(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のゲートラインとデータラインとによって画素領域を定義する液晶表示装置の製造方法において、
第１基板上に薄膜トランジスタ及び前記薄膜トランジスタのドレイン電極と前記データラインとを接続する接続パターンを形成するステップと、
前記ドレイン電極と接続される画素電極を形成するステップと、
前記画素領域を除外した領域にブラックマトリックスパターンを形成するステップと、
前記画素電極上にカラーフィルター層を形成するステップと
前記第１基板と対向する第２基板との間に液晶層を形成するステップとからなり、
前記薄膜トランジスタ及び接続パターンを形成するステップは、
前記第１基板上にゲート電極及びゲートラインを形成するステップと、
前記ゲート電極を含めた全面にゲート絶縁膜、ａ−ｓｉ層、ｎ＋層及び金属層を積層するステップと、
前記金属層とｎ＋層を一括的にパターニングするステップと、
前記パターニングされた金属層を選択的に除去してソース及びドレイン電極を形成するステップと、
前記ソース電極とドレイン電極との間のｎ＋層とパッド領域のゲート絶縁膜を除去するステップとを有することを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【請求項２】
前記金属層とｎ＋層を同時に食刻する時、前記データラインと前記ドレイン電極を迂回して接続する接続パターンを形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の製造方法。
【請求項３】
前記カラーフィルター層を形成するステップは、前記データラインに電圧を印加した状態で前記画素電極上にカラー顔料を電着させるステップを有することを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項４】
前記カラーフィルター層を形成した後、パッド領域のブラックマトリックスパターンを除去するステップと、
前記ブラックマトリックスパターン及びカラーフィルター層上にバインダを形成するステップと、を更に有することを特徴とする請求項３に記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項５】
前記ブラックマトリックスパターンを形成する際に、前記接続パターンが露出されるようにパターニングすることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項６】
前記接続パターンは前記カラーフィルター層を形成した後、除去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の製造方法。
【請求項７】
前記金属層とｎ＋層を一括的にパターニングするステップにおいて、さらにａ−Ｓｉ層も一括的にパターニングすることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項８】
前記金属層、ｎ＋層及びａ−Ｓｉ層を一括的に食刻する時、前記接続パターンを形成することを特徴とする請求項７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、ディスプレイに関するもので、特に、液晶表示装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
表示画面の厚さが数センチメートルに過ぎない超薄型の平板ディスプレイ装置のなかでも、特に液晶表示装置は主にノットブックコンピュータ、モニター、宇宙船、航空機の計器盤などにいたるまでその応用分野が広範囲である。このような液晶表示装置は消費電力が低く、携帯性が良好であり、移動が便利であることから、現在まで主流となっていたＣＲＴ(Cathode Ray Tube)に代わるディスプレイ素子として注目されている。
【０００３】
一般に、液晶表示装置は、ＴＦＴ基板とカラーフィルター基板、またその間に封入された液晶層からなり前記液晶層の電気光学的な特性を用いることによって映像効果を得る非発光素子である。即ち、ＴＦＴ基板上にはＴＦＴアレイ及び画素電極などが形成され、カラーフィルター基板上にはブラックマトリックスパターン、カラーフィルター層及び共通電極が形成され、前記ＴＦＴ基板とカラーフィルター基板はエポキシ樹脂のようなシール剤によって接着される。前記ＴＦＴ基板にはＴＣＰ（Tape Carrier Package）を介して駆動回路が接続されて、前記駆動回路は画像をディスプレイするための各種制御信号及び信号電圧などを作って出力する。
【０００４】
ＴＦＴ−ＬＣＤ産業の発展とその応用は大きさと解像度の増大によって加速化されており、生産性の増加とコスト低減のためには製造工程の単純化及び収率向上のために多くの研究が続けられている。
【０００５】
以下、添付図面を参照して液晶表示装置の製造方法を説明する。図１ａないし図１ｆは従来技術による下板の製造工程の断面図であって、図２ａないし図２ｅは従来技術による上板の製造工程の断面図である。
【０００６】
先ず、下板の製造工程を見ると、図１ａに示すように、第１絶縁基板１上にゲート電極用物質例えば、Ａｌ、Ｔａ、Ｃｒ、Ａｌ合金などのような金属層を形成した後、第１マスク（図示せず）を用いたパターニング工程でゲート電極２を形成する。図１ｂに示すように、ゲート電極２を含めた第１絶縁基板１上に窒化シリコンからなるゲート絶縁膜３をプラズマＣＶＤ(Chemical Vapor Deposition)法で形成した後、前記ゲート電極２の上部のゲート絶縁膜３上に半導体４を順に形成する。
【０００７】
図１ｃに示すように、第２マスク（図示せず）を用いて前記半導体層４をパターニングしてアクティブパターン４ａを形成した後、全面にＡｌ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ａｌ合金などのような金属層をスパッタリング法で形成し、前記金属層を選択的に除去して図１ｄに示すように、ソース電極６ａとドレイン電極６ｂとを形成し、ソース電極６ａとドレイン電極６ｂを含めた全面に保護膜７を形成する。このとき、ソース及びドレイン電極６ａ、６ｂは第３マスク（図示せず）を用いた食刻工程によって形成する。
【０００８】
図１ｅに示すように、前記ドレイン電極６ｂが露出されるように第４マスク（図示せず）を用いて接続ホール８を形成した後、図１ｆに示すように、前記接続ホール８を介してドレイン電極６ｂと電気的に接続されるように全面に画素電極用ＩＴＯ層を形成した後、第５マスク（図示せず）を用いた食刻工程で前記ＩＴＯ層をパターニングして画素電極９を形成する。
【０００９】
次に上板の製造工程を説明する。図２ａに示すように、第２絶縁基板１ａ上に光遮断物質層を形成した後、第１マスク（図示せず）を用いたフォトリソグラフィ工程でパターニングしてブラックマトリックスパターン１２を形成する。前記ブラックマトリックスパターン１２は第２絶縁基板１ａ上でマトリックスの形態に形成され、通常クロム化合物層とクロム層が積層された２層構造であり、クロム化合物層（ＣｒＯｘ)とクロム層(Ｃｒ)との間にクロムナイトライド層(ＣｒＮｘ)のようなクロム化合物層が介在する３層構造である。
【００１０】
図２ｂに示すように、ブラックマトリックスパターン１２上に色表現のためのＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）、の３色のうち、一つの色１４ａを第２マスク（図示せず）を用いたフォト工程を用いて形成する。また、図２ｃ及び図２ｄに示すように、前記第１色１４ａを形成する方法により第２色１４ｂ及び第３色１４ｃを選択的に形成しており、図２ｃは第２色１４ｂを形成した場合の断面を示すものであり、図２ｄは第３色１４ｃを形成した場合の断面をしめすものである。ここでは図示していないが 前記第２色１４ｂ及び第３色１４ｃを形成する時も、各々別のマスク（第３マスクと第４マスク）が要求される。
【００１１】
このように第２絶縁基板１ａ上にブラックマトリックスパターン１２及びＲ、Ｇ、Ｂカラーフィルター層１４ａ、１４ｂ、１４ｃを形成した後、図２ｅに示すように、全面にスパッタリング法を用いてＩＴＯ(Indim Tin Oxide)を形成した後、第５マスク（図示せず）を用いたパターニング工程から共通電極１６を形成する。このような工程を用いて上板及び下板を製造した後、二つの基板を取り付け、液晶注入口を介して液晶を注入すると従来技術による液晶表示装置の製造工程が完了する。
【００１２】
前記液晶表示装置の製造工程によると、上板製造時には５個のマスクが要求され、下板製造時にも５個のマスクが要求され、合計で１０個のマスクが要求されるのでマスクの数によるコストアップのみならず多数のフォトリソグラフィ工程が必要となり工程時間が長くなるという短所がある。
【００１３】
最近カラーフィルター層をＴＦＴ基板上に配置するいわゆるカラーフィルターオンティエフティ(COT：Color filter On TFT)構造が提案されているが、前記ＣＯＴ構造はブラックマトリックスパターン及びカラーフィルター層をＴＦＴ基板（下板）に形成し、前記ＴＦＴ基板に対向する基板（上板）には共通電極を形成した構造である。
【００１４】
しかしながら、前記のような従来液晶表示装置は次のような問題があった。上板及び下板を製造するのに各々５個ずつのマスクが所要されるので全部で１０個のマスクが要求されることになり、マスク数によるコストの増加のみならずこれによる工程時間も長くなりＴＡＴ(Turn Around Time)が増加することになる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明は、上記従来技術の問題点を解決するためのもので、工程に所要されるマスクの数を最小化してコスト及びＴＡＴを減少させ、生産性を向上す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を目的とする。
【００１６】
本発明の他の目的は、薄膜トランジスタを駆動させることなくカラーフィルターの電着が可能な液晶表示装置及び製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記目的を達成するために、本発明による液晶表示装置は、第１基板及び第２基板と；前記、第１基板上の所定領域に形成された薄膜トランジスタと；前記第１基板上の画素領域に形成された画素電極と；前記画素電極上に形成されたカラーフィルター層と；前記画素電極以外の領域に形成されたブラックマトリックスパターンと：前記第１基板と第２基板との間に形成された液晶層とからなる。
【００１８】
また、本発明の液晶表示装置の製造方法は、複数のゲートラインとデータラインとによって画素領域を定義する液晶表示装置の製造において、第１基板上に薄膜トランジスタを形成するステップと、前記画素領域を除外した領域にブラックマトリックスパターンを形成するステップと、前記画素領域に画素電極を形成するステップと、前記画素電極上にカラーフィルター層を形成するステップとからなることを特徴とする。
【００１９】
ここで、前記薄膜トランジスタを形成する際に、ソース及びドレイン電極を形成するとき、その間のｎ＋層を除去し、前記ｎ＋層の除去の時、パッド領域のゲート絶縁膜を共に食刻してゲートパッドを露出させる。
【００２０】
なお、本発明の他の実施形態による液晶表示装置の製造方法によると、薄膜トランジスタを形成する際に、ソース／ドレイン用金属層とオーミックコンタクト層のｎ＋層、半導体層のａ−Ｓｉ層を一括的にパターニングした後、前記パターニングされた金属層を選択的に除去してソース及びドレイン電極を形成するとともに前記ソース電極とドレイン電極との間のｎ＋層を共に除去し、前記ｎ＋層を除去するときパッド領域のゲート絶縁膜をともに除去してゲートパッドを露出させることができる。
【００２１】
また、前記金属層をパターニングするとき画素電極に電源が印加できるようにデータラインとドレイン電極とを電気的に接続する接続パターンを迂回して形成する。
【００２２】
これによって、本発明の液晶表示装置及びその製造方法は基板上に複数のパターンを形成する時、必要なマスクの数を最小化してコストを低減し、薄膜トランジスタを駆動させない状態でデータラインだけに電圧を印加するだけでカラーフィルター顔料を電着することができる。
【発明の効果】
【００２３】
前述のように本発明の液晶表示装置及びその製造方法は次のような効果がある。第１に、ＬＣＤ製作に必要な全てのパターンを一つの基板に取り付けることによって１つのマスクを用いて多数のパターンを形成することからマスクの数を最小化することができてその分コスト低減の効果がある。
【００２４】
第２に、ｎ＋層を食刻する時ゲートパッド上側のゲート絶縁膜を同時に食刻するのでゲートパッドコンタクト工程をより容易に進めることができる。
【００２５】
第３に、別の保護膜を形成することなくブラックマトリックスパターンの保護膜を用いるので工程を簡素化でき、ＴＡＴ(Turn Aroud Time)を短縮することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、添付の図面を参照して本発明を更に詳細に説明する。
【００２７】
第１実施形態
図３は本発明の第１実施形態に基づく液晶表示装置の断面図であり、図４ａないし４ｇは本発明の第１実施形態に基づく液晶表示装置の製造方法を説明するための工程断面図である。先ず図３に示すように、第１基板３１及び第２基板３１ａと、前記第１基板３１上に形成された薄膜トランジスタ及び画素電極４５と、前記画素電極４５上に形成されたカラーフィルター層４７と、前記画素電極４５を除外した領域に形成されたブラックマトリックスパターン４３と、前記第２基板３１ａ上に形成された共通電極３２及び前記第１基板３１と第２基板３１ａとの間に形成された液晶層（図示せず）とからなる。
【００２８】
ここで、前記薄膜トランジスタは前記第１基板３１上にパターニングされたゲート電極３３ａと、前記ゲート電極３３ａを含めた全面に形成されたゲート絶縁膜３５と、前記ゲート絶縁膜３５上にパターニングされた半導体層のａ−Ｓｉ層３７と、前記ａ−Ｓｉ層３７上に形成されたソース及びドレイン電極４１ｂ、４１ｃと、前記ソース及びドレイン電極４１ｂ、４１ｃと前記ａ−Ｓｉ層３７間に介在されたオーミックコンタクト層のｎ＋層３９からなる。
【００２９】
この時、前記ソース／ドレイン電極４１ｂ、４１ｃ及びｎ＋層３９は前記半導体層のａ−Ｓｉ層３７上で一括的に食刻され、前記画素電極４５はドレイン電極４１ｃに直接接続されてゲート絶縁膜３５上に形成される。前記ブラックマトリックスパターン４３の物質はＢＣＢを用いて、以外にもクロム（Ｃｒ）などの金属膜やカーボン系統の有機材料を用いるか、または低反射化のためにクロム化合物とクロム層の２層、クロム化合物とクロム層との間にクロム化合物層が介在された３層から形成できる。
【００３０】
また、前記ブラックマトリックスパターン４３は光遮断役割と共に保護膜の役割を兼ねているので別の保護膜を形成する必要はない。なお、バインディング工程によってカラーフィルター層４７及びブラックマトリックスパターン４３上にバインダ４９が更に備えられる。
【００３１】
このように構成された本発明の第１実施形態による液晶表示装置の製造方法を図４ａないし図４ｇを参照して説明する。図４ａに示すように、第１基板３１上にＡｌ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｔａ、Ａｌ合金などの金属層をスパッタリング法で形成した後、第１マスク（図示せず）を用いたパターニング工程で前記金属層をパターニングしてゲートライン及びゲート電極３３ａを形成する。
【００３２】
また、図４ｂに示すように、前記ゲート電極３３ａを含めた第１基板の全面にプラズマＣＶＤ法を用いてシリコン窒化物及びシリコン化合物などからなるゲート絶縁膜３５を形成し、前記ゲート絶縁膜３５上に半導体層のａ−Ｓｉ層３７とオーミックコンタクト層のｎ＋層３９とデータライン及びソース／ドレイン電極用物質の金属層４１を手順に積層する。図４ｃに示すように、第２マスク（図示せず）を用いた食刻工程で金属層４１を選択的に除去して前記ゲートラインと交差する方向をデータライン（図示せず）を形成し、前記データラインから延長されるソース／ドレイン電極４１ｂ、４１ｃを形成する。また、図４ｄに示すように、前記ソース電極４１ｂとドレイン電極４１ｃとの間のｎ＋層３９を乾式食刻工程で除去する。
【００３３】
また、図４ｅに示すように、前記ソース及びドレイン電極４１ｂ、４１ｃを含めた全面に光遮断用物質を形成した後、第３マスクを用いたフォト工程で前記光遮断用物質を選択的に除去して画素領域を除外した領域にブラックマトリックスパターン４３を形成すると共に前記画素領域のゲート絶縁膜３５上に形成されているａ−Ｓｉ層３７も除去する。ここで、前記ブラックマトリックスパターン４３は保護膜の役割を行うので別の保護膜が不要であって保護膜形成の工程を省略することができる。
【００３４】
前記ブラックマトリックスパターン４３はＢＣＢを用いるか、他にもクロムなどの金属薄膜又はカーボン系統の有機材料を用いるか又は低反射化のためにクロム化合物とクロム層の２層又はクロム化合物とクロム層との間にさらに他のクロム化合物が介在された３層構造からなることができる。
【００３５】
かつ、図４ｆに示すように、前記ブラックマトリックスパターン４３を含んでいる全面に透明な導電性の物質であるＩＴＯ層をスパッタリング法で形成した後、第４マスク（図示せず）を用いたフォト工程で前記ＩＴＯ層を選択的に除去して前記ドレイン電極４１ｂに直接的に接続される画素電極４５を形成する。
【００３６】
次に図４ｇに示すように、前記画素電極４５上にカラーフィルター形成のためのカラー顔料を電着させカラーフィルター層４７を形成した後、バインディング工程を用いてカラーフィルター層４７及びブラックマトリックスパターン４３上にバインダ４９を行う。また、図示してないが、パッドオプン用マスク（第５マスク）を用いてゲートパッド上側の光遮断用物質を選択的に除去してゲートパッドをオプンさせると下板の製造工程が完了する。また、上板の第２基板上に共通電極を形成し、前記第１基板と第２基板とに対向に装着した後、液晶を注入すると本発明の第１実施形態による液晶表示装置の製造工程が完了する。
【００３７】
このような本発明の第１実施形態によると、下板及び上板を製造するのに全部６個のマスクだけあれば十分なので従来技術に比べてマスク数を著しく減少することができる。
【００３８】
第２実施形態
図５ａないし図５ｇは本発明の第２実施形態による液晶表示装置の製造方法を説明するための工程を示す平面図である。本発明の第実施形態２では前記の第１実施形態と同様の構成を有する部分には同一の符号を付した。
【００３９】
図５ａに示すように、第１基板３１上にゲートライン３３及びゲート電極３３ａを形成した後、図５ｂに示すように、ゲートライン３３及びゲート電極３３ａを含めた第１基板３１の全面にゲート絶縁膜３５、半導体層のａ−Ｓｉ層３７、オーミックコンタクト層のｎ＋層３９及び金属層４１を手順に積層する。参考に図５ｂには最上層の金属層４１を示す。
【００４０】
また、図５ｃに示すように前記ゲートライン３３と交差する方向にデータライン４１ａと、前記ゲート電極３３ａ側に拡張される拡張パターン４４ｄを形成した後、図５ｄに示すように前記拡張パターン４４ｄを選択的に除去してソース電極４１ｂとドレイン電極４１ｃを形成し、前記ソース電極４１ｂとドレイン電極４１ｃとの間のｎ＋層３９を選択的に除去する。この時前記ｎ＋層３９を除去する時、ゲートパッド部上層のゲート絶縁膜３５を共に除去してゲートパッド部（図示せず）を露出させる。
【００４１】
図５ｅに示すように、前記ドレイン電極４１ｃに直接的に接続されるように画素電極４５を形成した後、図５ｆに示すように、画素電極４５を除外した領域に光遮断用物質のブラックマトリックスパターン４３を形成する。また、図５ｇに示すように、前記画素電極４５上に電着法を用いてカラーフィルター層４７を形成し、前記カラーフィルター層４７及びブラックマトリックスパターン４３上にバインダを形成した後、ゲートパッドコンタクトのためにゲートパッド上部の光遮断用物質を除去すると本発明の第２実施形態による下板の製造工程が完了する。
【００４２】
なお、図示してはないが、上板の第２基板上に共通電極を形成し、前記第１基板と第２基板とに対向させて装着した後、液晶を注入すると本発明の第２実施形態による液晶表示装置の製造工程が完了する。
【００４３】
このような本発明の第２実施形態によると、ブラックマトリックスパターン４３及びカラーフィルター層４７が薄膜トランジスタ及び画素電極４５が配置される基板に形成され、前記ソース電極４１ｂとドレイン電極４１ｃを形成するための金属層食刻工程時、チャネル部のｎ＋層とゲートパッド部上に存在するゲート絶縁膜を同時に除去してマスク数を最小化し、ゲートパッド部の露出による工程を簡素化することができる。
【００４４】
次に、本発明の第２実施形態による液晶表示装置の製造方法を工程断面図を参照してより詳細に説明する。図６ａないし図６ｆは図５ｇのＩ−Ｉ’線による断面図であり、図７ａないし図７ｆは図５ｇのＩＩ−ＩＩ’線による断面図である。
【００４５】
まず、図６ａ及び図７ａに示すように、第１基板３１上にＡｌ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｔａ、Ａｌ合金などの金属層をスパッタリング法で形成した後、第１マスクを用いたパターニング工程で前記金属層をパターニングしてゲートライン（図示せず）及びゲート電極３３ａを形成する。
【００４６】
また、図６ｂ及び図７ｂに示すように、前記ゲート電極３３ａを含めた第１基板３１の全面にプラズマＣＶＤ法を用いてシリコン窒化物及びシリコン酸化物などからなるゲート絶縁膜３５を形成し、前記ゲート絶縁膜３５上に半導体層のａ−Ｓｉ層３７とオーミックコンタクト層のｎ＋層３９とデータライン及びソース／ドレイン電極用物質である金属層４１を順番に積層する。
【００４７】
図６ｃ及び図７ｃに示すように、第２マスク（図示せず）を用いた食刻工程で金属層４１、オーミックコンタクト層のｎ＋層３９及び半導体層のａーＳｉ層３７を一括的に食刻してデータライン４１ａを形成し、前記ゲート電極３３ａの上部側に拡張される拡張パターン４１ｄを形成する。ここで、前記拡張パターン４１ｄは後工程においてソース電極４１ｂとドレイン電極４１ｃとから分離されるが、まだ分離していない状態である。
【００４８】
次に図６ｄ及び図７ｄに示すように、前記拡張パターン４１ｄを含めた全面にフォトレジスト７１を塗布した後、第３マスク（図示せず）を用いた露光及び現象工程でパターニングし、前記パターニングされたフォトレジストを用いた食刻工程で前記拡張パターン４１ｄを選択的に除去してソース電極４１ｂとドレイン電極４１ｃとを形成する。
【００４９】
この時、前記ソース電極４１ｂとドレイン電極４１ｃ間のオーミックコンタクト層ｎ＋層３９も同時に食刻し、図示してはいないが、ゲートパッド部側のゲート絶縁膜も共に食刻してゲートパッドを露出させる。結果的に本発明の第２実施形態によるとソース／ドレイン電極４１ｂ、４１ｃの形成、ｎ＋層３９食刻及びゲートパッド露出が一つのマスクを用いた食刻工程からなることが分かる。
【００５０】
即ち、ｎ＋層３９の食刻時、食刻選択比を用いてゲートパッド上部のゲート絶縁膜３５も食刻するので後工程でブラックマトリックスパターン用光遮断物質を除去した後、更にゲートパッドコンタクトのための食刻工程では前記光遮断物質だけを除去すればいいからゲートパッド露出工程が更に容易となる。もし、ｎ＋層３９の食刻時に、ゲート絶縁膜を同時に食刻しない場合には前記光遮断用物質を形成した後、ゲートパッドコンタクトのためには前記光遮断用物質とゲート絶縁膜を順に食刻すべきであるのでその分食刻工程が複雑になる。
【００５１】
次に図６ｅ及び図７ｅに示すように、フォトレジスト７１を除去した後、前記ドレイン電極４１ｃと直接的に接続される画素電極４５を形成する。即ち、ソース及びドレイン電極４１ｂ、４１ｃを含めた全面に画素電極用ＩＴＯを形成した後、第４マスクを用いて前ＩＴＯをパターニングすることによって画素電極４５を形成する。
【００５２】
また、図６ｆ及び図７ｆに示すように、前記画素電極４５を含めた全面に光遮断用物質を形成した後、第５マスクを用いた食刻工程で前記光遮断用物質を選択的に除去して画素電極４５を除外した領域にブラックマトリックスパターン４３を形成する。この時、前記ブラックマトリックスパターン４３の物質はＢＣＢを用いる他、クロムなどの金属薄膜又はカーボン系統の有機材料を用いることができ、又は低反射化のために前記ブラックマトリックスパターン４３をクロム化合物とクロム層との２層又はクロム化合物とクロム層と間にさらに他のクロム化合物が介在された３層構造からなることができる。参考に前記ブラックマトリックス４３は保護膜役割を行うので別の保護膜を形成は不要である。
【００５３】
次に図６ｇ及び７ｇに示すように、前記画素電極４５上にカラーフィルター形成のためのカラー顔料を電着させカラーフィルター層４７を形成した後、バインディング工程を用いてカラーフィルター層４７及びブラックマトリックスパターン４３上にバインダを形成する。また、図示してはいないが、第６マスクを用いて前記ゲートパッド上側の光遮断用物質を選択的に除去してゲートパッドを露出させると本発明の第２実施形態による下板の製造工程が完了する。
【００５４】
第３実施形態
図８ａないし図８ｅは本発明の第３実施形態による液晶表示装置の製造方法を説明するための工程図である。図８ａに示すように、第１基板３１上にＡｌ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｔａ、Ａｌ合金などの金属層をスパッタリング法で形成した後、第１マスク（図示せず）を用いたパターニング工程で前記金属層をパターニングしてゲートライン３３及びゲート電極３３ａを形成する。また、前記ゲートライン３３及びゲート電極３３ａを含めた第１基板３１の全面にプラズマＣＶＤ法を用いてシリコン窒化物及びシリコン化合物などからなるゲート絶縁膜３５を形成し、前記ゲート絶縁膜３５上に半導体層のａ−Ｓｉ層３７とオーミックコンタクト層のｎ＋層３９とデータライン及びソース／ドレイン電極用物質の金属層４１を順に積層する。
【００５５】
次に図８ｂに示すように、第２マスク（図示せず）を用いた食刻工程で金属層４１を選択的に除去して前記ゲートラインと交差する方向にデータライン（図示せず）を形成し、前記データライン４１ａから延長されるソース電極４１ｂとソース電極４１ｂに対向されるドレイン電極４１ｃと、前記ドレイン電極４１ｂと前記データライン４１ａとを接続する接続パターン９１を形成する。
【００５６】
このとき、前記ソース電極４１ｂとドレイン電極４１ｃとの間のｎ＋層３９を除去し、パッド領域のゲート絶縁膜３５も共に除去してゲートパッドを露出させる。即ち、ｎ＋層３９を食刻する時、食刻選択比に鑑みてゲートパッド上側のゲート絶縁膜３５を同時に食刻することによって、後工程において光遮断用物質層を形成した後、ゲートパッドコンタクトのための食刻工程では前記光遮断用物質層だけを食刻すればよいのでゲートパッドを露出させるための工程が更に容易になる。
【００５７】
なお、前記接続パターン９１はゲートライン３３の上部を経てデータライン４１ａと前記ドレイン電極４１ｃとに迂回的に接続することによって、後工程でカラーフィルター層を形成するためのカラー顔料電着時、薄膜トランジスタを駆動させないままデータラインに与えられる電圧だけでカラー顔料を電着させるためであり、データライン４１ａ及びドレイン電極４１ｃと一体に形成したり、別の工程で形成できる。
【００５８】
また、図８ｃに示すように、前記ソース及びドレイン電極を含めた全面に透明電極用ＩＴＯを形成した後、パターニングして第３マスクを用いたパターニング工程で画素電極４５を形成する。
【００５９】
かつ、図８ｄに示すように、前記画素電極を含めた全面に光遮断用物質を形成した後、前記画素電極４５の以外の部分だけが残るようにパターニングしてブラックマトリックスパターン４３を形成する。この時前記光遮断用物質をパターニングすることにおいて、前記接続パターンが露出できるようにし、これは前記接続パターン９１をデータライン４１ａとドレイン電極４１ｃとに迂回的に接続させることによって薄膜トランジスタを駆動することなくデータラインに与えられる電圧だけで画素電極４５上にカラー顔料を電着させるためである。従って、前記カラー顔料の電着が完了すると前記接続パターンを除去してデータライン４１ａとドレイン電極４１ｃを電気的にオプンすべきである。
【００６０】
ここで、本発明の第３実施形態では前記光遮断用物質をパターニングする時に接続パターンを露出させているが、カラー顔料を電着させた後、不要な部分のカラーフィルター層を除去する過程において接続パターン９１上部の光遮断用物質を前記接続パターンを露出させることができる。なお、前記ブラックマトリックスパターン４３は保護膜の役割を行うので別の保護膜は不要となって保護膜形成工程が省略される。前記ブラックマトリックスパターン４３はＢＣＢを用いる他、クロムなどの金属薄膜又はカーボン系統の有機材料を用いたり低反射化のためにクロム化合物層とクロム層の２層又はクロム化合物層とクロム層と間に他のクロム化合物層が介在された３層構造から形成できる。
【００６１】
また、図８ｅに示すように、前記データライン４１ａに電圧を印加した状態で前記画素電極４５上にカラーフィルター形成のためのカラー顔料を電着させてカラーフィルター４７を形成する。この時薄膜トランジスタを駆動させない状態でデータライン４１ａに電圧を印加する場合、前記接続パターン９１を介して画素電極４７に電圧が伝えられてカラー顔料の電着が可能である。この時、前記画素電極４５の上部にカラー顔料が電着されると同時に、接続パターン９１の上部にも顔料が電着されるが、前記接続パターンの上部に電着された顔料はカラーフィルター層を形成した後、不要な部分に電着されたカラー顔料を除去する工程で同時に除去する。
【００６２】
また、バインディング工程を用いてカラーフィルター層４７及びブラックマトリックスパターン４３上にバインダ（図示せず）を形成した後、図示していないが、パッドオプン用マスクを用いてゲートパッド上側の光遮断用物質を選択的に除去してゲートパッドをオプンさせると製造工程が完了する。また、図示してないが、上板の第２基板上に共通電極を形成し、前記第１基板と第２基板とに対向されるように装着した後、液晶を注入すると本発明の第３実施形態による液晶表示装置の製造工程が完了する。
【００６３】
このような本発明の第３実施形態によると、従来に比べてマスクの数を著しく減少させることができ、薄膜トランジスタを駆動しないままカラー顔料の電着が可能であるので薄膜トランジスタの特性が変化することを防止することができる。
【００６４】
前述のように本発明の液晶表示装置及びその製造方法は次のような効果がある。第１に、ＬＣＤ製作に必要な全てのパターンを一つの基板に取り付けることによって１つのマスクを用いて多数のパターンを形成することからマスクの数を最小化することができてその分コスト低減の効果がある。
【００６５】
第２に、ｎ＋層を食刻する時ゲートパッド上側のゲート絶縁膜を同時に食刻するのでゲートパッドコンタクト工程をより容易に進めることができる。
【００６６】
第３に、別の保護膜を形成することなくブラックマトリックスパターンの保護膜を用いるので工程を簡素化でき、ＴＡＴ(Turn Aroud Time)を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】図１ａないし図１ｆは、従来の第１実施形態による液晶表示装置の下板の製造方法を示す工程断面図である。
【図２】図２ａないし図２ｅは、従来の第１実施形態による液晶表示装置の上板の製造方法を示す工程断面図である。
【図３】図３は、本発明の第１実施形態による液晶表示装置の下板の構造断面図である。
【図４】図４ａないし図４ｇは、本発明の第１実施形態による液晶表示装置の下板の製造方法を説明するための工程断面図である。
【図５】図５ａないし図５ｇは、本発明の第１実施形態による液晶表示装置の下板の製造方法を説明するための平面図である。
【図６】図６ａないし図６ｇは、本発明の第２実施形態による液晶表示装置の下板の製造方法を説明するための工程断面図である。
【図７】図７ａないし図７ｇは、本発明の第２実施形態による液晶表示装置の下板の製造方法を説明するための工程断面図であって、図７ａないし図７ｇと垂直交差する方向の切断面である。
【図８】図８ａないし図８ｅは、本発明の第３実施形態による液晶表示装置の下板の製造方法を説明するための平面図である。
【図１ａ】
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【図１ｂ】
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【図１ｃ】
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【図１ｄ】
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【図１ｅ】
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【図１ｆ】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図２ｃ】
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【図２ｄ】
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【図２ｅ】
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【図３】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図４ｃ】
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【図４ｄ】
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【図４ｅ】
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【図４ｆ】
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【図４ｇ】
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【図５ａ】
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【図５ｂ】
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【図５ｃ】
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【図５ｄ】
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【図５ｅ】
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【図５ｆ】
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【図５ｇ】
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【図６ａ】
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【図６ｂ】
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【図６ｃ】
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【図６ｄ】
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【図６ｅ】
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【図６ｆ】
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【図６ｇ】
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【図７ａ】
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【図７ｂ】
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【図７ｃ】
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【図７ｄ】
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【図７ｅ】
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【図７ｆ】
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【図７ｇ】
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【図８ａ】
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【図８ｂ】
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【図８ｃ】
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【図８ｄ】
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【図８ｅ】
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