KR101736927B1 - Liquid crystal display device - Google Patents
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Abstract
본 발명은 액정표시장치 및 그 제조방법에 관한 것으로, 개시된 구성은 하부기판; 상기 하부기판 상에 서로 수직으로 교차되게 배열되어 화소영역을 정의해 주는 게이트배선과 데이터배선; 상기 데이터배선의 양측에 이 데이터배선과 이격되어 평행하게 배치된 광차단패턴; 상기 게이트배선과 데이터배선의 교차 지점에 형성된 박막트랜지스터; 상기 게이트배선의 소정 부위에 배치된 돌기; 상기 데이터배선과 돌기 하부에 배치되고, 상기 데이터배선과 돌기의 측면으로부터 돌출된 활성층; 상기 데이터배선과 돌기를 포함한 하부기판 전면에 형성되고, 상기 박막트랜지스터를 노출시키는 보호막; 상기 보호막 상에 형성되고, 상기 박막트랜지스터와 전기적으로 연결되는 화소전극; 상기 하부기판과 대향되어 합착되는 상부기판상에 형성되며, 상기 하부기판상에 마련된 상기 돌기와 대응되는 제1 칼럼 스페이서와, 상기 하부기판의 비화소영역과 대응되는 제2 칼럼 스페이서; 및 상기 하부기판과 상부기판 사이의 공간에 형성된 액정층을 포함하여 구성된다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal display device and a method of manufacturing the same. A gate line and a data line arranged on the lower substrate so as to cross each other at right angles to define a pixel region; A light blocking pattern disposed on both sides of the data line and spaced apart from and parallel to the data line; A thin film transistor formed at a point of intersection of the gate line and the data line; A projection disposed on a predetermined portion of the gate wiring; An active layer disposed under the data line and the protrusion, the active layer protruding from the side surface of the data line and the protrusion; A protection layer formed on the entire surface of the lower substrate including the data lines and the protrusions and exposing the thin film transistors; A pixel electrode formed on the protective film and electrically connected to the thin film transistor; A first column spacer formed on an upper substrate facing and bonded to the lower substrate, the first column spacer corresponding to the projection provided on the lower substrate, and the second column spacer corresponding to the non-pixel region of the lower substrate; And a liquid crystal layer formed in a space between the lower substrate and the upper substrate.
Description
본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 액티브층의 테일(tail)을 효과적으로 이용하는 액정표시장치에 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 a liquid crystal display device that effectively utilizes a tail of an active layer.
정보화 사회가 발전함에 따라 표시장치에 대한 요구도 다양한 형태로 점차 증가하고 있으며, 이에 부응하여 근래에는 LCD(Liquid Crystal Display Device), PDP(Plasma Display Panel), OELD(Organic Electro Luminescent Display), VFD(Vacuum Fluorescent Display) 등 여러 가지 평판 표시장치가 연구되어 왔고, 일부는 이미 여러 장비에서 표시장치로 활용되고 있다.As the information society has developed, the demand for display devices has been gradually increasing in various forms. In response to this demand, recently, a liquid crystal display device (LCD), a plasma display panel (PDP), an organic electro luminescent display (OELD) Vacuum Fluorescent Display) have been studied, some of which have already been used as display devices in various devices.
그 중에, 현재 화질이 우수하고 경량, 박형, 저소비 전력의 특징 및 장점으로 인하여 이동형 화상 표시 장치의 용도로 CRT(Cathode Ray Tube) 를 대체하면서 LCD가 가장 많이 사용되고 있으며, 노트북 컴퓨터의 모니터와 같은 이동형의 용도 이외에도 방송 신호를 수신하여 디스플레이하는 텔레비젼 및 컴퓨터의 모니터 등으로 다양하게 개발되고 있다.Among them, the LCD is the most widely used in place of a CRT (Cathode Ray Tube) for the purpose of a portable image display device because of its excellent image quality, light weight, thinness and low power consumption, A television monitor for receiving and displaying a broadcast signal, a computer monitor, and the like.
이와 같은 액정표시장치가 일반적인 화면 표시장치로서 다양한 부분에 사용되기 위해서는 경량, 박형, 저 소비 전력의 특징을 유지하면서도 고정세, 고휘도, 대면적 등 고품위 화상을 얼마나 구현할 수 있는가에 관건이 걸려 있다고 할 수 있다.In order to use such a liquid crystal display device as a general screen display device in various parts, it is said that it is important to realize high quality image such as high definition, high brightness, and large area while maintaining characteristics of light weight, thin shape and low power consumption .
이러한 액정표시장치는 그 제조방식에 따라 액정 주입방식과 액정 적하방식으로 나눌 수 있다.Such a liquid crystal display device can be divided into a liquid crystal injection method and a liquid crystal dropping method depending on its manufacturing method.
이들 중에서, 액정 적하방식의 액정표시장치에는 액정을 적하한 후 합착 공정을 진행하게 되어, 볼 스페이서를 사용할 경우 액정과 함께 볼 스페이서가 기판 면상에서 굴러다녀, 적절한 셀 갭 유지가 곤란할 수 있다. Among them, a liquid crystal dropping liquid crystal display device is subjected to a lapping process after dropping a liquid crystal. When a ball spacer is used, the ball spacer rolls along with the liquid crystal on the substrate surface, and it may be difficult to maintain a proper cell gap.
따라서, 액정 적하방식의 액정표시장치에는 기판상의 소정 부위의 고착되는 칼럼 스페이서가 제안되었다. 이 액정 적하방식의 액정표시장치는 컬러필터기판 상에 칼럼 스페이서를 형성하고, TFT 기판에 액정을 적하하여 두 기판을 합착하여 패널을 형성한 것이다. Therefore, a column spacer which is fixed to a predetermined portion on a substrate has been proposed in a liquid crystal display device of a liquid crystal dropping method. This liquid crystal drop type liquid crystal display device is formed by forming a column spacer on a color filter substrate, dropping liquid crystal on a TFT substrate, and attaching two substrates together to form a panel.
그러나, 상기 액정 적하방식의 액정표시장치는, 도면에는 도시하지 않았지만, 칼럼 스페이서가 상하부 기판에 닿아 있으며, 이 접촉 면적이 커서 칼럼 스페이서와 대향하는 하부기판 사이에 발생하는 마찰력이 크기 때문에, 터치 방향으로 터치 방향으로 이동한 후 상기 상부기판은 한참동안 원 상태로 복원되지 못하는 현상이 발생한다. 이러한 경우에, 터치 주변에 액정(칼럼 스페이서를 제외한 상부 및 하부기판 사이의 공간에 채워짐)이 모인 부위는, 칼럼 스페이서의 높이로 정의되는 타 부위의 셀 갭보다 셀갭이 높아지며, 손가락 또는 펜 등이 지나간 터치 부위는 액정이 흩어져, 터치 부위 및 터치 주변 영역에는 액정의 부족 및 과잉으로 정상적인 액정의 구동이 이루어지지 않아 터치 부위 및 그 경계가 얼룩으로 관찰되는 터치 불량이 발생한다.However, although not shown in the drawings, the liquid crystal display device of the liquid drop loading type has a large contact area between the column spacers and the lower substrate facing the column spacer, The upper substrate can not be restored to the original state for a long time after moving in the touch direction. In such a case, a portion where the liquid crystal (which is filled in the space between the upper and lower substrates except the column spacer) around the touch is higher than the cell gap of the other portion defined by the height of the column spacer, and a finger, Liquid crystal is scattered in the past touch area, and normal liquid crystal is not driven due to insufficient or excessive liquid crystal in the touch area and the touch peripheral area, resulting in a touch failure in which the touch area and its boundary are observed as unevenness.
이러한 터치 불량이 칼럼 스페이서가 형성된 액정표시장치에서 나타나는 이유는, 칼럼 스페이서가 한쪽 기판에는 고정되고 대향 기판과는 면 형상으로 접촉(상부 면 접촉)되어, 기판에 접촉되는 면적이 넓기 때문이라고 볼 수 있다.The reason why such a touch failure occurs in a liquid crystal display device in which a column spacer is formed is that the column spacer is fixed on one substrate and contacts with the counter substrate in a planar shape (upper surface contact) have.
따라서, 이러한 터치 부위 및 그 경계에서 얼룩이 발생하는 터치 불량이 발생하는 것을 해결하기 위해 갭 유지 칼럼 스페이서와 눌림 방지 칼럼 스페이서를 구비한 액정표시장치가 제안되었다.Accordingly, a liquid crystal display device having a gap maintaining column spacer and an anti-dropping column spacer has been proposed in order to solve such a problem that a touch defect occurs in the touch portion and the boundary thereof.
이러한 종래의 갭 유지 칼럼 스페이서와 눌림 방지 칼럼 스페이서를 구비한 액정표시장치에 대해 도 1 내지 4를 참조하여 설명하면 다음과 같다.A conventional liquid crystal display device having a gap maintaining column spacer and an anti-dropping column spacer will be described with reference to FIGS. 1 to 4. FIG.
도 1은 종래기술에 따른 이중 칼럼 스페이서를 구비한 액정표시장치를 나타낸 평면도이다.1 is a plan view of a conventional liquid crystal display device having a dual column spacer.
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선에 따른 단면도로서, 종래기술에 따른 이중 컬럼 스페이서를 구비한 액정표시장치의 단면도이다.FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II in FIG. 1, and is a cross-sectional view of a conventional liquid crystal display device having a dual column spacer.
도 3은 종래기술에 따른 이중 컬러 스페이서를 구비한 액정표시장치에 있어서, 게이트배선 상에 형성된 활성층과 돌기의 적층 구조의 확대 단면도이다.3 is an enlarged cross-sectional view of a laminated structure of an active layer and a projection formed on a gate wiring in a liquid crystal display device having a dual color spacer according to the related art.
도 4는 종래기술에 따른 이중 컬러 스페이서를 구비한 액정표시장치에 있어서, 데이터배선의 활성층과 데이터배선의 적층 구조의 확대 단면도이다.4 is an enlarged cross-sectional view of a stacked structure of an active layer and a data line of a data line in a liquid crystal display device having a dual color spacer according to the related art.
도 5는 도 1의 Ⅴ-Ⅴ선에 따른 단면도로서, 데이터배선과 광차단패턴 간의 이격된 틈을 통해 발생하는 빛샘과 합착시의 틀어짐 현상에 대해 개략적으로 나타내는 도면이다.FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line V-V in FIG. 1, and schematically shows a light leakage occurring through spaced gaps between a data line and a light blocking pattern and a shear phenomenon at the time of adhesion.
도 6은 도 1의 Ⅴ-Ⅴ선에 따른 단면도로서, 데이터배선과 광차단패턴의 평면도이다.6 is a cross-sectional view taken along line V-V in Fig. 1, and is a plan view of a data line and a light blocking pattern.
종래기술에 따른 액정표시장치는, 도 1 및 2에 도시된 바와 같이, 크게 서로 대향하는 하부기판(11)과 상부기판(41), 및 상기 하부기판 (11)과 하부기판(41) 사이에 충진된 액정층(51)을 포함하여 구성된다.1 and 2, a liquid crystal display device according to the related art includes a
여기서, 상기 하부기판(11) 상에는, 화소영역을 정의하기 위해 게이트배선 (13) 및 데이터배선(21a)이 서로 수직으로 교차하여 배열되고, 상기 각 게이트배선 (13)과 데이터배선(21a)이 교차하는 부분에 박막트랜지스터(T)가 형성되며, 각 화소영역에는 화소전극(29)이 형성된다. A
여기서, 상기 박막트랜지스터(T)는 상기 게이트배선(13)으로부터 돌출된 게이트전극(13a)과, 상기 게이트전극(13a)을 덮는 형상의 활성층(17a)과, 상기 활성층(17a)의 양측에 대응되어 상기 데이터배선(21a)으로부터 돌출된 소스전극(21c)과, 상기 소스전극(21c)으로부터 소정 간격 이격된 드레인전극(21d)을 포함하여 구성된다.The thin film transistor T includes a
또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 게이트배선(13) 상부의 소정 부위에 돌기(23)가 형성된다. 이때, 상기 돌기(23)는 상기 데이터배선(21a) 형성시의 금속층 패턴(21d)과 그 하부에 위치하는 오믹접촉층(19a) 및 활성층(17a)의 적층 구조로 이루어진다. 이때, 상기 돌기(23)를 구성하는 금속층 패턴(21d) 하부에 있는 활성층(17a)은, 도 3의 "A"에서와 같이, 측면으로 약간 돌출되어 테일(tail)을 형성하는데, 이 부분이 갭 칼럼 스페이서(49a)의 추가 접촉면으로 작용하게 된다.Further, as shown in FIG. 3, a
그리고, 상기 하부기판(11) 상에는 각 금속배선 간의 절연을 위해 상기 게이트배선(13)이 형성되고, 상기 게이트배선(13)을 포함한 기판 전면에 게이트절연막 (15)이 형성되며, 상기 게이트절연막(15) 위에 보호막(27)이 형성된다. 여기서, 상기 돌기(23)는 그 하부에 게이트절연막(15)을 개재하여 상기 게이트배선(13)과 데이터배선 (21a) 간의 절연을 유지시켜 준다.The
또한, 도 4의 "B"에서와 같이, 상기 활성층(17a)은 상기 소스전극(21c) 및 드레인전극(21d)의 측면으로부터 경사지게 형성되어 있다. 이는 상기 소스전극 (21c) 및 드레인전극(21d) 형성시에 습식식각공정 및 건식 식각공정 등에 의해 활성층(17a) 일부가 식각되면서 이러한 현상이 나타난다. 4, the
그리고, 상기 게이트배선(13)과 데이터배선(21a)이 서로 교차하여 이루는 화소영역 전면에는 화소전극(29)이 형성되고, 상기 드레인전극(21d)과 전기적으로 연결된다.A
또한, 상기 데이터배선(21a) 측면에는 상기 데이터배선(21a)과 이격되어 평행하게 하부에서 입사되는 광을 차단시켜 주는 광차단패턴(13b)이 형성된다.In addition, a
한편, 상기 하부기판(11)과 대향하여 합착되는 상부기판(41)에는 상기 화소영역을 제외한 비화소영역(예를 들어, 게이트배선, 데이터배선 및 박막트랜지스터)을 차단하기 위한 블랙 매트릭스층(43)이 형성되고, 이 블랙 매트릭스층(43)에 이해 구분되는 각 화소영역 별로 차례로 R, G, B 안료가 대응되어 형성된 컬러필터층 (45)이 형성되며, 상기 컬러필터층(45)을 포함한 상기 상부기판(41) 전면에는 공통전극(47)이 형성된다. On the other hand, a black matrix layer 43 (not shown) for blocking non-pixel regions (for example, gate lines, data lines, and thin film transistors) except for the pixel region is formed on the
또한, 상기 공통전극(47) 상부의 소정 부위에 셀 갭(cell gap)을 유지하기 위한 제1 칼럼 스페이서(49a)와 상기 하부기판(11)과 소정간격 이격되어 누름 방지 역할을 하는 제2 칼럼 스페이서(49b)가 형성된다. In addition, a
여기서, 상기 제1 칼럼 스페이서(49a)의 배치 위치는 상기 돌기(23)에 대응되는 부위이며, 상기 제2 칼럼 스페이서(49b)의 배치 위치는 상기 돌기(21)를 제외한 상기 게이트배선(13) 또는 데이터배선(23)의 상부에 대응되는 영역이다. The arrangement position of the
이러한 경우, 상기 하부기판(11)과 상부기판(41)을 합착시킬 때, 합착시의 압력으로 상기 제1 칼럼 스페이서(49a)는 상기 돌기(23)와 접촉하게 되며, 상기 제2 칼럼 스페이서(49b)는 상기 하부기판(11)의 최상층인 보호막(27)과 어느 정도 이격된다.In this case, when the
상기 구성으로 이루어지는 종래기술에 따른 액정표시장치 제조방법에 대해 도 7a 내지 도 7e를 참조하여 설명하면 다음과 같다.A method of manufacturing a liquid crystal display device according to the related art having the above structure will be described with reference to FIGS. 7A to 7E.
도 7a 내지 도 7e는 종래기술에 따른 액정표시장치 제조 공정 단면도들이다.7A to 7E are cross-sectional views of a manufacturing process of a liquid crystal display according to a related art.
도 7a에 도시된 바와 같이, 먼저 투명한 하부기판(11) 상에 게이트배선(13)과 이 게이트배선(13)으로부터 돌출된 게이트전극(13a)과 함께 후속 공정에서 형성되는 데이터배선(미도시, 도 7b의 21a 참조)의 측면에 이 데이터배선(21a)과 이격되어 평행하게 광을 차단시켜 주는 광차단패턴(13b)을 형성한다.7A, a
그 다음, 상기 게이트배선(13)을 포함한 기판 전면에 게이트절연막(15), 비정질실리콘층(17), 불순물이 함유된 비정질실리콘층(19) 및 도전성 금속층(21)을 차례로 증착한다. Next, a gate
이어서, 상기 도전성 금속층(21) 상부에 투과율이 높은 포토레지스트 (photo-resist)를 도포하여 감광막(23)을 형성한다.Then, a photoresist having a high transmittance is applied on the
그 다음, 광차단부(25a)와 반투과부(25b) 및 투과부(25c)로 이루어진 회절마스크(25)를 이용하여 상기 감광막(23)에 노광 공정을 진행한다. 이때, 상기 회절마스크(25)의 광차단부(25a)는 소스 및 드레인전극 형성 지역과 돌기 형성 지역 및 데이터배선 형성지역에 대응하는 감광막(23) 상측에 위치하며, 상기 회절마스크 (25)의 반투과부(25b)는 박막트랜지스터의 채널 형성 지역과 대응하는 상기 감광막 (237) 상측에 위치한다. The
이어서, 도 7b에 도시된 바와 같이, 상기 노광 공정을 진행한 다음 현상공정을 통해 상기 감광막(23)을 선택적으로 패터닝하여 소스 및 드레인전극 형성지역과 돌기 형성지역 그리고 데이터배선 형성지역 상부에 감광막패턴(23a)을 형성하고, 채널 형성지역에 감광막패턴(23b)을 각각 형성한다. 이때, 상기 소스 및 드레인전극 형성지역과 돌기 형성지역 상부의 감광막패턴(23a)은 광이 투과되지 않은 상태이기 때문에 감광막패턴 (23a) 두께를 그대로 유지하고 있지만, 상기 채널 형성지역 상부의 감광막(23b)은 광의 일부가 투과되어 일정 두께만큼 제거된다. Then, as shown in FIG. 7B, the
그 다음, 상기 감광막패턴(23a, 23b)을 마스크로 상기 도전성 금속층(21), 불순물이 함유된 비정질실리콘층(19) 및 비정질실리콘층(17)을 순차적으로 패터닝하여 상기 게이트배선(13)과 수직되게 교차하여 화소영역을 이루는 데이터배선 (21a)과 함께, 상기 게이트전극(13a)에 대응하는 게이트절연막(15) 상부에 활성층 (17a)과 오믹콘택층(19a) 및 도전성 금속층패턴(21)을 형성하고, 상기 게이트배선 (13)의 소정 부위와 대응하는 상기 게이트절연막(15) 상부에 활성층(17a)과 오믹콘택층(19a) 및 금속층패턴(21b)을 형성한다. 이때, 상기 활성층(17a)과 오믹콘택층 (19a) 및 금속층패턴(21b)의 적층 구조는 돌기(23)를 구성한다.Next, the
이어서, 도면에는 도시하지 않았지만, 에싱(ashing) 공정을 통해 상기 채널 형성지역 상부의 감광막패턴(25b)을 완전히 제거한다. 이때, 상기 에싱 공정시에 상기 소스전극 및 드레인전극 형성지역 및 데이터배선 형성지역 상부에 위치하는 감광막패턴(23a)의 두께 일부도 함께 제거된다.Then, although not shown in the drawing, the
그 다음, 도 7c에 도시된 바와 같이, 상기 두께 일부가 제거된 감광막패턴 (23a)을 마스크로 상기 노출된 도전성 금속층(21)을 선택적으로 패터닝하여 소스전극(21b) 및 이 소스전극 (21c)과 이격된 드레인전극(21d)을 각각 형성한다.Then, as shown in FIG. 7C, the exposed
이어서, 도 7d에 도시된 바와 같이, 상기 데이터배선(21a), 소스전극(21c), 드레인전극(21d) 및 돌기(23)를 포함한 기판 전면에 보호막(27)을 증착한다.7D, a
그 다음, 마스크를 이용한 사진식각 기술을 통해 상기 보호막(27)을 선택적으로 패터닝하여 상기 드레인전극(21d)을 노출시키는 드레인콘택홀(미도시)을 형성한다.Then, the
이어서, 상기 드레인콘택홀(미도시)을 포함한 보호막(27) 상에 투명 도전물질층 (미도시)을 증착한 후, 이를 선택적으로 패터닝하여 상기 화소영역 전면에 상기 드레인전극(21d)과 전기적으로 연결되는 화소전극(29)을 형성함으로써, 하부 어레이 기판 제조 공정을 완료한다.Subsequently, a transparent conductive material layer (not shown) is deposited on the
이후, 상기 하부기판(11)과 합착되는 상부기판(41) 상의 소정 부위에 화소영역을 제외한 지역으로 입사되는 광을 차단시켜 주는 역할을 하는 블랙 매트릭스층(41)을 형성한다. Thereafter, a
이어서, 상기 블랙 매트릭스층(43)에 의해 분할된 상부기판(41)의 화소영역 상에 각 화소 영역별로 R, G, B 컬러필터층(45)를 형성한다. Next, R, G, and B color filter layers 45 are formed on the pixel regions of the
그 다음, 상기 블랙 매트릭스층(43) 및 컬러필터층(45)을 포함한 상부기판 (41) 전면에 공통전극(47)을 형성한다. Next, a
이어서, 상기 공통전극(47) 상에 감광성 수지층(미도시)을 도포한 후, 마스크를 이용한 패터닝 공정을 통해 상기 감광성 수지층(미도시)을 패터닝하여, 상기 하부기판(11)에 형성된 돌기(23)와 접촉하여 갭을 유지하기 위한 제1 칼럼 스페이서(49a)와, 눌림 방지용 제2 칼럼 스페이서(49b)를 형성함으로써 상부기판 어레이 제조공정을 완료한다. Then, a photosensitive resin layer (not shown) is coated on the
그 다음, 도 7e에 도시된 바와 같이, 상기 하부기판(11) 상에 액정을 적하하여 액정층(51)을 형성한 후, 상기 하부기판(11)과 상부기판(41)을 합착한다. 이때, 상기 하부기판(11)과 상부기판(41)을 합착시킬 때, 합착시의 압력으로 상기 제1 칼럼 스페이서(49a)는 상기 돌기(23)와 접촉하게 되며, 상기 제2 칼럼 스페이서(49b)는 상기 하부기판(11)의 최상층인 보호막(27)과 어느 정도 이격된다.7E, liquid crystal is dropped on the
이상에서와 같이, 종래기술에 따른 액정표시장치 및 그 제조방법에 따르면 다음과 같은 문제점들이 있다.As described above, according to the conventional liquid crystal display device and the manufacturing method thereof, there are the following problems.
종래기술에 따른 액정표시장치에 따르면, 데이터배선을 형성하기 위한 도전 금속층 식각시에, 도 3의 "A"에서와 같이, 활성층(active layer) 테일(tail)이 발생하게 되는데, 이러한 활성층 테일(tail)은 소스전극과 드레인전극 및 데이터배선을 포함한 돌기 부분에 형성되며, 국부적인 활성층 테일(active layer tail) 증가는 불가능하다.According to the conventional liquid crystal display, when an electroconductive metal layer is etched to form a data line, an active layer tail is generated as indicated by "A" in FIG. 3, tail is formed in the protrusion portion including the source electrode, the drain electrode and the data line, and it is impossible to increase a local active layer tail.
또한, 종래기술에 따르면, 도 4의 "B"에서와 같이, 도전금속층을 패터닝하기 위해 실시하는 습식 식각공정과 건식 식각공정 및 에싱(ashing) 공정 등을 거치면서 활성층이 경사진 형태로 식각되어 테일(tail)을 형성하게 된다.According to the prior art, as shown in "B" of FIG. 4, the active layer is etched in a sloped shape while being subjected to a wet etching process, a dry etching process, and an ashing process performed for patterning the conductive metal layer Thereby forming a tail.
그리고, 종래기술에 따르면, 광원으로부터 입사되는 빛을 막아 주는 광차단패턴과 블랙매트릭스층의 끝단까지의 거리를 줄이게 되면, 도 5에서와 같이, 단차부의 빛샘이 발생하게 된다.According to the related art, if the light blocking pattern blocking the light incident from the light source and the distance to the end of the black matrix layer are reduced, light leakage occurs in the stepped portion as shown in FIG.
더욱이, 종래기술에 따르면, 하부 어레이기판 제조공정 및 칼라필터 어레이기판 제조공정을 완료한 후, 도 5 및 6에서와 같이, 블랙매트릭스층과 광차단패턴 간의 합착마진(M) 구간에서 단차부의 빛샘에 의해 셀 합착 공정의 합착 진행시에 오버레이(overlay)가 틀어지면 단차부에서 합착 빛샘이 발생하여 품질의 불량이 발생하게 된다.5 and 6, after the lower array substrate fabrication process and the color filter array substrate fabrication process are completed, the light leakage pattern of the step light mask When the overlay is distorted at the time of cementing in the cell laminating process, the cemented light leakage occurs at the stepped portion, resulting in quality defects.
또한, 종래기술에 따르면, 광차단패턴과 데이터배선 간에 쇼트(short)가 발생되면, 리페어(repair)가 불가능하게 되어 불량율이 증가하게 되며, 불필요한 데이터배선과 광차단패턴 간의 단차로 인한 GDS 불량에 취약하다. In addition, according to the related art, if a short between the light blocking pattern and the data wiring occurs, the repair becomes impossible and the defect ratio increases, and the GDS defect due to the step between the unnecessary data wiring and the light blocking pattern weak.
이에 본 발명은 이러한 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 활성층(active layer)의 테일(tail)을 이용하여 갭 유지용 칼럼스페이서와의 접촉을 개선하고, 데이터배선과 광차단패턴 간의 단차부 빛샘을 방지할 수 있는 액정표시장치를 제공함에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems, and it is an object of the present invention to improve the contact with the column spacers for gap maintenance by using the tail of the active layer, And a liquid crystal display device capable of preventing light leakage.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 액정표시장치는, 하부기판, 하부기판 상에 서로 수직으로 교차되게 배열되어 화소영역을 정의해 주는 게이트배선과 데이터배선, 데이터배선의 양측에 이 데이터배선과 이격되어 평행하게 배치된 광차단패턴, 게이트배선과 데이터배선의 교차 지점에 형성된 박막트랜지스터, 데이터 배선의 하부에 배치되고, 데이터 배선의 양 측면으로부터 돌출된 테일부를 포함하는 제 1 활성층, 박막트랜지스터와 상기 데이터 배선을 포함하는 하부기판 영역에 형성되고 박막트랜지스터를 노출시키는 보호막, 보호막 상에 형성되고, 박막트랜지스터와 전기적으로 연결되는 화소전극, 하부기판과 대향되어 합착되는 상부기판 및 하부기판과 상부기판 사이의 공간에 형성된 액정층을 포함하며, 제 1 활성층은 광차단패턴과 중첩될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 액정표시장치는, 게이트 배선 상의 소정 부위에 형성되는 제 2 활성층 및 제 2 활성층 상의 금속층 패턴의 적층구조로 구성되는 돌기를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 액정표시장치는, 상부기판상에 형성되며, 돌기와 대응되는 제 1 칼럼 스페이서와, 하부기판의 비화소영역에 대응되는 제 2 칼럼 스페이서를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 액정표시장치에서 제 2 활성층은 금속층 패턴의 양 측면으로부터 돌출된 테일부를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 액정표시장치에서 제 1 칼럼 스페이서는 돌기와 함께 이 돌기 측면으로 돌출된 제 2 활성층의 테일부와 접촉될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 액정표시장치에서 제 2 칼럼 스페이서는 제 1 활성층의 테일부와 접촉할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 액정표시장치는 상부기판상에 상기 게이트배선, 데이터배선 및 박막트랜지스터에 대응되어 형성된 블랙매트릭스층과, 화소영역에 대응되는 컬러필터층 및 블랙매트릭스층 및 컬러필터층을 포함한 상부기판 상에 형성된 공통전극을 포함할 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a liquid crystal display device including a lower substrate and a lower substrate, the gate lines and the data lines arranged perpendicularly to each other to define pixel regions, A thin film transistor formed at a point of intersection of the gate wiring and the data wiring, a first active layer disposed under the data wiring and including a tail portion projecting from both sides of the data wiring, A pixel electrode formed on the passivation layer and electrically connected to the thin film transistor, an upper substrate and a lower substrate which are adhered to and adhered to the lower substrate, And a liquid crystal layer formed in a space between the first active layer and the second active layer, It can cheopdoel.
Further, the liquid crystal display device according to the present invention may include a projection formed of a laminated structure of metal layer patterns on the second active layer and the second active layer formed at predetermined portions on the gate wiring.
The liquid crystal display according to the present invention may include a first column spacer formed on the upper substrate and corresponding to the projection, and a second column spacer corresponding to the non-pixel region of the lower substrate.
In the liquid crystal display device according to the present invention, the second active layer may include a tail portion protruding from both sides of the metal layer pattern.
Further, in the liquid crystal display device according to the present invention, the first column spacer may be in contact with the frame portion of the second active layer protruding to the side of the projection together with the projection.
In the liquid crystal display device according to the present invention, the second column spacer may be in contact with the frame portion of the first active layer.
The liquid crystal display device according to the present invention includes a black matrix layer formed on the upper substrate corresponding to the gate wiring, the data line, and the thin film transistor, a color filter layer, a black matrix layer, and a color filter layer, And may include a common electrode formed on the substrate.
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본 발명에 따른 액정표시장치에 따르면, 갭 유지용 컬럼 스페이서와 접촉하는 돌기의 활성층 테일 사이즈를 증가시켜 줌으로써 상기 갭 유지용 컬럼 스페이서와 접촉하는 돌기의 접촉 면적이 증가하게 되어 외력에 의한 지지력이 증가하게 된다.According to the liquid crystal display device of the present invention, by increasing the size of the active layer tail of the projection contacting the gap maintaining column spacer, the contact area of the projection contacting the gap maintaining column spacer is increased, .
또한, 본 발명에 따른 액정표시장치에 따르면, 패널의 투과율을 극대화하기 위해 블랙매트릭스층의 폭을 줄이더라도 데이터배선의 측면으로 활성층의 테일부가 돌출되어, 이 활성층의 테일부가 광차단패턴과 중첩됨으로써, 기존에 데이터배선과 광차단패턴 간의 단차로 인해 발생하였던 빛샘이 방지된다. 즉, 4 마스크 공정을 이용한 액정표시장치 제조시에 데이터배선 측면으로 활성층의 테일부를 크게 형성함으로써 단차부에서 측면으로 세오 나오는 빛을 차단하여 상부기판과 하부기판의 합착시에 오버레이(overlay)가 틀어져도 합착 빛샘이 발생하지 않게 된다.According to the liquid crystal display device of the present invention, in order to maximize the transmittance of the panel, the tail portion of the active layer protrudes to the side of the data line even if the width of the black matrix layer is reduced, , The light leakage that has been caused by the difference in level between the data line and the light blocking pattern is prevented. That is, when manufacturing a liquid crystal display device using a 4-mask process, the tail portion of the active layer is largely formed on the side of the data line, so that the light coming out from the side surface of the step portion is cut off, So that no covalent light leakage occurs.
따라서, 본 발명에 따르면, 패널의 투과율을 극대화하기 위해 블랙매트릭스층의 폭을 줄이더라도 활성층의 테일부가 광차단패턴과 중첩되어 빛샘을 방지해 주므로, 패널의 투과율을 증대시킬 수 있다. Therefore, according to the present invention, even if the width of the black matrix layer is reduced in order to maximize the transmittance of the panel, the tail portion of the active layer overlaps with the light blocking pattern to prevent light leakage, thereby increasing the transmittance of the panel.
도 1은 종래기술에 따른 이중 칼럼 스페이서를 구비한 액정표시장치를 나타낸 평면도이다.
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선에 따른 단면도로서, 종래기술에 따른 이중 컬럼 스페이서를 구비한 액정표시장치의 단면도이다.
도 3은 종래기술에 따른 이중 컬러 스페이서를 구비한 액정표시장치에 있어서, 게이트배선 상에 형성된 돌기와 접촉하는 갭 유지용 컬럼 스페이서의 확대 단면도이다.
도 4는 종래기술에 따른 이중 컬러 스페이서를 구비한 액정표시장치에 있어서, 데이터배선의 활성층과 데이터배선의 적층 구조의 확대 단면도이다.
도 5는 도 1의 Ⅴ-Ⅴ선에 따른 단면도로서, 데이터배선과 광차단패턴 간의 이격된 틈을 통해 발생하는 빛샘과 합착시의 틀어짐 현상에 대해 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 6은 도 1의 Ⅴ-Ⅴ선에 따른 단면도로서, 데이터배선과 광차단패턴의 평면도이다.
도 7a 내지 도 7e는 종래기술에 따른 액정표시장치 제조 공정 단면도들이다.
도 8은 본 발명에 따른 이중 칼럼 스페이서를 구비한 액정표시장치를 나타낸 평면도이다.
도 9는 도 8의 Ⅸ-Ⅸ선에 따른 단면도로서, 본 발명에 따른 이중 컬럼 스페이서를 구비한 액정표시장치의 단면도이다.
도 10은 본 발명에 따른 이중 컬러 스페이서를 구비한 액정표시장치에 있어서, 게이트 배선 상에 형성된 활성층 테일부와 접촉하는 갭 유지용 컬럼스페이서를 개략적으로 도시한 확대 단면도이다.
도 11은 본 발명에 따른 이중 컬러 스페이서를 구비한 액정표시장치에 있어서, 데이터배선의 활성층 테일부를 확대한 확대 단면도이다.
도 12는 도 8의 ⅩⅡ-ⅩⅡ선에 따른 단면도로서, 데이터배선 측면의 활성층 테일부로 인해 빛샘이 방지되는 상태를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 13은 도 1의 ⅩⅡ-ⅩⅡ선에 따른 단면도로서, 데이터배선과 광차단패턴의 평면도이다.
도 14a 내지 도 14v는 본 발명에 따른 액정표시장치 제조방법을 설명하기 위한 공정 단면도들이다.1 is a plan view of a conventional liquid crystal display device having a dual column spacer.
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II in FIG. 1, and is a cross-sectional view of a conventional liquid crystal display device having a dual column spacer.
3 is an enlarged cross-sectional view of a column spacer for holding a gap in contact with a projection formed on a gate wiring in a liquid crystal display device having a dual color spacer according to the related art.
4 is an enlarged cross-sectional view of a stacked structure of an active layer and a data line of a data line in a liquid crystal display device having a dual color spacer according to the related art.
FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line V-V in FIG. 1, and schematically shows a light leakage occurring through spaced gaps between a data line and a light blocking pattern and a shear phenomenon at the time of adhesion.
6 is a cross-sectional view taken along line V-V in Fig. 1, and is a plan view of a data line and a light blocking pattern.
7A to 7E are cross-sectional views of a manufacturing process of a liquid crystal display according to a related art.
8 is a plan view of a liquid crystal display device having a dual column spacer according to the present invention.
FIG. 9 is a cross-sectional view taken along line IX-IX of FIG. 8, and is a cross-sectional view of a liquid crystal display device having a dual column spacer according to the present invention.
10 is an enlarged cross-sectional view schematically showing a gap spacer for holding a gap in contact with an active layer frame formed on a gate wiring in a liquid crystal display device having a dual color spacer according to the present invention.
11 is an enlarged cross-sectional view of an enlarged view of an active layer tail portion of a data line in a liquid crystal display device having a dual color spacer according to the present invention.
FIG. 12 is a cross-sectional view taken along the line XII-XII in FIG. 8, and schematically shows a state in which light leakage is prevented by the active layer tail portion on the data wiring side.
Fig. 13 is a cross-sectional view taken along line XII-XII in Fig. 1, and is a plan view of a data line and a light blocking pattern.
14A to 14V are process sectional views illustrating a method of manufacturing a liquid crystal display device according to the present invention.
이하, 본 발명에 따른 액정표시장치에 대해 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a liquid crystal display according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명에 따른 돌기를 포함한 액정표시장치는, 도 8 및 9에 도시된 바와 같이, 하부기판(101) 상에 서로 수직으로 교차되게 배열되어 화소영역을 정의해 주는 게이트배선(103a)과 데이터배선(113a)과; 상기 데이터배선(113a)의 양측에 이 데이터배선(113a)과 이격되어 평행하게 배치된 광차단패턴(103c)과; 상기 게이트배선 (103a)과 데이터배선(113a)의 교차 지점에 형성된 박막트랜지스터(T); 상기 게이트배선(103a)의 소정 부위에 배치된 돌기(114)와; 상기 데이터배선(113a)과 돌기 (114)의 하부에 배치되고, 상기 데이터배선(113a)과 돌기(114)의 측면으로부터 돌출된 활성층 테일부와; 상기 데이터배선(113a)과 돌기(114)를 포함한 하부기판 전면에 형성되고, 상기 박막트랜지스터(T)를 노출시키는 보호막(119)과; 상기 보호막(119) 상에 형성되고, 상기 드레인전극(113d)과 전기적으로 연결되는 화소전극 (125a)과; 상기 하부기판(101)과 대향되어 합착되는 상부기판(141)상에 형성되며, 광을 차단하는 블랙매트릭스층(143)과; 상기 블랙매트릭스(143)에 의해 구분되는 화소영역에 형성된 칼라필터층(145)과; 상기 칼라필터층(145)과 블랙매트릭스층 (143)을 포함한 상부기판 전면에 형성된 공통전극(147)과; 상기 공통전극(145) 상에 형성되고, 상기 하부기판(101) 상에 마련된 상기 돌기(114)와 대응되는 제1 칼럼 스페이서(149a)와, 상기 하부기판(101)의 비화소영역과 대응되는 제2 칼럼 스페이서(149b) 및; 상기 하부기판(101)과 상부기판(141) 사이의 공간에 형성된 액정층 (161)을 포함하여 구성된다.
상기 활성층은 상기 데이터 배선의 하부와 상기 돌기의 하부에 분리되어 형성될 수 있는 바, 필요 시 각각 제 1 활성층, 제 2 활성층으로 설명하도록 한다. 다만 그 공통적인 특징에 대한 설명에 대해서는 활성층으로 설명하도록 한다.8 and 9, a liquid crystal display device including a projection according to the present invention includes a gate wiring 103a and a data wiring 103a, which are arranged on the lower substrate 101 so as to cross each other at right angles, (113a); A light blocking pattern 103c disposed on both sides of the data line 113a and spaced apart from the data line 113a in parallel; A thin film transistor T formed at the intersection of the gate wiring 103a and the data wiring 113a; A projection 114 disposed at a predetermined portion of the gate wiring 103a; An active layer disposed under the data lines 113a and the protrusions 114 and protruding from the side surfaces of the data lines 113a and the protrusions 114; A protective film 119 formed on the entire surface of the lower substrate including the data line 113a and the protrusion 114 and exposing the thin film transistor T; A pixel electrode 125a formed on the passivation layer 119 and electrically connected to the drain electrode 113d; A black matrix layer 143 formed on the upper substrate 141 facing and adhered to the lower substrate 101 to block light; A color filter layer 145 formed in a pixel region divided by the black matrix 143; A common electrode 147 formed on the entire surface of the upper substrate including the color filter layer 145 and the black matrix layer 143; A first column spacer 149a formed on the common electrode 145 and corresponding to the protrusion 114 provided on the lower substrate 101 and a second column spacer 149b corresponding to the non-pixel region of the lower substrate 101 A second column spacer 149b; And a liquid crystal layer 161 formed in a space between the lower substrate 101 and the upper substrate 141.
The active layer may be formed separately at a lower portion of the data line and at a lower portion of the protrusion, and the first active layer and the second active layer, respectively, will be described as necessary. However, the description of the common features will be described as the active layer.
여기서, 상기 하부기판(101) 상에는, 화소영역을 정의하기 위해 게이트배선 (103a) 및 데이터배선(113a)이 서로 수직으로 교차하여 배열되고, 상기 각 게이트배선(103a)과 데이터배선(113a)이 교차하는 부분에 박막트랜지스터(T)가 형성되며, 각 화소영역에는 화소전극(129a)이 형성된다. 이때, 상기 화소전극(129a)과 교번되는 공통전극(미도시)을 형성할 수도 있다.A
여기서, 상기 박막트랜지스터(T)는 상기 게이트배선(103)으로부터 돌출된 게이트전극(103a)과, 상기 게이트전극(103a)을 덮는 형상의 활성층(109a)과, 상기 활성층(109a)의 양측에 대응되어 상기 데이터배선(113a)으로부터 돌출된 소스전극 (113c)과, 상기 소스전극(113c)으로부터 소정 간격 이격된 드레인전극(113d)을 포함하여 구성된다.The thin film transistor T includes a
또한, 상기 돌기(114)는 게이트배선(103a) 상부의 소정 부위에 형성되며, 활성층(109a)과 오믹콘택층(111a) 및 금속층패턴(113b)의 적층 구조로 구성된다. 이때, 도 10의 "C"에 도시된 바와 같이, 상기 돌기(114)의 측면으로부터 그 하부의 활성층(109a)의 테일부(109b)가 돌출되어 있다. The
따라서, 상기 돌기(114)는 그 하부의 활성층(109a)으로부터 돌출된 테일부 (109b)로 인해, 상부기판(141)에 마련된 갭 유지용 제1 칼럼 스페이서(149a)와 접촉되는 면적이 증가하게 되므로, 그만큼 외력에 의한 지지력이 증가하게 된다.Therefore, due to the
그리고, 상기 하부기판(101) 상에는 각 금속라인 간의 절연을 위해 상기 게이트배선(103a)이 형성되고, 상기 게이트배선(103a)을 포함한 기판 전면에 게이트절연막(107)이 형성되며, 상기 게이트절연막(107) 위에 보호막(119)이 형성된다. 여기서, 상기 돌기(114)는 그 하부에 게이트절연막(107)을 개재하여 상기 게이트배선(103)과 데이터배선(113a) 간의 절연을 유지시킨다.The
더욱이, 도 11에 도시된 바와 같이, 상기 데이터배선(113a) 하부에 있는 활성층(109a)은 상기 데이터배선(113a)의 측면으로 테일부(109b)가 돌출되어 있다. 이때, 상기 테일부(109b)는, 도 12 및 13에 도시된 바와 같이, 상기 데이터배선 (113a)과 평행하게 이격되어 빛을 차단하는 광차단패턴(103c)과 중첩되어 있다.11, the
따라서, 패널의 투과율을 극대화하기 위해 블랙매트릭스층의 폭을 줄이더라도 데이터배선(113a)의 측면으로 활성층(109a)의 테일부(109b)가 돌출되어 있어, 이 활성층(109a)의 테일부(109b)가 광차단패턴(103c)과 중첩됨으로써, 기존에 데이터배선과 광차단패턴 간의 단차로 인해 발생하였던 빛샘이 방지된다. Therefore, in order to maximize the transmittance of the panel, the
한편, 상기 하부기판(101)과 합착되는 상기 상부기판(141)에는, 상기 화소영역을 제외한 비화소영역(예를 들어, 게이트배선, 데이터배선 및 박막트랜지스터)을 차단하기 위한 블랙 매트릭스층(143)과, 각 화소 영역별로 차례로 R, G, B 안료가 대응되어 형성된 컬러필터층(145) 및 상기 컬러필터층(145)을 포함한 상기 상부기판 (141) 전면에 형성된 공통전극(147)이 형성된다. On the other hand, a black matrix layer 143 (not shown) for blocking non-pixel regions (for example, gate lines, data lines, and thin film transistors) except for the pixel region is formed on the
그리고, 상기 공통전극(147) 상부의 소정 부위에 셀 갭(cell gap)을 유지하기 위한 제1 칼럼 스페이서(149a)와 상기 하부기판(101)과 소정간격 이격된 제2 칼럼 스페이서(149b)가 형성된다. A
여기서, 상기 제1 칼럼 스페이서(149a)의 높이는 제2 칼럼 스페이서(149b)의 높이보다 같거나 크며, 모두 상기 상부기판(141) 상에 형성된 것이다. 상기 제1 칼럼 스페이서(149a)의 배치 위치는 상기 돌기(114)에 대응되는 부위이며, 상기 제2 칼럼 스페이서(149b)의 배치 위치는 상기 돌기(114)를 제외한 상기 게이트배선(103) 또는 데이터배선(113a)의 상부에 대응되는 영역이다. Here, the height of the
이 경우, 상기 하부기판(101)과 상부기판(141)을 합착시킬 때, 합착시의 압력으로 상기 제1 칼럼 스페이서(149a)는 상기 돌기(114)와 접촉하게 되며, 상기 제2 칼럼 스페이서(149b)는 상기 하부기판(101)의 최상층인 보호막(119)과 어느 정도 이격된다.In this case, when the
상기 구성으로 이루어지는 본 발명에 따른 액정표시장치 제조방법에 대해 도 14a 내지 도 14v를 참조하여 설명하면 다음과 같다.A method of manufacturing a liquid crystal display device according to the present invention will be described with reference to FIGS. 14A to 14V.
도 14a 내지 도 14v는 본 발명에 따른 액정표시장치의 제조공정 단면도들이다.14A to 14V are cross-sectional views illustrating manufacturing steps of a liquid crystal display device according to the present invention.
도 14a에 도시된 바와 같이, 투명한 절연기판(101) 상에 제1 도전성 금속층 (103)을 스퍼터링 방법에 의해 증착한다. 이때, 상기 제1 도전성 금속층(103) 으로는, 알루미늄(Al), 텅스텐(W), 구리 (Cu), 몰리브덴(Mo), 크롬(Cr), 티타늄 (Ti), 몰리텅스텐(MoW), 몰리티타늄 (MoTi), 구리/몰리티타늄(Cu/MoTi)을 포함하는 도전성 금속 그룹 중에서 선택된 적어도 하나를 사용한다. 14A, a first
그 다음, 도 14b에 도시된 바와 같이, 상기 제1 도전성 금속층(103) 상에 제1 감광막(105)을 도포하고, 마스크를 이용한 포토리소그라피 공정기술을 통해 노광 및 현상하여 제 1감광막패턴(105a)을 형성한다. Next, as shown in FIG. 14B, a
이어서, 도 14c 및 14d에 도시된 바와 같이, 상기 제1 감광막패턴(105a)을 마스크로 상기 제1 도전성 금속층(103)을 선택적으로 패터닝하여 게이트배선(103) 및 이 게이트배선(103a)으로부터 수직되게 연장된 게이트전극(103b)과 함께, 서로 이격되어 데이터배선(미도시)의 측면으로부터 빛이 새는 것을 방지하기 위한 광차단패턴(미도시, 도 12의 "103c" 참조)을 동시에 형성한다. 14C and 14D, the first
그 다음, 도 14e에 도시된 바와 같이, 상기 제1 감광막패턴(105a)을 제거한 다음, 상기 게이트배선(103) 및 게이트전극(103a)을 포함한 기판 전면에 게이트절연막(107), 비정질실리콘층(109), 불순물이 함유된 비정질실리콘층(111) 및 제2 도전성 금속층(113)을 차례로 증착한다. 이때, 상기 제2 도전성 금속층(113)으로는, 알루미늄(Al), 텅스텐(W), 구리 (Cu), 몰리브덴(Mo), 크롬(Cr), 티타늄(Ti), 몰리텅스텐(MoW), 몰리티타늄 (MoTi), 구리/몰리티타늄(Cu/MoTi)을 포함하는 도전성 금속 그룹 중에서 선택된 적어도 하나를 사용한다. 14E, the
이어서, 도 14f에 도시된 바와 같이, 상기 제2 도전성 금속층(113) 상부에 투과율이 높은 포토레지스트 (photo-resist)를 도포하여 제2 감광막(115)을 형성한다.Then, as shown in FIG. 14F, a photo-resist having a high transmittance is coated on the second
그 다음, 광차단부(117a)와 반투과부(117b) 및 투과부(117c)로 이루어진 회절마스크(117)를 이용하여 상기 제2 감광막(115)에 노광 공정을 진행한다. 이때, 상기 회절마스크(117)의 광차단부(117a)는 데이터배선, 소스 및 드레인전극 형성 지역 및 돌기 형성지역에 대응하는 상기 제2 감광막(115) 상측에 위치하며, 상기 회절마스크(117)의 반투과부(117b)는 박막트랜지스터의 채널 형성 지역과 돌기 하부의 활성층의 테일부 형성지역 및 데이터배선 하부의 활성층의 테일부 형성지역에 대응하는 상기 제2 감광막(115) 상측에 위치한다. 이때, 상기 회절마스크(117) 이외에 광의 회절 또는 투과 효과를 이용하는 마스크, 예를 들어 하프톤 마스크 (Half-ton mask) 또는 기타 다른 마스크를 사용할 수도 있다. The
이어서, 도 14g에 도시된 바와 같이, 상기 노광 공정 후 현상공정을 통해 상기 제2 감광막(115)을 선택적으로 패터닝하여 데이터배선, 소스전극 및 드레인전극 형성지역과 돌기 형성지역과 함께, 채널 형성지역 및 돌기 하부의 활성층의 테일부 형성지역 및 데이터배선 하부의 활성층의 테일부 형성지역 상부에 각각 제2 감광막패턴(115a, 117b)을 형성한다. 이때, 상기 데이터배선, 소스전극 및 드레인전극 형성지역과 돌기 형성지역 상부의 제2 감광막패턴(115a)은 광이 투과되지 않은 상태이기 때문에 제2 감광막(115) 두께를 그대로 유지하고 있지만, 상기 채널 형성지역과 돌기 하부의 활성층의 테일부 형성지역 및 데이터배선 하부의 활성층의 테일부 형성지역 상부의 제2 감광막패턴(115b)은 광의 일부가 투과되어 일정 두께만큼 제거된다. 즉, 상기 제2 감광막패턴(115b)은 상기 데이터배선, 소스 및 드레인전극 형성지역 및 돌기 형성지역 상부의 제2 감광막패턴(115a)보다 얇은 두께를 갖는다.Then, as shown in FIG. 14G, the
그 다음, 도 14h에 도시된 바와 같이, 상기 제2 감광막패턴(115a, 115b)을 마스크로 상기 제2 도전성 금속층(113), 불순물이 함유된 비정질실리콘층(111) 및 비정질실리콘층(109)을 순차적으로 패터닝하여 상기 게이트전극(103b)에 대응하는 게이트절연막(107) 상부에 활성층(109a)과 금속층패턴(미도시)을 형성하고, 상기 데이터배선 형성지역에 활성층(109a)과 오믹콘택층(미도시) 및 금속층패턴(미도시)을 형성하며, 상기 게이트배선(103)의 소정 부위와 대응하는 상기 게이트절연막 (107) 상부에 활성층(109a)과 오믹콘택층(미도시) 및 금속층패턴(미도시)을 형성한다. Next, as shown in FIG. 14H, the second
이어서, 도 14i에 도시된 바와 같이, 에싱(ashing) 공정을 통해 상기 채널 형성지역과 돌기 하부의 활성층 테일부 및 데이터배선 하부의 활성층 테일부 형성지역 상부의 제2 감광막패턴(115b)을 완전히 제거한다. 이때, 상기 에싱 공정을 통해, 데이터배선, 소스전극 및 드레인전극과 돌기 형성지역 상부에 있는 제1 감광막패턴(115a)의 일부 두께도 식각된다. 따라서, 상기 채널 형성지역과 돌기 하부의 활성층 테일부 및 데이터배선 하부의 활성층 테일부 형성지역 상부의 금속층패턴(미도시) 부분이 외부로 노출된다. Then, as shown in FIG. 14I, the
그 다음, 도 14j에 도시된 바와 같이, 상기 두께 일부가 제거된 제2 감광막패턴(115a)을 마스크로 상기 제2 도전성 금속층(113)을 선택적으로 패터닝하여 상기 게이트배선(103a)과 수직으로 교차되는 데이터배선(113a) 및 돌기(113b)와 함께 이 데이터배선(113a)으로부터 연장된 소스전극(113c) 및 이 소스전극(113c)과 이격된 드레인전극(113d)을 각각 형성한다.Next, as shown in FIG. 14J, the second
이때, 상기 데이터배선(113a) 하부의 활성층(109a)은 상기 데이터배선(113a)의 측면으로부터 테일부(109b)가 형성되어 있다. 상기 테일부(109b)는, 도 12 및 13에 도시된 바와 같이, 상기 데이터배선(113a)과 평행하게 이격되어 빛을 차단하는 광차단패턴(103c)과 중첩되어 있다. 따라서, 패널의 투과율을 극대화하기 위해 블랙매트릭스층의 폭을 줄이더라도 데이터배선(113a)의 측면으로 활성층(109a)의 테일부(109b)가 돌출되어 있어, 이 활성층(109a)의 테일부(109b)가 광차단패턴(103c)과 중첩됨으로써, 기존에 데이터배선과 광차단패턴 간의 단차로 인해 발생하였던 빛샘이 방지된다. At this time, the
또한, 상기 돌기(114) 하부의 활성층(109a)도 상기 돌기(114) 측면으로부터 테일부(109b)가 형성되어 있다. 이때, 상기 돌기(114)는 그 하부의 활성층(109a)으로부터 돌출된 테일부 (109b)로 인해, 상부기판(141)에 마련된 갭 유지용 제1 칼럼 스페이서(149a)와 접촉되는 면적이 증가하게 되므로, 그만큼 외력에 의한 지지력이 증가하게 된다.The
이어서, 도 14k에 도시된 바와 같이, 상기 제2 감광막패턴(115a)를 제거한 다음 상기 데이터배선(113a)과 함께 이 데이터배선(113a)으로부터 연장된 소스전극 (113c) 및 이 소스전극(113c)과 이격된 드레인전극(113d)을 포함한 기판 전면에 보호막(119)을 증착한 후 그 위에 제3 감광막(121)을 도포한다.14K, after the
그 다음, 도 14l에 도시된 바와 같이, 마스크를 이용한 포토리소그라피 공정을 이용하여 상기 제3 감광막(121)을 노광 및 현상하여 제3 감광막패턴(121a)을 형성한다.Then, as shown in FIG. 14L, the third
이어서, 도 14m에 도시된 바와 같이, 상기 제3 감광막패턴(121a)을 마스크로 상기 보호막(121)을 선택적으로 패터닝하여 상기 드레인전극(113d)를 노출시키는 콘택홀(123)을 형성한다.Then, as shown in FIG. 14M, the
그 다음, 도 14n에 도시된 바와 같이, 상기 제3 감광막패턴(121a)을 제거한 다음 상기 콘택홀(123)을 포함한 보호막(119) 상에 투명한 도전물질층(125)을 스퍼터링방법으로 증착한다.Next, as shown in FIG. 14N, the
이어서, 도 14o에 도시된 바와 같이, 상기 투명한 도전물질층(125) 상에 제4 감광막(127)을 도포한 후 마스크를 이용한 포토리소그라피 공정기술을 이용하여 노광 및 현상하여 제4 감광막패턴(127a)을 형성한다.Next, as shown in FIG. 14O, a
그 다음, 도 14p에 도시된 바와 같이, 상기 제4 감광막패턴(127a)을 마스크로 상기 투명한 도전물질층(125)을 선택적으로 패터닝하여 상기 드레인전극(113d)과 전기적으로 접속하는 화소전극(125a)을 형성함으로써 하부기판 어레이 제조공정을 완료한다. 14P, the transparent
이후, 도 14q에 도시된 바와 같이, 상기 하부기판(101)과 합착되는 상부기판 (141) 상의 소정 부위에 화소영역을 제외한 지역으로 입사되는 광을 차단시켜 주는 역할을 담당하는 블랙매트릭스층(143)을 형성한다.Thereafter, as shown in FIG. 14Q, a black matrix layer 143 (not shown) for blocking light incident on a predetermined region on the
그 다음, 도 14r에 도시된 바와 같이, 상기 블랙매트릭스층(143)을 포함한 상부기판(141) 상에 영역별로 R, G, B 컬러필터층(145)를 형성한다. 이때, 상기 R, G, B 컬러필터층(145)은 화소영역을 포함하여 게이트배선 및 데이터배선과 대응하는 상부기판 지역에도 형성될 수도 있고, 형성되지 않을 수도 있다. Next, as shown in FIG. 14 (r), R, G, and B color filter layers 145 are formed on the
이어서, 도 14s에 도시된 바와 같이, 상기 블랙 매트릭스층(143) 및 컬러필터층(145)을 포함한 상부기판(141) 전면에 공통전극(147)을 형성한다. A
그 다음, 도 14t에 도시된 바와 같이, 상기 공통전극(147) 상부에 감광성 수지층(149)을 두껍게 도포한다.Then, as shown in FIG. 14 (t), the
이어서, 마스크를 이용하여 상기 감광성 수지층(149)을 노광 및 현상공정을 통해 선택적으로 패터닝하여, 소정 높이의 상부면 상에 소정의 돌출부를 갖는 제1 및 2 칼럼 스페이서(149a, 149b)를 형성함으로써 상부기판 어레이 제조공정을 완료한다. 이때, 상기 제1 칼럼 스페이서(149a)는 셀 갭(cell gap)을 유지하기 위한 스페이서이며, 상기 제2 칼럼 스페이서(149b)는 상기 하부기판(101)과 소정간격 이격되어져 눌림을 방지하는 역할을 담당한다. 또한, 상기 제1 칼럼 스페이서(149a)의 배치 위치는 상기 돌기(114)에 대응되는 부위이며, 상기 제2 칼럼 스페이서(149b)의 배치 위치는 상기 돌기(114)를 제외한 상기 게이트배선(103a) 또는 데이터배선 (113a)의 상부에 대응되는 영역이다. Then, the
그 다음, 상기 하부기판(101) 상에 액정을 적하하여 액정층(161)을 형성한다.Next, liquid crystal is dropped onto the
이어서, 상기 하부기판(101)과 상부기판(141)을 합착한다. 이때, 상기 하부기판(101)과 상부기판(141)을 합착시킬 때, 합착시의 압력으로 상기 제1 칼럼 스페이서(149a)는 상기 돌기(114)와 접촉하게 되며, 상기 제2 칼럼 스페이서(149b)는 상기 하부기판(101)의 최상층인 보호막(123)과 어느 정도 이격된다.Subsequently, the
이상에서와 같이, 본 발명에 따른 액정표시장치에 따르면, 갭 유지용 컬럼 스페이서와 접촉하는 돌기의 활성층 테일 사이즈를 증가시켜 줌으로써 상기 갭 유지용 컬럼 스페이서와 접촉하는 돌기의 접촉 면적이 증가하게 되어 외력에 의한 지지력이 증가하게 된다.As described above, according to the liquid crystal display device according to the present invention, by increasing the size of the active layer tail of the protrusions contacting the gap maintaining column spacer, the contact area of the protrusions contacting the gap spacing column spacer increases, Thereby increasing the supporting force.
또한, 본 발명에 따른 액정표시장치에 따르면, 패널의 투과율을 극대화하기 위해 블랙매트릭스층의 폭을 줄이더라도 데이터배선의 측면으로 활성층의 테일부가 돌출되어, 이 활성층의 테일부가 광차단패턴과 중첩됨으로써, 기존에 데이터배선과 광차단패턴 간의 단차로 인해 발생하였던 빛샘이 방지된다. 즉, 4 마스크 공정을 이용한 액정표시장치 제조시에 데이터배선 측면으로 활성층의 테일부를 크게 형성함으로써 단차부에서 측면으로 세오 나오는 빛을 차단하여 상부기판과 하부기판의 합착시에 오버레이(overlay)가 틀어져도 합착 빛샘이 발생하지 않게 된다.According to the liquid crystal display device of the present invention, in order to maximize the transmittance of the panel, the tail portion of the active layer protrudes to the side of the data line even if the width of the black matrix layer is reduced, , The light leakage that has been caused by the difference in level between the data line and the light blocking pattern is prevented. That is, when manufacturing a liquid crystal display device using a 4-mask process, the tail portion of the active layer is largely formed on the side of the data line, so that the light coming out from the side surface of the step portion is cut off, So that no covalent light leakage occurs.
따라서, 본 발명에 따르면, 패널의 투과율을 극대화하기 위해 블랙매트릭스층의 폭을 줄이더라도 활성층의 테일부가 광차단패턴과 중첩되어 빛샘을 방지해 주므로, 패널의 투과율을 증대시킬 수 있다. Therefore, according to the present invention, even if the width of the black matrix layer is reduced in order to maximize the transmittance of the panel, the tail portion of the active layer overlaps with the light blocking pattern to prevent light leakage, thereby increasing the transmittance of the panel.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments.
따라서, 본 발명의 권리 범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.Accordingly, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements of those skilled in the art using the basic concept of the present invention defined in the following claims are also within the scope of the present invention.
101: 하부기판 103a: 게이트배선
103b: 게이트전극 103c: 광차단패턴
105: 제1 감광막 107: 게이트 절연막
109a: 활성층 111a: 오믹콘택층
113: 제2 도전성 금속층 113a: 데이터배선
113b: 금속층패턴 113c: 소스전극
113d: 드레인전극 114: 돌기
115: 제2 감광막 117: 회절마스크 117a: 광차단부 117b: 반투과부 117c: 투과부 119: 보호막 121: 제3 감광막 123: 콘택홀
125: 투명 도전물질층 125a: 화소전극
127: 제4 감광막 141: 상부기판
143: 블랙매트릭스층 145: 칼라필터층
147: 공통전극 149a: 제1 칼럼스페이서
149b: 제2 칼럼스페이서101:
103b:
105: first photosensitive film 107: gate insulating film
109a:
113: second
113b:
113d: drain electrode 114: projection
115: second photoresist film 117:
125: transparent
127: fourth photosensitive film 141: upper substrate
143: Black matrix layer 145: Color filter layer
147:
149b: second column spacer
Claims (13)
상기 하부기판상에 서로 수직으로 교차되게 배열되어 화소영역을 정의해 주는 게이트배선과 데이터배선;
상기 데이터배선의 양측에 이 데이터배선과 이격되어 평행하게 배치된 광차단패턴;
상기 게이트배선과 데이터배선의 교차 지점에 형성된 박막 트랜지스터;
상기 데이터 배선의 하부에 배치되고, 상기 데이터 배선의 양 측면으로부터 돌출된 테일부를 포함하는 제 1 활성층;
상기 박막 트랜지스터와 상기 데이터 배선을 포함하는 하부기판 영역에 형성되고 상기 박막 트랜지스터를 노출시키는 보호막;
상기 보호막 상에 형성되고, 상기 박막 트랜지스터와 전기적으로 연결되는 화소전극;
상기 하부기판과 대향되어 합착되는 상부기판; 및
상기 하부기판과 상부기판 사이의 공간에 형성된 액정층을 포함하며,
상기 제 1 활성층은 상기 광차단패턴과 중첩되는 액정표시장치. A lower substrate;
A gate line and a data line arranged on the lower substrate so as to cross each other at right angles to define a pixel region;
A light blocking pattern disposed on both sides of the data line and spaced apart from and parallel to the data line;
A thin film transistor formed at a point of intersection of the gate line and the data line;
A first active layer disposed under the data line, the first active layer including a tail portion protruded from both sides of the data line;
A protection layer formed on a lower substrate region including the thin film transistor and the data line and exposing the thin film transistor;
A pixel electrode formed on the protective film and electrically connected to the thin film transistor;
An upper substrate facing and adhered to the lower substrate; And
And a liquid crystal layer formed in a space between the lower substrate and the upper substrate,
Wherein the first active layer overlaps with the light blocking pattern.
상기 화소영역에 대응되는 컬러필터층; 및
상기 블랙매트릭스층 및 컬러필터층을 포함한 상부기판상에 형성된 공통전극을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.The liquid crystal display according to claim 1, further comprising: a black matrix layer formed on the upper substrate in correspondence with the gate line, the data line, and the thin film transistor;
A color filter layer corresponding to the pixel region; And
And a common electrode formed on the upper substrate including the black matrix layer and the color filter layer.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant |