KR101863148B1 - Liquid crystal display device and method for manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 하프톤 마스크(Half tone mask)를 이용한 단일 마스크 공정으로 보호층(PAS)과 픽셀 전극을 동시에 형성하여 제조 효율을 높임과 아울러, 패드 영역에서 픽셀 전극의 유실로 인한 컨택 불량을 방지할 수 있는 액정 표시장치와 이의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 실시 예에 따른 액정 표시장치는 픽셀 패드가 형성된 패드 영역 및 픽셀 바가 형성된 컨택 영역을 포함하는 패드부가 패널 외곽부에 형성되는 액정 표시장치에 있어서, 상기 패드 영역의 제1 컨택 홀 영역과, 상기 컨택 영역의 제1 컨택 홀 영역 및 제1 보호층 상부에 형성된 하부 메탈; 상기 제1 보호층 및 하부 메탈을 덮도록 형성된 제2 보호층; 상기 패드 영역에서 하부 메탈과 중첩되는 영역의 제2 보호층 및 상기 컨택 영역의 컨택 바와 중첩되는 영역에 제2 보호층을 제거하여 형성된 제2 컨택 홀; 및 상기 패드 영역에 투명 전도성 물질로 상기 하부 메탈 상부에 형성된 픽셀 전극 및 상기 컨택 영역에 투명 전도성 물질로 상기 하부 메탈 상부에 형성된 컨택 패턴;을 포함하고, 상기 패드 영역의 픽셀 패드와 상기 컨택 영역의 픽셀 바는 상기 하부 메탈이 브리지로 기능하여 연결된 것을 특징으로 한다.The present invention is a single mask process using a halftone mask to simultaneously form a passivation layer (PAS) and a pixel electrode, thereby improving manufacturing efficiency and preventing contact failure due to loss of a pixel electrode in a pad region And a method of manufacturing the same.
The liquid crystal display device according to the embodiment of the present invention is characterized in that a pad portion including a pad region in which a pixel pad is formed and a contact region in which a pixel bar is formed is formed in a periphery of a panel, A bottom metal formed on the first contact hole region of the contact region and on the first passivation layer; A second passivation layer formed to cover the first passivation layer and the bottom metal; A second contact hole formed in the pad region by removing the second passivation layer in a region overlapping the lower metal and the second passivation layer and the contact bar of the contact region; And a contact pattern formed on the lower metal with a transparent conductive material in the contact region, the pixel electrode being formed on the lower metal with a transparent conductive material in the pad region, The pixel bar is characterized in that the lower metal functions as a bridge and is connected.
Description
본 발명은 액정 표시장치에 관한 것으로, 특히 하프톤 마스크(Half tone mask)를 이용한 단일 마스크 공정으로 보호층(PAS)과 픽셀 전극을 동시에 형성하여 제조 효율을 높임과 아울러, 패드 영역에서 픽셀 전극의 유실로 인한 컨택 불량을 방지할 수 있는 액정 표시장치와 이의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a liquid crystal display, and more particularly, to a method of manufacturing a liquid crystal display device, in which a protective layer (PAS) and a pixel electrode are simultaneously formed by a single mask process using a halftone mask, And more particularly, to a liquid crystal display device capable of preventing a contact failure due to leakage, and a method of manufacturing the same.
최근에 들어 액정 표시장치에 터치 스크린의 적용에 있어서, 슬림(Slim)화를 위해 액정 패널에 터치 스크린이 내장된 형태로 개발이 이루어지고 있다. 특히, 하부기판에 형성된 공통 전극을 터치 센싱 전극으로 활용하는 인-셀 터치(in-cell touch) 타입의 액정 표시장치가 개발되고 있다.2. Description of the Related Art [0002] In recent years, in the application of a touch screen to a liquid crystal display device, a touch screen is incorporated in a liquid crystal panel in order to make it slim. In particular, an in-cell touch type liquid crystal display device utilizing a common electrode formed on a lower substrate as a touch sensing electrode has been developed.
도 1은 종래 기술에 따른 액정 표시장치를 나타내는 도면이고, 도 2는 종래 기술에 따른 액정 표시장치 픽셀 구조를 나타내는 도면이다.FIG. 1 illustrates a conventional liquid crystal display device, and FIG. 2 illustrates a pixel structure of a conventional liquid crystal display device. Referring to FIG.
도 1 및 도 2에서는 FFS(Fringe Field Switch) 모드의 TFT 어레이 기판(하부 기판) 구조를 나타내고 있으며, 인셀 터치 타입으로 터치 스크린이 TFT 어레이 기판에 내장된 것을 도시하고 있다.FIGS. 1 and 2 show a FFS (Fringe Field Switch) mode TFT array substrate (lower substrate) structure, and a touch screen is embedded in a TFT array substrate.
도 1 및 도 2에서는 컬러필터 어레이 기판(상부 기판) 및 액정층과, 액정 패널을 구동시키기 위한 구동 회로부의 도시는 생략되었다.1 and 2, the color filter array substrate (upper substrate), the liquid crystal layer, and the driving circuit for driving the liquid crystal panel are not shown.
TFT 어레이 기판에는 화상이 표시되는 표시 영역(1)이 형성되고, 외곽부의 비 표시영역에 복수의 패드부(3, 4, 5)가 형성된다.A
표시 영역(1)에는 복수의 픽셀(pixel)이 형성된다.A plurality of pixels are formed in the
복수의 패드부(3, 4, 5)는 유닛 온-오프 패드부(3, unit_on-off_pad), 유닛 FPC 패드부/유닛 FPC 쇼팅 연결부(4, unit_fpc_pad, unit_fpc_shorting) 및 범프 인풋 더미/범프 아웃풋 더미(5, bump_input_dmy, bump_output_dmy)로 구성된다.The plurality of
도 1에서는 패널의 상단부 외곽에 패드부가 형성되는 것으로 도시하고 있으나, 패널의 좌우측 외곽 및 하단부 외곽에도 패드부가 형성될 수 있다.In FIG. 1, the pad portion is formed on the outer edge of the upper end of the panel, but the pad portion may be formed on the left and right outer edges and the outer edge of the lower edge of the panel.
표시 영역에 형성된 복수의 픽셀(pixel) 각각은 서로 교차하는 데이터 라인들(미도시)과 게이트 라인들(미도시)에 의해 정의된다. 상기 데이터 라인들과 상기 게이트 라인들이 교차되는 영역 마다 박막 트랜지스터(TFT: Thin Film Transistor)가 형성된다.Each of the plurality of pixels formed in the display area is defined by data lines (not shown) and gate lines (not shown) that intersect each other. A thin film transistor (TFT) is formed in an area where the data lines and the gate lines cross each other.
도 2를 참조하면, 종래 기술에 따른 액정 표시장치의 픽셀(pixel)은 글래스 기판(10) 상에 형성된 TFT, 공통 전극(60) 및 픽셀 전극(90)을 포함한다.2, a pixel of a liquid crystal display according to the related art includes a TFT formed on a
구체적으로, 픽셀은 차광층(20, light shield), 버퍼층(22, buffer layer), TFT, 게이트 절연층(36, GI: gate insulator), 층간 절연층(40, ILD: Inter Layer Dielectric), 복수의 보호층(50, 80: PAS1, PAS2), 데이터 컨택(45, data contact), 공통 전극(60, Vcom electrode), 터치 센싱 라인(70, sensing line(3rd metal)) 및 픽셀 전극(90, pixel electrode)을 포함한다.Specifically, the pixel includes a
상기 TFT는 게이트 절연층(36)의 하부에 형성된 액티브(30), 소스(32), 드레인(34)과 게이트 절연층(36) 상부에 형성된 게이트(38)로 구성된다.The TFT is composed of an active 30, a
상기 터치 센싱 라인(70)은 픽셀들을 가로지르도록 공통 전극(60) 상부에 형성되어, 픽셀들의 공통 전극(60)을 연결시킨다.The
여기서, 공통 전극(60)은 표시 기간에는 공통 전압(Vcom)을 픽셀에 공급하는 기능을 수행하고, 비 표시 기간에는 터치의 검출을 위한 터치 센싱 전극의 기능을 수행하게 된다.Here, the
상술한 구성을 가지는 픽셀은 도 3에 도시된 제조방법을 통해 형성되게 된다.The pixel having the above-described configuration is formed through the manufacturing method shown in Fig.
도 3는 종래 기술에 따른 액정 표시장치의 제조방법에 따른 문제점을 나타내는 도면이다. 도 3에서는 층간 절연층(40)의 하부에 형성된 레이어들을 형성하기 위한 제조방법에 대한 도면은 도시하지 않고 있다.FIG. 3 is a view showing a problem in a conventional method of manufacturing a liquid crystal display device. In FIG. 3, a process for forming the layers formed under the
도 3을 참조하면, 층간 절연층(40) 포토 아크릴(photo acryl)로 제1 보호층(50, PAS1)을 형성하고, 데이터 컨택(45)과 중첩되는 영역을 식각하여 제1 컨택 홀(55)을 형성한다. 이때, 제1 보호층(50)은 3um의 두께로 형성되며, 상기 제1 컨택 홀(55)에 의해 데이터 컨택(45)의 상면이 노출된다.Referring to FIG. 3, a first passivation layer 50 (PAS1) is formed of a photo-acryl
이어서, 제1 보호층(50)의 상부 중에서 픽셀 영역에 ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide) 또는 ITZO(indium tin zinc oxide)와 같은 투명 전도성 물질로 공통 전극(60, Vcom electrode)을 형성한다.Next, a common electrode 60 (Vcom electrode) is formed of a transparent conductive material such as ITO (indium tin oxide), IZO (indium zinc oxide) or ITZO (indium tin zinc oxide) .
이후, 공통 전극(60) 상부에 터치 센싱 라인(70)을 형성하여 인접한 픽셀들의 공통 전극(60)을 연결시킨다.Then, a
이어서, 공통 전극(60) 및 터치 센싱 라인(70)을 덮도록 제1 보호층(50) 상에 제2 보호층(80, PAS2)을 형성한다.Next, a second passivation layer 80 (PAS2) is formed on the
이어서, 하프톤 마스크(Half tone mask)를 이용한 포토리쏘그래피 공정 및 식각 공정을 수행하여 데이터 컨택(45)의 상면이 노출되도록 제2 보호층(80, PAS2)을 식각하여 제2 컨택 홀(85)을 형성한다.Subsequently, the
이와 함께, 제2 보호층(80) 상에 포토레지스트(95, PR)를 도포하고, 픽셀 전극을 형성하기 위해 포토레지스트(95) 상에 ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide) 또는 ITZO(indium tin zinc oxide) 물질로 픽셀 전극 레이어를 형성한다.In addition, a
이후, 픽셀 전극 레이어를 패터닝하고, 포토레지스트(95)를 애싱 한 후, 리프트 오프(Lift Off) 공정을 수행하여 핑거 형상으로 픽셀 전극(90)을 형성하게 된다.Thereafter, the pixel electrode layer is patterned, the
이때, 하프톤 마스크의 하프톤 영역을 이용하여 제2 보호층(80) 상에 픽셀 전극(90)을 핑커 형태로 형성하게 된다. 그리고, 하프톤 마스크의 풀톤 영역을 이용하여 데이터 컨택(45)과 중첩되는 영역의 제2 보호층(80, PAS2)을 식각한다. 제2 컨택 홀(85) 내에도 픽셀 전극(90)이 형성하여 데이터 컨택(45)과 픽셀 전극(90)을 컨택 시킨다.At this time, the
상술한 제조방법에 의한 종래 기술에 따른 액정 표시장치는 제1 보호층(50)은 3um의 두께로 두껍게 형성되고, 포토레지스트(95)는 2um ~ 3um의 두께로 코팅된다.In the conventional liquid crystal display according to the above-described manufacturing method, the
포토레지스트(95)의 코팅 시, 평탄화 특성이 있기 때문에 풀톤 영역과 대응되는 부분은 포토레지스트(95)가 형성된 부분의 두께는 5um ~ 6um로 두꺼워 진다. 이때, 제조공정 중 픽셀 전극(90)을 형성하기 위해 도포된 포토레지스트(95)가 애싱 공정 시, 모두 제거되지 않고 컨택 홀 내에 잔존할 수 있다.At the time of coating the
구체적으로, 하프톤 영역의 타겟(target) 두께(0.5um ~ 1.0um)에 제1 보호층(50)의 두께(3um)가 더해져, 컨택 홀의 측벽 부분에 포토레지스트(95)는 3.5um ~ 5.5um의 두께로 잔존하게 된다.Specifically, the thickness (3 .mu.m) of the first
이렇게 포토레지스트(95)가 잔존하는 상태에서 리프트 오프 공정을 수행하면 컨택 홀 내에서 포트레지스트(95)가 스트립 되면서 픽셀 전극(90)이 유실되는 문제점이 발생하게 된다.When the lift-off process is performed in the state where the
포토레지스트(95)를 애싱 한 후, 리프트 오프 공정을 수행하면 컨택 홀 내에 잔존하는 포토레지스트(95)가 제거되면서, 컨택 홀에 형성된 픽셀 전극(90)도 함께 제거되는 문제점이 있다.When the lift-off process is performed after ashing the
도 4는 종래 기술에 따른 액정 표시장치의 패드부에서 픽셀 바의 단선이 발생되는 문제점을 나타내는 도면이다. 도 4에서는 복수의 패드부(3, 4, 5) 중에서 유닛 온-오프 패드부(3, unit_on-off_pad)를 나타내고 있다.FIG. 4 is a view illustrating a problem of disconnection of a pixel bar in a pad portion of a conventional liquid crystal display device. FIG. 4 shows a unit on-off pad unit 3 (unit_on-off_pad) among the plurality of
도 4를 참조하면, 복수의 패드부(3, 4, 5) 중에서 유닛 온-오프 패드부(3, unit_on-off_pad)는 복수의 패드(12, pad) 및 픽셀 바(14, pixel bar)를 포함한다.4, a unit on-off pad 3 of the plurality of
이러한, 패널의 외곽에 형성되는 유닛 온-오프 패드부(3, unit_on-off_pad)는 픽셀을 형성하는 제조공정을 이용하여 형성되게 되는데, 제1 보호층(50, PAS1)을 250㎛ 정도 크기로 넓게 식각하여 제1 컨택 홀(55)이 형성된다. 제1 컨택 홀(55) 내에 픽셀 패드와 제2 보호층(80)의 제2 컨택 홀(85)이 배열된 구조를 가진다.The unit on-off pad 3 (unit_on-off_pad) formed on the outer side of the panel is formed using a manufacturing process for forming a pixel. The
제1 컨택 홀(55) 부분을 이용하여 픽셀 바(14)를 접속시키기 때문에, 제1 컨택 홀(55) 내에 복수의 픽셀 패드(12)와 제2 컨택 홀을 다수 배열하게 된다.A plurality of
제조공정 중, 제2 컨택 홀(85)이 존재하지 않는 픽셀 영역이 하프톤 영역을 이용하여 형성되는데, 이로 인해, 픽셀 영역과 동일하게 제2 보호층(80) 상에 형성되는 픽셀 전극(90)이 유실되는 문제점이 발생될 수 있다. A pixel region in which no
이때, 패드 영역에 형성되는 픽셀 전극(90)은 픽셀 영역의 픽셀 전극과 같이 데이터 전압이 공급되는 전극으로 기능하지 않고, 픽셀 바(14)를 픽셀 패드(12)와 연결시키는 컨택으로 기능한다.At this time, the
이와 같이, 패드 영역에서 픽셀 전극(90)이 유실되면 표시 영역에 형성된 복수의 픽셀에 신호를 공급할 수 없어 제조가 완료된 패널의 검사를 원활히 수행할 수 없을 뿐만 아니라, 화상을 정상적으로 표시할 수 없는 구동 불량이 발생되는 문제점이 있다.As described above, when the
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 하프톤 마스크(Half tone mask)를 이용한 단일 마스크 공정으로 보호층과 픽셀 전극을 동시에 형성하여 제조 효율을 높일 수 있는 액정 표시장치와 이의 제조방법을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.Disclosure of the Invention The present invention provides a liquid crystal display device and a method of manufacturing the same that can improve manufacturing efficiency by simultaneously forming a passivation layer and a pixel electrode by a single mask process using a half tone mask To be a technical challenge.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 리프트 오프(lift off) 공정에 의한 픽셀 전극의 유실로 인해 발생되는 패드 영역에서 단선을 방지할 수 있는 액정 표시장치와 이의 제조방법을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.Disclosure of the Invention The present invention has been made to solve the above problems and it is an object of the present invention to provide a liquid crystal display device and a method of manufacturing the same that can prevent disconnection in a pad area caused by loss of a pixel electrode by a lift- We will do it.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 패드 영역에서 픽셀 바의 컨택 성능을 향상시킬 수 있는 액정 표시장치와 이의 제조방법을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a liquid crystal display device and a method of manufacturing the same that can improve the contact performance of a pixel bar in a pad region.
위에서 언급된 본 발명의 기술적 과제 외에도, 본 발명의 다른 특징 및 이점들이 이하에서 기술되거나, 그러한 기술 및 설명으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.Other features and advantages of the invention will be set forth in the description which follows, or may be obvious to those skilled in the art from the description and the claims.
본 발명의 실시 예에 따른 액정 표시장치는 픽셀 패드가 형성된 패드 영역 및 픽셀 바가 형성된 컨택 영역을 포함하는 패드부가 패널 외곽부에 형성되는 액정 표시장치에 있어서, 상기 패드 영역의 제1 컨택 홀 영역과, 상기 컨택 영역의 제1 컨택 홀 영역 및 제1 보호층 상부에 형성된 하부 메탈; 상기 제1 보호층 및 하부 메탈을 덮도록 형성된 제2 보호층; 상기 패드 영역에서 하부 메탈과 중첩되는 영역의 제2 보호층 및 상기 컨택 영역의 컨택 바와 중첩되는 영역에 제2 보호층을 제거하여 형성된 제2 컨택 홀; 및 상기 패드 영역에 투명 전도성 물질로 상기 하부 메탈 상부에 형성된 픽셀 전극 및 상기 컨택 영역에 투명 전도성 물질로 상기 하부 메탈 상부에 형성된 컨택 패턴;을 포함하고, 상기 패드 영역의 픽셀 패드와 상기 컨택 영역의 픽셀 바는 상기 하부 메탈이 브리지로 기능하여 연결된 것을 특징으로 한다.The liquid crystal display device according to the embodiment of the present invention is characterized in that a pad portion including a pad region in which a pixel pad is formed and a contact region in which a pixel bar is formed is formed in a periphery of a panel, A bottom metal formed on the first contact hole region of the contact region and on the first passivation layer; A second passivation layer formed to cover the first passivation layer and the bottom metal; A second contact hole formed in the pad region by removing the second passivation layer in a region overlapping the lower metal and the second passivation layer and the contact bar of the contact region; And a contact pattern formed on the lower metal with a transparent conductive material in the contact region, the pixel electrode being formed on the lower metal with a transparent conductive material in the pad region, The pixel bar is characterized in that the lower metal functions as a bridge and is connected.
본 발명의 실시 예에 따른 액정 표시장치의 제조방법은 픽셀 패드가 형성된 패드 영역 및 픽셀 바가 형성된 컨택 영역을 포함하는 패드부가 패널 외곽부에 형성되는 액정 표시장치의 제조방법에 있어서, 상기 패드 영역 및 컨택 영역에 제1 보호층을 형성하고, 상기 제1 보호층의 일부를 제거하여 제1 컨택 홀을 형성하는 단계; 상기 패드 영역의 제1 컨택 홀 영역에 하부 메탈을 형성하고, 상기 컨택 영역의 제1 컨택 홀 영역 및 제1 보호층 상부에 하부 메탈을 형성하는 단계; 상기 제1 보호층 및 하부 메탈을 덮도록 제2 보호층을 형성하는 단계; 상기 패드 영역에서 하부 메탈과 중첩되는 영역의 제2 보호층 및 상기 컨택 영역의 컨택 바와 중첩되는 영역에 제2 보호층을 제거하여 제2 컨택 홀을 형성하는 단계; 상기 패드 영역에 투명 전도성 물질을 도포하여 픽셀 전극을 형성하고, 상기 컨택 영역에 투명 전도성 물질을 도포하여 컨택 패턴을 형성하는 단계;를 포함하고, 상기 하부 메탈을 브리지로 이용하여 상기 패드 영역의 픽셀 패드와 상기 컨택 영역의 픽셀 바를 연결시키는 것을 특징으로 한다.A method of manufacturing a liquid crystal display device according to an exemplary embodiment of the present invention is a method of manufacturing a liquid crystal display device in which a pad portion including a pad region formed with a pixel pad and a contact region formed with a pixel bar is formed in an outer portion of a panel, Forming a first passivation layer in the contact region and removing a portion of the first passivation layer to form a first contact hole; Forming a bottom metal in the first contact hole region of the pad region and forming a bottom metal on the first contact hole region and the first passivation layer of the contact region; Forming a second passivation layer to cover the first passivation layer and the bottom metal; Forming a second contact hole by removing a second passivation layer in a second passivation layer in a region overlapping the lower metal in the pad region and a region overlapping the contact bar of the contact region; Forming a pixel electrode by applying a transparent conductive material to the pad region, and forming a contact pattern by applying a transparent conductive material to the contact region, and forming a contact pattern by using the lower metal as a bridge, And connecting the pad and the pixel bar of the contact area.
본 발명의 실시 예에 따른 액정 표시장치의 제조방법은 하프톤 마스크(Half tone mask)를 이용한 단일 마스크 공정으로 보호층과 픽셀 전극을 동시에 형성하여 제조 효율을 높일 수 있다.The method of manufacturing a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention can increase the manufacturing efficiency by simultaneously forming the passivation layer and the pixel electrode by a single mask process using a half tone mask.
본 발명의 실시 예에 따른 액정 표시장치의 제조방법은 리프트 오프(lift off) 공정에 의한 픽셀 전극의 유실로 인해 발생되는 패드 영역에서 단선을 방지할 수 있다.The manufacturing method of a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention can prevent disconnection in a pad region caused by loss of a pixel electrode by a lift off process.
본 발명의 실시 예에 따른 액정 표시장치와 이의 제조방법은 패드 영역에서 픽셀 바의 컨택 성능을 향상시킬 수 있다.The liquid crystal display device and the method of manufacturing the same according to the embodiment of the present invention can improve the contact performance of the pixel bars in the pad area.
이 밖에도, 본 발명의 실시 예들을 통해 본 발명의 또 다른 특징 및 이점들이 새롭게 파악될 수도 있을 것이다.In addition, other features and advantages of the present invention may be newly understood through embodiments of the present invention.
도 1은 종래 기술에 따른 액정 표시장치를 나타내는 도면.
도 2는 종래 기술에 따른 액정 표시장치 픽셀 구조를 나타내는 도면.
도 3는 종래 기술에 따른 액정 표시장치의 제조방법에 따른 문제점을 나타내는 도면.
도 4는 종래 기술에 따른 액정 표시장치의 패드부에서 픽셀 바의 단선이 발생되는 문제점을 나타내는 도면.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 액정 표시장치를 나타내는 도면.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 액정 표시장치의 픽셀 구조를 나타내는 도면.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 액정 표시장치의 패드부를 나타내는 도면.
도 8은 도 7에 도시된 컨택 영역을 확대하여 나타내는 도면.
도 9 내지 도 13은 본 발명의 실시 예에 따른 액정 표시장치의 제조방법을 나타내는 도면.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a view showing a conventional liquid crystal display.
2 is a view showing a pixel structure of a liquid crystal display device according to the related art;
3 is a view showing a problem in a conventional method of manufacturing a liquid crystal display device.
4 is a view showing a problem of disconnection of a pixel bar in a pad portion of a liquid crystal display device according to the related art.
5 is a view illustrating a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention.
6 is a diagram showing a pixel structure of a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention.
7 is a view showing a pad portion of a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention.
8 is an enlarged view of the contact area shown in Fig. 7; Fig.
9 to 13 are views showing a manufacturing method of a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들에 따른 터치 스크린이 내장된 액정 표시장치와 이의 제조방법에 대하여 설명하기로 한다.Hereinafter, a liquid crystal display (LCD) device having a touch screen according to embodiments of the present invention and a method of manufacturing the same will be described with reference to the accompanying drawings.
본 발명의 실시 예들을 설명함에 있어서 어떤 구조물(전극, 라인, 배선 레이어, 컨택)이 다른 구조물 "상부에 또는 상에" 및 "하부에 또는 아래에" 형성된다고 기재된 경우, 이러한 기재는 이 구조물들이 서로 접촉되어 있는 경우는 물론이고 이들 구조물들 사이에 제3의 구조물이 개재되어 있는 경우까지 포함하는 것으로 해석 되어야 한다.In describing embodiments of the present invention, when it is stated that a structure (electrode, line, wiring layer, contact) is formed "over or on" and "below or below" another structure, It should be interpreted as including a case where a third structure is interposed between these structures as well as when they are in contact with each other.
아울러, 상기 "상부에 또는 상에" 및 "하부에 또는 아래에" 라는 표현은 도면에 기초하여 본 발명의 구성 및 제조방법을 설명하기 위한 것이다. 따라서, 상기 "상부에 또는 상에" 및 "하부에 또는 아래에" 라는 표현은 제조 공정 과정과 제조가 완료된 이후 구성에서 서로 상이할 수 있다.In addition, the expression "above or above" and "below or below" are for the purpose of illustrating the construction and manufacturing method of the present invention based on the drawings. Accordingly, the terms "above or above" and "below or below" may be different in the fabrication process and configuration after fabrication is complete.
액정 표시장치는 액정층의 배열을 조절하는 방식에 따라 TN(Twisted Nematic) 모드, VA(Vertical Alignment) 모드, IPS(In Plane Switching) 모드, FFS(Fringe Field Switching) 모드 등 다양하게 개발되어 있다.The liquid crystal display has been developed in various ways such as TN (Twisted Nematic) mode, VA (Vertical Alignment) mode, IPS (In Plane Switching) mode and FFS (Fringe Field Switching) mode according to a method of controlling the arrangement of liquid crystal layers.
그 중에서, 상기 IPS 모드와 상기 FFS 모드는 하부 기판 상에 픽셀 전극과 공통 전극을 배치하여 상기 픽셀 전극과 공통 전극 사이의 전계에 의해 액정층의 배열을 조절하는 방식이다.In the IPS mode and the FFS mode, a pixel electrode and a common electrode are disposed on a lower substrate, and the alignment of the liquid crystal layer is adjusted by an electric field between the pixel electrode and the common electrode.
특히, 상기 IPS 모드는 상기 픽셀 전극과 공통 전극을 평행하게 교대로 배열함으로써 양 전극 사이에서 횡전계를 일으켜 액정층의 배열을 조절하는 방식이다.Particularly, in the IPS mode, the pixel electrode and the common electrode are alternately arranged in parallel to each other to generate a transverse electric field between both electrodes to adjust the alignment of the liquid crystal layer.
이와 같은 IPS 모드는 상기 픽셀 전극과 상기 공통 전극 상측 부분에서 액정층의 배열이 조절되지 않아 그 영역에서 광의 투과도가 저하되는 단점이 있다.In such an IPS mode, the alignment of the liquid crystal layer is not adjusted in the pixel electrode and the upper portion of the common electrode, so that the transmittance of light is reduced in the region.
이와 같은 IPS 모드의 단점을 해결하기 위해 고안된 것이 상기 FFS 모드이다. 상기 FFS 모드는 상기 픽셀 전극과 상기 공통 전극을 절연층을 사이에 두고 이격되도록 형성시킨다.The FFS mode is designed to overcome the shortcomings of the IPS mode. In the FFS mode, the pixel electrode and the common electrode are formed to be spaced apart with an insulating layer therebetween.
이때, 하나의 전극은 판(plate) 형상 또는 패턴으로 구성하고 다른 하나의 전극은 핑거(finger) 형상으로 구성하여 양 전극 사이에서 발생되는 프린지 필드(Fringe Field)를 통해 액정층의 배열을 조절하는 방식이다.At this time, one electrode is formed in a plate shape or a pattern and the other electrode is formed in a finger shape, and the arrangement of the liquid crystal layer is controlled through a fringe field generated between the electrodes Method.
본 발명의 실시 예들에 따른 터치 스크린이 내장된 액정 표시장치는 사용자의 터치 위치를 검출하는 터치 스크린이 내장된 인-셀 터치(in-cell touch) 타입의 액정 패널과, 상기 액정 패널에 광을 공급하는 백라이트 유닛(Back Light Unit) 및 구동 회로부를 포함하여 구성된다.A liquid crystal display device having a built-in touch screen according to embodiments of the present invention includes an in-cell touch type liquid crystal panel having a built-in touch screen for detecting a touch position of a user, A back light unit (back light unit) for supplying light and a driving circuit unit.
상기 구동 회로부는 타이밍 컨트롤러(T-con), 데이터 드라이버(D-IC), 게이트 드라이버(G-IC), 센싱 드라이버, 백라이트 구동부, 구동 회로들에 구동 전원을 공급하는 전원 공급부를 포함한다.The driving circuit unit includes a power supply unit for supplying driving power to a timing controller T-con, a data driver D-IC, a gate driver G-IC, a sensing driver, a backlight driving unit, and driving circuits.
여기서, 상기 구동 회로부의 전체 또는 일부는 COG(Chip On Glass) 또는 COF(Chip On Flexible Printed Circuit, Chip On Film) 방식으로 액정 패널 상에 형성될 수 있다.Here, all or a part of the driving circuit portion may be formed on a liquid crystal panel by a COG (Chip On Glass) or a COF (Chip On Flexible Printed Circuit) method.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 액정 표시장치를 나타내는 도면이고, 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 액정 표시장치의 픽셀 구조를 나타내는 도면이다.FIG. 5 is a view illustrating a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a diagram illustrating a pixel structure of a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention.
도 5 및 도 6에서는 FFS(Fringe Field Switch) 모드의 TFT 어레이 기판(하부 기판) 구조를 나타내고 있으며, 인셀 터치 타입으로 터치 스크린이 TFT 어레이 기판에 내재화 된 것을 도시하고 있다.FIGS. 5 and 6 show a TFT array substrate (lower substrate) structure in an FFS (Fringe Field Switch) mode, and a touch screen is internalized on a TFT array substrate by an incelel touch type.
도 5 및 도 6에서는 컬러필터 어레이 기판(상부 기판), 액정층, 백라이트 유닛 및 구동 회로부의 도시는 생략되었다.5 and 6, the color filter array substrate (upper substrate), the liquid crystal layer, the backlight unit, and the driving circuit are not shown.
도 5를 참조하면, TFT 어레이 기판에는 화상이 표시되는 표시 영역(100)이 형성되고, 외곽부의 비 표시 영역(200)에 복수의 패드부(230, 240, 250)가 형성된다.5, a
표시 영역(100)에는 복수의 픽셀(pixel)이 형성된다.A plurality of pixels are formed in the
비 표시 영역(200)에 형성된 복수의 패드부(230, 240, 250)는 유닛 온-오프 패드부(230, unit_on-off_pad), 유닛 FPC 패드부/유닛 FPC 쇼팅 연결부(240, unit_fpc_pad, unit_fpc_shorting) 및 범프 인풋 더미/범프 아웃풋 더미(250, bump_input_dmy, bump_output_dmy)로 구성된다.The plurality of
도 5에서는 패널의 상단부 외곽에 패드부가 형성되는 것으로 도시하고 있으나, 패널의 좌우측 외곽 및 하단부 외곽에도 패드부가 형성될 수 있다.In FIG. 5, the pad portion is formed on the outer edge of the upper end of the panel, but the pad portion may be formed on the left and right outer edges and the outer edge of the lower edge of the panel.
표시 영역에 형성된 복수의 픽셀(pixel) 각각은 서로 교차하는 데이터 라인들(미도시)과 게이트 라인들(미도시)에 의해 정의된다. 상기 데이터 라인들과 상기 게이트 라인들이 교차되는 영역 마다 박막 트랜지스터(TFT: Thin Film Transistor)가 형성된다.Each of the plurality of pixels formed in the display area is defined by data lines (not shown) and gate lines (not shown) that intersect each other. A thin film transistor (TFT) is formed in an area where the data lines and the gate lines cross each other.
TFT 어레이 기판에는 복수의 픽셀이 형성되며, 상기 복수의 픽셀 각각은 서로 교차하는 데이터 라인들(미도시)과 게이트 라인들(미도시)에 의해 정의된다.A plurality of pixels are formed on the TFT array substrate, and each of the plurality of pixels is defined by data lines (not shown) and gate lines (not shown) which intersect with each other.
상기 데이터 라인들과 상기 게이트 라인들이 교차되는 영역 마다 TFT(Thin Film Transistor)가 형성된다. 또한, 복수의 픽셀 각각은 공통 전극(Vcom electrode) 및 픽셀 전극(pixel electrode)을 포함한다.A TFT (Thin Film Transistor) is formed for each region where the data lines and the gate lines cross each other. In addition, each of the plurality of pixels includes a common electrode (Vcom electrode) and a pixel electrode.
도 6을 참조하면, TFT 어레이 기판은 글래스 기판(110), 차광층(120), 버퍼층(122, buffer layer), 게이트 절연층(136, gate insulator), 데이터 컨택(145, data contact), 층간 절연층(140, ILD: Inter Layer Dielectric), 제1 보호층(150), 공통 전극(160, Vcom electrode), 터치 센싱 라인(170), 제2 보호층(180), 픽셀 전극(190, Pixel electrode) 및 액티브(130), 소스(132), 드레인(134), 게이트(138)로 이루어진 TFT를 포함한다.6, the TFT array substrate includes a
글래스 기판(110) 상부 중에서 TFT 영역에는 차광층(120)이 형성되고, 차광층(120)을 덮도록 버퍼층(122)이 형성된다. 차광층(120)은 몰리브덴(Mo) 또는 알루미늄(Al)으로 형성될 수 있고, 500Å의 두께를 가질 수 있다.A
버퍼층(122)은 무기물, 일 예로서 SiO2, 또는 SiNx로 형성될 수 있으며, 2,000Å ~ 3,000Å의 두께를 가질 수 있다.The
TFT 영역의 버퍼층(122) 상부 중에서 차광층(120)과 중첩되는 영역에 TFT의 액티브(130), 소스(132) 및 드레인(134)이 형성된다.The
여기서, 액티브(130)는 저온 폴리실리콘(P-Si)으로 형성될 수 있으며, 500Å의 두께를 가질 수 있다. 소스(132) 및 드레인(134)은 액티브(130)의 반도체 레이어에 P 타입 또는 N 타입의 불순물이 도핑되어 형성될 수 있다.Here, the active 130 may be formed of low-temperature polysilicon (P-Si), and may have a thickness of 500 ANGSTROM. The
버퍼층(122)의 상부 전면에는 액티브(130), 소스(132) 및 드레인(134)을 덮도록 게이트 절연층(136)이 형성된다. 이때, 게이트 절연층(136)은 SiO2로 형성될 수 있으며, 1,300Å의 두께를 가질 수 있다.A
한편, 게이트 절연층(136)은 TEOS(Tetra Ethyl Ortho Silicate) 또는 MTO(Middle Temperature Oxide)를 CVD(Chemical Vapor Deposition)로 증착하여 형성될 수도 있다.Meanwhile, the
게이트 절연층(136)의 상부 중에서 액티브(130)와 중첩되는 영역에는 게이트(138)가 형성된다. 이때, 게이트(138)는 알루미늄(Al) 또는 몰리브덴(Mo)으로 형성될 수 있으며, 3,000Å의 두께를 가질 수 있다.A
이와 같이, 게이트 절연층(136)을 사이에 두고, 액티브(130), 소스(132), 드레인(134) 및 게이트(138)가 형성되어 TFT가 구성되게 된다.As described above, the
게이트 절연층(136) 상부에는 게이트(138)를 덮도록 층간 절연층(140)이 형성된다.An interlayer insulating
이때, 층간 절연층(140)은 SiO2 또는 SiNx로 형성될 수 있으며, 6,000Å의 두께를 가질 수 있다. 다른 예로서, 층간 절연층(140)은 SiO2(3,000Å)/SiNx(3,000Å)의 구조로도 형성될 수도 있다.At this time, the
드레인(134)의 상면이 노출되도록 게이트 절연층(136) 및 층간 절연층(140)의 일부가 식각되고, 데이터 컨택(145)이 드레인(134)과 접속되도록 형성된다.A part of the
이러한, 데이터 컨택(145)은 드레인(134)과 후술되는 픽셀 전극(190)을 접속시킨다. 이때, 데이터 컨택(145)은 6,000Å의 두께를 가지도록 형성되고, 몰리브덴(Mo)/알루미늄(Al)몰리브덴(Mo)이 적층된 구조로 형성될 수 있다.The data contact 145 connects the
층간 절연층(140) 상부에는 데이터 컨택(145)을 덮도록 제1 보호층(150, PAS1)이 형성된다. 이때, 제1 보호층(150)은 포토 아크릴(photo acryl)로 형성되며, 3um의 두께를 가진다.A first passivation layer 150 (PAS1) is formed on the
제1 보호층(150)의 상부 중에서 픽셀 영역에는 공통 전극(160, Vcom electrode)이 형성된다.A common electrode 160 (Vcom electrode) is formed in the pixel region in the upper portion of the
이러한, 공통 전극(160)은 ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide) 또는 ITZO(indium tin zinc oxide)와 같은 투명 전도성 물질로, 500Å의 두께를 가지도록 형성될 수 있다.The
터치 센싱 라인(170)은 픽셀을 가로지르도록 공통 전극(160) 상부에 형성되어 인접한 픽셀들의 공통 전극(160)을 연결시킨다. 이를 통해, 공통 전극(160)이 비 표시 기간에 터치 센싱 전극의 기능을 가지게 된다.The
여기서, 터치 센싱 라인(170)은 몰리브덴(Mo) 또는 알루미늄(Al)으로 형성될 수 있으며, 1,500Å ~ 2,000Å의 두께를 가질 수 있다. 한편, 터치 센싱 라인(170)은 몰리브덴(Mo)/알루미늄(Al)/ 몰리브덴(Mo)이 적층된 구조로도 형성될 수 있다.Here, the
이러한, 터치 센싱 라인(170)은 인접한 픽셀들의 공통 전극(160)을 연결하여 터치 블록을 구성시킨다. 이때, 터치 블록은 X축 방향의 터치 위치를 검출하기 위한 터치 로우 블록(touch row block)과, Y축 방향의 터치 위치를 검출하기 위한 터치 컬럼 블록(touch column block)로 구성된다.The
터치 스크린이 사용자의 터치 위치를 검출하기 위해서는 X축 및 Y축의 좌표를 인식해야 함으로, 터치 로우 블록과 터치 컬럼 블록은 서로 컨택되지 않고 분리되어야 한다.In order for the touch screen to detect the user's touch position, the coordinates of the X-axis and the Y-axis must be recognized, so that the touch row block and the touch column block must be separated from each other without being contacted with each other.
이를 위해, 터치 컬럼 블록의 터치 센싱 라인(170)은 TFT 어레이 기판의 데이터 라인과 중첩되도록 형성된 도전성 라인을 이용하여 Y축 방향으로 연결되어, Y축 방향에서 사용자의 터치 위치가 인식되도록 한다.To this end, the
터치 로우 블록의 터치 센싱 라인(170)은 TFT 어레이 기판에 게이트 라인이 형성될 때 함께 형성된 게이트 메탈을 브릿지로 이용하여 터치 컬럼 블록과의 컨택을 피하고, X축 방향에서 사용자의 터치 위치가 인식되도록 한다.The
이와 같이, 터치 로우 블록과 터치 컬럼 블록이 분리되도록 하여 X축 및 Y축 방향에서 사용자의 터치 위치가 검출되도록 한다.In this manner, the touch row block and the touch column block are separated from each other to detect the touch position of the user in the X-axis and Y-axis directions.
제1 보호층(150) 상부에는 공통 전극(160) 및 터치 센싱 라인(170)을 덮도록 제2 보호층(180)이 형성된다. 이때, 제2 보호층(180)은 SiO2, 또는 SiNx로 형성될 수 있으며, 2,000Å ~ 3,000Å의 두께를 가질 수 있다.A
상기 제1 보호층(150) 중에서 데이터 컨택(145)과 중첩되는 영역에는 제1 컨택 홀(155)이 형성된다.A
제1 컨택 홀(155)의 상부에는 제2 보호층(180)이 식각되어 제2 컨택 홀(185)이 형성된다.A
제2 보호층(180)의 상부 중에서 픽셀 영역에 픽셀 전극(190)이 핑커(finger) 형상으로 형성된다. 그리고, 제1 컨택 홀(155) 및 제2 컨택 홀(185) 내에 픽셀 전극(190)이 형성되어 데이터 컨택(145)과 접속된다. 이러한, 컨택 구조를 통해, 데이터 컨택(145)을 경유하여 TFT의 드레인(134)과 픽셀 전극(190)이 접속된다.A
이때, 픽셀 전극(190)은 ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide) 또는 ITZO(indium tin zinc oxide)와 같은 투명 전도성 물질로, 500Å의 두께를 가지도록 형성될 수 있다The
상기 제2 보호층(180)과 상기 픽셀 전극(190)은 하나의 하프 톤 마스크(HTM: half tone mask)를 이용한 단일 마스크 공정을 통해 동시에 형성될 수 있다.The
본 발명의 실시 예에 따른 액정 표시장치는 표시 기간에는 픽셀들의 픽셀 전극에 인가된 데이터 전압과 공통 전극에 인가된 공통 전압(Vcom)에 따라 액정층을 투과하는 광의 투과율을 조절하여 영상 신호에 따른 화상을 표시한다.The liquid crystal display according to the embodiment of the present invention adjusts the transmittance of light passing through the liquid crystal layer according to the data voltage applied to the pixel electrode of the pixels and the common voltage Vcom applied to the common electrode during the display period, And displays an image.
그리고, 비 표시 기간에는 상기 터치 센싱 라인(170)에 의해 접속된 각 픽셀의 공통 전극(160)을 터치 센싱 전극으로 구동시켜 사용자의 터치에 따른 정전용량(Ctc)의 변화를 감지한다. 그리고, 사용자의 터치에 따른 터치 정전용량과 기준 정전용량을 비교하여 터치 위치(TS)를 검출한다.During the non-display period, the
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 액정 표시장치의 패드부를 나타내는 도면이고, 도 8은 도 7에 도시된 컨택 영역을 확대하여 나타내는 도면이다.FIG. 7 is a view showing a pad portion of a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 8 is an enlarged view of the contact region shown in FIG.
도 7 및 도 8에서는 복수의 패드부(230, 240, 250) 중에서 유닛 온-오프 패드부(230, unit_on-off_pad)를 나타내고 있다.In FIGS. 7 and 8, a unit on-off pad 230 (unit_on-off_pad) is shown among the plurality of
도 7 및 도 8을 참조하면, 복수의 패드부(230, 240, 250) 중에서 유닛 온-오프 패드부(230, unit_on-off_pad)는 복수의 패드(232, pad) 및 픽셀 바(234, pixel bar 또는 픽셀 라인)를 포함한다.Referring to FIGS. 7 and 8, a unit on-
이러한, 패널의 외곽에 형성되는 유닛 온-오프 패드부(230, unit_on-off_pad)는 픽셀을 형성하는 제조공정을 이용하여 형성되게 되는데, 제1 보호층(150, PAS1)을 넓게 식각하여 제1 컨택 홀(155)이 형성된다. 제1 컨택 홀(155) 내에 픽셀 패드와 제2 보호층(180)의 제2 컨택 홀(185)이 배열된 구조를 가진다.The unit on-off pad 230 (unit_on-off_pad) formed on the outside of the panel is formed using a manufacturing process for forming pixels. The
제1 컨택 홀(155) 부분을 이용하여 픽셀 바(234)를 접속시키기 때문에, 제1 컨택 홀(155) 내에 복수의 픽셀 패드(242)와 제2 컨택 홀을 다수 배열하게 된다.A plurality of pixel pads 242 and a plurality of second contact holes are arranged in the first contact holes 155 because the pixel bars 234 are connected using the first contact holes 155.
또한, 유닛 온-오프 패드부(230)는 제1 컨택 홀(155) 안쪽에는 하부 메탈(270) 및 픽셀 전극(190)이 형성된다.The unit on-
여기서, 유닛 온-오프 패드부(230)의 하부 메탈(270)은 픽셀 영역에 형성된 터치 센싱 라인의 메탈과 공통 전극의 투명 메탈 중 적어도 하나로 구성될 수 있다. 그리고, 유닛 온-오프 패드부(230)의 픽셀 전극(190)은 픽셀 영역에 형성되는 픽셀 전극을 형성할 때 함께 형성된다.Here, the
픽셀 바(234)와 픽셀 패드(232)는 이격되도록 형성되어 있어 직접 연결되지 않고, 하부 메탈(270)과 컨택 패턴(260)을 통해 연결된다.The
이를 위해, 픽셀 바(234) 상에 형성되는 제2 보호층(180)에 제2 컨택 홀(185)을 형성하고, 컨택 패턴(260)을 이용하여 픽셀 바(234)와 픽셀 패드(232)를 연결시킨다.A
여기서, 픽셀 영역의 공통 전극(160)과 동일 레이어 상에서 투명 전도성 물질(ITO)로 컨택 패턴(260)을 형성하며, 픽셀 패드(232)와 연결된 하부 메탈(270)에 컨택 패턴(260)을 연결시켜 픽셀 바(234)와 픽셀 패드(232)의 컨택이 이루어지도록 한다.A
픽셀 바(234)는 20um의 폭 및 36um의 길이를 가지도록 형성되고, 제1 컨택 홀(155)과 중첩되지 않도록 5um의 간격을 두고 형성된다.The
픽셀 바(234) 상에 형성되는 제2 컨택 홀(185)은 가로-세로 6um*6um의 크기로 형성된다.The
유닛 온-오프 패드부(230) 내부의 제1 컨택 홀(155) 내에도 제2 컨택 홀(185)이 형성되는데, 이때 제 2 컨택 홀(185)의 사이즈를 하부 메탈(270)의 사이즈와 유사하도록 형성 한다. 이때, 하부 메탈(270)과 컨택 패턴(260)의 컨택이 원활하게 이루어질 수 있도록 제2 컨택 홀(185) 사이즈보다 편측이 10um 작도록 하부 메탈(270)을 형성한다.A
여기서, 제1 컨택 홀(155)의 경계면에서 픽셀 바(234)의 컨택이 끊어지는 것을 방지하기 위해, 하부 메탈(270)의 길이를 신장시켜 픽셀 바(234)와 픽셀 패드(232)의 컨택을 위한 브리지로 이용한다.In order to prevent the contact of the
픽셀 바(234)의 컨택 영역은 제조 공정 중, 클리어 영역을 이용하게 되는데, 이때, 클리어 영역은 하부 메탈(270)보다 작은 사이즈로 형성한다. 제2 보호층(180)을 에칭하여 제2 컨택 홀(185)을 형성할 때, 하부 메탈(270)이 에치 스톱(etch stop)으로 기능하게 된다.The clear region is formed in a smaller size than the
각 구성의 상대 크기를 비교하면, 제1 보호층의 클리어 영역이 가장 크고, 다음으로 하부 메탈(270)이 큰 크기를 가진다. 다음으로 픽셀 전극(190)이 가장 작은 크기를 가진다. 그리고, 픽셀 전극(190)과 제2 보호층(180)의 클리어 영역은 동일한 크기를 가지게 된다(제1 보호층(PAS1)의 클리어 영역 > 하부 메탈 > 픽셀 전극 = 제2 보호층(PAS2)의 클리어 영역).When the relative sizes of the respective structures are compared, the clear area of the first protective layer is the largest, and then the
유닛 FPC 패드부/유닛 FPC 쇼팅 연결부(240, unit_fpc_pad, unit_fpc_shorting) 및 범프 인풋 더미/범프 아웃풋 더미(250, bump_input_dmy, bump_output_dmy)도 상술한 유닛 온-오프 패드부(230, unit_on-off_pad)와 동일하게, 하부 메탈(270)과 컨택 패턴(260)을 브리지로 이용하여 패드 패턴들과 신호 라인(쇼팅 바)의 컨택이 이루어지도록 할 수 있다.The unit FPC pad unit / unit FPC shorting connection unit 240 (unit_fpc_pad, unit_fpc_shorting) and the bump input dummy / bump output dummy 250 (bump_input_dmy, bump_output_dmy) are also the same as the unit on-
상술한, 구성을 가지는 본 발명의 실시 예에 따른 액정 표시장치의 패드부는 픽셀 바(234)에 제2 컨택 홀(185)을 형성하고, 하부 메탈(270)과 컨택 패턴(260)을 브리지로 이용하여 픽셀 바(234)와 패드 영역의 픽셀 패드(232)를 연결시킬 수 있다. 이를 통해, 하프톤 마스크를 이용하여 제2 보호층(180)과 픽셀 전극(190)을 동시에 형성하면서도, 패드 영역에의 컨택 불량을 방지할 수 있다.The pad portion of the liquid crystal display device according to the embodiment of the present invention has the
도 9 내지 도 13은 본 발명의 실시 예에 따른 액정 표시장치의 제조방법을 나타내는 도면이다. 여기서, 도 9 내지 도 13은 도 7에 도시된 A1-A2 선 및 B1-B2 선에 따른 단면을 기준으로 제조공정을 도시하고 있으며, 표시 영역의 픽셀을 형성하기 위한 제조방법에 대한 도시는 생략하였다.9 to 13 are views showing a method of manufacturing a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention. Here, FIGS. 9 to 13 show a manufacturing process with reference to cross-sections taken along line A1-A2 and line B1-B2 shown in FIG. 7, and a manufacturing method for forming pixels in the display region is omitted Respectively.
이하, 도 9 내지 도 13을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 액정 표시장치의 제조방법을 설명하기로 한다. A1-A2 선에 따른 단면도는 패드 영역 중 하나의 픽셀 패드에 해당하는 부분을 도시하고 있다. B1-B2 선에 따른 단면도는 픽셀 바의 컨택 영역을 나타내고 있다.Hereinafter, a method of manufacturing a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 9 to 13. FIG. A sectional view taken along the line A1-A2 shows a portion corresponding to one pixel pad of the pad region. A sectional view along the line B1-B2 shows the contact area of the pixel bar.
도 9를 참조하면, 패드 영역 및 컨택 영역에 제1 보호층(150, PAS1)을 형성한다. 이후, 하프톤 마스크를 이용한 포토리쏘그래피 공정 및 식각 공정을 수행하여 클리어 영역을 형성한다. 제1 보호층(150, PAS1)의 클리어 영역을 통해 제1 컨택 홀(155)이 형성된다. 이때, 제1 보호층(150)은 포토 아크릴(photo acryl)로 형성될 수 있으며, 3um의 두께를 가질 수 있다.Referring to FIG. 9, a first passivation layer 150 (PAS1) is formed in a pad region and a contact region. Thereafter, a photolithography process and an etching process using a halftone mask are performed to form a clear region. The
이후, 패드 영역 및 컨택 영역의 클리어 영역에 하부 메탈(270)을 형성한다. 이때, 컨택 영역에 형성되는 하부 메탈(270)은 그 길이가 신장되어 클리어 영역뿐만 아니라 노멀 영역의 제1 보호층(150) 상부에도 형성된다.Thereafter, the
이러한, 유닛 온-오프 패드부(230)의 하부 메탈(270)은 픽셀 영역에 형성되는 터치 센싱 라인의 메탈과 공통 전극의 투명 메탈 중 적어도 하나로 구성될 수 있다.The
여기서, 하부 메탈(270)은 후속 공정에서 제2 보호층이 식각되어 형성되는 제 2컨택 홀의 에치 스톱(etch stop)의 역할을 한다.Here, the
이어서, 도 10을 참조하면, 제1 보호층(150) 및 하부 메탈(270)을 덮도록 제2 보호층(180, PAS2)을 형성한다. 이때, 제2 보호층(180)은 SiO2, 또는 SiNx로 형성될 수 있으며, 2,000Å ~ 3,000Å의 두께를 가질 수 있다.Referring to FIG. 10, a second passivation layer 180 (PAS2) is formed to cover the
이어서, 도 11을 참조하면, 제2 보호층(180) 상에 포토레지스트(195)를 도포한 후, 하프톤 마스크를 이용한 포토리쏘그래피 공정 및 식각 공정을 수행한다.11, a
패드 영역에서, 하부 메탈(270)과 일부 중첩되는 영역 즉, 제1 컨택 홀(155)상의 포토레지스트(195)는 제거되어 클리어 영역으로 형성된다. 이때, 클리어 영역은 하부 메탈(270)보다는 작은 사이즈를 가지도록 형성된다.In the pad region, the region partially overlapped with the
한편, 컨택 영역에서, 제1 컨택 홀(155) 상의 포토레지스트(195)는 제거되어 클리어 영역으로 형성된다.On the other hand, in the contact region, the
그리고, 제1 보호층(150)의 노멀 영역과 중첩되는 영역의 포토레지스트(195) 중에서 하부 메탈(270)과 중첩되는 일부분은 제거되어 클리어 영역이 형성되고, 그 이외의 부분은 하프톤 영역으로 형성된다.A portion of the
이러한, 패드 영역 및 컨택 영역에 형성된 클리어 영역에 의해 제2 보호층(180)의 상부가 노출된다.The upper portion of the
이어서, 도 12를 참조하면, 애싱 공정을 수행하여 클리어 영역에 의해 노출된 제2 보호층(180)을 제거하여 하부 메탈(270)을 노출시킨다.12, an ashing process is performed to expose the
구체적으로, 패드 영역에서 클리어 영역의 제2 보호층(180)이 제거되어 제2 컨택 홀(185)이 형성된다. 제2 컨택 홀(185)에 의해 하부 메탈(270)이 노출된다.Specifically, the second
또한, 컨택 영역에서도 클리어 영역의 제2 보호층(180)이 제거되어 제2 컨택 홀(185)이 형성된다. 이때, 컨택 영역에 형성되는 제2 컨택 홀(185)은 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 픽셀 바(234)의 상부에 형성되어 픽셀 바(234)를 노출시키게 된다.Also, in the contact area, the second
픽셀 바(234) 상에 형성되는 제2 컨택 홀(185)은 가로-세로 6um*6um의 크기로 형성된다.The
상기 제1 컨택 홀(155) 및 제2 컨택 홀(185)은 하프톤 마스크의 클리어 영역을 이용하여 형성된다.The
이어서, 도 13을 참조하면, 패드 영역 상에 ITO와 같은 투명 전도성 물질로 픽셀 전극(190)을 형성한다.Next, referring to FIG. 13, a
또한, 패드 영역의 외곽부 및 컨택 영역 상에도 ITO와 같은 투명 전도성 물질로 컨택 패턴(260)을 형성한다.Also, the
여기서, 컨택 영역의 픽셀 바(234)와 패드 영역의 픽셀 패드(232)는 이격되도록 형성되어 있어 직접 연결되지 않고, 하부 메탈(270)과 컨택 패턴(260)을 통해 연결된다.Here, the
이와 같이, 픽셀 바(234) 상에 형성되는 제2 보호층(180)에 제2 컨택 홀(185)을 형성하고, 컨택 패턴(260)을 브리지로 이용하여 픽셀 바(234)와 픽셀 패드(232)를 연결시킨다.The
이러한, 컨택 패턴(260)은 픽셀 영역의 공통 전극(160)과 동일 레이어 상에서 투명 전도성 물질(ITO)로 형성되며, 픽셀 패드(232)와 연결된 하부 메탈(270)에 컨택 패턴(260)을 연결시켜 픽셀 바(234)와 픽셀 패드(232)의 컨택이 이루어지도록 한다.The
픽셀 바(234)는 20um의 폭 및 36um의 길이를 가지도록 형성되고, 제1 컨택 홀(155)과 중첩되지 않도록 5um의 간격을 두고 형성된다.The
제 2 컨택 홀(185)의 사이즈는 하부 메탈(270)의 사이즈와 유사하도록 형성된다. 하부 메탈(270)과 컨택 패턴(260)의 컨택이 원활하게 이루어질 수 있도록 제2 컨택 홀(185) 사이즈보다 편측이 10um 작도록 하부 메탈(270)을 형성한다.The size of the
제1 컨택 홀(155)의 경계면에서 픽셀 바(234)의 컨택이 끊어지는 것을 방지하기 위해, 컨택 영역에서 하부 메탈(270)의 길이를 신장시켜 픽셀 바(234)와 픽셀 패드(232)의 컨택을 위한 브리지로 이용하게 된다.The length of the
픽셀 바(234)의 컨택을 위한 브리지로 기능하는 하부 메탈(270)은 픽셀 바(234)의 하부까지 그 길이가 신장될 수 있다. 이때, 터치 센싱 라인의 메탈과 공통 전극의 투명 메탈을 모두 이용하여 하부 메탈(270)의 길이를 신장시킬 수도 있고, 터치 센싱 라인의 메탈과 공통 전극의 투명 메탈 중 하나만을 이용하여 하부 메탈(270)의 길이를 신장시킬 수도 있다.The
본 발명의 구성들의 상대 크기를 비교하면, 제1 보호층의 클리어 영역이 가장 크고, 다음으로 하부 메탈(270)이 큰 크기를 가진다. 다음으로 픽셀 전극(190)이 가장 작은 크기를 가진다. 그리고, 픽셀 전극(190)과 제2 보호층(180)의 클리어 영역은 동일한 크기를 가지게 된다(제1 보호층(PAS1)의 클리어 영역 > 하부 메탈 > 픽셀 전극 = 제2 보호층(PAS2)의 클리어 영역).When the relative sizes of the structures of the present invention are compared, the clear area of the first protective layer is the largest, and the
본 발명의 다른 실시 예에서, 유닛 FPC 패드부/유닛 FPC 쇼팅 연결부(240, unit_fpc_pad, unit_fpc_shorting) 및 범프 인풋 더미/범프 아웃풋 더미(250, bump_input_dmy, bump_output_dmy)도 상술한 유닛 온-오프 패드부(230, unit_on-off_pad)와 동일하게, 하부 메탈(270)과 컨택 패턴(260)을 브리지로 이용하여 패드 패턴들과 신호 라인(쇼팅 바)의 컨택이 이루어지도록 할 수 있다.In another embodiment of the invention, the unit FPC pad / unit FPC shorting connections 240 (unit_fpc_pad, unit_fpc_shorting) and the bump input dummy / bump output dummy 250 (bump_input_dmy, bump_output_dmy) , unit_on-off_pad), the contact between the pad patterns and the signal line (shorting bar) can be performed using the
패드 영역에 형성되는 제2 보호층(180)의 제2 컨택 홀(185) 및 픽셀 패드(232)의 사이지는 변경될 수 있으며, 프로브 팁(probe tip)으로 검사가 가능한 수준의 사이즈이면 된다.The size of the
상술한 본 발명의 실시 예에 따른 액정 표시장치와 이의 제조방법은 하프톤 마스크(Half tone mask)를 이용한 단일 마스크 공정으로 제2 보호층(180)과 픽셀 전극(190)을 동시에 형성하여 제조 효율을 높일 수 있다.The liquid crystal display device and the method of manufacturing the same according to the embodiment of the present invention can be realized by simultaneously forming the
또한, 픽셀 전극(190)의 형성 시, 리프트 오프(lift off) 공정에 의한 픽셀 전극(190)의 유실로 인해 발생되는 패드 영역에서 픽셀 바(234)가 단선되는 것을 방지할 수 있다. 이를 통해, 패드부에 형성되는 픽셀 바의 컨택 성능을 향상시킬 수 있다.In addition, when forming the
본 발명이 속하는 기술분야의 당 업자는 상술한 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다.It will be understood by those skilled in the art that the present invention can be embodied in other specific forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than the detailed description and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents are to be construed as being included within the scope of the present invention do.
100: 표시 영역 200: 비 표시 영역
110: 글래스 기판 120: 차광층
122: 버퍼층 130: 액티브
132: 소스 134: 드레인
136: 게이트 절연층 138: 게이트
140: 층간 절연층 145: 데이터 컨택
150: 제1 보호층 155: 제1 컨택 홀
160: 공통 전극 170: 터치 센싱 라인
180: 제2 보호층 185: 제2 컨택 홀
190: 픽셀 전극 195: 포토레지스트
230: 유닛 온-오프 패드부 232: 픽셀 패드
234: 픽셀 바 260: 컨택 패턴
270: 하부 메탈
240: 유닛 FPC 패드부/유닛 FPC 쇼팅 연결부
250: 범프 인풋 더미/범프 아웃풋 더미100: display area 200: non-display area
110: glass substrate 120: shielding layer
122: buffer layer 130: active
132: source 134: drain
136: gate insulating layer 138: gate
140: interlayer insulating layer 145: data contact
150: first protection layer 155: first contact hole
160: common electrode 170: touch sensing line
180: second protection layer 185: second contact hole
190: pixel electrode 195: photoresist
230: unit on-off pad unit 232: pixel pad
234: Pixel bar 260: Contact pattern
270: Lower metal
240: Unit FPC pad part / unit FPC shorting part
250: Bump input stack / bump output stack
Claims (15)
상기 패드 영역의 제1 컨택 홀 영역과, 상기 컨택 영역의 제1 컨택 홀 영역 및 제1 보호층 상부에 형성된 하부 메탈;
상기 제1 보호층 및 하부 메탈을 덮도록 형성된 제2 보호층;
상기 패드 영역에서 하부 메탈과 중첩되는 영역의 제2 보호층 및 상기 컨택 영역의 컨택 바와 중첩되는 영역에 제2 보호층을 제거하여 형성된 제2 컨택 홀;
상기 패드 영역에 투명 전도성 물질로 상기 하부 메탈 상부에 형성된 픽셀 전극; 및
상기 컨택 영역에 투명 전도성 물질로 상기 하부 메탈 상부에 형성된 컨택 패턴을 포함하고,
상기 패드 영역의 픽셀 패드와 상기 컨택 영역의 픽셀 바는 상기 하부 메탈이 브리지로 기능하여 연결되고,
상기 컨택 패턴은 픽셀 영역의 공통 전극과 동일 레이어 상에 형성되고,
상기 컨택 패턴은 상기 픽셀 패드와 연결된 상기 하부 메탈에 연결되어 상기 픽셀 바와 상기 픽셀 패드의 컨택이 이루어지도록 하는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치.A pad portion including a pad region formed with a pixel pad and a contact region formed with a pixel bar,
A lower metal formed on the first contact hole region of the pad region, the first contact hole region of the contact region, and the first passivation layer;
A second passivation layer formed to cover the first passivation layer and the bottom metal;
A second contact hole formed in the pad region by removing the second passivation layer in a region overlapping the lower metal and the second passivation layer and the contact bar of the contact region;
A pixel electrode formed on the lower metal layer with a transparent conductive material in the pad region; And
And a contact pattern formed on the lower metal with a transparent conductive material in the contact region,
Wherein the pixel pad of the pad region and the pixel bar of the contact region are connected by the lower metal functioning as a bridge,
The contact pattern is formed on the same layer as the common electrode of the pixel region,
Wherein the contact pattern is connected to the lower metal connected to the pixel pad so as to make contact between the pixel and the pixel pad.
상기 픽셀 바 상에 형성된 제2 컨택 홀은 가로 6um 및 세로 6um의 크기로 형성된 것을 특징으로 하는 액정 표시장치.The method according to claim 1,
And the second contact hole formed on the pixel bar has a size of 6 mu m and 6 mu m.
상기 픽셀 바는 20um의 폭 및 36um의 길이를 가지도록 형성되고,
상기 픽셀 바는 상기 제1 컨택 홀로부터 5um 거리를 두고 이격되도록 형성된 것을 특징으로 하는 액정 표시장치.The method according to claim 1,
The pixel bar is formed to have a width of 20 um and a length of 36 um,
And the pixel bar is spaced apart from the first contact hole by 5 m.
상기 하부 메탈의 사이즈는 상기 제2 컨택 홀의 편측보다 10um 작도록 형성된 것을 특징으로 하는 액정 표시장치.The method according to claim 1,
And a size of the lower metal is smaller than a side of the second contact hole by 10 mu m.
상기 패드부는 유닛 온-오프 패드부, 유닛 FPC 패드/유닛 FPC 쇼팅 연결부(unit_fpc_pad, unit_fpc_shorting) 및 범프 인풋 더미/범프 아웃풋 더미를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치.The method according to claim 1,
Wherein the pad portion includes a unit on-off pad portion, a unit FPC pad / unit FPC shorting connection portion (unit_fpc_pad, unit_fpc_shorting), and a bump input dummy / bump output dummy.
상기 패드 영역 및 컨택 영역에 제1 보호층을 형성하고, 상기 제1 보호층의 일부를 제거하여 제1 컨택 홀을 형성하는 단계;
상기 패드 영역의 제1 컨택 홀 영역에 하부 메탈을 형성하고, 상기 컨택 영역의 제1 컨택 홀 영역 및 제1 보호층 상부에 하부 메탈을 형성하는 단계;
상기 제1 보호층 및 하부 메탈을 덮도록 제2 보호층을 형성하는 단계;
상기 패드 영역에서 하부 메탈과 중첩되는 영역의 제2 보호층 및 상기 컨택 영역의 컨택 바와 중첩되는 영역에 제2 보호층을 제거하여 제2 컨택 홀을 형성하는 단계;
상기 패드 영역에 투명 전도성 물질을 도포하여 픽셀 전극을 형성하는 단계; 및
상기 컨택 영역에 투명 전도성 물질을 도포하여 컨택 패턴을 형성하는 단계를 포함하고,
상기 하부 메탈을 브리지로 이용하여 상기 패드 영역의 픽셀 패드와 상기 컨택 영역의 픽셀 바를 연결시키고,
상기 컨택 패턴은 픽셀 영역의 공통 전극과 동일 레이어 상에 형성되고,
상기 컨택 패턴은 상기 픽셀 패드와 연결된 상기 하부 메탈에 연결되어 상기 픽셀 바와 상기 픽셀 패드의 컨택이 이루어지도록 하는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치의 제조방법.A method of manufacturing a liquid crystal display device, wherein a pad portion including a pad region in which a pixel pad is formed and a contact region in which a pixel bar is formed is formed on a panel outer frame,
Forming a first passivation layer in the pad region and the contact region and removing a portion of the first passivation layer to form a first contact hole;
Forming a bottom metal in the first contact hole region of the pad region and forming a bottom metal on the first contact hole region and the first passivation layer of the contact region;
Forming a second passivation layer to cover the first passivation layer and the bottom metal;
Forming a second contact hole by removing a second protective layer in a second protective layer in a region overlapping the lower metal in the pad region and a region overlapping the contact bar in the contact region;
Forming a pixel electrode by applying a transparent conductive material to the pad region; And
Applying a transparent conductive material to the contact region to form a contact pattern,
Connecting the pixel pad of the pad region and the pixel bar of the contact region using the lower metal as a bridge,
The contact pattern is formed on the same layer as the common electrode of the pixel region,
Wherein the contact pattern is connected to the lower metal connected to the pixel pad so as to make contact between the pixel and the pixel pad.
상기 제1 컨택 홀 및 제2 컨택 홀은 하프톤 마스크의 클리어 영역을 이용하여 형성되는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치의 제조방법.The method according to claim 6,
Wherein the first contact hole and the second contact hole are formed using a clear region of a halftone mask.
상기 픽셀 바 상에 형성된 제2 컨택 홀은 가로 6um 및 세로 6um의 크기로 형성되는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치의 제조방법.The method according to claim 6,
And a second contact hole formed on the pixel bar is formed in a size of 6 mu m in width and 6 mu m in length.
상기 픽셀 바는 20um의 폭 및 36um의 길이를 가지도록 형성되고,
상기 픽셀 바는 상기 제1 컨택 홀로부터 5um 거리를 두고 이격되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치의 제조방법.The method according to claim 6,
The pixel bar is formed to have a width of 20 um and a length of 36 um,
Wherein the pixel bar is spaced apart from the first contact hole by 5 mu m.
상기 하부 메탈의 사이즈는 상기 제2 컨택 홀의 편측보다 10um 작도록 형성되는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치의 제조방법.The method according to claim 6,
And the lower metal is formed to have a size smaller by 10 mu m than one side of the second contact hole.
상기 하부 메탈은 표시 영역에 형성되는 터치 센싱 라인의 메탈과 공통 전극의 투명 메탈 중 적어도 하나로 형성되는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치의 제조방법.The method according to claim 6,
Wherein the lower metal is formed of at least one of a metal of a touch sensing line formed in a display area and a transparent metal of a common electrode.
상기 패드부는 유닛 온-오프 패드부, 유닛 FPC 패드/유닛 FPC 쇼팅 연결부(unit_fpc_pad, unit_fpc_shorting) 및 범프 인풋 더미/범프 아웃풋 더미를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치의 제조방법.The method according to claim 6,
Wherein the pad portion includes a unit on-off pad portion, a unit FPC pad / unit FPC shorting connection portion (unit_fpc_pad, unit_fpc_shorting), and a bump input dummy / bump output dummy.
상기 제2 컨택 홀은 프로브 팁(probe tip)으로 검사가 가능한 크기를 가지도록 형성되는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치의 제조방법.The method according to claim 6,
Wherein the second contact hole is formed to have a size capable of being inspected by a probe tip.
상기 하부 메탈은 상기 제2 보호층의 식각 시 에치 스톱(etch stop)으로 기능하는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치의 제조방법.The method according to claim 6,
Wherein the lower metal acts as an etch stop when etching the second passivation layer. ≪ RTI ID = 0.0 > 15. < / RTI >
상기 제2 컨택 홀을 형성하는 공정에 있어서,
상기 제2 보호층 상에 포토레지스트를 도포한 후, 하프톤 마스크를 이용한 포토리쏘그래피 공정 및 식각 공정을 수행하여 노멀 영역, 하프톤 영역 및 클리어 영역을 형성하는 단계를 더 포함하고,
상기 클리어 영역을 통해 상기 제2 보호층을 제거하여 상기 제2 컨택 홀을 형성하는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치의 제조방법.The method according to claim 6,
In the step of forming the second contact hole,
Forming a normal region, a halftone region and a clear region by performing a photolithography process and an etching process using a halftone mask after applying a photoresist on the second passivation layer,
And removing the second protective layer through the clear region to form the second contact hole.
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