(57)【要約】【課題】高解像度パネルで製造工程上の制約を減少させることができる液晶表示装置を提供する。【解決手段】液晶表示装置は、第１基板、前記第１基板と対向する第２基板、及び前記第１基板と前記第２基板との間に介在された液晶層を含む。前記第１基板は、第１絶縁基板、前記第１絶縁基板上に具備された薄膜トランジスタ、前記薄膜トランジスタをカバーする絶縁膜を含む。前記絶縁膜は前記第１絶縁基板からの高さにしたがって高層部及び低層部に区分され、前記低層部の一部分に前記薄膜トランジスタのドレーン電極を露出させるオープン部が位置する。前記第１基板は、前記絶縁膜上に具備される基準電極、前記基準電極をカバーする層間絶縁膜、及び前記層間絶縁膜上に具備されて前記オープン部を通じて前記ドレーン電極と電気的に連結される画素電極をさらに含む。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１基板と、
前記第１基板と対向する第２基板と、
前記第１基板と前記第２基板との間に介在された液晶層と、を含み、
前記第１基板は、
第１絶縁基板と、
前記第１絶縁基板上に具備され、ドレーン電極を含む薄膜トランジスタと、
前記薄膜トランジスタをカバーし、互に異なる高さを有する高層部及び低層部を含み、前記低層部を貫通して形成されて前記薄膜トランジスタのドレーン電極を露出させるオープン部が具備される絶縁膜と、
前記絶縁膜上に具備される基準電極と、
前記基準電極をカバーする層間絶縁膜と、
前記層間絶縁膜上に具備されて前記オープン部を通じて前記ドレーン電極と電気的に連結される画素電極と、を含む液晶表示装置。
【請求項２】
前記基準電極は、前記低層部及び前記高層部上に位置するように延長されたことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記基準電極は、前記オープン部で前記ドレーン電極の一部分を露出させるために開口された形状を有することを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記薄膜トランジスタをカバーし、前記絶縁膜の下部に具備される保護膜をさらに含み、
前記保護膜は、前記ドレーン電極を露出させる第１コンタクトホールを具備することを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記層間絶縁膜は、前記基準電極をカバーし、
前記層間絶縁膜は、前記オープン部を通じて露出された前記ドレーン電極の一部分を露出させるための第２コンタクトホールを具備することを特徴とする請求項４に記載の液晶表示装置。
【請求項６】
前記第２コンタクトホールは、前記オープン部内に位置することを特徴とする請求項５に記載の液晶表示装置。
【請求項７】
前記第２コンタクトホールは、前記オープン部より小さい幅及びサイズを有することを特徴とする請求項６に記載の液晶表示装置。
【請求項８】
前記第１コンタクトホールは、前記第２コンタクトホールに対応する幅及びサイズを有することを特徴とする請求項７に記載の液晶表示装置。
【請求項９】
前記第１コンタクトホールは、前記オープン部に対応する幅及びサイズを有することを特徴とする請求項７に記載の液晶表示装置。
【請求項１０】
前記画素電極は、前記第１及び第２コンタクトホールを通じて前記ドレーン電極と直接的にコンタクトされることを特徴とする請求項５に記載の液晶表示装置。
【請求項１１】
前記第１基板は、
多数の色画素を含むカラーフィルター層と、
前記色画素との間に位置するブラックマトリックスと、をさらに含み、
前記低層部及びオープン部は、平面から見た時、前記ブラックマトリックスが形成される領域内に位置することを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項１２】
前記第２基板は、
前記第１絶縁基板と対向して結合する第２絶縁基板と、
前記第２絶縁基板上に具備され、多数の色画素を含むカラーフィルター層と、
前記色画素との間に位置するブラックマトリックスと、をさらに含み、
前記低層部及びオープン部は、平面から見た時、前記ブラックマトリックスが形成される領域内に位置することを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項１３】
第１基板、前記第１基板と対向する第２基板、及び前記第１基板と前記第２基板との間に介在された液晶層を含む液晶表示装置を製造する方法において、
前記第１基板は、
第１絶縁基板上に具備され、ドレーン電極を含む薄膜トランジスタを形成する段階と、
前記薄膜トランジスタをカバーし、前記他の高さを有する高層部及び低層部に区分され、前記低層部に少なくとも前記薄膜トランジスタのドレーン電極上に位置する有機絶縁パターンを形成する段階と、
前記有機絶縁パターン上に具備される基準電極を形成する段階と、
前記基準電極をマスクとして前記有機絶縁パターンを蝕刻して前記ドレーン電極を露出させるオープン部が形成された絶縁膜を形成する段階と、
前記基準電極をカバーする層間絶縁膜形成する段階と、
前記オープン部を通じて前記ドレーン電極と電気的に連結される画素電極を前記層間絶縁膜上に形成する段階と、を含む液晶表示装置の製造方法。
【請求項１４】
前記薄膜トランジスタを形成する前に前記薄膜トランジスタをカバーする第１無機絶縁膜を形成する段階をさらに含むことを特徴とする請求項１３に記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項１５】
前記有機絶縁パターンを形成する段階は、
前記第１無機絶縁膜上に感光性有機絶縁膜を形成する段階と、
ハーフトーンマスクを利用する露光工程を通じて前記有機絶縁膜をパターニングして前記高層部と前記低層部とを有する前記有機絶縁パターンを形成する段階と、を含むことを特徴とする請求項１４に記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項１６】
前記層間絶縁膜形成する段階は、
前記基準電極及び前記有機絶縁パターン上に第２無機絶縁膜を形成する段階と、
開口ホールが形成された感光パターンを前記第２無機絶縁膜上に形成する段階と、
前記感光パターンをマスクとして前記第１及び第２無機絶縁膜を蝕刻して前記ドレーン電極を露出させる第１コンタクトホール及び第２コンタクトホールを前記第１及び第２無機絶縁膜に各々形成する段階と、を含むことを特徴とする請求項１５に記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項１７】
前記基準電極をマスクとして前記有機絶縁パターンを蝕刻する段階で、
前記第１無機絶縁膜を蝕刻して前記オープン部に対応する幅及びサイズに第１コンタクトホールが形成された保護膜を形成することを特徴とする請求項１５に記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項１８】
前記層間絶縁膜形成する段階は、
前記基準電極及び前記有機絶縁パターン上に第２無機絶縁膜を形成する段階と、
開口ホールが形成された感光パターンを前記第２無機絶縁膜上に形成する段階と、
前記感光パターンをマスクとして前記第２無機絶縁膜を蝕刻して前記ドレーン電極を露出させる第２コンタクトホールを前記第２無機絶縁膜に形成する段階と、を含むことを特徴とする請求項１７に記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項１９】
前記第２コンタクトホールは、前記オープン部内に位置することを特徴とする請求項１８に記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項２０】
前記第２コンタクトホールは、前記オープン部より小さい幅とサイズを有することを特徴とする請求項１９に記載の液晶表示装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置及びその製造方法に関し、さらに詳細には開口率を向上させることができる液晶表示装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は、液晶層を利用して映像を表示する平板表示装置である。液晶表示装置は、駆動メカニズムによってＩＰＳ（Ｉｎ  Ｐｌａｎｅ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モード、ＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モード、又はＰＬＳ（Ｐｌａｎｅ  ｔｏ  Ｌｉｎｅ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モード液晶表示装置等に区分される。
【０００３】
液晶表示装置は、２つの電極の間に形成される水平電界又は垂直電界を利用して液晶層を駆動して映像を表示する。特に、ＰＬＳモード駆動で、液晶層の液晶分子は、強いフリンジ（ｆｒｉｎｇｅ）電界によって電極の上の領域で基板に概ね並行に回転する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第７，４８２，１８６号公報
【特許文献２】米国特許第８，０４０，４４４号公報
【特許文献３】米国特許公開第２０１２／００８２９４１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、高解像度パネルで製造工程上の制約を減少させることができる液晶表示装置を提供することにある。
【０００６】
本発明の他の目的は、上記した液晶表示装置を製造する方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一側面による液晶表示装置は、第１基板、前記第１基板と対向する第２基板、及び前記第１基板と前記第２基板との間に介在された液晶層を含む。
【０００８】
前記第１基板は、第１絶縁基板、前記第１絶縁基板上に具備された薄膜トランジスタ、前記薄膜トランジスタをカバーする絶縁膜を含む。前記絶縁膜は、前記第１絶縁基板からの高さにしたがって高層部及び低層部に区分され、前記低層部の一部分に前記薄膜トランジスタのドレーン電極を露出させるオープン部が位置する。前記第１基板は、前記絶縁膜上に具備される基準電極、前記基準電極をカバーする層間絶縁膜、及び前記層間絶縁膜上に具備されて前記オープン部を通じて前記ドレーン電極と電気的に連結される画素電極をさらに含む。
【０００９】
本発明の他の側面による液晶表示装置は、第１基板、前記第１基板と対向する第２基板、及び前記第１基板と前記第２基板との間に介在された液晶層を含み、前記液晶表示装置を製造する方法は、第１絶縁基板上に具備された薄膜トランジスタを形成する段階と、前記薄膜トランジスタをカバーし、前記第１絶縁基板からの高さによって高層部及び低層部に区分され、前記低層部に少なくとも前記薄膜トランジスタのドレーン電極上に位置する有機絶縁パターンを形成する段階と、前記有機絶縁パターン上に具備される基準電極を形成する段階と、前記基準電極をマスクとして前記有機絶縁パターンを蝕刻して前記ドレーン電極を露出させるオープン部が形成された絶縁膜を形成する段階と、前記基準電極をカバーする層間絶縁膜形成する段階と、前記オープン部を通じて前記ドレーン電極と電気的に連結される画素電極を前記層間絶縁膜上に形成する段階と、を含む。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、高解像度パネルで製造工程上の制約を減少させることができる液晶表示装置及びその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態による液晶表示装置のブロック図である。
【図２】図１に図示された画素に対する等価回路図である。
【図３】図２に図示された液晶表示パネルの平面図である。
【図４】図３に図示された切断線Ｈ−Ｈ’に沿って切断した断面図である。
【図５】図４に図示された有機絶縁膜の平面図である。
【図６Ａ】図４に図示された第１基板の形成過程を示した工程図である。
【図６Ｂ】図４に図示された第１基板の形成過程を示した工程図である。
【図６Ｃ】図４に図示された第１基板の形成過程を示した工程図である。
【図６Ｄ】図４に図示された第１基板の形成過程を示した工程図である。
【図６Ｅ】図４に図示された第１基板の形成過程を示した工程図である。
【図６Ｆ】図４に図示された第１基板の形成過程を示した工程図である。
【図６Ｇ】図４に図示された第１基板の形成過程を示した工程図である。
【図６Ｈ】図４に図示された第１基板の形成過程を示した工程図である。
【図７】本発明の他の実施形態による液晶表示パネルの断面図である。
【図８Ａ】図７に図示された第１基板の形成過程を示した工程図である。
【図８Ｂ】図７に図示された第１基板の形成過程を示した工程図である。
【図８Ｃ】図７に図示された第１基板の形成過程を示した工程図である。
【図８Ｄ】図７に図示された第１基板の形成過程を示した工程図である。
【図８Ｅ】図７に図示された第１基板の形成過程を示した工程図である。
【図８Ｆ】図７に図示された第１基板の形成過程を示した工程図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、添付した図面を参照して本発明の望ましい実施形態をより詳細に説明する。
上述した本発明が解決しようとする課題、課題解決手段、及び効果は、添付された図面と関連された実施形態を通じて容易に理解できる。各図面は、明確な説明のために一部が簡略されるか、或いは誇張に表現されている。各図面の構成要素に参照番号を付加することにおいて、同一の構成要素に対してはたとえ他の図面上に表示されても可能である同一の符号を有するように示されていることをしなければならない。また、本発明を説明することにおいて、関連された公知構成又は機能に対する具体的な説明が本発明の要旨を曇り得ることと判断される場合には、その詳細な説明は、省略する。
【００１３】
図１は、本発明の一実施形態による液晶表示装置ＬＣＤのブロック図であり、図２は、本発明の一実施形態にＰＬＳモードに駆動されるＬＣＤ１０００の等価回路図を示す。
【００１４】
図１及び図２を参照すれば、本発明の一実施形態によるＬＣＤ１０００は、映像を表示する映像表示部３００、映像表示部３００を駆動するゲート駆動部４００、及びデータ駆動部５００、ゲート駆動部４００とデータ駆動部５００との駆動を制御するタイミングコントローラ６００を含む。
【００１５】
映像表示部３００は、多数のゲートラインＧ１〜Ｇｎ、多数のデータラインＤ１〜Ｄｍ、及び多数の画素ＰＸを含む。図２に示したように、映像表示部３００は、第１基板１００、第１基板１００と対向する第２基板２００、及び第１基板１００と第２基板２００との間に介在された液晶層２５０からなされた液晶表示パネルを含む。
【００１６】
多数のゲートラインＧ１〜Ｇｎと多数のデータラインＤ１〜Ｄｍとは、第１基板１００上に具備される。多数のゲートラインＧ１〜Ｇｎは、行方向に延長され、互いに並行に配列される。多数のデータラインＤ１〜Ｄｍは、列方向に延長され、互いに並行に配列される。
【００１７】
多数の画素ＰＸの各々、例えば、ｉ番目（ｉは、１以上の整数）のゲートラインＧｉとｊ番目（ｊは、１以上の整数）のデータラインＤｊとに連結された画素は、薄膜トランジスタＴｒ及び液晶キャパシターＣｌｃを含む。
【００１８】
薄膜トランジスタＴｒは、ｉ番目のゲートラインＧｉに連結されたゲート電極、ｊ番目のデータラインＤｊに連結されたソース電極、及び液晶キャパシターＣｌｃに連結されたドレーン電極を具備する。
【００１９】
液晶キャパシターＣｌｃは、第１基板１００に具備された画素電極ＰＥと基準電極ＣＥとを２つの端子とし、画素電極ＰＥと基準電極ＣＥとの間に介在された液晶層２５０は、誘電体役割を遂行する。画素電極ＰＥは、薄膜トランジスタＴｒのドレーン電極と電気的に連結され、基準電極ＣＥは、基準電圧発生部７００から基準電圧Ｖｃｏｍを受信する。
【００２０】
一方、各画素ＰＸは、画素電極ＰＥに対応する第２基板２００の領域に具備されて基本色の中で１つを示すカラーフィルター層２３０を含む。図２とは異なり、カラーフィルター層２３０は、第１基板１００に提供される画素電極ＰＥの上部又は下部に形成されてもよい。
【００２１】
再び、図１を参考すれば、タイミングコントローラ６００は、液晶表示装置１０００の外部から多数の映像信号ＲＧＢ及び多数の制御信号ＣＳを受信する。タイミングコントローラ６００は、データ駆動部５００とのインターフェイス仕様に合わせるように映像信号ＲＧＢのデータフォーマットを変換し、変換された映像信号Ｒ’Ｇ’Ｂ’をデータ駆動部５００に提供する。また、タイミングコントローラ６００は、多数の制御信号ＣＳに基づいてデータ制御信号Ｄ−ＣＳ（例えば、出力開始信号、水平開始信号等）及びゲート制御信号Ｇ−ＣＳ（例えば、垂直開始信号、垂直クロック信号、及び垂直クロックバー信号）を生成する。データ制御信号Ｄ−ＣＳは、データ駆動部５００に提供され、ゲート制御信号Ｇ−ＣＳは、ゲート駆動部４００に提供される。
【００２２】
ゲート駆動部４００は、タイミングコントローラ６００から提供されるゲート制御信号Ｇ−ＣＳに応答してゲート信号を順次的に出力する。したがって、多数の画素ＰＸは、ゲート信号によって行単位に順次的にスキャニングされる。
【００２３】
データ駆動部５００は、タイミングコントローラ６００から提供されるデータ制御信号Ｄ−ＣＳに応答して映像信号Ｒ’Ｇ’Ｂ’をデータ電圧に変換して出力する。出力されたデータ電圧は、映像表示部３００に印加される。
【００２４】
したがって、各画素ＰＸは、ゲート信号によってターンオンされ、ターンオンされた画素ＰＸは、データ駆動部５００から該当データ電圧を受信して望む階調の映像を表示する。
【００２５】
図３は、図１に図示された液晶表示パネルの平面図であり、図４は、図３に図示された切断線Ｈ−Ｈ’に沿って切断した断面図であり、図５は、図４に図示された有機絶縁膜の平面図である。
【００２６】
図３及び図４を参照すれば、映像表示部（以下、ＬＣＤパネルと称する）３００は、第１基板１００、第１基板１００と対向する第２基板２００、及び第１基板１００と第２基板２００との間に介在された液晶層２５０を含む。
【００２７】
第１基板１００は、透明なガラス又はプラスチック等から作られた第１絶縁基板１１０、及び第１絶縁基板１１０上に具備されたｉ番目のゲートラインＧｉ、ｊ−１番目のデータラインＤｊ−１，及びｊ番目のデータラインＤｊを含む。
【００２８】
ｉ番目のゲートラインＧｉは、第１方向Ａ１に延びている。ｊ−１番目及びｊ番目のデータラインＤｊ−１、Ｄｊは、第１方向Ａ１と概ね直交する第２方向Ａ２に延び、第１方向Ａ１に所定間隔離隔して配置される。
【００２９】
ｉ番目のゲートラインＧｉは、ｊ−１番目の及びｊ番目のデータラインＤｊ−１、Ｄｊとゲート絶縁膜１２０によって電気的に絶縁される。また、ｊ−１番目及びｊ番目のデータラインＤｊ−１、Ｄｊは保護膜１３０によってカバーされる。本発明の一例として、保護膜１３０は、シリコン窒化物ＳｉＮｘ又はシリコン酸化物ＳｉＯｘからなされた無機絶縁膜を含む。また、保護膜１３０は、シリコン窒化物ＳｉＮｘ及びシリコン酸化物ＳｉＯｘの中でいずれか１つからなされた単一膜で形成され得る。保護膜１３０は、他の実施形態において、上部膜及び下部膜がシリコン窒化物ＳｉＮｘ及びシリコン酸化物ＳｉＯｘから各々なされた二重膜構造を有してもよい。
【００３０】
保護膜１３０の上には、有機絶縁膜１４０が形成される。有機絶縁膜１４０は、アクリル系樹脂からなされる。
【００３１】
また、第１絶縁基板１１０の上には、薄膜トランジスタＴｒ、画素電極ＰＥ，及び基準電極ＣＥがさらに具備される。具体的に、薄膜トランジスタＴｒは、ｉ番目のゲートラインＧｉの一部分からなされたゲート電極ＧＥ、ｊ番目のデータラインＤｊの一部分からなされたソース電極ＳＥ、及びゲート電極ＧＥの上でソース電極ＳＥと所定間隔離隔して配置されるドレーン電極ＤＥを含む。ドレーン電極ＤＥは、画素電極ＰＥと電気的に連結される。
【００３２】
本発明の一例として、画素電極ＰＥは、多数の枝電極ＰＥ１、多数の枝電極ＰＥ１の第１端部を互いに連結する第１連結電極ＰＥ２、及び多数の枝電極ＰＥ１の第２端部を互いに連結する第２連結電極ＰＥ３を含む。多数の枝電極ＰＥ１は、第２方向Ａ２に延長され、第１方向Ａ１に配列される。第１及び第２連結電極ＰＥ２、ＰＥ３は、第１方向Ａ１に延長される。また、第２連結電極ＰＥ３の一部分は、第２方向Ａ２に延長されてドレーン電極ＤＥとオーバーラップされる。
【００３３】
保護膜１３０には、ドレーン電極ＤＥの一部分を露出させる第１コンタクトホールＨ１が形成される。保護膜１３０の上には、有機絶縁膜１４０が具備される。
【００３４】
図４及び図５に示したように、有機絶縁膜１４０は、高層部ＨＰ、低層部ＬＰ、及びオープン部ＯＰを含む。高層部ＨＰは、第１絶縁基板１１０から第１高さｈ１に位置する部分であり、低層部ＬＰは、第１絶縁基板１１０から第１高さｈ１より低い第２高さｈ２に位置する部分である。オープン部ＯＰは、ドレーン電極ＤＥを露出させるためにオープンされた領域である。また、低層部ＬＰは、ドレーン電極ＤＥに対応するように形成されている。言い換えれば、低層部ＬＰは、ドレーン電極ＤＥを露出させるためにオープンされた領域であるオープン部ＯＰに対応するように形成されている。より詳細には、例えば、低層部ＬＰは、オープン部ＯＰを取り囲むように形成されている。ドレーン電極ＤＥを露出させる第１コンタクトホールＨ１は、オープン部ＯＰの内部に形成されている。ここで、例えば、低層部ＬＰは、高層部ＨＰの一部の厚みを薄くするように形成されている。
【００３５】
図５に示したように、画素領域ＰＡは、有効領域ＡＡと遮光領域ＢＡとを含む。有効領域ＡＡは、実質的に光が透過される領域であり、遮光領域ＢＡは、ブラックマトリックス２２０によって遮光される領域である。図面に図示しなかったが、ｊ−１番目及びｊ番目のデータラインＤｊ−１、Ｄｊに沿う垂直遮光領域がさらに形成される。
【００３６】
有機絶縁膜１４０の高層部ＨＰは、有効領域ＡＡに位置し、図面に図示しなかったが、追加的に垂直遮光領域にも位置することができる。低層部ＬＰ及びオープン部ＯＰは、遮光領域ＢＡに位置する。
【００３７】
図５では、オープン部ＯＰを平面から見た時に、方形状に開口されて形成された構造を図示したが、オープン部ＯＰの形状は、これに限定されない。例えば、オープン部ＯＰの形状は多角形状、円形状、楕円形状などの形状であってもよい。
【００３８】
基準電極ＣＥは、画素電極ＰＥの上部又は下部に具備される。図４に示したように、本発明の一例として基準電極ＣＥは、有機絶縁膜１４０上に具備され、層間絶縁膜１５０によってフルカバーされる。画素電極ＰＥは、層間絶縁膜１５０上に具備される。このように、基準電極ＣＥは、画素電極ＰＥの下部に具備され、層間絶縁膜１５０を介して画素電極ＰＥと電気的に絶縁された状態に対向する。
【００３９】
層間絶縁膜１５０には、第２コンタクトホールＨ２が形成される。第２コンタクトホールＨ２は、保護膜１３０の第１コンタクトホールＨ１に対応する位置に提供されて、第１コンタクトホールＨ１を通じて露出されたドレーン電極ＤＥを露出させる。したがって、第２連結電極ＰＥ３は、第１及び第２コンタクトホールＨ１、Ｈ２を通じてドレーン電極ＤＥと直接的にコンタクトされる。
【００４０】
第１及び第２コンタクトホールＨ１、Ｈ２は、オープン部ＯＰが形成された領域内に位置し、オープン部ＯＰより小さいサイズを有する。
【００４１】
一方、各画素の基準電極ＣＥは、同一行内で隣接する画素の基準電極と電気的に連結されて１つの基準電極行を形成する。基準電極行は、第１基板１００の一側で基準電圧供給ライン（ＶＳＬ（図１に図示される）に電気的に連結されて基準電圧発生部７００（図１に図示される）から基準電圧Ｖｃｏｍを受信する。
【００４２】
再び図４を参照すれば、第２基板２００は、透明なガラス又はプラスチック等から作られた第２絶縁基板２１０を含む。第２絶縁基板２１０の上には、多数の色画素からなされたカラーフィルター層２３０が具備され、互いに隣接する２つの色画素の間の領域には、ブラックマトリックス２２０が具備される。ブラックマトリックス２２０は、有機物質ＢＭ又はクロム（Ｃｒ）のような遮光物質で形成される。オーバーコーティング層２４０は、ブラックマトリックス２２０とカラーフィルター層２３０との上に具備されて、第２基板２００の上面を平坦化させる。オーバーコーティング層２４０は、有機絶縁物質で形成される。
【００４３】
オープン部ＯＰは、低層部ＬＰによって囲まれ、低層部ＬＰとオープン部ＯＰとは、ブラックマトリックス２２０が形成される遮光領域ＢＡに対応して提供される。
【００４４】
第２基板２００は、第１基板１００と対向して結合し、第１及び第２基板１００、２００の間には、液晶層２５０が介在される。
【００４５】
画素ＰＸにｉ番目のゲートラインＧｉを通じてゲート信号が印加されれば、ゲート信号に応答して薄膜トランジスタＴｒがターンオンされる。ｊ番目のデータラインＤｊに印加されたデータ電圧は、ターンオンされた薄膜トランジスタＴｒのドレーン電極ＤＥから出力されて画素電極ＰＥに印加される。
【００４６】
データ電圧を受信した画素電極ＰＥは、基準電圧Ｖｃｏｍを受信する基準電極ＣＥと共に電気場を生成することによって、画素電極ＰＥと基準電極ＣＥ上に位置する液晶層２５０の液晶分子の方向を決定する。このように決定された液晶分子の方向に沿って液晶層２５０を通過する光の偏光が変化される。
【００４７】
画素電極ＰＥと基準電極ＣＥとは、液晶層２５０を誘電体として液晶キャパシター（Ｃｌｃ（図１に図示される）を形成して薄膜トランジスタＴｒがターンオフされた後にも印加された電圧を維持する。
【００４８】
図面に図示しなかったが、各画素ＰＸは、画素電極ＰＥと重畳するストレージラインをさらに含む。ストレージラインと画素電極ＰＥとは、ゲート絶縁膜１２０、保護膜１３０、及び有機絶縁膜１４０等を誘電体としてストレージキャパシターを形成して液晶キャパシターＣｌｃの電圧維持能力を強化させる。
【００４９】
図６Ａ乃至図６Ｈは、図４に図示された第１基板の形成過程を示した工程図である。特に、図６Ａ乃至図６Ｈでは、第１基板１００上に有機絶縁膜１４０から画素電極ＰＥが形成される過程を主に説明する。
【００５０】
図６Ａを参照すれば、第１絶縁基板１１０の上には、ゲート絶縁膜１２０及びドレーン電極ＤＥが形成される。ゲート絶縁膜１２０は、シリコン窒化物ＳｉＮｘ又はシリコン酸化物ＳｉＯｘからなされる。
【００５１】
以後、第１無機絶縁膜１３１がドレーン電極ＤＥをカバーするように形成され、第１無機絶縁膜１３１の上には、有機絶縁物質１４１が形成される。有機絶縁物質１４１は、感光性を有するアクリル系樹脂からなされる。
【００５２】
図６Ｂを参照すれば、有機絶縁物質１４１の上には、ハーフトーンマスク１４５が配置される。ハーフトーンマスク１４５は、第１領域Ｐ１で遮光パターン１４５ａを有し、第２領域Ｐ２でハーフ露光パターン１４５ｂを有する。ここで、有機絶縁物質１４１は、ポジティブタイプ感光性物質である。しかし、有機絶縁物質１４１がネガティブタイプ感光性物質でなされた場合、遮光パターン１４５ａの代わりにフル露光されるように開口パターンが形成される。
【００５３】
ハーフトーンマスク１４５を通じて有機絶縁物質１４１を露光した後、現像すれば、第１領域Ｐ１に高層部ＨＰが位置し、第２領域Ｐ２に低層部ＬＰが位置する有機絶縁パターン１４３が形成される。
【００５４】
図６Ｃを参照すれば、有機絶縁パターン１４３の上には、第１透明導電膜が形成される。第１透明導電膜は、酸化インジウムスズ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）のような透明導電物質からなされる。第１透明導電膜をパターニングして基準電極ＣＥを形成する。基準電極ＣＥの終端は、低層部ＬＰ上面に延長して形成される。また、基準電極ＣＥは、有機絶縁パターン１４３の低層部ＬＰの一部分を露出させるようにオープンされる。基準電極ＣＥがオープンしている領域は、ドレーン電極ＤＥに対応する。より具体的には、基準電極ＣＥがオープンしている領域はドレーン電極ＤＥの内部に位置する。基準電極ＣＥがオープンしている領域は、オープン領域ＯＰに対応している。つまり、基準電極ＣＥの終端は、ドレーン電極ＤＥの端部よりも内側に位置する。このような基準電極ＣＥにより、次の図６Ｄにおいてオープン部ＯＰがドレーン電極ＤＥに対応して形成される。
【００５５】
図６Ｄに示したように、基準電極ＣＥをマスクとして有機絶縁パターン１４３の低層部ＬＰの中の一部分を蝕刻する。つまり、基準電極ＣＥに覆われていない低層部ＬＰがエッチングされる。そうすると、低層部ＬＰの一部分がオープンされて有機絶縁膜１４０には、オープン部ＯＰが形成される。
【００５６】
図６Ｅを参照すれば、有機絶縁膜１４０の上には、第２無機絶縁膜１５１が形成され、その上に感光膜１５３が形成される。
【００５７】
感光膜１５３には、有機絶縁膜１４０の高層部ＨＰと低層部ＬＰとの間の段差によって段差部１５３ａが形成される。感光膜１５３の第１絶縁基板１１０からの高さは、段差部１５３ａで減少する。段差部１５３ａで感光膜１５３の高さは、高層部ＨＰと低層部ＬＰとの間の高さの差ぐらい減少する。したがって、感光膜１５３の厚さが段差部１５３ａで減少されれば、感光膜１５３の解像力（ｒｅｓｏｌｖｉｎｇ  ｐｏｗｅｒ）が増加する。感光膜１５３の解像力は、感光膜１５３の厚さに影響を受ける。なお、低層部ＬＰが有効領域ＡＡまで拡張されれば、段差部１５３ａで感光膜１５３の厚さをさらに減少させる。
【００５８】
しかし、低層部ＬＰが有効領域ＡＡまで拡張されれば、有効領域ＡＡでのセルギャップ均一度が低下されるので、低層部ＬＰは、遮光領域ＢＡ内に位置するようにする。
【００５９】
以後、図６Ｆを参照すれば、露光工程を通じて段差部１５３ａに第２無機絶縁膜１５１を露出させるための開口ホール１５５ａを形成する。開口ホール１５５ａを有する感光パターン１５５を利用して第１及び第２無機絶縁膜１３１、１５１を蝕刻すれば、図６Ｇに示したように第２コンタクトホールＨ２が形成された層間絶縁膜１５０及び第１コンタクトホールＨ１が形成された保護膜１３０が形成される。ドレーン電極ＤＥの一部分は、第１及び第２コンタクトホールＨ１、Ｈ２を通じて露出される。以後、ストリップ工程を通じて感光パターン１５５は、層間絶縁膜１５０の上から除去される。
【００６０】
図６Ｈを参照すれば、層間絶縁膜１５０の上には、第２透明導電膜が形成される。第２透明導電膜は、ＩＴＯ又はＩＺＯのような透明導電物質からなされる。パターニング工程を通じて第２透明導電膜をパターニングして層間絶縁膜１５０上に画素電極ＰＥを形成する。画素電極ＰＥは、第１及び第２コンタクトホールＨ１、Ｈ２を通じてドレーン電極ＤＥと接触される。
【００６１】
上記工程によれば、有機絶縁膜１４０に低層部ＬＰが形成されることで、図６Ｅに示すように、感光膜１５３に、ドレーン電極ＤＥに対応する位置に段差部１５３ａを容易に位置決めして形成できる。また、図６Ｆに示すように、更なる露光工程により、段差部１５３ａがさらにエッチングされて開口ホール１５５が形成される。開口ホール１５５の部分では、第２無機絶縁膜１５１が露出されている。よって、次の工程で、開口ホール１５５に対応する第１及び第２無機絶縁膜１３１、１５１をエッチングして、第１及び第２コンタクトホールＨ１、Ｈ２を容易に形成できる。以上より、低層部ＬＰによって、感光膜１５３に段差部１５３ａを容易にドレーン電極ＤＥに対応して位置決めすることができる。さらには、段差部１５３ａ内に開口ホール１５５を形成すればよいため、開口ホール１５５もまた段差部１５３ａ内の所定位置に容易に位置決めして形成できる。例えば、段差部１５３ａの存在によって段差部１５３ａの端部の位置を把握することができるため、開口ホール１５５を形成する際のマスクを段差部１５３ａに対して容易に位置決めすることができる。これらにより、段差部１５３ａ及び開口ホール１５５を所望の位置に容易に位置決めして、所望の位置に第１及び第２コンタクトホールＨ１、Ｈ２を容易に形成することができる。また、段差部１５３ａ及び開口ホール１５５を有する感光膜パターン１５５によって第１及び第２コンタクトホールＨ１、Ｈ２を形成する際に、厚みの薄い第１及び第２無機絶縁膜１３１、１５１のみをエッチングすればよいため、エッチング処理が容易であり、側壁方向へのアンダーカットも抑制することができる。
【００６２】
図７は、本発明の他の実施形態による液晶表示パネルの断面図である。但し、図７に図示された構成要素の中で図４に図示された構成要素と同一な構成要素に対しては同一な参照符号を併記し、それに対する具体的な説明は、省略する。
【００６３】
図７を参照すれば、本発明の他の実施形態による液晶表示パネル３１０は、第１基板１００、第１基板１００と対向する第２基板２００、及び第１基板１００と第２基板２００との間に介在された液晶層２５０を含む。
【００６４】
本発明の他の実施形態による第１基板１００は、保護膜１３０上に具備されたカラーフィルター層１６０及び画素電極ＰＥ又は層間絶縁膜１５０上に具備されるブラックマトリックス１７０をさらに含む。
【００６５】
カラーフィルター層１６０は、レッド、グリーン、及びブルー色画素を含む。有機絶縁膜１４０は、カラーフィルター層１６０の側面及び上面を全体的にカバーする。
【００６６】
有機絶縁膜１４０は、高層部ＨＰ、低層部ＬＰ、及びオープン部ＯＰを含む。高層部ＨＰは、上面が第１絶縁基板１１０から第１高さｈ１に位置する部分であり、低層部ＬＰは、上面が第１絶縁基板１１０から第１高さｈ１より低い第２高さｈ２に位置する部分である。オープン部ＯＰは、ドレーン電極ＤＥを露出させるためにオープンされた領域である。第１高さｈ１及び第２高さｈ２については、図４の実施形態と同様である。
ここで、オープン部ＯＰに対応する大きさに保護膜１３０には、第１コンタクトホールＨ１が形成される。ドレーン電極ＤＥの上面は、第１コンタクトホールＨ１を通じて露出される。
【００６７】
一方、基準電極ＣＥは、有機絶縁膜１４０上に具備され、層間絶縁膜１５０によってカバーされる。基準電極ＣＥは、オープン部ＯＰに対応する部分で除去される。
【００６８】
層間絶縁膜１５０は、オープン部ＯＰまで延長して第１コンタクトホールＨ１を通じて露出されたドレーン電極ＤＥ上面上に具備される。層間絶縁膜１５０には、ドレーン電極ＤＥの上面を部分的に露出させるための第２コンタクトホールＨ２が形成される。第２コンタクトホールＨ２は、オープン部ＯＰ内に位置し、オープン部ＯＰより小さいサイズを有する。
【００６９】
画素電極ＰＥは、層間絶縁膜１５０上に具備され、第２コンタクトホールＨ２を通じてドレーン電極ＤＥと直接的にコンタクトされる。このように、基準電極ＣＥは、画素電極ＰＥの下部に具備され、層間絶縁膜１５０を介して画素電極ＰＥと電気的に絶縁された状態に対向する。
【００７０】
画素電極ＰＥの上には、ブラックマトリックス１７０が形成される。ブラックマトリックス１７０は、有機物質ＢＭからなされる。
【００７１】
図８Ａ乃至図８Ｆは、図７に図示された第１基板の形成過程を示した工程図である。
【００７２】
図８Ａを参照すれば、第１絶縁基板１１０の上には、ゲート絶縁膜１２０及びドレーン電極ＤＥが形成される。第１無機絶縁膜１３１がドレーン電極ＤＥをカバーするように形成され、第１無機絶縁膜１３１の上には、有機絶縁パターン１４３が形成される。有機絶縁パターン１４３は、感光性を有するアクリル系樹脂からなされる。
【００７３】
有機絶縁パターン１４３は、高層部ＨＰ及び低層部ＬＰを含む。高層部ＨＰは、第１絶縁基板１１０から第１高さｈ１に位置し、低層部ＬＰは、第１絶縁基板１１０から第２高さｈ２に位置する。第２高さｈ２は、有機絶縁パターン１４３を形成する露光工程を通じて調節する。
【００７４】
図８Ｂを参照すれば、有機絶縁パターン１４３の上には、第１透明導電膜が形成される。第１透明導電膜をパターニングして基準電極ＣＥを形成する。基準電極ＣＥの終端は、低層部ＬＰの上面に延長して形成される。また、基準電極ＣＥは、図６Ｃと同様に、有機絶縁パターン１４３の低層部ＬＰの一部分を露出させるようにオープンされる。
【００７５】
図８Ｃに示したように、基準電極ＣＥをマスクとして有機絶縁パターン１４３の低層部ＬＰを部分的に蝕刻する。そうすると、低層部ＬＰの一部分がオープンされて有機絶縁膜１４０には、オープン部ＯＰが形成される。
【００７６】
蝕刻工程の時、第１無機絶縁膜１３１と有機絶縁パターン１４３とを同時に蝕刻できる蝕刻液を使用する場合、第１無機絶縁膜１３１が追加的に蝕刻できる。この場合、１つの蝕刻工程内で有機絶縁膜１４０にオープン部ＯＰを形成しながら、保護膜１３０に第１コンタクトホールＨ１を形成する。したがって、第１コンタクトホールＨ１は、オープン部ＯＰに対応する大きさを有する。
【００７７】
図８Ｄを参照すれば、基準電極ＣＥの上には、第２無機絶縁膜１５１が形成され、その上に感光パターン１５５が形成される。
【００７８】
感光パターン１５５には、有機絶縁膜１４０の高層部ＨＰと低層部ＬＰとの間の段差によって段差部１５３ａが形成され、段差部１５３ａには、第２無機絶縁膜１５１を露出させるための開口ホール１５５ｂが形成される。開口ホール１５５ｂを有する感光パターン１５５を利用して第２無機絶縁膜１５１を蝕刻すれば、図８Ｅに示したように第２コンタクトホールＨ２が形成された層間絶縁膜１５０が形成される。
【００７９】
ここで、第２コンタクトホールＨ２のサイズは、第１コンタクトホールＨ１及びオープン部ＯＰのサイズより小さい。したがって、層間絶縁膜１５０の終端は、第１コンタクトホールＨ１を通じて露出されたドレーン電極ＤＥの上面上に位置する。
以後、ストリップ工程を通じて感光パターン１５５は、層間絶縁膜１５０の上から除去される。
【００８０】
図８Ｆを参照すれば、層間絶縁膜１５０の上には、第２透明導電膜が形成される。パターニング工程を通じて第２透明導電膜をパターニングして層間絶縁膜１５０上に画素電極ＰＥを形成する。画素電極ＰＥは、第１及び第２コンタクトホールＨ１、Ｈ２を通じてドレーン電極ＤＥと接触される。
【００８１】
画素電極ＰＥの上には、遮光領域に対応して図７に図示されたブラックマトリックス１７０が具備される。したがって、第１基板１００が完成される。
【００８２】
このように、有機絶縁膜１４０は、薄膜トランジスタＴｒが形成される遮光領域ＢＡ内で相対的に低い厚さを有する低層部ＬＰを具備する。したがって、層間絶縁膜１５０に第２コンタクトホールＨ２を形成するのに利用される感光膜１５３の厚さを減少させることができる。したがって、感光膜１５３の解像力を向上させることができ、その結果、微細コンタクトホールの形成に有利であり、露光工程の難易度を減少させることができる。
【００８３】
上記工程によれば、有機絶縁膜１４０に低層部ＬＰが形成されることで、図８Ｄに示すように、感光膜１５３に、ドレーン電極ＤＥに対応する位置に段差部１５３ａを容易に位置決めして形成できる。また、図８Ｄに示すように、更なる露光工程により、段差部１５３ａがさらにエッチングされて開口ホール１５５が形成される。開口ホール１５５の部分では、第２無機絶縁膜１５１が露出されている。よって、次の工程で、開口ホール１５５に対応する第２無機絶縁膜１５１をエッチングして、第２コンタクトホールＨ２を容易に形成できる。以上より、低層部ＬＰによって、感光膜１５３に段差部１５３ａを容易にドレーン電極ＤＥに対応して位置決めすることができる。さらには、段差部１５３ａ内に開口ホール１５５を形成すればよいため、開口ホール１５５もまた段差部１５３ａ内の所定位置に容易に位置決めして形成できる。例えば、段差部１５３ａの存在によって段差部１５３ａの端部の位置を把握することができるため、開口ホール１５５を形成する際のマスクを段差部１５３ａに対して容易に位置決めすることができる。これらにより、段差部１５３ａ及び開口ホール１５５を所望の位置に容易に位置決めして、所望の位置に第２コンタクトホールＨ２を容易に形成することができる。また、段差部１５３ａ及び開口ホール１５５を有する感光膜パターン１５５によって第２コンタクトホールＨ２を形成する際に、厚みの薄い第２無機絶縁膜１５１のみをエッチングすればよいため、エッチング処理が容易であり、側壁方向へのアンダーカットも抑制することができる。
【００８４】
上記実施形態によれば、絶縁膜は、薄膜トランジスタ領域で相対的に低い厚さを有する低層部を具備して、層間絶縁膜にドレーン電極を露出させるコンタクトホールを形成するのに利用される感光膜の厚さを減少させることができる。したがって、前記感光膜の解像力を向上させ、その結果、微細コンタクトホールの形成に有利であり、露光工程の難易度を減少させることができる。
【００８５】
したがって、高解像度パネルで製造工程上の制約を減少させることができる。
【００８６】
以上、実施形態を参照して説明したが、該当技術分野の熟練された当業者は下記の特許請求の範囲に記載された本発明の思想及び領域から逸脱しない範囲内で本発明を多様に修正及び変更させ得ることを理解できる。また、本発明に開示された実施形態は本発明の技術思想を限定するためものでなく、下記の特許請求の範囲及びそれと同等な範囲内にある全て技術思想は本発明の権利範囲に含まれることと解析されなければならない。
【符号の説明】
【００８７】
１００第１基板
１２０ゲート絶縁膜
１３０保護膜
１４０有機絶縁膜
１５０層間絶縁膜
２００第２基板
３００映像表示部
４００ゲート駆動部
５００データ駆動部
６００タイミングコントローラ
７００基準電圧発生部
１０００液晶表示装置
【図１】
2015225347.tif 000003
【図２】
2015225347.tif 000004
【図３】
2015225347.tif 000005
【図４】
2015225347.tif 000006
【図５】
2015225347.tif 000007
【図６Ａ】
2015225347.tif 000008
【図６Ｂ】
2015225347.tif 000009
【図６Ｃ】
2015225347.tif 000010
【図６Ｄ】
2015225347.tif 000011
【図６Ｅ】
2015225347.tif 000012
【図６Ｆ】
2015225347.tif 000013
【図６Ｇ】
2015225347.tif 000014
【図６Ｈ】
2015225347.tif 000015
【図７】
2015225347.tif 000016
【図８Ａ】
2015225347.tif 000017
【図８Ｂ】
2015225347.tif 000018
【図８Ｃ】
2015225347.tif 000019
【図８Ｄ】
2015225347.tif 000020
【図８Ｅ】
2015225347.tif 000021
【図８Ｆ】
2015225347.tif 000022