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KR101299818B1 - 표시장치 및 표시장치의 제조 방법 - Google Patents

표시장치 및 표시장치의 제조 방법 Download PDF

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KR101299818B1
KR101299818B1 KR1020120057304A KR20120057304A KR101299818B1 KR 101299818 B1 KR101299818 B1 KR 101299818B1 KR 1020120057304 A KR1020120057304 A KR 1020120057304A KR 20120057304 A KR20120057304 A KR 20120057304A KR 101299818 B1 KR101299818 B1 KR 101299818B1
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타케시 쿠리야가와
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가부시키가이샤 재팬 디스프레이
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Abstract

TFT기판의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 표시장치 및 그 제조 방법을 제공한다. 본 발명의 표시장치는, 기판상에 배치된 복수의 데이터선과 복수의 게이트선의 교점의 각각에 대응하여 배치되는 복수의 화소와, 상기 기판상에 배치된 제1 절연막과, 상기 제1 절연막의 상층에 상기 제1 절연막의 적어도 일부와 접하여 배치되고, 상기 제1 절연막과는 다른 재질의 막인 제2 절연막과, 상기 제2 절연막 상에 상기 복수의 화소의 각각에 대응하여 배치되고, 측부에 제3 절연막이 배치되는 복수의 MEMS셔터와, 상기 복수의 게이트선 및 상기 복수의 데이터선에 전위를 공급하는 복수의 단자이며, 상기 복수의 단자의 상부에 배치된 상기 제1 절연막 및 상기 제2 절연막의 개구부로부터 상기 전위의 공급을 받는 상기 복수의 단자를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

표시장치 및 표시장치의 제조 방법{DISPLAY APPARATUS AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}
본 발명은, 메커니컬 셔터를 이용한 표시장치 및 표시장치의 제조 방법에 관한 것이다.
최근, MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)기술을 응용한 메커니컬(Mechanical) 셔터 (이하 「MEMS셔터」) 를 이용한 표시장치가 주목 받고 있다. MEMS셔터를 이용한 표시장치 (이하 「MEMS표시장치」) 란, 화소마다 구비한 MEMS셔터를, TFT를 이용하여 고속으로 개폐함으로써 셔터를 투과하는 광의 양을 제어하고, 화상의 명암을 조정하는 표시장치이다 (예를 들면, 「일본특허공개 2008-197668호 공보」참조). MEMS표시장치에 있어서는 시간계조 방식을 채용하고, 적색, 녹색 및 청색의 LED백라이트로부터의 광을 순차적으로 바꾸는 것에 의해 화상표시를 행하는 것이 주류이다. 따라서, MEMS표시장치는, 액정표시장치에 이용할 수 있는 편광 필름이나 컬러 필터 등을 필요로 하지 않고, 액정표시장치와 비교하면 백라이트 광의 이용 효율은 약 10배, 소비 전력은 1/2이하가 되고, 또, 색재현성이 뛰어난 점에 특징이 있다.
MEMS표시장치에 있어서는, MEMS셔터를 구동하기 위한 스위칭 소자, 및 스위칭 소자를 구동하는 게이트 드라이버나 데이터 드라이버를 구성하는 TFT가 기판상에 형성된다. 기판상에는 TFT로 외부에서 신호를 공급하기 위한 단자가 동시에 형성된다. 통상, MEMS표시장치에 있어서는, TFT 및 단자가 형성된 TFT기판상에 TFT 및 단자를 덮는 패시베이션막(절연막)을 형성하고, 그 패시베이션막 상에 MEMS셔터를 형성한다. MEMS셔터는, 단자와 전기적으로 접속되는 이외의 부분이 절연막으로 덮여 진다. 이 때, MEMS셔터의 가동부가 중공(中空)구조를 갖는 이유로, 가동부의 측부 및 하부에도 절연막을 형성하기 위하여, MEMS셔터를 형성한 TFT기판의 전면에 CVD(Chemical Vapor Deposition)법 등에 의해 절연막을 형성한다. 그 후, TFT기판에 대향기판을 서로 붙인다. TFT기판에 형성된 단자에는 외부에서 신호를 공급 할 필요가 있어, 대향기판이 단자상부를 덮지 않도록 TFT기판과 대향기판을 붙인다.
TFT기판상에 형성한 단자에는 외부에서 신호 및 전원을 공급하기 위하여, 단자상의 절연막을 제거하여 단자를 노출시킬 필요가 있다. 이러한 절연막은, 포트리소 프로세스와 에칭 프로세스와의 조합 등에 의해 제거할 수 있다. 그러나, 패시베이션막으로서 상술한 하층의 절연막과, 이 하층의 절연막상에 형성되는 MEMS셔터를 덮는 상층의 절연막은 피막성이나 절연성이 뛰어나므로 어느쪽이든 같은 질화막을 이용하는 경우가 많고, 상층의 절연막 만을 제거하여 하층의 절연막을 충분한 막두께를 남겨서 에칭하는 것이 어렵다. 하층의 절연막까지 에칭이 진행하면, TFT기판에 형성된 배선이 노출하여, 절연불량이나 도통불량의 원인이 될 우려가 있다.
여기서, 본 발명은 상술한 문제를 감안한 것으로서, TFT기판의 표면을 보호하는 절연막의 막감소를 억제하면서, 단자상의 절연막을 제거할 수 있고, TFT기판의 신뢰성향상을 도모할 수 있는 표시장치 및 그 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 기판상에 배치된 복수의 데이터선과 복수의 게이트선과의 교점의 각각에 대응하여 배치되는 복수의 화소와, 상기 기판상에 배치된 제1 절연막과,
상기 제1 절연막의 상층에 상기 제1 절연막의 적어도 일부와 접하여 배치되고, 상기 제1 절연막과는 다른 재질의 막인 제2 절연막과, 상기 제2 절연막상에 상기 복수의 화소의 각각에 대응하여 배치되고, 측부에 제3 절연막이 배치되는 복수의 MEMS셔터와, 상기 복수의 게이트선 및 상기 복수의 데이터선에 전위를 공급하는 복수의 단자이며, 상기 복수의 단자의 상부에 배치된 상기 제1 절연막 및 상기 제2 절연막의 개구부로부터 상기 전위의 공급을 받는 상기 복수의 단자를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치가 제공된다.
상기 제2 절연막은, 상기 제1 절연막 및 상기 제3 절연막과는 다른 에칭 레이트를 가질 수 있다.
상기 MEMS셔터는, 개구부를 갖는 셔터, 상기 셔터에 접속된 제1 용수철, 상기 제1 용수철에 접속된 제1 앵커, 제2 용수철, 및 상기 제2 용수철에 접속된 제2 앵커를 갖고, 상기 제1 앵커와 상기 제2 앵커와의 전위차에 의해, 상기 제1 용수철과 상기 제2 용수철이 정전구동될 수 있다.
상기 MEMS셔터는, 상기 MEMS셔터의 각각에 대응하여 접속되는 스위칭 소자를 갖고, 상기 제1 앵커와 상기 제2 앵커와의 전위차는, 상기 스위칭 소자에 의해 공급될 수 있다.
상기 기판과 접합되는 광투과부를 갖는 대향기판과, 상기 대향기판과 대향하여 배치되는 백라이트를 더 포함하고, 상기 셔터의 상기 개구부와, 상기 대향기판의 상기 광투과부와의 겹치는 부분에서 상기 백라이트로부터 공급되는 광을 투과시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 기판상에 복수의 스위칭 소자 및 복수의 단자를 형성하고, 상기 복수의 스위칭 소자 및 상기 복수의 단자상에 제1 절연막을 형성하고, 상기 복수의 단자상의 상기 제1 절연막을 에칭하여 상기 복수의 단자의 일부를 노출시키고, 상기 제1 절연막상에, 상기 제1 절연막과는 다른 재질의 막인 제2 절연막을 형성하고, 상기 복수의 단자상의 상기 제2 절연막을 에칭하여 상기 복수의 단자의 일부를 노출시키고, 상기 제2 절연막상에, 상기 복수의 스위칭 소자에 의해 각각 구동되고, 개구부를 갖는 셔터, 상기 셔터에 접속된 제1 용수철, 상기 제1 용수철에 접속된 제1 앵커, 제2 용수철, 및 상기 제2 용수철에 접속된 제2 앵커를 갖는 복수의 MEMS셔터를 형성하고, 상기 복수의 MEMS셔터 및 상기 복수의 단자상에 제3 절연막을 형성하고, 상기 복수의 단자상의 상기 제3 절연막을 에칭하여 상기 복수의 단자의 일부를 노출시키는 것을 특징으로 하는 표시장치의 제조 방법이 제공된다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 기판상에 복수의 스위칭 소자 및 복수의 단자를 형성하고, 상기 복수의 스위칭 소자 및 상기 복수의 단자상에 제1 절연막을 형성하고, 상기 제1 절연막상에, 상기 제1 절연막과는 다른 재질의 막인 제2 절연막을 형성하고, 상기 복수의 단자상의 상기 제1 절연막 및 상기 제2 절연막을 에칭하여 상기 복수의 단자의 일부를 노출시키고, 상기 제2 절연막상에, 상기 복수의 스위칭 소자에 의해 각각 구동되고, 개구부를 갖는 셔터, 상기 셔터에 접속된 제1 용수철, 상기 제1 용수철에 접속된 제1 앵커, 제2 용수철, 및 상기 제2 용수철에 접속된 제2 앵커를 갖는 복수의 MEMS셔터를 형성하고, 상기 복수의 MEMS셔터 및 상기 복수의 단자상에 제3 절연막을 형성하고, 상기 복수의 단자상의 상기 제3 절연막을 에칭하여 상기 복수의 단자의 일부를 노출시키는 것을 특징으로 하는 표시장치의 제조 방법이 제공된다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 기판상에 복수의 스위칭 소자 및 복수의 단자를 형성하고, 상기 복수의 스위칭 소자 및 상기 복수의 단자상에 제1 절연막을 형성하고, 상기 복수의 단자상의 상기 제1 절연막을 에칭하여 상기 복수의 단자의 일부를 노출시키고, 상기 제1 절연막상에, 상기 제1 절연막과는 다른 재질의 막인 제2 절연막을 형성하고, 상기 제2 절연막상에, 상기 복수의 스위칭 소자에 의해 각각 구동되고, 개구부를 갖는 셔터, 상기 셔터에 접속된 제1 용수철, 상기 제1 용수철에 접속된 제1 앵커, 제2 용수철, 및 상기 제2 용수철에 접속된 제2 앵커를 갖는 복수의 MEMS셔터를 형성하고, 상기 복수의 MEMS셔터 및 상기 복수의 단자상에 제3 절연막을 형성하고, 상기 복수의 단자상의 상기 제2 절연막 및 상기 제3 절연막을 에칭하여 상기 복수의 단자의 일부를 노출시키는 것을 특징으로 하는 표시장치의 제조 방법이 제공된다.
상기 제2 절연막은, 상기 제1 절연막 및 상기 제3 절연막과는 다른 에칭 레이트를 갖는 성막재료를 이용하여 형성할 수 있다.
상기 제2 절연막은, 복수의 층으로 이루어지는 적층구조로 형성할 수 있다.
상기 제1 절연막 및 상기 제3 절연막은, CVD법을 이용하여 실리콘 질화막을 형성할 수 있다.
상기 기판상의 복수의 스위칭 소자가 형성된 면과 대향하여 대향기판이 씰재를 개재하여 접합될 수 있다.
본 발명의 표시장치 및 그 제조 방법에 의하면, TFT기판의 표면을 보호하는 절연막의 막감소를 억제하면서, 단자상 절연막을 제거할 수 있다. 따라서, TFT기판을 제조할 때의 수율을 향상시키고, 그 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치를 도시하는 도이며, (a)는 표시장치의 사시도이고, (b)는 표시장치의 평면도이다.
도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치의 회로 블록도이다.
도 3은, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치를 이용하는 MEMS셔터의 구성을 도시하는 도이다.
도 4는, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치를 이용하는 MEMS셔터의 구성을 도시하는 도이다
도 5는, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치에 대한 일반적인 표시장치의 표시부 및 단자부의 일 예를 도시하는 단면도이다.
도 6은, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치에 대한 일반적인 표시장치의 단자부의 제조 공정을 도시하는 도이며, (a)는 제 1 절연막을 형성하는 공정을 도시하는 단면도이며, (b)는 제 2 절연막을 형성하는 공정을 도시하는 단면도이며, (c)는 기판에 대향기판을 접합하는 공정을 도시하는 단면도이며, (d)는 단자개구부를 형성하는 공정을 도시하는 단면도이다.
도 7은, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치에 대한 일반적인 표시장치의 표시부 및 단자부의 제조 공정을 도시하는 도이며, (a)는 제2 절연막을 형성하는 공정을 도시하는 단면도이며, (b)는 단자개구부를 형성하는 공정을 도시하는 단면도이다.
도 8은, 본 발명의 제1 실시예에 따른 표시장치의 표시부 및 단자부를 나타내는 단면도이다.
도 9는, 본 발명의 제1 실시예에 따른 표시장치의 단자부의 제조 공정을 도시하는 도이며, (a)는 제1 절연막 및 제2 절연막을 형성하는 공정을 도시하는 단면도이며, (b)는 단자를 개구하는 부분을 형성하는 공정을 도시하는 단면도이며, (c)는 제3 절연막을 형성하는 공정을 도시하는 단면도이며, (d)는 기판에 대향기판을 접합하는 공정을 도시하는 단면도이며, (e)는 단자를 개구하는 공정을 도시하는 단면도이다.
도 10은, 본 발명의 제1 실시예에 따른 표시장치의 표시부 및 단자부의 제조 공정에 있어서 제3 절연막을 형성하는 공정을 도시하는 단면도이다.
도 11은, 본 발명의 제2 실시예에 따른 표시장치의 단자부의 제조 공정을 도시하는 도이며, (a)는 제1 절연막 및 제2 절연막을 형성하는 공정을 도시하는 단면도이며, (b)는 단자를 개구하는 부분을 형성하는 공정을 도시하는 단면도이며, (c)는 제3 절연막을 형성하는 공정을 도시하는 단면도이며, (d)는 기판에 대향기판을 접합하는 공정을 도시하는 단면도이며, (e)는 단자를 개구하는 공정을 도시하는 단면도이다.
도 12는, 본 발명의 제3 실시예에 따른 표시장치의 단자부의 제조 공정을 도시하는 도이며, (a)는 제1 절연막 및 제2 절연막을 형성하는 공정을 도시하는 단면도이며, (b)는 제3 절연막을 형성하는 공정을 도시하는 단면도이며, (c)는 기판에 대향기판을 접합하는 공정을 도시하는 단면도이며, (d)는 단자를 개구하는 공정을 도시하는 단면도이다.
도 13은, 본 발명의 제4 실시예에 따른 표시장치의 단자부의 제조 공정을 도시하는 도이며, (a)는 제1 절연막 및 하층의 제2 절연막을 형성하는 공정을 도시하는 단면도이며, (b)는 상층의 제2 절연막을 형성하는 공정을 도시하는 단면도이며, (c)는 제3 절연막을 형성하는 공정을 도시하는 단면도이며, (d)는 기판에 대향기판을 접합하는 공정을 도시하는 단면도이며, (e)는 단자를 개구하는 공정을 도시하는 단면도이다.
이하, 도면을 참조하여, 본 발명의 표시장치의 실시예에 대하여 설명한다. 한편, 본 발명의 표시장치는, 이하의 실시예에 한정되지 않고, 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.
도 1 (a) 및 (b)에 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치(100)를 도시한다. 도 1 (a)는, 표시장치의 사시도이며, (b)는 표시장치의 평면도이다. 본 실시예에 따른 표시장치(100)는, 기판(101) 및 대향기판(109)을 포함한다. 기판(101)은 표시부(101a), 구동회로(10lb, 101c 및 101d), 및 단자부(101e)를 포함한다. 기판(101)과 대향기판(109)은, 씰재 등을 이용하여 접합된다.
도 2에 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치(100)의 회로 블록도를 도시한다. 도 2에 도시하는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치(100)에는, 컨트롤러(120)로부터 화상신호 및 제어신호가 공급된다. 또한, 도 2에 도시하는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치(100)에는, 컨트롤러(120)에 의해 제어되는 백라이트(122)로부터 광이 공급된다. 또한, 컨트롤러(120) 및 백라이트(122)을 포함하여 본 발명의 표시장치(100)를 구성할 수 있다.
도 2에 도시하는 바와 같이, 표시부(101a)는, 게이트선(G1, G2, ···, Gn)과 데이터선(D1, D2, ···, Dm)과의 교점에 대응하는 위치에, 매트릭스상으로 배치된 메커니컬 셔터(MEMS셔터)(202), 스위칭 소자(204), 및 보유 용량(206)을 포함하는 화소(200)를 갖는다. 구동회로(10lb, 101c)는, 데이터 드라이버이며, 스위칭 소자(204)에 데이터선(D1, D2, ···, Dm)을 개재하여 데이터 신호를 공급한다. 구동회로(101d)는, 게이트 드라이버이며, 스위칭 소자(204)에 게이트선(G1, G2, ···, Gn)을 개재하여 게이트 신호를 공급한다. 또한, 본 실시예에 있어서는, 도 1에 도시하는 바와 같이, 데이터 드라이버인 구동회로(10lb, 101c)가, 표시부(101a)를 끼우듯이 배치되어 있지만, 이 구성에 한정되지 않는다. 스위칭 소자(204)는, 데이터선(D1, D2, ···, Dm)으로부터 공급되는 데이터 신호를 근거로 하여 MEMS셔터(202)을 구동한다.
여기서, 도 3 및 도 4를 참조하여, MEMS셔터(202)의 구성에 대하여 설명한다. 도 3은, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치(100)로 이용하는 MEMS셔터(202)의 구성을 나타내는 도이다. 도 4는, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치(100)로 이용하는 MEMS셔터(202)의 구성을 나타내는 도이다. 설명의 편의상, 도 3에는, 하나의 MEMS셔터(202)를 도시하지만, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치(100)에는, 기판(101)상에 도 3에 도시하는 MEMS셔터(202)가 매트릭스상으로 배치되어 있다.
MEMS셔터(202)는, 셔터(210), 제1 용수철(216, 218, 220, 222), 제2 용수철(224, 226, 228, 230), 및 앵커부(232, 234, 236, 238, 240, 242)를 포함한다. 셔터(210)는 개구부(212, 214)를 갖고, 셔터(210) 본체는 차광부가 된다. 또한, 도시하지 않았지만, 대향기판(109)은, 광을 투과시키는 광투과부를 갖고 있으며, 셔터(210)의 개구부(212, 214)와 대향기판(109)의 광투과부가 평면방향으로 대략 겹치게 배치되고, 씰재 등을 개재하여 기판(101)에 대향기판(109)이 접합된다. 표시장치(100)는, 대향기판(109)의 배면으로부터 공급되어 대향기판(109)의 광투과부를 투과하는 광이, 셔터(210)의 개구부(212, 214)을 투과하고, 인간의 눈에 시인되도록 구성된다. 또한, 본 실시예에 도시하는 MEMS셔터(202)는, 본 발명의 표시장치(100)에 이용할 수 있는 MEMS셔터의 한 예에 지나지 않고, 스위칭 소자로 구동할 수 있는 MEMS셔터라면 도시한 구성에 한정되지 않고, 어떤 형태의 것이라도 이용할 수 있다.
셔터(210)의 한 쪽 측은, 제1 용수철(216, 218)을 개재하여 앵커부(232, 234)에 접속되어 있다. 앵커부(232, 234)는, 제1 용수철(216, 218)과 함께, 셔터(210)를 기판(101)의 표면으로부터 부유한 상태로 지지하는 기능을 갖는다. 앵커부(232)는 제1 용수철(216)과 전기적으로 접속되고 있고, 또한, 앵커부(234)는 제1 용수철(218)과 전기적으로 접속되어 있다. 앵커부(232, 234)에는, 스위칭 소자(204)로부터 바이어스 전위가 공급되어, 제 1 용수철(216, 218)에 바이어스 전위가 공급된다. 또한, 제2 용수철(224, 226)은, 앵커부(236)에 전기적으로 접속되어 있다. 앵커부(236)는, 제2 용수철(224, 226)을 기판(101)의 표면에서 부유한 상태로 지지하는 기능을 갖는다. 앵커부(236)에는, 그라운드 전위가 공급되어, 제2 용수철(224, 226)에 그라운드 전위가 공급된다. 또한, 앵커부(236)에는, 상기 그라운드 전위의 대신에 소정의 전위를 공급하는 구성일 수 있다. (이하의 설명에서의 그라운드 전위에서도 마찬가지이다.)
또한, 셔터(210)의 다른 쪽 측은, 제1 용수철(220, 222)을 개재하여 앵커부(238, 240)에 접속되어 있다. 앵커부(238, 240)는, 제1 용수철(220, 222)과 함께, 셔터(210)를 기판(101)의 표면에서 부유한 상태로 지지하는 기능을 갖는다. 앵커부(238)는 제1 용수철(220)과 전기적으로 접속되고 있고, 또한, 앵커부(240)는 제1 용수철(222)과 전기적으로 접속되어 있다. 앵커부(238, 240)에는, 스위칭 소자(204)로부터 바이어스 전위가 공급되어, 제1 용수철(220, 222)에 바이어스 전위가 공급된다. 또한, 제2 용수철(228, 230)은, 앵커부(242)에 전기적으로 접속되어 있다. 앵커부(242)는, 제2 용수철(228, 230)을 기판(101)의 표면에서 부유한 상태로 지지하는 기능을 갖는다. 앵커부(242)는 제2 용수철(228, 230)과 전기적으로 접속되어 있다. 앵커부(242)에는, 그라운드 전위가 공급되어, 제2 용수철(228, 230)에 그라운드 전위가 공급된다.
상술한 바와 같이, 본 실시예에 있어서는, 스위칭 소자(204)로부터 앵커부(232, 234)에 바이어스 전위가 공급되어, 제1 용수철(216, 218)에 바이어스 전위가 공급되고, 또한, 앵커부(236)에는, 그라운드 전위가 공급되어, 제2 용수철(224, 226)에 그라운드 전위가 공급된다. 제1 용수철(216, 218)과 제2 용수철(224, 226)과의 사이의 전위차에 의해, 제1 용수철(216)과 제2 용수철(224)이 정전구동되어, 서로 끌어 당기도록 이동하고, 또한, 제1 용수철(218)과 제2 용수철(226)이 정전구동되어, 서로 끌어 당기도록 이동하여, 셔터(210)가 이동한다.
또한, 마찬가지로, 스위칭 소자(204)로부터 앵커부(238, 240)에 바이어스 전위가 공급되어, 제1 용수철(220, 222)에 바이어스 전위가 공급되며, 또한, 앵커부(242)에는, 그라운드 전위가 공급되어, 제2 용수철(228, 230)에 그라운드 전위가 공급된다. 제1 용수철(220, 222)과 제2 용수철(228, 230)과의 사이의 전위차에 의해, 제1 용수철(220)과 제2 용수철(228)이 정전구동되어, 서로 끌어 당기도록 이동하고, 또한, 제1 용수철(222)과 제2 용수철(230)이 정전구동되어, 서로 끌어 당기도록 이동하여, 셔터(210)가 이동한다.
또한, 본 실시예에 있어서는, 셔터(210)의 양측에 제1 용수철, 제2 용수철 및 앵커부를 접속하고 배치한 예에 대하여 설명했지만, 본 발명의 표시장치(100)는 이 구성에 한정되지 않는다. 예를 들면, 셔터(210)의 한 쪽 측에 제1 용수철, 제2 용수철 및 앵커부를 접속해 배치하고, 셔터(210)의 다른 쪽 측에는 제1 용수철 및 앵커부만을 접속해 배치하고, 다른 쪽 측의 제1 용수철 및 앵커부는 셔터를 기판으로부터 부유한 상태로 지지하는 기능을 갖게 하고, 셔터(210)의 한 쪽 측의 제1 용수철 및 제2 용수철을 정전구동하여, 셔터(210)를 동작하도록 할 수 있다.
여기서, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치(100)에 이르는 경위로서, 도 5 내지 도 7을 참조하고, 일반적인 MEMS셔터를 채용한 표시장치의 구성에 대하여 설명한다.
이하, 도 5를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치(100)에 대한 일반적인 표시장치의 표시부 및 단자부의 구성에 대하여 설명한다. 도 5는, 일반적인 표시장치의 표시부 및 단자부의 일 예를 도시하는 단면도이다. 도 5에 있어서는, 상술한 본 발명에 의한 표시장치(100)의 구성과 동일한 구성에 대해서는 동일한 부호를 부여한다. 또한, 도 5 상부에 있어서, 설명의 편의상, 표시부에 대응하는 영역을 “A”로 도시하고, 단자부에 대응하는 영역을 “B”로 도시하고 있다. 도 5에 도시하는 “A”의 영역은, 도 4에 도시하는 MEMS셔터(202)에 있어서의 A-A´의해 도시하는 개소에 대응한다.
도 5에 도시하는 바와 같이, TFT가 형성된 기판(101)상에는 제1 절연막(113)이 형성된다. 또한, 제1 절연막(113)이 형성되는 기판(101)에는, 이미 게이트선(G1, G2, ···, Gn), 데이터선(D1, D2, ···, Dm), 데이터 드라이버(10lb), (101c), 게이트 드라이버(101d), 스위칭 소자(204), 및 단자(102)등이 형성되어, TFT기판을 구성하고 있다. 도 5에 도시하는 바와 같이, 표시부에 대응하는 영역 A에 있어서는, 기판(101)상에 제1 절연막(113)이 형성되고, 단자부에 대응하는 영역 B에 있어서는, 기판(101)상에 형성된 단자(102)상에 제1 절연막(113)이 형성된다. 제1 절연막(113)으로는, 커버리지가 높고, 절연 내압이 높은 것으로, 예를 들면 실리콘 질화막(SiN)을, CVD법 등에 의해 형성할 수 있다. CVD법에 의하면, 200℃ 정도의 온도에서, 제1 절연막(113)으로 실리콘 질화막을 기판(101)상에 형성할 수 있다. 또한, 제1 절연막(113)은, 표시장치(100)에 있어서 불필요하게 광을 반사하거나 차광하거나 하지 않도록 광을 투과시키는 투광성을 갖는 재료가 적합하다. 이 때문에, 투광성을 갖는 막을 이용하는 것이 바람직하다.
제1 절연막(113)상에, 표시부에 대응하는 영역 A에 있어서, 셔터(210), 제1 용수철(218), 제2 용수철(226), 및 앵커부(234)가 형성된다. 도 5에 도시하는 바와 같이, 셔터(210)는, a-Si(210a) 및 차광용의 AlSi(210b)의 적층체를 갖고, 앵커부(234)도, a-Si(234a) 및 AlSi(234b)의 적층체를 가질 수 있다. 또한, 제1 용수철(218) 및 제2 용수철(226)은, a-Si(226a)를 이용하여 형성할 수 있다. 한편, 셔터(210), 제1 용수철(218), 제2 용수철(226), 및 앵커부(234)는, MEMS셔터(202)로서 동작가능한 구조를 갖고 있으면, 이 구조 및 재료에 한정되지 않는다.
셔터(210), 제1 용수철(218), 제2 용수철(226), 및 앵커부(234)가 형성된 기판(101)상에, 제2 절연막(115)이 형성된다. 제2 절연막(115)은, 도시한 바와 같이, 셔터(210), 제1 용수철(218), 제2 용수철(226), 및 앵커부(234)의 측부나 하부를 덮도록 형성된다. 이에 의해, MEMS셔터(202)의 동작시, a-Si로 이루어지는 셔터(210), 제1 용수철(218), 및 제2 용수철(226)이 변위하여 다른 부분과 접촉하여 떨어질 수 없게 되거(sticking)나 단락하는 것을 방지할 수 있다. 제2 절연막(115)은, 제1 절연막(113)과 마찬가지로, 투광성을 갖고, 또한, 커버리지(coverage) 및 절연 내압이 높은 것으로, 실리콘 질화막을 이용하여 CVD법 등에 의해 형성할 수 있다. CVD법을 이용하는 것에 의해, 200℃ 정도의 온도에서, 기판(101) 위, 및, 기판(101)으로부터 이격하여 형성된 셔터(210), 제1 용수철(218), 및 제2 용수철(226)의 측부나 하부에도 제2 절연막(115)이 형성된다. 또한, 제2 절연막(115)은, 단락을 막는 구조를 갖고, MEMS셔터(202)의 정전구동 동작을 양호하게 행할 수 있는 것이라면, 도 5에 도시한 구조 및 상술한 재료에 한정되지 않는다.
단자(102)상에 형성된 제1 절연막(113) 및 제2 절연막(115)은, 단자(102)가 노출되도록 에칭에 의해 제거되고, 도 5에 도시한 바와 같이 단자(102)를 노출시키는 단자개구부(단자노출부)(102k)가 형성된다.
이하, 도 6 및 도 7을 참조하고, 본 발명에 의한 표시장치(100)에 대한 일반적인 표시장치에 있어서의 단자부의 제조 공정에 대하여 설명한다.
도 6은, 일반적인 표시장치의 단자부의 제조 공정을 도시하는 도이며, (a)는 제1 절연막(113)을 형성하는 공정을 도시하는 단면도이며, (b)는 제2 절연막(115)을 형성하는 공정을 도시하는 단면도이며, (c)는 기판(101)에 대향기판(109)을 접합하는 공정을 도시하는 단면도이며, (d)는 단자개구부(102k)를 형성하는 공정을 도시하는 단면도이다. 도 7은, 일반적인 표시장치의 표시부 및 단자부의 제조 공정을 나타내는 도이며, (a)는 제2 절연막(115)을 형성하는 공정을 도시하는 단면도이며, (b)는 단자개구부(102k)를 형성하는 공정을 도시하는 단면도이다.
도 6(a)에 도시하는 바와 같이, 우선, 단자(102)가 형성된 기판(101)상에 제1 절연막(113)을 형성하고, 단자개구부(102k)가 형성되는 위치의 제1 절연막(113)을 에칭에 의해 제거한다. 제1 절연막(113)은, 상술한 바와 같이, CVD법을 이용하여 실리콘 질화막을 형성할 수 있다. 실리콘 질화막을 CVD법에 의해 형성하는 것으로, 기판(101)상에 200℃ 정도의 온도에서 제1 절연막(113)을 형성할 수 있다. 에칭 방법으로, 실리콘 질화막으로 이루어진 제1 절연막(113)을 에칭할 경우에는, CF4가스나 SF6가스 등의 불소를 포함하는 가스와, O2가스와의 혼합 가스 등을 이용한 RIE법에 의한 드라이 에칭을 적용할 수 있다.
다음으로, 도 6(b)에 도시한 바와 같이, 제1 절연막(113)상에 제2 절연막(115)을 형성한다. 이 때, 도 7 (a)에 도시한 바와 같이, 제1 절연막(113)상에는, 셔터(210), 제1 용수철(218), 제2 용수철(226), 및 앵커부(234)가 형성되어 있고, 이 측부 및 하부를 덮도록 제2 절연막(115)이 형성된다. 제2 절연막(115)에 대해서도, 상술한 제1 절연막(113)과 마찬가지로, 투광성을 갖고, 또한, 커버리지가 높고, 절연 내압이 높은 것으로, CVD법을 이용하여 실리콘 질화막을 형성할 수 있다.
다음으로, 도 6(c)에 도시하는 바와 같이, 씰재(108)를 개재하여 기판(101)상에, 대향기판(109)이 접합된다. 대향기판(109)은, 예를 들면, 유리기판과 유리기판상에 배치된 반사막으로부터 구성할 수 있다. 반사막은, 기판(101)과 대향하는 유리기판의 면상에 배치되고, 유리기판에 접하는 측의 반사율이 높고, 기판(101)과 대향하는 쪽의 반사율이 낮도록 형성할 수 있다. 이 반사막은, 도시하지 않았으나, 대향기판(109)의 이면측(기판(101)과 대향하는 면을 표면으로 했을 때의 대향기판(109)의 하면(下面)측)에 배치된 백라이트로부터의 광을 투과시키는 광투과부를 갖는다. 광투과부는, 반사막에 구비된 개구부일 수 있다. 백라이트로부터의 광은, 대향기판(109)의 유리기판을 통과하여 반사막에 형성된 광투과부를 통과한 후, 기판(101)에 형성된 MEMS셔터(202)에 도달한다. 이 때, 셔터(210)의 개구부(212), (214)와 대향기판(109)의 광투과부가 평면방향으로 겹쳐지도록 기판(101)과 대향기판(109)이 접합되는 것에 의해, 셔터(210)의 개구부(212, 214)를 통과하는 광량을, MEMS셔터(202)의 동작에 의해 제어하는 것이 가능해진다. 또한, 대향기판(109)의 반사막은, 상술한 바와 같이, 유리기판에 접하는 면의 반사율을 높은 것으로 함으로써, 백라이트로부터의 광을 반사시켜 광량을 늘릴 수 있고, 기판(101)과 대향하는 면의 반사율을 낮은 것으로 함으로써, 불필요한 광의 반사를 억제할 수 있다.
기판(101)과 대향기판(109)을 씰재(108)에 의해 접합한 후, 기판(101)과 대향기판(109)과의 사이 공간에, 덤핑재를 봉입할 수 있다. 덤핑재로서는, 예를 들면, 실리콘 오일을 이용할 수 있다. 덤핑재는, MEMS셔터(202)의 동작을 방해하지 않고, 동시에 부식 등을 일으키지 않도록 소망의 점성을 갖는 재료나 봉입 조건을 선택할 수 있다. 이에 의해, 외부로부터의 충격에 의한 MEMS셔터(202)이 과도한 진동 등을 억제하고, MEMS셔터(202)의 일부가 다른 부분과 접촉하여 떨어질수 없게 되는 스티킹을 억제할 수 있다.
다음으로, 도 6(d) 및 도 7(b)에 도시한 바와 같이, 단자(102)상의 제2 절연막(115)을, 에칭에 의해 제거하여 단자(102)를 노출시키는 단자개구부(102k)를 형성한다. 단자개구부(102k)에 의해, 단자(102)가 외부단자(미도시)와 전기적으로 접속되고, 외부회로(미도시)로부터의 전원이나 신호의 공급을 받을 수 있다. 에칭 방법으로는, 상술한 제1 절연막(113)의 에칭 방법과 마찬가지로, CF4가스나 SF6가스 등의 불소를 포함하는 가스와, O2가스와의 혼합 가스 등을 이용한 RIE법에 의한 드라이 에칭을 적용할 수 있다.
그러나, 제2 절연막(115)을 에칭에 의해 제거할 때에, 단자(102)를 덮는 제1 절연막(113)과 제2 절연막(115)이, 예를 들어 모두 동일한 실리콘 질화막인 경우, 제1 절연막(113)과 제2 절연막(115)에서 에칭 레이트가 동일하기 때문에, 제2 절연막(115)만을 제거하여, 기판(101)을 보호하는 제1 절연막(113)을 충분한 막두께를 갖도록 잔류시키는 것이 어렵다. 도 6(d) 및 도 7(b)에 도시한 바와 같이, 단자부의 제1 절연막(113)을 필요이상으로 지나치게 깎아버리는 경우가 있다. 이에 의해, TFT기판인 기판(101)에 형성된 배선 등이 노출하여, 절연 불량이나 도통불량의 원인이 될 우려가 있다.
여기서, 본 발명자는, 표시장치의 단자부에 있어서의 TFT기판의 표면보호막(절연막)의 막감소를 억제하여, TFT기판의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 표시장치를 고찰하고, 이하에 도시하는 본 발명의 실시예에 따른 표시장치에 이르렀다.
(제1 실시예)
이하, 도 8 내지 도 10을 참조하여, 본 발명의 제1 실시예에 따른 표시장치의 단자부의 제조 공정에 대하여, 설명한다.
도 8은, 본 발명의 제1 실시예에 따른 표시장치(100)의 표시부(101a) 및 단자부(101e)를 도시하는 단면도이다. 도 9는, 본 발명의 제1 실시예에 따른 표시장치(100)의 단자부(101e)의 제조 공정을 도시하는 도이며, (a)는 제1 절연막(103) 및 제2 절연막(104)을 형성하는 공정을 도시하는 단면도이며, (b)는 단자(102)를 개구하는 부분을 형성하는 공정을 도시하는 단면도이며, (c)는 제3 절연막(105)을 형성하는 공정을 도시하는 단면도이며, (d)는 기판(101)에 대향기판(109)을 접합하는 공정을 도시하는 단면도이며, (e)는 단자(102)를 개구하는 공정을 도시하는 단면도이다. 도 10은, 본 발명의 제1 실시예에 따른 표시장치(100)의 표시부(101a) 및 단자 (101e)의 제조 공정에 있어서, 제3 절연막(105)을 형성하는 공정을 도시하는 단면도이다.
도 8에 도시하는 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 표시장치(100)는, 표시부(101a)에 있어서, TFT기판인 기판(101)상에 배치된 제1 절연막(103)상에 제2 절연막(104)이 배치되고, 제2 절연막(104)상에, MEMS셔터(202)가 배치된다. MEMS셔터(202)는, 셔터(210), 제1 용수철(218), 제2 용수철(226), 및 앵커부(234)을 포함한다. 제2 절연막(104)이 배치된 기판(101)상 및 MEMS셔터(202)의 측부에는, 제3 절연막(105)이 배치된다. 표시부(101a) 상에는, 대향기판(109)이 씰재(108)을 개재하여 기판(101)에 접합된다. 또한, 단자부(101e)에 있어서는, 기판(101)상에 배치된 단자(102)상에, 제1 절연막(103)이 배치되고, 제1 절연막(103)상에 제2 절연막(104)이 배치되고, 제1 절연막(103) 및 제2 절연막(104)을 개구하는 개구부인 단자개구부(102k)에 의해, 단자(102)의 일부가 노출된다. 이 단자개구부(102k)에 의해, 단자(102)를 외부단자(미도시)와 전기적으로 접속할 수 있기 때문에, 외부회로(미도시)로부터의 전원이나 신호 공급을 받을 수 있다.
이하, 도 9 및 도 10을 참조하고, 본 발명에 의한 표시장치(100)의 단자부(101e) 및 표시부(101a)의 제조 공정에 대하여 설명한다.
도 9 (a)에 도시하는 바와 같이, 단자(102)가 형성된 기판(101)상에 제1 절연막(103)을 형성하고, 단자개구부(102k)가 형성되는 위치의 제1 절연막(103)을 에칭에 의해 제거한 후, 제2 절연막(104)을 형성한다. 제1 절연막(103)은, TFT기판인 기판(101)의 표면을 보호하는 절연막이다. 제1 절연막(103)은, 상술한 제1 절연막(113)과 마찬가지로, 투광성을 갖고, 또한, 커버리지(coverage)나 절연 내압이 높은 것으로, 실리콘 질화막을 이용하여 CVD법에 의해 형성할 수 있다. CVD법에 의하면, 200℃ 정도의 온도로, 실리콘 질화막으로 이루어진 제1 절연막(103)을 기판(101)상에 형성할 수 있다. 이에 의해, TFT기판의 신뢰성을 손상하지 않고, 단자(102)가 형성된 기판(101)상에 제1 절연막(103)을 형성할 수 있다. 제1 절연막(103)을 형성한 후, 단자개구부(102k)가 형성되는 위치의 제1 절연막(103)을 에칭에 의해 제거한다. 에칭 방법으로는, 제1 절연막(103)이 실리콘 질화막일 때, CF4가스나 SF6가스 등의 불소계 가스와, O2가스와의 혼합 가스 등을 이용한 RIE법에 의한 드라이 에칭을 적용할 수 있다.
단자개구부(102k)가 형성되는 위치의 제1 절연막(103)을 제거한 후, 제1 절연막(103)상에 제2 절연막(104)을 형성한다. 제2 절연막(104)은, 제1 절연막(103)에 대하여, 후술하는 에칭 공정에 있어서 소망의 선택비를 얻을 수 있는 재료를 이용하면 좋고, 특히 재료에 관한 제한은 없다. 예를 들면, 제1 절연막(103)에 실리콘 질화막을 이용하는 경우에는, 제2 절연막(104)에 실리콘 질화막과는 다른 에칭 레이트를 갖는 실리콘 산화막(SiO)을 이용할 수 있다. 제2 절연막(104)에 실리콘 산화막을 이용할 경우에는, CVD법 등에 의해 형성할 수 있다. 또한, 제2 절연막(104)은, 예를 들면 실리콘 질화막인 제1 절연막(103)과 소망의 선택비를 얻을 수 있으면, 실리콘 산질화막(SiON)이나 수지일 수도 있다. 이 때, 제1 절연막(103)과 제2 절연막(104)과의 선택비는, 제2 절연막(104)/제1 절연막(103)=5∼10 정도인 것이 바람직하다. 또한, 제2 절연막(104)의 막두께를 두껍게 형성하는 것에 의해, 제1 절연막(103)과 제2 절연막(104)이 에칭 조건을 다르게 할 수 있다. 이에 의해, 후술하는 에칭 공정에 있어서, 제1 절연막(103)을 충분한 막두께를 남긴 채, 단자(102)를 노출시키는 단자개구부(102k)를 형성할 수 있다.
다음으로, 도 9(b)에 도시하는 바와 같이, 단자개구부(102k)가 형성되는 위치의 제2 절연막(104)을 에칭에 의해 제거하여 단자(102)를 노출시킨다. 에칭 방법으로, 제2 절연막(104)의 재료에 따른 에천트를 이용한 웨트(wet) 에칭 또는 에칭가스를 이용한 드라이 에칭으로 이용할 수 있다. 제2 절연막(104)에 실리콘 산화막을 이용할 경우, HF희석 수용액이나, NH4F수용액을 에칭액으로서 이용하는 웨트(wet) 에칭을 들 수 있다. 또, CF4가스나 SF6가스 등의 불소계 가스와, O2가스와의 혼합 가스 등을 이용한 RIE법에 의한 드라이 에칭을 적용할 수 있다.
다음으로, 도 9(c) 및 도 10에 도시하는 바와 같이, 제2 절연막(104)상에 제3 절연막(105)을 형성한다. 제3 절연막(105)은, 도 7(a)에 도시하여 상술한 제2 절연막(115)과 마찬가지로, 셔터(210), 제1 용수철(218), 제2 용수철(226), 및 앵커부(234)의 측부나 하부를 덮도록 형성된다. 이에 의해, MEMS셔터(202)의 동작시, a-Si로 이루어지는 셔터(210), 제1 용수철(218), 및 제2 용수철(226)이 변위하여, 다른 부분과 접촉하여 떨어지지 않게 되거나 단락하는 것을 막을 수 있다. 따라서, 제3 절연막(105)은, 커버리지(coverage)가 높고, 절연 내압이 높은 것으로, 제1 절연막(103)과 마찬가지로, 실리콘 질화막을 이용하여 CVD법에 의해 형성할 수 있다. CVD법에 의해 실리콘 질화막을 형성하는 것에 의해, 200℃ 정도의 온도에서, 기판(101) 위, 및, 기판(101)에서 이격하여 형성된 셔터(210), 제1 용수철(218), 및 제2 용수철(226)의 측부나 하부에 제3 절연막(105)을 형성할 수 있다. 제3 절연막(105)은, 제2 절연막(104)에 대하여, 후술하는 에칭 공정에 있어서 소망의 선택비를 얻을 수 있는 재료를 이용하고, 단락을 방지하는 구조를 가지고 있어 MEMS셔터(202)의 정전구동 동작을 양호하게 행할 수 있는 것이라면, 상술한 구조 및 재료에 한정되지 않는다. 또한, 제2 절연막(104)과 제3 절연막(105)과의 선택비는, 제3 절연막(105)/제2 절연막(104)=10∼20 정도인 것이 바람직하다.
다음으로, 도 9(d)에 도시하는 바와 같이, 씰재(108)을 개재하여 기판(101)상에 대향기판(109)을 접합한 후, 도 9(e)에 도시하는 바와 같이, 제3 절연막(105)을 에칭에 의해 제거하여, 단자(102)을 노출시키는 단자개구부(102k)를 형성한다. 에칭 방법으로는, 제3 절연막(105)의 재료에 따른 에천트를 이용한 웨트(wet) 에칭 또는 에칭가스를 이용한 드라이 에칭으로 이용할 수 있다. 또한, 제2 절연막(104)이 실리콘 산화막이며, 제3 절연막(105)이 실리콘 질화막일 경우에는, CF4가스나 SF6가스 등의 불소계 가스와, O2가스와의 혼합가스 등을 이용한 RIE법에 의한 드라이 에칭을 적용할 수 있다. 또한, 웨트(wet) 에칭의 경우에는, 인산용액등을 이용할 수 있다. 이 때, 씰재(108)는, 이러한 에천트 또는 에칭가스에 의해 에칭되지 않는 재료를 이용하는 것으로 한다. 상술한 바와 같이, 제2 절연막(104)은, 제3 절연막(105) 및 제1 절연막(103)과는 다른 에칭 레이트를 갖기 때문에, 도 9(e)에 도시하는 바와 같이, 제2 절연막(104)을 에칭 스토퍼로 하는 것이 가능하여, 제1 절연막(103)을 에칭 하지 않고, 제3 절연막(105)의 에칭을 종료시킬 수 있다.
따라서, 본 발명의 제1 실시예에 의하면, 단자부(101e)에 있어서 단자(102)을 노출시켜 단자개구부(102k)를 형성할 때에, 기판(101)에 형성된 TFT나 배선 등을 노출시키지 않고 단자(102)를 덮는 제3 절연막(105)을 제거할 수 있기 때문에, 배선 등의 절연 불량이나 도통불량을 방지할 수 있고, TFT기판의 신뢰성을 유지할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 표시장치 및 그 제조 방법에 의하면, TFT기판의 표면을 보호하는 절연막의 막감소를 억제하면서, 단자상의 절연막을 제거할 수 있고, TFT기판의 신뢰성향상을 도모할 수 있는 표시장치 및 그 제조 방법을 제공할 수 있다.
또한, 도시하지 않았지만, 제1 절연막(103)을 충분한 막두께를 남겨서 에칭할 수 있는 경우에는, 제3 절연막(105)뿐만 아니라 제2 절연막(104)까지도 에칭에 의해 제거할 수 있다.
(제2 실시예)
이하, 도 11을 참조하여, 본 발명의 제2 실시예에 따른 표시장치(100)의 단자부(101e)의 제조 공정에 대하여 설명한다. 또한, 상술한 제1 실시예에 따른 표시장치(100)의 단자부(101e)의 제조 공정과 동일한 공정에 대해서는 설명을 생략한다.
도 11은, 본 발명의 제2 실시예에 따른 표시장치(100)의 단자부(101e)의 제조 공정을 도시하는 도이며, (a)는 제1 절연막(103) 및 제2 절연막(104)을 형성하는 공정을 도시하는 단면도이며, (b)는 단자(102)을 개구하는 부분을 형성하는 공정을 도시하는 단면도이며, (c)는 제3 절연막(105)을 형성하는 공정을 도시하는 단면도이며, (d)는 기판(101)에 대향기판(109)을 접합하는 공정을 도시하는 단면도이며, (e)는 단자(102)을 개구하는 공정을 도시하는 단면도이다.
도 11(a)에 도시하는 바와 같이, 단자(102)가 형성된 기판(101)상에 제1 절연막(103) 및 제2 절연막(104)을 형성한다. 상술한 제1 실시예와는 다르게, 제1 절연막(103)을 에칭하지 않고, 제2 절연막(104)을 제1 절연막(103)상에 형성한다. 이 때, 제1 절연막(103)과 제2 절연막(104)과는, 서로 다른 에칭 레이트를 갖는 재료를 이용하는 것으로 한다. 또한, 제1 절연막(103) 및 제2 절연막(104)은, 상술한 제1 실시예에 따른 제1 절연막(103) 및 제2 절연막(104)과 동일한 재료 및 방법을 이용하여 형성할 수 있다.
다음으로, 도 11(b)에 도시하는 바와 같이, 단자개구부(102k)가 형성되는 위치의 제1 절연막(103) 및 제2 절연막(104)을, 에칭에 의해 제거하여 단자(102)을 노출시킨다. 에칭 방법으로, CF4가스나 SF6가스 등의 불소계 가스와, O2가스와의 혼합 가스 등을 이용한 RIE법에 의한 드라이 에칭을 적용할 수 있다.
다음으로, 도 11(c)에 도시하는 바와 같이, 제2 절연막(104)상에 제3 절연막(105)을 형성한다. 제2 절연막(104)과 제3 절연막(105)은, 다른 에칭 레이트를 갖는 재료를 이용하는 것으로 한다. 또한, 제3 절연막(105)은, 상술한 제1 실시예에 따른 제3 절연막(105)과 동일한 재료 및 방법을 이용하여 형성할 수 있다.
다음으로, 도 11(d)에 도시하는 바와 같이, 씰재(108)를 개재하여 기판(101)상에 대향기판(109)을 접합한 후, 도 11(e)에 도시하는 바와 같이, 제3 절연막(105)을 에칭에 의해 제거하고, 단자(102)을 노출시키는 단자개구부(102k)를 형성한다. 에칭 방법으로는, 상술한 제1 실시예와 마찬가지로, 제3 절연막(105)의 재료에 따른 에천트를 이용한 웨트(wet) 에칭 혹은 에칭가스를 이용한 드라이 에칭을 이용할 수 있다. 이 때, 제2 절연막(104)이, 제3 절연막(105) 및 제1 절연막(103)과는 다른 에칭 레이트를 갖기 때문에, 제2 절연막(104)을 에칭 스토퍼로 하는 것이 가능하여, 제1 절연막(103)을 에칭 하지 않고, 제3 절연막(105)의 에칭을 종료시킬 수 있다.
따라서, 본 발명의 제2 실시예에 의하면, 단자부(101e)에 있어서 단자(102)를 노출시켜 단자개구부(102k)를 형성할 때에, 기판(101)에 형성된 TFT나 배선 등을 노출시키지 않고 단자(102)를 덮는 제3 절연막(105)을 제거할 수 있기 때문에, 상술한 제1 실시예와 마찬가지로, 배선 등의 절연 불량이나 도통불량을 방지할 수 있고, TFT기판의 신뢰성을 유지할 수 있다.
(제3 실시예)
이하, 도 12를 참조하여, 본 발명의 제3 실시예에 따른 표시장치(100)의 단자부(101e)의 제조 공정에 대하여 설명한다. 한편, 상술한 제1 실시예에 따른 표시장치(100)의 단자부(101e)의 제조 공정과 동일한 공정에 대하여는 설명을 생략한다.
도 12는, 본 발명의 제3 실시예에 따른 표시장치(100)의 단자부(101e)의 제조 공정을 도시하는 도이며, (a)는 제1 절연막(103) 및 제2 절연막(104)을 형성하는 공정을 도시하는 단면도이며, (b)는 제3 절연막(105)을 형성하는 공정을 도시하는 단면도이며, (c)는 기판(101)에 대향기판(109)을 접합하는 공정을 도시하는 단면도이며, (d)는 단자(102)를 게구하는 공정을 도시하는 단면도이다.
도 12 (a)에 도시하는 바와 같이, 단자(102)가 형성된 기판(101)상에 제1 절연막(103)을 형성한 후, 제2 절연막(104)을 형성한다. 제1 절연막(103)은, 상술한 제1 실시예와 마찬가지로, 단자개구부(102k)가 형성되는 위치의 제1 절연막(103)을 에칭에 의해 제거한다. 단자개구부(102k)가 형성되는 위치의 제1 절연막(103)을 제거한 후, 제1 절연막(103)상에 제2 절연막(104)을 형성한다. 상술한 제1 실시예와 마찬가지로, 제1 절연막(103)과 제2 절연막(104)과는, 서로 다른 에칭 레이트를 갖는 재료를 이용하는 것으로 한다. 또한, 제1 절연막(103) 및 제2 절연막(104)은, 상술한 제1 실시예에 따른 제1 절연막(103) 및 제2 절연막(104)과 동일한 재료 및 방법을 이용하여 형성할 수 있다.
다음으로, 도 12(b)에 도시하는 바와 같이, 제2 절연막(104)상에 제3 절연막(105)을 형성한다. 제2 절연막(104)과 제3 절연막(105)과는, 다른 에칭 레이트를 갖는 재료를 이용하는 것으로 한다. 또한, 제3 절연막(105)은, 상술한 제1 실시예에 따른 제3 절연막(105)과 동일한 재료 및 방법을 이용하여 형성할 수 있다.
다음으로, 도 12(c)에 도시하는 바와 같이, 씰재(108)를 개재하여 기판(101)상에 대향기판(109)을 접합한 후, 도 12(d)에 도시하는 바와 같이, 제2 절연막(104) 및 제3 절연막(105)을 에칭에 의해 제거하고, 단자(102)를 노출시키는 단자개구부(102k)를 형성한다. 에칭 방법으로는, 상술한 제1 실시예와 마찬가지로, 제3 절연막(105)의 재료에 따른 에천트를 이용한 웨트(wet)에칭 또는 에칭가스를 이용한 드라이 에칭을 이용할 수 있다. 이 때, 제2 절연막(104)이, 제3 절연막(105) 및 제1 절연막(103)과는 다른 에칭 레이트를 갖기 때문에, 제2 절연막(104)을 에칭 스토퍼로 하는 것이 가능하여, 제1 절연막(103)을 에칭하지 않고, 제3 절연막(105)의 에칭을 종료시킬 수 있다.
따라서, 본 발명의 제3 실시예에 의하면, 단자부(101e)에 있어서 단자(102)를 노출시켜 단자개구부(102k)를 형성할 때, 기판(101)에 형성된 TFT나 배선 등을 노출시키지 않고 단자(102)를 덮는 제2 절연막(104) 및 제3 절연막(105)을 제거할 수 있기 때문에, 상술한 제1 및 제2 실시예와 마찬가지로, 배선 등의 절연 불량이나 도통불량을 방지할 수 있고, TFT기판의 신뢰성을 유지할 수 있다.
(제4 실시예)
이하, 도 13을 참조하여, 본 발명의 제4 실시예에 따른 표시장치(100)의 단자부(101e)의 제조 공정에 대하여 설명한다. 또한, 상술한 제1 실시예에 따른 표시장치(100)의 단자부(101e)의 제조 공정과 동일한 공정에 대하여는 설명을 생략한다.
도 13은, 본 발명의 제4 실시예에 따른 표시장치(100)의 단자부(101e)의 제조 공정을 도시하는 도이며, (a)는 제1 절연막(103) 및 하층의 제2 절연막(104a)를 형성하는 공정을 도시하는 단면도이며, (b)는 상층의 제2 절연막(104b)를 형성하는 공정을 도시하는 단면도이며, (c)는 제3 절연막(105)을 형성하는 공정을 도시하는 단면도이며, (d)는 기판(101)에 대향기판(109)을 접합하는 공정을 도시하는 단면도이며, (e)는 단자(102)를 개구하는 공정을 도시하는 단면도이다.
또한, 본 실시예에 있어서는, 상술한 제1 내지 제3 실시예에 따른 제2 절연막(104)이 2층의 적층구조인 것을 도시하기 위해, 설명의 편의상, 하층의 제2 절연막(104a)과 상층의 제2 절연막(104b)으로 도시하고 있다. 이 때문에, 하층의 제2 절연막(104a)과 상층의 제2 절연막(104b)과는, 하층과 상층의 상하가 반대로 되는 경우도 있으며, 이에 한정되지 않는다. 또한, 제2 절연막(104)이 2층 이상의 적층구조를 가질 수도 있다.
도 13(a)에 도시하는 바와 같이, 단자(102)가 형성된 기판(101)상에 제1 절연막(103)을 형성한 후, 하층의 제2 절연막(104a)를 형성하고, 단자개구부(102k)가 형성되는 위치의 제1 절연막(103) 및 하층의 제2 절연막(104a)을 에칭에 의해 제거한다. 제1 절연막(103) 및 하층의 제2 절연막(104a)은, 도 11(a) 및 (b)에 도시하여 상술한 제2 실시예에 따른 제조 공정과 동일하게 형성할 수 있기 때문에, 상세한 제조 공정에 대해서는 설명을 생략한다. 따라서, 제1 절연막(103)과 하층의 제2 절연막(104a)과는, 상술한 제1 실시예에 따른 제1 절연막(103) 및 제2 절연막(104)과 마찬가지로, 서로 다른 에칭 레이트를 갖는 재료를 이용하는 것으로 한다. 또한, 제1 절연막(103) 및 하층의 제2 절연막(104a)은, 상술한 제1 실시예에 따른 제1 절연막(103) 및 제2 절연막(104)과 동일한 재료 및 방법을 이용하여 형성할 수 있다.
다음으로, 도 13(b)에 도시하는 바와 같이, 하층의 제2 절연막(104a)상에 상층의 제2 절연막(104b)을 형성한다. 상층의 제2 절연막(104b)은, 하층의 제2 절연막(104a)과 마찬가지로, 상술한 제1 실시예에 따른 제2 절연막(104)과 동일한 재료 및 방법을 이용하여 형성할 수 있다. 따라서, 하층의 제2 절연막(104a)이 예를 들면 실리콘 산화막일 때, 상층의 제2 절연막(104b)도 또한 실리콘 산화막일 수 있고, 실리콘 산질화막일 수도 있다.
다음으로, 도 13(c)에 도시하는 바와 같이, 상층의 제2 절연막(104b)상에 제3 절연막(105)을 형성한다. 상층의 제2 절연막(104b)과 제3 절연막(105)은, 다른 에칭 레이트를 갖는 재료를 이용하는 것으로 한다. 또한, 제3 절연막(105)은, 상술한 제1 실시예에 따른 제3 절연막(105)과 동일한 재료 및 방법을 이용하여 형성할 수 있다.
다음으로, 도 13(d)에 도시하는 바와 같이, 씰재(108)를 개재하여 기판(101)상에 대향기판(109)을 접합한 후, 도 13(e)에 도시하는 바와 같이, 상층의 제2 절연막(104b) 및 제3 절연막(105)을 에칭에 의해 제거하여, 단자(102)를 노출시키는 단자개구부(102k)를 형성한다. 에칭 방법으로는, 상술한 제1 실시예와 마찬가지로, 제3 절연막(105)의 재료에 따른 에천트를 이용한 웨트(wet) 에칭 또는 에칭가스를 이용한 드라이 에칭으로 이용할 수 있다. 이 때, 제2 절연막(104)이, 제3 절연막(105) 및 제1 절연막(103)과는 다른 에칭 레이트를 갖기 때문에, 제2 절연막(104)을 에칭 스토퍼로 하는 것이 가능하여, 제1 절연막(103)을 에칭하지 않고, 제3 절연막(105)의 에칭을 종료시킬 수 있다.
따라서, 본 발명의 제4 실시예에 의하면, 단자부(101e)에 있어서 단자(102)를 노출시켜 단자개구부(102k)를 형성할 때, 기판(101)에 형성된 TFT나 배선 등을 노출시키지 않고 단자(102)를 덮는 제2 절연막(104a) 및 제3 절연막(105)을 제거할 수 있기 때문에, 상술한 제1 내지 제3 실시예와 마찬가지로, 배선 등의 절연 불량이나 도통불량을 방지할 수 있고, TFT기판의 신뢰성을 유지할 수 있다.
(제5 실시예)
상술한 제1 내지 제4 실시예에 있어서는, 제2 절연막(104)((104a)도 포함한다)이, 단자(102)의 근방에서 표시부측까지 연재하여 형성되고 있지만, 씰재(108)로부터 표시부측의 영역에 있어서는, 제2 절연막(104)을 형성하지 않는 구성일 수 있다. 씰재(108)로부터 표시부측의 영역에 제2 절연막(104)을 제거하는 공정을 포함할 수 있다. 이러한 구성에 있어서도, TFT기판의 표면을 보호하는 절연막의 막감소를 억제하면서, 단자상의 절연막을 제거할 수 있다.
이상, 본 발명의 제1 내지 제5의 실시예에 의하면, TFT기판의 표면을 보호하는 절연막의 막감소를 억제하면서, 단자상 절연막을 제거할 수 있다. 따라서, 본실시예에 따른 표시장치 및 그 제조 방법에 의하면, TFT기판을 제조할 때의 수율을 향상시키고, 그 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
101 : 기판 101a : 표시부
101b : 구동회로 101c : 구동회로
101d : 구동회로 101e : 단자부
102 : 단자 102k : 단자개구부
109 : 대향기판 122 : 백라이트
200 : 화소 202 : MES셔터
210 : 셔터 212 : 개구부
214 : 개구부 216 : 제1 용수철
224 : 제2 용수철 234 : 앵커부
238 : 앵커부

Claims (11)

  1. 기판상에 배치된 복수의 데이터선과 복수의 게이트선과의 교점의 각각에 대응하여 배치되는 복수의 화소와,
    상기 기판상에 배치된 제1 절연막과,
    상기 제1 절연막의 상층에 상기 제1 절연막의 적어도 일부와 접하여 배치되고, 상기 제1 절연막과는 다른 재질의 막인 제2 절연막과,
    상기 제2 절연막상에 상기 복수의 화소의 각각에 대응하여 배치되고, 측부에 제3 절연막이 배치되는 복수의 MEMS셔터와,
    상기 복수의 게이트선 및 상기 복수의 데이터선에 전위를 공급하는 복수의 단자이며, 상기 복수의 단자의 상부에 배치된 상기 제1 절연막 및 상기 제2 절연막의 개구부로부터 상기 전위의 공급을 받는 상기 복수의 단자를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2 절연막은,
    상기 제1 절연막 및 상기 제3 절연막과는 다른 에칭 레이트를 갖는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 MEMS셔터는,
    개구부를 갖는 셔터, 상기 셔터에 접속된 제1 용수철, 상기 제1 용수철에 접속된 제1 앵커, 제2 용수철, 및 상기 제2 용수철에 접속된 제2 앵커를 갖고,
    상기 제1 앵커와 상기 제2 앵커와의 전위차에 의해, 상기 제1 용수철과 상기 제2 용수철이 정전구동되는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 MEMS셔터는,
    상기 MEMS셔터의 각각에 대응하여 접속되는 스위칭 소자를 갖고,
    상기 제1 앵커와 상기 제2 앵커와의 전위차는, 상기 스위칭 소자에 의해 공급되는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 기판과 접합되는 광투과부를 갖는 대향기판과,
    상기 대향기판과 대향하여 배치되는 백라이트를 더 포함하고,
    상기 셔터의 상기 개구부와, 상기 대향기판의 상기 광투과부와의 겹치는 부분에서 상기 백라이트로부터 공급되는 광을 투과시키는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  6. 기판상에 복수의 스위칭 소자 및 복수의 단자를 형성하고,
    상기 복수의 스위칭 소자 및 상기 복수의 단자상에 제1 절연막을 형성하고,
    상기 제1 절연막상에, 상기 제1 절연막과는 다른 재질의 막인 제2 절연막을 형성하고,
    상기 복수의 단자상의 상기 제1 절연막 및 상기 제2 절연막을 에칭하여 상기 복수의 단자의 일부를 노출시키고,
    상기 제2 절연막상에, 상기 복수의 스위칭 소자에 의해 각각 구동되고, 개구부를 갖는 셔터, 상기 셔터에 접속된 제1 용수철, 상기 제1 용수철에 접속된 제1 앵커, 제2 용수철, 및 상기 제2 용수철에 접속된 제2 앵커를 갖는 복수의 MEMS셔터를 형성하고,
    상기 복수의 MEMS셔터 및 상기 복수의 단자상에 제3 절연막을 형성하고,
    상기 복수의 단자상의 상기 제3 절연막을 에칭하여 상기 복수의 단자의 일부를 노출시키는 것을 특징으로 하는 표시장치의 제조 방법.
  7. 기판상에 복수의 스위칭 소자 및 복수의 단자를 형성하고,
    상기 복수의 스위칭 소자 및 상기 복수의 단자상에 제1 절연막을 형성하고,
    상기 복수의 단자상의 상기 제1 절연막을 에칭하여 상기 복수의 단자의 일부를 노출시키고,
    상기 제1 절연막상에, 상기 제1 절연막과는 다른 재질의 막인 제2 절연막을 형성하고,
    상기 제2 절연막상에, 상기 복수의 스위칭 소자에 의해 각각 구동되고, 개구부를 갖는 셔터, 상기 셔터에 접속된 제1 용수철, 상기 제1 용수철에 접속된 제1 앵커, 제2 용수철, 및 상기 제2 용수철에 접속된 제2 앵커를 갖는 복수의 MEMS셔터를 형성하고,
    상기 복수의 MEMS셔터 및 상기 복수의 단자상에 제3 절연막을 형성하고,
    상기 복수의 단자상의 상기 제2 절연막 및 상기 제3 절연막을 에칭하여 상기 복수의 단자의 일부를 노출시키는 것을 특징으로 하는 표시장치의 제조 방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 제2 절연막은,
    상기 제1 절연막 및 상기 제3 절연막과는 다른 에칭 레이트를 갖는 성막재료를 이용하여 형성하는 것을 특징으로 하는 표시장치의 제조 방법.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 제2 절연막은,
    복수의 층으로 이루어지는 적층구조로 형성하는 것을 특징으로 하는 표시장치의 제조 방법.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 제1 절연막 및 상기 제3 절연막은,
    CVD법을 이용하여 실리콘 질화막을 형성하는 것을 특징으로 하는 표시장치의 제조 방법.
  11. 제6항에 있어서,
    상기 기판상의 복수의 스위칭 소자가 형성된 면과 대향하여 대향기판이 씰재를 개재하여 접합되는 것을 특징으로 하는 표시장치의 제조 방법.
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