KR101341783B1 - Liquid Crystal Display Device And Method For Fabricating The Same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 제2 기판에 블랙매트릭스를 형성하지 않아도 제1 기판에 형성된 제2 공통전극으로 인해 액정의 불균일한 구동으로 발생될 수 있는 빛샘을 차단하게 되고, 외부 광 입사에 따라 금속배선의 표면반사를 차단하게 되는 액정표시장치 및 그의 제조방법에 관한 것으로, 본 발명의 액정표시장치는 제1 기판 상에 일방향으로 배열된 게이트 배선과 수직교차되는 데이터 배선으로 정의되는 화소영역과, 상기 화소영역의 일측단부에 형성된 박막 트랜지스터와, 상기 화소영역 내에서 데이터 배선과 인접 배치되는 제1 공통전극과, 상기 제1 공통전극과 상기 데이터 배선 상에 오버랩되면서 동시에 상기 화소영역 내에 배치되는 제2 공통전극과, 상기 화소영역 내에 배치된 제2 공통전극과 교차배열되는 화소전극을 포함한다. According to the present invention, the second common electrode formed on the first substrate blocks light leakage that may occur due to non-uniform driving of the liquid crystal even when the black matrix is not formed on the second substrate, and reflects the surface of the metal wiring according to external light incident. A liquid crystal display device and a method of manufacturing the same are provided. A liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention includes a pixel area defined as a data line perpendicularly intersecting with a gate line arranged in one direction on a first substrate, and a pixel area of the pixel area. A thin film transistor formed at one end, a first common electrode disposed adjacent to a data line in the pixel area, a second common electrode overlapping the first common electrode and the data line and simultaneously disposed in the pixel area; And a pixel electrode cross-aligned with a second common electrode disposed in the pixel area.
빛샘, 저반사, 블랙 매트릭스 Light leakage, low reflection, black matrix
Description
도 1은 본 발명에 따른 액정표시장치를 도시한 평면도1 is a plan view showing a liquid crystal display device according to the present invention.
도 2는 도 1의 A-A'와 B-B'선상의 단면도2 is a cross-sectional view taken along line A-A 'and B-B' of FIG.
도 3a 내지 도 3e는 본 발명에 다른 액정표시장치의 제조방법을 단계적으로 설명하기 위한 단면도들3A to 3E are cross-sectional views for explaining a method of manufacturing a liquid crystal display device according to the present invention step by step.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>Description of the Related Art
12: 게이트 배선 12a: 제1 공통전극12:
18a: 데이터 배선 24a: 화소전극18a:
24b: 제2 공통전극24b: second common electrode
본 발명은 액정표시장치 및 그의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a liquid crystal display device and a manufacturing method thereof.
통상 액정표시장치는 전압인가에 따라 배열을 달리하는 액정분자의 특성을 이용한 디스플레이장치로서, 음극선관에 비하여 낮은 전력으로 구동이 가능하며 소형화, 박형화에 더욱 유리한 장점을 지니므로 노트북 컴퓨터의 모니터와 벽걸이형 텔레비젼 등 차세대 디스플레이장치로서 각광을 받고 있다.A liquid crystal display is a display device using characteristics of liquid crystal molecules that vary in arrangement depending on the voltage applied, and can be driven at a lower power than a cathode ray tube, and is advantageous in miniaturization and thinning. It is attracting attention as a next generation display device such as a type television.
액정표시장치는 액정패널과, 액정 패널 후면에서 빛을 공급하기 위한 백라이트 유닛으로 크게 구분한다. 그리고, 액정패널은 박막 트랜지스터가 형성된 하부기판과, 컬러필터가 형성된 상부기판을 포함하며, 하부기판과 상부기판의 이격된 사이에 액정이 위치된다. The liquid crystal display is largely divided into a liquid crystal panel and a backlight unit for supplying light from the back of the liquid crystal panel. The liquid crystal panel includes a lower substrate on which a thin film transistor is formed and an upper substrate on which a color filter is formed, and the liquid crystal is positioned between the lower substrate and the upper substrate.
이때, 컬러필터가 형성되는 상부기판에는 화소영역내의 불균일한 액정 구동영역에서의 빛(백라이트유닛에서의 공급되는 빛)샘을 차단하고, 외부 광 입사에 따라 하부기판에 형성된 금속배선의 표면 반사를 차단하기 위해, 블랙매트릭스가 형성된다. At this time, the upper substrate on which the color filter is formed blocks light leakage from the non-uniform liquid crystal driving region in the pixel region, and reflects the surface of the metal wiring formed on the lower substrate according to external light incident. To block, a black matrix is formed.
한편, 최근에는 공정단계의 복잡화, 재료비 상승등의 원인으로 인해 상부기판에 형성되는 상기 블랙 매트릭스가 제거될 수 있는 액정표시장치의 개발이 요구되고 있다. On the other hand, recently, there has been a demand for the development of a liquid crystal display device capable of removing the black matrix formed on the upper substrate due to the complexity of the process step and the increase of the material cost.
따라서 본 발명의 목적은 블랙 매트릭스가 제거될 수 있는 액정표시장치 및 그의 제조방법을 제공함에 있다. Accordingly, an object of the present invention is to provide a liquid crystal display device and a method of manufacturing the same, in which the black matrix can be removed.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 액정표시장치는 제1 기판 상에 일방향으로 배열된 게이트 배선과 수직교차되는 데이터 배선으로 정의되는 화소영역과, 상기 화소영역의 일측단부에 형성된 박막 트랜지스터와, 상기 화소영역 내에서 데이터 배선과 인접 배치되는 제1 공통전극과, 상기 제1 공통전극과 상기 데이터 배 선 상에 오버랩되면서 동시에 상기 화소영역 내에 배치되는 제2 공통전극과, 상기 화소영역 내에 배치된 제2 공통전극과 교차배열되는 화소전극을 포함한다. According to an aspect of the present invention, there is provided a liquid crystal display device including: a pixel region defined by a data line perpendicular to a gate wiring arranged in one direction on a first substrate, a thin film transistor formed at one end of the pixel region; A first common electrode disposed adjacent to the data line in the pixel area, a second common electrode overlapping the first common electrode and the data line and simultaneously disposed in the pixel area, and disposed in the pixel area And a pixel electrode cross-aligned with the second common electrode.
상기 화소전극 및 제2 공통전극은 불투명 금속막 및 불투명 금속산화막의 이중막으로 형성되고, 상기 불투명 금속막은 크롬(Cr), 구리(Cu), 몰리브덴(Mo)을 포함하는 금속그룹 중 선택된 어느 하나로 구성한다. The pixel electrode and the second common electrode are formed of a double layer of an opaque metal film and an opaque metal oxide film, and the opaque metal film is one selected from a metal group including chromium (Cr), copper (Cu), and molybdenum (Mo). Configure.
상기 제1 기판과 액정층을 사이에 두고 대향 합착되는 제2 기판이 더 구비되고, 상기 제2 기판은 상기 제1 기판의 화소영역에 대응되도록 형성되는 컬러필터층을 포함한다. A second substrate may be further provided to face each other with the first substrate and the liquid crystal layer interposed therebetween, and the second substrate may include a color filter layer formed to correspond to the pixel area of the first substrate.
상기 제1 공통전극은 상기 게이트 배선용 물질로 형성되고, 상기 게이트 배선과 동일층에 형성된다. The first common electrode is formed of the gate wiring material, and is formed on the same layer as the gate wiring.
상기 박막 트랜지스터와 상기 제1 공통전극 상에 형성되는 보호막을 더 포함하고, 상기 보호막은 질화 실리콘(SiNX)과 산화 실리콘(SiO2)을 포함하는 무기절연물질그룹 중 선택된 어느 하나로 구성되는 제1 보호막과, 벤조사이클로부텐(BCB)과 아크릴계 수지(acryl계 resin)를 포함하는 유기절연물질그룹 중 선택된 어느 하나로 구성되는 제2 보호막을 포함한다. And a passivation layer formed on the thin film transistor and the first common electrode, wherein the passivation layer comprises a first passivation layer formed of any one selected from an inorganic insulating material group including silicon nitride (SiNX) and silicon oxide (SiO 2); And a second passivation layer including any one selected from the group of organic insulating materials including benzocyclobutene (BCB) and acrylic resin.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 액정표시장치의 제조방법은 제1 기판 상에 게이트 배선, 게이트 전극, 제1 공통전극을 형성하는 단계와, 상기 제1 공통전극이 형성된 기판의 전면에 게이트 절연막을 형성하는 단계와, 상기 게이트 전극에 상응하는 게이트 절연막 상에 반도체층, 소스 및 드레인전극을 형성하는 단계와, 상기 소스 및 드레인 전극이 형성된 기판 전면에 보호막을 형성하는 단계와, 상기 보호막이 형성된 기판 상에 불투명 금속막 및 불투명 금속산화막을 증착한 후 패터닝하여, 화소전극 및 공통전극을 형성하는 단계를 포함한다. According to an aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a liquid crystal display device, the method including: forming a gate wiring, a gate electrode, and a first common electrode on a first substrate; Forming an insulating film, forming a semiconductor layer, a source and a drain electrode on a gate insulating film corresponding to the gate electrode, forming a protective film on an entire surface of the substrate on which the source and drain electrodes are formed, And depositing and patterning an opaque metal film and an opaque metal oxide film on the formed substrate, thereby forming a pixel electrode and a common electrode.
상기 불투명 금속막은 크롬(Cr), 구리(Cu), 몰리브덴(Mo)을 포함하는 금속그룹 중 선택된 어느 하나로 구성하고, 상기 보호막은 질화 실리콘(SiNX)과 산화 실리콘(SiO2)을 포함하는 무기절연물질그룹 중 선택된 어느 하나로 구성되는 제1 보호막과, 벤조사이클로부텐(BCB)과 아크릴계 수지(acryl계 resin)를 포함하는 유기절연물질그룹 중 선택된 어느 하나로 구성되는 제2 보호막을 포함한다. The opaque metal film is made of any one selected from the group of metals including chromium (Cr), copper (Cu), and molybdenum (Mo), and the protective film is an inorganic insulating material including silicon nitride (SiNX) and silicon oxide (SiO 2). A first protective film composed of any one selected from the group and a second protective film composed of any one selected from the group of organic insulating materials including benzocyclobutene (BCB) and an acrylic resin.
상기와 같은 특징을 갖는 본 발명에 따른 액정표시장치 및 그의 제조방법에 대한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다. An embodiment of a liquid crystal display and a manufacturing method thereof according to the present invention having the above characteristics will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 액정표시장치를 도시한 평면도이고, 도 2는 도 1의 A-A'와 B-B'선상의 단면도이다. 1 is a plan view illustrating a liquid crystal display according to the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line A-A 'and B-B' of FIG. 1.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 액정표시장치는 박막 트랜지스터가 형성된 제1 기판(11)과, 블랙 매트릭스 없이 컬러필터층만 형성된 제2 기판(31)과, 제1 및 제2 기판(11, 31) 사이에 형성된 액정층(미도시)을 구비한다. As shown in FIGS. 1 and 2, the liquid crystal display according to the present invention includes a
상기 제1 기판(11)에는 기판(10)상에 일방향으로 배열된 게이트 배선(12)과, 상기 게이트 배선(12)과 수직 교차되어 화소영역을 정의하는 데이터배선(18a)과, 상기 화소영역의 일측 단부에 형성된 스위칭 소자인 박막 트랜지스터와, 상기 게이트배선용 금속으로 게이트 배선과 동일층에 형성되고, 상기 데이터배선과 인접 배치되는 제1 공통전극(12a)과, 상기 제1 공통전극(12a)과 상기 데이터배선(18a) 상에 오버랩되면서 동시에 화소영역 내에 배치되는 제2 공통전극(24b)과, 상기 화소 영역 내에 배치된 제2 공통전극(24b)과 교차 배열되는 화소전극(24a)을 포함한다. The
그리고, 상기 박막 트랜지스터는 상기 게이트 배선(12)에서 분기되어 형성된 게이트 전극(12b)과, 상기 게이트 전극(12b) 및 제1 공통전극(12a)을 포함한 기판 전면에 형성된 게이트 절연막(14)과, 상기 게이트 절연막(14) 상에 게이트 전극(12b)와 오버랩되는 반도체층(도 3c의 16)과, 상기 데이터배선(18a)에서 분기되어 상기 반도체층(16) 상에 형성된 소스/드레인전극(18b)과, 상기 소스/드레인 전극(18b)이 포함된 기판(10) 전면에 형성된 제1 및 제2 보호막(20, 22)을 포함한다. 또한, 상기 박막 트랜지스터의 드레인 전극(18b)은 콘택홀(도 3e의 23)을 통해 상기 화소전극(24a)과 접촉된다. The thin film transistor may include a
한편, 상기 제1 공통전극(12a)은 화소영역 내에 형성된 공통전극 중 최외각에 배치되는 공통전극으로써, 화소영역내의 불균일한 액정 구동영역인 데이터 배선(18a)과 공통전극간의 거리를 줄이게 된다. 다시 말해, 공통전극 및 화소전극(24a) 간에 배열된 액정과 데이터 배선(18a)과 공통전극 간에 배열된 액정은 서로 다른 전계 분포를 가지게 되어 서로 상이하게 구동되므로, 데이터 배선(18a)에 인접하도록 최외각 공통전극인 제1 공통전극(12a)을 형성함으로써, 화소영역내의 불균일한 액정 구동영역인 데이터 배선(18a)과 공통전극간의 거리를 줄이게 된다. Meanwhile, the first
그리고, 제2 공통전극(24b)은 불투명 금속막 및 저반사 불투명 금속산화막의 이중막으로 형성하고, 화소영역 내의 불균일한 액정구동영역인 최외각 공통전극인 제1 공통전극(12a)과 이들 사이에 배치된 데이터배선(18a) 상에 오버랩되도록 형성함으로써, 불균일한 액정구동영역을 불투명금속막으로 덮어 액정의 불균일한 구동으로 발생될 수 있는 빛샘을 차단하게 된다. 또한, 불투명 금속막 상에 표면 반사 차단용 저반사 금속산화막이 형성된 제2 공통전극(24b)을 사용함으로써, 외부 광 입사에 따라 불투명금속막으로 형성된 금속배선의 표면 반사를 차단하게 된다. The second
또한, 상기 제2 기판(31)에는 상기 제1 기판(11)의 화소영역 각각에 대응되도록 기판(30)상에 형성되는 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 컬러필터층(32)을 포함한다. In addition, the
따라서, 상기 제2 기판(31)에 블랙매트릭스를 형성하지 않아도 제1 기판(11)에 형성된 제2 공통전극(24b)로 인해 액정의 불균일한 구동으로 발생될 수 있는 빛샘을 차단하게 되고, 외부 광 입사에 따라 금속배선의 표면반사를 차단하게 된다. Accordingly, even if the black matrix is not formed on the
도 3a 내지 도 3e는 본 발명에 따른 액정표시장치의 제조방법을 단계적으로 설명하기 위한 단면도들이다. 3A through 3E are cross-sectional views for explaining a method of manufacturing a liquid crystal display device according to an exemplary embodiment of the present invention.
우선, 도 3a에 도시된 바와 같이, 기판(10) 상에 도전성 금속을 증착하고 사진식각공정과 같은 패터닝공정을 수행하여 게이트 배선(도 1의 12), 게이트 전극(12b) 및 제1 공통전극(12a)을 형성한다. First, as shown in FIG. 3A, a conductive metal is deposited on the
도 3b에 도시된 바와 같이, 상기 제1 공통전극(12a) 등이 형성된 기판(10)의 전면에 절연물질을 증착하여 게이트 절연막(14)을 형성한다. As shown in FIG. 3B, an insulating material is deposited on the entire surface of the
도 3c에 도시한 바와 같이, 상기 게이트 절연막(14)이 형성된 기판(10) 상에 순수 아몰퍼스실리콘(a-Si)과 불순물이 함유된 아몰퍼스실리콘(n+a-Si)을 적층한 후 패터닝하여, 반도체층(16)을 형성한다. 다음으로, 상기 반도체층(16)이 형성된 기판(10) 상에 전술한 도전성 금속을 증착하고 패터닝하여, 데이터배선(18a)과 소 스전극 및 드레인 전극(18b)을 형성한다. As shown in FIG. 3C, pure amorphous silicon (a-Si) and amorphous silicon (n + a-Si) containing impurities are stacked and patterned on the
도 3d에 도시된 바와 같이, 상기 소스전극 및 드레인전극(18b) 등이 형성된 기판(10) 전면에 제1 보호막(20) 및 제2 보호막(22)을 증착한다. 한편, 상기 제1 보호막(20)은 소스 전극과 드레인전극(18b)사이의 반도체층(16)에 형성되는 박막 트랜지스터의 채널영역을 보호하기 위해 질화 실리콘(SiNX)과 산화 실리콘(SiO2)을 포함하는 무기 절연물질로 형성하고, 상기 제2 보호막(20)은 기판(10)상에 형성된 다수 개의 배선 및 막질들간의 단차를 최소화하기 위해 벤조사이클로부텐(BCB)과 아크릴계 수지(acryl계 resin)를 포함하는 유기절연물질로 형성한다. As shown in FIG. 3D, the
이어, 도 3e에 도시된 바와 같이, 상기 제1 및 제2 보호막(20, 22)을 패터닝하여, 상기 드레인 전극(18b)을 노출하는 콘택홀(23)을 형성하고, 콘택홀이 형성된 기판(10) 상에 불투명 금속막 및 저반사 불투명 금속산화막을 순차적으로 증착한 후 사진 식각공정과 같은 패터닝공정을 수행하여, 상기 화소영역에 화소전극(24a) 및 공통전극(24b)을 형성한다. 이때, 화소전극(24a) 및 공통전극(24b)은 상기 불투명 금속물질이 크롬(Cr), 구리(Cu), 몰리브덴(Mo) 등을 포함하는 불투명 금속물질 및 크롬(Cr), 구리(Cu), 몰리브덴(Mo)등의 산화막인 크롬 산화막(CrO), 구리 산화막(CuO2), 몰리브덴 산화막(MoO)등의 불투명 금속물질의 산화막이 적층된 이중막으로 형성됨으로써, 본 공정을 완료한다. Subsequently, as illustrated in FIG. 3E, the first and
이와 같이, 본 발명에 따른 액정표시장치 및 그의 제조방법은 제2 기판에 블 랙매트릭스를 형성하지 않아도 제1 기판에 형성된 제2 공통전극으로 인해 액정의 불균일한 구동으로 발생될 수 있는 빛샘을 차단하게 되고, 외부 광 입사에 따라 금속배선의 표면반사를 차단하게 되는 효과가 있다. As described above, the liquid crystal display and the method of manufacturing the same according to the present invention block light leakage that may be generated due to uneven driving of the liquid crystal due to the second common electrode formed on the first substrate even without forming a black matrix on the second substrate. In addition, there is an effect of blocking the surface reflection of the metal wiring in accordance with the external light incident.
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