KR100652038B1 - 액정 디스플레이 패널 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 오버코트층 패터닝공정과 패드 노출을 위한 패터닝공정을 단일화 함으로써 제조공정의 효율을 향상시키는 액정 디스플레이 패널 제조방법을 제공하기 위한 것으로, 액티브 영역 및 패드 영역으로 정의된 TFT기판을 구비한 액정 디스플레이 패널에 있어서, 상기 TFT기판 상에 블랙매트릭스층을 씨일(Seal) 패턴이 형성될 부위까지 패터닝하는 공정과, 상기 액티브 영역의 화소전극을 제외한 기판 전면에 포토레지스트를 도포하는 공정과, 상기 화소전극에 R, G, B 칼라필터를 형성하는 공정과, 상기 액티브 영역에 오버코트(Over Coat)층을 형성함과 동시에 상기 포토레지스트를 제거하는 공정을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
패드 접촉, 씨일(Seal)라인
Description
도 1은 종래 기술에 따른 액정 디스플레이 패널 제조방법을 설명하기 위한 TFT 기판의 평면도.
도 2a 내지 2f는 종래 액정 디스플레이 패널 제조방법을 설명하기 위한 공정 평면도.
도 3a 내지 도 3g는 본 발명에 따른 액정 디스플레이 패널 제조방법을 설명하기 위한 공정 평면도.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
31b : 게이트 패드 35c : 데이터 패드
37a : 투명도전막 39 : 블랙매트릭스층
42 : 오버코트(Over Coat)층
본 발명은 디스플레이 장치에 관한 것으로 특히, 액정 디스플레이 패널 제조방법에 관한 것이다.
최근 칼라필터 온 티에프티(Color filter On TFT, 이하 COT)방식의 TFT-LCD가 제안되어 많은 개발 노력이 수행되고 있다. COT 구조는 고개구율, 고화소밀도, 저전력소비 및 사진과 같은 고해상도를 구현할 수 있는 장점이 있어 디지털 카메라, 의료장비, GPS와 같은 고해상도를 요구하는 분야에 응용될 수 있다.
이하, 도면을 참조하여 종래 기술에 따른 액정 디스플레이 패널의 제조방법을 설명한다.
도 1은 종래 액정 디스플레이 패널을 설명하기 위한 평면도로써, TFT를 완성한 후 즉, 칼라 필터가 전착된 상태를 도시한 것이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 액정 디스플레이 패널은 크게 액티브 영역과 패드 영역으로 구분된 TFT기판과 칼라 필터 기판(도시하지 않음)으로 구성되며, 상기 패드 영역은 게이트 패드 영역(Gpad)과 데이터 패드 영역(Dpad)으로 구분된다.
상기 TFT기판 상에는 데이터 배선(15)과 게이트 배선(11)이 종횡으로 배치되고, 그 교차 부위에는 박막트랜지스터(TFT: Thin Film Transistor)가 배치된다. 그리고 상기 박막트랜지스터와 연결되도록 화소전극(도시되지 않음)이 배치되며 상기 화소 전극(17)의 상부에는 전착법에 의해 R,G,B 칼라 필터(21a, 21b)가 형성된다.
상기 게이트 패드 영역에는 게이트 구동회로(도시되지 않음)와 연결되어 구동신호를 상기 게이트 배선(11)으로 전달하는 게이트 패드(11b)가 구성되고, 상기 데이터 패드 영역에는 데이터 구동회로(도시되지 않음)와 연결되어 영상신호를 데이터 배선(15)으로 전달하는 데이터 패드(15c)가 구성된다.
참고적으로, 도면에는 도시되지 않았지만, 상기 게이트 패드(11b) 및 데이터 패드(15c)는 복수개 구성되며 그들 각각은 기판의 에지 부위에서 쇼팅 바(shorting bar)(도시하지 않음)에 의해 연결되어 있으며, 상기 쇼팅 바는 TFT기판이 제작된 후에 제거된다.
한편, 액티브 영역의 게이트 배선(11) 및 데이터 배선(15) 그리고 박막트랜지스터(TFT)으로의 빛의 투과를 방지하기 위한 블랙 매트릭스(19)가 더 배치된다.
여기서, 미설명한 도면부호 17a는 투명 도전막으로서, 상기 투명 도전막(17a)은 각각 패드와 외부의 구동회로를 전기적으로 연결하여 외부의 구동회로에서 인가되는 구동신호 및 영상신호를 상기 게이트 패드(11b) 및 데이터 패드(15c)를 통해 게이트 배선(11) 및 데이터 배선(15)으로 전달한다
여기서, 미설명한 도면부호 17a는 투명 도전막으로서, 상기 투명 도전막(17a)은 각각 패드와 외부의 구동회로를 전기적으로 연결하여 외부의 구동회로에서 인가되는 구동신호 및 영상신호를 상기 게이트 패드(11b) 및 데이터 패드(15c)를 통해 게이트 배선(11) 및 데이터 배선(15)으로 전달한다
이와 같은 종래 액정 디스플레이 패널 제조방법을 도 2a 내지 2f를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 2a 내지 2f는 종래 기술에 따른 액정 디스플레이 패널이 제조방법을 설명하기 위한 평면 공정도이다.
도 2a에 도시된 바와 같이, 액티브 영역과 게이트 패드 영역(Gpad) 및 데이터 패드 영역(도시되지 않음)으로 정의된 절연기판 상에 금속을 스퍼터링(Sputtering)법으로 형성한 후 패터닝하여 액티브 영역에는 게이트 배선(11) 및 게이트 전극(11a)을 형성하고, 게이트 패드 영역에는 상기 게이트 배선(11)과 일체형으로 연장되는 게이트 패드(11b)를 형성한다.
이후, 게이트 패드(11b)를 포함한 절연기판 상에 게이트 절연막(도시하지 않음)을 CVD(Chemical Vapor Deposition)법으로 형성한 후, 액티브 영역의 상기 게이트 전극(11a) 상부에 박막트랜지스터의 채널로 사용되는 반도체층(13)을 형성한다.
이후, 상기 게이트 절연막 상에 금속을 스퍼터링법으로 형성한 후, 도 2b에 도시된 바와 같이, 상기 금속을 패터닝하여 상기 게이트 배선(11)과 교차하는 방향으로 데이터 배선(15)을 형성하고, 상기 반도체층(13) 상에 소스/드레인 전극(15a/15b)을 패터닝하며, 데이터 패드 영역(Dpad)에는 상기 데이터 배선(15)과 일체형으로 연장되는 데이터 패드(15c)를 형성한다.
이어서, 액티브 영역 및 패드 영역 상에 보호막(도시하지 않음)을 형성한 후, 도 2c에 도시된 바와 같이, 상기 드레인 전극(15b)이 노출되도록 콘택홀을 형성하고, 상기 게이트 패드(11b) 및 데이터 패드(15c)가 노출되도록 오픈(Open)시킨 후, 전면에 투명한 도전성 물질을 형성한 후 패터닝하여 상기 드레인 전극(15b)과 전기적으로 연결되는 화소 전극(17) 및 상기 게이트 패드(11b) 및 데이터 패드(15c)와 전기적으로 연결되는 투명도전막(17a)을 형성하면 TFT기판의 제작이 완료된다. 이때, 상기 투명한 도전성 물질로서는 통상 ITO(Indium Tin Oxide)를 사용한다.
이어서, 도 2d에 도시된 바와 같이, 상기 화소전극(17)을 제외한 모든 영역에 블랙매트릭스층(19)을 형성한다.
이후, 도 2e에 도시된 바와 같이, 색표현을 위한 칼라 필터를 형성하기 위해 TFT기판을 수용액속에 담근 후, 제 1 색의 칼라 필터를 형성할 부위의 화소 영역내 게이트 전극 및 화소 전극에 전압을 인가하여 해당 화소 전극 상부에 제 1 색의 칼라 필터(21a)를 형성하고, 동일한 방법으로 제 2 색의 칼라 필터(21b) 및 제 3 색의 칼라 필터(도시하지 않음)를 형성한다.
이어, 도 2f에 도시된 바와 같이, 상기 칼라필터층을 보호하기 위해 포토아크릴과 같은 유기재료를 기판 전면에 형성한 후 액티브영역에만 형성되도록 패터닝하여 오버코트층(Over Coat)(22)을 형성시키고 이어, 상기 게이트 패드(11b) 및 데 이터 패드(15c) 상에 형성되어 있는 투명도전막(17a)을 노출시키기 위해 패드 영역 상에 형성되어 있는 블랙매트릭스층(19)을 포토리소그래피, 식각, 스트립공정을 통해 제거한다.
이후, 도면에는 도시되지 않았지만, 상기 칼라 필터가 형성된 TFT기판 상에 씨일 패턴을 형성한 후 대향 기판(도시하지 않음)과 합착한 후, 액정을 봉입하면 종래 기술에 따른 액정 디스플레이 패널의 제조공정이 완료된다.
그러나 상기와 같은 종래 액정 디스플레이 패널 제조방법은 다음과 같은 문제점이 있었다.
액티브 영역 상에 오버코트층을 형성하는 공정은 포토리소그래피 공정만이 요구되는 반면, 패드 노출을 위한 공정은 포토리소그래피 공정, 식각, 박리공정 등 3단계의 공정 수행이 불가피하여 공정의 효율성이 떨어지는 단점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 한번의 포토리소그래피 공정으로 패드 노출이 가능하게 하여 공정을 간소화시키는데 적당한 액정 디스플레이 패널 제조방법을 제공하는데 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 액정 디스플레이 패널 제조방법은 액티브 영역 및 패드 영역으로 정의된 TFT기판을 구비한 액정 디스플레이 패널에 있어서, 상기 TFT기판 상에 블랙매트릭스층을 씨일(Seal) 패턴이 형성될 부위까지 패터닝하는 공정과, 상기 액티브 영역의 화소전극을 제외한 기판 전면에 포토레지 스트를 도포하는 공정과, 상기 화소전극에 R, G, B 칼라필터를 형성하는 공정과, 상기 액티브 영역에 오버코트(Over Coat)층을 형성함과 동시에 상기 포토레지스트를 제거하는 공정을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이와 같은 본 발명의 액정 디스플레이 패널 제조방법은 상기 화소전극을 제외한 기판 전면에 도포되어 있는 포토레지스트와 칼라필터층을 보호하기 위해 형성되는 오버코트층을, 한번의 포토리소그래피 공정을 통해 포토레지스트의 제거, 오버코트층의 패터닝을 동시에 수행한다.
이와 같은 본 발명의 액정 디스플레이 패널 제조방법을 도 3a 내지 3g를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 3a 내지 3g는 본 발명의 액정 디스플레이 패널 제조방법을 설명하기 위한 공정평면도이다.
도 3a에 도시한 바와 같이, 액티브 영역 및 패드 영역(게이트 패드 영역 및 데이터 패드 영역)으로 정의된 절연 기판 상에 Al, Mo, Cr, Ta 또는 Al합금 등과 같은 금속을 스퍼터링(Sputtering)법으로 형성한 후 패터닝하여 액티브 영역에는 게이트 배선(31) 및 게이트 전극(31a)을 형성하고, 게이트 패드 영역(Gpad)에는 상기 게이트 배선(31)과 일체형으로 연장되는 게이트 패드(31b)를 형성한다.
이후, 상기 게이트 배선(31) 및 게이트 전극(31a)을 포함한 절연 기판 전면에 실리콘질화물 또는 실리콘산화물 등을 CVD(Chemical Vapor Deposition)법으로 증착하여 게이트 절연막(도시하지 않음)을 형성한 후, 상기 게이트 전극(31a) 상부의 게이트 절연막 상에 박막트랜지스터의 채널로 사용되는 반도체층(33)을 형성한 다.
이어, 도 3b에 도시한 바와 같이, 상기 반도체층(33)을 포함한 절연 기판 전면에 Al, Mo, Cr, Ta 또는 Al합금 등과 같은 금속을 형성한 후 패터닝하여 액티브 영역에는 상기 게이트 배선(31)과 교차하는 방향으로 데이터 배선(35)을 형성하고, 상기 반도체층(33) 상에 박막트랜지스터의 소스/드레인 전극(35a/35b)을 형성한다. 그리고 데이터 패드 영역(Dpad)에는 상기 데이터 배선(35)과 일체형으로 연장되는 데이터 패드(35c)를 형성한다.
이어, 도 3c에 도시한 바와 같이, 상기 소스/드레인 전극(35a/35b)을 포함한 액티브 영역 및 패드 영역 전면에 보호막(도시하지 않음)을 형성한 후, 드레인 전극(35b)이 노출되도록 콘택홀을 형성하고, 상기 패드 영역의 게이트 패드(31b) 및 데이터 패드(35c)를 오픈시킨다.
이후, 액티브 영역 및 패드 영역 전면에 투명한 도전성 물질 예컨대, ITO(Indium Tin Oxide)를 형성한 후 패터닝하여 콘택홀을 통해 드레인 전극(35b)과 연결되는 화소 전극(37)을 형성하고, 상기 오픈된 게이트 패드(31b) 및 데이터 패드(35c)와 연결되도록 투명도전막(37a)을 형성한다. 이때, 상기 투명도전막(37a)은 각각 패드와 외부의 구동회로를 전기적으로 연결하여 외부의 구동회로에서 인가되는 구동신호 및 영상신호를 게이트 패드(31b) 및 데이터 패드(35c)를 통해 게이트 배선(31) 및 데이터 배선(35)으로 전달한다.
이어서, 액티브 영역 및 패드 영역의 전면에 블랙 수지와 같은 차광용 물질층을 형성한 후 패터닝하여 도 3d에 도시한 바와 같이, 액티브 영역에는 상기 게이 트 배선(31) 및 데이터 배선(35) 그리고 박막트랜지스터로 빛이 투과되는 것을 차단하기 위한 블랙매트릭스층(39)을 형성하고, 동시에 게이트 패드 영역(Gpad) 및 데이터 패드 영역(Dpad)에는 씨일(Seal) 패턴이 형성될 부위(43)까지만 블랙매트릭스층을 형성하고 외부의 구동회로와 상기 게이트 패드(31b) 및 데이터 패드(35c)를 전기적으로 연결시키는 투명도전막(37)이 형성되어 있는 부위는 노출시킨다.
이어, 도 3e에 도시된 바와 같이, 칼라 필터를 형성하기 위한 안료 전착시 수용액에 노출되어 전기적으로 부식되는 것을 방지하기 위한 부식방지막(40)을 화소전극을 제외한 전 영역에 형성한다. 상기 부식 방지막(40)은 포토레지스트와 같은 유기물질이다.
이후, 절연 기판을 제 1 색의 칼라 필터를 형성하기 위한 수용액 속에 담근 후 제 1 색의 칼라 필터를 형성할 부위의 화소부내 게이트 전극(31a) 및 화소 전극(37)에 전압을 인가하여 도 3f에 도시한 바와 같이, 상기 화소 전극(37) 상부에 제 1 색의 칼라 필터(41a)를 형성하고, 동일한 방법으로 제 2 색의 칼라 필터(41b) 및 제 3 색(도시되지 않음)의 칼라 필터를 형성한다.
참고로, 도면에는 제 1, 제 2 색의 칼라 필터(41a,41b) 및 제 3 색의 칼라 필터가 스트라이프 타입(Stripe type)으로 형성된 형태를 보여지나, 본 발명의 실시예는 상기 타입에 한정되지 않는다.
이어, 상기 칼라필터층(41a, 41b)을 보호하기 위해 포토아크릴과 같은 유기 물질을 기판 전면에 도포한 후, 도 3g에 도시된 바와 같이, 화소전극을 제외한 기판 전면에 도포되어 있는 부식방지막(40)과 칼라필터층을 보호하기 위해 형성되는 오버코트층(42)을, 한번의 포토리소그래피 공정을 통해 부식방지막(40)의 제거, 오버코트층(42)의 패터닝을 동시에 수행한다.
이후, 상기 절연 기판 상에 씨일 패턴을 형성한 후, 대향 기판과 합착하고 상기 절연 기판과 대향기판과의 사이에 액정층을 형성하면, 본 발명에 따른 액정 디스플레이 패널 제조공정이 완료된다.
이상 상술한 바와 같이, 본 발명의 액정 디스플레이 패널 제조방법은 다음과 같은 효과가 있다.
완성된 TFT 기판 위에 블랙매트릭스를 패터닝하는 공정에서 패드 영역의 씨일(Seal) 패턴이 형성될 부위까지만 블랙매트릭스를 형성시킴으로써, 종래 최종 공정에 해당되는 패드 접촉을 위한 블랙매트릭스 식각, 박리 공정을 생략시킬 수 있어 제조공정의 효율을 높일 수 있다.
Claims (8)
- 액티브 영역 및 패드 영역으로 정의되고, 복수개의 화소전극 및 박막트랜지스터를 구비한 TFT 기판을 형성하는 공정;상기 화소전극 및 패드 영역을 제외한 TFT 기판 상에 차광패턴을 형성하는 공정;상기 TFT기판 전면에 감광성 물질을 도포하는 공정;상기 화소전극 상에 칼라필터층을 형성하는 공정;상기 칼라필터층을 포함한 TFT기판 전면에 감광성 오버코트층을 형성하는 공정;상기 패드 영역의 오버코트층과 감광성 물질을 제거하는 공정을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이 패널 제조방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 감광성 물질은 포토레지스트인 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이 패널 제조방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 차광패턴을 형성하는 공정은,상기 TFT기판 상에 차광용 물질층을 증착하는 공정과,상기 패드 영역 및 화소전극을 제외한 상기 차광용 물질층을 제거하는 공정을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이 제조방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 오버코트층은 포토아크릴로 형성하는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이 패널 제조방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 오버코트층 및 감광성 물질층을 제거하는 공정은,상기 오버코트층 상에 액티브 영역을 마스킹하는 마스크를 형성하는 공정과,상기 마스크를 이용하여 노광한 후, 현상하는 공정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이 패널 제조방법
- 제 1 항에 있어서, 상기 TFT 기판을 형성하는 공정은,절연 기판 상에 게이트 배선, 박막트랜지스터의 게이트 전극 및 게이트 패드를 형성하는 공정과,상기 게이트 패드를 포함한 절연 기판 전면에 게이트 절연막을 형성하는 공정과,상기 게이트 절연막 상에 데이터 배선 및 박막트랜지스터의 소스/드레인 전극을 형성하는 공정과,상기 소스/드레인 전극을 포함한 전면에 보호막을 형성하는 공정과,상기 드레인 전극과 게이트 패드 및 데이터 패드를 노출시키는 공정과,상기 드레인 전극과 연결되는 화소전극과, 상기 게이트 패드 및 데이터 패드와 연결되는 투명도전막을 형성하는 공정을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하 는 액정 디스플레이 패널 제조방법.
- 제 3 항에 있어서, 상기 차광용 물질층을 제거하는 공정은,상기 액티브 영역 중 상기 화소전극에 상응하는 영역과 상기 패드 영역 중 씨일 패턴이 형성될 부위를 제외한 영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이 패널 제조방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 칼라필터층은 전착법으로 형성하는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이 패널 제조방법.
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