KR101616927B1 - Method for fabricating liquid crystal display device - Google Patents
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Abstract
본 발명은 액정표시장치 제조 방법을 개시한다. 개시된 본 발명의 액정표시장치 제조 방법은, 기판 상에 게이트 전극과 실영역에 공통전극 및 제 1 소자전극을 형성하는 단계; 상기 게이트 전극이 형성된 기판 상에 게이트 절연막, 비정질 실리콘막과 도핑된 비정질실리콘막을 순차적으로 형성한 다음, 상기 게이트 전극 상에 액티브층을 형성하는 단계; 상기 액티브층이 형성된 기판 상에 소스/드레인 금속막을 형성한 다음, 소스/드레인 전극 및 상기 실 영역에 제 2 소자전극을 형성하는 단계; 상기 소스/드레인 전극이 형성된 기판 상에 보호막을 형성한 다음, 상기 드레인 전극의 일부, 상기 공통라인, 제 1 소자전극 및 제 2 소자전극을 노출시키는 단계; 및 상기 보호막이 형성된 기판 상에 투명성 도전물질막과 절연막을 순차적으로 형성한 다음, 1차 건식각 공정, 습식각 공정 및 2차 건식각 공정을 순차적으로 진행하여 상기 드레인 전극과 콘택되는 화소전극, 상기 공통라인과 콘택되는 콘택전극, 상기 제 1 및 2 소자전극을 연결하는 연결패턴 및 상기 연결패턴 상에 캡핑층을 형성하는 단계를 포함한다.The present invention discloses a method of manufacturing a liquid crystal display device. According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a liquid crystal display device, including: forming a common electrode and a first device electrode on a substrate; Sequentially forming a gate insulating layer, an amorphous silicon layer and an amorphous silicon layer on the substrate on which the gate electrode is formed, and then forming an active layer on the gate electrode; Forming a source / drain metal film on the substrate on which the active layer is formed, and then forming a source / drain electrode and a second device electrode in the seal region; Forming a protective layer on the substrate on which the source / drain electrode is formed, and exposing a portion of the drain electrode, the common line, the first device electrode, and the second device electrode; And a transparent conductive material layer and an insulating layer are sequentially formed on the substrate having the protective layer formed thereon, and then sequentially subjected to a first dry etching process, a wet etching process, and a second dry etching process to sequentially form a pixel electrode, A contact pattern connecting the first and second device electrodes, and forming a capping layer on the connection pattern.
Description
본원 발명은 액정표시장치 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing a liquid crystal display device.
통상의 액정표시장치는 전계를 이용하여 유전 이방성을 갖는 액정의 광투과율을 조절함으로써 화상을 표시한다. 이를 위하여 액정표시장치는 화소영역들이 매트릭스 형태로 배열된 액정표시패널과 액정표시패널을 구동하기 위한 구동회로를 구비한다.An ordinary liquid crystal display device displays an image by adjusting the light transmittance of a liquid crystal having dielectric anisotropy using an electric field. To this end, a liquid crystal display device includes a liquid crystal display panel in which pixel regions are arranged in a matrix form and a driving circuit for driving the liquid crystal display panel.
상기 액정표시패널은 TFT(Thin Film Transistor: 이하, 'TFT'라함) 기판과 컬러필터기판이 액정층을 사이에 두고 합착된다. 따라서, 상기 액정층을 각 화소 별로 구동하기 위해서, 상기 TFT 기판에는 다수개의 게이트 라인과 다수개의 데이터 라인이 서로 교차 배열되어 화소 영역을 정의한다. 각 화소 영역에는 화소 전극이 형성되며, 상기 각 게이트 라인과 데이터 라인이 교차하는 부분에는 TFT가 형성된다. 상기 각 게이트 라인의 스캔신호에 따라 상기 TFT가 턴온(Turn On)되어 상기 데이터 라인의 데이터 신호를 각 화소 전극에 인가하도록 구성된다.In the liquid crystal display panel, a TFT (Thin Film Transistor) substrate and a color filter substrate are bonded together with a liquid crystal layer interposed therebetween. Accordingly, in order to drive the liquid crystal layer for each pixel, a plurality of gate lines and a plurality of data lines are arranged on the TFT substrate to define a pixel region. A pixel electrode is formed in each pixel region, and a TFT is formed in a portion where each gate line and the data line cross each other. And the TFT is turned on according to a scan signal of each gate line to apply a data signal of the data line to each pixel electrode.
또한, 상기 컬러필터기판에는 상기 화소 영역을 제외한 부분에서 빛을 차단하기 위한 블랙매트릭스와 적(R), 녹(G), 청(B) 색을 구현하기 위해 상기 각 화소 영역에 형성되는 컬러 필터층과 상기 화소 전극에 대응되어 액정층을 구동하기 위한 전계를 형성하는 공통전극이 구비된다.The color filter substrate may further include a color filter layer formed on each pixel region for implementing red (R), green (G), and blue (B) colors for blocking light at a portion excluding the pixel region, And a common electrode corresponding to the pixel electrode and forming an electric field for driving the liquid crystal layer.
또한, 각 게이트 라인에 순차적으로 스캔 펄스를 공급하기 위한 게이트 드라이버와, 각 데이터 라인에 데이터 신호를 공급하기 위한 데이터 드라이버를 구비한다.A gate driver for sequentially supplying a scan pulse to each gate line and a data driver for supplying a data signal to each data line are provided.
종래에는 상기 게이트 드라이버는 쉬프트 레지스터가 내장되는 별도의 게이트 드라이버 집적회로(Gate Driver IC)를 만들고, 이를 TCP(Taped Carrier Package) 공정 등을 이용하여 액정표시패널의 게이트 라인 패드에 연결하여 사용하였다.Conventionally, the gate driver has a separate gate driver IC in which a shift register is incorporated, and connected to a gate line pad of a liquid crystal display panel by using a TCP (Taped Carrier Package) process or the like.
그러나 최근에는 재료비 절감, 공정수의 감소 및 공정 시간의 단축을 위해 액정표시패널 상에 게이트 드라이버를 직접 실장하는 게이트 인 패널(Gate In Panel, GIP) 기술이 개발되었다.In recent years, however, gate in panel (GIP) technology has been developed for directly mounting a gate driver on a liquid crystal display panel in order to reduce material costs, reduce process water, and shorten the process time.
하지만, GIP 구조를 갖는 액정표시장치는 게이트 패드 영역에 복수개의 신호라인들과 회로들이 형성되어 있고, 그 외곽에 실라인이 형성되기 때문에 베젤(bezel) 폭이 증가하는 단점이 있다.However, in a liquid crystal display device having a GIP structure, a plurality of signal lines and circuits are formed in a gate pad region, and a bezel width is increased because a seal line is formed at an outer periphery thereof.
또한, TFT 기판의 공통라인과 컬러필터기판의 공통전극을 전기적으로 연결하기 위해 도전성 실런트를 사용할 경우, GIP 영역에 도전성 실런트를 도포하는 경우 단락(Short 불량)이 발생된다.When a conductive sealant is used to electrically connect the common line of the TFT substrate and the common electrode of the color filter substrate, a short circuit occurs when a conductive sealant is applied to the GIP region.
만약, 절연성 실런트를 도포하고, 별도의 Ag 도팅(dotting) 공정을 수행하는 경우에는 공정이 복잡해지는 문제가 있다.If an insulating sealant is applied and a separate Ag dotting process is performed, the process becomes complicated.
따라서, 베젤 폭을 줄이면서 공정을 단순화하기 위해서는 도전성 실런트를 GIP 영역에 도포하여, 합착 공정 및 공통라인과 공통전극의 연결공정을 동시에 할 필요가 있다.Therefore, in order to simplify the process while reducing the width of the bezel, it is necessary to apply the conductive sealant to the GIP region, and to perform the adhesion process and the connection process of the common line and the common electrode at the same time.
본 발명은 도전성 실런트를 GIP 영역과 신호라인 영역에 도포하여 TFT 기판과 컬러필터기판을 합착함으로써, 베젤 영역을 줄인 액정표시장치 제조 방법을 제공함에 목적이 있다.An object of the present invention is to provide a method of manufacturing a liquid crystal display device in which a bezel region is reduced by applying a conductive sealant to a GIP region and a signal line region to adhere the TFT substrate and the color filter substrate.
본 발명은 도전성 실런트가 도포되는 GIP 영역과 신호라인 영역 중 회로소자들을 연결하는 연결패턴 상에 캡핑층을 형성하여, 회로소자들의 단락을 방지하면서 공통라인과 공통전극을 연결할 수 있는 액정표시장치 제조 방법을 제공함에 다른 목적이 있다.The present invention relates to a liquid crystal display device capable of connecting a common line and a common electrode while preventing a short circuit of the circuit elements by forming a capping layer on a connection pattern connecting the circuit elements of the GIP region and the signal line region to which the conductive sealant is applied There are other purposes in providing the method.
상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 액정표시장치 제조 방법은, 기판 상에 게이트 전극과 실영역에 공통전극 및 제 1 소자전극을 형성하는 단계; 상기 게이트 전극이 형성된 기판 상에 게이트 절연막, 비정질 실리콘막과 도핑된 비정 질실리콘막을 순차적으로 형성한 다음, 상기 게이트 전극 상에 액티브층을 형성하는 단계; 상기 액티브층이 형성된 기판 상에 소스/드레인 금속막을 형성한 다음, 소스/드레인 전극 및 상기 실 영역에 제 2 소자전극을 형성하는 단계; 상기 소스/드레인 전극이 형성된 기판 상에 보호막을 형성한 다음, 상기 드레인 전극의 일부, 상기 공통라인, 제 1 소자전극 및 제 2 소자전극을 노출시키는 단계; 및 상기 보호막이 형성된 기판 상에 투명성 도전물질막과 절연막을 순차적으로 형성한 다음, 1차 건식각 공정, 습식각 공정 및 2차 건식각 공정을 순차적으로 진행하여 상기 드레인 전극과 콘택되는 화소전극, 상기 공통라인과 콘택되는 콘택전극, 상기 제 1 및 2 소자전극을 연결하는 연결패턴 및 상기 연결패턴 상에 캡핑층을 형성하는 단계를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a liquid crystal display device, including: forming a gate electrode and a common electrode and a first device electrode in a seal region on a substrate; Sequentially forming a gate insulating film, an amorphous silicon film and an amorphous silicon film on the substrate on which the gate electrode is formed, and then forming an active layer on the gate electrode; Forming a source / drain metal film on the substrate on which the active layer is formed, and then forming a source / drain electrode and a second device electrode in the seal region; Forming a protective layer on the substrate on which the source / drain electrode is formed, and exposing a portion of the drain electrode, the common line, the first device electrode, and the second device electrode; And a transparent conductive material layer and an insulating layer are sequentially formed on the substrate having the protective layer formed thereon, and then sequentially subjected to a first dry etching process, a wet etching process, and a second dry etching process to sequentially form a pixel electrode, A contact pattern connecting the first and second device electrodes, and forming a capping layer on the connection pattern.
본 발명의 액정표시장치 제조 방법은 도전성 실런트가 형성되는 영역에서 회로소자들의 단락 불량 없이 합착공정과 함께 공통라인과 공통전극을 연결할 수 있는 효과가 있다.The method of manufacturing a liquid crystal display device of the present invention has an effect that a common line and a common electrode can be connected together with a laminating process without short circuit failure in a region where a conductive sealant is formed.
본 발명의 액정표시장치 제조 방법은 화소 전극 형성시 GIP 영역의 연결패턴 상에 캡핑층을 형성하여 제조 공정을 단순화시킨 효과가 있다.The method of manufacturing a liquid crystal display device of the present invention has an effect of simplifying a manufacturing process by forming a capping layer on a connection pattern of a GIP region when a pixel electrode is formed.
이하, 본 발명의 실시예들은 도면을 참고하여 상세하게 설명한다. 다음에 소개되는 실시예들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되어지는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 설명되어지는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 그리고 도면들에 있어서, 장치의 크기 및 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The following embodiments are provided by way of example so that those skilled in the art can fully understand the spirit of the present invention. Therefore, the present invention is not limited to the embodiments described below, but may be embodied in other forms. In the drawings, the size and thickness of the device may be exaggerated for convenience. Like reference numerals designate like elements throughout the specification.
도 1은 본 발명에 따른 액정표시장치의 구조를 개략적으로 도시한 것이다.1 schematically shows a structure of a liquid crystal display device according to the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 액정표시장치는, 컬러필터기판(102)과 TFT 기판(100)이 도전성 실런트(50)에 의해 합착되어 있다. A/A는 Active Area로써 화상이 디스플레이되는 영역이다.Referring to Fig. 1, in the liquid crystal display device of the present invention, the
상기 TFT 기판(100) 상에는 다수개의 게이트 라인들과 다수개의 데이터 라인들이 교차하게 배열되고, 그 게이트 라인들과 데이터 라인들이 교차하여 정의되는 영역에 화소 영역이 위치하게 된다. 그리고 상기 화소 영역들 각각에는 전계를 형성하기 위한 화소 전극들이 형성되어 있다.On the
상기 컬러필터기판(102) 상에는 블랙매트릭스와 적(R), 녹(G), 청(B)색 컬러필터층 및 공통전극이 형성되어 있다.On the
또한, 본 발명의 TFT 기판(100)의 일측에는 게이트 드라이버의 회로소자들이 형성된 GIP 영역(33)을 포함한다. 상기 GIP 영역(33)과 인접한 영역에는 복수개의 신호라인(25)이 형성되어 있다.Further, the
또한, TFT 기판(100)의 타측에는 데이터 드라이버(27)가 형성되어 있다. 상 기 GIP 영역(33)의 회로소자들에 신호를 공급하는 신호라인들(25)은 상기 데이터 드라이버(27)들 중 하나로부터 인출되는 링크라인들(미도시)과 전기적으로 연결되어 있다. 즉, 상기 신호라인들(25)은 데이터 드라이버(27) 중 어느 하나를 경유하여 시스템으로부터 신호를 공급받는다.A
상기 도전성 실런트(50)에는 복수개의 도전볼들이 포함되어 있어, 상기 신호라인들(25) 중 공통라인과 컬러필터기판(102)의 공통전극을 전기적으로 연결시키면서 컬러필터기판(102)과 TFT 기판(100)을 합착시킨다.The
본 발명에서는 베젤(Bezel) 영역을 줄이기 위해 도전성 실런트(50)를 신호라인들(25)과 GIP 영역(33)에 도포하였다. 또한, 도면에는 도시되지 않았지만, GIP 영역(33)에서 외부로 노출된 연결패턴들 상에는 절연물질로 형성된 캡핑층을 형성하여, 회로소자들의 단락 불량 없이 TFT 기판(100)의 공통라인과 컬러필터기판(102)의 공통전극을 전기적으로 연결시켰다.In the present invention, the
도 2는 본 발명의 액정표시장치중 도전성 실런트가 도포된 신호라인 영역과 GIP 영역을 확대한 단면도이다.2 is an enlarged cross-sectional view of a signal line region and a GIP region coated with a conductive sealant in the liquid crystal display device of the present invention.
도 2를 참조하면, 본 발명의 액정표시장치의 TFT 기판은 제 1 기판(10) 상에 공통라인(15)과 GIP 영역의 제 1 소자전극(16)이 형성되어 있고, 상기 공통라인(15)과 제 1 소자전극(16) 상에는 게이트 절연막(12)이 형성되어 있다. 상기 GIP 영역의 게이트 절연막(12) 상에는 제 2 소자전극(21)이 형성되어 있다.2, the TFT substrate of the liquid crystal display of the present invention has a
상기 제 2 소자전극(21)이 형성된 제 1 기판(10) 상에는 보호막(19)이 형성 되어 있다.A
상기 공통라인(15)은 상기 컬러필터기판의 공통전극(80)과 전기적 콘택을 위해 보호막(19)과 게이트 절연막(12)이 제거되어 있다. 공통라인(15)이 노출된 영역에는 콘택전극(45)이 형성되어 있다.The
또한, GIP 영역에는 제 1 소자전극(16)과 제 2 소자전극(21)이 연결패턴(46)에 의해 연결되어 있고, 연결패턴(46) 상에는 절연물질로된 캡핑층(48)이 형성되어 있다.The
컬러필터기판은 제 2 기판(20) 상에 블랙매트릭스(21)와 컬러 필터층(23)이 형성되어 있고, 상기 블랙매트릭스(21)와 컬러 필터층(23) 상에는 공통전극(80)이 형성되어 있다.The color filter substrate includes a
상기 TFT 기판의 공통라인(15)과 컬러필터기판의 공통전극(80)은 도전성 실런트(50)에 포함된 도전볼(300)에 의해 전기적으로 연결된다.The
하지만, GIP 영역에 노출되는 연결패턴(46) 상에는 캡핑층(48)이 형성되어 있어, 도전볼(300)이 연결패턴(46) 상에 위치하더라도 GIP 영역의 소자들과 공통전극(80)이 전기적으로 단락되지 않는다.The
따라서, 본 발명에서는 도전성 실런트를 신호라인들과 GIP 영역에 도포할 수 있어, 베젤 영역을 줄인 효과가 있다.Therefore, in the present invention, the conductive sealant can be applied to the signal lines and the GIP region, thereby reducing the bezel area.
또한, 도전성 실런트로 인하여 GIP 영역의 회로소자들이 단락되거나 신호 불량이 발생되지 않는다.Further, due to the conductive sealant, the circuit elements of the GIP region are not short-circuited or signal failure occurs.
도 3a 내지 도 3e는 본 발명에 따른 액정표시장치 제조 공정을 도시한 것이다.3A to 3E illustrate a manufacturing process of a liquid crystal display device according to the present invention.
도 3a 내지 도 3e를 참조하면, 제 1 기판(10) 상에 금속막을 형성한 다음, 제 1 마스크 공정을 진행하여 TFT 영역에 게이트 전극(11)을 형성하고, 실(seal) 영역에 공통라인(15)과 제 1 소자전극(16)을 형성한다.3A to 3E, a metal film is formed on a
상기 금속막은 도전율이 높은 구리(Cu), 알루미늄(Al), 몰리브덴(Mo), Cr 등의 단일 금속층으로 형성할 수 있고, 경우에 따라서는 이들을 적어도 하나 이상을 적층 또는 합금 형태로 형성할 수 있다.The metal film may be formed of a single metal layer such as copper (Cu), aluminum (Al), molybdenum (Mo), or Cr having high conductivity, and at least one of them may be formed in a laminate or alloy form .
상기와 같이 제 1 기판(10) 상에 게이트 전극(11)이 형성되면, 도 3b에 도시한 바와 같이, 제 1 기판(10) 상에 게이트 절연막(12)과 비정질 실리콘막 및 P+ 또는 N+ 형으로 도핑된 비정질 실리콘막을 순차적으로 형성한다.When the
그런 다음, 제 2 마스크 공정을 진행하여 상기 게이트 전극(11) 상에 비정질 실리콘막과 도핑된 비정질 실리콘막으로된 액티브층(14)을 형성한다.Then, a second mask process is performed to form an
이때, 실(seal) 영역에 형성된 비정질 실리콘막과 도핑된 비정질 실리콘막은 제거된다. 하지만, GIP 영역의 TFT 영역에는 액티브층(14)이 형성된다(미도시).At this time, the amorphous silicon film formed in the seal region and the doped amorphous silicon film are removed. However, the
상기와 같이, 제 1 기판(10) 상에 액티브층(14)이 형성되면 도 3c에 도시한 바와 같이, 소스/드레인 금속막을 형성한 다음, 제 3 마스크 공정을 진행하여 소스/드레인 전극(17a, 17b)을 형성한다. 실 영역에는 제 2 소자전극(21)을 형성한다.When the
상기 소스/드레인 전극(17a, 17b)이 제 1 기판(10) 상에 형성되면, 도 3d에 도시한 바와 같이, 보호막(19)을 형성한 다음 제 4 마스크 공정을 진행하여 상기 드레인 전극(17b)의 일부를 노출시킨다. 이때, 실 영역의 공통라인(15), 제 1 소자전극(16) 및 제 2 소자전극(21) 상의 보호막(19)도 제거되어 노출된다.When the source /
그런 다음, 도 3e에 도시한 바와 같이, 제 1 기판(10) 상에 투명성 도전물질막과 절연막을 순차적으로 형성한 다음, 제 5 마스크 공정을 진행하여 화소전극(39)을 형성한다. 실 영역에는 노출된 공통라인(15)에 콘택전극(45), 제 1 소자전극(16)과 제 2 소자전극(21)을 연결하는 연결패턴(48)을 형성한다.Then, as shown in FIG. 3E, a transparent conductive material layer and an insulating layer are sequentially formed on the
이때, 투명성 도전물질막 상에 절연막이 형성되어 있으므로 1차 건식각 공정으로 절연막을 식각하고, 습식각 공정을 진행하여 투명성 도전물질막을 식각한다. 상기 투명성 도전물질막의 식각으로 화소전극(39), 제 1 소자전극(16) 및 제 2 소자전극(21)이 형성된다.At this time, since the insulating film is formed on the transparent conductive material film, the insulating film is etched by the first dry etching process, and the wet conductive process is performed to etch the transparent conductive material film. The
이때, 상기 화소전극(39)과 콘택전극(45) 및 연결패턴(48) 상에는 절연막이 형성되어 있기 때문에 계속해서 2차 건식각 공정을 진행하여 상기 화소전극(39)과 콘택전극(45) 상에 형성된 절연막을 제거한다. 상기 연결패턴(48) 상에 남아 있는 절연막은 제거되지 않고 캡핑층(48)이 된다.At this time, since an insulating film is formed on the
따라서, 도전성 실런트가 도포 되더라도 GIP 영역의 소자들은 단락이 발생되지 않고, 공통라인(15)은 도전성 실런트에 포함된 도전볼을 통하여 컬러필터기판의 공통전극과 전기적으로 연결된다.Therefore, even if the conductive sealant is applied, elements in the GIP region are not short-circuited, and the
이와 같이, 본 발명은 도전성 실런트를 신호라인들과 GIP 영역에 도포하면서 공통라인과 공통전극을 도통 시킬 수 있어 제조 공정이 단순해진다.As described above, the present invention can conduct the common line and the common electrode while applying the conductive sealant to the signal lines and the GIP region, thereby simplifying the manufacturing process.
도 1은 본 발명에 따른 액정표시장치의 구조를 개략적으로 도시한 것이다.1 schematically shows a structure of a liquid crystal display device according to the present invention.
도 2는 본 발명의 액정표시장치중 도전성 실런트가 도포된 신호라인 영역과 GIP 영역을 확대한 단면도이다.2 is an enlarged cross-sectional view of a signal line region and a GIP region coated with a conductive sealant in the liquid crystal display device of the present invention.
도 3a 내지 도 3e는 본 발명에 따른 액정표시장치 제조 공정을 도시한 것이다.3A to 3E illustrate a manufacturing process of a liquid crystal display device according to the present invention.
(도면의 주요 부분에 대한 참조 부호의 설명) (Description of Reference Numbers to Main Parts of the Drawings)
10: 제 1 기판 15: 공통라인10: first substrate 15: common line
16: 제 1 소자전극 12: 게이트 절연막16: first device electrode 12: gate insulating film
19: 보호막 45: 콘택전극19: protective film 45: contact electrode
46: 연결패턴 48: 캡핑층46: connection pattern 48: capping layer
300: 도전볼300: Challenge Ball
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