KR960014296B1 - 액정표시장치 제조방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

액정표시장치 제조방법

제1도는 종래의 TFT-LCD 구조단면도.

제2도는 종래의 TFT-LCD의 블랙 매트릭스 제공 공정 단면도.

제3도는 본 발명 제1실시예의 TFT-LCD의 블랙 매트릭스 구조단면도.

제4도는 본 발명 제2실시예의 TFT-LCD의 블랙 매트릭스 구조단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1,1a:투명기판 2:블랙 매트릭스

3:칼라필터층 3a:가염성 감광막

4:오버코트층 5:공통전극

14:투명절연체.

본 발명은 TFT-LCD(Thin Film Transistor-Liquid Crystal Display)에 관한 것으로, 특히 단차가 없는 블랙 매트릭스(Black Matrix)형성 및 상부 전극의 저항을 개선하기에 적당하도록 한 액정표시장치 제조방법에 관한 것이다.

종래의 액정표시장치를 첨부된 제1도 및 제2도를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

종래의 액정표시장치는 제1도에 도시한 바와 같이 하부 투명기판(1a)에는 게이트 전극(12), 절연막(11), 활성층(10), 오믹접촉층(9), 소오스/드레인 전극(8,8a), 보호막(7)으로 구성된 스위칭 소자(박막 트랜지스터)와 스위칭 소자의 일측에 드레인 전극(8a)과 연결되도록 화소전극(13)이 형성되고, 상부 투명기판(1)에는 각 화소의 스위칭 소자 부분을 블로킹(blocking)하기 위한 블랙 매트릭스(2)가 형성되고, 블랙 매트릭스(2) 사이에 칼라 필터층(3)이 형성되고, 블랙 매트릭스(2)와 칼라필터층(3)에 걸쳐 칼라필터층 보호용 오버-코트(over-coat)층(4) 및 상부 투명공통전극(5)이 차례로 형성되어, 상기와 같이 형성된 상하투명기판(1,1a)을 접합하여 상하투명기판(1,1a) 사이에 액정(6)이 주입된 구조이다.

이와 같은 구조로 된 종래의 액정표시장치중 상부투명기판(1) 제조방법은 제2도 (a)와 같이 상부투명기판(1)(유리기판)위에 크롬(Cr)등을 증착하여 포토 에치 공정으로 블랙 매트릭스(2)을 형성한뒤, 제1도 (b)와 같이 전면에 가염성 감광막(3a)을 증착하고 제1도 (c)와 같이 마스크를 이용하여 노광한 다음 제1도 (d)와 같이 1화소 영역을 패터닝한다.

제1도 (e)와 같이 제1칼라(Red)를 염색한다.

상기와 같은 공정을 반복하여 제1도 (f)와 같이 제2칼라(Green), 제3칼라(Blue)를 염색하여 R, G, B 칼라 필터층(3)을 형성한다.

그리고 도면에는 도시되지 않았지만 칼라필터층(3)을 보호하기 위해 오버 코트층(4)을 에폭시(epoxy)계 수지를 이용하여 2000~3000Å정도 도포하고, 그위에 투명공통전극(5)을 형성하므로 상부투명기판을 제조한다.

이와 같은 종래의 액정표시장치는 다음과 같다.

즉, 제1도에서 하부투명기판(1a)에 형성된 박막 트랜지스터는 액정(6)을 구동시키기 위한 스위치(switch)역할을 하고 화소전극(13)은 액정을 구동하는 하부전극으로 작용하며, 상부투명기판(1)에 형성된 블랙 매트릭스(2)는 하부의 박막 트랜지스터가 형성되어 있는 부분을 블로킹시켜줌으로써, 빛의 누설을 방지하여 콘트라스트(Contrast)가 좋은 소자를 만들 수 있게 한다.

또한 칼라필터층(3)은 디스플레이상에 칼라가 형성되도록 도와주는 역할을 한다.

만약 칼라필터가 없으면 흑, 백의 화면만을 볼 수 있게 된다.

또한 상부공통전극(5)은 액정을 구동하기 위한 상부전극으로 작용한다.

그러므로 상하부전극에 전압을 가하면 빛이 통과되지 못하도록 액정(6)이 차단하고, 전압이 걸리지 않을때는 액정(6)이 빛을 통과시켜주게 한다.

이는 액정물질에 따라 반대로 할 수 있다.

그러나 이와 같은 종래의 액정표시장치에 있어서는 상부투명기판(1)에 블랙 매트릭스(2)를 형성한 다음 칼라 필터층을 형성하기 때문에 칼라필터층에 단차가 발생하여 수율이 감소되고 이를 보상하기 위해 오버 코트층을 형성해야 하는 단점이 있으며, 상부투명기판(1)에 블랙 매트릭스(2)를 포토 에칭 공정으로 형성해야 하기 때문에 칼라필터층보다 블랙 매트릭스를 먼저 형성해야 한다.

그 이유는 칼라필터층을 먼저 형성하고 그 위에 블랙 매트릭스를 형성하면 블랙 매트릭스 에칭 용액에 의해 칼라필터층이 손상을 받게 되어 색재현에 어려움이 있게 된다.

따라서, 상부투명기판의 제조 공정의 자유도가 떨어지게 되어 칼라필터층위에 블랙 매트릭스를 형성하고 그 위에 투명전극을 형성하면 같은 두께에서 저항을 줄일 수 있으나 상부투명전극의 저항을 개선할려고 할때 제한을 받게 되는등의 문제점이 있다.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로써, 블랙 매트릭스 단차를 제거하고 상부 공통전극의 저항을 개선하는데 그 목적이 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 양극 산화가 가능한 금속을 증착한뒤 화소 부분의 금속을 양극 산화시켜 투명하게 만들고 화소 부분이 아닌 부분은 금속으로 그대로 남도록 하여 블랙 매트릭스를 형성하는 방법으로 블랙 매트릭스 단차를 제거하고, 칼라필터층 위에 블랙 매트릭스를 형성하여 상부 공통전극의 저항을 개선한 것이다.

상기의 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

제3도는 본 발명 제1실시예의 TFT-LCD 블랙 매트릭스 구조단면도로써, 상부투명기판(1)에 화소간의 경계면에 블랙 매트릭스(2)가 형성되고 각 블랙 매트릭스 사이의 화소 부분에 블랙 매트릭스(2)와 동일한 높이로 블랙 매트릭스(2)와 평탄하게 투명절연체(14)가 형성되고, 그 위에 R, G, B 칼라필터층(3)이 형성되고, 칼라 필터층(3)위에 칼라필터층(3) 보호용 오버 코트층(4)이 형성되고, 오버 코트층(4)위에 공통전극(5)이 형성된 구조로써, 그 제조방법은 투명기판(1)위에 양극 산화가 가능한 금속(Ta, Al. MoTa)을 증착한뒤 양극 산화 보호층을 형성하여 화소 부분의 양극 산화보호층을 오픈하고 그 부분을 양극 산화하여 투명한 투명절연체(양극 산화막)(14)를 형성한다.

그리고 상기 양극 산화보호층을 제거하면 양극 산화보호층이 제거된 부분이 단차가 없는 블랙 매트릭스(2)가 된다.

그리고 투명절연체(14)와 블랙 매트릭스(2)에 걸쳐 그위에 통상적인 방법으로 R, G, B 칼라필터층(3)을 형성하고 칼라필터층(3)위에 2000~5000Å 두께의 오버 코트층(4)과 공통전극(5)을 차례로 형성하여 상부투명기판을 완성한다.

그리고 종래와 같이 하부투명기판을 형성하고 두기판을 정합하여 액정을 주입하면 TFT-LCD가 된다.

제4도는 본 발명 제2실시예의 TFT-LCD 블랙 매트릭스 구조단면도로써, 투명기판(1) 위에 R, G, B 칼라필터층(3)이 먼저 형성되고, 칼라필터층(3)위에 제1실시예와 같이 단차가 없는 블랙 매트릭스(2)층이 형성되고 그위에 공통전극(5)이 형성된 구조이다.

그 제조방법은 본 발명 제1실시예와 같은 오버 코트층(4)을 형성하지 않고, 투명기판(1)에 R, G, B 칼라필터층(3)을 먼저 형성하고 그위에 단차가 없는 블랙 매트릭스(2)를 형성한 것이다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 액정표시장치의 블랙 매트릭스 구조 및 제조방법에 있어서는 블랙 매트릭스 형성시 식각 공정을 하지 않고 식각할 부분에 투명한 양극 산화막을 형성하기 때문에 블랙 매트릭스 패턴을 정확하게 형성할 수 있어 개구율이 증가되고 칼라필터층위에 블랙 매트릭스를 형성할 수 있으므로 칼라 필터층 보호용 오버 코트층이 필요없게 되어 공정이 단순화되고 공통 전극의 저항 개선등의 효과가 있다.

Claims (4)

1. 스위칭 소자 및 화소전극(13)이 형성된 제1투명기판(1a)과 블랙 매트릭스, 칼라필터층 및 공통전극이 형성된 제2투명기판(1) 사이에 액정이 주입된 액정표시장치 제조방법에 있어서, 제2투명기판(1)에 양극 산화가 가능한 금속을 증착하는 공정과, 화소부분의 양극 산화 가능한 금속을 양극 산화시켜 투명절연체(14)를 형성하는 공정을 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 액정표시장치 제조방법.
2. 제1항에 있어서, 투명유리기판위에 블랙 매트릭스를 형성한 다음, 상기 블랙매트릭스층 위에 칼라필터층(3)을 형성하는 공정으로 더 포함함을 특징으로 하는 액정표시장치 제조방법.
3. 제1항에 있어서, 제2투명기판(1)에 R, G, B 칼라필터층(3)을 먼저 형성하고 칼라필터층(3)위에 양극 산화가 가능한 금속을 증착하고 화소 부분의 금속을 양극하여 투명절연체(14)와 블랙 매트릭스(2)를 형성함을 특징으로 하는 액정표시장치 제조방법.
4. 제1항에 있어서, 양극산화 가능한 물질은 Ta, Al, Mota중의 하나를 선택하여 형성함을 특징으로 하는 액정표시장치 제조방법.