KR101795766B1 - Method for fabricating array substrate for liquid crystal display device of touch panel in cell type and method for the same - Google Patents
Method for fabricating array substrate for liquid crystal display device of touch panel in cell type and method for the sameInfo
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Abstract
본 발명은 수평 전계 방식 액정표시장치용 어레이기판 및 그 제조방법에 관한 것으로, 개시된 구성은 기판상에 일 방향으로 연장되고 서로 평행하게 이격된 다수의 게이트배선 및 공통배선과 함께 이 공통배선 상에 보조공통배선을 형성하는 단계; 상기 게이트배선과 공통배선 및 보조공통배선을 포함한 기판 전면에 상기 공통배선을 노출시키는 게이트절연막을 형성하는 단계; 상기 게이트배선 상부의 게이트절연막 상에 활성층을 형성하는 단계; 상기 게이트절연막 상에 상기 게이트배선과 교차하여 이루는 지역에 적색 (R), 녹색(G), 청색(B) 화소영역을 정의하는 다수의 데이터배선과 함께 상기 활성층의 채널영역을 사이에 두고 이격되는 소스전극과 드레인전극 및 상기 노출된 공통배선과 전기적으로 연결되는 금속배선을 형성하는 단계; 상기 데이터배선, 소스전극, 드레인전극 및 금속배선을 포함한 기판 전면에 보호막을 형성하고 상기 드레인전극을 노출시키는 단계; 및 상기 적색(R), 녹색 (G), 청색(B) 화소영역에 위치하는 보호막 상에 상기 드레인전극과 전기적으로 연결되고, 서로 이격된 다수개의 화소전극들을 형성하는 단계를 포함하여 구성된다.The present invention relates to an array substrate for a horizontal electric field type liquid crystal display device and a method of manufacturing the same and a method for manufacturing the same. Forming an auxiliary common wiring; Forming a gate insulating film on the entire surface of the substrate including the gate wiring, the common wiring, and the auxiliary common wiring to expose the common wiring; Forming an active layer on the gate insulating film above the gate wiring; A plurality of data lines for defining red (R), green (G), and blue (B) pixel regions are formed on the gate insulating film so as to intersect with the gate wirings, Forming source and drain electrodes and a metal wiring electrically connected to the exposed common wiring; Forming a protective film over the entire surface of the substrate including the data line, the source electrode, the drain electrode, and the metal line and exposing the drain electrode; And forming a plurality of pixel electrodes electrically connected to the drain electrode on the protection layer located in the red (R), green (G), and blue (B) pixel regions, and spaced apart from each other.
Description
본 발명은 액정표시장치(Liquid Crystal Display Device)에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 터치 패널 인 셀 방식(Touch Panel In Cell type)의 액정표시장치용 어레이기판 및 그 제조방법에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal display (LCD) device, and more particularly, to an array substrate for a liquid crystal display of a touch panel in cell type and a method of manufacturing the same.
액정표시장치는 비디오 신호에 대응하여 액정층에 전계를 통해 광투과율을 제어함으로써 화상을 표시한다. 이러한 액정표시장치는 소형 및 박형화와 저 소비전력의 장점을 가지는 평판 표시장치로서, 노트북 PC와 같은 휴대용 컴퓨터, 사무 자동화 기기, 오디어/비디오 기기 등으로 이용되고 있다.A liquid crystal display displays an image by controlling light transmittance through an electric field in a liquid crystal layer in accordance with a video signal. Such a liquid crystal display device is a flat panel display device having advantages of small size, thinness, and low power consumption, and is used as a portable computer such as a notebook PC, office automation equipment, and audio / video equipment.
특히, 액정 셀마다 스위칭소자가 형성된 액티브 매트릭스(Active Matrix) 타입의 액정표시장치는 스위칭소자와 능동적인 제어가 가능하기 때문에 동영상 구현에 유리하다.Particularly, an active matrix type liquid crystal display device in which a switching element is formed for each liquid crystal cell is advantageous for moving picture because it can actively control the switching element.
액티브 매트릭스 타입의 액정표시장치에 사용되는 스위칭 소자로는 주로 박막트랜지스터(Thin Film Transistor; 이하 "TFT")가 이용되고 있다.A thin film transistor (hereinafter referred to as "TFT") is mainly used as a switching element used in an active matrix type liquid crystal display device.
또한, 액정표시장치는 수동 발광소자로서, 액정표시패널의 배면에 배치된 백라이트유닛으로부터 발생하는 백라이트를 이용하여 화면의 휘도를 조절한다.In addition, the liquid crystal display device is a passive light emitting device, and the brightness of the screen is adjusted by using a backlight generated from the backlight unit disposed on the back surface of the liquid crystal display panel.
최근에는 이러한 액정표시장치 상에 터치 스크린 패널(Touch Screen Panel)을 부착하는 기술이 많이 제안되고 있으며, 그에 따른 제품들도 많이 출시되고 있다.In recent years, many technologies for attaching a touch screen panel on such a liquid crystal display device have been proposed, and many products therefor are being released.
이러한 터치스크린 패널은 일반적으로 표시장치상에 부착되어 손가락 또는 펜과 같은 불투명 물체와 접촉되는 터치 지점에서 전기적인 특성이 변하여 그 터치지점을 감지하는 유저 인터페이스를 말한다. 터치 스크린 패널이 부착된 액정표시장치는 사용자의 손가락 또는 터치 펜(touch pen) 등이 화면에 접촉될 때, 그 접촉 위치 정보를 검출하고 검출된 정보에 기반하여 다양한 어플리 케이션(Application)을 구현할 수 있다.Such a touch screen panel generally refers to a user interface that is attached on a display device and detects electrical touch at a touch point where the touch point is contacted with an opaque object such as a finger or a pen to sense the touch point. When a user's finger, touch pen, or the like touches the screen, the liquid crystal display with the touch screen panel detects the contact position information and can implement various applications based on the detected information have.
한편, 기존의 캐패시티브-센싱(capacitive - sensing) 인셀 터치(In Cell Touch) 기술은, 박막트랜지스터 기판 내에 존재하는 두개의 전극 사이에 형성된 캐패시턴스(capacitance)의 변화량을 신호로 검출하는 방식으로 별도의 전극 형성이 필요한 기술이다.Meanwhile, the existing capacitive-sensing In Cell Touch technology is a method of detecting the amount of change in capacitance formed between two electrodes existing in a thin film transistor substrate Is required to form an electrode.
2개의 공통전극을 이용하여 스캐닝(scanning)을 진행하게 되는데, IPS(In Plane Switching) 모드는 공통전극과 화소전극이 동일 평면 상에 형성되어 별도의 배선을 형성하는 공정을 거치게 되므로, 최소한 2 스텝 이상의 마스크 공정이 추가되는 단점이 있다.Scanning is performed using two common electrodes. In the IPS (In Plane Switching) mode, a common electrode and a pixel electrode are formed on the same plane to form a separate wiring, so that at least two steps There is a disadvantage in that a mask process is added.
따라서, 기존의 수평 전계 방식의 인셀 터치 방식의 액정표시장치용 어레이기판 구조는 공통전극 신호 전달을 위한 제3의 금속배선이 추가되어야 하기 때문에 적어도 7 마스크 공정에 의해 액정표시장치용 어레이기판을 제조하는 구조로 적용하고 있다. Therefore, the array substrate structure for the liquid crystal display device of the conventional in-cell touch type of the horizontal electric field method requires the addition of the third metal wiring for transmitting the common electrode signal, so that the array substrate for a liquid crystal display As shown in Fig.
이러한 관점에서, 종래기술에 따른 수평 전계 방식의 인셀 터치 방식의 액정표시장치용 어레이기판 구조에 대해 도 1 및 2를 참조하여 설명하면 다음과 같다. In this regard, an array substrate structure for an in-cell touch-type liquid crystal display of the horizontal electric field type according to the related art will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG.
도 1은 종래기술에 따른 수평 전계 방식의 인셀 터치 방식의 액정표시장치용 어레이기판의 평면도이다.1 is a plan view of an array substrate for a liquid crystal display of an in-cell touch system of a horizontal electric field type according to the related art.
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선에 따른 단면도로서, 종래기술에 따른 수평 전계 방식의 인셀 터치 방식의 액정표시장치용 어레이기판의 단면도이다.Fig. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II in Fig. 1, and is a cross-sectional view of an array substrate for a liquid crystal display of an in-cell touch system of the horizontal electric field type according to the related art.
종래기술에 따른 수평 전계 방식의 인셀 터치 방식의 액정표시장치는, 도 1 및 2에 도시된 바와 같이, 하부기판(11) 상에 일 방향으로 연장되고 서로 평행하게 이격된 다수의 게이트배선(13) 및 공통배선(13b)과; 상기 게이트배선(13)과 교차하고, 이 교차하여 이루는 지역에 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 화소영역을 정의하는 다수의 데이터배선(21)과; 상기 게이트배선(13)과 데이터배선(21)의 교차지점에 마련되고, 게이트전극(13a)과 액티브층(17)과 소스전극(21a) 및 드레인전극 (21b)으로 이루어지는 박막트랜지스터(T)와; 화소영역을 제외한 지역으로 광이 투과되는 것을 차단시켜 주는 블랙매트릭스층(미도시)과 이 블랙매트릭스층 사이에 위치하는 칼라필터층(미도시)을 구비한 상부기판(미도시, 도 3h의 41 참조); 및 이들 기판 사이에 형성되는 액정층(미도시, 도 3h의 51 참조)을 포함하여 구성된다.As shown in Figs. 1 and 2, a horizontal electric field type in-cell touch type liquid crystal display device according to the related art includes a plurality of gate wirings 13 (not shown) extending in one direction on a
여기서, 상기 게이트배선(13)은 게이트 드라이버(미도시)로부터의 스캔 신호를, 상기 데이터배선(21)은 데이터 드라이버(미도시)로부터의 비디오 신호를 공급한다. 이러한 게이트배선(13) 및 데이터배선(21)은 게이트절연막(15)을 사이에 두고 교차하여 각 화소 영역을 정의한다.Here, the
또한, 상기 박막 트랜지스터(T)는 상기 게이트배선(13)에 공급되는 스캔 신호에 데이터배선(21)에 공급되는 화소 신호가 화소전극(19)에 충전되어 유지되게 한다. 이를 위해, 상기 박막트랜지스터(T)는 상기 게이트배선(13)에 포함된 게이트전극(13a), 데이터배선(21)에 접속된 소스전극(21a), 이 소스전극(21a)과 마주하며 화소전극(19)과 접속된 드레인전극(21b), 게이트절연막(15)을 사이에 두고 게이트전극(13a)과 중첩되어 소스전극(21a)과 드레인전극(21b) 사이에 채널을 형성하는 활성층(17)과, 소스전극(21a) 및 드레인전극(21b)과의 오믹 접촉을 위하여 채널을 제외한 활성층(17) 위에 형성된 오믹접촉층(미도시)을 구비한다.The thin film transistor T causes the
그리고, 상기 데이터배선(21)은 데이터패드(미도시)를 통해 데이터 드라이버 (미도시)로부터의 화소 신호를 공급받는다. The
또한, 상기 화소영역의 전면에는 상기 게이트배선(13)과 데이터배선(21)과 이격된 공간을 두고 투명한 화소전극(19b)이 배치되어 있으며, 상기 화소전극(19) 및 데이터배선(21) 상부에는 보호막(23)이 형성되어 있다.A transparent pixel electrode 19b is disposed on the front surface of the pixel region and spaced apart from the
그리고, 상기 적색, 녹색, 청색 화소영역 중에서, 청색 화소영역에 위치하는 상기 보호막(23) 상에는 상기 데이터배선(21)과 평행하게 금속배선(25)이 형성되어 있다.
더욱이, 상기 적색, 녹색, 청색 화소영역에 위치하는 보호막(23) 상에는 서로 이격된 다수개의 공통전극들(29)이 형성되어 있으며, 이들 공통전극들(29)은 상기 공통배선(13b)과 전기적으로 접속되어 있다. A plurality of
상기 화소전극(19)은 각 화소영역에서 보호막(23)을 사이에 두고 상기 다수의 공통전극(29)들과 중첩되어 프린지 필드(fringe field)를 형성한다. The
이렇게 하여, 박막트랜지스터(T)를 통해 화소전극(19)에 비디오 신호가 공급되면, 공통전압이 공급된 공통전극들(29)가 프린지 필드를 형성하여 박막트랜지스터 기판과 칼라필터기판(미도시) 사이에서 수평 방향으로 배열된 액정분자들이 유전 이방성에 의해 회전하게 된다. 그리고, 액정분자들이 회전 정도에 따라 화소영역을 투과하는 광 투과율이 달라지게 됨으로써 계조를 구현하게 된다.Thus, when a video signal is supplied to the
한편, 상기 구성으로 이루어지는 종래 기술에 따른 인셀 터치 방식의 액정표시장치용 어레이기판 제조방법에 대해 및 도 3a 내지 3h를 참조하여 설명하면 다음과 같다.A method of fabricating an array substrate for an in-cell touch-type liquid crystal display according to the related art having the above-described structure will be described with reference to FIGS. 3A to 3H.
도 3a 내지 3h는 종래기술에 따른 인셀 터치 방식의 액정표시장치용 어레이기판의 제조공정 단면도들이다.3A to 3H are cross-sectional views illustrating manufacturing steps of an array substrate for an in-cell touch-type liquid crystal display according to the related art.
도 3a에 도시된 바와 같이, 투명한 하부기판(11) 상에 스위칭 영역을 포함하는 다수의 화소영역이 정의하고, 상기 투명한 기판(11) 상에 제1 도전성 금속층(미도시)을 증착한 후, 이를 제1 마스크 공정을 통해 선택적으로 패터닝하여, 게이트배선(13)과 이 게이트배선 (13)으로부터 연장된 게이트전극(13a) 및 이 게이트배선 (13)과 평행하게 이격된 공통배선(13b)을 동시에 형성한다. 3A, a plurality of pixel regions including a switching region are defined on a transparent
그 다음, 도 3b에 도시된 바와 같이, 상기 하부기판 전면에 게이트절연막 (15)을 증착한 후, 상기 게이트절연막(15) 상에 비정질실리콘층(미도시)을 증착한다.Then, as shown in FIG. 3B, an amorphous silicon layer (not shown) is deposited on the
이어서, 제 2 마스크 공정을 통해, 상기 비정질실리콘층(미도시)을 선택적으로 패터닝하여 상기 게이트전극(13a) 상부에 활성층(17)을 형성한다.Then, the amorphous silicon layer (not shown) is selectively patterned through a second mask process to form an
그 다음, 도 3c에 도시된 바와 같이, 상기 활성층(17)을 포함한 기판 전면에 투명한 도전 물질층(미도시)을 증착한 후, 제3 마스크 공정을 통해 이를 선택적으로 패터닝하여, 상기 게이트절연막(15) 상에 화소전극(19)을 형성한다.Then, as shown in FIG. 3C, a transparent conductive material layer (not shown) is deposited on the entire surface of the substrate including the
이어서, 도 3d에 도시된 바와 같이, 상기 화소전극(19)과 활성층(17)을 포함한 기판 전면에 제2 도전층(미도시)을 증착한 후, 제4 마스크 공정을 통해 이를 선택적으로 패터닝하여 상기 게이트배선(13)과 수직되게 교차되는 데이터배선(21)과 함께 상기 활성층(17) 상에서 채널영역만큼 이격된 소스전극(21a)과 드레인전극 (21b)을 형성한다. 이때, 상기 화소전극(19)은 상기 드레인전극(21b)과 직접 접속되며, 상기 게이트배선(13)과 데이터배선(21)이 이루는 각 화소영역, 즉 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 화소영역 전면에 형성된다.Next, as shown in FIG. 3D, a second conductive layer (not shown) is deposited on the entire surface of the substrate including the
그 다음, 도 3e에 도시된 바와 같이, 상기 소스전극(21a)과 드레인전극 (21b)을 포함한 기판 전면에 보호막(23)을 증착한 후, 제5 마스크 공정을 통해 이 보호막(23)과 그 하부의 게이트절연막(15)을 선택적으로 패터닝하여 상기 청색 화소영역에 위치하는 공통배선(13b)을 노출시키는 공통배선 콘택홀(미도시, 도 1의 24 참조)을 형성한다.3E, a
이어서, 도 3f에 도시된 바와 같이, 상기 공통배선 콘택홀(24)을 포함한 보호막(23) 상에 제3 도전층(미도시)을 증착한 후, 제6 마스크 공정을 통해 상기 제3 도전층을 선택적으로 패터닝하여, 상기 청색 화소영역에 위치하는 보호막(23) 상에 상기 데이터배선(21)과 평행한 금속배선(25)을 형성한다. 이때, 상기 금속배선(25)은 인셀 터치(In cell touch) 방식의 터치패널에서 터치 센싱(touch sensing)을 위해 사용된다. Next, as shown in FIG. 3F, a third conductive layer (not shown) is deposited on the
그 다음, 도 3g에 도시된 바와 같이, 상기 금속배선(25)을 포함한 기판 전면에 제2 투명 도전 물질층(미도시)을 증착한 후, 제 7 마스크 공정을 통해 상기 제2 투명 도전 물질층(미도시)을 선택적으로 패터닝하여, 서로 이격된 다수개의 공통전극(29)들을 형성한다. 이때, 상기 다수개의 공통전극(29)들은 상기 공통배선 콘택홀(24)을 통해 상기 공통배선(13b)과 전기적으로 연결된다.Next, as shown in FIG. 3G, a second transparent conductive material layer (not shown) is deposited on the entire surface of the substrate including the
이어서, 도 3h에 도시된 바와 같이, 상부기판(41)을 준비하고, 상기 상부기판(41)에 화소영역을 제외한 지역으로 광이 투과되는 것을 차단시켜 주기 위해 각 화소영역의 경계 지역에 블랙매트릭스층(43)을 형성하고, 이 블랙매트릭스층(43) 사이에 칼라필터층(45)을 형성한다.Next, as shown in FIG. 3H, an upper substrate 41 is prepared, and a black matrix (not shown) is formed in the boundary region of each pixel region so as to prevent light from being transmitted to regions other than the pixel region, And a color filter layer 45 is formed between the black matrix layers 43. In this case,
그 다음, 상기 상부기판(41)과 상기 하부기판(11) 사이에 액정층(51)을 형성한 후, 상기 상부기판(41) 상에 커버 글라스(61)를 부착함으로써 인 셀 터치 타입의 액정표시장치 제조를 완료한다.A liquid crystal layer 51 is formed between the upper substrate 41 and the
그러나, 종래기술에 따르면, 인 셀 터치(In Cell Touch) 구현시에 터칭 라인(touching line)은 액정표시장치의 다른 신호라인과의 접촉이 발생하는 경우 오작동의 원인이 되는 불량이 발생하게 된다.However, according to the related art, when a touching line is brought into contact with another signal line of a liquid crystal display device at the time of implementing an in-cell touch, a malfunction is caused which causes a malfunction.
이로 인해 별도 2층의 절연막 중간에 금속배선을 형성하게 되므로 공통배선 콘택홀 및 배선 형성과정이 필요하게 된다.As a result, metal wirings are formed in the middle of the two-layer insulating film, so that a common wiring contact hole and wiring formation process are required.
기존의 공정 순서에 따른 터치 센싱을 하기 위한 배선 형성시에 별도의 센싱 라인(즉, 금속배선)을 형성하기 위해 적어도 7 마스크 공정이 적용되는데, 이는 패터닝을 위한 마스크 수의 증가에 따른 개발 비용 및 재료비의 증가를 가져 오게 된다.At least seven mask processes are applied to form a separate sensing line (i.e., a metal line) at the time of forming the wiring for touch sensing according to the existing process order. This is because the development cost due to the increase in the number of masks for patterning and Which leads to an increase in material cost.
따라서, 종래기술은 마스크 공정 횟수의 증가로 인해 공정 소요 시간의 증가 및 장비 투자비의 증가를 발생시키는 요인이 되며, 공정 단계의 증가에 의해 불량 발생의 빈도가 높아지는 문제들을 유발함으로써 수율의 감소를 가져 오게 된다.Therefore, the prior art technology is a factor that causes an increase in the time required for the process and an increase in the equipment investment cost due to the increase in the number of mask processes, and causes a problem that the frequency of defect occurrence increases due to an increase in the process step, It comes.
이에 본 발명은 상기 문제점들을 개선하기 위해 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은 인셀 터치패널용 수평 전계 방식 액정표시장치의 어레이기판의 제조 마스크 수를 줄여 장비 투자비 및 개발비용을 최소화시킬 수 있는 공정을 줄일 수 있는 인셀 터치패널용 수평 전계 방식 액정표시장치의 어레이기판 및 그 제조방법을 제공함에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made keeping in mind the above problems occurring in the prior art, and it is an object of the present invention to provide a process for minimizing equipment investment cost and development cost by reducing the number of manufacturing masks of an array substrate of a horizontal electric field type liquid crystal display device for an in- And a method for manufacturing the array substrate of a horizontal electric field type liquid crystal display device for an in-cell touch panel.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 인셀 터치패널용 수평 전계 방식 액정표시장치의 어레이기판은, 기판상에 일 방향으로 연장되고 서로 평행하게 이격된 다수의 게이트배선과 공통배선 및 이 공통배선 상에 형성된 보조공통배선과; 상기 기판 전면에 형성되고, 상기 공통배선을 노출시키는 게이트절연막과; 상기 게이트배선 상부의 게이트절연막 상에 형성된 활성층과; 상기 게이트배선과 교차하여 이루는 지역에 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 화소영역을 정의하는 다수의 데이터배선과, 상기 액티브층의 채널영역을 사이에 두고 이격된 소스전극과 드레인전극 및 상기 공통배선과 전기적으로 연결되고, 상기 데이터배선과 평행하게 배치된 금속배선과; 상기 게이트배선과 데이터배선이 교차하는 이루는 상기 적색(R), 녹색 (G), 청색(B) 화소영역에 보호막을 사이에 두고 형성되며, 서로 이격되어 상기 드레인전극과 전기적으로 연결되는 다수개의 화소전극들을 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an array substrate of a horizontal electric field type liquid crystal display device for an in-cell touch panel, comprising: a plurality of gate wirings extending in one direction on a substrate, An auxiliary common wiring formed on the substrate; A gate insulating film formed on the entire surface of the substrate and exposing the common wiring; An active layer formed on the gate insulating film above the gate line; A plurality of data lines for defining red (R), green (G), and blue (B) pixel regions in an area intersecting with the gate wiring, source electrodes and drain electrodes spaced apart by a channel region of the active layer, A metal wiring electrically connected to the electrode and the common wiring and arranged in parallel with the data wiring; The gate line and the data line intersect with each other. The gate line and the data line intersect with each other. The gate line and the data line intersect with each other. The gate line and the data line intersect with each other. And electrodes.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 인셀 터치패널용 수평 전계 방식 액정표시장치의 어레이기판 제조방법은, 기판상에 일 방향으로 연장되고 서로 평행하게 이격된 다수의 게이트배선 및 공통배선과 함께 이 공통배선 상에 보조공통배선을 형성하는 단계와; 상기 게이트배선과 공통배선 및 보조공통배선을 포함한 기판 전면에 상기 공통배선을 노출시키는 게이트절연막을 형성하는 단계와; 상기 게이트배선 상부의 게이트절연막 상에 활성층을 형성하는 단계와; 상기 게이트절연막 상에 상기 게이트배선과 교차하여 이루는 지역에 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 화소영역을 정의하는 다수의 데이터배선과 함께 상기 활성층의 채널영역을 사이에 두고 이격되는 소스전극과 드레인전극 및 상기 노출된 공통배선과 전기적으로 연결되는 금속배선을 형성하는 단계와; 상기 데이터배선, 소스전극, 드레인전극 및 금속배선을 포함한 기판 전면에 보호막을 형성하고 상기 드레인전극을 노출시키는 단계와; 상기 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 화소영역에 위치하는 보호막 상에 서로 이격된 다수개의 화소전극들을 형성하는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of fabricating an array substrate of a horizontal electric field type liquid crystal display device for an in-cell touch panel, including a plurality of gate wirings and common wirings extending in one direction, Forming an auxiliary common wiring on the common wiring; Forming a gate insulating film on the entire surface of the substrate including the gate wiring, the common wiring, and the auxiliary common wiring to expose the common wiring; Forming an active layer on the gate insulating film over the gate wiring; A plurality of data lines for defining red (R), green (G), and blue (B) pixel regions are formed on the gate insulating film so as to intersect with the gate wirings, Forming source and drain electrodes and a metal wiring electrically connected to the exposed common wiring; Forming a protective film over the entire surface of the substrate including the data line, the source electrode, the drain electrode and the metal line and exposing the drain electrode; And forming a plurality of pixel electrodes spaced apart from each other on the protective film located in the red (R), green (G), and blue (B) pixel regions.
본 발명에 따른 인셀 터치패널용 수평 전계 방식 액정표시장치의 어레이기판 및 그 제조방법에 따르면, 수평 전계 방식의 어레이기판 제작 과정에서 소스전극 및 드레인전극 형성시 터치 센싱(touch sensing)을 위한 금속배선을 동시에 형성하여 별도의 절연막 및 배선 형성 공정을 제거함으로써, 인셀 터치 센서 형성을 위한 추가 공정을 생략할 수 있으며, 별도의 공정 개발이 필요없이 기존의 공정을 그대로 적용이 가능하다.According to the array substrate of the horizontal electric field type liquid crystal display device for the in-cell touch panel and the method of manufacturing the same according to the present invention, in the process of fabricating the array substrate of the horizontal electric field type, The additional process for forming the insole touch sensor can be omitted, and the existing process can be applied as it is without any separate process development.
따라서, 본 발명에 따른 인셀 터치패널용 수평 전계 방식 액정표시장치의 어레이기판 및 그 제조방법에 따르면, 기존의 7 마스크 공정에 비해 5 마스크 공정만으로 인셀 터치 구조를 구현할 수 있으며, 별도의 공정 개발이 필요 없는 단순한 구조 형성이 가능하여 공정시간 단축 및 높은 공정 안정성을 확보할 수 있는 장점을 가지고 있다.Therefore, according to the array substrate of the horizontal electric field type liquid crystal display device for the in-cell touch panel according to the present invention and the manufacturing method thereof, the in-cell touch structure can be realized by only 5 mask processes compared to the existing 7 mask process, It is possible to form a simple structure that is unnecessary, thereby shortening the process time and securing high process stability.
더욱이, 게이트절연막에 형성된 공통배선 콘택홀을 활용하여 데이터배선과 동일 선상에 공통배선이 있는 구조의 구현이 가능해짐으로써 데이터배선 사이의 전계를 잡아 주고 크로스톡을 방지하여 빛샘을 차단시켜 주며, 칼라필터의 얼라인 마진(allign margin)을 최소화하여 개구율을 확대시킬 수 있다.Furthermore, by using a common wiring contact hole formed in the gate insulating film, it is possible to realize a structure in which a common wiring is provided on the same line as the data wiring, thereby holding an electric field between the data wiring and preventing cross talk, The aperture ratio can be increased by minimizing the allignment margin of the filter.
도 1은 종래기술에 따른 수평 전계 방식의 인셀 터치 방식의 액정표시장치용 어레이기판의 평면도이다.
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선에 따른 단면도로서, 종래기술에 따른 수평 전계 방식의 인셀 터치 방식의 액정표시장치용 어레이기판의 단면도이다.
도 3a 내지 3h는 종래기술에 따른 인셀 터치 방식의 액정표시장치용 어레이기판의 제조공정 단면도들이다.
도 4는 본 발명에 따른 수평 전계 방식의 인셀 터치 방식의 액정표시장치용 어레이기판의 평면도이다.
도 5는 도 4의 Ⅴ-Ⅴ선에 따른 단면도로서, 본 발명에 따른 수평 전계 방식의 인셀 터치 방식의 액정표시장치용 어레이기판의 단면도이다.
도 6a 내지 6u은 본 발명에 따른 인셀 터치 방식의 액정표시장치용 어레이기판의 제조공정 단면도들이다.1 is a plan view of an array substrate for a liquid crystal display of an in-cell touch system of a horizontal electric field type according to the related art.
Fig. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II in Fig. 1, and is a cross-sectional view of an array substrate for a liquid crystal display of an in-cell touch system of the horizontal electric field type according to the related art.
3A to 3H are cross-sectional views illustrating manufacturing steps of an array substrate for an in-cell touch-type liquid crystal display according to the related art.
4 is a plan view of an array substrate for an in-line touch type liquid crystal display of the horizontal electric field type according to the present invention.
5 is a cross-sectional view taken along the line V-V in FIG. 4, and is a cross-sectional view of an array substrate for a liquid crystal display of the in-cell touch system of the horizontal electric field type according to the present invention.
6A to 6U are cross-sectional views illustrating manufacturing steps of an array substrate for an in-cell touch-type liquid crystal display according to the present invention.
이하, 본 발명에 따른 인셀 터치 방식의 액정표시장치용 어레이기판에 대해 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, an array substrate for an in-cell touch-type liquid crystal display according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 4는 본 발명에 따른 수평 전계 방식의 인셀 터치 방식의 액정표시장치용 어레이기판의 평면도이다.4 is a plan view of an array substrate for an in-line touch type liquid crystal display of the horizontal electric field type according to the present invention.
도 5는 도 4의 Ⅴ-Ⅴ선에 따른 단면도로서, 본 발명에 따른 수평 전계 방식의 인셀 터치 방식의 액정표시장치용 어레이기판의 단면도이다.5 is a cross-sectional view taken along the line V-V in FIG. 4, and is a cross-sectional view of an array substrate for a liquid crystal display of the in-cell touch system of the horizontal electric field type according to the present invention.
본 발명에 따른 수평 전계 방식의 인셀 터치 방식의 액정표시장치용 어레이기판은, 도 4 및 5에 도시된 바와 같이, 기판(101) 상에 일 방향으로 연장되고 서로 평행하게 이격된 다수의 게이트배선(106)과 공통배선(103b) 및 이 공통배선 (103b) 상에 형성된 보조공통배선(105b)과; 상기 기판 전면에 형성되고, 상기 공통배선(103b)을 노출시키는 게이트절연막(111)과; 상기 게이트배선(106) 상부의 게이트절연막(111) 상에 형성된 활성층(113a)과; 상기 게이트배선(106)과 교차하여 이루는 지역에 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 화소영역을 정의하는 다수의 데이터배선 (119a)과, 상기 액티브층(113a)의 채널영역을 사이에 두고 이격된 소스전극(119b)과 드레인전극(119c) 및 상기 공통배선(103b)과 전기적으로 연결되고, 상기 데이터배선(119a)과 평행하게 배치된 금속배선(119d)과; 상기 게이트배선(106)과 데이터배선(119a)이 교차하는 이루는 상기 적색(R), 녹색 (G), 청색(B) 화소영역에 보호막(123)을 사이에 두고 형성되며, 서로 이격되어 상기 드레인전극(119c)과 전기적으로 연결되는 다수개의 화소전극(129a)들을 포함하여 구성된다.4 and 5, the array substrate for a horizontal electric field in-cell touch type liquid crystal display according to the present invention includes a plurality of gate wirings (106), a common wiring (103b) and an auxiliary common wiring (105b) formed on the common wiring (103b); A
여기서, 상기 게이트배선(106)은 게이트 드라이버(미도시)로부터의 스캔 신호를, 상기 데이터배선(119a)은 데이터 드라이버(미도시)로부터의 비디오 신호를 공급한다. 이러한 게이트배선(106) 및 데이터배선(119a)은 게이트절연막(111)을 사이에 두고 교차하여 각 화소 영역을 정의한다.Here, the
상기 게이트배선(106)은 하부기판(101) 위에 투명 도전층을 포함한 적어도 이중 이상의 복층 구조 또는 단층 구조로 형성된다. 예를 들면, 투명도전층을 이용한 제1 도전층과, 불투명한 금속을 이용한 제2 도전층이 적층된 복층 구조 또는 불투명한 금속을 이용한 단층 구조로 형성된다.The
이때, 상기 제1 도전층으로는 ITO, IZO, 또는 ITZO이 사용되며, 제2 도전층으로는 Cu, Mo, Al, Cu합금, Mo합금, Al합금 등이 사용된다. At this time, ITO, IZO or ITZO is used as the first conductive layer, and Cu, Mo, Al, Cu alloy, Mo alloy, Al alloy or the like is used as the second conductive layer.
또한, 상기 박막 트랜지스터(T)는 상기 게이트배선(106)에 공급되는 스캔 신호에 데이터배선(119a)에 공급되는 화소 신호가 화소전극(129a)에 충전되어 유지되게 한다. 이를 위해, 상기 박막트랜지스터(T)는 상기 게이트배선(106)에 포함된 게이트전극(111), 데이터배선(119a)에 접속된 소스전극(119b), 이 소스전극(119b)과 마주하며 화소전극(129a)과 접속된 드레인전극(119c), 상기 게이트절연막(111)을 사이에 두고 게이트전극(106)과 중첩되어 소스전극(119b)과 드레인전극(119c) 사이에 채널을 형성하는 활성층(113a)과, 소스전극(119b) 및 드레인전극(119c)과의 오믹 접촉을 위하여 채널을 제외한 활성층(113a) 위에 형성된 오믹접촉층(미도시)을 구비한다.The thin film transistor T causes the
그리고, 상기 데이터배선(119a)은 데이터패드(미도시)를 통해 데이터 드라이버(미도시)로부터의 화소 신호를 공급받는다. The
또한, 상기 화소영역의 전면에는 상기 게이트배선(106) 및 데이터배선(119a) 과 이격된 공간을 두고 투명한 공통배선(103b)이 형성되어 있으며, 이 공통배선 (103b) 상에는 다수의 화소영역에 배열된 상기 게이트배선(106)과 평행하게 보조공통배선(105b)이 형성되어 있다.A transparent
그리고, 상기 다수의 화소영역 중에서, 청색(B) 화소영역에는 상기 데이터배선(119a) 형성시에 이 데이터배선(119a)가 평행하게 금속배선(119d)이 형성되는데, 이 금속배선(119d)은 그 아래의 공통배선(103b)과 전기적으로 연결된다.Among the plurality of pixel regions, a
더욱이, 상기 다수의 화소영역에 위치하는 보호막(123) 상에는 다수의 막대 형상의 투명한 화소전극(129a)들이 형성되어 있으며, 이들 화소전극(129a)들은 상기 드레인전극(119c)과 전기적으로 연결되어 있다.In addition, a plurality of rod-shaped
따라서, 상기 공통배선(103b)과 보조공통배선(105b)들은 액정 구동을 위한 기준 전압, 즉 공통전극을 각 화소에 공급한다. 이때, 상기 공통배선(103b)은 투명한 도전 물질층으로 형성되며, 상기 보조공통배선(103b)은 상기 게이트배선(106)과 같이 투명한 도전 물질층과 불투명한 금속층이 적층된 구조로 형성된다.Therefore, the
상기 다수의 화소전극(129a)은 각 화소영역에서 보호막(123)을 사이에 두고 상기 하부 공통배선(103b)과 중첩되어 프린지 필드(fringe field)를 형성한다. The plurality of
이렇게 하여, 박막트랜지스터(T)를 통해 화소전극(129a)에 비디오 신호가 공급되면, 공통전압이 공급된 공통배선(103b)가 프린지 필드를 형성하여 박막트랜지스터 기판과 칼라필터기판(미도시) 사이에서 수평 방향으로 배열된 액정분자들이 유전 이방성에 의해 회전하게 된다. 그리고, 액정분자들이 회전 정도에 따라 화소영역을 투과하는 광 투과율이 달라지게 됨으로써 계조를 구현하게 된다.When a video signal is supplied to the
상기 구성으로 이루어지는 본 발명에 따른 인셀 터치 방식의 액정표시장치용 어레이기판 제조방법에 대해 도 6a 내지 6u을 참조하여 설명하면 다음과 같다.A method of fabricating an array substrate for an in-cell touch-type liquid crystal display according to the present invention will now be described with reference to FIGS. 6A to 6U.
도 6a 내지 6u은 본 발명에 따른 인셀 터치 방식의 액정표시장치용 어레이기판의 제조공정 단면도들이다.6A to 6U are cross-sectional views illustrating manufacturing steps of an array substrate for an in-cell touch-type liquid crystal display according to the present invention.
도 6a에 도시된 바와 같이, 투명한 기판(101) 상에 스위칭 영역을 포함하는 다수의 화소영역과 함께 비화소영역을 정의하고, 상기 투명한 기판(101) 상에 제1 투명 도전물질층(103)과 제1 도전성 금속층(105)을 스퍼터링 방법에 의해 차례로 증착한다. 이때, 상기 제1 투명 도전물질층(103)으로는 ITO(Indium Tin Oxide) 및 IZO(Indium Zinc Oxide) 를 포함한 투명한 도전 물질 그룹 중에서 선택된 어느 하나를 사용한다. 6A, a non-pixel region is defined along with a plurality of pixel regions including a switching region on a
또한, 상기 제1 도전성 금속층(105)으로는, 알루미늄(Al), 텅스텐(W), 구리(Cu), 몰리브덴(Mo), 크롬(Cr), 티타늄(Ti), 몰리브덴 합금, 구리합금, 알루미늄 합금 등과 같이 금속물질이 단일층으로 이용하거나, Al/Cr, Al/Mo, Al(Nd)/Al, Al(Nd)/Cr, Mo/Al(Nd)/Mo, Cu/Mo, Ti/Al(Nd)/Ti, Mo/Al, Mo합금/Al합금, Mo/Al 합금, Cu/Mo합금, Cu/Mo(Ti) 등과 같이 이중층 이상이 적층된 구조를 이용한다.The first
그 다음, 도 6b에 도시된 바와 같이, 상기 제1 도전성 금속층(105) 상부에 투과율이 높은 포토레지스트 (photo-resist)를 도포하여 제1 감광막(107)을 형성한다.Then, as shown in FIG. 6B, a photo-resist having a high transmittance is applied on the first
이어서, 광차단부(109a)와 반투과부(109b) 및 투과부(109c)로 이루어진 제1 회절마스크(109)를 이용하여 상기 제1 감광막(107)에 노광공정을 진행한다. 이때, 상기 제1 회절마스크(109)의 광차단부(109a)는 게이트전극을 포함한 게이트배선 형성 지역 및 보조 공통배선 형성지역과 대응하는 상기 제1 감광막(107) 상측에 위치하며, 상기 제1 회절마스크(109)의 반투과부(109b)는 공통배선 형성 지역과 대응하는 상기 제1 감광막 (107) 상측에 위치한다. 또한, 상기 제1 회절마스크(109) 이외에 광의 회절 효과를 이용하는 마스크, 예를 들어 하프톤 마스크(Half-ton mask) 또는 기타 다른 마스크를 사용할 수도 있다. Subsequently, the
그 다음, 도 6c에 도시된 바와 같이, 상기 노광 공정을 진행한 다음 현상공정을 통해 상기 제1 감광막(107)을 패터닝하여 게이트배선 형성지역 및 보조 공통배선의 제1 패턴(107a)과 공통배선 형성지역의 제2 패턴(107b)을 각각 형성한다. 이때, 상기 게이트배선 형성 지역 및 보조 공통배선 형성지역의 제1 패턴(107a)은 광이 투과되지 않은 상태이기 때문에 제1 감광막(107) 두께를 그대로 유지하고 있지만, 상기 공통배선 형성지역의 제2 패턴(107b)은 광의 일부가 투과되어 일정 두께만큼 제거된다. 즉, 상기 공통배선 형성지역의 제2 패턴(107b)은 상기 게이트배선 형성지역 및 보조 공통배선 형성지역의 제1패턴(107a)보다 얇은 두께를 갖는다. Then, as shown in FIG. 6C, the
이어서, 도 6d에 도시된 바와 같이, 상기 제1 감광막의 게이트배선 형성지역 및 보조 공통배선 형성지역의 제1 패턴(107a)과, 공통배선 형성지역의 제2 패턴 (107b)을 마스크로 상기 제1 도전성 금속층(105) 및 제1 투명 도전물질층(103)을 패터닝하여 게이트배선(미도시, 도 4의 106 참조), 이 게이트배선(106)으로부터 돌출된 게이트전극(106a) 및 공통배선(103b)을 동시에 형성한다. 이때, 상기 게이트배선(미도시, 도 4의 106 참조)과 게이트전극(106a)은 제1 도전성 금속층 패턴 (105a) 및 제1 투명 도전물질층 패턴(103a)으로 구성된다. 또한, 상기 공통배선 (103b)은, 도 4에 도시된 바와 같이, 화소영역의 전면, 즉 상기 게이트배선(106)과 데이터배선(미도시, 도 4의 119a 참조)가 교차되어 이루는 공간에 형성된다.6D, using the
그 다음, 도 6e에 도시된 바와 같이, 에싱(ashing) 공정을 통해 상기 게이트전극(106a) 및 상기 보조 공통배선 형성지역상의 제1 패턴(107a)의 두께 일부와 상기 공통배선(103b) 상의 제2 도전성 금속층패턴(105b) 상의 제2 패턴(107b) 전부를 식각하여 상기 제2 패턴(107b)을 완전히 제거한다. 이때, 상기 공통배선(103b) 상의 제2 도전성 금속층패턴(105b)은 외부로 노출된다. 6E, a part of the thickness of the
이어서, 도 6f에 도시된 바와 같이, 상기 에싱 공정에 의해 두께 일부가 식각된 게이트전극(106a) 및 상기 보조 공통배선 형성지역상의 제1 패턴 (107a)을 차단막으로 상기 노출된 제2 도전성 금속층패턴(105b)을 선택적으로 제거하여, 상기 공통배선(103b) 상에 보조 공통배선(105b)을 형성하고, 상기 공통배선 (103b)을 노출시킨 다음, 상기 잔존하는 제1 패턴(107a)을 제거함으로써, 상기 공통배선(103b) 상에 보조 공통배선(105b)을 형성한다. 이때, 상기 공통배선(103b)은 투명한 도전성 물질층으로 구성되며, 상기 보조 공통배선(105b)은 불투명 도전성 금속물질층으로 구성된다.Then, as shown in FIG. 6F, the
그 다음, 도 6g에 도시된 바와 같이, 기판 전면에 질화실리콘(SiNx) 또는 실리콘산화막(SiO2)으로 이루어진 게이트절연막(111)을 형성한 후, 상기 게이트절연막 (111) 상에 다시 비정질실리콘층(a-Si:H)(113)을 증착한다. 이때, 상기 비정질실리콘층 (a-Si:H)(113)은 화학기상 증착법(CVD; Chemical Vapor Deposition method) 또는 기타 다른 증착 방법을 사용할 수도 있다. 6G, a
이어서, 상기 비정질 실리콘층(113) 상부에 투과율이 높은 포토레지스트 (photo-resist)를 도포하여 제2 감광막(115)을 형성한다.Then, a photo-resist having a high transmittance is coated on the
그 다음, 광차단부(116a)와 반투과부(116b) 및 투과부(116c)로 이루어진 제2 회절마스크(116)를 이용하여 상기 제2 감광막(115)에 노광 공정을 실시한다. 이때, 상기 제2 회절마스크(116)의 광차단부(116a)는 게이트전극과 오버랩되는 지역과 대응하는 상기 제2 감광막(115) 상측에 위치하며, 상기 제2 회절마스크(116)의 반투과부(116b)는 박막트랜지스터(T)의 소스전극 및 드레인전극 형성지역, 데이터배선 형성지역 및 화소영역과 대응하는 상기 제2 감광막(115) 상측에 위치하며, 투과부 (116c)는 상기 공통배선 콘택홀 형성지역과 대응하는 제2 감광막(115) 상측에 위치한다. 이때, 상기 제2 회절마스크(116) 이외에 광의 회절 효과를 이용하는 마스크, 예를 들어 하프톤 마스크(Half-ton mask) 또는 기타 다른 마스크를 사용할 수도 있다. The
이어서, 도 6h에 도시된 바와 같이, 상기 노광 공정 이후에 현상공정을 실시한 다음 상기 제2 감광막(115)을 선택적으로 패터닝하여 활성층 형성지역에 제1 패턴(115a)을 형성하고, 상기 박막트랜지스터(T)의 소스전극 및 드레인전극 형성 지역, 데이터배선 형성지역 및 화소영역과 대응하는 지역에 제2 패턴(115b)을 형성한다. 이때, 상기 활성층 형성지역의 제1 패턴(115a)은 광이 투과되지 않은 상태이기 때문에 제2 감광막 두께를 그대로 유지하고 있지만, 상기 박막트랜지스터(T)의 소스전극 및 드레인전극 형성 지역, 데이터배선 형성지역 및 화소영역과 대응하는 지역의 제2 패턴(115b)은 제2 감광막에 광의 일부가 투과되어 일정 두께만큼 제거된다. 즉, 상기 박막트랜지스터(T)의 소스전극 및 드레인전극 형성 지역, 데이터배선 형성지역 및 화소영역과 대응하는 지역의 제2 패턴(115b)은 상기 활성층 형성지역의 제1 패턴(115a)보다 얇은 두께를 갖게 된다.6H, a development process is performed after the exposure process, and then the
이어서, 도 6i에 도시된 바와 같이, 상기 제1 패턴(115a)과 상기 제2 패턴 (115b)을 마스크로, 상기 비정질 실리콘층(113)을 선택적으로 패터닝하여 공통배선 콘택홀 형성지역에 위치하는 비정질 실리콘층(113)을 제거한다. 이때, 상기 제거된 비정질 실리콘층(113) 아래의 게이트절연막(111) 부분이 외부로 노출된다.6I, the
그 다음, 도 6j에 도시된 바와 같이, 에싱(ashing) 공정을 실시하여 상기 활성층 형성지역의 제1 패턴(115a)의 두께 일부와 함께, 상기 박막트랜지스터(T)의 소스전극 및 드레인전극 형성 지역, 데이터배선 형성지역 및 화소영역과 대응하는 지역의 제2 패턴(115b)을 완전 제거하여 상기 제거된 제2 패턴(115b)의 비정질 실리콘층(113)을 외부로 노출시킨다.6J, an ashing process is performed to form a source electrode and a drain electrode forming region of the thin film transistor T together with a part of the thickness of the
이어서, 도 6k에 도시된 바와 같이, 상기 잔존하는 제1 패턴(115a)을 차단막으로 노출된 상기 비정질 실리콘층(113)과 함께 게이트절연막(111)을 선택적으로 제거하여 활성층(113a)과 함께 상기 공통배선(103b)을 노출시키는 공통배선 콘택홀 (117)을 동시에 형성한다. 이때, 상기 공통배선 콘택홀(117)은 상기 다수의 화소영역 중에서, 청색(B) 화소영역에 위치하는 게이트절연막(111)에 형성한다.6K, the remaining
그 다음, 도 6l에 도시된 바와 같이, 상기 활성층(113)과 공통배선 콘택홀 (117)을 포함한 게이트절연막(111) 상에 제2 도전성 금속층(119)을 스퍼터링방법으로 증착한 후, 그 위에 다시 투과성이 우수한 제3 감광막(121)을 도포한다. 이때, 상기 제2 도전성 금속층(119)으로는, 알루미늄(Al), 텅스텐(W), 구리(Cu), 몰리브덴(Mo), 크롬(Cr), 티타늄(Ti), 몰리브덴 합금, 구리합금, 알루미늄 합금 등과 같이 금속물질이 단일층으로 이용하거나, Al/Cr, Al/Mo, Al(Nd)/Al, Al(Nd)/Cr, Mo/Al(Nd)/Mo, Cu/Mo, Ti/Al(Nd)/Ti, Mo/Al, Mo합금/Al합금, Mo/Al 합금, Cu/Mo합금, Cu/Mo(Ti) 등과 같이 이중층 이상이 적층된 구조를 이용한다.Next, as shown in FIG. 61, a second
이어서, 제3 마스크(미도시)를 이용하여 상기 제3 감광막(121)에 노광 공정을 실시한다. Subsequently, the
그 다음, 도 6m에 도시된 바와 같이, 상기 노광 공정 이후에 현상공정을 실시한 다음 상기 제3 감광막 (121)을 선택적으로 패터닝하여 데이터배선 형성지역과 소스전극 및 드레인전극 형성지역과 함께 금속배선, 즉 터치 센싱 배선(touch sensing line) 형성지역에만 잔류하는 제3 감광막패턴(121a)을 형성한다.Then, as shown in FIG. 6M, the development process is performed after the exposure process, and then the
이어서, 도 6n에 도시된 바와 같이, 상기 제3 감광막패턴(121a)을 마스크로 상기 제2 도전성 금속층(119)을 선택적으로 패터닝하여 상기 게이트배선(106)과 교차하여 화소영역들을 이루는 데이터배선(119a)과, 상기 활성층(113a)을 사이에 두고 이격된 소스전극(119b) 및 드레인전극(119c)과 함께, 상기 공통배선 콘택홀 (117)을 통해 상기 공통배선(103b)과 전기적으로 연결되는 금속배선, 즉 터치 센싱배선(119d)을 형성한다. 이때, 상기 터치 센싱 배선(119d)은 상기 다수의 화소영역 중에서, 청색(B) 화소영역에 위치하며, 상기 데이터배선(119a)과 평행하게 배치된다.6N, the second
이어서, 도 6o에 도시된 바와 같이, 상기 잔존하는 제3 감광막패턴(121a)을 제거한 다음, 상기 데이터배선(119a), 소스전극 (119b), 드레인전극(119c) 및 터치 센싱배선(119d)을 포함한 기판 전면에 질화실리콘(SiNx) 또는 실리콘산화막(SiO2)으로 이루어진 보호막(123)을 형성한다.6O, the remaining third photoresist pattern 121a is removed, and then the
그 다음, 상기 보호막(123) 상에 투과율이 높은 포토레지스트(photo-resist)를 도포하여 제4 감광막(125)을 형성한다.Then, a photo-resist having a high transmittance is applied on the
이어서, 도 6p에 도시된 바와 같이, 제 4 마스크(미도시)를 이용한 포토리소그라피 공정기술을 통해 상기 제4 감광막(125)을 노광 및 현상한 후 이를 선택적으로 패터닝하여 제4 감광막패턴(125a)을 형성한다.6P, the fourth
그 다음, 도 6q에 도시된 바와 같이, 상기 제4 감광막패턴(125a)을 마스크로 상기 보호막(123)을 선택적으로 제거하여 상기 드레인전극(119c)을 노출시키는 드레인전극 콘택홀(127)을 형성한다.Then, as shown in FIG. 6Q, the
이어서, 도 6r에 도시된 바와 같이, 상기 제4 감광막패턴(125a)을 제거하고, 상기 드레인전극 콘택홀(127)을 포함한 보호막(123) 상에 제2 투명 도전물질층 (129)을 증착한 후 상기 제2 투명 도전물질층(129) 상에 제5 감광막(131)을 도포한다.6R, the
그 다음, 도 6s에 도시된 바와 같이, 제5 마스크(미도시)를 이용한 포토리소그라피 공정기술을 통해 상기 제5 감광막(131)을 노광 및 현상한 후 이를 선택적으로 패터닝하여 제5 감광막패턴(131a)을 형성한다.Then, as shown in FIG. 6S, the
이어서, 도 6t에 도시된 바와 같이, 상기 제5 감광막패턴(131a)을 마스크로 상기 제2 투명 도전물질층(129)을 선택적으로 패터닝하여 서로 이격된 다수개의 화소전극(129a)을 형성한다. 이때, 상기 다수개의 화소전극(129a)들은 하단의 공통배선 (103b)과 오버랩되어 있다. 6T, the second transparent
이후에, 도 6u에 도시된 바와 같이, 칼라필터 기판(41)을 준비하고, 상기 칼라필터 기판(141) 상에 화소영역을 제외한 지역으로 광이 투과되는 것을 차단시켜 주기 위해 각 화소영역의 경계 지역에 블랙매트릭스층(143)을 형성하고, 이 블랙매트릭스층(143) 사이에 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 칼라필터층(145)을 형성한다. Thereafter, as shown in FIG. 6U, the color filter substrate 41 is prepared, and the boundary of each pixel region is formed on the
그 다음, 상기 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 칼라필터층(145)을 포함한 칼라필터 기판 전면에 평탄화를 위해 오버코트층(미도시)을 형성한다.An overcoat layer (not shown) is then formed on the entire surface of the color filter substrate including the red (R), green (G), and blue (B) color filter layers 145 for planarization.
이어서, 상기 칼라필터 기판(141)과 상기 기판(101) 사이에 액정층(151)을 형성한 후, 상기 칼라필터 기판(141) 상에 커버 글라스(161)를 부착함으로써 인 셀 터치 타입의 액정표시장치 제조를 완료한다.Subsequently, a
이상에서와 같이, 본 발명에 따른 인셀 터치패널용 수평 전계 방식 액정표시장치의 어레이기판 및 그 제조방법에 따르면, 수평 전계 방식의 어레이기판 제작 과정에서 소스전극 및 드레인전극 형성시 터치 센싱(touch sensing)을 위한 금속배선을 동시에 형성하여 별도의 절연막 및 배선 형성 공정을 제거함으로써, 인셀 터치 센서 형성을 위한 추가 공정을 생략할 수 있으며, 별도의 공정 개발이 필요없이 기존의 공정을 그대로 적용이 가능하다.As described above, according to the array substrate of the horizontal electric field type liquid crystal display device for the in-cell touch panel according to the present invention and the manufacturing method thereof, when the source electrode and the drain electrode are formed in the horizontal electric field type array substrate manufacturing process, ) Can be formed at the same time, thereby eliminating the additional insulating film and the wiring forming step. Thus, the additional process for forming the in-line touch sensor can be omitted, and the existing process can be applied without any additional process development .
따라서, 본 발명에 따른 인셀 터치패널용 수평 전계 방식 액정표시장치의 어레이기판 및 그 제조방법에 따르면, 기존의 7 마스크 공정에 비해 5 마스크 공정만으로 인셀 터치 구조를 구현할 수 있으며, 별도의 공정 개발이 필요 없는 단순한 구조 형성이 가능하여 공정시간 단축 및 높은 공정 안정성을 확보할 수 있는 장점을 가지고 있다.Therefore, according to the array substrate of the horizontal electric field type liquid crystal display device for the in-cell touch panel according to the present invention and the manufacturing method thereof, the in-cell touch structure can be realized by only 5 mask processes compared to the existing 7 mask process, It is possible to form a simple structure that is unnecessary, thereby shortening the process time and securing high process stability.
더욱이, 게이트절연막에 형성된 공통배선 콘택홀을 활용하여 데이터배선과 동일 선상에 공통배선이 있는 구조의 구현이 가능해짐으로써 데이터배선 사이의 전계를 잡아 주고 크로스톡을 방지하여 빛샘을 차단시켜 주며, 칼라필터의 얼라인 마진(allign margin)을 최소화하여 개구율을 확대시킬 수 있다.Furthermore, by using a common wiring contact hole formed in the gate insulating film, it is possible to realize a structure in which a common wiring is provided on the same line as the data wiring, thereby holding an electric field between the data wiring and preventing cross talk, The aperture ratio can be increased by minimizing the allignment margin of the filter.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였지만, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments.
따라서, 본 발명의 권리 범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.Accordingly, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements of those skilled in the art using the basic concept of the present invention defined in the following claims are also within the scope of the present invention.
101: 기판 103: 제1 투명 도전물질층
103b: 공통배선 105: 제1 도전성 금속층
105b: 보조공통배선 106: 게이트배선
106a: 게이트전극 107: 제1 감광막
107a: 제1 감광막패턴 109: 제1 회절마스크
111: 게이트절연막 113: 비정질실리콘층
113a: 활성층 115: 제2 감광막
116: 제2 회절마스크 117: 공통배선 콘택홀
119: 제2 도전성 금속층 119a: 데이터배선
119b: 소스전극 119c: 드레인전극
119d: 금속배선 121: 제3 감광막
121a: 제3 감광막패턴 123: 보호막
125: 제4 감광막 127: 드레인전극 콘택홀
129: 제2 투명 도전물질층 129a: 화소전극
131: 제5 감광막 141: 칼라필터 기판
143: 블랙매트릭스층 145: 칼라필터층
151: 액정층 161: 커버 글라스101: Substrate 103: First transparent conductive material layer
103b: common wiring 105: first conductive metal layer
105b: auxiliary common wiring 106: gate wiring
106a: gate electrode 107: first photoresist film
107a: first photoresist pattern 109: first diffraction mask
111: gate insulating film 113: amorphous silicon layer
113a: active layer 115: second photoresist film
116: second diffraction mask 117: common wiring contact hole
119: second
119b:
119d: metal wiring 121: third photoresist film
121a: third photoresist pattern 123: protective film
125: fourth photoresist film 127: drain electrode contact hole
129: second transparent
131: fifth photosensitive film 141: color filter substrate
143: Black matrix layer 145: Color filter layer
151: liquid crystal layer 161: cover glass
Claims (11)
상기 기판 전면에 형성되고, 상기 공통배선을 노출시키는 게이트절연막;
상기 게이트배선 상부의 게이트절연막 상에 형성된 활성층;
상기 게이트배선과 교차하여 이루는 지역에 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 화소영역을 정의하는 다수의 데이터배선과, 상기 활성층의 채널영역을 사이에 두고 이격된 소스전극과 드레인전극 및 상기 공통배선과 전기적으로 연결되고, 상기 데이터배선과 평행하게 배치된 금속배선; 및
상기 게이트배선과 데이터배선이 교차하는 이루는 상기 적색(R), 녹색 (G), 청색(B) 화소영역에 보호막을 사이에 두고 형성되며, 서로 이격되어 상기 드레인전극과 전기적으로 연결되는 다수개의 화소전극들을 포함하여 구성되며,
상기 금속배선은 상기 화소전극과 오버랩되는 수평 전계 방식 액정표시장치용 어레이기판.A plurality of gate wirings extending in one direction on the substrate and spaced apart from each other in parallel, common wirings, auxiliary common wirings formed on the common wirings and connected to the common wirings;
A gate insulating film formed on the entire surface of the substrate and exposing the common wiring;
An active layer formed on the gate insulating film above the gate wiring;
A plurality of data lines for defining red (R), green (G), and blue (B) pixel regions in an area intersecting with the gate wiring, a source electrode and a drain electrode spaced by a channel region of the active layer, And a metal wiring electrically connected to the common wiring and arranged in parallel with the data wiring; And
The gate line and the data line intersect with each other. The gate line and the data line intersect with each other. The gate line and the data line intersect with each other. The gate line and the data line intersect with each other. Electrodes,
And the metal wiring overlaps with the pixel electrode.
상기 게이트배선과 공통배선 및 보조공통배선을 포함한 기판 전면에 상기 공통배선 일부를 노출시키는 게이트절연막을 형성하는 단계;
상기 게이트배선 상부의 게이트절연막 상에 활성층을 형성하는 단계;
상기 게이트절연막 상에 상기 게이트배선과 교차하여 이루는 지역에 적색 (R), 녹색(G), 청색(B) 화소영역을 정의하는 다수의 데이터배선과 함께 상기 활성층의 채널영역을 사이에 두고 이격되는 소스전극과 드레인전극 및 상기 노출된 공통배선과 전기적으로 연결되는 금속배선을 형성하는 단계;
상기 데이터배선, 소스전극, 드레인전극 및 금속배선을 포함한 기판 전면에 보호막을 형성하고 상기 드레인전극을 노출시키는 단계; 및
상기 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 화소영역에 위치하는 보호막 상에 상기 드레인전극과 전기적으로 연결되고, 서로 이격된 다수개의 화소전극들을 형성하는 단계를 포함하며,
상기 금속배선은 상기 화소전극과 오버랩되고,
상기 활성층은 회절마스크를 이용한 마스크 공정을 통해 형성되며, 상기 마스크 공정시에 상기 게이트 절연막에 상기 공통배선 일부를 노출시키는 공통배선 콘택홀이 형성되는 수평 전계 방식 액정표시장치용 어레이기판 제조방법.Forming an auxiliary common wiring formed on the common wiring and connected to the common wiring together with a plurality of gate wirings and a common wiring extending in one direction on the substrate and spaced apart from each other in parallel;
Forming a gate insulating film over the entire surface of the substrate including the gate wiring, the common wiring, and the auxiliary common wiring to expose a part of the common wiring;
Forming an active layer on the gate insulating film above the gate wiring;
A plurality of data lines for defining red (R), green (G), and blue (B) pixel regions are formed on the gate insulating film so as to intersect with the gate wirings, Forming source and drain electrodes and a metal wiring electrically connected to the exposed common wiring;
Forming a protective film over the entire surface of the substrate including the data line, the source electrode, the drain electrode, and the metal line and exposing the drain electrode; And
And forming a plurality of pixel electrodes electrically connected to the drain electrode on the protective film located in the red (R), green (G), and blue (B) pixel regions,
The metal wiring overlaps with the pixel electrode,
Wherein the active layer is formed through a mask process using a diffraction mask and a common wiring contact hole exposing a part of the common wiring is formed in the gate insulating film during the mask process.
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