KR100857134B1 - 티엔 모드 액정표시장치와 그 어레이기판 및 그액정표시장치의 제조방법 - Google Patents

티엔 모드 액정표시장치와 그 어레이기판 및 그액정표시장치의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 표시장치에 관한 것으로서, 특히 게이트라인 부근에서 발생되는 잔상을 개선한 TN 모드 액정표시장치용 어레이기판과 그 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 기판 상에 형성되는 게이트 배선과; 상기 게이트 배선과 게이트 절연막을 개재하며 교차하여 화소영역을 정의하는 데이터 배선과; 상기 게이트 배선 및 데이터 배선과 연결되는 박막트랜지스터와; 상기 박막트랜지스터와 상기 게이트절연막 상부에 형성되는 보호층과; 상기 보호층 상부로 상기 박막트랜지스터와 전기적으로 연결되며 상기 화소영역에 형성되는 화소전극과; 상기 보호층 상부로 상기 화소전극과 분리되고, 상기 게이트 배선과 중첩되며, 상기 화소전극을 이루는 동일한 물질로 이루어진 전계차단막을 포함하는 TN 모드 액정표시장치용 어레이기판을 제공하며, 게이트배선 부근에 형성되는 전계에 의한 화면잔상 및 얼룩 등을 개선하면서도 마스크 공정 등이 증가되지 않아 공정 대비 표시 품질이 상승되어 제품 경쟁력을 제고시켜주는 장점이 있다.

Description

티엔 모드 액정표시장치와 그 어레이기판 및 그 액정표시장치의 제조방법{TN mode Liquid Crystal Display Device and Array substrate thereof and method of fabricating the TN mode Liquid Crystal Display Device}
도 1은 일반적인 액정표시장치의 분해사시도
도 2는 종래의 일 예시에 따른 액정표시장치의 어레이기판에 형성되는 일 화소구조를 간략히 도시한 평면도
도 3은 도 2의 절단선 I-I를 따라 절단한 단면을 도시한 단면도
도 4는 본 발명에 따른 TN 모드 액정표시장치의 제1실시예에 대한 일 화소구조를 간략히 도시한 평면도
도 5는 도 4의 절단선 II-II를 따라 절단한 단면도
도 6은 본 발명에 따른 TN 모드 액정표시장치의 제2실시예에 대한 일 화소구조를 간략히 도시한 평면도
도 7은 도 6의 절단선 III-III을 따라 절단한 단면도
<도면의 주요부분에 대한 간단한 설명>
GL(n-1),GL(n) : 게이트배선 DL(m-1),DL(m) : 데이터배선
CL(m-2),CL(m-1),CL(m) : 공통배선
200,300 : 기판 202,302 : 게이트전극
204,304 : 게이트절연막 206,306 : 반도체층
208,308 : 소스전극 210,310 : 드레인전극
211,311 : 드레인콘택홀 212,312 : 보호층
P : 화소전극 Cst : 스토리지 커패시터
220,320 : 전계차단막 T : 박막트랜지스터
본 발명은 표시장치에 관한 것으로서, 특히 게이트라인 부근에서 발생되는 잔상을 개선한 TN 모드 액정표시장치용 어레이기판과 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로, 액정표시장치는 박막트랜지스터 및 화소전극을 형성하는 어레 기판 제조 공정과 컬러필터 및 공통 전극을 형성하는 컬러필터 기판 제조 공정을 통해 각각 어레이기판 및 컬러필터 기판을 형성하고, 이 두 기판 사이에 액정을 개재하는 액정 셀 공정을 거쳐 완성된다.
도 1은 일반적인 액정표시장치의 분해사시도이다.
도시한 바와 같이, 일반적인 액정표시장치는 액정층(70)을 사이에 두고 어레이기판(10)과 컬러필터 기판(80)이 대면 합착된 구성을 갖는데, 이중 하부의 어레이기판(10)은 투명한 제 1 절연기판(11) 및 이의 상면으로 종횡 교차 배열되어 다수의 화소영역(PA)을 정의하는 복수개의 게이트 배선(15)과 데이터 배선(40)을 포함하며, 이들 두 배선(15, 40)의 교차지점에는 스위칭 소자인 박막트랜지스터(Tr)가 구비되어 각 화소영역(PA)에 마련된 화소전극(65)과 일대일 대응 접속되어 있다.
또한, 상기 어레이기판(10)과 마주보는 상부의 컬러필터 기판(80)은 투명한 제 2 절연기판(81) 및 이의 배면으로 상기 게이트 배선(15)과 데이터 배선(40) 그리고 박막트랜지스터(Tr) 등의 비표시영역을 가리도록 각 화소영역(PA)을 두르는 격자 형상의 블랙매트릭스(85)가 형성되어 있으며, 상기 블랙매트릭스(85)의 격자 내부에서 각 화소영역(PA)에 대응되게 순차적으로 반복 배열된 적, 녹, 청색 컬러필터 패턴(89(89a, 89b, 89c))이 형성되어 있으며, 상기 블랙매트릭스(85)와 적, 녹, 청색 컬러필터 패턴(89) 하부로 전면에 걸쳐 투명한 공통전극(92)이 마련되어 있다.
그리고 상기 어레이기판(10)과 컬러필터 기판(80)의 각 외부면에는 편광축과 평행한 빛만을 투과시키는 제 1, 2 편광판(미도시)이 위치하고, 상기 제 1 편광판(미도시) 하부에는 별도의 광원인 백라이트(back light)(미도시)가 배치되어 있다.
상기한 기본 구조를 바탕으로 다양하게 응용되어진 액정표시장치는 최근 들어 상기 어레이기판의 각 화소 내부에 공통배선을 형성함으로써 화소전극과 상기 공통배선의 교차 영역을 커패시터로 활용함으로써 데이터 인가 이후의 시간에 영상표시를 지속할 수 있도록 하는 구조가 제안되었다.
도 2는 종래의 일 예시에 따른 액정표시장치의 어레이기판에 형성되는 일 화소구조를 간략히 도시한 평면도이고, 도 3은 도 2의 절단선 I-I을 따라 절단한 단 면을 도시한 단면도로서, 화소영역 내부에 공통배선이 형성된 TN모드 액정표시장치의 일 화소구조를 설명하기 위한 도면이다.
도면을 보면, 데이터배선(DL(m-1), DL(m))과 교차되는 게이트배선(GL(n-1), GL(n))사이의 공간을 화소영역으로 정의되며, 상기 화소영역의 일 공간에는 박막트랜지스터(T)가 형성된다. 상기 박막트랜지스터(T)는 스위칭 소자로서, 기판(100)의 최하층에 상기 게이트배선(GL(n))과 연결된 게이트 전극(102)과, 그 상층으로 게이트 절연막(104)과, 상기 게이트 절연막(104) 상층에 액티브층(106a)과 오믹콘택층(106b)으로 이루어진 반도체층(106)과, 상기 반도체층(106) 위로 서로 이격하는 소스 및 드레인전극(108,110)으로 구성되며, 상기 소스 전극(108)은 상기 데이터배선(DL(m-1))과 연결된다.
또한 상기 화소영역 내 좌우 외측 공간 및 상기 박막트랜지스터와 중첩되지 않는 하측 공간에는 공통배선(CL(m-1))이 형성된다. 상기 공통배선(CL(m-1))은 바람직하게는 상기 게이트배선 형성 공정에서 상기 게이트배선 형성과 동시에 상기 게이트 배선 물질로 형성되며, 특히 상기 화소영역 내 게이트배선(GL(n))과 평행하게 근접하여 구성된 공통배선(CL(m-1)) 부분은 상기 게이트배선(GL(n-1)과 근접하도록 위치시켜 형성할 수도 있다.
그리고 상기 공통배선(CL(m-1))은 이웃한 수평화소간에는 서로 연결되도록 형성되는데 도면에서 CL(m-2), CL(m)으로 표기된 인접 화소의 공통배선은 상기 공통배선(CL(m-1))과 서로 연결된 형태이다.
아울러 상기 박막트랜지스터(T)의 드레인전극(110)과 드레인 콘택홀(111)을 통해 접촉하며 화소영역별로 독립된 화소전극(P)이 형성되는데, 상기 공통배선(CL(m-1))의 일부 구간에서는 상기 화소전극(P)이 상기 공통배선(CL(m-1))과 소정 영역 중첩되고 또한 공통배선(CL(m-1))의 일부 구간에서는 상기 화소전극(P)이 상기 공통배선(CL(m-1))을 완전히 덮도록 형성되어, 상기 공통배선(CL(m-1))을 제1스토리지전극(E1)으로 하고 상기 공통배선(CL(m-1))과 중첩되는 화소전극(P)을 제 2 스토리지 전극(E2)으로 하며, 상기 제 1 및 제 2 스토리지 전극(E1, E2) 사이에 구성된 게이트 절연막(104) 및 보호층(112) 등을 유전체층으로 하는 스토리지 커패시터(Cst)를 형성하고 있다.
상기 공통배선(CL(m-1))을 이용하는 제1스토리지전극(E1)에는 공통전압(Vcom)이 지속적으로 인가되며, 상기 스토리지 커패시터(Cst)에 의해 액정에 인가된 데이터를 다음 데이터가 인가되기 전까지 상기 화소전극(P)에 지속적으로 공급하게 된다.
또한 상기 도면에는 도시하지 않았지만 상기 어레이기판의 상부에는 액정층이 구성되고, 상기 액정층을 사이에 두고 상기 어레이기판과 대향되는 위치에는 공통전극과 컬러필터를 가지는 컬러필터 기판이 위치한다.
그런데, 상기와 같이 설명한 구조의 액정표시장치에서는 상기 게이트배선(GL(n-1), GL(n)) 부근에서 화면잔상이 발생되는 현상이 나타나는데, 상기 게이트배선(GL(n-1), GL(n))과 상기 컬러필터 기판의 공통전극 사이에 형성된 전계에 의한 것이다.
즉, 상기 게이트배선(GL(n-1), GL(n))은 1 프레임 표시 시간 중 대부분의 시 간동안 약 -5V 정도의 게이트로우전압(Vgl)이 인가되어 있으며 또한 상기 컬러필터 기판의 공통전극에는 지속적으로 수 볼트(V)의 공통전압(Vcom)이 지속적으로 인가되어 있는 상태이기 때문에 상기 공통전극과 게이트배선(GL(n-1), GL(n))이 중첩되는 영역에 형성된 액정층에서는 상기 전계에 의해 액정분자의 비정상적 동작이 발생되며 이는 화면 잔상 또는 상기 게이트배선(GL(n-1), GL(n)) 부근 화소영역에서의 표시품질 저하의 문제점을 유발한다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 게이트배선과 공통전극에 의해 형성되는 전계에 의한 화질 이상 문제점을 해결함으로써 향상된 표시품질의 TN 모드 액정표시장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 기판 상에 형성되는 게이트 배선과; 상기 게이트 배선과 게이트 절연막을 개재하며 교차하여 화소영역을 정의하는 데이터 배선과; 상기 게이트 배선 및 데이터 배선과 연결되는 박막트랜지스터와; 상기 박막트랜지스터와 상기 게이트절연막 상부에 형성되는 보호층과; 상기 보호층 상부로 상기 박막트랜지스터와 전기적으로 연결되며 상기 화소영역에 형성되는 화소전극과; 상기 보호층 상부로 상기 화소전극과 분리되고, 상기 게이트 배선과 중첩되며, 상기 화소전극을 이루는 동일한 물질로 이루어진 전계차단막을 포함하는 TN 모드 액정표시장치용 어레이기판을 제공한다.
상기 기판 상에 상기 게이트 배선과 동일 층에 형성되는 공통배선을 더욱 포 함한다.
상기 게이트 배선과 공통배선 상부에 형성되는 게이트절연막을 더욱 포함한다.
삭제
상기 박막트랜지스터는, 상기 기판 상에 형성되며 상기 게이트 배선으로부터 분기한 게이트 전극과; 상기 게이트 전극 상부에 형성되는 상기 게이트 절연막과; 상기 게이트 절연막 상부에 형성되는 액티브층과; 상기 액티브층 상부에 서로 이격되어 형성되는 오믹콘택층과; 상기 오믹콘택층 상부에 형성되는 소스 및 드레인전극과; 상기 소스 및 드레인 전극과 노출된 게이트 절연막 상부에 형성되는 상기 보호층을 포함한다.
상기 보호층은 상기 드레인전극을 노출시키는 드레인 콘택홀이 더욱 형성된다.
상기 화소전극은 상기 공통배선과 중첩되는 것을 특징으로 한다.
상기 화소전극은 제1스토리지전극을 형성하고 상기 공통배선은 제2스토리지전극을 형성하여 상기 중첩되는 부분에 스토리지 커패시터를 형성하는 것을 특징으로 한다.
삭제
상기 전계차단막은 ITO로 형성되는 것을 특징으로 한다.
삭제
삭제
또한 본 발명은, 제1기판 상에 형성되는 게이트 배선과, 상기 게이트 배선과 게이트 절연막을 개재하며 교차하여 화소영역을 정의하는 데이터 배선과, 상기 게이트 배선 및 데이터 배선과 연결되는 박막트랜지스터와, 상기 박막트랜지스터를 덮으며 형성된 보호층과, 상기 보호층 상부로 상기 박막트랜지스터와 전기적으로 연결되며 상기 화소영역에 형성되는 화소전극과, 상기 화소전극과 분리되고 상기 게이트 배선과 중첩되며, 상기 화소전극을 이루는 동일한 물질로 이루어진 전계차단막을 포함하는 어레이기판과; 제2기판 상에 형성되며 다수의 개구부를 가지는 블랙매트릭스와, 상기 블랙매트릭스의 개구부와 상기 블랙매트릭스 상부에 형성되는 컬러필터와, 상기 컬러필터 상부에 형성되는 공통전극을 포함하는 컬러필터 기판과; 상기 어레이기판과 컬러필터 기판 사이에 구성되는 액정층을 포함하는 TN 모드 액정표시장치를 제공한다.
삭제
아울러 본 발명은 제1제조방법으로서,
기판 상에 게이트 배선과, 상기 게이트 배선에 연결된 게이트 전극과, 공통배선을 형성하는 단계와; 상기 게이트 배선과 게이트 전극, 공통배선 상부에 게이트 절연막을 형성하는 단계와; 상기 게이트 절연막 상부에 상기 게이트 배선과 교차되는 데이터 배선과, 반도체층과, 상기 반도체층 상부에 상기 데이터 배선과 연결되는 소스 전극과, 상기 소스 전극과 이격된 드레인전극을 형성하는 단계와; 상 기 데이터 배선과, 소스 및 드레인 전극과, 노출된 게이트 절연막 상부에 상기 드레인전극 일부를 노출시키는 드레인 콘택홀을 갖는 보호층을 형성하는 단계와; 상기 보호층 상부의 상기 게이트 배선과 중첩되지 않는 영역에 화소전극을 형성하는 단계와; 상기 보호층 상부의 상기 게이트 배선과 중첩되는 영역에 상기 화소전극과 분리된 전계차단막을 형성하는 단계를 포함하는 액정표시장치용 어레이기판의 제조 방법을 제공한다.
삭제
삭제
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세하게 설명한다.
제1실시예
도 4는 본 발명에 따른 TN 모드 액정표시장치의 제1실시예에 대한 일 화소구 조를 간략히 도시한 평면도이고, 도 5는 도 4의 절단선 II-II를 따라 절단한 단면도이다.
본 발명의 도시에 따른 도 4는 전술한 도 2와 동일구성일 경우 동일한 도면부호를 사용한다. 또한 도 4와 도 5는 액정표시장치의 어레이기판만을 도시하였으며 액정층을 사이에 두고 배치되는 컬러필터 기판의 도시는 생략하였다.
도면을 참조하면, 데이터배선(DL(m-1),DL(m))과 교차되는 게이트배선(GL(n-1),GL(n))사이의 공간을 화소영역으로 정의되며, 상기 화소영역의 일 공간에는 박막트랜지스터(T)가 형성된다. 상기 박막트랜지스터(T)는 스위칭 소자로서, 기판(200)의 최하층에 상기 게이트배선(GL(n))과 연결된 게이트 전극(202)과, 그 상층으로 게이트 절연막(204)과, 상기 게이트 절연막(204) 상층에 액티브층(206a)과 오믹콘택층(206b)으로 이루어진 반도체층(206)과, 상기 반도체층(206) 위로 서로 이격하는 소스 및 드레인전극(208,210)으로 구성되며, 상기 소스 전극(208)은 상기 데이터배선(DL(m-1))과 연결된다.
또한 상기 화소영역 내 좌우 외측 공간 및 상기 박막트랜지스터와 중첩되지 않는 하측 공간에는 공통배선(CL(m-1))이 형성된다. 상기 공통배선(CL(m-1))은 바람직하게는 상기 게이트배선 형성 공정에서 상기 게이트배선(GL(n-1),GL(n)) 형성과 동시에 상기 게이트 배선 물질로 형성되며, 특히 상기 화소영역 내 일 게이트배선(GL(n))과 평행하게 근접하여 구성된 공통배선(CL(m-1)) 부분은 상기 타 게이트배선(GL(n-1))과 근접하도록 위치시켜 형성할 수도 있다.
그리고 상기 공통배선(CL(m-1))은 이웃한 수평화소간에는 서로 연결되도록 형성되는데 도면에서 CL(m-2), CL(m)으로 표기된 인접 화소의 공통배선은 상기 공통배선(CL(m-1))과 서로 연결된 형태이다.
아울러 상기 박막트랜지스터(T)의 드레인전극(210)과 드레인 콘택홀(211)을 통해 접촉하며 화소영역별로 독립된 화소전극(P)이 형성되는데, 상기 공통배선(CL(m-1))의 일부 구간에서는 상기 화소전극(P)이 상기 공통배선(CL(m-1))과 소정 영역 중첩되고 또한 공통배선(CL(m-1))의 일부 구간에서는 상기 화소전극(P)이 상기 공통배선(CL(m-1))을 완전히 덮도록 형성되어, 상기 공통배선(CL(m-1))을 제1스토리지전극(E1)으로 하고 상기 공통배선(CL(m-1))과 중첩되는 화소전극(P)을 제 2 스토리지 전극(E2)으로 하며, 상기 제 1 및 제 2 스토리지 전극(E1, E2) 사이에 구성된 게이트 절연막(204) 및 보호층(212) 등을 유전체층으로 하는 스토리지 커패시터(Cst)를 형성하고 있다.
상기 공통배선(CL(m-1))을 이용하는 제1스토리지전극(E1)에는 공통전압(Vcom)이 지속적으로 인가되며, 상기 스토리지 커패시터(Cst)에 의해 액정에 인가된 데이터를 다음 데이터가 인가되기 전까지 상기 화소전극(P)에 지속적으로 공급하게 된다.
또한 상기 도면에는 도시하지 않았지만 상기 어레이기판의 상부에는 액정층이 구성되고, 상기 액정층을 사이에 두고 상기 어레이기판과 대향되는 위치에는 공통전극과 컬러필터를 가지는 컬러필터 기판이 위치한다.
아울러 본 발명의 제1실시예에 따른 TN 모드 액정표시장치의 어레이기판에서는 상기 화소전극(P)과 동일한 층으로 전계차단막(220)이 더욱 형성된다.
상기 전계차단막(220)은 상기 화소전극(P)과 동일층에 형성되나 상기 화소전극(P)과는 전기적으로 연결되지는 않으며, 또한 상기 게이트배선(GL(n-1), GL(n))과 중첩되는 위치에 형성된다. 이때 상기 전계차단막(220)은 상기 화소전극(P)과 동일한 물질이거나 또는 상기 소스전극(208) 및 드레인전극(210)과 동일한 물질일 수 있으나 ITO 등과 같은 도전체이면 무관하다. 아울러 상기 전계차단막(220)은 상기 게이트배선(GL(n-1), GL(n))을 완전히 가리도록 형성될 수도 있고 또는 일부 영역만을 가리도록 형성될 수 있으나 형성된 전계차단막(220)이 상기 게이트배선(GL(n-1), GL(n))을 최대한 커버하도록 형성되는 것이 바람직하다.
이렇게 도전 물질로 전계차단막(220)을 형성함으로써 상기 게이트배선(GL(n-1), GL(n))과 상기 어레이기판의 상부에 위치할 컬러필터 기판(미도시됨)의 공통전극간 형성될 수 있는 전계를 차단할 수 있으며, 이를 통해 상기 게이트배선(GL(n-1), GL(n)) 상부의 액정층이 상기 게이트배선과 공통전극 사이에 형성되는 전계에 의한 영향을 받지 않아 정상적인 화면표시가 가능하게 된다. 즉, 상기 게이트배선(GL(n-1), GL(n)) 주변부에서의 화면잔상 또는 얼룩 등의 화질불량 요인을 제거하게 되는 것이다.
이러한 본 발명 제1실시예에 따른 TN 모드 액정표시장치의 어레이기판 제조공정을 상기 도 4 및 도 5를 다시 참조하여 간략히 설명하며, 상기 전계차단막(220) 부분 이외는 통상의 TN 모드 액정표시장치 어레이기판 제조공정과 크게 상이하지 않다.
먼저 기판(200) 상에 게이트 배선(GL(n-1), GL(n))과, 게이트 배선(GL(n):도 4참조)에 연결된 게이트 전극(202)과, 공통배선(CL(m-1))을 각각 이격시켜 형성한다.
다음으로, 상기 게이트 배선(GL(n-1), GL(n))과 게이트 전극(202) 및 공통배선(CL(m-1)) 상부에 게이트 절연막(204)을 형성한다.
다음, 상기 게이트 절연막(204) 상부에 상기 게이트 배선(GL(n-1), GL(n))과 교차되는 데이터 배선(DL(m-1), DL(m))과, 반도체층(206)과, 상기 반도체층(206) 상부에 데이터 배선(DL(m-1))과 연결되는 소스 전극(208)과, 상기 소스 전극(208)과 이격하여 드레인전극(210)을 형성한다.
상기 데이터 배선(DL(m-1))과, 소스 및 드레인전극(208, 210)과, 노출된 게이트 절연막(204) 상부에 상기 드레인전극(210) 일부를 노출시키는 드레인 콘택홀(211)을 갖는 보호층(212)을 형성한다.
다음으로 상기 보호층(212) 상부에 상기 게이트 배선(GL(n-1), GL(n))과 중첩되지 않는 영역에 화소전극(P)을 형성하고, 또한 상기 보호층(212) 상부의 상기 게이트 배선(GL(n-1), GL(n))과 중첩되는 영역에는 상기 화소전극(P)과 이격되게 전계차단막(220)을 형성한다. 이때 상기 전계차단막(220)은 상기 화소전극(P) 형성 시에 상기 화소전극 물질로 동시에 형성하는 것이 공정상 효율적일 것이다.
제2실시예
도 6은 본 발명에 따른 TN 모드 액정표시장치의 제2실시예에 대한 일 화소구조를 간략히 도시한 평면도이고, 도 7은 도 6의 절단선 III-III를 따라 절단한 단면도이다.
본 발명의 도시에 따른 도 6 역시 전술한 도 2와 동일구성일 경우 동일한 도면부호를 사용한다. 또한 도 6과 도 7은 액정표시장치의 어레이기판만을 도시하였으며 액정층을 사이에 두고 배치되는 컬러필터 기판의 도시는 생략하였다.
도면을 참조하면, 데이터배선(DL(m-1),DL(m))과 교차되는 게이트배선(GL(n-1),GL(n))사이의 공간을 화소영역으로 정의되며, 상기 화소영역의 일 공간에는 박막트랜지스터(T)가 형성된다. 상기 박막트랜지스터(T)는 스위칭 소자로서, 기판(300)의 최하층에 상기 게이트배선(GL(n))과 연결된 게이트 전극(302)과, 그 상층으로 게이트 절연막(304)과, 상기 게이트 절연막(304) 상층에 액티브층(306a)과 오믹콘택층(306b)으로 이루어진 반도체층(306)과, 상기 반도체층(306) 위로 서로 이격하는 소스 및 드레인전극(308,310)으로 구성되며, 상기 소스 전극(308)은 상기 데이터배선(DL(m-1))과 연결된다.
또한 상기 화소영역 내 좌우 외측 공간 및 상기 박막트랜지스터와 중첩되지 않는 하측 공간에는 공통배선(CL(m-1))이 형성된다. 상기 공통배선(CL(m-1))은 바람직하게는 상기 게이트배선 형성 공정에서 상기 게이트배선(GL(n-1),GL(n)) 형성과 동시에 상기 게이트 배선 물질로 형성되며, 특히 상기 화소영역 내 일 게이트배선(GL(n))과 평행하게 근접하여 구성된 공통배선(CL(m-1)) 부분은 상기 타 게이트배선(GL(n-1))과 근접하도록 위치시켜 형성할 수도 있다.
그리고 상기 공통배선(CL(m-1))은 이웃한 수평화소간에는 서로 연결되도록 형성되는데 도면에서 CL(m-2), CL(m)으로 표기된 인접 화소의 공통배선은 상기 공통배선(CL(m-1))과 서로 연결된 형태이다.
아울러 상기 박막트랜지스터(T)의 드레인전극(310)과 드레인 콘택홀(311)을 통해 접촉하며 화소영역별로 독립된 화소전극(P)이 형성되는데, 상기 공통배선(CL(m-1))의 일부 구간에서는 상기 화소전극(P)이 상기 공통배선(CL(m-1))과 소정 영역 중첩되고 또한 공통배선(CL(m-1))의 일부 구간에서는 상기 화소전극(P)이 상기 공통배선(CL(m-1))을 완전히 덮도록 형성되어, 상기 공통배선(CL(m-1))을 제1스토리지전극(E1)으로 하고 상기 공통배선(CL(m-1))과 중첩되는 화소전극(P)을 제 2 스토리지 전극(E2)으로 하며, 상기 제 1 및 제 2 스토리지 전극(E1, E2) 사이에 구성된 게이트 절연막(304) 및 보호층(312) 등을 유전체층으로 하는 스토리지 커패시터(Cst)를 형성하고 있다.
상기 공통배선(CL(m-1))을 이용하는 제1스토리지전극(E1)에는 공통전압(Vcom)이 지속적으로 인가되며, 상기 스토리지 커패시터(Cst)에 의해 액정에 인가된 데이터를 다음 데이터가 인가되기 전까지 상기 화소전극(P)에 지속적으로 공급하게 된다.
또한 상기 도면에는 도시하지 않았지만 상기 어레이기판의 상부에는 액정층이 구성되고, 상기 액정층을 사이에 두고 상기 어레이기판과 대향되는 위치에는 공통전극과 컬러필터를 가지는 컬러필터 기판이 위치한다.
아울러 본 발명의 제2실시예에 따른 TN 모드 액정표시장치의 어레이기판에서는 상기 게이트 절연막(304)과 보호층(312) 사이에 전계차단막(320)이 더욱 형성된다.
상기 전계차단막(320)은 상기 게이트절연막(304)과 보호층(312) 사이에 형성 되며 평면적으로는 도 6에 도시된 것처럼 상기 게이트배선(GL(n-1), GL(n))과 중첩되는 위치에 형성된다. 이때 상기 전계차단막(320)은 상기 화소전극(P)과 동일한 물질이거나 또는 상기 소스전극(308) 및 드레인전극(310)과 동일한 물질일 수 있으나 ITO 등과 같은 도전체이면 무관하다. 아울러 상기 전계차단막(320)은 상기 게이트배선(GL(n-1), GL(n))을 완전히 가리도록 형성될 수도 있고 또는 일부 영역만을 가리도록 형성될 수 있으나 형성된 전계차단막(320)이 상기 게이트배선(GL(n-1), GL(n))을 최대한 커버할 수 있도록 형성되는 것이 바람직하다.
이렇게 도전물질로 전계차단막(320)을 형성함으로써 상기 게이트배선(GL(n-1), GL(n))과 상기 어레이기판의 상부에 위치할 컬러필터 기판(미도시됨)의 공통전극간 형성될 수 있는 전계를 차단할 수 있으며, 이를 통해 상기 게이트배선(GL(n-1), GL(n)) 상부의 액정층이 상기 게이트배선과 공통전극 사이에 형성되는 전계에 의한 영향을 받지 않아 정상적인 화면표시가 가능하게 된다. 즉, 상기 게이트배선(GL(n-1), GL(n)) 주변부에서의 화면잔상 또는 얼룩 등의 화질불량 요인을 제거하게 되는 것이다.
이러한 본 발명 제2실시예에 따른 TN 모드 액정표시장치의 어레이기판 제조공정을 상기 도 6 및 도 7을 다시 참조하여 간략히 설명하며, 상기 전계차단막(320) 부분 이외는 통상의 TN 모드 액정표시장치 어레이기판 제조공정과 크게 상이하지 않다.
먼저 기판(300) 상에 게이트 배선(GL(n-1), GL(n))과, 게이트 배선(GL(n):도 6참조)에 연결된 게이트 전극(302)과, 공통배선(CL(m-1))을 각각 이격시켜 형성한 다.
다음으로, 상기 게이트 배선(GL(n-1), GL(n))과 게이트 전극(302) 및 공통배선(CL(m-1)) 상부에 게이트 절연막(304)을 형성한다.
다음, 상기 게이트 절연막(304) 상부에 상기 게이트 배선(GL(n-1), GL(n))과 교차되는 데이터 배선(DL(m-1), DL(m))과, 반도체층(306)과, 상기 반도체층(306) 상부에 데이터 배선(DL(m-1))과 연결되는 소스 전극(308)과, 상기 소스 전극(308)과 이격하여 드레인전극(310)을 형성하고, 또한 상기 게이트 배선(GL(n-1), GL(n))과 중첩되는 영역에 전계차단막(320)을 형성한다. 이때 상기 전계차단막(320)은 상기 소스 및 드레인전극(308, 310) 형성 시에 상기 소스 및 드레인전극 물질로 동시에 형성하는 것이 공정상 효율적일 것이다.
상기 데이터 배선(DL(m-1))과, 소스 및 드레인전극(308, 310)과, 노출된 게이트 절연막(304)과, 상기 전계차단막(320) 상부에 상기 드레인전극(310) 일부를 노출시키는 드레인 콘택홀(311)을 갖는 보호층(312)을 형성한다.
다음으로 상기 보호층(312) 상부에 상기 게이트 배선(GL(n-1), GL(n))과 중첩되지 않는 영역에 화소전극(P)을 형성한다.
상기와 같이 설명한 본 발명에 따른 TN 모드 액정표시장치 어레이기판은, 게이트배선 부근에 형성되는 전계에 의한 화면잔상 및 얼룩 등을 개선하면서도 마스크 공정 등이 증가되지 않아 공정 대비 표시 품질이 상승되어 제품 경쟁력을 제고 시켜주는 장점이 있다.

Claims (15)

  1. 기판 상에 형성되는 게이트 배선과;
    상기 게이트 배선과 게이트 절연막을 개재하며 교차하여 화소영역을 정의하는 데이터 배선과;
    상기 게이트 배선 및 데이터 배선과 연결되는 박막트랜지스터와;
    상기 박막트랜지스터와 상기 게이트절연막 상부에 형성되는 보호층과;
    상기 보호층 상부로 상기 박막트랜지스터와 전기적으로 연결되며 상기 화소영역에 형성되는 화소전극과;
    상기 보호층 상부로 상기 화소전극과 분리되고, 상기 게이트 배선과 중첩되며, 상기 화소전극을 이루는 동일한 물질로 이루어진 전계차단막
    을 포함하는 TN 모드 액정표시장치용 어레이기판.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판 상에 상기 게이트 배선과 동일 층에 형성되는 공통배선을 더욱 포함하는 TN 모드 액정표시장치용 어레이기판.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 게이트 절연막은 상기 게이트 배선과 상기 공통배선 상부에 형성되는 TN 모드 액정표시장치용 어레이기판.
  4. 삭제
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 박막트랜지스터는,
    상기 기판 상에 형성되며 상기 게이트 배선으로부터 분기한 게이트 전극과;
    상기 게이트 전극 상부에 형성되는 상기 게이트 절연막과;
    상기 게이트 절연막 상부에 형성되는 액티브층과;
    상기 액티브층 상부에 서로 이격되어 형성되는 오믹콘택층과;
    상기 오믹콘택층 상부에 형성되는 소스 및 드레인전극과;
    상기 소스 및 드레인 전극과 노출된 게이트 절연막 상부에 형성되는 상기 보호층
    을 포함하는 TN 모드 액정표시장치용 어레이기판.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 보호층은 상기 드레인전극을 노출시키는 드레인 콘택홀이 더욱 형성된 TN 모드 액정표시장치용 어레이기판.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 화소전극은 상기 공통배선과 중첩되는 것을 특징으로 하는 TN 모드 액정표시장치용 어레이기판.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 화소전극은 제1스토리지전극을 형성하고 상기 공통배선은 제2스토리지전극을 형성하여 상기 중첩되는 부분에 스토리지 커패시터를 형성하는 것을 특징으로 하는 TN 모드 액정표시장치용 어레이기판.
  9. 삭제
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 전계차단막은 ITO로 형성되는 것을 특징으로 하는 TN 모드 액정표시장치용 어레이기판.
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 제1기판 상에 형성되는 게이트 배선과, 상기 게이트 배선과 게이트 절연막을 개재하며 교차하여 화소영역을 정의하는 데이터 배선과, 상기 게이트 배선 및 데이터 배선과 연결되는 박막트랜지스터와, 상기 박막트랜지스터를 덮으며 형성된 보호층과, 상기 보호층 상부로 상기 박막트랜지스터와 전기적으로 연결되며 상기 화소영역에 형성되는 화소전극과, 상기 화소전극과 분리되고 상기 게이트 배선과 중첩되며, 상기 화소전극을 이루는 동일한 물질로 이루어진 전계차단막을 포함하는 어레이기판과;
    제2기판 상에 형성되며 다수의 개구부를 가지는 블랙매트릭스와, 상기 블랙매트릭스의 개구부와 상기 블랙매트릭스 상부에 형성되는 컬러필터와, 상기 컬러필터 상부에 형성되는 공통전극을 포함하는 컬러필터 기판과;
    상기 어레이기판과 컬러필터 기판 사이에 구성되는 액정층
    을 포함하는 TN 모드 액정표시장치.
  14. 기판 상에 게이트 배선과, 상기 게이트 배선에 연결된 게이트 전극과, 공통배선을 형성하는 단계와;
    상기 게이트 배선과 게이트 전극, 공통배선 상부에 게이트 절연막을 형성하는 단계와;
    상기 게이트 절연막 상부에 상기 게이트 배선과 교차되는 데이터 배선과, 반도체층과, 상기 반도체층 상부에 상기 데이터 배선과 연결되는 소스 전극과, 상기 소스 전극과 이격된 드레인전극을 형성하는 단계와;
    상기 데이터 배선과, 소스 및 드레인 전극과, 노출된 게이트 절연막 상부에 상기 드레인전극 일부를 노출시키는 드레인 콘택홀을 갖는 보호층을 형성하는 단계와;
    상기 보호층 상부의 상기 게이트 배선과 중첩되지 않는 영역에 화소전극을 형성하는 단계와;
    상기 보호층 상부의 상기 게이트 배선과 중첩되는 영역에 상기 화소전극과 분리된 전계차단막을 형성하는 단계
    를 포함하는 액정표시장치용 어레이기판의 제조 방법.
  15. 삭제
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