(57)【要約】【課題】カラーフィルターをパターニングする薬液によってゲートパッド及びデータパッドがダメージを受けないようにする。【解決手段】薄膜トランジスタアレイの上部にカラーフィルターを構成する構造により、薄膜トランジスタとゲート配線及びデータ配線の上部に不透明な有機樹脂でブラックマトリックスを形成し、画素にはカラーフィルターを中心として上部と下部に各々第１透明画素電極及び第２透明画素電極を形成する。この時、前記ゲート配線及びデータ配線の一端に形成するゲートパッドまたはデータパッドが前記カラーフィルターをパターニングする薬液によって露出しないように、薄膜トランジスタアレイ及びカラーフィルター工程をすべて完了した後、最後の工程で前記ゲートパッド及びデータパッドを露出する。そして、ゲートパッド電極の上部に別途のカラーフィルターパターニングを形成して前記カラーフィルターをパターニングする薬液によってゲートパッド及びデータパッドが露出されるのを防ぐ。【選択図】図３
2004310039.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に位置して一端にゲートパッドを含むゲート配線と；
前記ゲートパッド及びゲート配線の上部に位置して前記ゲートパッドを露出する第１絶縁膜と；
前記第１絶縁膜上に位置して垂直に前記ゲート配線を交差して画素領域を定義し、一端にデータパッドを含むデータ配線と；
前記ゲート配線とデータ配線の交差地点に位置して、ゲート電極と半導体層とソース電極とドレイン電極を含む薄膜トランジスタと；
前記ドレイン電極の一部を除いた薄膜トランジスタの上部と、ゲート配線とデータ配線の上部に位置するブラックマトリックスと；
前記ブラックマトリックスが形成された基板全面に位置して前記ゲートパッドとデータパッドと画素領域を露出する第２絶縁膜と；
前記露出されたドレイン電極と接触しながら画素領域ごと独立的にパターニングされた第１画素電極と；
前記画素領域ごと第１画素電極の上部に位置するカラーフィルターと；
前記カラーフィルターの上部に位置して同時に第１画素電極と接触しながら前記画素領域ごと独立的にパターニングされた第２画素電極と
を含む液晶表示装置用アレイ基板。
【請求項２】
前記薄膜トランジスタとブラックマトリックスとの間に無機絶縁膜をさらに構成する
ことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置用アレイ基板。
【請求項３】
前記無機絶縁膜は窒化シリコンと酸化シリコンのうちの一つで構成する
ことを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置用アレイ基板。
【請求項４】
前記無機絶縁膜はゲートパッドとデータパッドを露出する
ことを特徴とする請求項３に記載の液晶表示装置用アレイ基板。
【請求項５】
前記半導体層は、ゲート電極の上部に純粋非晶質シリコンであるアクティブ層と、不純物を含む非晶質シリコンで前記ソース電極及びドレイン電極と接触するオーミックコンタクト層とで構成される
ことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置用アレイ基板。
【請求項６】
前記第１画素電極と第２画素電極は、インジウム−スズ−オキサイド（ＩＴＯ）及びインジウム−ジンク−オキサイド（ＩＺＯ）のうちの一つで構成される
ことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置用アレイ基板。
【請求項７】
前記カラーフィルターは、赤色、緑色、青色のカラーフィルターが各画素領域に対応して構成される
ことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置用アレイ基板。
【請求項８】
前記ゲート配線の上部にアイランド状のストレージ金属層をさらに含む
ことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置用アレイ基板。
【請求項９】
前記第２絶縁膜は前記ストレージ金属層を露出する
ことを特徴とする請求項８に記載の液晶表示装置用アレイ基板。
【請求項１０】
前記第１画素電極は前記第２絶縁膜によって露出されたストレージ金属層と接触する
ことを特徴とする請求項９に記載の液晶表示装置用アレイ基板。
【請求項１１】
前記ストレージ金属層と前記ゲート配線の一部は、これらの間に介在された第１絶縁膜と共にストレージキャパシターを構成する
ことを特徴とする請求項８に記載の液晶表示装置用アレイ基板。
【請求項１２】
前記第１画素電極は前記基板に直接接触する
ことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置用アレイ基板。
【請求項１３】
基板上の一端にゲートパッドを含むゲート配線とゲート配線から延長されたゲート電極を形成する段階と；
前記ゲート配線とゲートパッドとゲート電極が形成された基板全面に第１絶縁膜を形成する段階と；
前記ゲート電極の上部の第１絶縁膜上に純粋非晶質シリコンであるアクティブ層と、不純物非晶質シリコンであるオーミックコンタクト層を形成する段階と；
前記ゲート配線に垂直に交差してゲート電極と共に画素領域を定義するデータ配線と、データ配線の一端に位置するデータパッドと、データ配線からオーミックコンタクト層の上部へ延長されるソース電極と、前記ソース電極と分離されオーミックコンタクト層の上部にドレイン電極を形成して薄膜トランジスタを構成する段階と；
前記薄膜トランジスタを包むように、前記基板全面に第２絶縁膜を形成する段階と；
前記ドレイン電極の一部を除いた薄膜トランジスタの上部と、ゲート配線とデータ配線の上部にブラックマトリックスを形成する段階と；
前記ブラックマトリックスが形成された基板全面に第３絶縁膜を形成する段階と；
前記第３絶縁膜と、第２絶縁膜とその下部の第１絶縁膜をパターニングして、前記ドレイン電極の一側と画素領域を露出する段階と；
前記パターニングされた第３絶縁膜が形成した基板全面に露出されたドレイン電極と接触する第１透明電極層を形成する段階と；
前記第１透明電極層の上部に画素領域に対応するカラーフィルターを形成する段階と；
前記カラーフィルターが形成された基板全面に前記第１透明電極層と接触する第２透明電極層を形成する段階と；
前記第１透明電極層及び第２透明電極層を同時にパターニングして、前記ドレイン電極と接触しながら画素領域ごと独立的にパターニングされた第１画素電極及び第２画素電極を形成する段階と；
前記第１画素電極及び第２画素電極の形成後、第３絶縁膜と、前記第２絶縁膜と第１絶縁膜をエッチングし、前記ゲートパッドとデータパッドを露出してゲートパッドコンタクトホールとデータパッドコンタクトホールを形成する段階と
を含む液晶表示装置用アレイ基板の製造方法。
【請求項１４】
前記薄膜トランジスタは、ゲート電極、アクティブ層、オーミックコンタクト層、ソース電極、ドレイン電極を含むように形成される
ことを特徴とする請求項１３に記載の液晶表示装置用アレイ基板の製造方法。
【請求項１５】
前記第１画素電極及び第２画素電極は、二重層で構成されたサンドイッチ形画素電極を構成する
ことを特徴とする請求項１３に記載の液晶表示装置用アレイ基板の製造方法。
【請求項１６】
前記カラーフィルターは、前記第１画素電極と第２画素電極の間に介在するように形成される
ことを特徴とする請求項１３に記載の液晶表示装置用アレイ基板の製造方法。
【請求項１７】
前記ゲートパッドコンタクトホールは前記ゲートパッドを露出し、前記データパッドコンタクトホールは前記データパッドを露出する
ことを特徴とする請求項１３に記載の液晶表示装置用アレイ基板の製造方法。
【請求項１８】
前記第２絶縁膜は、前記薄膜トランジスタとブラックマトリックスの間に介在されて形成する
ことを特徴とする請求項１３に記載の液晶表示装置用アレイ基板の製造方法。
【請求項１９】
前記第１絶縁膜と第２絶縁膜と第３絶縁膜は、窒化シリコン及び酸化シリコンのうちの一つで形成する
ことを特徴とする請求項１３に記載の液晶表示装置用アレイ基板の製造方法。
【請求項２０】
前記第１透明電極層と第２透明電極層は、インジウム−スズ−オキサイド（ＩＴＯ）とインジウム−ジンク−オキサイド（ＩＺＯ）を含んだ透明導電性金属グループのうちから選択された一つで形成する
ことを特徴とする請求項１３に記載の液晶表示装置用アレイ基板の製造方法。
【請求項２１】
前記カラーフィルターは、前記画素領域に赤色、緑色、青色のカラーフィルターが各々対応するように形成する
ことを特徴とする請求項１３に記載の液晶表示装置用アレイ基板の製造方法。
【請求項２２】
前記データ配線を形成する段階は、前記ゲート配線の上部の第１絶縁膜上にアイランド状のストレージ金属層を形成する段階を含む
ことを特徴とする請求項１３に記載の液晶表示装置用アレイ基板の製造方法。
【請求項２３】
前記第２絶縁膜及び第３絶縁膜は、前記ストレージ金属層の一部を露出する
ことを特徴とする請求項２２に記載の液晶表示装置用アレイ基板の製造方法。
【請求項２４】
前記第１画素電極は、前記露出されたストレージ金属層と接触する
ことを特徴とする請求項２３に記載の液晶表示装置用アレイ基板の製造方法。
【請求項２５】
前記ストレージ金属層とゲート配線の一部は、これらの間に介在された第１絶縁膜と共にストレージキャパシターを構成する
ことを特徴とする請求項２２に記載の液晶表示装置用アレイ基板の製造方法。
【請求項２６】
前記第１画素電極は、前記基板に直接接触するように形成する
ことを特徴とする請求項１３に記載の液晶表示装置用アレイ基板の製造方法。
【請求項２７】
基板上に位置して一端にゲートパッドを含むゲート配線と；
前記ゲートパッド及びゲート配線の上部に位置して前記ゲートパッドを露出する第１絶縁膜と；
前記第１絶縁膜上に位置して垂直に前記ゲート配線を交差して画素領域を定義し、一端にデータパッドを含むデータ配線と；
前記ゲート配線とデータ配線の交差地点に位置して、ゲート電極と半導体層とソース電極とドレイン電極を含む薄膜トランジスタと；
前記ドレイン電極の一部を除いた薄膜トランジスタの上部と、ゲート配線とデータ配線の上部に位置するブラックマトリックスと；
前記ブラックマトリックスが形成された基板全面に位置して前記ゲートパッドとデータパッドと画素領域を露出する第２絶縁膜と；
前記露出されたドレイン電極と接触しながら画素領域ごと独立的にパターニングされた第１画素電極と；
前記画素領域ごと第１画素電極の上部に位置するカラーフィルターと；
前記カラーフィルターの上部に位置して同時に第１画素電極と接触しながら前記画素領域ごと独立的にパターニングされた第２画素電極と；
前記ゲートパッドと接触する第１ゲートパッド端子及び第２ゲートパッド端子と；
前記データパッドと接触する第１データパッド端子及び第２データパッド端子と；
前記第１ゲートパッド端子及び第２ゲートパッド端子の間に介在された第１カラーフィルターパターニングと；
前記第１データパッド端子及び第２データパッド端子の間に介在された  第２カラーフィルターパターニングと
を含む液晶表示装置用アレイ基板。
【請求項２８】
薄膜トランジスタとブラックマトリックスの間に無機絶縁膜をさらに構成する
ことを特徴とする請求項２８に記載の液晶表示装置用アレイ基板。
【請求項２９】
前記無機絶縁膜は、窒化シリコンと酸化シリコンのうちの一つで構成する
ことを特徴とする請求項２８に記載の液晶表示装置用アレイ基板。
【請求項３０】
前記無機絶縁膜は、ゲートパッドとデータパッドを露出する
ことを特徴とする請求項２９に記載の液晶表示装置用アレイ基板。
【請求項３１】
前記半導体層は、ゲート電極の上部に純粋非晶質シリコンであるアクティブ層と、不純物を含む非晶質シリコンで前記ソース電極及びドレイン電極と接触するオーミックコンタクト層とで構成される
ことを特徴とする請求項２７に記載の液晶表示装置用アレイ基板。
【請求項３２】
前記第１画素電極と第２画素電極と、第１ゲートパッド端子及び第２ゲートパッド端子と、第１データパッド端子及び第２データパッド端子はインジウム−スズ−オキサイド（ＩＴＯ）及びインジウム−ジンク−オキサイド（ＩＺＯ）のうちの一つで構成される
ことを特徴とする請求項２７に記載の液晶表示装置用アレイ基板。
【請求項３３】
前記カラーフィルターは、赤色、緑色、青色のカラーフィルターが各画素領域に対応して構成され、前記第１カラーフィルターパターニング及び第２カラーフィルターパターニングは赤色、緑色、青色のカラーフィルターのうちの一つのような物質で構成される
ことを特徴とする請求項２７に記載の液晶表示装置用アレイ基板。
【請求項３４】
前記ゲート配線の上部にアイランド状のストレージ金属層をさらに含む
ことを特徴とする請求項２７に記載の液晶表示装置用アレイ基板。
【請求項３５】
前記第２絶縁膜は、前記ストレージ金属層の一端を露出する
ことを特徴とする請求項３４に記載の液晶表示装置用アレイ基板。
【請求項３６】
前記第１画素電極は、前記第２絶縁膜によって露出されたストレージ金属層と接触する
ことを特徴とする請求項３５に記載の液晶表示装置用アレイ基板。
【請求項３７】
前記ストレージ金属層とゲート配線の一部は、これらの間に介在された第１絶縁膜と共にストレージキャパシターを構成する
ことを特徴とする請求項３４に記載の液晶表示装置用アレイ基板。
【請求項３８】
前記第１画素電極は、前記基板に直接接触する
ことを特徴とする請求項２７に記載の液晶表示装置用アレイ基板。
【請求項３９】
基板上の一端にゲートパッドを含むゲート配線とゲート配線から延長されたゲート電極を形成する段階と；
前記ゲート配線とゲートパッドとゲート電極が形成された基板全面に第１絶縁膜を形成する段階と；
前記ゲート電極の上部の第１絶縁膜上に純粋非晶質シリコンであるアクティブ層と、不純物非晶質シリコンであるオーミックコンタクト層を形成する段階と；
前記ゲート配線に垂直に交差してゲート電極と共に画素領域を定義するデータ配線と、データ配線の一端に位置するデータパッドと、データ配線からオーミックコンタクト層の上部へ延長されるソース電極と、前記ソース電極と分離されオーミックコンタクト層の上部にドレイン電極を形成して薄膜トランジスタを構成する段階と；
前記薄膜トランジスタが形成された基板全面に第２絶縁膜を形成する段階と；
前記ドレイン電極の一部を除いた薄膜トランジスタの上部と、ゲート配線とデータ配線の上部にブラックマトリックスを形成する段階と；
前記ブラックマトリックスが形成された基板全面に第３絶縁膜を形成する段階と；
前記第３絶縁膜と、第２絶縁膜とその下部の第１絶縁膜をパターニングし、前記ドレイン電極の一側と画素領域を露出して、ゲートパッド及びデータパッドを各々露出するゲートパッドコンタクトホールとデータパッドコンタクトホールを形成する段階と；
前記パターニングされた第３絶縁膜が形成した基板全面に、露出されたドレイン電極と接触して、ゲートパッドコンタクトホールと通じてゲートパッドと接触し、データパッドコンタクトホールと通じてデータパッドと接触する第１透明電極層を形成する段階と；
前記第１透明電極層の上部に画素領域に対応するカラーフィルターとゲートパッドに対応する第１カラーフィルターパターニングと、データパッドと対応する第２カラーフィルターパターニングを形成する段階と；
前記カラーフィルターと第１カラーフィルターパターニング及び第２カラーフィルターパターニングが形成された基板全面に前記第１透明電極層と接触する第２透明電極層を形成する段階と；
前記第１透明電極層及び第２透明電極層を同時にパターニングして前記ドレイン電極と接触しながら画素領域ごと独立的にパターニングされた第１画素電極及び第２画素電極とゲートパッドの上部に第１ゲートパッド端子及び第２ゲートパッド端子とデータパッドの上部に第１データパッド端子及び第２データパッド端子を形成する段階と
を含む液晶表示装置用アレイ基板の製造方法。
【請求項４０】
前記薄膜トランジスタは、ゲート電極、アクティブ層、オーミックコンタクト層、ソース電極、ドレイン電極を含むように形成される
ことを特徴とする請求項３９に記載の液晶表示装置用アレイ基板の製造方法。
【請求項４１】
前記第１画素電極及び第２画素電極は、二重層で構成されたサンドイッチ形画素電極を構成する
ことを特徴とする請求項３９に記載の液晶表示装置用アレイ基板の製造方法。
【請求項４２】
前記カラーフィルターは、前記第１画素電極と第２画素電極の間に介在するように形成される
ことを特徴とする請求項３９に記載の液晶表示装置用アレイ基板の製造方法。
【請求項４３】
前記第１カラーフィルターパターニングは、前記第１ゲートパッド端子及び第２ゲートパッド端子の間に介在されて、前記第２カラーフィルターパターニングは、前記第１ゲートパッド端子及び第２ゲートパッド端子の間に介在されて形成する
ことを特徴とする請求項３９に記載の液晶表示装置用アレイ基板の製造方法。
【請求項４４】
前記第１絶縁膜及び第２絶縁膜及び第３絶縁膜をパターニングする段階は、前記ゲートパッドを露出する多数のゲートパッドコンタクトホールと前記データパッドを露出する多数のデータパッドコンタクトホールを形成する段階を含む
ことを特徴とする請求項３９に記載の液晶表示装置用アレイ基板の製造方法。
【請求項４５】
前記第１カラーフィルターパターニングは、前記多数のゲートパッドコンタクトホール各々に対応して形成される
ことを特徴とする請求項４４に記載の液晶表示装置用アレイ基板の製造方法。
【請求項４６】
前記第１カラーフィルターパターニング及び第２カラーフィルターパターニングを形成する段階は、多数のスリットが含まれたマスクを利用する
ことを特徴とする請求項３９に記載の液晶表示装置用アレイ基板の製造方法。
【請求項４７】
前記多数のスリットを通過した光は分散され、前記第１カラーフィルターパターニング及び第２カラーフィルターパターニングの高さが低くなる
ことを特徴とする請求項４６に記載の液晶表示装置用アレイ基板の製造方法。
【請求項４８】
前記第２絶縁膜は、前記薄膜トランジスタとブラックマトリックスの間に介在されて形成する
ことを特徴とする請求項３９に記載の液晶表示装置用アレイ基板の製造方法。
【請求項４９】
前記第１絶縁膜と第２絶縁膜と第３絶縁膜は、窒化シリコン及び酸化シリコンのうちの一つで形成する
ことを特徴とする請求項３９に記載の液晶表示装置用アレイ基板の製造方法。
【請求項５０】
前記第１透明電極層及び第２透明電極層は、インジウム−スズ−オキサイド（ＩＴＯ）とインジウム−ジンク−オキサイド（ＩＺＯ）を含んだ透明導電性金属グループのうちから選択された一つで形成する
ことを特徴とする請求項３９に記載の液晶表示装置用アレイ基板の製造方法。
【請求項５１】
前記カラーフィルターは、前記画素領域に赤色、緑色、青色のカラーフィルターが各々画素領域に対応して構成され、前記第１カラーフィルターパターニング及び第２カラーフィルターパターニングは、赤色、緑色、青色のカラーフィルターのうちの一つのような物質で構成される
ことを特徴とする請求項３９に記載の液晶表示装置用アレイ基板の製造方法。
【請求項５２】
前記データ配線を形成する段階は、前記ゲート配線の上部の第１絶縁膜上にアイランド状のストレージ金属層を形成する段階を含む
ことを特徴とする請求項３９に記載の液晶表示装置用アレイ基板の製造方法。
【請求項５３】
前記第２絶縁膜及び第３絶縁膜は、前記ストレージ金属層の一部を露出する
ことを特徴とする請求項５２に記載の液晶表示装置用アレイ基板の製造方法。
【請求項５４】
前記第１画素電極は、前記露出されたストレージ金属層に接触する
ことを特徴とする請求項５３に記載の液晶表示装置用アレイ基板の製造方法。
【請求項５５】
前記ストレージ金属層とゲート配線の一部は、これらの間に介在された第１絶縁膜と共にストレージキャパシターを構成する
ことを特徴とする請求項５２に記載の液晶表示装置用アレイ基板の製造方法。
【請求項５６】
前記第１画素電極は、前記基板に直接接触するように形成する
ことを特徴とする請求項３９に記載の液晶表示装置用アレイ基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は液晶表示装置に係り、薄膜トランジスタアレイ部の上部にカラーフィルターを構成するＣＯＴ（color filter on TFT）構造の液晶表示装置とその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、液晶表示装置は、液晶分子の光学的異方性と複屈折特性を利用して画像を表現するものであって、電界が印加されると液晶の配列が変わり、変わった液晶の配列方向によって光が透過する特性も変わる。
【０００３】
液晶表示装置は、電界生成電極が各々形成されている二枚の基板を電極が形成されている面が向かい合うように配置し、両基板間に液晶物質を注入した後に、両電極間に電圧を印加して生成される電界により液晶分子を動くようにして、これにより変わる光の透過率により画像を表現する装置である。
【０００４】
図１は、液晶表示装置を概略的に示した図面である。図示したように、カラー液晶表示装置１１は、上部基板５と、下部基板２２と、基板間に充填された液晶とで構成されている。上部基板５は、サブカラーフィルター８と各サブカラーフィルター８の間に設けられたブラックマトリックス６を含んでおり、カラーフィルター８とブラックマトリックス６の上部に蒸着された共通電極１８をさらに含む。下部基板２２には画素領域Ｐが定義され、画素領域Ｐには画素電極１７とスイッチング素子Ｔが構成されて、画素領域Ｐの周辺にアレイ配線が形成されている。
【０００５】
前記下部基板２２はアレイ基板とも称するが、スイッチング素子である薄膜トランジスタＴがマトリックス状に配置されており、このような多数の薄膜トランジスタＴに交差してゲート配線１３とデータ配線１５が形成される。
【０００６】
ここで、前記画素領域Ｐは前記ゲート配線１３とデータ配線１５が交差して定義される領域で、前記画素領域Ｐ上には前述したように透明な画素電極１７が形成される。前記画素電極１７は、インジウム−スズ−オキサイド（ＩＴＯ）のように光の透過率が比較的優れた透明導電性金属を用いる。
【０００７】
前記画素電極１７と並列に接続したストレージキャパシターＣがゲート配線１３の上部に構成され、このストレージキャパシターＣの第１電極としてゲート配線１３の一部を用い、また、第２電極としてソース電極及びドレイン電極と同一層同一物質で形成されたアイランド状のストレージ金属層３０を用いる。
【０００８】
この時、前記アイランド状のストレージ金属層３０は画素電極１７と接触して画素電極１７の信号を受けるように構成される。
【０００９】
ところで、前述したようなカラーフィルター基板としての上部基板５とアレイ基板としての下部基板２２を合着して液晶パネルを製作する場合に、上部基板５と下部基板２２の合着誤差による光漏れ不良などが発生する確率が非常に高い。
【００１０】
以下、図２を参照して説明する。図２は、図１のII−IIに沿って切断した断面図である。前述したように、アレイ基板である第１基板２２と、前記第１基板２２と離隔されたカラーフィルター基板である第２基板５と、前記第１基板２２と第２基板５との間に位置する液晶層１４を含む。
【００１１】
アレイ基板２２の上部には、ゲート電極３２、アクティブ層３４、ソース電極３６、ドレイン電極３８を含む薄膜トランジスタＴが構成され、前記薄膜トランジスタＴの上部にはこれを保護する保護膜４０が構成されている。さらに、画素領域Ｐには前記薄膜トランジスタＴのドレイン電極３８と接触する透明画素電極１７が構成されて、画素電極１７と並列に連結したストレージキャパシターＣがゲート配線１３の上部に構成されている。前記上部基板５には前記ゲート配線１３とデータ配線１５と薄膜トランジスタＴに対応してブラックマトリックス６が構成されて、下部基板２２の画素領域Ｐに対応してカラーフィルター８ａ，８ｂ，８ｃが構成される。
【００１２】
この時、一般的なアレイ基板は、垂直クロストーク（cross talk）を防止するために、データ配線１５と画素電極１７を一定間隔Ａ離隔して構成し、ゲート配線１３と画素電極も一定間隔Ｂ離隔して構成する。
【００１３】
データ配線１５及びゲート配線１３と画素電極１７間の離隔した空間ＡＢは光漏れ現象が発生する領域であるために、上部カラーフィルター基板５に構成したブラックマトリックス６がこの部分を遮る役割をする。
【００１４】
また、前記薄膜トランジスタＴの上部に構成されたブラックマトリックス６は外部から照射される光が保護膜４０を通ってアクティブ層３４に影響を与えないようにするために光を遮断する役割をする。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
ところが、前記上部基板５と下部基板２２を合着する工程において合着誤差（misalign）が発生する場合があるので、これを勘案して前記ブラックマトリックス６を設計する時に一定の値のマージンをおいて設計するため、そのマージン分だけ開口率が低下する。
【００１６】
また、マージンを越えた合着誤差が発生する場合、光漏れ領域Ａ、Ｂがブラックマトリックス６によりすべてを遮られない光漏れ不良が発生する場合がたびたびある。このような場合には、前記光漏れが外部に現れるので、画質を低下させる問題がある。
【００１７】
本発明は前述したような問題を解決するために提案されたものであって、本発明を要約すれば、カラーフィルターを下部基板に構成してカラーフィルター間領域つまり、薄膜トランジスタとゲート配線及びデータ配線の上部にブラックマトリックスを構成する。
【００１８】
前記画素領域には第１画素電極とカラーフィルターと第２画素電極の順に構成するが、前記第１画素電極はドレイン電極と直接接触するように構成して、前記第２画素電極は前記第１画素電極と接触するように構成する。
【００１９】
ここで、前記ゲート配線とデータ配線の一端に各々構成されるゲートパッドとデータパッドが前記カラーフィルターをパターニングする薬液に露出されないように、薄膜トランジスタアレイ部とカラーフィルターを形成する工程を完了した後、最後の工程で前記ゲートパッド及びデータパッドを露出する第１方法を提案する。
【００２０】
そして、前記ゲートパッドとデータパッドの上部に別途のカラーフィルターパターニングを形成して、前記カラーフィルターをパターニングする薬液に前記ゲートパッドとデータパッドが露出されることを防止する第２方法を提案する。
【００２１】
前述したような構成は、前記カラーフィルターとブラックマトリックスを下部基板に直接構成するため、ブラックマトリックスを設計する時に考えられた合着マージンをおく必要がないので、開口率が改善する長所があって、前記ゲートパッドが断線される不良を防げるため、信号不良を防ぐ長所もある。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
前記目的を達成するための本発明による液晶表示装置用アレイ基板は、基板上に位置して一端にゲートパッドを含むゲート配線と；前記ゲートパッド及びゲート配線の上部に位置して前記ゲートパッドを露出する第１絶縁膜と；前記第１絶縁膜上に位置して垂直に前記ゲート配線を交差して画素領域を定義し、一端にデータパッドを含むデータ配線と；前記ゲート配線とデータ配線の交差地点に位置して、ゲート電極と半導体層とソース電極とドレイン電極を含む薄膜トランジスタと；前記ドレイン電極の一部を除いた薄膜トランジスタの上部と、ゲート配線とデータ配線の上部に位置するブラックマトリックスと；前記ブラックマトリックスが形成された基板全面に位置して前記ゲートパッドとデータパッドと画素領域を露出する第２絶縁膜と；前記露出されたドレイン電極と接触しながら画素領域ごと独立的にパターニングされた第１画素電極と；前記画素領域ごと第１画素電極の上部に位置するカラーフィルターと；前記カラーフィルターの上部に位置して同時に第１画素電極と接触しながら前記画素領域ごと独立的にパターニングされた第２画素電極を含む  ことを特徴とする。
【００２３】
本発明による液晶表示装置用アレイ基板では、前記薄膜トランジスタとブラックマトリックスの間に無機絶縁膜をさらに構成し、前記無機絶縁膜は窒化シリコンと酸化シリコンのうちの一つで構成される。また、前記無機絶縁膜はゲートパッドとデータパッドを露出する。前記半導体層はゲート電極の上部に純粋非晶質シリコンであるアクティブ層と、不純物を含む非晶質シリコンで前記ソース電極及びドレイン電極と接触するオーミックコンタクト層で構成される。前記第１画素電極と第２画素電極はインジウム−スズ−オキサイド（ＩＴＯ）及びインジウム−ジンク−オキサイド（ＩＺＯ）のうちの一つで構成される。前記カラーフィルターは赤色、緑色、青色のカラーフィルターが各画素領域に対応して構成される。前記液晶表示装置用アレイ基板は、ゲート配線の上部にアイランド状のストレージ金属層をさらに含み、この時、前記第２絶縁膜は前記ストレージ金属層を露出するように構成して、前記第１画素電極は前記第２絶縁膜によって露出されたストレージ金属層と接触するように構成して、前記ストレージ金属層と前記ゲート配線の一部はこれらの間に介在された第１絶縁膜と共にストレージキャパシターを構成する。また、前記液晶表示装置用アレイ基板で前記第１画素電極は前記基板に直接接触するように構成する。
【００２４】
本発明の他の特徴による液晶表示装置用アレイ基板の製造方法は、基板上の一端にゲートパッドを含むゲート配線とゲート配線から延長されたゲート電極を形成する段階と；前記ゲート配線とゲートパッドとゲート電極が形成された基板全面に第１絶縁膜を形成する段階と；前記ゲート電極の上部の第１絶縁膜上に純粋非晶質シリコンであるアクティブ層と、不純物非晶質シリコンであるオーミックコンタクト層を形成する段階と；前記ゲート配線に垂直に交差してゲート電極と共に画素領域を定義するデータ配線と、データ配線の一端に位置するデータパッドと、データ配線からオーミックコンタクト層の上部へ延長されるソース電極と、前記ソース電極と分離されオーミックコンタクト層の上部にドレイン電極を形成して薄膜トランジスタを構成する段階と；前記薄膜トランジスタを包むように、前記基板全面に第２絶縁膜を形成する段階と；前記ドレイン電極の一部を除いた薄膜トランジスタの上部と、ゲート配線とデータ配線の上部にブラックマトリックスを形成する段階と；前記ブラックマトリックスが形成された基板全面に第３絶縁膜を形成する段階と；前記第３絶縁膜と、第２絶縁膜とその下部の第１絶縁膜をパターニングして、前記ドレイン電極の一側と画素領域を露出する段階と；前記パターニングされた第３絶縁膜が形成した基板全面に露出されたドレイン電極と接触する第１透明電極層を形成する段階と；前記第１透明電極層の上部に画素領域に対応するカラーフィルターを形成する段階と；前記カラーフィルターが形成された基板全面に前記第１透明電極層と接触する第２透明電極層を形成する段階と；前記第１透明電極層及び第２透明電極層を同時にパターニングして、前記ドレイン電極と接触しながら画素領域ごと独立的にパターニングされた第１画素電極及び第２画素電極を形成する段階と；前記第１画素電極及び第２画素電極の形成後、第３絶縁膜と、前記第２絶縁膜と第１絶縁膜をエッチングし、前記ゲートパッドとデータパッドを露出してゲートパッドコンタクトホールとデータパッドコンタクトホールを形成する段階を含むことを特徴とする。
【００２５】
本発明による液晶表示装置用アレイ基板の製造方法では、前記薄膜トランジスタはゲート電極、アクティブ層、オーミックコンタクト層、ソース電極、ドレイン電極を含むように形成され、前記第１画素電極及び第２画素電極は二重層で構成されたサンドイッチ形画素電極を構成する。前記カラーフィルターは前記第１画素電極と第２画素電極の間に介在するように形成され、前記ゲートパッドコンタクトホールは前記ゲートパッドを露出し、前記データパッドコンタクトホールは前記データパッドを露出するように構成する。前記第２絶縁膜は前記薄膜トランジスタとブラックマトリックスの間に介在され形成して、前記第１絶縁膜と第２絶縁膜と第３絶縁膜は窒化シリコン及び酸化シリコンのうちの一つで構成する。前記第１透明電極層と第２透明電極層はインジウム−スズ−オキサイド（ＩＴＯ）とインジウム−ジンク−オキサイド（ＩＺＯ）を含んだ透明導電性金属グループのうちから選択された一つで形成する。前記カラーフィルターは前記画素領域に赤色、緑色、青色のカラーフィルターが各々対応するように形成する。前記データ配線を形成する段階は、前記ゲート配線の上部の第１絶縁膜上にアイランド状のストレージ金属層を形成する段階を含み、この時、前記第２絶縁膜及び第３絶縁膜は前記ストレージ金属層の一部を露出して前記第１画素電極は前記露出されたストレージ金属層と接触する。前記ストレージ金属層とゲート配線の一部はこれらの間に介在された第１絶縁膜と共にストレージキャパシターを構成する。また、本発明による液晶表示装置用アレイ基板の製造方法では、前記第１画素電極は前記基板に直接接触するように形成する。
【００２６】
本発明の他の特徴による液晶表示装置用アレイ基板は、基板上に位置して、一端にゲートパッドを含むゲート配線と；前記ゲートパッド及びゲート配線の上部に位置して、前記ゲートパッドを露出する第１絶縁膜と；前記第１絶縁膜上に位置して、垂直に前記ゲート配線を交差して画素領域を定義し、一端にデータパッドを含むデータ配線と；前記ゲート配線とデータ配線の交差地点に位置してゲート電極と半導体層とソース電極とドレイン電極を含む薄膜トランジスタと；前記ドレイン電極の一部を除いた薄膜トランジスタの上部と、ゲート配線とデータ配線の上部に位置するブラックマトリックスと；前記ブラックマトリックスが形成された基板全面に位置して前記ゲートパッドとデータパッドと画素領域を露出する第２絶縁膜と；前記露出されたドレイン電極と接触しながら画素領域ごと独立的にパターニングされた第１画素電極と；前記画素領域ごと第１画素電極の上部に位置するカラーフィルターと；前記カラーフィルターの上部に位置して同時に、第１画素電極と接触しながら前記画素領域ごと独立的にパターニングされた第２画素電極と；前記ゲートパッドと接触する第１ゲートパッド端子及び第２ゲートパッド端子と；前記データパッドと接触する第１ゲートパッド端子及び第２ゲートパッド端子と；前記第１ゲートパッド端子及び第２ゲートパッド端子の間に介在された第１カラーフィルターパターニングと；前記第１ゲートパッド端子及び第２ゲートパッド端子の間に介在された第２カラーフィルターパターニングを含むことを特徴とする。
【００２７】
本発明のまた他の液晶表示装置用アレイ基板では、前記薄膜トランジスタとブラックマトリックスの間に無機絶縁膜がさらに構成し、前記無機絶縁膜は窒化シリコンと酸化シリコンのうちの一つで構成される。前記無機絶縁膜はゲートパッドとデータパッドを露出して、前記半導体層はゲート電極の上部に純粋非晶質シリコンであるアクティブ層と不純物を含む非晶質シリコンで前記ソース電極及びドレイン電極と接触するオーミックコンタクト層で構成される。前記第１画素電極及び第２画素電極と、第１ゲートパッド端子及び第２ゲートパッド端子と、第１データパッド端子及び第２ゲートパッド端子はインジウム−スズ−オキサイド（ＩＴＯ）及びインジウム−ジンク−オキサイド（ＩＺＯ）のうちの一つで構成される。前記カラーフィルターは赤色、緑色、青色のカラーフィルターが各画素領域に対応して構成され、前記第１カラーフィルターパターニング及び第２カラーフィルターパターニングは赤色、緑色、青色のカラーフィルターのうちの一つのような物質で構成される。
【００２８】
本発明のまた他の液晶表示装置用アレイ基板は、前記ゲート配線の上部にアイランド状のストレージ金属層をさらに含む。前記第２絶縁膜は前記ストレージ金属層の一端を露出して、前記第１画素電極は前記第２絶縁膜によって露出されたストレージ金属層と接触して、前記ストレージ金属層とゲート配線の一部はこれらの間に介在された第１絶縁膜と共にストレージキャパシターを構成する。
【００２９】
本発明の他の特徴による液晶表示装置用アレイ基板の製造方法は、基板上の一端にゲートパッドを含むゲート配線とゲート配線から延長されたゲート電極を形成する段階と；前記ゲート配線とゲートパッドとゲート電極が形成された基板全面に第１絶縁膜を形成する段階と；前記ゲート電極の上部の第１絶縁膜上に純粋非晶質シリコンであるアクティブ層と、不純物非晶質シリコンであるオーミックコンタクト層を形成する段階と；前記ゲート配線に垂直に交差してゲート電極と共に画素領域を定義するデータ配線と、データ配線の一端にデータパッドと、データ配線からオーミックコンタクト層の上部へ延長されるソース電極と、前記ソース電極と分離されオーミックコンタクト層の上部にドレイン電極を形成して薄膜トランジスタを構成する段階と；前記薄膜トランジスタが形成された基板全面に第２絶縁膜を形成する段階と；前記ドレイン電極の一部を除いた薄膜トランジスタの上部と、ゲート配線とデータ配線の上部にブラックマトリックスを形成する段階と；前記ブラックマトリックスが形成された基板全面に第３絶縁膜を形成する段階と；前記第３絶縁膜と、第２絶縁膜とその下部の第１絶縁膜をパターニングし、前記ドレイン電極の一側と画素領域を露出して、ゲートパッド及びデータパッドを各々露出するゲートパッドコンタクトホールとデータパッドコンタクトホールを形成する段階と；前記パターニングされた第３絶縁膜が形成した基板全面に、露出されたドレイン電極と接触してゲートパッドコンタクトホールと通じてゲートパッドと接触し、データパッドコンタクトホールと通じてデータパッドと接触する第１透明電極層を形成する段階と；前記第１透明電極層の上部に画素領域に対応するカラーフィルターとゲートパッドに対応する第１カラーフィルターパターニングと、データパッドと対応する第２カラーフィルターパターニングを形成する段階と；前記カラーフィルターと第１カラーフィルターパターニング及び第２カラーフィルターパターニングが形成された基板全面に前記第１透明電極層と接触する第２透明電極層を形成する段階と；前記第１透明電極層及び第２透明電極層を同時にパターニングして前記ドレイン電極と接触しながら画素領域ごと独立的にパターニングされた第１画素電極及び第２画素電極とゲートパッドの上部に第１ゲートパッド端子及び第２ゲートパッド端子とデータパッドの上部に第１データパッド端子及び第２データパッド端子を形成する段階を含むことを特徴とする。
【００３０】
本発明のまた他の液晶表示装置用アレイ基板の製造方法では、前記薄膜トランジスタはゲート電極、アクティブ層、オーミックコンタクト層、ソース電極、ドレイン電極を含み、前記第１画素電極及び第２画素電極は二重層で構成されたサンドイッチ形画素電極を構成する。前記カラーフィルターは前記第１画素電極と第２画素電極の間に介在するように形成され、前記第１カラーフィルターパターニングは前記第１ゲートパッド端子及び第２ゲートパッド端子の間に介在され、前記第２カラーフィルターパターニングは前記第１データパッド端子及び第２データパッド端子の間に介在されるように形成する。前記第１絶縁膜及び第２絶縁膜及び第３絶縁膜をパターニングする段階は、前記ゲートパッドを露出する多数のゲートパッドコンタクトホールと前記データパッドを露出する多数のデータパッドコンタクトホールを形成する段階を含み、前記第１カラーフィルターパターニングは、前記多数のゲートパッドコンタクトホール各々に対応して形成される。
【００３１】
前記第１カラーフィルターパターニング及び第２カラーフィルターパターニングを形成する段階は、多数のスリットが含まれたマスクを利用し、前記多数のスリットを通過した光は分散され、前記第１カラーフィルターパターニング及び第２カラーフィルターパターニングの高さが低くなることを特徴とする。前記第２絶縁膜は前記薄膜トランジスタとブラックマトリックスの間に介在されて形成し、前記第１絶縁膜と第２絶縁膜と第３絶縁膜は窒化シリコン及び酸化シリコンのうちの一つで形成する。前記第１透明電極層及び第２透明電極層はインジウム−スズ−オキサイド（ＩＴＯ）とインジウム−ジンク−オキサイド（ＩＺＯ）を含んだ透明導電性金属グループのうちから選択された一つで形成する。前記カラーフィルターは前記画素領域に赤色、緑色、青色のカラーフィルターが各々画素領域に対応して構成され、前記第１カラーフィルターパターニング及び第２カラーフィルターパターニングは赤色、緑色、青色のカラーフィルターのうちの一つのような物質で構成される。前記データ配線を形成する段階は、前記ゲート配線の上部の第１絶縁膜上にアイランド状のストレージ金属層を形成する段階を含み、この時、前記第２絶縁膜及び第３絶縁膜は前記ストレージ金属層の一部を露出し、前記第１画素電極は前記露出されたストレージ金属層に接触して、前記ストレージ金属層とゲート配線の一部はこれらの間に介在された第１絶縁膜と共にストレージキャパシターを構成する。さらに、本発明のまた他の特徴による液晶表示装置用アレイ基板の製造方法では、前記第１画素電極は前記基板に直接接触するように形成する。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によるＣＯＴ構造の液晶表示装置用アレイ基板は、ブラックマトリックスを設計する時、合着誤差による工程マージンをおく必要がないので、開口率が改善する効果がある。また、前記ゲートパッドまたは、データパッドが前記カラーフィルターをパターニングする薬液によって腐食される不良を防げる効果もある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下、添附した図面を参照しながら、本発明による望ましい実施の形態を説明する。
−−第１の実施の形態−−
図３は、本発明による液晶表示装置用アレイ基板の構成を概略的に示した図面である。図示したように、基板１００上に一方向へ延長され、一端にゲートパッド１０６を含むゲート配線１０２を相互平行に構成して、前記ゲート配線１０２と垂直に交差して多数の画素領域Ｐを定義し、一端にゲートパッド１２０を含むデータ配線１１８を形成する。前記ゲート配線１０２とデータ配線１１８の交差地点にはゲート電極１０４、アクティブ層１１０、ソース電極１１４、ドレイン電極１１６を含む薄膜トランジスタＴを構成する。
【００３４】
前記ゲート配線１０２及びデータ配線１１８が交差して定義される領域Ｐには、ドレイン電極１１６と接触し、二重層で構成された透明画素電極１３８、１４０と、二重層の透明画素電極１３８、１４０の間に介在されたカラーフィルター１３４ａ、１３４ｂ、１３４ｃを構成する。
【００３５】
前記二重層の透明画素電極１３８、１４０は、前記ゲート配線１０２の上部に構成されたストレージキャパシターＣstと並列に連結される。前記ストレージキャパシターＣstは、前記ゲート配線１０２の一部上部に位置して前記透明画素電極１３８、１４０と接触するアイランド状のストレージ金属層１２２を第１電極として、その下部のゲート配線１０２を第２電極とする。ＣＯＴ構造は、図示したように、前記薄膜トランジスタＴアレイ部の上部にブラックマトリックス１２８と赤色、緑色、青色のカラーフィルター１３４ａ、１３４ｂ、１３４ｃを構成する。
【００３６】
ブラックマトリックス１２８は、光漏れ領域を遮る役割をして、ゲート配線１０２及びデータ配線１１８と薄膜トランジスタＴに対応して構成する。前記ブラックマトリックス１２８は、不透明な有機物質を塗布して形成され、光を遮る役割と共に薄膜トランジスタＴを保護する保護膜の役割もする。
【００３７】
前述した構成において、前記ゲートパッド１０６とデータパッド１２０は、ゲートコンタクトホール１４２及びデータコンタクトホール１４４を通じて露出された形状で工程が完了する。すなわち、前述した構成において、二重層の透明画素電極１３８、１４０とカラーフィルター１３４ａ、１３４ｂ、１３４ｃを形成する工程を完了した後、最後の工程で前記ゲートパッド１０６とデータパッド１２０を露出する工程を進めて、前記カラーフィルター１３４ａ、１３４ｂ、１３４ｃをパターニングする薬液によってアルミニウム系列で製作された前記ゲートパッド１０６とデータパッド１２０がダメージを受けないようにする。
【００３８】
以下、図４Ａないし図４Ｈと、図５Ａないし図５Ｈと、図６Ａないし図６Ｈを参照しながら、本発明の実施の形態による液晶表示装置用アレイ基板の製造方法を説明する。図４Ａないし図４Ｈと、図５Ａないし図５Ｈと、図６Ａないし図６Ｈは、図３のIV−IV、Ｖ−Ｖ、VI−VI線に沿って切断して、本発明の第１実施の形態による工程順序で図示した工程断面図である。ここで、図３の切断線IV−IVは薄膜トランジスタと画素の切断線で、Ｖ−Ｖはゲートパッド部の切断線で、VI−VIはデータパッド部の切断線である。
【００３９】
図４Ａと図５Ａと図６Ａに図示したように、基板１００上に導電性金属を蒸着してパターニングし、一端にゲートパッド１０６を含むゲート配線１０２と、ゲート配線１０２から延長されたゲート電極１０４を形成する。
【００４０】
ここで、前記ゲート配線１０２を形成する物質は信号遅延を防ぐために抵抗の低いアルミニウム系列の金属を使用する。この時、前記アルミニウム系列の金属は化学的に耐食性が弱いため、特に、以後工程で形成されるカラーフィルターをパターニングする薬液にダメージを与えられたり、ゲートパッド１０６と接触する透明端子を別途に構成する場合、前記薬液によって、前記透明端子とゲートパッド１０６の間にガルバニック現象が起こって、前記ゲートパッド１０６が腐食する不良が起きる。
【００４１】
前記ゲート配線１０２とゲート電極１０４とゲートパッド１０６が形成された基板１００全面に窒化シリコン（ＳｉＮx）と酸化シリコン（ＳｉＯ2）を含む無機絶縁物質グループのうちから選択された一つを蒸着して、第１絶縁層であるゲート絶縁膜１０８を形成する。前記ゲート絶縁膜１０８は純粋非晶質シリコン（ａ−Ｓｉ：Ｈ）と不純物が含まれた非晶質シリコン（ｎ+ａ−Ｓｉ：Ｈ）を蒸着してパターニングし、ゲート電極１０４の上部のゲート絶縁膜１０８上にアクティブ層１１０とオーミックコンタクト層１１２を形成する。
【００４２】
次に、図４Ｂと図５Ｂと図６Ｂに図示したように、前記アクティブ層１１０とオーミックコンタクト層１１２が形成された基板１００全面にクロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、銅（Ｃｕ）を含む導電性金属グループのうちから選択された一つを蒸着してパターニングし、前記オーミックコンタクト層１１２と各々接触するソース電極１１４とドレイン電極１１６と、前記ソース電極１１２と連結され一端にデータパッド１２０を含むデータ配線１１８と、前記ゲート配線１０２の上部にアイランド状のストレージ金属層１２２を形成する。
【００４３】
このような金属層のパターニング後、ソース電極１１４とドレイン電極１１６の間に現れたオーミックコンタクト層１１２をパターニングして、下部のアクティブ層１１０にチャンネル領域を形成する。この時、前記ソース電極１１４とドレイン電極１１６はマスクとしての機能をする。前記ソース電極１１４及びドレイン電極１１６とデータパッド１２０を含むデータ配線１１８が形成された基板１００全面に窒化シリコン（ＳｉＮx）と酸化シリコン（ＳｉＯ2）を含む無機絶縁物質グループのうちから選択された一つを蒸着して、第２絶縁膜１２４を形成する。
【００４４】
ここで、第２絶縁膜１２４の機能は、以後に形成される有機膜（図示せず）と前記アクティブ層１１０の間に発生できる接触不良を防ぐ機能をする。第２絶縁膜１２４は、以後工程で形成される有機膜（ブラックマトリックス）とアクティブ層１１０の間に接触不良が発生しないならばあえて形成する必要はない。前述したような工程を通じて、薄膜トランジスタアレイ部を形成する工程が完了する。
【００４５】
次に、図４Ｃと図５Ｃと図６Ｃに図示したように、前記第２絶縁膜１２４の上部に誘電率の低い不透明な有機物質を塗布してブラック有機層１２６を形成してパターニングし、前記ソース電極１１４及びドレイン電極１１６の一部上部と、前記アイランド状のストレージ金属層１２２の一部上部と、表示領域を通るデータ配線１１８とゲート配線１０２の上部にブラックマトリックス１２８を形成する。前記ブラックマトリックス１２８は、薄膜トランジスタＴを保護する役割もする。
【００４６】
次に、図４Ｄと図５Ｄと図６Ｄに図示したように、前記ブラックマトリックス１２８が形成された基板１００全面に絶縁物質を蒸着して、第３絶縁膜１３０を形成する。前記第３絶縁膜１３０は、窒化シリコン（ＳｉＮx）と酸化シリコン（ＳｉＯ2）を含む無機絶縁物質グループのうちから選択された一つを蒸着して形成する。
【００４７】
図４Ｅと図５Ｅと図６Ｅに図示したように、前記第３絶縁膜１３０と第２絶縁膜と第１絶縁膜（ゲート絶縁膜）１０８をエッチングして、前記ドレイン電極１１６の一部を露出し、画素領域Ｐを露出して、前記アイランド状のストレージ金属層１２２の一部を露出する。この時、前記ゲートパッド１０６とデータパッド１２０は露出しない。
【００４８】
図４Ｆと図５Ｆと図６Ｆに図示したように、前記パターニングされた第３絶縁膜１３０が形成された基板１００全面に、前述したようなインジウム−スズ−オキサイド（ＩＴＯ）とインジウム−ジンク−オキサイド（ＩＺＯ）を含む透明な導電性金属を蒸着して、第１透明電極層１３２を形成する。続いて、前記第１透明電極層１３２が形成された基板１００全面にカラー樹脂を塗布して、多数の画素領域Ｐに赤色、緑色、青色のカラーフィルター１３４ａ、１３４ｂ、１３４ｃを各々構成する。
【００４９】
図４Ｇと図５Ｇと図６Ｇに図示したように、前記多数のカラーフィルターパターニング１３４ａ、１３４ｂ、図３の１３４ｃが形成された基板１００全面に、前述した透明電極を蒸着し、第２透明電極層１３６を形成して、前記第２透明電極層１３６と、その下部の第１透明電極層１３２を同時にパターニングし、前記画素領域Ｐに対応して二重層の画素電極１３８、１４０を形成する。
【００５０】
前記第１画素電極１３８は、露出されたドレイン電極１１６の一端とアイランド状のストレージ金属層１２２と直接接触するようになり、前記第２画素電極１４０は前記カラーフィルターを間において前記第１画素電極１３８と接触する。従って、第２画素電極１４０は、前記第１画素電極１３８を通じてドレイン電極１１６から信号を入力する。
【００５１】
また、前記ゲート配線１０２の上部には、前記画素電極１３８、１４０と接触するアイランド状のストレージ金属層１２２を第１電極として、その下部のゲート配線１０２を第１電極とするストレージキャパシターＣstが形成される。前述した構成において、前記カラーフィルター１３４ａ、１３４ｂ、図３の１３４ｃと画素電極１３８、１４０を形成する工程が完了する。
【００５２】
次の工程は、前記ゲートパッドとデータパッドを露出する工程であって、図４Ｈと図５Ｈと図６Ｈに図示したように、前記第３絶縁膜１３０と第２絶縁膜１２４と第１絶縁膜１０８をエッチングして、前記ゲートパッド１０６を露出するゲートパッドコンタクトホール１４２を形成し、前記第３絶縁膜１３０と第２絶縁膜１２４をエッチングして、前記データパッド１２０を露出するデータパッドコンタクトホール１４４を形成する。
【００５３】
前述したような工程により、本発明の第１の実施の形態によるＣＯＴ構造の液晶表示装置用基板が製作されて、前記ゲートパッド及びデータパッドを露出する工程は工程の最後に行なわれるため、前記カラーフィルターをパターニングする薬液が前記ゲートパッド１０６及びデータパッド１２０にダメージを受けないようになる。
【００５４】
以下、第２の実施の形態は、本発明の第１の実施の形態の変形例であって、前記ゲートパッドを、前記カラーフィルターをパターニングする薬液から保護する他の方法を提案する。
【００５５】
−−第２の実施の形態−−
本発明の第２の実施の形態は、前述した薄膜トランジスタアレイ部の工程で、前記ゲートパッド及びデータパッドの上部に別途のカラーフィルターパターニングを形成して、前記カラーフィルターをパターニングする薬液が前記ゲートパッド及びデータパッドへ浸透するのを防ぐためである。
【００５６】
図７は、本発明のＣＯＴ構造の液晶表示装置用アレイ基板の構成を概略的に示した平面図である。図示したように、基板２００上に一方向へ延長され、一端にゲートパッド２０６を含むゲート配線２０２を相互平行に構成して、前記ゲート配線２０２と垂直に交差して多数の画素領域Ｐを定義し、一端にデータパッド２２０を含むデータ配線２１８を構成する。前記ゲート配線２０２とデータ配線２１８の交差時点には、ゲート電極２０４、アクティブ層２１０、ソース電極２１４及びドレイン電極２１６を含む薄膜トランジスタＴを構成する。
【００５７】
前記ゲート配線２０２とデータ配線２１８が交差して定義される領域Ｐには、ドレイン電極２１６と接触しながら透明電極２４８、２５０とカラーフィルター２３８ａ、２３８ｂ、２３８ｃを構成する。前記透明画素電極２４８、２５０は、二重層であって、このうちの第１画素電極２４８は、ドレイン電極２１６と接触しながらカラーフィルター２３８ａ、２３８ｂ、２３８ｃの下部に構成し、第２画素電極２５０は、カラーフィルター２３８ａ、２３８ｂ、２３８ｃの上部に構成する。前記第２画素電極２５０は、前記第１画素電極２４８を通じてドレイン電極２１６と間接的に接触する形状である。
【００５８】
第１透明画素電極２４８及び第２透明画素電極２５０は、ゲート配線２０２の上部に構成されたストレージキャパシターＣstと並列に連結される。ストレージキャパシターＣstは、前記ゲート配線２０２の一部上部に構成されて、前記第１透明画素電極２４８及び第２透明画素電極２５０と接触するアイランド状のストレージ金属層２２２を第１電極として、その下部のゲート配線２０２を第２電極とする。前記ゲートパッド２０６とデータパッド２２０の上部に二重層のゲートパッド端子２５２、２５４と、二重層のデータパッド端子２５６、２５８が各々構成される。各二重層の端子の間には、カラーフィルターパターニング２４０、２４２が介在される。
【００５９】
このような構成は、前記カラーフィルター２３８をパターニングする薬液がゲートパッド２０６またはデータパッド２２０へ浸透するのを防げるため、前記薬液により、前記透明電極と各パッドの間にガルバニック現象が起こるのも防げて、ゲートパッド２０６及びデータパッド２２０が腐食するのも防げる。
【００６０】
以下、図８Ａないし図８Ｇと、図９Ａないし図９Ｇと、図１０Ａないし図１０Ｇを参照しながら、本発明の第２の実施の形態によるＣＯＴ構造の薄膜トランジスタアレイ部とカラーフィルター部の製造工程を説明する。図８Ａないし図８Ｇと、図９Ａないし図９Ｇと、図１０Ａないし図１０Ｇは、図７のVIII−VIII、IX−IX、Ｘ−Ｘ線に沿って切断して、本発明の第２の実施の形態による工程順序で図示した工程断面図である。
【００６１】
図８Ａと図９Ａと図１０Ａに図示したように、基板２００上に導電性金属を蒸着してパターニングし、一端にゲートパッド２０６を含むゲート配線２０２と、ゲート配線２０２から延長されたゲート電極２０４を形成する。ここで、前記ゲート配線２０２を形成する物質は信号遅延を防ぐために抵抗の低いアルミニウム系列の金属を使用する。この時、前記アルミニウム系列の金属は化学的に耐食性が弱いため、特に、以後工程で形成されるカラーフィルターをパターニングする薬液にダメージを与えられ易い欠点がある。
【００６２】
前記ゲート配線２０４とゲート電極２０２とゲートパッド２０６が形成された基板２００全面に窒化シリコン（ＳｉＮx）と酸化シリコン（ＳｉＯ2）を含む無機絶縁物質グループのうちから選択された一つを蒸着して、第１絶縁層であるゲート絶縁膜２０８を形成する。前記ゲート絶縁膜２０８は純粋非晶質シリコン（ａ−Ｓｉ：Ｈ）と不純物が含まれた非晶質シリコン（ｎ+ａ−Ｓｉ：Ｈ）を蒸着してパターニングし、ゲート電極２０４の上部のゲート絶縁膜２０８上にアクティブ層２１０とオーミックコンタクト層２１２を形成する。
【００６３】
次に、図８Ｂと図９Ｂと図１０Ｂに図示したように、前記アクティブ層２１０とオーミックコンタクト層２１２が形成された基板２００全面にクロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、銅（Ｃｕ）、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）を含む導電性金属グループのうちから選択された一つを蒸着してパターニングし、前記オーミックコンタクト層２１２と各々接触するソース電極２１４とドレイン電極２１６と、前記ソース電極２１２と連結され一端にデータパッド２２０を含むデータ配線２１８と、前記ゲート配線２０２の上部にアイランド状のストレージ金属層２２２を形成する。
【００６４】
続いて、ソース電極２１４及びドレイン電極２１６の間に現れたオーミックコンタクト層２１２をエッチングして、前記アクティブ層２１０を現すようにチャンネル領域を形成する。このようなオーミックコンタクト層２１２のエッチング時、前記ソース電極２１４及びドレイン電極２１６はマスクとしての役割をする。
【００６５】
続いて、前記ソース電極２１４及びドレイン電極２１６とデータパッド２２０を含むデータ配線２１８が形成された基板２００全面に窒化シリコン（ＳｉＮx）と酸化シリコン（ＳｉＯ2）を含む無機絶縁物質グループのうちから選択された一つを蒸着して、第２絶縁膜２２４を形成する。
【００６６】
ここで、第２絶縁膜２２４の機能は、以後に形成される有機膜（図示せず）と前記アクティブ層２１０の間に発生できる接触不良を防ぐための機能をする。第２絶縁膜２２４は、以後工程で形成される有機膜（ブラックマトリックス）とアクティブ層１１０の間に接触不良が発生しないならばあえて形成する必要はない。前述したような工程を通じて、薄膜トランジスタアレイ部を形成する工程が完了する。
【００６７】
次に、図８Ｃと図９Ｃと図１０Ｃに図示したように、前記第２絶縁膜２２４の上部に誘電率の低い不透明な有機物質を塗布し、ブラック有機層２２６を形成してパターニングし、前記ドレイン電極２１６の一部を除いた薄膜トランジスタＴの上部と、前記アイランド状のストレージ金属層２２２の一部上部と、データ配線２１８とゲート配線２０２の上部にブラックマトリックス２２８を形成する。
【００６８】
次に、図８Ｄと図９Ｄと図１０Ｄに図示したように、前記ブラックマトリックス２２８が形成された基板２００全面に絶縁物質を蒸着して、第３絶縁膜２３０を形成する。前記第３絶縁膜２３０は、窒化シリコン（ＳｉＮx）と酸化シリコン（ＳｉＯ2）を含む無機絶縁物質グループのうちから選択された一つを蒸着して形成する。
【００６９】
図８Ｅと図９Ｅと図１０Ｅに図示したように、前記第３絶縁膜２３０と第２絶縁膜２２４とゲート絶縁膜２０８をエッチングして、前記ドレイン電極２１６の一側と画素領域Ｐと、アイランド状のストレージ金属層１２２の一側を露出する。
【００７０】
同時に、図９Ｅと図１０Ｅに図示したように、前記ゲートパッド２０６とデータパッド２２０を露出するゲートパッドコンタクトホール２３２とデータパッドコンタクトホール２３４を形成する。
【００７１】
次に、図８Ｆと図９Ｆと図１０Ｆに図示したように、前記パターニングした第３絶縁膜２３０が形成された基板２００全面に前述したような、インジウム−スズ−オキサイド（ＩＴＯ）とインジウム−ジンク−オキサイド（ＩＺＯ）を含む透明な導電性金属を蒸着して、第１透明電極層２３６を形成する。
【００７２】
続いて、前記第１透明電極層２３６が形成された基板２００全面にカラー樹脂を塗布して、多数の画素領域Ｐに赤色、緑色、青色のカラーフィルター２３８ａ、２３８ｂ、図７の２３８ｃを各々形成する。
【００７３】
同時に、前記赤色、緑色、青色のカラーフィルターのうち、最初にパターニングされるカラー樹脂（例えば、赤色のカラー樹脂）を利用して、前記ゲートパッドコンタクトホール（図８Ｅの２３２）と前記データパッドコンタクトホール（図９Ｅの２３４）に対応して別途のカラーフィルターパターニング２４０、２４２を形成する。
【００７４】
図８Ｇと図９Ｇと図１０Ｇに図示したように、前記多数のカラーフィルター２３８ａ、２３８ｂ、２３８ｃが形成された基板２００全面に、前述した透明電極を蒸着して、第２透明電極層２４６を形成し、前記第２透明電極層２４６と、その下部の第１透明電極層２３６を同時にパターニングし、前記画素領域Ｐに対応してカラーフィルターを介在した第１透明画素電極及び第２透明画素電極で構成された二重層の画素電極２４８、２５０を形成する。
【００７５】
同時に、前記ゲートパッド２０６に対応して別途のカラーフィルターパターニング２４０を間に介在した第１ゲートパッド端子２５２及び第２ゲートパッド端子２５４と、前記データパッドに対応して別途のカラーフィルターパターニング２４２を間に介在した第１データパッド端子２５６及び第２データパッド端子２５８を形成する。
【００７６】
前述したような工程により、本発明による第２の実施の形態が製作されて、前述した工程で、前記ゲートパッドとデータパッドのコンタクトホールに対応して形成された別途のカラーフィルターパターニングは、前述したように、前記カラーフィルターをパターニングする薬液が前記ゲートパッドまたはデータパッドへ浸透するのを防ぐのみならず、外部回路（駆動回路が付着されたＴＣＰ）を付着する工程中、緩衝作用果たすので下部のゲートパッドとデータパッドを保護する。
【００７７】
前述した構成により、前記ゲートパッド及びデータパッに別途で構成されるカラーフィルターパターニングの高さをすこし低くしたいのならば、この部分に対応するマスクを完全遮断部に置かないで光を全部じゃなく一部だけを透過し、その一部が露光されるようにする。
【００７８】
このようにすると、図１１Ａと図１１Ｂに図示したように、高さが低いカラーフィルターパターニングは、前記ゲートパッドとデータパッドの上部に形成する。すなわち、図１１Ａと図１１Ｂに図示したように、マスク３００は、カラーフィルターパターニング２４０、２４２に対応する位置に多数のスリット３２０を含む。従って、カラーフィルター２３８とカラーフィルターパターニング２４０、２４２を形成するマスク工程において、マスク３００を通過する光は分散されてカラー樹脂を弱く露光させる。弱く露光された部分は、現像工程で一部だけが現像され、最終的には、図１１Ａと図１１Ｂに図示したように、高さが低いカラーフィルターパターニング２４０、２４２が形成する。
【００７９】
図１２Ａと図１２Ｂは、本発明のまた他の実施の形態によるパッド部の変形例を図示した平面図と断面図である。図１２Ａと図１２Ｂでは、ゲートパッド部を例えとして説明する。
【００８０】
図示したように、ゲートパッド２０６に多数のコンタクトホールを形成して、前記コンタクトホールごとカラーフィルターパターニング２４０を形成する。すなわち、ゲートパッド２０６の上部に多数のコンタクトホールを形成し、この多数のコンタクトホールに対応して多数のカラーフィルターパターニング２４０を形成する。
【００８１】
前記多数のカラーフィルターパターニング２４０の下部には、前記ゲートパッド２０６と直接接触する第１ゲートパッド端子２５２が形成されて、前記カラーフィルターパターニング２４０の上部には、前記第１ゲートパッド端子２５２と接触する第２ゲートパッド端子２５４が形成される。すなわち、前記第１ゲートパッド端子２５２と第２ゲートパッド端子２５４は、前記多数のカラーフィルターパターニング２４０を包むような形状である。
【００８２】
前述したような形状は、カラーフィルターとゲートパッド端子の接触面積を広がせれるので、パッド部に付着される付着手段の接触特徴が改善する。ここで、前記コンタクトホールの構成と、これによるカラーフィルターパターニングの構成は、多様に変形できる。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】一般的な液晶表示装置の構成を概略的に示した図面である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿って切断して示した断面図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態によるＣＯＴ構造の液晶表示装置用アレイ基板の一部を概略的に示した図面である。
【図４Ａ】図３のIV−IV線に沿って切断して、本発明の第１の実施の形態による工程順序により示した図面である。
【図４Ｂ】図４Ａに続く製造工程を示す断面図である。
【図４Ｃ】図４Ｂに続く製造工程を示す断面図である。
【図４Ｄ】図４Ｃに続く製造工程を示す断面図である。
【図４Ｅ】図４Ｄに続く製造工程を示す断面図である。
【図４Ｆ】図４Ｅに続く製造工程を示す断面図である。
【図４Ｇ】図４Ｆに続く製造工程を示す断面図である。
【図４Ｈ】図４Ｇに続く製造工程を示す断面図である。
【図５Ａ】図３のＶ−Ｖ線に沿って切断して、本発明の第１の実施の形態による工程順序により示した図面である。
【図５Ｂ】図５Ａに続く製造工程を示す断面図である。
【図５Ｃ】図５Ｂに続く製造工程を示す断面図である。
【図５Ｄ】図５Ｃに続く製造工程を示す断面図である。
【図５Ｅ】図５Ｄに続く製造工程を示す断面図である。
【図５Ｆ】図５Ｅに続く製造工程を示す断面図である。
【図５Ｇ】図５Ｆに続く製造工程を示す断面図である。
【図５Ｈ】図５Ｇに続く製造工程を示す断面図である。
【図６Ａ】図３のVI−VI線に沿って切断して、本発明の第１の実施の形態による工程順序により示した図面である。
【図６Ｂ】図６Ａに続く製造工程を示す断面図である。
【図６Ｃ】図６Ｂに続く製造工程を示す断面図である。
【図６Ｄ】図６Ｃに続く製造工程を示す断面図である。
【図６Ｅ】図６Ｄに続く製造工程を示す断面図である。
【図６Ｆ】図６Ｅに続く製造工程を示す断面図である。
【図６Ｇ】図６Ｆに続く製造工程を示す断面図である。
【図６Ｈ】図６Ｇに続く製造工程を示す断面図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態によるＣＯＴ構造の液晶表示装置用アレイ基板の一部を概略的に示した図面である。
【図８Ａ】図７のVIII−VIII線に沿って切断して、本発明の第２の実施の形態による工程順序により示した図面である。
【図８Ｂ】図８Ａに続く製造工程を示す断面図である。
【図８Ｃ】図８Ｂに続く製造工程を示す断面図である。
【図８Ｄ】図８Ａに続く製造工程を示す断面図である。
【図８Ｅ】図８Ｄに続く製造工程を示す断面図である。
【図８Ｆ】図８Ｅに続く製造工程を示す断面図である。
【図８Ｇ】図８Ｆに続く製造工程を示す断面図である。
【図９Ａ】図７のIX−IX線に沿って切断して、本発明の第２の実施の形態による工程順序により示した図面である。
【図９Ｂ】図９Ａに続く製造工程を示す断面図である。
【図９Ｃ】図９Ｂに続く製造工程を示す断面図である。
【図９Ｄ】図９Ｃに続く製造工程を示す断面図である。
【図９Ｅ】図９Ｄに続く製造工程を示す断面図である。
【図９Ｆ】図９Ｅに続く製造工程を示す断面図である。
【図９Ｇ】図９Ｆに続く製造工程を示す断面図である。
【図１０Ａ】図７のＸ−Ｘ線に沿って切断して、本発明の第２の実施の形態による工程順序により示した図面である。
【図１０Ｂ】図１０Ａに続く製造工程を示す断面図である。
【図１０Ｃ】図１０Ｂに続く製造工程を示す断面図である。
【図１０Ｄ】図１０Ｃに続く製造工程を示す断面図である。
【図１０Ｅ】図１０Ｄに続く製造工程を示す断面図である。
【図１０Ｆ】図１０Ｅに続く製造工程を示す断面図である。
【図１０Ｇ】図１０Ｆに続く製造工程を示す断面図である。
【図１１Ａ】ゲートパッド部とデータパッド部の変形例を示した断面図である。
【図１１Ｂ】ゲートパッド部とデータパッド部の変形例を示した断面図である。
【図１２Ａ】本発明のまた他の実施の形態によるパッド部の変形例を示した平面図と断面図である。
【図１２Ｂ】本発明のまた他の実施の形態によるパッド部の変形例を示した平面図と断面図である。
【符号の説明】
【００８４】
１００：基板、１０２：ゲート配線、１０４：ゲート電極、１０６：ゲートパッド、１１４：ソース電極、１１６：ドレイン電極、１１８：データ配線、１２０：データパッド、１２２：アイランド状のストレージ金属層、１２８：ブラックマトリックス、１３４Ａ，１３４Ｂ，１３４Ｃ：カラーフィルター、１３８、１４０：画素電極、１４２：ゲートパッドコンタクトホール、１４４：データパッドコンタクトホール。
【図１】
2004310039.tif 000003
【図２】
2004310039.tif 000004
【図３】
2004310039.tif 000005
【図４Ａ】
2004310039.tif 000006
【図４Ｂ】
2004310039.tif 000007
【図４Ｃ】
2004310039.tif 000008
【図４Ｄ】
2004310039.tif 000009
【図４Ｅ】
2004310039.tif 000010
【図４Ｆ】
2004310039.tif 000011
【図４Ｇ】
2004310039.tif 000012
【図４Ｈ】
2004310039.tif 000013
【図５Ａ】
2004310039.tif 000014
【図５Ｂ】
2004310039.tif 000015
【図５Ｃ】
2004310039.tif 000016
【図５Ｄ】
2004310039.tif 000017
【図５Ｅ】
2004310039.tif 000018
【図５Ｆ】
2004310039.tif 000019
【図５Ｇ】
2004310039.tif 000020
【図５Ｈ】
2004310039.tif 000021
【図６Ａ】
2004310039.tif 000022
【図６Ｂ】
2004310039.tif 000023
【図６Ｃ】
2004310039.tif 000024
【図６Ｄ】
2004310039.tif 000025
【図６Ｅ】
2004310039.tif 000026
【図６Ｆ】
2004310039.tif 000027
【図６Ｇ】
2004310039.tif 000028
【図６Ｈ】
2004310039.tif 000029
【図７】
2004310039.tif 000030
【図８Ａ】
2004310039.tif 000031
【図８Ｂ】
2004310039.tif 000032
【図８Ｃ】
2004310039.tif 000033
【図８Ｄ】
2004310039.tif 000034
【図８Ｅ】
2004310039.tif 000035
【図８Ｆ】
2004310039.tif 000036
【図８Ｇ】
2004310039.tif 000037
【図９Ａ】
2004310039.tif 000038
【図９Ｂ】
2004310039.tif 000039
【図９Ｃ】
2004310039.tif 000040
【図９Ｄ】
2004310039.tif 000041
【図９Ｅ】
2004310039.tif 000042
【図９Ｆ】
2004310039.tif 000043
【図９Ｇ】
2004310039.tif 000044
【図１０Ａ】
2004310039.tif 000045
【図１０Ｂ】
2004310039.tif 000046
【図１０Ｃ】
2004310039.tif 000047
【図１０Ｄ】
2004310039.tif 000048
【図１０Ｅ】
2004310039.tif 000049
【図１０Ｆ】
2004310039.tif 000050
【図１０Ｇ】
2004310039.tif 000051
【図１１Ａ】
2004310039.tif 000052
【図１１Ｂ】
2004310039.tif 000053
【図１２Ａ】
2004310039.tif 000054
【図１２Ｂ】
2004310039.tif 000055