KR101694151B1 - Array substrate for fringe field switching mode liquid crystal display device - Google Patents
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Abstract
본 발명은 액정표시장치(Liquid Crystal Display Device)에 관한 것으로, 특히, 소비전력을 저감시킬 수 있는 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치용 어레이 기판에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal display device, and more particularly, to an array substrate for a fringe field switching mode liquid crystal display device capable of reducing power consumption.
본원발명은 박막트랜지스터를 덮는 제 1 보호층 상부로 화소영역에 대응하여 에치스토퍼를 더욱 구비하고, 에치스토퍼의 상부로 제 2 보호층을 구비한다. The present invention further includes an etch stopper corresponding to a pixel region above the first passivation layer covering the thin film transistor, and a second passivation layer on the top of the etch stopper.
이때, 공통전극은 바(bar) 형태로 다수의 제 1 개구를 포함하며, 제 2 보호층은 제 1 개구에 대응하여 홈을 포함한다. At this time, the common electrode includes a plurality of first openings in the form of a bar, and the second protective layer includes a groove corresponding to the first opening.
이를 통해, 데이터 배선과 공통전극 사이에는 6000Å 이상의 두께를 갖는 이중층 구조의 보호층이 형성되며, 공통전극과 화소전극 사이에는 제 1 보호층이 제거된 홈이 형성됨으로써 인가되는 프린지 필드 세기를 향상시켜 구동 전압을 저감시키는 효과가 있다.Accordingly, a double-layered protective layer having a thickness of 6000 ANGSTROM or more is formed between the data line and the common electrode, and a groove is formed between the common electrode and the pixel electrode to remove the first protective layer, thereby improving the fringe field strength There is an effect of reducing the driving voltage.
구동전압을 저감시킴으로서 소비전력을 저감시키는 효과가 있다.There is an effect of reducing power consumption by reducing the driving voltage.
프린지필드, 액정표시장치, 구동전압, 어레이기판 Fringe field, liquid crystal display, driving voltage, array substrate
Description
본 발명은 액정표시장치(Liquid Crystal Display Device)에 관한 것으로, 특히, 소비전력을 저감시킬 수 있는 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치용 어레이 기판에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
일반적으로, 액정표시장치는 액정의 광학적 이방성과 분극성질을 이용하여 구동된다. 상기 액정은 구조가 가늘고 길기 때문에 분자의 배열에 방향성을 가지고 있으며, 인위적으로 액정에 전기장을 인가하여 분자배열의 방향을 제어할 수 있다.In general, a liquid crystal display device is driven by using optical anisotropy and polarization properties of a liquid crystal. Since the liquid crystal has a long structure, it has a directionality in the arrangement of molecules, and the direction of the molecular arrangement can be controlled by artificially applying an electric field to the liquid crystal.
따라서, 상기 액정의 분자배열 방향을 임의로 조절하면, 액정의 분자배열이 변하게 되고, 광학적 이방성에 의해 상기 액정의 분자배열 방향으로 빛이 굴절하여 화상정보를 표현할 수 있다.Therefore, when the molecular alignment direction of the liquid crystal is arbitrarily adjusted, the molecular arrangement of the liquid crystal is changed, and light is refracted in the molecular alignment direction of the liquid crystal by optical anisotropy, so that image information can be expressed.
현재에는 박막트랜지스터와 상기 박막트랜지스터에 연결된 화소전극이 행렬방식으로 배열된 능동행렬 액정표시장치(AM-LCD : Active Matrix LCD 이하, 액정표 시장치로 약칭함)가 해상도 및 동영상 구현능력이 우수하여 가장 주목받고 있다.At present, an active matrix liquid crystal display (AM-LCD) having a thin film transistor and a pixel electrode connected to the thin film transistor arranged in a matrix manner has excellent resolution and moving picture performance It is attracting attention.
상기 액정표시장치는 공통전극이 형성된 컬러필터 기판과 화소전극이 형성된 어레이 기판과, 상기 두 기판 사이에 개재된 액정으로 이루어지는데, 이러한 액정표시장치에서는 공통전극과 화소전극이 상하로 걸리는 전기장에 의해 액정을 구동하는 방식으로 투과율과 개구율 등의 특성이 우수하다.The liquid crystal display device includes a color filter substrate on which a common electrode is formed, an array substrate on which pixel electrodes are formed, and a liquid crystal interposed between the two substrates. In such a liquid crystal display device, The liquid crystal is driven to have excellent properties such as transmittance and aperture ratio.
그러나, 상하로 걸리는 전기장에 의한 액정구동은 시야각 특성이 우수하지 못한 단점을 가지고 있다. However, liquid crystal driving by an electric field that is applied up and down has a drawback that the viewing angle characteristic is not excellent.
따라서, 상기의 단점을 극복하기 위해 시야각 특성이 우수한 횡전계형 액정표시장치가 제안되었다. Therefore, a transverse electric field type liquid crystal display device having excellent viewing angle characteristics has been proposed to overcome the above disadvantages.
이하, 도 1을 참조하여 일반적인 횡전계형 액정표시장치에 관하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a general transverse electric field type liquid crystal display device will be described in detail with reference to FIG.
도 1은 일반적인 횡전계형 액정표시장치의 단면을 도시한 도면이다.1 is a cross-sectional view of a general transverse electric field type liquid crystal display device.
도시한 바와 같이, 컬러필터 기판인 상부기판(9)과 어레이 기판인 하부기판(10)이 서로 이격되어 대향하고 있으며, 이 상부 및 하부기판(9, 10)사이에는 액정층(11)이 개재되어 있다. As shown in the figure, the
상기 하부기판(10)상에는 공통전극(17)과 화소전극(30)이 동일 평면상에 형성되어 있으며, 이때, 상기 액정층(11)은 상기 공통전극(17)과 화소전극(30)에 의한 수평전계(L)에 의해 작동된다.The
도 2a와 2b는 일반적인 횡전계형 액정표시장치의 온(on), 오프(off) 상태의 동작을 각각 도시한 단면도이다.2A and 2B are cross-sectional views respectively showing the on and off states of a general transverse electric field type liquid crystal display device.
우선, 전압이 인가된 온(on)상태에서의 액정의 배열상태를 도시한 도 2a를 참조하면, 상기 공통전극(17) 및 화소전극(30)과 대응하는 위치의 액정(11a)의 상변이는 없지만 공통전극(17)과 화소전극(30)사이 구간에 위치한 액정(11b)은 이 공통전극(17)과 화소전극(30)사이에 전압이 인가됨으로써 형성되는 수평전계(L)에 의하여, 상기 수평전계(L)와 같은 방향으로 배열하게 된다. 즉, 상기 횡전계형 액정표시장치는 액정이 수평전계에 의해 이동하므로, 시야각이 넓어지는 특성을 띠게 된다. 2A showing the alignment state of the liquid crystal in the ON state to which the voltage is applied, the phase of the
그러므로, 상기 횡전계형 액정표시장치를 정면에서 보았을 때, 상/하/좌/우방향으로 약 80∼85도 방향에서도 반전현상 없이 가시 할 수 있다.Therefore, when viewed from the front, the transverse electric-field-type liquid-crystal display device can be visually seen in the direction of about 80 to 85 degrees in the up / down / left / right direction without reversal.
다음, 도 2b를 참조하면, 상기 액정표시장치에 전압이 인가되지 않은 오프(off)상태이므로 상기 공통전극과 화소전극 간에 수평전계가 형성되지 않으므로 액정층(11)의 배열 상태가 변하지 않는다.Next, referring to FIG. 2B, a horizontal electric field is not formed between the common electrode and the pixel electrode since the liquid crystal display device is in an off state in which no voltage is applied, so that the alignment state of the
하지만 이러한 횡전계형 액정표시장치는 시야각을 향상시키는 장점을 갖지만 개구율 및 투과율이 낮은 단점을 갖는다.However, such a transverse electric field type liquid crystal display device has the advantage of improving the viewing angle, but has a disadvantage in that the aperture ratio and transmittance are low.
따라서 이러한 횡전계형 액정표시장치의 단점을 개성하기 위하여 프린지 필드(Fringe field)에 의해 액정이 동작하는 것을 특징으로 하는 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치(fringe field switching mode LCD)가 제안되었다. Therefore, a fringe field switching mode LCD has been proposed in which liquid crystal operates by a fringe field in order to realize the disadvantage of such a transverse electric field type liquid crystal display device.
도 3은 종래의 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치용 어레이 기판의 하나의 화소영역의 중앙부를 관통하여 절단한 부분에 대한 단면도이다. 3 is a cross-sectional view of a portion of a conventional fringe field switching mode liquid crystal display device substrate cut through a central portion of one pixel region.
도시한 바와 같이, 종래의 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치용 어레이 기판(41)에는 게이트 절연막(45)을 개재하여 그 하부 및 상부에서 서로 교차하여 다수의 화소영역(미도시)을 정의하며 게이트 배선(미도시)과 데이터 배선(47)이 형성되어 있으며, 상기 각 화소영역(미도시)에는 상기 게이트 및 데이터 배선(미도시, 47)과 연결되며 박막트랜지스터(미도시)가 형성되어 있다. As shown in the figure, a plurality of pixel regions (not shown) are defined on the
또한, 상기 게이트 절연막(45) 상부로 각 화소영역(미도시)에는 상기 박막트랜지스터의 드레인 전극(미도시)과 접촉하며 판 형태의 화소전극(55)이 형성되고 있다. 이때, 상기 화소전극(55)은 상기 데이터 배선(47)과 동일한 층 즉, 상기 게이트 절연막(45) 상에 형성되고 있으며, 상기 데이터 배선(47)과의 쇼트를 방지하기 위해 상기 데이터 배선(47)과 일정간격 이격하며 형성되고 있다.In addition, a plate-
또한, 상기 데이터 배선(47)과 화소전극(55) 상부로 전면에는 무기절연물질로서 보호층(60)이 형성되고 있으며, 상기 보호층(60) 위로 전면에 각 화소영역(미도시)에 대응하여 일정간격 이격하며 바(bar) 형태를 갖는 다수의 개구(oa)를 갖는 공통전극(65)이 형성되고 있다.A
이러한 단면 구성을 갖는 종래의 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치용 어레이 기판(41)은 공통전극(65)이 최상부에 위치하며 표시영역 전면에 형성되는 구조를 가지므로, 상기 데이터 배선(47)에 대응해서도 공통전극(65)이 상기 보호층(60)을 개재하여 중첩되며 형성되고 있다. Since the
따라서 서로 중첩하는 상기 데이터 배선(47)과 보호층(60)과 공통전극(67)은 기생 커패시터를 형성하게 되며, 이러한 기생 커패시터에 대한 영향을 고려하여 프린지 필드 스위칭 구동을 하도록 하기 위해서 상기 보호층은 최소 6000Å 정도의 두께를 가지며 형성되고 있다.Accordingly, the
이 경우, 상기 공통전극과 상기 화소전극간의 이격간격이 최소 6000Å 정도가 되므로 적절한 표시품질을 유지하는 액정 구동을 위한 프린지 필드 형성을 위한 구동 전압이 상대적으로 크며 따라서 최종적으로 소비전력을 상승시키고 있다. In this case, since the interval between the common electrode and the pixel electrode is at least about 6000 ANGSTROM, the driving voltage for forming the fringe field for the liquid crystal driving that maintains proper display quality is relatively large, and the power consumption is finally increased.
이러한 구성을 갖는 종래의 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치용 어레이 기판에 있어 구동 전압을 낮추면 투과율이 감소되어 콘트라스트 비율이 저하되어 표시품질이 낮아지는 문제가 발생하고 있다.In a conventional array substrate for a fringe field switching mode liquid crystal display device having such a configuration, when the driving voltage is lowered, the transmittance is reduced and the contrast ratio is lowered, resulting in a problem that the display quality is lowered.
또한, 보호층을 6000Å 정도 보다 작은 두께를 갖도록 형성하는 경우 공통전극과 데이터 배선간의 거리가 줄어들게 되어 이들 구성요소에 의한 기생 커패시턴스의 증가로 또 다시 소비전력을 증가시키고 있는 실정이다.In addition, when the protective layer is formed to have a thickness smaller than about 6000 ANGSTROM, the distance between the common electrode and the data line is reduced. As a result, the parasitic capacitance due to these components increases and the power consumption is further increased.
본 발명은 이러한 종래의 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치용 어레이 기판의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 화소전극과 공통전극 사이에 개재된 보호층의 두께를 낮추어 화소전극과 공통전극에 의해 생성되는 프린지 필드 세기를 증가시키는 동시에 데이터 배선과 공통전극간의 기생용량을 최소화하여 소비전력을 저감시킬 수 있는 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치용 어레이 기판을 제공하는 것을 그 목적으로 한다. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to overcome the disadvantages of the conventional array substrate for a fringe field switching mode liquid crystal display device and to reduce the thickness of a protective layer interposed between the pixel electrode and the common electrode, And it is an object of the present invention to provide an array substrate for a fringe field switching mode liquid crystal display device capable of increasing fringe field intensity and minimizing a parasitic capacitance between a data line and a common electrode, thereby reducing power consumption.
전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치용 어레이 기판은, 투명한 기판 상에 일방향으로 연장하며 형성된 게이트 배선과; 상기 게이트 배선 위로 형성된 게이트 절연막과; 상기 게이트 절연막 위로 상기 게이트 배선과 수직으로 교차하여 화소영역을 정의하는 데이터 배선과; 상기 게이트 배선 및 데이터 배선과 전기적으로 연결되며 이들 두 배선의 교차지점 부근에 형성된 박막트랜지스터와; 상기 게이트 절연막 상에 상기 박막트랜지스터의 드레인 전극과 접촉하며 상기 화소영역에 형성된 화소전극과; 상기 화소전극 위로 상기 기판 전면에 제 1 두께를 가지며 형성된 제 1 보호층과; 상기 제 1 보호층 위로 각 화소영역에 형성된 에치스토퍼와; 상기 에치스토퍼 위로 상기 기판 전면에 제 2 두께를 가지며 형성된 제 2 보호층과; 상기 제 2 보호층 위로 각 화소영역에 일정간격 이격하는 바(bar) 형태를 갖는 다수의 제 1 개구를 구비하며 형성된 공통전극을 포함하며, 상기 제 2 보호층은 상기 다수의 제 1 개구에 대응하여 상기 에치스토퍼를 노출시키는 홈이 형성된 것이 특징이다. According to an aspect of the present invention, there is provided an array substrate for a fringe field switching mode liquid crystal display, including: a gate wiring formed on a transparent substrate in one direction; A gate insulating film formed on the gate wiring; A data line crossing the gate line perpendicularly to the gate insulating layer and defining a pixel region; A thin film transistor electrically connected to the gate wiring and the data wiring and formed near the intersection of the two wirings; A pixel electrode formed on the gate insulating film in contact with the drain electrode of the thin film transistor and formed in the pixel region; A first protective layer formed on the entire surface of the substrate over the pixel electrode, the first protective layer having a first thickness; An etch stopper formed in each pixel region above the first passivation layer; A second protective layer formed on the entire surface of the substrate over the etch stopper to have a second thickness; And a common electrode formed on the second passivation layer and having a plurality of first openings formed in a bar shape and spaced apart from each pixel region by a predetermined distance, the second passivation layer corresponding to the plurality of first openings And a groove for exposing the etch stopper is formed.
이때, 상기 제 1 보호층에는 상기 화소전극을 노출시키는 제 1 콘택홀이 구비되며, 상기 에치스토퍼는 상기 제 1 콘택홀을 통해 상기 화소전극과 접촉하는 것이 특징이다. The first passivation layer may include a first contact hole exposing the pixel electrode, and the etch stopper contacts the pixel electrode through the first contact hole.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치용 어레이 기판은, 투명한 기판 상에 일방향으로 연장하며 형성된 게이트 배선과; 상기 게이트 배선 위로 형성된 게이트 절연막과; 상기 게이트 절연막 위로 상기 게이 트 배선과 수직으로 교차하여 화소영역을 정의하는 데이터 배선과; 상기 게이트 배선 및 데이터 배선과 전기적으로 연결되며 이들 두 배선의 교차지점 부근에 형성된 박막트랜지스터와; 상기 박막트랜지스터 위로 상기 기판 전면에 제 1 두께를 가지며 형성된 제 1 보호층과; 상기 제 1 보호층 위로 각 화소영역에 상기 박막트랜지스터의 드레인 전극과 접촉하며 형성된 화소전극과; 상기 화소전극 위로 상기 기판 전면에 제 2 두께를 가지며 형성된 제 2 보호층과; 상기 제 2 보호층 위로 각 화소영역에 일정간격 이격하는 바(bar) 형태를 갖는 다수의 제 1 개구를 구비하며 형성된 공통전극을 포함하며, 상기 제 2 보호층은 상기 다수의 제 1 개구에 대응하여 상기 에치스토퍼를 노출시키는 홈이 형성된 것이 특징이다. According to another aspect of the present invention, there is provided an array substrate for a fringe field switching mode liquid crystal display, including: a gate wiring formed on a transparent substrate and extending in one direction; A gate insulating film formed on the gate wiring; A data line crossing over the gate insulating film perpendicularly to the gate wiring and defining a pixel region; A thin film transistor electrically connected to the gate wiring and the data wiring and formed near the intersection of the two wirings; A first protective layer formed on the entire surface of the substrate over the thin film transistor, the first protective layer having a first thickness; A pixel electrode formed in contact with the drain electrode of the thin film transistor in each pixel region on the first passivation layer; A second protective layer formed on the entire surface of the substrate over the pixel electrode to have a second thickness; And a common electrode formed on the second passivation layer and having a plurality of first openings formed in a bar shape and spaced apart from each pixel region by a predetermined distance, the second passivation layer corresponding to the plurality of first openings And a groove for exposing the etch stopper is formed.
상기 제 1 보호층에는 상기 박막트랜지스터의 드레인 전극을 노출시키는 드레인 콘택홀이 구비되며, 상기 화소전극은 상기 드레인 콘택홀을 통해 상기 화소전극과 접촉하는 것이 특징인 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치용 어레이 기판.Wherein the first protective layer is provided with a drain contact hole exposing a drain electrode of the thin film transistor and the pixel electrode is in contact with the pixel electrode through the drain contact hole. Board.
상기 제 1 두께는 3000Å 내지 4000Å이며, 상기 제 2 두께는 2000Å 내지 3000Å이며, 상기 제 1 및 제 2 두께를 합한 두께는 6000Å 이상이 되는 것이 특징이며, 이때, 상기 제 1 및 제 2 보호층은 무기절연물질인 산화실리콘(SiO2) 또는 질화실리콘(SiNx)으로 이루어진 것이 특징이다. The first and second thicknesses may range from about 3000 Å to about 4000 Å, the second thickness ranges from about 2000 Å to about 3000 Å, and the first and second thicknesses may be equal to or greater than about 6000 Å. And is made of silicon oxide (SiO 2 ) or silicon nitride (SiN x) which is an inorganic insulating material.
또한, 상기 공통전극에는 상기 박막트랜지스터에 대응하여 제 2 개구가 형성된 것이 특징이다. The common electrode is characterized in that a second opening is formed in correspondence with the thin film transistor.
또한, 상기 화소전극은 투명 도전성 물질인 인듐-틴-옥사이드(ITO) 또는 인 듐-징크-옥사이드(IZO)로 이루어진 것이 특징이다. In addition, the pixel electrode is made of indium-tin-oxide (ITO) or indium-zinc-oxide (IZO) which is a transparent conductive material.
또한, 상기 에치스토퍼는 투명 도전성 물질인 인듐-틴-옥사이드(ITO) 또는 인듐-징크-옥사이드(IZO)로 이루어지며, 상기 화소전극과 동일한 평면적으로 가지며 형성된 것이 특징이다.The etch stopper is made of indium-tin-oxide (ITO) or indium-zinc-oxide (IZO), which is a transparent conductive material, and is formed in the same plane as the pixel electrode.
본 발명에 따른 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치용 어레이 기판은, 데이터 배선과 공통전극 사이에는 6000Å 이상의 두께를 갖는 이중층 구조의 보호층이 형성되며, 공통전극과 화소전극 사이에는 제 1 보호층이 제거된 홈이 형성됨으로써 인가되는 프린지 필드 세기를 향상시켜 구동 전압을 저감시키는 효과가 있다.In the array substrate for a fringe field switching mode liquid crystal display according to the present invention, a double layer protective layer having a thickness of 6000 ANGSTROM or more is formed between the data line and the common electrode, and a first protective layer is removed between the common electrode and the pixel electrode So that the driving voltage can be reduced by improving the intensity of the applied fringe field.
구동전압을 저감시킴으로서 소비전력을 저감시키는 효과가 있다. There is an effect of reducing power consumption by reducing the driving voltage.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치용 어레이 기판의 하나의 화소영역에 대한 평면도이다. 설명의 편의를 위해 도면에 나타내지 않았지만 다수의 화소영역(P)이 형성된 영역을 표시영역, 그리고 상기 표시영역 외측의 영역을 비표시영역이라 정의하며, 박막트랜지스터(Tr)가 형성되는 영역을 소자영역이라 정의한다. 4 is a plan view of one pixel region of an array substrate for a fringe field switching mode liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention. A region where a plurality of pixel regions P are formed is defined as a display region and a region outside the display region is defined as a non-display region, and a region where the thin film transistor Tr is formed is referred to as an element region .
도시한 바와 같이, 표시영역에는 제 1 방향으로 연장하며 다수의 게이트 배선(105)이 형성되어 있으며, 상기 제 1 방향과 직교하는 제 2 방향으로 연장하여 상기 게이트 배선과 더불어 다수의 화소영역(P)을 정의하는 다수의 데이터 배선(130)이 형성되고 있다. As shown in the drawing, a plurality of
또한, 상기 다수의 각 화소영역(P)에 대응하여 이의 내부 또는 각 화소영역의 경계에 상기 게이트 배선(105) 및 데이터 배선(130)과 연결되며, 게이트 전극(108)과, 게이트 절연막(미도시)과, 순수 비정질 실리콘의 액티브층(미도시)과 불순물 비정질 실리콘의 오믹콘택층(미도시)으로 이루어진 반도체층(미도시)과, 서로 이격하는 소스 및 드레인 전극(133, 136)으로 구성된 박막트랜지스터(Tr)가 형성되고 있다. The
이때, 도면에 있어서 상기 소스 및 드레인 전극(133, 136)간의 이격영역(이하 채널 영역이라 칭함)은'-'형태를 이루는 것을 일례로 보이고 있지만, 상기 채널영역의 형태는 다양한 형태로 변형될 수 있다. 일례로 소스 전극(133)이 'U'형태로 이루어지고, 상기 'U'형태의 소스 전극(133)의 개구부에 삽입되는 형태로 드레인 전극(136)이 형성되는 경우 채널영역은 'U'자 형태를 이룬다. In this case, although the separation region (hereinafter, referred to as a channel region) between the source and
또한, 도면에 있어서, 상기 박막트랜지스터(Tr)는 화소영역(P)의 경계와 화소영역(P) 일부에 대해 형성됨을 보이고 있지만, 상기 반도체층(미도시)과 소스 및 드레인 전극(133, 136)이 상기 게이트 배선(105)과 완전 중첩하도록 형성됨으로서 각 화소영역(P)의 경계에 형성됨으로서 개구율을 향상시키는 구조를 가질 수도 있다. Although it is shown in the drawing that the thin film transistor Tr is formed in the boundary of the pixel region P and a part of the pixel region P, the semiconductor layer (not shown) and the source and
한편, 상기 박막트랜지스터(Tr)의 드레인 전극과 접촉하며 화소전극(138)이 형성되어 있다. On the other hand, the
또한, 상기 화소전극(138) 위로는 도면에 나타나지 않았지만, 제 1 보호층(미도시)이 형성되어 있으며, 상기 제 1 보호층(미도시) 위로는 각 화소영역(P) 내에 상기 화소전극(138)과 동일한 평면적을 가지며 완전 중첩하는 형태로 에치스토퍼(145)가 형성되어 있다. 또한, 상기 에치스토퍼(145) 위로는 무기절연물질로서 제 2 보호층(미도시)이 형성되고 있다.A first passivation layer (not shown) is formed on the
상기 제 2 보호층(미도시) 위로는 각 화소영역(P)에 대응하여 일정간격 이격하는 바(bar) 형태의 다수의 제 1 개구(op1)를 갖는 공통전극(미도시)이 형성되고 있는 것이 특징이다. A common electrode (not shown) is formed on the second passivation layer (not shown) and has a plurality of first openings op1 spaced apart from each other by a predetermined distance corresponding to each pixel region P .
이때, 특징적인 구성으로서 상기 제 1 개구(op1)에 대응하여 상기 제 2 보호층(미도시)이 제거되어 상기 에치스토퍼(145)를 노출시키는 홈이 형성되고 있는 것이 특징이다.At this time, as a characteristic feature, the second protective layer (not shown) is removed corresponding to the first opening (op1), and a groove for exposing the
이러한 구성은 단면구조를 통해 잘 나타나므로 이후에는 전술한 제 1 실시예에 따른 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치용 어레이 기판의 단면 구조에 대해 설명한다. Since this structure is well shown through the cross-sectional structure, the cross-sectional structure of the array substrate for a fringe field switching mode liquid crystal display according to the first embodiment will be described hereinafter.
도 5는 도 4를 절단선 Ⅴ-Ⅴ를 따라 절단한 부분에 대한 단면도이다. 설명의 편의를 위해 스위칭 소자인 박막트랜지스터가 형성된 부분을 소자영역(TrA)이라 정의한다. 5 is a cross-sectional view of the portion cut along line V-V in Fig. For convenience of explanation, the portion where the thin film transistor which is the switching element is formed is defined as the element region TrA.
도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 프린지 필드 스위칭 모드 액정 표시장치용 어레이 기판(101)의 베이스를 이루는 투명한 절연기판(101) 상에 저저항 특성을 갖는 금속물질 예를들면 알루미늄(Al), 알루미늄 합금(AlNd), 구리(Cu), 구리합금, 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo) 중 선택되는 하나의 금속물질로써 일 방향으로 연장하는 게이트 배선(미도시)이 형성되어 있으며, 상기 소자영역(TrA)에는 상기 게이트 배선과 연결되어 게이트 전극(108)이 형성되어 있다. As shown in the figure, on a transparent insulating
또한, 상기 게이트 배선(105) 및 게이트 전극(108) 위로 상기 기판(101) 전면에 무기절연물질 예를들면 산화실리콘(SiO2) 또는 질화실리콘(SiNx)으로 이루어진 게이트 절연막(115)이 형성되어 있다. A
상기 게이트 절연막(115) 위로 소자영역(TrA)에는 상기 게이트 전극(108)에 대응하여 순수 비정질 실리콘의 액티브층(120a)과 불순물 비정질 실리콘의 오믹콘택층(120b)으로 이루어진 반도체층(120)이 형성되어 있으며, 상기 반도체층(120) 상부로 서로 이격하며 소스 및 드레인 전극(133, 136)이 형성되어 있다. 이때, 상기 서로 이격하는 소스 및 드레인 전극(133, 136) 사이로는 상기 액티브층(120a)이 노출되고 있다.A
또한, 상기 게이트 절연막(115) 상부에는 상기 게이트 배선(105)과 교차하여 화소영역(P)을 정의하며 상기 박막트랜지스터(Tr)의 소스 전극(133)과 연결되며 데이터 배선(130)이 형성되어 있다. 이때, 상기 데이터 배선(130)의 하부에는 상기 반도체층(120)을 이루는 동일한 물질로 제 1 및 제 2 더미패턴(121a, 121b)이 형성되고 있음을 보이고 있지만, 이러한 제 1 및 제 2 더미패턴(121a, 121b)은 제조 방 법에 기인한 것으로 생략될 수 있다. A pixel region P is defined on the
다음, 상기 각 화소영역(P)에는 상기 게이트 절연막(115) 위로 상기 드레인 전극의 일 끝단과 직접 접촉하며 투명 도전성 물질로 이루어진 판형태의 화소전극(138)이 형성되고 있다.Next, a plate-shaped
또한, 상기 박막트랜지스터(Tr)와 상기 화소전극(138) 위로는 무기절연물질 예를 들면 산화실리콘(SiO2) 또는 질화실리콘(SiNx)으로서 3000Å 내지 4000Å 정도의 제 1 두께를 가지며 제 1 보호층(140)이 형성되어 있다.An inorganic insulating material such as silicon oxide (SiO 2 ) or silicon nitride (SiN x) having a first thickness of about 3000 Å to 4000 Å is formed on the thin film transistor Tr and the
상기 제 1 보호층(140) 위에는 상기 본 발명의 특징적인 구성으로서 상기 화소전극(138) 형성 시 이용한 동일한 노광 마스크를 이용하여 투명 도전성 물질을 패터닝하여 형성한 것을 특징으로 하는 에치스토퍼(145)가 형성되어 있다. 이때 상기 에치스토퍼(145)는 그 두께가 200Å 내지 500Å정도가 되는 것이 바람직하다. 이보다 더 두꺼운 두께를 갖는 경우 추후 형성될 공통전극(160)과 상기 화소전극(138)간의 이격거리를 증가시켜 구동전압을 증가시키기 때문이다.An
다음, 상기 에치스터퍼(145) 위로는 무기절연물질 예를 들면 산화실리콘(SiO2) 또는 질화실리콘(SiNx)으로서 2000Å 내지 3000Å 정도의 제 2 두께를 가지며 제 2 보호층(150)이 형성되어 있다. A
따라서, 각 화소영역(P)에 있어서는 상기 제 1 및 제 2 보호층(140, 150)은 상기 에치스토퍼(145)를 기준으로 분리된 구조를 가지만, 상기 화소영역(P) 이외의 영역 즉, 게이트 및 데이터 배선(미도시, 130)이 형성된 화소영역(P)의 경계영역과 소자영역(TrA)에 있어서는 서로 접촉하여 형성됨으로써 하나의 보호층을 이루고 있는 것이 특징이다. 이때, 상기 제 1 및 제 2 보호층(140, 150)이 직접 접촉하며 형성된 부분에서는 그 두께가 최소 5000 ~ 7000Å가 되는 것이 특징이다. The
다음, 상기 제 2 보호층(150) 위로는 투명도전성 물질로서 각 화소영역(P)에 대응하여 일정간격 이격하는 다수의 바(bar) 형태의 제 1 개구(op1)를 갖는 공통전극(160)이 표시영역 전면에 형성되고 있다. 이때, 상기 공통전극(160)은 상기 소자영역(TrA)에 대응해서도 제 2 개구(op2)를 갖는 것이 특징이다. 이는 채널영역으로의 영향을 최소화하고, 소스 및 드레인 전극(133, 136)과 중첩됨으로써 발생하는 기생용량을 최소화하기 위함이다. Next, a
다음, 본 발명의 제 1 실시예에 있어 또 다른 특징적인 구조로서 상기 공통전극(160)의 제 1 개구(op1)에 있어서는 상기 제 2 보호층(150)이 제거되어 홈을 형성하며 상기 에치스토퍼(145)를 노출시키는 형태를 이루고 있는 것이 특징이다.Next, as another characteristic structure in the first embodiment of the present invention, in the first opening (op1) of the
이러한 형태 즉, 제 1 개구(op1)와 홈을 가지며 공통전극(160)과 제 2 보호층(150)이 형성됨으로서, 공통전극(160)과 화소전극(138) 사이로는 에치스토퍼(145)와 제 1 보호층(140) 만이 위치하게 된다.
이때, 에치스토퍼(145)는 200 ~ 500Å의 두께를 갖도록 형성되고, 제 1 보호층(140)은 3000 ~ 4000Å의 두께를 갖도록 형성됨으로써, 공통전극(160)과 화소전극(138)은 3200 ~ 4500Å의 거리를 갖게 된다.
따라서, 2000 ~ 3000Å의 두께를 갖도록 형성되는 제 2 보호층(150)이 구비되는 경우에 비해, 상대적으로 공통전극(160)과 화소전극(138) 사이의 프린지 필드(fringe field)에 의한 전계의 세기를 증가시킬 수 있다.
즉, 상기 공통전극(160)의 제 1 개구(op1)에 대응하여 2000Å 내지 3000Å정도의 제 2 두께를 갖는 제 2 보호층(150)이 제거됨으로써 상기 제 1 개구(op1)를 통해 상기 공통전극(160)과 화소전극(138)간에 형성되는 프린지 필드 세기가 향상되게 된다. 전계 형성에 방해가 되는 물질층(제 1 및 제 2 제 2 보호층) 일부가 제거됨으로서 동일한 구동 전압 인가에 대해 더 큰 세기를 갖는 프린지 필드가 형성되므로 종래와 동일한 세기의 프린지 필드를 형성 한다고 할 경우 구동 전압을 낮출 수 있다.The
In this case, the
Therefore, compared to the case where the
That is, the second
한편, 상기 공통전극(160)내에 구비된 제 1 개구(op1)에 대응하여 제 2 보호층(150)을 제거하는 것은 상기 공통전극(160) 자체가 식각 방지 마스크가 되며, 상기 제 1 개구(op1)를 갖는 공통전극(160)이 형성된 상태에서 상기 무기절연물질을 식각할 수 있는 반응가스 분위기에서 건식식각을 진행함으로서 별도의 마스크 공정없이 이루질 수 있는 것이 특징이다.The removal of the second
이러한 건식식각 진행 시 각 화소영역(P)에서는 에치스토퍼(145)가 형성되어 있으므로 그 하부에 위치하는 제 1 보호층(140)에는 전혀 영향을 주지 않는다. 따라서, 제 1 개구(op1)에 대응하는 홈의 깊이 차에 의한 프린지 필드 세기 차이에 의한 얼룩 발생에 의한 표시품질 저하는 원천적으로 방지할 수 있는 것이 특징이다.Since the
한편, 전술한 바와 같이 에치스토퍼(145)를 형성하지 않을 경우, 나아가 상기 제 1 및 제 2 보호층(140, 150)이 동일한 무기절연물질로 이루어지는 경우, 건식식각 진행 시 위치별로 식각률 차가 발생하며, 이로 인해 프린지 필드 세기 차이가 발생하여 부분적 휘도 차이에 의한 얼룩 불량 발생 등 표시품질 저하를 유발할 수 있다. 또한, 무기절연물질 특성 상, 건식식각을 중도에 멈추어 그 두께를 조절하는 경우 그 두께의 유니포미티 차이로 인해 얼룩이 발생한다.On the other hand, when the
하지만, 본 발명의 제 1 실시예의 경우 상기 에치스토퍼(145)가 구비됨으로서 정확히 제 2 보호층(150)만이 제거될 수 있으므로 건식식각 진행에 의한 식각오차는 발생되지 않으므로 얼룩불량 등의 발생은 원천적으로 방지될 수 있는 것이 특 징이다. However, in the first embodiment of the present invention, since the
이때, 데이터 배선(130)이 형성된 부분에 대응해서는 공통전극(160)이 형성되어 있으므로 제 2 보호층(150)이 식각되지 않고 제 1 및 제 2 보호층(140, 150)이 모두 형성되고 있으므로 5000 ~ 7000Å이상의 두께를 유지하게 된다. 따라서 데이터 배선(130)과 공통전극(160)에 의해 발생되는 기생 커패시턴스는 종래와 동일한 수준이 됨을 알 수 있다. At this time, since the
도 6은 본 발명의 제 1 실시예의 변형예에 따른 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치용 어레이 기판의 하나의 화소영역에 대한 단면도이다. 제 1 실시예와 차별점이 있는 부분만을 설명한다. 제 1 실시예와 동일한 구성요소에 대해서는 100을 더하여 동일한 도면부호를 부여하였다.6 is a cross-sectional view of one pixel region of an array substrate for a fringe field switching mode liquid crystal display according to a modification of the first embodiment of the present invention. Only the portions that are different from the first embodiment will be described. 100 are added to the same constituent elements as those of the first embodiment, and the same reference numerals are given.
제 1 실시예와 차별적인 구성은 상기 제 1 보호층(240)을 사이에 두고 그 하부 및 상부에 형성된 화소전극(238)과 에치스토퍼(245)가 상기 제 1 보호층(240)에 구비된 제 1 콘택홀(241)을 통해 서로 접촉하도록 형성되고 있다는 것이다. 그 이외의 구성요소는 제 1 실시예와 동일한 구성을 갖는다. A structure different from the first embodiment is that a
이러한 구성을 갖는 제 1 실시예의 변형예의 경우 화소전극(238)과 동일한 형태를 가지며 각 화소영역(P)별로 형성된 상기 에치스토퍼(245)는 상기 화소전극(238)을 통해 드레인 전극(236)으로부터 신호전압을 입력받게 되므로 실질적으로 제 2 화소전극의 역할을 하게 된다. In the modification of the first embodiment having such a configuration, the
따라서 상기 공통전극(260)과 화소전극(238)간의 이격간격 대비 상기 공통전극(260)과 상기 제 2 화소전극의 역할을 하는 에치스토퍼(245) 간의 이격간격이 줄 어들게 됨으로써 더욱더 최대 투과율을 갖는 구동전압을 줄일 수 있는 것이 특징이다. Therefore, the spacing between the
이때, 상기 데이터 배선(230)과 공통전극(260) 사이에는 여전히 제 1 및 제 2 보호층(240, 250)이 존재하게 되므로 5000 ~ 7000Å이상의 이격간격을 갖게 되며, 이로 인한 기생 커패시턴스는 종래와 동일한 수준이 된다. 또한, 프린지 필드를 형성하는 공통전극(260)과 제 2 화소전극의 역할을 하는 에치스토퍼(245) 간의 이격간격은 제 2 보호층(250)의 제 2 두께인 2000Å 내지 3000Å정도가 되며, 상기 제 2 보호층(250) 내에 상기 공통전극(260)에 구비된 제 1 개구(op1)에 대응하여 상기 제 2 화소전극의 역할을 하는 에치스토퍼(245)를 노출시키는 홈이 형성된 구성을 가지고 있으므로 구동전압을 현저히 저감시킬 수 있는 것이 특징이다.At this time, since the first and second
그 외의 구성요소는 전술한 제 1 실시예와 동일하므로 그 설명은 생략한다.The other constituent elements are the same as those of the first embodiment described above, and a description thereof will be omitted.
도 7은 구동전압 변화에 따른 투과율 특성 곡선이다. 7 is a graph showing a transmittance characteristic curve according to a change in driving voltage.
도시한 바와 같이, 종래의 6000Å 정도의 두께를 갖는 보호층을 갖는 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치용 어레이 기판(종래라 표시됨)의 경우 투과율을 최대로 하는 구동전압이 4.5V가 되고 있지만, 2000Å 정도의 두께를 갖는 제 2 보호층이 공통전극의 제 1 개구에 대응하여 제거된 본 발명의 제 1 실시예에 따른 프린지 필스 스위칭 모드 액정표시장치용 어레이 기판(제1실시예라 표시됨)의 경우, 투과율을 최대로 하는 구동전압이 3.4V가 됨으로써 종래대비 구동전압이 낮아졌음을 알 수 있다. As shown in the figure, the driving voltage for maximizing the transmittance of the array substrate for a fringe field switching mode liquid crystal display device having a protective layer having a thickness of about 6000 angstroms is 4.5 V, In the case of the array substrate for a fringe field switching mode liquid crystal display device according to the first embodiment of the present invention (shown as the first embodiment) in which the second protective layer having a thickness of about 1 nm is removed corresponding to the first opening of the common electrode, The driving voltage is 3.4 V, which is lower than the conventional driving voltage.
또한, 에치스토퍼가 화소전극과 연결된 제 1 실시예의 변형예(변형예라 표시 됨)의 경우 투과율을 최대로 하는 구동전압이 2.9V가 됨으로써 종래대비 구동전압이 현저히 낮아졌음을 알 수 있다. In addition, in the case of the modification (shown as a modification) of the first embodiment in which the etch stopper is connected to the pixel electrode, the driving voltage for maximizing the transmittance is 2.9 V, which means that the driving voltage is significantly lower than the conventional one.
프린지 필드 형성을 위한 구동전압을 낮출 경우 전력소비를 줄일 수 있으므로, 이를 노트북 또는 휴대폰 등의 응용제품에 적용하는 경우 뱃터리의 사용시간을 향상시킬 수 있는 장점을 갖는다. When the driving voltage for forming the fringe field is lowered, the power consumption can be reduced. Therefore, when the driving voltage is applied to an application such as a notebook computer or a mobile phone, the use time of the battlefield can be improved.
도 8은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 프린지 필스 스위칭 모드 액정표시장치용 어레이 기판의 하나의 화소영역에 대한 단면도이다. 이때, 제 1 실시예와 동일한 구성요소에 대해서는 200을 더하여 도면부호를 부여하였으며, 제 1 실시예와 차별점이 있는 부분 위주로 설명한다.8 is a cross-sectional view of one pixel region of an array substrate for a fringe field switching mode liquid crystal display according to a second embodiment of the present invention. At this time, the same components as those of the first embodiment are denoted by reference numerals with the addition of 200, and a description will be given mainly of the portions which are different from the first embodiment.
본 발명의 제 2 실시예에 있어서 제 1 실시예와 차별되는 가장 특징적인 구성은 에치스토퍼의 역할을 겸하는 하는 화소전극(346)을 구성하고 있다는 것이다. In the second embodiment of the present invention, the most distinctive feature different from the first embodiment is the
도면을 참조하면, 소자영역(TrA)에 제 1 실시예와 동일하게 게이트 절연막(315)을 사이에 두고 서로 교차하여 화소영역(P)을 정의하는 게이트 및 데이터 배선(미도시, 330)과 연결되며 박막트랜지스터(Tr)가 구비되고 있으며, 상기 박막트랜지스터(Tr) 위로 무기절연물질 예를 들면 산화실리콘(SiO2) 또는 질화실리콘(SiNx)으로서 3000Å 내지 4000Å 정두의 제 1 두께를 갖는 제 1 보호층(240)이 형성되어 있다. Referring to the drawing, a gate and a data line (not shown) 330 which define a pixel region P and intersect with each other with a
제 1 실시예의 경우, 상기 박막트랜지스터(도 5의 Tr)의 드레인 전극(도 5의 136)과 직접 접촉하며 게이트 절연막(도 5의 115) 상에 화소전극(도 5의 138)이 형성되고 있지만, 제 2 실시예의 경우, 상기 게이트 절연막(315) 상에는 제 1 보호층(340)이 형성되고 있는 것이 특징이다. In the first embodiment, although the pixel electrode (138 in Fig. 5) is formed on the gate insulating film (115 in Fig. 5) directly in contact with the drain electrode (136 in Fig. 5) of the thin film transistor . In the second embodiment, the
이때, 상기 제 1 보호층(340)은 상기 박막트랜지스터(Tr)의 드레인 전극(336)의 일 끝단을 노출시키는 드레인 콘택홀(342)이 구비되고 있는 것이 특징이다.The
다음, 상기 드레인 콘택홀(342)을 갖는 제 1 두께의 제 1 보호층(340) 위로 투명 도전성 물질로서 상기 드레인 콘택홀(342)을 통해 상기 드레인 전극(336)과 접촉하며 각 화소영역(P)별로 화소전극(346)이 형성되고 있다.Next, the
또한, 상기 화소전극(346) 위로 전면에 상기 2000Å 내지 3000Å 정도의 제 2 두께를 갖는 제 2 보호층(340)이 형성되어 있으며, 상기 제 2 보호층(340) 위로 표시영역 전면에 투명 도전성 물질로서 각 화소영역(P)에 대응하여 일정간격 이격하는 바(bar) 형태의 다수의 제 1 개구(op1)를 갖는 공통전극(360)이 형성되어 있다.A
이때, 상기 제 2 보호층(340)에는 제 1 실시예와 동일하게 상기 공통전극(360)의 다수의 제 1 개구(op1)에 대응하여 제거됨으로써 상기 화소전극(346)을 노출시키는 홈이 구비되고 있는 것이 특징이다.As in the first embodiment, the
전술한 구성을 갖는 제 2 실시예에 따른 프린지 필스 스위칭 모드 액정표시장치용 어레이 기판(301)의 경우도 제 1 실시예의 변형예와 같이 데이터 배선(330)과 공통전극(360)에 의한 기생 커패시턴스는 이들 두 구성요소(330, 360) 사이에는 5000 ~ 7000Å 이상의 두께를 갖는 제 1 및 제 2 보호층(340, 350)이 형성되어 있으므로 종래의 프린지 필스 스위칭 모드 액정표시장치용 어레이 기판과 동일한 수준을 유지할 수 있으며, 화소전극(346)과 공통전극(360) 사이에는 2000Å 내지 3000Å의 제 1 두께를 갖는 제 2 보호층(350)만이 형성되며, 상기 공통전극(360)의 제 1 개구(op1)에 대응해서는 상기 제 2 보호층(350)이 제거된 홈이 구비됨으로서 상기 제 1 실시예의 변형예에 따른 프린지 필스 스위칭 모드 액정표시장치용 어레이 기판의 수준으로 구동전압을 낮출 수 있는 것이 특징이다. In the case of the array substrate 301 for a fringe field switching mode liquid crystal display according to the second embodiment having the above-described configuration, the parasitic capacitance due to the
이후에는 전술한 구조적 특징을 갖는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치용 어레이 기판의 제조 방법에 대해 간단히 도 4와 도 5를 참조하여 설명한다. 이때, 제 1 실시예의 변형예와 제 2 실시예의 경우는 각 공정 단계에서 제 1 실시예와 차별점이 있는 부분에 대해서만 간단히 언급한다. 한편, 설명의 편의상 각 화소영역(P) 내에 박막트랜지스터(Tr)가 형성되는 영역을 소자영역(TrA)이라 정의한다.Hereinafter, a manufacturing method of an array substrate for a fringe field switching mode liquid crystal display according to a first embodiment of the present invention having the above-described structural features will be described with reference to FIGS. 4 and 5. FIG. At this time, in the case of the modification of the first embodiment and the case of the second embodiment, only the portions which are differentiated from the first embodiment in each process step will be briefly mentioned. On the other hand, for convenience of description, a region where the thin film transistor Tr is formed in each pixel region P is defined as an element region TrA.
우선, 투명한 절연기판(101) 상에 저저항 특성을 갖는 제 1 금속물질 예를들면 알루미늄(Al), 알루미늄 합금(AlNd), 구리(Cu), 구리합금, 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo) 중 선택된 물질을 착하여 제 1 금속층(미도시)을 형성하고, 연속하여 포토레지스트의 도포, 포토 마스크를 이용한 노광, 노광된 포토레지스트의 현상, 상기 제 1 금속층(미도시)의 식각 및 포토레지스트의 스트립(strip) 등의 일련의 단위 공정을 포함하는 마스크 공정을 진행하여 상기 제 1 금속층(미도시)을 패터닝함으 로써 제 1 방향으로 연장하는 다수의 게이트 배선(105)을 형성하고, 동시에 상기 소자영역(TrA)에 상기 게이트 배선(미도시)과 연결된 게이트 전극(108)을 형성한다. First, a first metal material having low resistance characteristics such as aluminum (Al), aluminum alloy (AlNd), copper (Cu), copper alloy, chromium (Cr), molybdenum (Mo) (Not shown) to form a first metal layer (not shown), followed by successive application of photoresist, exposure using a photomask, development of exposed photoresist, etching of the first metal layer A plurality of
다음, 상기 게이트 배선(105) 및 게이트 전극(108) 위로 무기절연물질 예를들면 산화실리콘(SiO2) 또는 질화실리콘(SiNx)을 증착하여 기판(101) 전면에 게이트 절연막(115)을 형성한다. Next, an inorganic insulating material such as silicon oxide (SiO 2 ) or silicon nitride (SiNx) is deposited on the
다음, 상기 게이트 절연막(115) 상부로 순수 비정질 실리콘층(미도시)과 불순물 비정질 실리콘층(미도시)을 형성하고, 상기 불순물 비정질 실리콘층(미도시) 위로 제 2 금속물질 예를들면 알루미늄(Al), 알루미늄 합금(AlNd), 몰리브덴(Mo), 구리(Cu), 구리합금 중 하나를 증착함으로써 제 2 금속층(미도시)을 형성한다. 이후, 상기 제 2 금속층(미도시) 위로 포토레지스트층(미도시)을 형성하고 이를 하프톤 노광 또는 회절노광을 실시하고 현상함으로써 서로 두께를 달리하는 제 1 및 제 2 포토레지스트 패턴(미도시)을 형성한다. Next, a pure amorphous silicon layer (not shown) and an impurity amorphous silicon layer (not shown) are formed on the
다음, 상기 제 1 및 제 2 포토레지스트 패턴(미도시) 외부로 노출된 상기 제 2 금속층(미도시)과 그 하부의 불순물 및 순수 비정질 실리콘층(미도시)을 식각하여 제거함으로써 상기 게이트 배선(미도시)과 교차하며 제 2 방향으로 연장하여 다수의 화소영역(P)을 정의하는 다수의 데이터 배선(130)을 형성하고, 동시에 상기 소자영역(TrA)에 있어서 상기 데이터 배선(130)과 연결된 소스 드레인 패턴(미도시)과 그 하부로 순차적으로 적층된 오믹콘택패턴(미도시)과 액티브층(120a)을 형 성한다. Next, the second metal layer (not shown) exposed to the outside of the first and second photoresist patterns (not shown), and the impurities and the pure amorphous silicon layer (not shown) below the second metal layer are etched and removed, A plurality of
다음, 얇은 두께를 갖는 상기 제 2 포토레지스트 패턴(미도시)을 제거하고, 이에 의해 새롭게 노출되는 상기 소스 드레인 패턴(미도시)의 중앙부와 그 하부에 위치하는 상기 오믹콘택패턴(미도시)을 식각하여 제거함으로써 상기 서로 이격하는 소스 및 드레인 전극(133, 136)을 형성하고, 이들 소스 및 드레인 전극(133, 136) 하부로 상기 액티브층(120a)을 노출시키는 오믹콘택층(120b)을 형성한다. 이때 상기 액티브층(120a)과 상기 오믹콘택층(120b)은 반도체층(120)을 이루며, 상기 소자영역(TrA)에 순차 적층된 상기 게이트 전극(108), 게이트 절연막(115), 반도체층(120), 서로 이격하는 소스 및 드레인 전극(133, 136)은 박막트랜지스터(Tr)를 이룬다. Next, the second photoresist pattern (not shown) having a small thickness is removed, thereby forming the ohmic contact pattern (not shown) located at the center and below the source drain pattern (not shown) newly exposed The source and drain
한편, 제 1 실시예에 있어서는 상기 반도체층(120)과, 상기 데이터 배선(130)과 소스 및 드레인 전극(133, 136)을 동시에 하나의 마스크 공정을 통해 형성함으로써 상기 데이터 배선(130) 하부에도 상기 반도체층(120)을 이루는 동일한 물질로 이루어진 제 1 및 제 2 더미패턴(121a, 121b)이 형성됨을 보이고 있지만, 상기 반도체층(120)과, 상기 데이터 배선(130)과 소스 및 드레인 전극(133, 136)을 각각의 다른 마스크 공정을 통해 형성할 수도 있으며, 이 경우 상기 데이터 배선(130) 하부에는 반도체 물질로 이루어진 제 1 및 제 2 더미패턴(121a, 121b)은 형성되지 않는다. In the first embodiment, the
다음, 상기 게이트 절연막 위로 투명 도전성 물질 예를들면 인듐-틴-옥사이드(ITO) 또는 인듐-징크-옥사이드(IZO)를 상기 기판(101) 전면에 증착하고, 이를 마스크 공정을 진행하여 패터닝함으로써 상기 각 화소영역(P)에 상기 박막트랜지스터(Tr)의 드레인 전극(136)과 직접 접촉하는 화소전극(138)을 형성 한다. Next, a transparent conductive material such as indium-tin-oxide (ITO) or indium-zinc-oxide (IZO) is deposited on the gate insulating film on the entire surface of the
한편, 제 2 실시예의 경우는 이 단계에서 상기 게이트 절연막 상에 화소전극은 형성하지 않는다.On the other hand, in the case of the second embodiment, the pixel electrode is not formed on the gate insulating film in this step.
다음, 상기 박막트랜지스터(Tr)와 데이터 배선(130)과 화소전극(138) 위로 전면에 무기절연물질 예를 들면 산화실리콘(SiO2) 또는 질화실리콘(SiNx)을 3000Å 내지 4000Å의 제 2 두께를 갖도록 증착함으로써 제 1 보호층(140)을 형성 한다. Next, an inorganic insulating material such as silicon oxide (SiO 2 ) or silicon nitride (SiNx) is deposited on the entire surface of the thin film transistor Tr, the
한편, 제 1 실시예의 변형예의 경우는 제 1 보호층(도 6의 240)에 대해 마스크 공정을 진행하여 패터닝함으로써 상기 드레인 전극(도 6의 236)에 대응하는 화소전극(도 6의 238)을 노출시키는 제 1 콘택홀(도 6의 241)을 형성하고, 제 2 실시예의 경우는 제 1 보호층(도 8의 340)에 대해 마스크 공정을 진행하여 패터닝함으로서 상기 박막트랜지스터(도 8의 Tr)의 드레인 전극(도 8의 336)을 노출시키는 드레인 콘택홀(도 8의 342)을 형성 한다. On the other hand, in the modification of the first embodiment, the pixel electrode (238 in Fig. 6) corresponding to the drain electrode (236 in Fig. 6) is formed by patterning the first protective layer 8) by forming a first contact hole (241 in FIG. 6) for exposing the first passivation layer (241 in FIG. 6) A drain contact hole (342 in Fig. 8) for exposing the drain electrode (336 in Fig. 8) is formed.
제 1 실시에의 경우는 상기 제 1 보호층(140)을 패터닝하지 않고 전면에 증착된 상태를 유지하도록 한다.In the case of the first embodiment, the first
다음, 상기 제 1 보호층(140) 위로 투명 도전성 물질 예를 들면 인듐-틴-옥사이드(ITO) 또는 인듐-징크-옥사이드(IZO)를 증착하고, 이에 대해 상기 화소전극(138)을 형성할 때 사용한 노광 마스크를 그대로 이용한 마스크 공정을 진행하여 패터닝함으로서 상기 화소전극(138)과 동일한 평면 형태를 가지며 중첩하는 아일랜 드 형태의 에치스토퍼(145)를 형성 한다.Next, a transparent conductive material such as indium-tin-oxide (ITO) or indium-zinc-oxide (IZO) is deposited on the
이때, 제 1 실시예의 변형예의 경우 상기 에치스토퍼(도 6의 245)는 상기 제 1 콘택홀(도 6의 241)을 통해 상기 화소전극(도 6의 238)과 접촉하게 된다.At this time, in the modification of the first embodiment, the etch stopper (245 of FIG. 6) is in contact with the pixel electrode (238 of FIG. 6) through the first contact hole (241 of FIG. 6).
한편, 제 2 실시예의 경우 전술한 공정에 의해 상기 제 1 실시예의 에치스토퍼(도 6의 245)와 동일한 형태로 상기 제 1 보호층(도 8의 340) 상의 각 화소영역(도 8의 P) 내에 화소전극(도 8의 346)이 형성되며, 이때, 상기 화소전극(도 8의 346)은 상기 제 1 보호층(도 8의 340) 내에 구비된 상기 드레인 콘택홀(도 8의 342)을 통해 상기 박막트랜지스터(도 8의 Tr)의 드레인 전극(도 8의 336)과 접촉하게 된다.8) of the first protective layer (340 in FIG. 8) is formed in the same manner as the etch stopper (245 in FIG. 6) of the first embodiment by the above- The pixel electrode (346 in FIG. 8) is formed in the drain contact hole (342 in FIG. 8) provided in the first protective layer (340 in FIG. 8) (336 in Fig. 8) of the thin film transistor (Tr in Fig. 8).
다음, 상기 에치스토퍼(345)(제 2 실시예의 경우는 화소전극) 위로 무기절연물질 예를 들면 산화실리콘(SiO2) 또는 질화실리콘(SiNx)을 증착하여 3000Å 내지 4000Å 정도의 제 2 두께를 갖는 제 2 보호층(350)을 형성 한다.Next, an inorganic insulating material such as silicon oxide (SiO 2 ) or silicon nitride (SiN x) is deposited on the etch stopper 345 (the pixel electrode in the case of the second embodiment) to form a first electrode having a second thickness of about 3000 Å to 4000 Å The second
이후, 상기 제 2 보호층(350) 위로 투명 도전성 물질 예를들면 인듐-틴-옥사이드(ITO) 또는 인듐-징크-옥사이드(IZO)를 증착하여 투명 도전성 물질층(미도시)을 형성한다. 이후, 상기 투명 도전성 물질층(미도시)을 마스크 공정을 진행하여 패터닝함으로서 각 화소영역(P)에 대응하여 일정간격 이격하는 바(bar) 형태를 갖는 다수의 제 1 개구(op1)를 형성하며, 상기 소자영역(TrA)에 대응하여 상기 소스 및 드레인 전극(133, 136) 사이의 이격영역을 포함하여 상기 박막트랜지스터(Tr)를 노출시키는 제 2 개구(op2)를 형성 한다. 이때, 상기 다수의 제 1 개구(op1)와 제 2 개구(op2)에 대응해서는 상기 제 2 보호층(250)이 노출된 상태가 된다. Then, a transparent conductive material layer (not shown) is formed on the
다음, 상기 다수의 제 1 개구(op1) 및 제 2 개구(op2)를 갖는 공통전극(160)이 형성된 기판(101)에 대해 무기절연물질과 반응하여 이를 제거시키는 특성을 갖는 반응가스를 이용한 건식식각을 진행함으로써 상기 다수의 제 1 개구(op1)를 통해 노출된 상기 제 2 보호층(160)을 제거함으로서 상기 에치스토퍼(145)(제 2 실시예의 경우 화소전극)를 노출시키는 홈을 형성함으로서 제 1 실시예에 따른 프린지 필스 스위칭 모드 액정표시장치용 어레이 기판(101)을 완성한다. 이때, 상기 제 2 개구(op2)를 통해 노출된 상기 제 2 보호층(150)도 제거됨으로써 제 1 보호층(140)을 노출시키게 되지만, 상기 소자영역(Tr)은 프린지 필드를 형성하는 부분이 아니므로 상기 제 1 보호층(140)이 완전 제거되지 않고 일부 두께가 줄어든다 하여도 문제되지 않는다. Next, the
한편, 본 발명은 전술한 실시예 및 변형예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 이상 다양한 변화와 변형이 가능하다. The present invention is not limited to the above-described embodiments and modifications, and various changes and modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
도 1은 일반적인 횡전계형 액정표시장치의 일부를 개략적으로 도시한 단면도.1 is a cross-sectional view schematically showing a part of a general transverse electric field type liquid crystal display device.
도 2a, 2b는 일반적인 횡전계형 액정표시장치의 온(on), 오프(off) 상태의 동작을 각각 도시한 단면도.FIGS. 2A and 2B are cross-sectional views respectively showing the on and off states of a general transverse electric field liquid crystal display device;
도 3은 종래의 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치의 어레이 기판의 하나의 화소영역에 대한 단면도.3 is a cross-sectional view of one pixel region of an array substrate of a conventional fringe field switching mode liquid crystal display.
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치용 어레이 기판의 하나의 화소영역에 대한 평면도.4 is a plan view of one pixel region of an array substrate for a fringe field switching mode liquid crystal display according to the first embodiment of the present invention.
도 5는 도 4를 절단선 Ⅴ-Ⅴ를 따라 절단한 부분에 대한 단면도.5 is a cross-sectional view of a portion cut along line V-V in Fig. 4; Fig.
도 6은 본 발명의 제 1 실시예의 변형예에 따른 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치용 어레이 기판의 하나의 화소영역에 대한 단면도.6 is a cross-sectional view of one pixel region of an array substrate for a fringe field switching mode liquid crystal display according to a modification of the first embodiment of the present invention.
도 7은 구동전압 변화에 따른 투과율 특성 곡선.7 is a graph showing a transmittance characteristic curve according to a change in driving voltage.
도 8은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치용 어레이 기판의 하나의 화소영역에 대한 단면도.8 is a cross-sectional view of one pixel region of an array substrate for a fringe field switching mode liquid crystal display according to a second embodiment of the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 간단한 설명>BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG.
101 : 어레이 기판 108 : 게이트 전극101: array substrate 108: gate electrode
115 : 게이트 절연막 120 : 반도체층115: gate insulating film 120: semiconductor layer
120a : 액티브층 120b: 오믹콘택층 120a:
130 : 데이터 배선 133 : 소스 전극 130: data line 133: source electrode
136 : 드레인 전극 138 : 화소전극136: drain electrode 138: pixel electrode
140 : 제 1 보호층 145 : 에치스토퍼140: first protective layer 145: etch stopper
150 : 제 2 보호층 160 : 공통전극 150: second protection layer 160: common electrode
op1, op2 : 제 1 및 제 2 개구 P : 화소영역op1 and op2: first and second openings P: pixel region
Tr : 박막트랜지스터 TrA : 소자영역 Tr: thin film transistor TrA: element region
Claims (9)
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Applications Claiming Priority (1)
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