KR101419235B1 - Liquid Crystal Display Device and Method for Manufacturing the Same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 게이트/소오스간 스토리지 캐패시턴스 값을 줄여 킥백 전압(ΔVp)을 줄임으로써, 플리커(filcker)를 방지하여 안정된 화상을 얻는 액정 표시 장치 및 이의 제조 방법에 관한 것으로, 본 발명의 액정 표시 장치는 서로 대향된 제 1, 제 2 기판과, 상기 제 1 기판 상에 서로 교차하여 화소 영역을 정의하는 게이트 라인 및 데이터 라인과, 상기 게이트 라인 상에, 상기 데이터 라인으로부터 돌출된 소오스 전극 및 이와 이격된 드레인 전극과, 상기 소오스 전극 및 드레인 전극과 상기 게이트 라인과의 오버랩 면적을 줄이도록, 상기 게이트 라인에 구비된 홈과, 상기 화소 영역에 형성된 화소 전극 및 상기 제 1, 제 2 기판 사이에 충진된 액정층을 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a liquid crystal display device for reducing a gate-to-source storage capacitance value to reduce a kickback voltage (DELTA Vp) to thereby obtain a stable image by preventing a filcher, A gate line and a data line crossing each other on the first substrate and defining a pixel region; a source electrode protruding from the data line and a plurality of And a pixel electrode formed in the pixel region and a second electrode formed between the first and second substrates so as to reduce an overlap area between the source electrode and the drain electrode and the gate line, And a liquid crystal layer.
킥백 전압(ΔVp), Cgs(게이트 소오스간 정전용량), 공통 라인, 잔상 개선 Kickback voltage (ΔVp), Cgs (capacitance between gate and source), common line, afterimage improvement
Description
본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것으로 특히, 게이트/소오스간 스토리지 캐패시턴스 값을 줄여 킥백 전압(ΔVp)을 줄임으로써, 플리커를 방지하여 안정된 화상을 얻는 액정 표시 장치 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a liquid crystal display device, and more particularly, to a liquid crystal display device that reduces flicker by reducing a gate-source storage capacitance value to reduce a kickback voltage (DELTA Vp), thereby obtaining a stable image and a method of manufacturing the same.
일반적으로 액정 표시 장치는 서로 대향된 제 1, 제 2 기판과, 상기 제 1, 제 2 기판 사이에 충진된 액정층을 포함하여 이루어지며, 상기 제 1 기판 상에는 표시 동작을 하는 다수의 화소가 형성되어 있으며, 이 화소들은 배선들을 통해 인가되는 신호에 의해 액정을 구동시켜 표시를 행한다. 이 때, 배선에는 주사 신호를 전달하는 게이트 라인과 화상 신호를 전달하는 데이터 라인이 있으며, 각 화소는 하나의 게이트 라인 및 하나의 데이터 라인과 연결되어 있다. In general, a liquid crystal display device includes first and second substrates opposed to each other and a liquid crystal layer filled between the first and second substrates, and a plurality of pixels for performing a display operation are formed on the first substrate These pixels drive a liquid crystal by a signal applied through wirings to perform display. In this case, the wiring includes a gate line for transmitting a scanning signal and a data line for transmitting an image signal, and each pixel is connected to one gate line and one data line.
그리고, 상기 각 화소를 구동하기 위해 상기 게이트 라인과 데이터 라인의 교차부에는 박막 트랜지스터가 형성되며, 상기 박막 트랜지스터는 상기 게이트 라인으로부터 돌출된 게이트 전극과, 상기 데이터 라인으로부터 돌출된 소오스 전극 및 이와 이격한 드레인 전극으로 이루어진다. 여기서, 상기 드레인 전극은 화소에 형성된 화소 전극과 연결된다. 또한, 상기 제 2 기판 전면에는 공통 전극이 형성된다. A thin film transistor is formed at an intersection of the gate line and the data line to drive the pixels. The thin film transistor includes a gate electrode protruded from the gate line, a source electrode protruded from the data line, And one drain electrode. Here, the drain electrode is connected to the pixel electrode formed in the pixel. A common electrode is formed on the entire surface of the second substrate.
또한, 상기 게이트 라인과 평행하게 상기 화소 전극의 일부분을 지나는 공통 라인이 형성되어, 상기 화소전극과 오버랩된 부위에 스토리지 캐패시터(Cst)가 형성된다. In addition, a common line passing through a portion of the pixel electrode is formed parallel to the gate line, and a storage capacitor Cst is formed at a portion overlapping the pixel electrode.
여기서, 상기 드레인 전극과 상기 공통 전극 사이에는 회로적으로, 액정 캐패시터(Clc)가 형성된다. Here, a liquid crystal capacitor Clc is formed between the drain electrode and the common electrode in a circuit.
이 때, 상기 박막 트랜지스터(TFT)의 소오스 전극과 게이트 전극긔 오버랩부에서 발생되는 기생 용량 Cgs는 게이트 전압(Vg)이 온전압(Von)에서 오프 전압(Voff)으로 변할 때, 데이터 전압(Vp)을 떨어뜨리는 쪽으로만 작용한다. 이 때, 낮추는 정도를 킥백 전압(kickback voltage, ΔVp)이라 하고, ΔVp는 다음과 같은 식으로 표현된다.At this time, the parasitic capacitance Cgs generated in the overlapped portion between the source electrode and the gate electrode of the thin film transistor (TFT) changes from the on voltage Von to the off voltage Voff when the gate voltage Vg changes from the on voltage Von to the off voltage Voff. ) Only on the side to drop. At this time, the degree of lowering is called a kickback voltage (ΔVp), and ΔVp is expressed by the following equation.
ΔVp= ? Vp =
이 때, ΔVg는 게이트 온/오프 전압(Voff, Von)의 차이다. 이와 같은 식에서 볼 수 있는 바와 같이, ΔVp는 Cgs와 ΔVg에 비례하고, Cst에는 반비례한다. At this time,? Vg is the difference between the gate on / off voltages (Voff, Von). As can be seen from this equation, ΔVp is proportional to Cgs and ΔVg, and inversely proportional to Cst.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 종래의 액정 표시 장치의 제조 방법을 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a conventional method of manufacturing a liquid crystal display device will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1a 내지 도 1d는 종래의 액정 표시 장치의 제조 방법을 나타낸 단면도이 다.1A to 1D are cross-sectional views showing a conventional method of manufacturing a liquid crystal display device.
종래의 액정 표시 장치는, 다음의 순서로 제조된다.A conventional liquid crystal display device is manufactured in the following order.
먼저, 도 1a와 같이, 기판(10) 상에 금속을 증착하고 이를 선택적으로 제거하여 게이트 라인(미도시) 및 이와 동일층에 형성되는 게이트 전극(11)을 형성한다.First, as shown in FIG. 1A, a metal is deposited on a
도 1b와 같이, 상기 게이트 라인 및 게이트 전극(11)을 기판(10) 전면에 게이트 절연막(12)을 형성한다. As shown in FIG. 1B, the gate line and the
이어, 상기 게이트 절연막(12)을 포함한 전면에 비정질 실리콘층(13a) 및 불순물층(13b)을 전면 증착한다.Then, an
이어, 상기 불순물층(13b) 상부에 금속층(14a, 14b와 동일층)을 증착한 후, 그 상부에 감광막(미도시)을 도포한다.Next, a metal layer (the same layer as the
상기 감광막을 선택적으로 패터닝하여 데이터 라인 및 반도체층 형성부를 정의한다. 이 때, 상기 반도체층 형성부의 채널부에 대응하여서는 보다 감광막 두께가 낮게 되도록 하프톤 마스크 또는 회절 노광 마스크(미도시)를 통해 노광 및 현상하여 감광막 패턴을 형성한다. The photoresist layer is selectively patterned to define a data line and a semiconductor layer forming portion. At this time, corresponding to the channel portion of the semiconductor layer forming portion, the photosensitive film pattern is formed by exposing and developing through a halftone mask or diffraction exposure mask (not shown) so that the thickness of the photosensitive film becomes lower.
이어, 상기 감광막 패턴(미도시)을 마스크로 이용하여 상기 금속층 및 불순물층 및 비정질 실리콘층을 선택적으로 제거하여, 데이터 라인(미도시)과 반도체층 형성부를 형성한다.Then, the metal layer, the impurity layer, and the amorphous silicon layer are selectively removed using the photoresist pattern (not shown) as a mask to form a data line (not shown) and a semiconductor layer forming portion.
이어, 상기 감광막 패턴을 애슁(ashing)하여 상대적으로 낮은 두께의 부분에 해당하는 두께를 전체적으로 제거하여 채널부를 제외한 나머지 반도체층 형성부에 상기 감광막 패턴을 남긴다.Then, the photoresist pattern is ashed to remove the thickness corresponding to the relatively low thickness portion, thereby leaving the photoresist pattern in the semiconductor layer forming portion except for the channel portion.
이어, 상기 감광막 패턴을 마스크로 이용하여 상기 채널부에 상당하는 금속층 및 불순물층을 차례로 제거한다. 이 때, 채널부를 경계로 서로 이격된 소오스/드레인 전극(14a, 14b)이 형성된다. 그리고, 그 하측에 비정질 실리콘층(13a)과 불순물층(13b)이 적층되어 이루어지며, 채널부에 대응하여 불순물층(13b)가 제거된 반도체층(13)이 형성된다. Then, the metal layer and the impurity layer corresponding to the channel portion are sequentially removed using the photoresist pattern as a mask. At this time, source /
도 1c와 같이, 상기 소오스/드레인 전극(14a/14b)을 포함한 상기 기판(10) 전면에 보호막(15)을 형성한다. 이어, 상기 드레인 전극(14b)의 일부가 노출되도록 상기 보호막(15)을 선택적으로 제거하여 보호막홀(15a)을 형성한다.As shown in FIG. 1C, a
도 1d와 같이, 상기 보호막 홀(15a)을 매립하며, 전면에 투명 전극을 증착하고 이를 선택적으로 제거하여 화소 전극(16)을 형성한다. As shown in FIG. 1d, the
이와 같이 형성된 종래의 액정 표시 장치에 있어서, 상기 게이트 전극(11)과 상기 소오스/드레인 전극(14a/14b)이 오버랩된 부위에서는 Cgs(게이트 소오스간 정전용량) 성분이 발생하여, 이는 킥백 전압(ΔVp) 발생 원인이 되며, 이로 인해 화면에 플리커(filcker)가 발생한다.In the conventional liquid crystal display device thus formed, a Cgs (gate-to-source capacitance) component is generated at a portion where the
상기와 같은 종래의 액정 표시 장치는 다음과 같은 문제점이 있다.The conventional liquid crystal display device has the following problems.
게이트 전극과 소오스 전극간 오버랩된 부위에서 게이트 소오스간 정전용량(Cgs)가 발생하는데 오버랩 면적이 커, 킥백 전압(ΔVp)이 늘어나는 큰 원인이 되고 있다. A capacitance Cgs between the gate and source is generated at a portion overlapping between the gate electrode and the source electrode, which causes a large overlap area and a large kickback voltage Vp.
이 경우, 킥백 전압은 화소 전압을 낮추고 휘도의 열화를 발생시키고, 또한, 킥백 전압은 라인의 저항이나 정전 용량 등이 부가 요인이 되어 액정 패널의 영역별 편차가 발생되어 이로 인해 플리커(filcker) 현상을 유발하고 있다. In this case, the kickback voltage lowers the pixel voltage and causes the deterioration of the brightness. In addition, the kickback voltage becomes an additional factor due to the resistance of the line, the capacitance, and the like, thereby causing a deviation in each region of the liquid crystal panel, .
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로 게이트/소오스간 스토리지 캐패시턴스 값을 줄여 킥백 전압(ΔVp)을 줄임으로써, 플리커를 방지하여 안정된 화상을 얻는 액정 표시 장치 및 이의 제조 방법을 제공하는 데, 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a liquid crystal display device and a method of manufacturing the same that prevent flicker by reducing a gate-source storage capacitance value to reduce a kickback voltage (DELTA Vp) Well, that is the purpose.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 액정 표시 장치는 서로 대향된 제 1, 제 2 기판과, 상기 제 1 기판 상에 서로 교차하여 화소 영역을 정의하는 게이트 라인 및 데이터 라인과, 상기 게이트 라인 상에, 상기 데이터 라인으로부터 돌출된 소오스 전극 및 이와 이격된 드레인 전극과, 상기 소오스 전극 및 드레인 전극과 상기 게이트 라인과의 오버랩 면적을 줄이도록, 상기 게이트 라인에 구비된 홈과, 상기 화소 영역에 형성된 화소 전극 및 상기 제 1, 제 2 기판 사이에 충진된 액정층을 포함하여 이루어짐에 그 특징이 있다. According to an aspect of the present invention, there is provided a liquid crystal display device including first and second substrates facing each other, a gate line and a data line crossing each other on the first substrate and defining a pixel region, A source electrode protruding from the data line and a drain electrode spaced apart from the source electrode and a groove provided in the gate line so as to reduce an overlap area between the source electrode and the drain electrode and the gate line, And a liquid crystal layer filled between the pixel electrode and the first and second substrates.
상기 홈에 대응되어 상기 게이트 라인 하측에 블랙 매트릭스층이 더 형성된다. 그리고, 상기 블랙 매트릭스층은 차광 금속으로 이루어진다. 예를 들어, 상기 차광 금속은 크롬(Cr)을 들 수 있다. And a black matrix layer is further formed on the lower side of the gate line in correspondence with the groove. The black matrix layer is made of a shielding metal. For example, the shielding metal may be chromium (Cr).
그리고, 상기 블랙 매트릭스층과 상기 게이트 라인 사이의 층간에 무기 절연막으로 이루어진 버퍼층을 더 포함할 수 있다. Further, a buffer layer made of an inorganic insulating film may be further formed between the black matrix layer and the gate line.
또한, 상기 화소 영역에 상기 화소 전극과 교번하는 공통 전극이 더 형성될 수 있다. Further, a common electrode alternating with the pixel electrode may be further formed in the pixel region.
그리고, 상기 홈은 상기 게이트 라인 방향으로 형성된, 서로 이격된 제 1, 제 2 홈으로 이루어지거나 혹은 상기 홈은 상기 데이터 라인 방향으로 형성된, 서로 이격된 제 1, 제 2 홈으로 이루어질 수 있다. The grooves may be formed of first and second grooves spaced apart from each other and formed in the gate line direction, or the grooves may be formed of first and second grooves spaced apart from each other and formed in the data line direction.
또한, 동일한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 액정 표시 장치의 제조 방법은 서로 대향된 제 1, 제 2 기판을 준비하는 단계와, 상기 제 1 기판 상에 일 방향으로 형성되며, 홈을 구비한 게이트 라인을 형성하는 단계와, 상기 홈에 대응되어 서로 이격된 소오스 전극 및 드레인 전극을 형성하고, 상기 소오스 전극과 연결되며 상기 게이트 라인과 교차하여 화소 영역을 정의하는 데이터 라인을 형성하는 단계와, 상기 화소 영역에 화소 전극을 형성하는 단계 및 상기 제 1, 제 2 기판 사이에 액정층을 형성하는 단계를 포함하여 이루어짐에 그 특징이 있다. According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a liquid crystal display device, including the steps of: preparing first and second substrates facing each other; forming, on the first substrate, Forming source and drain electrodes corresponding to the grooves and spaced apart from each other, forming a data line connected to the source electrode and intersecting the gate line to define a pixel region, Forming a pixel electrode in a pixel region, and forming a liquid crystal layer between the first and second substrates.
또한, 상기 홈에 대응되어 상기 게이트 라인 하측에 블랙 매트릭스층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다. The method may further include forming a black matrix layer on the lower side of the gate line in correspondence to the groove.
상기와 같은 본 발명의 액정 표시 장치 및 이의 제조 방법은 다음과 같은 효과가 있다.The liquid crystal display of the present invention and its manufacturing method as described above have the following effects.
게이트 전극과 소오스/드레인 전극이 대응되는 부위에서 홈을 형성하여 두어, 상기 게이트 전극과 소오스/드레인 전극과 오버랩 면적을 최소화하여 기생 용량(Cgs)을 줄일 수 있다. 이에 따라, 기생 용량에 기인한 킥백 전압 값을 줄여 화소 전극에 충진되는 전압 값이 떨어지지 않고, 안정적인 값을 유지할 수 있으며, 결과적으로 화질 안정화와 플리커 감소의 효과를 얻을 수 있다. It is possible to reduce the parasitic capacitance Cgs by minimizing the overlap area between the gate electrode and the source / drain electrode by forming a groove in the portion where the gate electrode and the source / drain electrode correspond to each other. As a result, the voltage applied to the pixel electrode is not reduced and the stable value can be maintained by reducing the kickback voltage value due to the parasitic capacitance. As a result, the image quality stabilization and the flicker reduction effect can be obtained.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 액정 표시 장치 및 이의 제조 방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a liquid crystal display device and a method of manufacturing the same according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명의 액정 표시 장치를 나타낸 평면도이며, 도 3은 도 2의 I~I' 선상을 지나는 단면도이다.FIG. 2 is a plan view of a liquid crystal display device of the present invention, and FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line I-I 'of FIG.
도 2 및 도 3과 같이, 본 발명의 액정 표시 장치는, 서로 대향된 제 1 기판(100)과 제 2 기판(미도시, 대향 기판)과, 상기 제 1 기판(100) 상에 서로 교차하여 화소 영역을 정의하는 게이트 라인(101) 및 데이터 라인(102)과, 상기 게이트 라인(101) 상에, 상기 데이터 라인(102)으로부터 돌출된 소오스 전극(102a) 및 이와 이격된 드레인 전극(102b)과, 상기 소오스 전극(102a) 및 드레인 전극(102b)과 상기 게이트 라인(101)과의 오버랩 면적을 줄이도록, 상기 게이트 라인(101)에 구비된 홈(135)과, 상기 화소 영역에 서로 교번되어 형성된 화소 전극(103)과 공통 전극(104) 및 상기 제 1, 제 2 기판(100, 미도시) 사이에 충진된 액정층(미도시)을 포함하여 이루어진다. 2 and 3, the liquid crystal display of the present invention includes a
여기서, 상기 홈(135)은, 상기 게이트 라인(101)과 상기 소오스/드레인 전극(102a/102b)과 오버랩되는 부위에서 발생되는 기생용량(Cgs)을 줄이기 위해 형성된 것으로, 상기 홈(135)에서 상기 게이트 라인(101)을 소정 면적 제거하여, 이와 대응되는 상기 소오스 전극(102a) 및 드레인 전극(102b)의 오버랩 부위에서의 기생 용량을 줄일 수 있다. 이 때, 상기 소오스 전극(102a)과 드레인 전극(102b)에 대응되어 상기 게이트 라인(101)이 부분적으로 제거된 홈(135)의 면적이 클수록 게이트 소오스간 기생용량의 크기는 비례하여 줄어들 수 있으나, 경우에 따라 홈(135)의 크기가 비정상적으로 클 경우, 상기 게이트 라인(101)의 저항이 커질 수 있으므로, 이는 상기 게이트 라인(101)의 저항에 의해 화질에 영향을 주지 않을 정도의 수준에서 상기 홈(135)의 면적 크기와 위치를 정한다.The
그리고, 상기 홈(135) 부위의 노출된 반도체층(121)을 가리기 위해 상기 홈(135)을 포함한 상기 게이트 라인(101) 하측에는 블랙 매트릭스층이 더 형성된다. 이는 상기 반도체층(121)에 광이 입사될 경우, 이 부위에 박막 트랜지스터(TFT)의 전압 오프(off)시에도 광에 의해 전류(Photo current)가 흐를 수 있기 때문에, 이를 방지하기 위해 상기 블랙 매트릭스층(131)을 통해 차광하는 것이다.상기 블랙 매트릭스층은 차광성 수지(resin)이나 크롬(Cr)과 같은 차광 금속으로 이루어질 수 있다. 후자의 경우는 상기 블랙 매트릭스층(131)의 두께를 더욱 낮출 수 있어, 비생성부와의 단차를 최소화할 수 있다. A black matrix layer is further formed under the
또한, 상기 블랙 매트릭스층(131)이 차광성 금속일 경우에는 상기 게이트 라인(101)과 상기 블랙 매트릭스층(131)간의 층간에 버퍼층(112)을 더 구비하여 두 층을 절연시키도록 한다. 이 경우, 상기 블랙 매트릭스층(131)은 플로팅 상태로 전압이 인가되지 않는 패턴이다. When the
한편, 상기 홈(135)은 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 게이트 라인(101) 방향으로 형성된, 서로 이격된 제 1, 제 2 홈으로 이루어지거나 혹은 상기 홈은 상기 데이터 라인(102) 방향으로 형성된, 서로 이격된 제 1, 제 2 홈(도 5b 참조)으로 이루어질 수도 있다. 2, the
그리고, 상기 화소 영역은 도시된 바와 같이, 상기 화소 전극과 공통 전극이 서로 교번하여 구성된 구조를 가질 수도 있고, 혹은 상기 화소 영역에 전체적으로 화소 전극이 형성된 구조를 갖도록 형성될 수도 있다. 전자의 경우는 상기 화소 영역 내에 상기 화소 전극(103)과 공통 전극(104)간의 횡전계 조성에 의해 액정을 구동시키며, 후자의 경우, 대향하는 제 2 기판 전면에 공통 전극(미도시)을 전면 형성한 후, 상기 화소 전극과 공통 전극 사이의 수직 전계 조성에 의해 액정을 구동시킨다. 어느 경우나, 본 발명의 액정 표시 장치의 소오스/드레인 전극(102a/102b)에 대응되는 홈(135)을 포함한 구조를 적용할 수 있을 것이다.As shown in the figure, the pixel region may have a structure in which the pixel electrode and the common electrode are alternated with each other, or may have a structure in which pixel electrodes are formed in the pixel region as a whole. In the former case, the liquid crystal is driven by the transverse electric field composition between the
또한, 상기 게이트 라인(101)과 평행하며 이와 이격하여 공통 라인(111)이 더 형성되며, 상기 공통 라인(111)으로부터 상기 화소 영역으로 분기되는 공통 전극(104)이 복수개 형성되고, 상기 공통 전극(104)들은 상기 드레인 전극(102b)을 지나는 공통 전극 연결부(104b)에서 서로 연결되며, 상기 공통 전극 연결부(104b)는 상기 화소 전극(103)이 분기되어 나가는 화소 전극 연결부(103a)와 서로 오버랩되어 있다.In addition, a
이 때, 상기 드레인 전극(102b)과 상기 화소 전극 연결부(103a)는 보호막 홀(116a)을 통해 콘택되어 있으며, 상기 공통 전극 연결부(104b)는 상기 공통 라인(111)과 연결되어 공통 전압 신호가 인가되며, 상기 화소 전극 연결부(103a)와 상기 화소 전극 연결부(103a)의 오버랩부에서는 스토리지 캐패시터가 형성된다. The
한편, 상술한 도면에는 반도체층(121)이 비정질 실리콘층(121a)과 채널부에 대응되어 제거된 불순물층(121b)의 이중층으로 이루어지고, 상기 데이터 라인(102) 하측에도 형성되어 있다. 이는 상기 반도체층과 소오스/드레인 전극을 동일 마스크를 이용하여 형성하는 경우를 예로 든 것이고, 경우에 따라, 별개의 마스크로 형성할 경우는 상기 반도체층은 상기 데이터 라인 하측에서 생략할 수 있으며, 선택적으로 게이트 라인과 데이터 라인의 교차부에 한하여 형성할 수 있다. 전자의 경우, 상기 블랙 매트릭스층은 상기 게이트 라인 및 공통 라인(공통 전극 연결부)이 형성되지 않은 반도체층 형성부 하측에 대응되어 형성되어 있는 것이 바람직하고, 후자의 경우는 상기 반도체층이 형성된 게이트 라인과 데이터 라인의 교차부에 한하여만 상기 블랙 매트릭스층을 형성할 수 있다. On the other hand, in the above-described drawings, the
이하, 본 발명의 액정 표시 장치의 제조 방법에 대하여 설명한다.Hereinafter, a method of manufacturing the liquid crystal display device of the present invention will be described.
도 4a 내지 도 4g는 본 발명의 액정 표시 장치의 제조 방법을 나타낸 공정 단면도이다.4A to 4G are process cross-sectional views showing a method of manufacturing the liquid crystal display device of the present invention.
본 발명의 액정 표시 장치의 제조 방법은, 먼저 도 4a와 같이, 제 1 기판(100) 상에 블랙 매트릭스층(131)을 형성한다. 여기서, 상기 블랙 매트릭스층(131)은 이후 게이트 라인에 형성될 홈에 대응되는 부위와 반도체층이 형성될 부위에 대응하여 형성한다. 이 때, 상기 블랙 매트릭스층(131)은 낮은 두께를 유지하기 위해 차광성의 금속으로 형성하는 것이 유리하고, 차광성의 금속일 경우, 상부에 형성되는 게이트 라인과의 절연을 위해 버퍼층(112)을 상기 블랙 매트릭스층(131)을 포함한 상기 제 1 기판(100) 전면에 형성한다.In the method of manufacturing a liquid crystal display of the present invention, a
도 4b와 같이, 상기 버퍼층(112) 상부에 금속층을 전면 증착하고 이를 선택적으로 제거하여 상기 블랙 매트릭스층(131)의 상부 일부분에 홈(135)을 구비한 게이트 라인(101)과, 상기 게이트 라인(101)과 평행한 공통 라인(111) 및 공통 전극 연결부(104b)와, 상기 공통 전극 연결부(104b)와 상기 공통 라인(111)에 사이에 이들과 연결되어 형성된 공통 전극(104)을 형성한다. A
이어, 도 4c와 같이, 상기 게이트 라인(101), 공통 라인(111), 공통 전극 연결부(104b) 및 공통 전극(104)을 포함한 상기 버퍼층(112) 상부에 게이트 절연막(114), 비정질 실리콘층(121a), 불순물층(121b) 및 금속층(102e)을 차례로 증착한다.4C, a
이어, 상기 금속층(102e) 전면에 감광막(125)을 전면 도포한다. Next, the entire surface of the
이어, 상기 감광막(125) 상에 데이터 라인 및 반도체층 형성부에 대응하여 투과부(202)가 정의되고, 상기 반도체층 형성부 중 채널부에 대응하여 반투과부(203)가 정의되고, 나머지에 대응되어 차광부(201)가 정의된 마스크(200)를 준비한다. 이 때, 여기서, 상기 감광막(125)은 네거티브성 감광막으로, 파지티브 감광막을 적용할 경우, 상기 마스크(200)는 역상을 갖는 것을 이용한다. A
도 4d와 같이, 상기 마스크(200)를 통해 상기 감광막(125)을 노광 및 현상하여 감광막 패턴(125a)을 형성한다. 이 때, 상기 차광부(201)에 대응된 부위의 감광막은 제거한 후, 노출된 부위의 상기 금속층(102e)과, 불순물층(121b) 및 비정질 실리콘층(121a)을 차례로 제거한다. 이 때, 도시되어 있지는 않지만, 상기 게이트 라인(101)과 교차하는 형상의 데이터 라인(102)과 반도체층 형성부(121a, 121b 형성부)를 형성한다.4D, the
이어, 상기 채널부에 대응된 감광막의 두께가 제거될 정도로, 상기 감광막 패턴을 애슁(ashing)하여, 감광막 패턴(125a)을 형성한다. Then, the photoresist pattern is ashed so that the thickness of the photoresist layer corresponding to the channel portion is removed to form a
도 4e와 같이, 상기 감광막 패턴(125a)을 마스크로 이용하여, 노출된 상기 금속층(102e)과 그 하부의 불순물층(121b)을 제거하여 채널을 정의한다. 이 때, 상기 비정질 실리콘층(121a)과 상기 채널부에 대응되어 제거된 불순물층(121b)이 적층되어 이루어진 구조를 반도체층(121)이라 하며, 상기 채널을 경계로 양측의 금속층은 소오스 전극(102a)과 드레인 전극(102b)으로 정의된다. 4E, channels are defined by removing the exposed
도 4f와 같이, 상기 반도체층(121), 소오스/드레인 전극(102a, 102b) 및 데 이터 라인(102)을 포함한 전면에 보호막(116)을 증착하고 상기 드레인 전극(102b)의 일부가 노출되도록 보호막 홀(116a)을 형성한다.4F, a
이어, 도 4g와 같이, 상기 보호막홀(116a)을 매립하도록 투명 전극을 증착하고 이를 선택적으로 제거하여, 상기 드레인 전극(102b)과 전기적으로 연결되며, 상기 공통 전극(104)과 서로 교번되는 형상의 화소 전극(103)을 형성한다.4G, a transparent electrode is deposited and buried in the
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 액정 표시 장치의 실시예들을 나타낸 평면도이다.5A and 5B are plan views showing embodiments of the liquid crystal display device of the present invention.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 액정 표시 장치의 가능한 실시예들을 나타낸 것으로, 도 5a는 상기 게이트 라인(101) 상에 형성되는 홈(135a)을 상기 게이트 라인(101)과 교차하는 방향으로 이격된 두 개의 홈을 통해 형성한 것이고, 도 5b는 도 2와 같이, 게이트 라인과 평행한 방향으로 이격된 두 개의 홈(135b)을 나타낸 것이다. 이 경우, 상기 홈(135a, 135b)의 하측에는 블랙 매트릭스층(131)이 위치하여, 평면상으로 상기 홈(135a, 135b)을 통해 하측의 블랙 매트릭스층(131)이 관찰된다. 5A and 5B illustrate possible embodiments of the liquid crystal display device according to the present invention. FIG. 5A is a plan view of a liquid crystal display device according to the present invention, in which
그리고, 상기 홈의 형상은 상기 소오스/드레인 전극(102a, 102b)의 형상의 따라 변경될 수 있으며, 상기 소오스/드레인 전극(102a, 102b)이 상기 게이트 라인(101)에 오버랩되는 부분에 대응되어 형성되는 부분으로, 이러한 홈(135a, 135b)의 구비에 의해 상기 게이트 소오스간 기생용량 Cgs가 줄어들게 되어, 최종적으로 킥백 전압(ΔVp) 값을 줄일 수 있다. The shape of the groove may be changed according to the shapes of the source and
즉, 상기 킥백 전압(ΔVp= )이 산출되는 식에 의해 상기 기생 용량 Cgs 값에 킥백 전압(ΔVp)이 비례하기 때문에, 상기 기생 용량 Cgs를 줄이게 되어 킥백 전압을 줄일 수 있게 되고, 결과적으로 인가하는 데이터 전압에 대하여 하강하는 전압 값이 최소화되어, 상기 킥 백 전압에 기인한 플리커를 방지할 수 있다. That is, the kickback voltage (? Vp = ) Is proportional to the value of the parasitic capacitance Cgs, the parasitic capacitance Cgs is reduced to reduce the kickback voltage. As a result, the voltage value falling to the applied data voltage Can be minimized, and flicker due to the kickback voltage can be prevented.
이하, 실험 결과를 통해 킥 백 전압에 영향을 미치는 요인과, 영향 정도에 대하여 살펴본다.Hereinafter, the factors affecting the kick back voltage and the degree of the influence will be examined through the experimental results.
도 6은 기생 용량(Cgs)와 스토리지 캐패시터(Cst)와 킥백 전압과의 관계를 실험하여 나타낸 그래프이다.FIG. 6 is a graph showing the relationship between the parasitic capacitance Cgs, the storage capacitor Cst, and the kickback voltage.
도 6과 같이, 스토리지 캐패시터(Cst)를 동일 조건으로 놓고, 기생 용량(Cst)를 늘리게 되며, 킥백 전압(ΔVp)이 커짐을 알 수 있다. As shown in FIG. 6, it is found that the parasitic capacitance Cst is increased by setting the storage capacitor Cst to the same condition, and the kickback voltage? Vp is increased.
이러한 킥백 전압(ΔVp)은 실험적으로 데이터 계조 전압의 중간 값(Vdata_center)에서 플리커가 최소가 되는 공통 전압(Vcom_flicke_min)을 뺀 값에 상당한다.This kickback voltage DELTA Vp corresponds to a value obtained by subtracting a common voltage (Vcom_flicke_min) at which the flicker becomes minimum at an intermediate value (Vdata_center) of the data gradation voltage experimentally.
도 7은 공통 전압 편차(ΔVcom)에 영향 인자들을 나타낸 파레토(Pareto) 분석표이다.7 is a Pareto analysis table showing influencing factors on the common voltage deviation? Vcom.
또한, 도 7과 같이, 각각 그레이 레벨별 플리커가 최소가 되는 공통 전압(ΔVcom)은 게이트 절연막(GI)의 두께, 게이트 전극과 소오스/드레인 전극간의 오버랩 정도, 소오스 전극의 폭(CD), 보호막 두께, 화소 전극의 폭(CD)의 순으로 영향을 받는 것을 알 수 있는 데, 가장 문제가 되는 세가지 요인인 게이트 절연막(GI)의 두께, 게이트 전극과 소오스/드레인 전극간의 오버랩 정도, 소오스 전극의 폭(CD)이 모두 기생용량(Cgs)과 관련된 값으로 기생 용량(Cgs)이 커질수록 플리커(flicker) 현상에 크게 영향을 미침을 알 수 있다. 7, the common voltage DELTA Vcom at which the flicker for each gray level is minimized depends on the thickness of the gate insulating film GI, the degree of overlap between the gate electrode and the source / drain electrodes, the width CD of the source electrode, The thickness of the gate electrode, the width of the pixel electrode (CD), and the like. The three most important factors are the thickness of the gate insulating film GI, the degree of overlap between the gate electrode and the source / It can be seen that the larger the parasitic capacitance (Cgs) is, the larger the width (CD) is related to the parasitic capacitance (Cgs), and the greater the flicker phenomenon.
상술한 본 발명의 액정 표시 장치 및 이의 제조 방법은 기생 용량(Cgs)을 줄이기 위해 물리적으로 게이트 전극(게이트 라인)과 소오스/드레인 전극간의 오버랩 면적을 줄인 것으로, 이에 의해 기생 용량 감소 및 궁극적으로 플리커 현상을 최소화함을 꾀할 수 있다. The liquid crystal display of the present invention and the manufacturing method thereof reduce the overlap area between the gate electrode (gate line) and the source / drain electrodes in order to reduce the parasitic capacitance (Cgs), thereby reducing the parasitic capacitance and ultimately, It is possible to minimize the phenomenon.
한편, 이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be the most practical and preferred embodiment, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the appended claims. Will be apparent to those of ordinary skill in the art.
도 1a 내지 도 1d는 종래의 액정 표시 장치의 제조 방법을 나타낸 단면도1A to 1D are sectional views showing a conventional method of manufacturing a liquid crystal display device
도 2는 본 발명의 액정 표시 장치를 나타낸 평면도2 is a plan view showing a liquid crystal display device according to the present invention.
도 3은 도 2의 I~I' 선상을 지나는 단면도3 is a cross-sectional view taken along line I-I '
도 4a 내지 도 4g는 본 발명의 액정 표시 장치의 제조 방법을 나타낸 공정 단면도4A to 4G are cross-sectional views showing the steps of the method for manufacturing the liquid crystal display device of the present invention
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 액정 표시 장치의 실시예들을 나타낸 평면도5A and 5B are plan views showing embodiments of the liquid crystal display device of the present invention
도 6은 기생 용량(Cgs)와 스토리지 캐패시터(Cst)와 킥백 전압과의 관계를 실험하여 나타낸 그래프6 is a graph showing the relationship between the parasitic capacitance Cgs, the storage capacitor Cst, and the kickback voltage
도 7은 공통 전압 편차(ΔVcom)에 영향인자들을 나타낸 파레토 분석표FIG. 7 is a graph showing the relationship between the common voltage deviation < RTI ID = 0.0 >
*도면의 주요 부분을 나타내기 위한 부호의 설명*DESCRIPTION OF REFERENCE NUMERALS FOR REFERENCE NUMERALS OF THE DRAWINGS
100 : 기판 101 : 게이트 라인100: substrate 101: gate line
102a : 소오스 전극 102b : 드레인 전극102a:
103 : 화소 전극 103a : 화소 전극 연결부103:
104 : 공통 전극 104b : 공통 전극 연결부 111 : 공통 라인 112 : 버퍼층104:
114 : 게이트 절연막 116 : 보호막114: gate insulating film 116: protective film
116a : 보호막 홀 121 : 반도체층116a: Protection film hole 121: Semiconductor layer
121a : 비정질 실리콘층 121b : 불순물층121a:
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