 있어 액정(30)이 충진되어 있는 상부 투명 절연 기판(10)과 하부 투명 절연 기판(20) 사이의 간격을 일정하게 유지시킨다.With reference to FIG. 1, the liquid crystal display device of the conventional color filter on array structure is demonstrated. As illustrated in FIG. 1, a black matrix 12 having a matrix form is formed on the upper transparent insulating substrate 10, and a common electrode 11 is formed on the black matrix 12. The lower transparent insulating substrate 20 includes a thin film transistor including a gate electrode 21, a gate insulating layer 22, an active layer 23, a source electrode 24, and a drain electrode 25. A protective film 26 is formed on the top of the 24 and the drain electrode 25, and a color filter 27_1 and an organic film 28_1 formed on the protective film 26 are formed. In the lower transparent insulating substrate 20, a color filter 27_2 and an organic layer 28_2 are formed on the passivation layer 26 adjacent to a region where the thin film transistor is formed, and the organic layers 28_1 and 28_2. A pixel electrode 29 for applying a voltage for controlling the amount of light of the backlight 50 transmitted through the liquid crystal 30 is connected to the drain electrode 25 in the upper portion of the upper portion of the pixel electrode 29. The column spacer 40 is formed between the upper transparent insulating substrate 10 and the lower transparent insulating substrate 20 so that the column spacer 40 is between the upper transparent insulating substrate 10 and the lower transparent insulating substrate 20 filled with the liquid crystal 30. Keep the intervals constant.

그런데 종래의 컬러 필터 온 어레이 구조의 액정 표시 장치는 박막 트랜지스터의 액티브 레이어(23)와 화소 전극(29) 및 드레인 전극(25)을 연결하는 콘택홀(29_1)이 백라이트(50)에서 제공되는 빛이나 외부의 자연광에 노출되어 빛샘 불량(광 leak)을 유발시킬 수 있었으며, 블랙 매트릭스(12)를 박막 트랜지스터가 형성되어 있는 영역에 대향하여 위치시켜야 하므로, 상부 투명 절연 기판(10)과 하부 투명 절연 기판(20) 사이에 정렬 불량(misalign)이 발생될 수 있었다.However, in the liquid crystal display of the conventional color filter on array structure, the light having the contact hole 29_1 connecting the active layer 23, the pixel electrode 29, and the drain electrode 25 of the thin film transistor to the backlight 50 is provided. Or light leakage due to exposure to natural light from outside, and the black matrix 12 should be positioned to face the region where the thin film transistor is formed, so that the upper transparent insulation substrate 10 and the lower transparent insulation Misalignment could occur between the substrates 20.

따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 빛샘 불량(광 leak)과 컬러 필터 온 어레이 구조의 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display; LCD)용 기판의 정렬 불량(misalign)을 효과적으로 개선할 수 있는 컬러 필터 온 어레이 구조의 액정 표시 장치용 기판을 제공하는 것이다.Therefore, the technical problem to be achieved by the present invention is a color filter on array which can effectively improve misalignment of light leakage (light leak) and substrate for the liquid crystal display (LCD) of the color filter on array structure It is to provide a substrate for a liquid crystal display device having a structure.

본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 상기 컬러 필터 온 어레이 구조의 액정 표시 장치용 기판을 포함하는 액정 표시 장치를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a liquid crystal display including a liquid crystal display substrate having the color filter on array structure.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.Technical problems to be achieved by the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 컬러 필터 온 어레이 구조의 액정 표시 장치용 기판은 투명 절연 기판, 상기 투명 절연 기판의 일면에 형성되어 있는 블랙 매트릭스, 상기 블랙 매트릭스의 상부에 상기 블랙 매트릭스와 접촉되어 형성되어 있는 박막 트랜지스터, 상기 투명 절연 기판의 상기 일면에 상기 박막 트랜지스터의 게이트의 전극과 이격되도록 형성되어 있는 컬러 필터 및 상기 컬러 필터의 상부에 형성되어 있으며, 상기 박막 트랜지스터의 드레인 전극과 연결되어 형성되어 있는 화소 전극를 포함한다.A liquid crystal display substrate having a color filter on array structure according to an embodiment of the present invention for achieving the technical problem is a transparent insulating substrate, a black matrix formed on one surface of the transparent insulating substrate, the upper portion of the black matrix A thin film transistor formed in contact with the black matrix, a color filter formed on the one surface of the transparent insulating substrate so as to be spaced apart from an electrode of a gate of the thin film transistor, and formed on an upper portion of the color filter. And a pixel electrode connected to the drain electrode.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 컬러 필터 온 어레이 구조의 액정 표시 장치용 기판은 투명 절연 기판 및 상기 투명 절연 기판의 일면에 단차없이 실질적으로 평탄한 평면을 이루도록 형성되어 있는 공통 전극을 포함한다.According to another aspect of the present invention, a substrate for a liquid crystal display device having a color filter-on-array structure is formed to form a substantially flat plane without a step on a transparent insulating substrate and one surface of the transparent insulating substrate. An electrode.

상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 컬러 필터 온 어레이 구조의 액정 표시 장치는 제 1 투명 절연 기판, 상기 제 1 투명 절연 기판의 일면에 형성되어 있는 블랙 매트릭스, 상기 블랙 매트릭스의 상부에 상기 블랙 매트릭스와 접촉되어 형성되어 있는 박막 트랜지스터, 상기 제 1 투명 절연 기판의 상기 일면에 상기 박막 트랜지스터의 게이트의 전극과 이격되도록 형성되어 있는 컬러 필터 및 상기 컬러 필터의 상부에 형성되어 있으며, 상기 박막 트랜지스터의 드레인 전극과 연결되어 형성되어 있는 화소 전극를 포함하는 제 1 기판 및 제 2 투명 절연 기판 및 상기 제 2 투명 절연 기판의 일면에 형성되어 있는 공통 전극을 포함하는 제 2 기판을 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a liquid crystal display device having a color filter on array structure, the first transparent insulating substrate, the black matrix formed on one surface of the first transparent insulating substrate, and the black matrix. A thin film transistor formed on and in contact with the black matrix, a color filter formed on the one surface of the first transparent insulating substrate so as to be spaced apart from an electrode of a gate of the thin film transistor, and an upper portion of the color filter; And a second substrate including a first substrate including a pixel electrode connected to a drain electrode of the thin film transistor, a second transparent insulating substrate, and a common electrode formed on one surface of the second transparent insulating substrate. .

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.Specific details of other embodiments are included in the detailed description and the drawings.

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. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.Advantages and features of the present invention and methods for achieving them will be apparent with reference to the embodiments described below in detail with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but may be implemented in various forms. It is provided to fully convey the scope of the invention to those skilled in the art, and the present invention is defined only by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout.

도 2를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 컬러 필터 온 에레이 구조의 액정 표시 장치에 대해서 설명한다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 컬러 필터 온 어레이 구조의 액정 표시 장치의 단면도이다.Referring to FIG. 2, a liquid crystal display of a color filter on array structure according to an exemplary embodiment of the present invention will be described. 2 is a cross-sectional view of a liquid crystal display of a color filter on array structure according to an exemplary embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 컬러 필터 온 어레이 구조의 액정 표시 장치는 도 2에 도시된 것처럼, 제 1 기판 및 제 2 기판을 포함한다. 제 1 기판은 제 1 투명 절연 기판(100), 블랙 매트릭스(110), 박막 트랜지스터(120), 컬러 필터(132) 및 화소 전극(134)을 포함하며, 제 2 기판은 제 2 투명 절연 기판(200) 및 공통 전극(210)을 포함한다.The liquid crystal display of the color filter on array structure according to the exemplary embodiment of the present invention includes a first substrate and a second substrate as shown in FIG. 2. The first substrate includes a first transparent insulating substrate 100, a black matrix 110, a thin film transistor 120, a color filter 132, and a pixel electrode 134, and the second substrate includes a second transparent insulating substrate ( 200 and the common electrode 210.

제 1 투명 절연 기판(100)의 일면에는 블랙 매트릭스(110)가 형성되어 있으며, 블랙 매트릭스(110)의 상부에는 블랙 매트릭스(110)와 접촉되어 형성되어 있는 박막 트랜지스터(120)가 형성되어 있다. 구체적으로, 박막 트랜지스터(120)는 블랙 매트릭스(110)의 상부에 블랙 매트릭스(110)와 접촉되어 형성되어 있으며, 크롬/알루미늄(Cr/Al) 또는 몰리브덴/알루미늄(Mo/Al) 등의 도전성 물질을 이용하여 서로 이격되어 형성되어 있는 소스 전극(121) 및 드레인 전극(122), 소스 전극(121) 및 드레인 전극(122)과 블랙 매트릭스(110)의 상부에 비정질 실리콘막으로 형성되어 있는 액티브 레이어(125), 액티브 레이어(125) 상부에 실리콘 질화막 또는 실리콘 산화막 등으로 형성되어 있는 게이트 절연막(126) 및 게이트 절연막(126) 상부에 알루미늄/네오디뮴(Al/Nd) 등의 도전성 물질로 형성되어 있는 게이트 전극(127)을 포함한다. 그리고 소스 전극(121)과 드레인 전극(122)의 상부에는 오믹 콘택(ohmic contact)이 효과적으로 형성되도록 불순물 비정질 실리콘막으로 오믹 콘택막(123, 124)이 형성될 수 있으며, 게이트 전극(127)의 상부에는 박막 트랜지스터(120)를 외부의 압력 등으로 보호하기 위해서 실리콘 질화막 등으로 보호막(128)이 형성될 수 있다. 여기에서 블랙 매트릭스(110)는 상부에서 유입되는 자연광에 박막 트랜지스터(120)의 액티브 레이어(125)가 노출되는 것을 방지하기 위한 것으로서, 블랙 안료를 혼합한 불랙 유기 물질 또는 크롬옥사이드(CrOx) 등으로 이용함으로써 용이하게 형성될 수 있다. 따라서 본 발명의 일 실시예에 따른 컬러 필터 온 어레이 구조의 액정 표시 장치는 상기 블랙 매트릭스(110)를 형성함으로써 별도의 광 차단막을 형성시키지 않고도 빛샘 불량을 효과적으로 개선할 수 있다. 그리고 탑 게이트형(staggered) 박막 트랜지스터(120)를 이용함으로써 컬러 필터 온 어레이 구조의 액정 표시 장치의 제조 공정을 단순화할 수 있다. 또한 탑 게이트형 박막 트랜지스 터(120)를 제 1 투명 절연 기판(100)에 형성함으로써 백라이트(500)에서 제공되는 빛에 의해서 유발되는 빛샘 불량을 보다 더 효과적으로 개선할 수 있다.The black matrix 110 is formed on one surface of the first transparent insulating substrate 100, and the thin film transistor 120 formed in contact with the black matrix 110 is formed on the black matrix 110. Specifically, the thin film transistor 120 is formed in contact with the black matrix 110 on the black matrix 110, and a conductive material such as chromium / aluminum (Cr / Al) or molybdenum / aluminum (Mo / Al). An active layer formed of an amorphous silicon film on the source electrode 121 and the drain electrode 122, the source electrode 121, the drain electrode 122, and the black matrix 110 formed to be spaced apart from each other using The gate insulating film 126 formed of a silicon nitride film or a silicon oxide film on the active layer 125 and the conductive film such as aluminum / neodymium (Al / Nd) formed on the gate insulating film 126. The gate electrode 127 is included. The ohmic contact layers 123 and 124 may be formed of an impurity amorphous silicon layer to effectively form ohmic contacts on the source electrode 121 and the drain electrode 122. In order to protect the thin film transistor 120 from an external pressure or the like, the passivation layer 128 may be formed of a silicon nitride layer or the like. Here, the black matrix 110 is to prevent the active layer 125 of the thin film transistor 120 from being exposed to the natural light flowing from the upper side. The black matrix 110 may include a black organic material or chromium oxide (CrOx) mixed with black pigment. It can be formed easily by using. Therefore, the liquid crystal display of the color filter on array structure according to the exemplary embodiment of the present invention can effectively improve the light leakage defect by forming the black matrix 110 without forming a separate light blocking layer. In addition, the manufacturing process of the liquid crystal display of the color filter on array structure may be simplified by using the top gate staggered thin film transistor 120. In addition, by forming the top gate type thin film transistor 120 on the first transparent insulating substrate 100, light leakage defects caused by light provided from the backlight 500 may be more effectively improved.

제 1 투명 절연 기판(100)의 일면에는 컬러 안료가 혼합된 유기 물질로 게이트 전극(127)과 이격되도록 컬러 필터(132)가 형성되어 있다. 여기에서 게이트 절연막(126)은 블랙 매트릭스(110)의 상부의 일부와 컬러 필터(132) 및 제 1 투명 절연 기판(100) 사이에 연장되어 형성됨으로써 제조 공정을 단순화할 수 있다. 컬러 필터(132)의 상부에는 ITO(indium tin oxide)나 IZO(indium zinc oxide)와 같은 투명 도전성 물질로 드레인 전극(122)과 연결되는 화소 전극(134)이 형성되어 있다. 여기에서 화소 전극(134)과 드레인 전극(122)을 연결하는 콘택홀(135)은 블랙 매트릭스(110)의 상부에 형성됨으로써, 블랙 매트릭스(110)는 상부에서 유입되는 자연광에 노출되지 않으므로, 별도의 광 차단막을 형성시키지 않고도 빛샘 불량을 효과적으로 개선할 수 있다. 그리고 컬러 필터(132)와 화소 전극(134) 사이에 실리콘 질화막 등으로 보호막(128)을 형성함으로써 제조 공정을 단순화할 수 있다.A color filter 132 is formed on one surface of the first transparent insulating substrate 100 to be spaced apart from the gate electrode 127 by an organic material mixed with color pigments. Here, the gate insulating layer 126 may be formed to extend between a portion of the upper portion of the black matrix 110 and the color filter 132 and the first transparent insulating substrate 100 to simplify the manufacturing process. The pixel electrode 134 connected to the drain electrode 122 is formed on the color filter 132 with a transparent conductive material such as indium tin oxide (ITO) or indium zinc oxide (IZO). The contact hole 135 connecting the pixel electrode 134 and the drain electrode 122 is formed in the upper portion of the black matrix 110, so that the black matrix 110 is not exposed to the natural light flowing from the upper portion. It is possible to effectively improve light leakage defects without forming a light blocking film. In addition, by forming the passivation layer 128 between the color filter 132 and the pixel electrode 134 using a silicon nitride layer or the like, the manufacturing process may be simplified.

제 2 투명 절연 기판(200)의 일면에는 ITO(indium tin oxide)나 IZO(indium zinc oxide)와 같은 투명 도전성 물질로 단차없이 실질적으로 평탄한 평면을 이루도록 공통 전극(210)이 형성되어 있으며, 제 2 투명 절연 기판(200)의 타면에는 백라이트(500)와 접촉되어 있다. 이러한 공통 전극(210)이 형성되어 있는 제 2 투명 절연 기판(200)을 제 2 기판으로 이용함으로써 제 1 기판 사이에서 발생될 수 있는 정렬 불량을 확실하게 방지할 수 있다.The common electrode 210 is formed on one surface of the second transparent insulating substrate 200 to form a substantially flat plane without a step with a transparent conductive material such as indium tin oxide (ITO) or indium zinc oxide (IZO). The other surface of the transparent insulating substrate 200 is in contact with the backlight 500. By using the second transparent insulating substrate 200 on which the common electrode 210 is formed as the second substrate, misalignment that may occur between the first substrates can be reliably prevented.

그리고 컬럼 스페이서(400)는 제 1 투명 절연 기판(100)과 제 2 투명 절연 기판(200) 사이, 구체적으로 보호막과 공통 전극(210) 사이에 형성되어 있어, 액정(300)이 충진되어 있는 제 1 투명 절연 기판과 제 2 투명 절연 기판 사이의 간격을 일정하게 유지시킨다.The column spacer 400 is formed between the first transparent insulating substrate 100 and the second transparent insulating substrate 200, specifically, between the passivation layer and the common electrode 210 to fill the liquid crystal 300. The space | interval between a 1st transparent insulating substrate and a 2nd transparent insulating substrate is kept constant.

도 3 및 도 4a 내지 도 4g를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 컬러 필터 온 어레이 구조의 액정 표시 장치용 기판의 제조 방법을 설명한다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 컬러 필터 온 어레이 구조의 액정 표시 장치용 기판의 제조 방법을 나타내는 순서도이다. 도 4a 내지 도 4g는 본 발명의 일 실시예에 따른 컬러 필터 온 어레이 구조의 액정 표시 장치용 기판의 제조 공정 중간 단계별 컬러 필터 온 어레이 구조의 액정 표시 장치용 기판의 단면도들이다.A method of manufacturing a substrate for a liquid crystal display device having a color filter on array structure according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 3 and 4A to 4G. 3 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a substrate for a liquid crystal display device having a color filter on array structure according to an exemplary embodiment of the present invention. 4A to 4G are cross-sectional views of a substrate for a liquid crystal display device having a color filter on array structure according to an intermediate process of manufacturing a substrate for a liquid crystal display device having a color filter on array structure according to an embodiment of the present invention.

먼저, 제 1 투명 절연 기판(100)의 일면에 블랙 안료를 혼합한 불랙 유기 물질 또는 크롬옥사이드(CrOx) 등으로 블랙 매트릭스(110) 물질을 도포하고, 제 1 마스크 공정으로 패터닝하여 도 4a에 도시된 것처럼, 블랙 매트릭스(110)를 형성(S10)한다.First, a black matrix 110 material is coated on one surface of the first transparent insulation substrate 100 by using a black organic material or chromium oxide (CrOx) mixed with black pigment, and patterned by a first mask process, as shown in FIG. 4A. As shown, the black matrix 110 is formed (S10).

다음으로, 블랙 매트릭스(110)의 상부에 크롬/알루미늄(Cr/Al) 또는 몰리브덴/알루미늄(Mo/Al) 등의 도전성 물질을 증착하고, 제 2 마스크 공정으로 패터닝하여 도 4b에 도시된 것처럼, 서로 이격되어 구성되는 소스 전극(121) 및 드레인 전극(122)을 형성(S20)한다. 여기에서 소스 전극(121)과 드레인 전극(122)의 상부에는 오믹 콘택이 효과적으로 형성되도록 불순물 비정질 실리콘막으로 오믹 콘택막(123, 124)이 형성될 수 있다.Next, a conductive material such as chromium / aluminum (Cr / Al) or molybdenum / aluminum (Mo / Al) is deposited on the black matrix 110 and patterned by a second mask process, as shown in FIG. 4B, The source electrode 121 and the drain electrode 122 are formed to be spaced apart from each other (S20). Here, ohmic contact layers 123 and 124 may be formed of an impurity amorphous silicon layer on the source electrode 121 and the drain electrode 122 to effectively form an ohmic contact.

다음으로, 소스 전극(121) 및 드레인 전극(122)과 블랙 매트릭스(110)의 상 부에 비정질 실리콘막을 증착하고, 제 3 마스크 공정으로 패터닝하여 도 4c에 도시된 것처럼, 액티브 레이어(125)를 형성(S30)한다.Next, an amorphous silicon film is deposited on the source electrode 121, the drain electrode 122, and the black matrix 110, and patterned by a third mask process to form the active layer 125 as illustrated in FIG. 4C. Form (S30).

다음으로, 액티브 레이어(125) 상부에 실리콘 질화막 또는 실리콘 산화막 등을 증착하고, 상기 실리콘 질화막 또는 실리콘 산화막의 상부에 알루미늄/네오디뮴(Al/Nd) 등의 도전성 물질을 증착한다. 그리고 제 4 마스크 공정으로 패터닝하여 제 4d에 도시된 것처럼, 게이트 절연막(126)과 게이트 전극(127)을 형성한(S40)다. 여기에서 게이트 절연막(126)은 블랙 매트릭스(110)의 상부의 일부와 후속 공정에서 형성될 컬러 필터(132) 및 제 1 투명 절연 기판(100) 사이에 연장되어 형성되며, 게이트 전극(127)은 드레인 전극(122)의 상부을 벗어난 영역의 게이트 전극(127) 물질은 선택적으로 제거되어 형성된다.Next, a silicon nitride film or a silicon oxide film is deposited on the active layer 125, and a conductive material such as aluminum / neodymium (Al / Nd) is deposited on the silicon nitride film or the silicon oxide film. The gate insulating film 126 and the gate electrode 127 are formed as shown in FIG. 4D by patterning by the fourth mask process (S40). Here, the gate insulating layer 126 extends between a portion of the upper portion of the black matrix 110 and the color filter 132 and the first transparent insulating substrate 100 to be formed in a subsequent process, and the gate electrode 127 may be formed. The material of the gate electrode 127 in a region outside the upper portion of the drain electrode 122 is selectively removed.

다음으로, 게이트 전극(127)과 게이트 절연막(126)의 상부에 컬러 안료가 혼합된 유기 물질을 도포하여, 제 5 마스크 공정으로 패터닝하여 도 4e에 도시된 것처럼, 게이트 전극(127)과 이격되도록 컬러 필터(132)를 형성(S50)한다.Next, an organic material mixed with color pigments is coated on the gate electrode 127 and the gate insulating layer 126 and patterned by a fifth mask process so as to be spaced apart from the gate electrode 127 as shown in FIG. 4E. The color filter 132 is formed (S50).

다음으로, 게이트 전극(127), 게이트 절연막 및 컬러 필터(132)의 상부에 실리콘 질화막 등을 증착하여, 제 6 마스크 공정으로 패터닝하여 도 4f에 도시된 것처럼, 드레인 전극(122)과 후속 공정에서 형성될 화소 전극(134)과 연결되는 콘택홀(135)과 보호막(128)을 형성(S60)한다.Next, a silicon nitride film or the like is deposited on the gate electrode 127, the gate insulating film, and the color filter 132, and patterned by a sixth mask process to show the drain electrode 122 and the subsequent process, as shown in FIG. 4F. A contact hole 135 and a passivation layer 128 connected to the pixel electrode 134 to be formed are formed (S60).

다음으로, 보호막(128)의 상부에 ITO(indium tin oxide)나 IZO(indium zinc oxide)와 같은 투명 도전성 물질을 증착하여, 제 7 마스크 공정으로 패터닝하여, 도 4g에 도시된 것처럼, 화소 전극(134)을 형성(S70)한다. Next, a transparent conductive material, such as indium tin oxide (ITO) or indium zinc oxide (IZO), is deposited on the passivation layer 128 and patterned by a seventh mask process. As shown in FIG. 4G, the pixel electrode ( 134 is formed (S70).                     

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.Although embodiments of the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, those skilled in the art to which the present invention pertains may implement the present invention in other specific forms without changing the technical spirit or essential features thereof. I can understand that. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are exemplary in all respects and not restrictive.

상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일 실시예에 따른 컬러 필터 온 어레이 구조의 액정 표시 장치는 빛샘 불량(광 leak)과 기판의 정렬 불량(misalign)을 효과적으로 개선할 수 있다.The liquid crystal display of the color filter on array structure according to the exemplary embodiment of the present invention configured as described above may effectively improve light leakage and misalignment of the substrate.

Claims (14)

투명 절연 기판;Transparent insulating substrates; 상기 투명 절연 기판의 일면에 형성되어 있는 블랙 매트릭스;A black matrix formed on one surface of the transparent insulating substrate; 상기 블랙 매트릭스의 상부에 상기 블랙 매트릭스와 접촉되어 형성되어 있는 박막 트랜지스터;A thin film transistor formed on the black matrix in contact with the black matrix; 상기 투명 절연 기판의 상기 일면에 상기 박막 트랜지스터의 게이트의 전극과 이격되도록 형성되어 있는 컬러 필터; 및A color filter formed on the one surface of the transparent insulation substrate to be spaced apart from an electrode of a gate of the thin film transistor; And 상기 컬러 필터의 상부에 형성되어 있으며, 상기 박막 트랜지스터의 드레인 전극과 연결되어 형성되어 있는 화소 전극를 포함하는 컬러 필터 온 어레이 구조의 액정 표시 장치용 기판.And a pixel electrode formed on the color filter and connected to the drain electrode of the thin film transistor. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 박막 트랜지스터의 소스 전극 또는 드레인 전극은 상기 블랙 매트릭스의 상부에 상기 블랙 매트릭스와 접촉되어 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 컬러 필터 온 어레이 구조의 액정 표시 장치용 기판.The source electrode or the drain electrode of the thin film transistor is formed on the black matrix in contact with the black matrix, characterized in that the substrate for a color filter on array structure. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 박막 트랜지스터는 상기 블랙 매트릭스의 상부에 서로 이격되어 형성되어 있는 소스 전극 및 상기 드레인 전극과, 상기 소스 전극 및 드레인 전극과 상기 블랙 매트릭스의 상부에 형성되어 있는 액티브 레이어와, 상기 액티브 레이어의 상부에 형성되어 있는 게이트 절연막과, 상기 게이트 절연막의 상부에 형성되어 있는 상기 게이트 전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 컬러 필터 온 어레이 구조의 액정 표시 장치용 기판.The thin film transistor may include a source electrode and a drain electrode spaced apart from each other on the black matrix, an active layer formed on the source electrode and the drain electrode, and the black matrix, and an upper portion of the active layer. And a gate insulating film formed over the gate insulating film, and a gate insulating film formed over the gate insulating film. 제3항에 있어서,The method of claim 3, 상기 게이트 절연막은 상기 블랙 매트릭스의 상부의 일부와 상기 컬러 필터 및 상기 투명 절연 기판 사이에 연장되어 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 컬러 필터 온 어레이 구조의 액정 표시 장치용 기판.And the gate insulating film extends between a portion of an upper portion of the black matrix and the color filter and the transparent insulating substrate. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 블랙 매트릭스는 블랙 유기 물질 또는 크롬옥사이드(CrOx)로 형성되는 것을 특징으로 하는 컬러 필터 온 어레이 구조의 액정 표시 장치용 기판.The black matrix is a substrate for a liquid crystal display device having a color filter on array structure, characterized in that formed of a black organic material or chromium oxide (CrOx). 투명 절연 기판; 및Transparent insulating substrates; And 상기 투명 절연 기판의 일면에 단차없이 실질적으로 평탄한 평면을 이루도록 형성되어 있는 공통 전극을 포함하는 컬러 필터 온 어레이 구조의 액정 표시 장치용 기판.And a common electrode formed on one surface of the transparent insulating substrate to form a substantially flat plane without a step. 제6항에 있어서,The method of claim 6, 상기 투명 절연 기판의 타면은 백라이트와 접촉하는 것을 특징으로 하는 컬러 필터 온 어레이 구조의 액정 표시 장치용 기판.The other surface of the transparent insulating substrate is in contact with the backlight substrate for a liquid crystal display device having a color filter on array structure. 제 1 투명 절연 기판, 상기 제 1 투명 절연 기판의 일면에 형성되어 있는 블랙 매트릭스, 상기 블랙 매트릭스의 상부에 상기 블랙 매트릭스와 접촉되어 형성되어 있는 박막 트랜지스터, 상기 제 1 투명 절연 기판의 상기 일면에 상기 박막 트랜지스터의 게이트의 전극과 이격되도록 형성되어 있는 컬러 필터 및 상기 컬러 필터의 상부에 형성되어 있으며, 상기 박막 트랜지스터의 드레인 전극과 연결되어 형성되어 있는 화소 전극를 포함하는 제 1 기판; 및A first transparent insulating substrate, a black matrix formed on one surface of the first transparent insulating substrate, a thin film transistor formed in contact with the black matrix on the black matrix, and on the one surface of the first transparent insulating substrate A first substrate including a color filter formed to be spaced apart from an electrode of a gate of the thin film transistor, and a pixel electrode formed on an upper portion of the color filter and connected to a drain electrode of the thin film transistor; And 제 2 투명 절연 기판 및 상기 제 2 투명 절연 기판의 일면에 형성되어 있는 공통 전극을 포함하는 제 2 기판을 포함하는 컬러 필터 온 어레이 구조의 액정 표시 장치.And a second substrate including a second transparent insulating substrate and a common electrode formed on one surface of the second transparent insulating substrate. 제8항에 있어서,The method of claim 8, 상기 박막 트랜지스터의 소스 전극 또는 드레인 전극은 상기 블랙 매트릭스의 상부에 상기 블랙 매트릭스와 접촉되어 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 컬러 필터 온 어레이 구조의 액정 표시 장치.The source electrode or the drain electrode of the thin film transistor is formed in contact with the black matrix on the black matrix, characterized in that the color filter on array structure. 제8항에 있어서,The method of claim 8, 상기 박막 트랜지스터는 상기 블랙 매트릭스의 상부에 서로 이격되어 형성되 어 있는 소스 및 상기 드레인 전극과, 상기 소스 전극과 상기 드레인 전극과 상기 블랙 매트릭스의 상부에 형성되어 있는 액티브 레이어와, 상기 액티브 레이어의 상부에 형성되어 있는 게이트 절연막과, 상기 게이트 절연막 상부에 형성되어 있는 상기 게이트 전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 컬러 필터 온 어레이 구조의 액정 표시 장치.The thin film transistor may include a source and a drain electrode spaced apart from each other on an upper portion of the black matrix, an active layer formed on the source electrode, the drain electrode, and the black matrix, and an upper portion of the active layer. And a gate insulating film formed over the gate insulating film, and a gate insulating film formed over the gate insulating film. 제10항에 있어서,The method of claim 10, 상기 게이트 절연막은 상기 블랙 매트릭스의 상부의 일부와 상기 컬러 필터 및 상기 제 1 투명 절연 기판 사이에 연장되어 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 컬러 필터 온 어레이 구조의 액정 표시 장치The gate insulating layer extends between a portion of an upper portion of the black matrix, the color filter, and the first transparent insulating substrate, and has a color filter on array structure. 제8항에 있어서,The method of claim 8, 상기 블랙 매트릭스는 블랙 유기 물질 또는 크롬옥사이드(CrOx)로 형성되는 것을 특징으로 하는 컬러 필터 온 어레이 구조의 액정 표시 장치.The black matrix is a liquid crystal display device of a color filter on array structure, characterized in that formed of a black organic material or chromium oxide (CrOx). 제8항에 있어서,The method of claim 8, 상기 공통 전극은 상기 제 2 투명 절연 기판의 일면에 단차없이 실질적으로 평탄한 평면을 이루도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 컬러 필터 온 어레이 구조의 액정 표시 장치.The common electrode is formed on one surface of the second transparent insulating substrate to form a substantially flat plane without a step, the liquid crystal display of the color filter on array structure. 제13항에 있어서,The method of claim 13, 상기 제 2 투명 절연 기판의 타면은 백라이트와 접촉하는 것을 특징으로 하는 컬러 필터 온 어레이 구조의 액정 표시 장치.The other surface of the second transparent insulating substrate is in contact with the backlight liquid crystal display device having a color filter on array structure.
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