KR101942982B1 - Array substrate for liquid crystal display device and method of fabricating the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 다수의 화소영역을 갖는 표시영역과 이의 외측의 비표시영역에 게이트 패드부 및 데이터 패드부가 정의된 기판 상의 상기 표시영역에 일 방향으로 연장하는 게이트 배선과, 상기 각 화소영역에 상기 게이트 배선과 연결된 게이트 전극을 형성하고, 상기 게이트 패드부에 상기 게이트 배선과 연결된 게이트 패드전극과, 상기 데이터 패드부에 제 1 보조 데이터 패드전극을 형성하는 단계와; 상기 게이트 배선 위로 전면에 게이트 절연막을 형성하는 단계와; 상기 게이트 절연막 위로 상기 각 게이트 전극에 대응하여 아일랜드 형태로 산화물 반도체층을 형성하고 동시에 상기 게이트 절연막에 상기 게이트 패드전극을 노출시키는 제 1 게이트 패드 콘택홀과, 상기 제 1 보조 데이터 패드전극을 노출시키는 제 1 데이터 패드 콘택홀을 형성하는 단계와; 상기 산화물 반도체층 위로 그 중앙부에 에치스토퍼를 형성하는 단계와; 상기 에치스토퍼 상부에 서로 이격하는 소스 및 드레인 전극과, 상기 게이트 절연막 위로 상기 소스 전극과 연결되며 상기 게이트 배선과 교차하여 상기 화소영역을 정의하는 데이터 배선을 형성하고, 상기 게이트 패드 전극과 접촉하는 제 1 보조 게이트 패드전극과, 상기 제 1 보조 데이터 패드전극과 접촉하는 데이터 패드전극을 형성하는 단계와; 상기 데이터 배선 위로 상기 표시영역 전면에 유기막을 형성하는 단계와; 상기 유기막 위로 상기 표시영역에 상기 각 소스 및 드레인 전극에 대해 제 1 개구를 갖는 공통전극을 형성하는 단계와; 상기 공통전극 위로 제 1 보호층을 상기 기판 전면에 형성하는 단계와; 상기 제 1 보호층 위로 상기 각 화소영역별로 바 형태의 다수의 제 2 개구를 갖는 판 형태의 화소전극을 형성하는 단계를 포함하는 액정표시장치용 어레이 기판의 제조 방법 및 이를 통해 제조된 액정표시장치용 어레이 기판을 제공한다.The present invention provides a liquid crystal display device including gate lines extending in one direction in a display region on a substrate on which a gate pad portion and a data pad portion are defined in a display region having a plurality of pixel regions and a non-display region outside the display region, Forming a gate electrode connected to the gate wiring, forming a gate pad electrode connected to the gate wiring on the gate pad portion and a first auxiliary data pad electrode on the data pad portion; Forming a gate insulating film over the gate wiring; A first gate pad contact hole formed on the gate insulating layer in an island shape corresponding to each of the gate electrodes and simultaneously exposing the gate pad electrode to the gate insulating layer; Forming a first data pad contact hole; Forming an etch stopper at the center of the oxide semiconductor layer; A source electrode and a drain electrode which are spaced apart from each other on the upper portion of the etch stopper; a data line connected to the source electrode and intersecting the gate line to define the pixel region, 1 auxiliary gate pad electrode and a data pad electrode in contact with the first auxiliary data pad electrode; Forming an organic film over the data line on the entire surface of the display region; Forming a common electrode on the organic film having a first opening in each of the source and drain electrodes in the display region; Forming a first passivation layer over the common electrode; And forming a plate-shaped pixel electrode having a plurality of bar-shaped second openings on each of the pixel regions on the first protective layer, and a liquid crystal display device manufactured by the method And an array substrate.
Description
본 발명은 어레이 기판에 관한 것이며, 특히 소자 특성 안정성이 우수한 산화물 반도체층을 가지며 마스크 공정 수를 저감시킬 수 있는 액정표시장치용 어레이 기판 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
The present invention relates to an array substrate, and more particularly, to an array substrate for a liquid crystal display device having an oxide semiconductor layer excellent in stability of device characteristics and capable of reducing the number of mask processes, and a method of manufacturing the same.
근래에 들어 사회가 본격적인 정보화 시대로 접어듦에 따라 대량의 정보를 처리 및 표시하는 디스플레이(display) 분야가 급속도로 발전해 왔고, 최근에는 특히 박형화, 경량화, 저소비전력화의 우수한 성능을 지닌 평판표시장치로서 액정표시장치 또는 유기전계 발광소자가 개발되어 기존의 브라운관(Cathode Ray Tube : CRT)을 대체하고 있다.Recently, the display field for processing and displaying a large amount of information has been rapidly developed as society has entered into a full-fledged information age. Recently, flat panel display devices having excellent performance such as thinning, light weight, and low power consumption have been developed A liquid crystal display or an organic electroluminescent device has been developed to replace a conventional cathode ray tube (CRT).
액정표시장치 중에서는 각 화소(pixel)별로 전압의 온(on), 오프(off)를 조절할 수 있는 스위칭 소자인 박막트랜지스터(Tr)가 구비된 어레이 기판을 포함하는 액티브 매트릭스형 액정표시장치가 해상도 및 동영상 구현능력이 뛰어나 가장 주목받고 있다.An active matrix liquid crystal display device including an array substrate including a thin film transistor Tr which is a switching element capable of controlling voltage on and off for each pixel in a liquid crystal display device has a resolution And the ability to implement video is the most attention.
이러한 액정표시장치에 있어서 화소영역 각각을 온(on)/오프(off) 제거하기 위해서 필수적으로 스위칭 소자인 박막트랜지스터(Tr)를 구비한 어레이 기판이 구성된다. In such a liquid crystal display device, an array substrate provided with a thin film transistor (Tr), which is a switching element, is essential in order to turn on / off each pixel region.
도 1은 액정표시장치를 구성하는 종래의 어레이 기판에 있어 하나의 화소영역을 박막트랜지스터(Tr)를 포함하여 절단한 부분에 대한 단면을 도시한 것이다. 1 is a cross-sectional view of a portion of a conventional array substrate constituting a liquid crystal display device in which one pixel region is cut including a thin film transistor Tr.
도시한 바와 같이, 어레이 기판(11)에 있어 다수의 게이트 배선(미도시)과 다수의 데이터 배선(33)이 교차하여 정의되는 다수의 화소영역(P) 내의 스위칭 영역(TrA)에는 게이트 전극(15)이 형성되어 있다. As shown in the figure, in the switching region TrA in a plurality of pixel regions P in which a plurality of gate lines (not shown) and a plurality of
또한, 상기 게이트 전극(15) 상부로 전면에 게이트 절연막(18)이 형성되어 있으며, 그 위에 순차적으로 순수 비정질 실리콘의 액티브층(22)과 불순물 비정질 실리콘의 오믹콘택층(26)으로 구성된 반도체층(28)이 형성되어 있다. A
또한, 상기 오믹콘택층(26) 위로는 상기 게이트 전극(15)에 대응하여 서로 이격하며 소스 전극(36)과 드레인 전극(38)이 형성되어 있다. 이때, 상기 스위칭 영역(TrA)에 순차 적층 형성된 게이트 전극(15)과 게이트 절연막(18)과 반도체층(28)과 소스 및 드레인 전극(36, 38)은 박막트랜지스터(Tr)를 이룬다.A
또한, 상기 소스 및 드레인 전극(36, 38)과 노출된 액티브층(22) 위로 전면에 상기 드레인 전극(38)을 노출시키는 드레인 콘택홀(45)을 포함하는 보호층(42)이 형성되어 있으며, 상기 보호층(42) 상부에는 각 화소영역(P)별로 독립되며, 상기 드레인 콘택홀(45)을 통해 상기 드레인 전극(38)과 접촉하는 화소전극(50)이 형성되어 있다. A
이때, 상기 데이터 배선(33) 하부에는 상기 오믹콘택층(26)과 액티브층(22)을 이루는 동일한 물질로 제 1 패턴(27)과 제 2 패턴(23)의 이중층 구조를 갖는 반도체 패턴(29)이 형성되어 있다. At this time, a
전술한 구조를 갖는 종래의 어레이 기판(11)에 있어서 상기 스위칭 영역(TrA)에 구성된 박막트랜지스터(Tr)의 반도체층(28)을 살펴보면, 순수 비정질 실리콘의 액티브층(22)은 그 상부로 서로 이격하는 오믹콘택층(26)이 형성된 부분의 제 1 두께(t1)와 상기 오믹콘택층(26)이 제거되어 노출된 된 부분의 제 2 두께(t2)가 달리 형성됨을 알 수 있다. 이러한 액티브층(22)의 두께 차이(t1 ≠ t2)는 제조 방법에 기인한 것이며, 상기 액티브층(22)의 두께 차이(t1 ≠ t2), 더욱 정확히는 그 내부에 채널층이 형성되는 소스 및 드레인 전극 사이로 노출된 부분에서 그 두께가 줄어들게 됨으로써 상기 박막트랜지스터(Tr)의 특성 저하가 발생하고 있다.The
따라서, 최근에는 도 2(종래의 산화물 반도체층을 갖는 박막트랜지스터(Tr)를 구비한 어레이 기판의 하나의 화소영역에 대한 단면도)에 도시한 바와 같이, 오믹콘택층을 필요로 하지 않고 산화물 반도체 물질을 이용하여 단일층 구조의 산화물 반도체층(61)을 구비한 박막트랜지스터(Tr)가 개발되었다. Therefore, recently, as shown in Fig. 2 (cross-sectional view for one pixel region of the array substrate provided with the thin film transistor Tr having the conventional oxide semiconductor layer), the oxide semiconductor material A thin film transistor Tr having an oxide semiconductor layer 61 of a single layer structure has been developed.
이러한 산화물 반도체층(61)은 오믹콘택층을 형성하지 않아도 되므로 종래의 비정질 실리콘으로 이루어진 반도체층을 구비한 어레이 기판에서와 같이 유사한 재질인 불순물 비정질 실리콘으로 이루어진 서로 이격하는 오믹콘택층을 형성하기 위해 진행하는 건식식각에 노출될 필요가 없으므로 박막트랜지스터(Tr)의 특성 저하를 방지할 수 있다.Since the oxide semiconductor layer 61 does not need to form an ohmic contact layer, the oxide semiconductor layer 61 may be formed of a material similar to that of an array substrate having a semiconductor layer made of a conventional amorphous silicon to form a spaced apart ohmic contact layer made of impurity amorphous silicon It is not necessary to be exposed to the progressive dry etching, so that deterioration of the characteristics of the thin film transistor Tr can be prevented.
한편, 액정표시장치는 다수의 배선과 스위칭 소자 및 화소전극이 형성된 어레이 기판과, 컬러필터 및 공통전극이 형성된 컬러필터 기판을 포함하며, 두 기판 사이의 액정분자는 화소전극과 공통전극 사이에 유도되는 전기장, 즉, 기판에 대해 수직한 방향의 수직 전계에 의해 구동된다.On the other hand, the liquid crystal display device includes an array substrate on which a plurality of wirings, switching elements, and pixel electrodes are formed, and a color filter substrate on which color filters and common electrodes are formed. The liquid crystal molecules between the two substrates are induced That is, a vertical electric field in a direction perpendicular to the substrate.
그러나, 수직 전계에 의해 액정을 구동하는 방식은 시야각 특성이 우수하지 못한 문제가 있다. However, there is a problem that the method of driving the liquid crystal by the vertical electric field is not excellent in the viewing angle characteristic.
이러한 문제를 극복하기 위해, 횡전계형 액정표시장치가 제안되었다. 횡전계형 액정표시장치에서는 화소전극과 공통전극이 동일 기판 상에 엇갈리게 형성되어, 두 전극 사이에 기판에 대해 평행한 방향의 수평 전계가 유도된다. 따라서, 액정분자는 수평 전계에 의해 구동되어, 기판에 대해 평행한 방향으로 움직이며, 이러한 횡전계형 액정표시장치는 향상된 시야각을 가진다.In order to overcome such a problem, a transverse electric field type liquid crystal display device has been proposed. In the transverse electric field type liquid crystal display device, the pixel electrode and the common electrode are staggered on the same substrate, and a horizontal electric field in a direction parallel to the substrate is induced between the two electrodes. Therefore, the liquid crystal molecules are driven by a horizontal electric field and move in a direction parallel to the substrate, and such a lateral electric field liquid crystal display device has an improved viewing angle.
하지만, 이러한 횡전계형 액정표시장치는 개구율 및 투과율이 낮은 단점이 있다.However, such a transverse electric field type liquid crystal display device has a disadvantage of low aperture ratio and low transmittance.
이러한 횡전계형 액정표시장치의 단점을 개선하기 위하여, 프린지 필드(fringe field)에 의해 액정을 구동하는 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치(fringe field switching mode LCD)가 제안되었으며, 이러한 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치용 어레이 기판에 구비되는 박막트랜지스터에 있어 산화물 반도체층을 적용하고 있다.A fringe field switching mode LCD that drives a liquid crystal by a fringe field has been proposed in order to overcome the shortcomings of such a transverse electric field liquid crystal display device. An oxide semiconductor layer is applied to a thin film transistor provided in an array substrate for an apparatus.
하지만, 이러한 산화물 반도체층을 포함하는 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치용 어레이 기판을 제조하는 데에는 총 9개의 마스크 공정을 진행하고 있다.However, a total of nine mask processes are being performed to fabricate an array substrate for a fringe field switching mode liquid crystal display including such an oxide semiconductor layer.
조금 더 구체적으로는 종래의 산화물 반도체층을 포함하는 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치용 어레이 기판은 게이트 형성단계, 산화물 반도체층 형성단계, 에스스토퍼 형성단계, 게이트 절연막에 홀 형성 단계, 소스 및 드레인 전극 형성 단계, 유기막 형성단계 형성단계, 제 1 보호층 형성단계, 공통전극 형성단계 및 화소전극 형성 단계의 총 9회의 마스크 공정을 진행하여 완성되고 있다. More specifically, an array substrate for a fringe field switching mode liquid crystal display including a conventional oxide semiconductor layer includes a gate forming step, an oxide semiconductor layer forming step, an esstopper forming step, a hole forming step in the gate insulating film, Forming step, an organic film forming step, a first protective layer forming step, a common electrode forming step, and a pixel electrode forming step.
마스크 공정은 포토레지스트의 도포, 노광 마스크를 이용한 노광, 노광된 포토레지스트의 현상, 식각 및 스트립의 총 5개의 단위 공정을 포함하여 진행되므로 그 공정이 복잡하고 많은 약액이 사용되므로 마스크 공정 수가 증가하면 증가할수록 제조 시간이 길어져 단위 시간당 생상성이 전하되며, 불량 발생 빈도가 높아지며, 제조 비용이 상승한다. Since the mask process is performed including the application of the photoresist, the exposure using the exposure mask, the development of the exposed photoresist, and the etching and the strip, a total of five unit processes are performed. The manufacturing time is prolonged, the chargeability per unit time is charged, the frequency of occurrence of defects increases, and the manufacturing cost increases.
따라서, 종래의 산화물 반도체층을 포함하는 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치용 어레이 기판의 경우 마스크 공정을 줄여 제조 비용을 저감시키는 것이 요구되고 있는 실정이다.
Accordingly, in the case of a conventional array substrate for a fringe field switching mode liquid crystal display device including an oxide semiconductor layer, it is required to reduce the masking process and reduce the manufacturing cost.
본 발명은 전술한 문제를 해결하기 위한 것으로, 마스크 공정수를 줄여 제조 비용을 절감할 수 있는 산화물 반도체층을 갖는 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치용 어레이 기판 및 이의 제조 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide an array substrate for a fringe field switching mode liquid crystal display device having an oxide semiconductor layer capable of reducing the number of mask processes, do.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치용 어레이 기판의 제조 방법은, 다수의 화소영역을 갖는 표시영역과 이의 외측의 비표시영역에 게이트 패드부 및 데이터 패드부가 정의된 기판 상의 상기 표시영역에 일 방향으로 연장하는 게이트 배선과, 상기 각 화소영역에 상기 게이트 배선과 연결된 게이트 전극을 형성하고, 상기 게이트 패드부에 상기 게이트 배선과 연결된 게이트 패드전극과, 상기 데이터 패드부에 제 1 보조 데이터 패드전극을 형성하는 단계와; 상기 게이트 배선 위로 전면에 게이트 절연막을 형성하는 단계와; 상기 게이트 절연막 위로 상기 각 게이트 전극에 대응하여 아일랜드 형태로 산화물 반도체층을 형성하고 동시에 상기 게이트 절연막에 상기 게이트 패드전극을 노출시키는 제 1 게이트 패드 콘택홀과, 상기 제 1 보조 데이터 패드전극을 노출시키는 제 1 데이터 패드 콘택홀을 형성하는 단계와; 상기 산화물 반도체층 위로 그 중앙부에 에치스토퍼를 형성하는 단계와; 상기 에치스토퍼 상부에 서로 이격하는 소스 및 드레인 전극과, 상기 게이트 절연막 위로 상기 소스 전극과 연결되며 상기 게이트 배선과 교차하여 상기 화소영역을 정의하는 데이터 배선을 형성하고, 상기 게이트 패드 전극과 접촉하는 제 1 보조 게이트 패드전극과, 상기 제 1 보조 데이터 패드전극과 접촉하는 데이터 패드전극을 형성하는 단계와; 상기 데이터 배선 위로 상기 표시영역 전면에 유기막을 형성하는 단계와; 상기 유기막 위로 상기 표시영역에 상기 각 소스 및 드레인 전극에 대해 제 1 개구를 갖는 공통전극을 형성하는 단계와; 상기 공통전극 위로 제 1 보호층을 상기 기판 전면에 형성하는 단계와; 상기 제 1 보호층 위로 상기 각 화소영역별로 바 형태의 다수의 제 2 개구를 갖는 판 형태의 화소전극을 형성하는 단계를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of fabricating an array substrate for a fringe field switching mode liquid crystal display, including: forming a display region having a plurality of pixel regions and a non- A gate electrode extending in one direction in the display region on the substrate on which the pad portion is defined; a gate electrode connected to the gate wiring in each pixel region; a gate pad electrode connected to the gate wiring in the gate pad portion; Forming a first auxiliary data pad electrode in the data pad portion; Forming a gate insulating film over the gate wiring; A first gate pad contact hole formed on the gate insulating layer in an island shape corresponding to each of the gate electrodes and simultaneously exposing the gate pad electrode to the gate insulating layer; Forming a first data pad contact hole; Forming an etch stopper at the center of the oxide semiconductor layer; A source electrode and a drain electrode which are spaced apart from each other on the upper portion of the etch stopper; a data line connected to the source electrode and intersecting the gate line to define the pixel region, 1 auxiliary gate pad electrode and a data pad electrode in contact with the first auxiliary data pad electrode; Forming an organic film over the data line on the entire surface of the display region; Forming a common electrode on the organic film having a first opening in each of the source and drain electrodes in the display region; Forming a first passivation layer over the common electrode; And forming a plate-shaped pixel electrode having a plurality of bar-shaped second openings on each of the pixel regions on the first protective layer.
이때, 상기 게이트 절연막 위로 상기 각 게이트 전극에 대응하여 아일랜드 형태로 상기 산화물 반도체층을 형성하고 동시에 상기 게이트 절연막에 상기 게이트 패드전극을 노출시키는 상기 제 1 게이트 패드 콘택홀과, 상기 제 1 보조 데이터 패드전극을 노출시키는 상기 제 1 데이터 패드 콘택홀을 형성하는 단계는, 상기 게이트 절연막 위로 상기 기판 전면에 산화물 반도체 물질층을 형성하는 단계와; 상기 산화물 반도체 물질층 위로 제 1 두께를 갖는 제 1 포토레지스트 패턴과 제 1 두께보다 얇은 제 2 두께를 갖는 제 2 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계와; 상기 제 1 및 제 2 포토레지스트 패턴 사이로 노출된 상기 산화물 반도체 물질층과 그 하부의 상기 게이트 절연막을 제거함으로써 상기 게이트 패드전극을 노출시키는 상기 제 1 게이트 패드 콘택홀과 상기 제 1 보조 데이터 패드전극을 노출시키는 상기 제 1 데이터 패드콘택홀을 형성하는 단계와; 애싱(ashing)을 진행하여 상기 제 2 두께를 갖는 제 2 포토레지스트 패턴을 제거하는 단계와; 상기 제 2 포토레지스트 패턴이 제거됨으로써 노출되는 상기 산화물 반도체 물질층을 제거함으로써 상기 각 화소영역의 게이트 전극에 대응하여 상기 게이트 절연막 위로 상기 산화물 반도체층을 형성하는 단계와; 상기 제 1 포토레지스트 패턴을 제거하는 단계를 포함한다. The first gate pad contact hole exposes the gate pad electrode to the gate insulating layer and the oxide semiconductor layer is formed in an island shape corresponding to each gate electrode on the gate insulating layer. Forming the first data pad contact hole exposing the electrode comprises: forming a layer of an oxide semiconductor material over the entire surface of the substrate over the gate insulating layer; Forming a first photoresist pattern having a first thickness over the oxide semiconductor material layer and a second photoresist pattern having a second thickness less than the first thickness; The first gate pad contact hole and the first auxiliary data pad electrode exposing the gate pad electrode by removing the oxide semiconductor material layer and the gate insulating film below the oxide semiconductor material layer exposed between the first and second photoresist patterns, Forming the first data pad contact hole to expose the first data pad contact hole; Performing ashing to remove the second photoresist pattern having the second thickness; Forming the oxide semiconductor layer over the gate insulating film in correspondence to the gate electrode of each pixel region by removing the oxide semiconductor material layer exposed by removing the second photoresist pattern; And removing the first photoresist pattern.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치용 어레이 기판의 제조 방법은, 다수의 화소영역을 갖는 표시영역과 이의 외측의 비표시영역에 게이트 패드부 및 데이터 패드부가 정의된 기판 상의 상기 표시영역에 일 방향으로 연장하는 게이트 배선과, 상기 각 화소영역에 상기 게이트 배선과 연결된 게이트 전극을 형성하고, 상기 게이트 패드부에 상기 게이트 배선과 연결된 게이트 패드전극과, 상기 데이터 패드부에 제 1 보조 데이터 패드전극을 형성하는 단계와; 상기 게이트 배선 위로 전면에 게이트 절연막을 형성하는 단계와; 상기 게이트 절연막 위로 상기 각 게이트 전극에 대응하여 아일랜드 형태로 산화물 반도체층을 형성하는 단계와; 상기 산화물 반도체층 위로 그 중앙부에 에치스토퍼를 형성하고, 동시에 상기 게이트 절연막에 상기 게이트 패드전극을 노출시키는 제 1 게이트 패드 콘택홀과, 상기 제 1 보조 데이터 패드전극을 노출시키는 제 1 데이터 패드 콘택홀을 형성하는 단계와; 상기 에치스토퍼 상부에 서로 이격하는 소스 및 드레인 전극과, 상기 게이트 절연막 위로 상기 소스 전극과 연결되며 상기 게이트 배선과 교차하여 상기 화소영역을 정의하는 데이터 배선을 형성하고, 상기 게이트 패드 전극과 접촉하는 제 1 보조 게이트 패드전극과, 상기 제 1 보조 데이터 패드전극과 접촉하는 데이터 패드전극을 형성하는 단계와; 상기 데이터 배선 위로 상기 표시영역 전면에 유기막을 형성하는 단계와; 상기 유기막 위로 상기 표시영역에 상기 각 소스 및 드레인 전극에 대해 제 1 개구를 갖는 공통전극을 형성하는 단계와; 상기 공통전극 위로 제 1 보호층을 상기 기판 전면에 형성하는 단계와; 상기 제 1 보호층 위로 상기 각 화소영역별로 바(bar) 형태의 다수의 제 2 개구를 갖는 판 형태의 화소전극을 형성하는 단계를 포함한다. A method of fabricating an array substrate for a fringe field switching mode liquid crystal display according to another embodiment of the present invention includes the steps of forming a gate pad portion and a data pad portion on a display region having a plurality of pixel regions and non- A gate electrode connected to the gate wiring, a gate pad electrode connected to the gate wiring, and a gate electrode connected to the data line, Forming a first auxiliary data pad electrode; Forming a gate insulating film over the gate wiring; Forming an oxide semiconductor layer on the gate insulating film in an island shape corresponding to each of the gate electrodes; A first gate pad contact hole for forming an etch stopper at a central portion of the oxide semiconductor layer and exposing the gate pad electrode to the gate insulating layer, a first gate pad contact hole for exposing the first auxiliary data pad electrode, ; ≪ / RTI > A source electrode and a drain electrode which are spaced apart from each other on the upper portion of the etch stopper; a data line connected to the source electrode and intersecting the gate line to define the pixel region, 1 auxiliary gate pad electrode and a data pad electrode in contact with the first auxiliary data pad electrode; Forming an organic film over the data line on the entire surface of the display region; Forming a common electrode on the organic film having a first opening in each of the source and drain electrodes in the display region; Forming a first passivation layer over the common electrode; And forming a plate-shaped pixel electrode having a plurality of second openings in a bar shape for each pixel region on the first passivation layer.
이때, 상기 산화물 반도체층 위로 그 중앙부에 상기 에치스토퍼를 형성하고, 동시에 상기 게이트 절연막에 상기 게이트 패드전극을 노출시키는 상기 제 1 게이트 패드 콘택홀과, 상기 제 1 보조 데이터 패드전극을 노출시키는 상기 제 1 데이터 패드 콘택홀을 형성하는 단계는, 상기 산화물 반도체층 위로 상기 기판 전면에 무기절연층을 형성하는 단계와; 상기 무기절연층 위로 제 1 두께를 갖는 제 1 포토레지스트 패턴과 제 1 두께보다 얇은 제 2 두께를 갖는 제 2 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계와; 상기 제 1 및 제 2 포토레지스트 패턴 사이로 노출된 상기 무기절연층과 그 하부의 상기 게이트 절연막을 제거함으로써 상기 게이트 패드전극을 노출시키는 상기 제 1 게이트 패드 콘택홀과 상기 제 1 보조 데이터 패드전극을 노출시키는 상기 제 1 데이터 패드콘택홀을 형성하는 단계와; 애싱(ashing)을 진행하여 상기 제 2 두께를 갖는 제 2 포토레지스트 패턴을 제거하는 단계와; 상기 제 2 포토레지스트 패턴이 제거됨으로써 노출되는 상기 무기절연층을 제거함으로써 상기 각 화소영역의 산화물 반도체층에 위로 그 중앙부에 에치스토퍼를 형성하는 단계와; 상기 제 1 포토레지스트 패턴을 제거하는 단계를 포함한다.The first gate pad contact hole exposes the gate pad electrode to the gate insulating layer. The first gate pad contact hole exposes the first auxiliary data pad electrode. Forming the one data pad contact hole includes: forming an inorganic insulating layer on the entire surface of the substrate over the oxide semiconductor layer; Forming a second photoresist pattern having a first thickness above the inorganic insulating layer and a second thickness smaller than the first thickness; The first gate pad contact hole and the first auxiliary data pad electrode exposing the gate pad electrode are exposed by removing the inorganic insulating layer exposed between the first and second photoresist patterns and the gate insulating film below the inorganic insulating layer, Forming a first data pad contact hole to contact the first data pad; Performing ashing to remove the second photoresist pattern having the second thickness; Forming an etch stopper at an upper portion of the oxide semiconductor layer in each pixel region by removing the inorganic insulating layer exposed by removing the second photoresist pattern; And removing the first photoresist pattern.
그리고, 상기 유기막을 형성하기 전에 상기 데이터 배선 위로 상기 기판 전면에 제 2 보호층을 형성하는 것이 특징이다.A second protective layer is formed on the entire surface of the substrate over the data line before the organic film is formed.
또한, 상기 유기막을 형성하는 단계는 상기 드레인 전극에 대응하는 상기 제 1 보호층을 노출시키는 홀을 형성하는 단계를 포함하는 것이 특징이다. The forming of the organic layer may include forming a hole exposing the first passivation layer corresponding to the drain electrode.
한편, 상기 제 1 보호층을 형성하는 단계는, 상기 유기막에 구비된 상기 홀을 관통하여 상기 제 2 보호층을 제거함으로써 상기 드레인 전극을 노출시키는 드레인 콘택홀을 형성하고, 동시에 상기 제 1 보조 게이트 패드전극과 상기 데이터 패드전극을 각각 노출시키는 제 2 게이트 패드 콘택홀 및 제 2 데이터 패드 콘택홀을 형성하는 단계를 포함하는 것이 특징이다.The forming of the first passivation layer may include forming a drain contact hole exposing the drain electrode by removing the second passivation layer through the hole provided in the organic layer, And forming a second gate pad contact hole and a second data pad contact hole for exposing the gate pad electrode and the data pad electrode, respectively.
또한, 상기 화소전극은 상기 드레인 콘택홀을 통해 상기 드레인 전극과 접촉하도록 형성하며, 상기 화소전극을 형성하는 단계는, 상기 제 2 게이트 패드 콘택홀을 통해 상기 제 1 보조 게이트 패드전극과 접촉하는 제 2 보조 게이트 패드전극과, 상기 제 2 데이터 패드 콘택홀을 통해 상기 데이터 패드전극과 접촉하는 제 2 보조 데이터 패드전극을 형성하는 단계를 포함하는 것이 특징이다.The pixel electrode may be formed in contact with the drain electrode through the drain contact hole. The step of forming the pixel electrode may include the step of forming the pixel electrode through the second gate pad contact hole, 2 auxiliary gate pad electrode and a second auxiliary data pad electrode contacting the data pad electrode through the second data pad contact hole.
그리고, 상기 다수의 바 형태의 제 2 개구는 각 화소영역 내에서 상기 각 화소영역의 중앙부를 기준으로 대칭적으로 꺾인 형태를 이루도록 형성하는 것이 특징이다.The plurality of bar-shaped second openings are symmetrically bent with respect to the center of each pixel region in each pixel region.
본 발명의 일 실시예에 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치는, 다수의 화소영역을 갖는 표시영역과 이의 외측의 비표시영역에 게이트 패드부 및 데이터 패드부가 정의된 기판 상에 게이트 절연막을 개재하여 서로 교차하여 상기 화소영역을 정의하며 형성된 게이트 및 데이터 배선과; 상기 각 화소영역 내에 형성되며 게이트 전극과 상기 게이트 절연막과 산화물 반도체층과 에치스토퍼와 서로 이격하는 소스 및 드레인 전극을 포함하는 박막트랜지스터와; 상기 박막트랜지스터 위로 상기 표시영역 전면에 형성된 유기막과; 상기 유기막 위로 상기 표시영역 전면에 상기 각 박막트랜지스터에 대응하여 제 1 개구를 가지며 형성된 공통전극과: 상기 공통전극 위로 상기 기판 전면에 형성된 제 1 보호층과; 상기 제 1 보호층 위로 상기 각 화소영역에 바(bar) 형태의 다수의 제 2 개구를 가지며 형성된 화소전극과; 상기 게이트 패드부 및 데이터 패드부에 각각 형성된 상기 게이트 배선과 연결된 게이트 패드전극 및 아일랜드 형태의 제 1 보조 데이터 패드전극과, 상기 게이트 패드전극과 제 1 보조 데이터 패드전극을 각각 노출시키는 제 1 게이트 및 데이터 패드 콘택홀을 갖는 상기 게이트 절연막과, 상기 게이트 절연막 위로 형성된 상기 게이트 패드전극과 접촉하는 제 1 보조 게이트 패드전극 및 상기 제 1 보조 데이터 패드전극과 접촉하는 데이터 패드전극과, 상기 제 1 보조 게이트 패드전극 및 상기 데이터 패드전극을 각각 노출시키는 제 2 게이트 및 데이터 패드 콘택홀을 갖는 상기 제 1 보호층을 포함한다. The fringe field switching mode liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention includes a plurality of pixel regions and a non-display region outside the display region, the gate pad portion and the data pad portion being defined on the substrate, A gate and a data line formed to define the pixel region in an intersecting manner; A thin film transistor formed in each of the pixel regions and including a gate electrode, a gate insulating film, an oxide semiconductor layer, and source and drain electrodes spaced apart from the etch stopper; An organic layer formed on the entire surface of the display region above the thin film transistor; A common electrode formed on the organic layer with a first opening corresponding to each of the thin film transistors on the entire surface of the display region; and a first passivation layer formed on the entire surface of the substrate over the common electrode; A pixel electrode formed on the first passivation layer and having a plurality of second openings in a bar shape in each pixel region; A gate pad electrode connected to the gate wiring formed on the gate pad portion and the data pad portion, a first auxiliary data pad electrode in the form of an island, a first gate exposing the gate pad electrode and the first auxiliary data pad electrode, A data pad electrode in contact with the first auxiliary gate pad electrode and the first auxiliary gate pad electrode in contact with the gate pad electrode formed on the gate insulating layer; And a second gate and a data pad contact hole exposing the pad electrode and the data pad electrode, respectively.
이때, 상기 박막트랜지스터와 상기 유기막 사이에는 상기 기판 전면에 제 2 보호층이 형성되며, 상기 유기막에는 상기 각 드레인 전극에 대응하여 상기 제 2 보호층을 노출시키는 홀이 구비되며, 상기 제 1 보호층 및 제 2 보호층에는 상기 홀을 통해 상기 드레인 전극을 노출시키는 드레인 콘택홀이 구비되며, 상기 화소전극은 상기 드레인 콘택홀을 통해 상기 드레인 전극과 접촉하는 것이 특징이다.In this case, a second passivation layer is formed on the entire surface of the substrate between the thin film transistor and the organic film, and holes for exposing the second passivation layer corresponding to the respective drain electrodes are formed in the organic film, The passivation layer and the second passivation layer are provided with a drain contact hole exposing the drain electrode through the hole, and the pixel electrode is in contact with the drain electrode through the drain contact hole.
그리고, 상기 제 2 보호층에는 상기 제 1 보호층과 더불어 상기 제 2 게이트 및 데이터 패드 콘택홀이 구비된 것이 특징이다.The second passivation layer is provided with the second gate and the data pad contact hole in addition to the first passivation layer.
또한, 상기 바(bar) 형태의 다수의 제 2 개구는 각 화소영역 내에서 상기 각 화소영역의 중앙부를 기준으로 대칭적으로 꺾인 형태를 이루는 것이 특징이다.In addition, the plurality of bar-shaped second openings are symmetrically bent with respect to the center of each pixel region in each pixel region.
본 발명은, 총 8회의 마스크 공정을 진행하여 산화물 반도체층을 갖는 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치용 어레이 기판을 제조 함으로써 공정을 단순화하여 단위 시간당 생산성을 향상시키고, 나아가 제조 비용을 저감시키는 효과가 있다.The present invention has the effect of simplifying the process by improving the productivity per unit time and further reducing the manufacturing cost by manufacturing the array substrate for the fringe field switching mode liquid crystal display device having the oxide semiconductor layer by performing the masking process for a total of eight times .
그리고, 게이트 및 데이터 패드부에 있어 게이트 절연막에 대해 별도로 패터닝 공정을 진행하여 제 1 게이트 및 데이터 패드 콘택홀을 형성하고, 제 1 및 제 2 보호층에 대해 제 2 게이트 및 데이터 패드 콘택홀을 형성함으로써 게이트 및 데이터 패드 콘택홀을 크기를 줄일 수 있으므로 비표시영역의 면적을 줄이는 네로우 베젤 구현에 일조하는 효과가 있다.In the gate and data pad portions, a patterning process is separately performed on the gate insulating layer to form a first gate and a data pad contact hole, and a second gate and a data pad contact hole are formed for the first and second protective layers The size of the gate and data pad contact holes can be reduced, thereby contributing to realization of a narrow bezel which reduces the area of the non-display area.
또한, 데이터 배선과 화소전극 내의 바 형태의 개구를 각 화소영역의 중앙부를 기준으로 대칭적으로 꺾인 구성을 이루도록 하여 멀티 도메인 구조를 이룸으로써 방위각에 따른 색편차를 저감시키는 효과가 있다.
In addition, the multi-domain structure is formed by symmetrically folding the data line and the bar-shaped openings in the pixel electrode with respect to the center of each pixel region, thereby reducing the color deviation according to the azimuth angle.
도 1은 액정표시장치를 구성하는 종래의 어레이 기판에 있어 하나의 화소영역을 박막트랜지스터를 포함하여 절단한 단면을 도시한 도면.
도 2는 종래의 산화물 반도체층을 갖는 박막트랜지스터(Tr)를 구비한 어레이 기판의 하나의 화소영역에 대한 단면도.
도 3a 내지 도 3k는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치용 어레이 기판의 하나의 화소영역과 게이트 패드부 및 데이터 패드부에 대한 제조 단계별 공정 단면도.
도 4a 내지 도 4m은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치용 어레이 기판의 하나의 화소영역과 게이트 패드부 및 데이터 패드부에 대한 제조 단계별 공정 단면도.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a cross-sectional view of a conventional array substrate constituting a liquid crystal display device, in which one pixel region is cut including a thin film transistor; Fig.
2 is a cross-sectional view of one pixel region of an array substrate having a thin film transistor (Tr) having a conventional oxide semiconductor layer.
FIGS. 3A to 3K are cross-sectional views illustrating a pixel region, a gate pad portion, and a data pad portion of an array substrate for a fringe field switching mode liquid crystal display according to a first embodiment of the present invention, respectively.
4A to 4M are cross-sectional views illustrating a pixel region, a gate pad portion, and a data pad portion of an array substrate for a fringe field switching mode liquid crystal display according to a second embodiment of the present invention.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments according to the present invention will be described with reference to the drawings.
도 3a 내지 도 3m은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치용 어레이 기판의 하나의 화소영역과 게이트 패드부 및 데이터 패드부에 대한 제조 단계별 공정 단면도이다. 이때, 설명의 편의를 위해 각 화소영역(P)에 있어 스위칭 소자인 박막트랜지스터(Tr)가 형성되는 부분을 스위칭 영역(TrA)이라 정의한다. FIGS. 3A to 3M are cross-sectional views illustrating one pixel region, a gate pad portion, and a data pad portion of an array substrate for a fringe field switching mode liquid crystal display according to a first embodiment of the present invention. Here, for convenience of description, a portion where the thin film transistor Tr as a switching element is formed in each pixel region P is defined as a switching region TrA.
우선, 도 3a에 도시한 바와 같이, 투명한 절연기판(101) 예를 들어 유리 또는 플라스틱으로 이루어진 기판 상에 금속물질 예를들면 알루미늄(Al), 알루미늄 합금(AlNd), 구리(Cu), 구리합금, 몰리브덴(Mo) 및 몰리브덴 합금(MoTi) 중 하나 또는 둘 이상의 물질을 전면에 증착하여 제 1 금속층(미도시)을 형성한다.3A, a transparent
이후, 상기 제 1 금속층(미도시)을 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 패터닝함으로써 단일층 또는 다중층 구조를 가지며 제 1 방향으로 연장하는 다수의 게이트 배선(미도시)을 형성하고, 동시에 상기 스위칭 영역(TrA)에 상기 게이트 배선(미도시)과 연결된 게이트 전극(105)을 형성한다. Thereafter, the first metal layer (not shown) is exposed to a series of photoresist coating, exposure using a photomask, development of exposed photoresist, etching of the first metal layer (not shown), and strips of photoresist A plurality of gate wirings (not shown) having a single layer or a multilayer structure and extending in a first direction are formed, and at the same time, the gate wiring (not shown) is formed in the switching region TrA, And a
그리고, 본 발명의 제 1 실시예에 있어서 특징적인 구성 중 하나로서 상기 게이트 패드부(GPA)에 있어서 상기 게이트 배선(미도시)과 연결된 게이트 패드전극(106)을 형성하고, 데이터 패드부(DPA)에 있어서는 아일랜드 형태로 제 1 보조 데이터 패드전극(107)을 형성한다.A
이후, 상기 게이트 배선(미도시), 게이트 전극(105), 게이트 패드전극(106) 및 제 1 보조 데이터 패드전극(107) 위로 무기절연물질 예를들면 산화실리콘(SiO2) 또는 질화실리콘(SiNx)을 증착하여 상기 기판(101) 전면에 게이트 절연막(115)을 형성한다.Thereafter, an inorganic insulating material such as silicon oxide (SiO 2 ) or silicon nitride (SiN x) is formed on the gate wiring (not shown), the
다음, 도 3b에 도시한 바와 같이, 상기 게이트 절연막(115) 상부로 산화물 반도체 물질로서 징크 옥사이드(ZnO) 계열의 산화물 예를들면 IGZO(Indium Gallium Zinc Oxide), ZTO(Zinc Tin Oxide), ZIO(Zinc Indium Oxide) 중 어느 하나를 증착하거나 또는 도포하여 산화물 반도체 물질층(미도시)을 형성한다.3B, an oxide semiconductor such as IGZO (Indium Gallium Zinc Oxide), ZTO (Zinc Tin Oxide), ZIO (Zinc Oxide), or the like is formed as an oxide semiconductor material on the
이후, 상기 산화물 반도체 물질층(미도시)을 마스크 공정을 진행하여 패터닝함으로써 상기 각 스위칭 영역(TrA)에 대응하여 아일랜드 형태의 산화물 반도체층(120)을 형성한다.Thereafter, the oxide semiconductor material layer (not shown) is patterned by performing a mask process to form an island-shaped
다음, 도 3c에 도시한 바와같이, 상기 산화물 반도체층(120) 위로 전면에 무기절연물질 예를들면 산화실리콘(SiO2) 또는 질화실리콘(SiNx)을 증착함으로써 무기절연층(124)을 형성한다. Next, by depositing the
이후, 상기 무기절연층(124) 위로 포토레지스트를 도포하여 제 1 포토레지스트층(190)을 형성하고, 이의 상부로 빛의 투과영역과 차단영역 및 빛의 투과량이 상기 투과영역보다 작은 반투과영역을 갖는 노광 마스크를 위치시킨 후, 상기 노광 마스크를 통해 노광을 실시한다. Thereafter, a photoresist is coated on the inorganic insulating
이때, 상기 제 1 포토레지스트층(190)이 네가티브 타입인 경우, 빛을 받는 부분이 현상시 남게되며, 포지티브 타입인 경우 빛을 받는 부분이 현상 시 제거된다.At this time, when the
도면에서는 일례로 상기 제 1 포토레지스트층(190)이 네가티브 타입인 것을 보이고 있다. 각 화소영역(P) 내의 스위칭 영역(TrA)에 대응해서는 투과영역(TA)이 대응되며, 상기 게이트 패드부(GPA) 및 데이터 패드부(DPA)에 대응해서는 차단영역(BA)이 대응되도록, 그리고 그 이외의 영역에서는 반투과영역(HTA)이 대응되도록 상기 노광 마스크를 상기 제 1 포토레지스트층(190) 상부에 위치시킨 후, 노광을 실시한다. In the drawing, for example, the
이때, 상기 반투과영역(HTA)을 갖는 노광 마스크의 특성 상 회절노광 또는 하프톤 노광이 진행된다.At this time, diffraction exposure or halftone exposure proceeds due to the characteristics of the exposure mask having the transflective region HTA.
다음, 도 3d에 도시한 바와같이, 노광이 진행된 상기 제 1 포토레지스트층(190)을 현상하게 되면, 상기 각 스위칭 영역(TrA)에 대응해서는 제 1 두께를 갖는 제 1 포토레지스트 패턴(191a)이 형성되고, 상기 게이트 및 데이터 패드부(GPA, DPA)에 있어서는 상기 게이트 패드전극(106) 및 제 1 데이터 패드전극(107)에 대응해서 상기 무기절연층(124)을 노출시키며, 상기 스위칭 영역(TrA)과 상기 게이트 및 데이터 패드부(GPA, DPA) 이외의 영역에 대응해서는 상기 제 1 두께보다 얇은 제 2 두께를 갖는 제 2 포토레지스트 패턴(191b)이 형성된다. 3D, a
다음, 도 3e에 도시한 바와같이, 상기 제 1 및 제 2 포토레지스트 패턴(191a, 191b) 외부로 노출된 상기 무기절연층(124)과 그 하부에 위치하는 게이트 절연막(115)을 식각하여 제거함으로써 상기 게이트 패드부(GPA)에 게이트 패드전극(106)을 노출시키는 제 1 게이트 패드 콘택홀(126)을 형성하고, 동시에 상기 데이터 패드부(DPA)에 상기 제 1 보조 데이터 패드전극(107)을 노출시키는 제 1 데이터 패드 콘택홀(127)을 형성한다. Next, as shown in FIG. 3E, the inorganic insulating
이때, 상기 무기절연층(124)을 패터닝하는 하는 단계에서 이렇게 게이트 패드전극(106)과 제 1 보조 데이터 패드전극(107)을 노출시키는 제 1 게이트 및 데이터 패드 콘택홀(126, 127)을 형성하는 것은, 최종적으로 상기 게이트 및 데이터 패드부(GPA, DPA)에서의 게이트 및 데 데이터 패드 콘택홀의 면적을 최소화하기 위함이다. At this time, a first gate and data pad contact holes 126 and 127 are formed to expose the
최근들어 액정표시장치는 비표시영역의 폭을 최대로 줄이는 네로우 베젤이 트랜드이며 이를 구현하기 위해서는 게이트 및 데이터 패드부(GPA, DPA)에 있어서 게이트 및 데이터 패드 콘택홀을 크기를 줄여하는데, 종래의 어레이 기판의 제조방법과 동일하게 보호층을 형성한 후 게이트 및 데이터 패드전극을 노출시키는 게이트 및 데이터 패드 콘택홀을 형성하게 되면 상기 게이트 절연막, 무기절연층 및 제 1 및 제 2 보호층을 함께 제거되어야 하므로 그 두께 증가로 식각 시간이 길어지게 되며 따라서 게이트 및 데이터 패드 콘택홀의 면적이 자연적으로 커어지게 된다. In recent years, a narrow bezel that reduces the width of a non-display region to the maximum is a trend. In order to realize this trend, the sizes of gate and data pad contact holes in the gate and data pad portions (GPA, DPA) The gate insulating layer, the inorganic insulating layer, and the first and second passivation layers are formed together with the gate insulating layer, the inorganic insulating layer, and the second passivation layer in the same manner as in the method of manufacturing the array substrate of FIG. The etch time is prolonged due to an increase in the thickness thereof, so that the area of the gate and data pad contact holes naturally increases.
따라서 이러한 이유로 게이트 및 데이터 패드 콘택홀의 크기가 커지게 되므로 이러한 것을 방지하고자 게이트 절연막(115)을 형성한 후, 바로 무기절연층(124)을 패터닝하여 에치스토퍼(도 3g의 125)를 형성하는 단계에서 상기 제 1 게이트 및 데이터 패드 콘택홀(126, 127)을 형성한 것이다.For this reason, the size of the gate and data pad contact holes is increased. To prevent this, the
다음, 도 3f에 도시한 바와같이, 애싱(ashing)을 진행하여 상기 제 2 두께를 갖는 제 2 포토레지스트 패턴(191b)을 제거함으로써 상기 무기절연층(124)을 노출시키다.Then, as shown in FIG. 3F, ashing is performed to remove the
다음, 도 3g에 도시한 바와같이, 상기 제 2 포토레지스트 패턴(191b)이 제거됨으로써 새롭게 노출된 상기 무기절연층(124)을 식각하여 제거함으로써 상기 게이트 절연막(115)을 노출시킨다. Next, as shown in FIG. 3G, the
이때, 상기 스위칭 영역(TrA)에 있어서는 상기 제 1 포토레지스트 패턴(191a)이 남아있으므로 상기 제 1 포토레지스트 패턴(191a)에 의해 식각되지 않고 남게되는 무기절연층(124)은 아일랜드 형태를 가지며 상기 각 산화물 반도체층(120) 상부에서 에치스토퍼(125)를 이루게 된다. 이 경우, 상기 각 산화물 반도체층(120)은 상기 에치스토퍼(125)에 의해 양 끝단 상부 표면이 노출된 상태가 되는 것이 특징이다.At this time, since the
다음, 도 3h에 도시한 바와같이, 상기 에치스토퍼(125) 상부에 남아있는 상기 제 1 포토레지스트 패턴(191a)을 스트립(strip)을 진행하여 제거함으로써 상기 에치스토퍼(125)를 노출시킨다.Next, as shown in FIG. 3H, the
이후, 상기 에치스토퍼(125) 위로 저저항 금속물질 예를들면 알루미늄(Al), 알루미늄 합금(AlNd), 구리(Cu), 구리합금, 몰리브덴(Mo), 몰리브덴 합금(MoTi), 중 하나 또는 둘 이상의 물질을 상기 기판(101) 전면에 증착하여 단일층 또는 이중층 구조를 갖는 제 2 금속층(미도시)을 형성한다. Thereafter, a low resistance metal material such as aluminum (Al), aluminum alloy (AlNd), copper (Cu), copper alloy, molybdenum (Mo), molybdenum alloy (MoTi) The above material is deposited on the entire surface of the
이후, 상기 제 2 금속층(미도시)을 마스크 공정을 진행하여 패터닝함으로서 상기 게이트 절연막(115) 상에 상기 게이트 배선(미도시)과 교차하여 상기 화소영역(P)을 정의하는 데이터 배선(135)을 형성하고, 동시에 상기 스위칭 영역(TrA)에는 상기 에치스토퍼(125) 상에서 서로 이격하며 각각 상기 산화물 반도체층(120)의 끝단 상부 표면과 접촉하는 소스 전극(133) 및 드레인 전극(136)을 형성한다. Thereafter, the second metal layer (not shown) is patterned by a mask process to form a data line 135 crossing the gate line (not shown) on the
그리고, 동시에 상기 게이트 패드부(GPA)에 있어서는 상기 제 1 게이트 패드 콘택홀(126)을 통해 상기 게이트 패드전극(106)과 접촉하는 제 1 보조 게이트 패드전극(131)을 형성하고, 상기 데이터 패드부(DPA)에 있어서는 상기 데이터 배선(미도시)과 연결되며 상기 제 1 데이터 패드 콘택홀(127)을 통해 상기 제 1 보조 데이터 패드전극(107)과 접촉하는 데이터 패드전극(132)을 형성한다. At the same time, in the gate pad portion GPA, a first assist
이때, 상기 게이트 패드부(GPA)에 제 1 보조 게이트 패드전극(131)을 형성한 것은, 이후 단계에서 제 1 및 제 2 보호층(도 3l의 140, 160)을 형성하고 이를 패터닝하는 과정에서 상기 제 1 게이트 패드 콘택홀(126)이 추가적으로 식각액 또는 반응가스에 노출되어 그 면적이 확장되는 것을 방지하기 위함이다. The first auxiliary
상기 게이트 패드부(GPA) 및 데이터 패드부(DPA)에는 현 상태에서는 각각 제 1 보조 게이트 패드전극(131)과 데이터 패드전극(132)이 구비되고 있으므로 이후 단계에서 형성되는 제 1 및 제 2 보호층(도 3l의 140, 160)을 패터닝한다 하더라도 상기 제 1 보조 게이트 패드전극(131)과 데이터 패드전극(132)에 의해 상기 게이트 절연막(115)이 덮혀진 상태이므로 상기 식각액 또는 반응가스에 노출되지 않으므로 상기 제 1 게이트 및 데이터 패드 콘택홀(126, 127)은 그 크기가 더 이상 확장되지 않는 것이 특징이다. Since the first
한편, 상기 소스 전극(133)은 상기 데이터 배선(미도시)과 연결되도록 형성하며, 상기 스위칭 영역(TrA)에 순차 적층된 상기 게이트 전극(105)과 게이트 절연막(115)과 산화물 반도체층(120)과 에치스토퍼(125)와 서로 이격하는 소스 전극(133) 및 드레인 전극(136)은 스위칭 소자인 박막트랜지스터(Tr)를 이룬다. The
다음, 도 3i에 도시한 바와같이, 상기 데이터 배선(미도시)과 소스 전극(133) 및 드레인 전극(136)과 제 1 보조 게이트 패드전극(131)과 데이터 패드전극(132) 위로 무기절연물질 예를들면 산화실리콘(SiO2) 또는 질화실리콘(SiNx)을 증착하여 상기 기판(101) 전면에 제 1 보호층(140)을 형성한다.3I, an inorganic insulating material (not shown) is formed on the data line (not shown), the
이때, 상기 제 1 보호층(140)은 상기 소스 전극(133)과 드레인 전극(136) 사이로 노출된 산화물 반도체층(120)이 추후 형성되는 유기막(도 3j의 144)과 직접 접촉함으로써 발생되는 채널 오염에 의해 박막트랜지스터(Tr)의 특성이 저하되는 것을 방지하기 위해 형성하는 것으로 생략될 수도 있다.The
다음, 도 3j에 도시한 바와같이,상기 제 1 보호층(140) 위로 저유전율 특성을 가지며 감광성 특성을 갖는 유기절연물질 예를들면 포토아크릴(photo acryl)을 상기 기판(101) 전면에 형성하고, 이를 마스크 공정을 진행하여 패터닝함으로써 상기 게이트 및 데이터 패드전극(106, 132)이 형성된 상기 게이트 및 데이터 패드부(GPA, DPA)에 대해서는 제거되며 표시영역에 대해서만 유기막(144)을 형성한다. Next, as shown in FIG. 3J, an organic insulating material having a low dielectric constant property and a photosensitive property, for example, photo acryl is formed on the entire surface of the
이때, 상기 유기막은 각 화소영역(P) 내의 스위칭 영역(TrA)에 있어서 상기 드레인 전극(136)의 일부에 대해서는 상기 제 1 보호층(140)을 노출시키는 홀(hl)이 형성되도록 패터닝하는 것이 특징이다.At this time, the organic layer is patterned to form a hole hl for exposing the
다음, 도 3k에 도시한 바와같이, 상기 유기막(144) 위로 투명 도전성 물질 예를들면 인듐-틴-옥사이드(ITO) 또는 인듐-징크-옥사이드(IZO)를 기판(101) 전면에 증착하여 제 1 투명 도전성 물질층(미도시)을 형성하고, 이에 대해 마스크 공정을 진행함으로써 상기 표시영역에 대응하여 연결된 상태를 갖는 공통전극(150)을 형성한다.Next, as shown in FIG. 3K, a transparent conductive material such as indium-tin-oxide (ITO) or indium-zinc-oxide (IZO) is deposited on the entire surface of the
이때, 상기 공통전극(150)은 상기 각 화소영역(P) 내의 스위칭 영역(TrA)에 대응해서는 제거됨으로써 제 1 개구(op1)가 형성되고 있는 것이 특징이다. 이렇게 공통전극(150)에 대응하여 제 1 개구(op1)가 구비되도록 한 것은 상기 공통전극(150)과 게이트 전극(105), 소스 전극(133) 및 드레인 전극(136)이 중첩됨으로써 기생용량을 발생시킴으로써 박막트랜지스터(Tr)의 동작 특성을 저하시키는 것을 억제하기 위함이며, 나아가 추후 공정에서 상기 드레인 전극(136)과 접촉하도록 형성되는 화소전극(도 3m의 170)과의 쇼트를 방지하기 위함이다. At this time, the
다음, 도 3l에 도시한 바와 같이, 상기 스위칭 영역(TrA)에 대응하여 제 1 개구(op1)를 갖는 상기 공통전극(150) 위로 무기절연물질 예를들면 산화실리콘(SiO2) 또는 질화실리콘(SiNx)을 증착함으로써 상기 기판(101) 전면에 제 2 보호층(160)을 형성한다.Next, as shown in FIG. 31, an inorganic insulating material such as silicon oxide (SiO 2 ) or silicon nitride (SiO 2 ) is formed on the
이후, 상기 제 2 보호층(160)과 상기 각 스위칭 영역(TrA)에 대응하여 상기 유기막(144)에 구비된 홀을 통해 노출된 상기 제 1 보호층(140)을 마스크 공정을 진행하여 패터닝함으로써 상기 드레인 전극(136)을 노출시키는 드레인 콘택홀(163)을 형성하고, 동시에 상기 게이트 및 데이터 패드부(GPA, DPA)에 있어서도 상기 제 2 보호층(160) 및 제 1 보호층(140)을 패터닝함으로써 각각 상기 제 1 보조 게이트 패드전극(131)과 상기 데이터 패드전극(132)을 노출시키는 제 2 게이트 패드 콘택홀(164) 및 제 2 데이터 패드 콘택홀(165)을 형성한다.The
이때, 상기 제 2 게이트 및 데이터 패드 콘택홀(164, 165)은 비록 제 1 및 제 2 보호층(140, 160)이 함께 패터닝되지만 상기 무기절연층(도 3d의 124) 및 게이트 절연막(115)까지 함께 패터닝되지 않으므로 그 크기는 게이트 절연막(115)까지 함께 패터닝되는 종래 대비 현저히 줄게된다.Although the first and second passivation layers 140 and 160 are patterned together, the second gate and data pad contact holes 164 and 165 may be formed by patterning the inorganic insulating
다음, 도 3m에 도시한 바와 같이, 상기 드레인 콘택홀(163) 및 제 2 게이트 및 데이터 패드 콘택홀(164, 165)을 갖는 상기 제 2 보호층(160) 위로 투명 도전성 물질 예를들면 인듐-틴-옥사이드(ITO) 또는 인듐-징크-옥사이드(IZO)를 기판(101) 전면에 증착하여 제 2 투명 도전성 물질층(미도시)을 형성하고, 이에 대해 마스크 공정을 진행함으로써 패터닝함으로써 각 화소영역(P)별로 분리되며 상기 드레인 콘택홀(163)을 통해 상기 드레인 전극(136)과 접촉하는 판 형태의 화소전극(170)을 형성한다. Next, as shown in FIG. 3M, a transparent conductive material, for example, indium-tin oxide (ITO) is deposited on the
이때, 각 화소영역(P) 내에 형성되는 상기 판 형태를 갖는 화소전극(170)은 각 화소영역(P) 내에 바(bar) 형태를 갖는 다수의 제 2 개구(op2)가 구비되고 있는 것이 특징이다.The
동시에 상기 게이트 패드부(GPA)에 있어서는 상기 제 2 게이트 패드 콘택홀(164)을 통해 상기 제 1 보조 게이트 패드전극(131)과 접촉하는 제 2 보조 게이트 패드전극(172)을 형성하며, 상기 데이터 패드부(DPA)에 있어서는 상기 제 2 데이터 패드 콘택홀(165)을 통해 상기 데이터 패드전극(132)과 접촉하는 제 2 보조 데이터 패드전극(174)을 형성함으로써 본 발명의 제 1 실시예에 따른 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치용 어레이 기판(101)을 완성한다.At the same time, in the gate pad portion GPA, a second assist
이때, 상기 각 화소영역(P) 내에 구비되는 다수의 제 2 개구(op2)는 각 화소영역(P) 내에서 곧은 직선의 바(bar) 형태를 이루거나 또는 각 화소영역(P)의 중앙부를 기준으로 대칭적으로 꺾인 바(bar) 형태를 이룰 수 있다. At this time, the plurality of second openings op2 provided in each pixel region P form a rectilinear bar in each pixel region P or a central portion of each pixel region P The bar can be formed symmetrically with respect to the reference.
이렇게 다수의 제 2 개구(op2)가 각 화소영역(P) 내에서 꺾인 바(bar) 형태를 이루는 경우 데이터 배선(미도시) 또한 각 화소영역(P)의 중앙부를 기준으로 꺾인 구성을 이루는 것이 특징이며, 이러한 구성을 갖는 어레이 기판(101)은 각 화소영역(P) 내에 이중 도메인이 구성되므로 사용자가 표시영역을 특정 방위각에서 바라보는 경우 발생되는 색편차를 억제하는 효과를 갖는다.
When a plurality of second openings op2 are formed in a bar shape in each pixel region P, a data line (not shown) is also formed by being bent with respect to the central portion of each pixel region P The
이후에는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치용 어레이 기판의 제조 방법에 대해 설명한다. 이때, 본 발명의 제 2 실시예의 경우, 대부분의 공정은 전술한 제 1 실시예와 동일하므로 차별점이 있는 공정을 위주로 하여 설명한다. Hereinafter, a method of fabricating an array substrate for a fringe field switching mode liquid crystal display according to a second embodiment of the present invention will be described. At this time, in the case of the second embodiment of the present invention, since most processes are the same as those of the first embodiment described above, the processes having differentiation will be mainly described.
도 4a 내지 도 4h는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치용 어레이 기판의 하나의 화소영역(P)과 게이트 패드부(GPA) 및 데이터 패드부(DPA)에 대한 제조 단계별 공정 단면도이다. 이때, 설명의 편의를 위해 각 화소영역(P)에 있어 스위칭 소자인 박막트랜지스터(Tr)가 형성되는 부분을 스위칭 영역(TrA)이라 정의하였으며, 제 1 실시예와 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호를 부여하였다. 4A to 4H are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a pixel region P, a gate pad portion GPA, and a data pad portion DPA of an array substrate for a fringe field switching mode liquid crystal display according to a second embodiment of the present invention. Fig. For convenience of description, a portion where the thin film transistor Tr is formed as a switching element in each pixel region P is defined as a switching region TrA, and the same constituent elements as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals Respectively.
우선, 도 4a에 도시한 바와 같이, 투명한 절연기판(101) 예를 들어 유리 또는 플라스틱으로 이루어진 기판(101) 상에 금속물질 예를들면 알루미늄(Al), 알루미늄 합금(AlNd), 구리(Cu), 구리합금, 몰리브덴(Mo) 및 몰리브덴 합금(MoTi) 중 하나 또는 둘 이상의 물질을 전면에 증착하여 제 1 금속층(미도시)을 형성한다.4A, a metal material such as aluminum (Al), an aluminum alloy (AlNd), copper (Cu), or the like is coated on a transparent insulating
이후, 상기 제 1 금속층(미도시)을 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 패터닝함으로써 단일층 또는 다중층 구조를 가지며 제 1 방향으로 연장하는 다수의 게이트 배선(미도시)을 형성하고, 동시에 상기 스위칭 영역(TrA)에 상기 게이트 배선(미도시)과 연결된 게이트 전극(105)을 형성한다. Thereafter, the first metal layer (not shown) is exposed to a series of photoresist coating, exposure using a photomask, development of exposed photoresist, etching of the first metal layer (not shown), and strips of photoresist A plurality of gate wirings (not shown) having a single layer or a multilayer structure and extending in a first direction are formed, and at the same time, the gate wiring (not shown) is formed in the switching region TrA, And a
그리고, 본 발명의 제 1 실시예에 있어서 특징적인 구성 중 하나로서 상기 게이트 패드부(GPA)에 있어서 상기 게이트 배선(미도시)과 연결된 게이트 패드전극(106)을 형성하고, 데이터 패드부(DPA)에 있어서는 아일랜드 형태로 제 1 보조 데이터 패드전극(107)을 형성한다.A
이후, 상기 게이트 배선(미도시), 게이트 전극(105), 게이트 패드전극(106) 및 제 1 보조 데이터 패드전극(107) 위로 무기절연물질 예를들면 산화실리콘(SiO2) 또는 질화실리콘(SiNx)을 증착하여 상기 기판(101) 전면에 게이트 절연막(115)을 형성한다.Thereafter, an inorganic insulating material such as silicon oxide (SiO 2 ) or silicon nitride (SiN x) is formed on the gate wiring (not shown), the
다음, 도 4b에 도시한 바와 같이, 상기 게이트 절연막(115) 상부로 산화물 반도체 물질로서 징크 옥사이드(ZnO) 계열의 산화물 예를들면 IGZO(Indium Gallium Zinc Oxide), ZTO(Zinc Tin Oxide), ZIO(Zinc Indium Oxide) 중 어느 하나를 증착하거나 또는 도포하여 산화물 반도체 물질층(119)을 형성한다.Next, as shown in FIG. 4B, an oxide semiconductor material such as IGZO (Indium Gallium Zinc Oxide), ZTO (Zinc Tin Oxide), ZIO (ZIO) Zinc Indium Oxide) is deposited or applied to form an oxide
다음, 도 4c에 도시한 바와 같이, 상기 산화물 반도체 물질층(119) 위로 포토레지스트를 도포하여 제 1 포토레지스트층(190)을 형성하고, 이의 상부로 빛의 투과영역(TA)과 차단영역(BA) 및 빛의 투과량이 상기 투과영역(TA)보다 작은 반투과영역(HTA)을 갖는 노광 마스크(195)를 위치시킨 후, 상기 노광 마스크(195)를 통해 노광을 실시한다. Next, as shown in FIG. 4C, a photoresist is coated on the oxide
이때, 도면에서는 일례로 상기 제 1 포토레지스트층(190)이 네가티브 타입인 것을 보이고 있다. At this time, in the drawing, for example, the
각 화소영역(P) 내의 스위칭 영역(TrA)에 대응해서는 투과영역(TA)이 대응되며, 상기 게이트 패드부(GPA) 및 데이터 패드부(DPA)에 대응해서는 차단영역(BA)이 대응되도록, 그리고 그 이외의 영역에서는 반투과영역(HTA)이 대응되도록 상기 노광 마스크(195)를 상기 제 1 포토레지스트층(190) 상부에 위치시킨 후, 노광을 실시한다. 이때, 상기 반투과영역(HTA)을 갖는 노광 마스크(195)의 특성 상 회절노광 또는 하프톤 노광이 진행된다.The transmissive region TA corresponds to the switching region TrA in each pixel region P and the blocking region BA corresponds to the gate pad unit GPA and the data pad unit DPA, In the other regions, the
다음, 도 4d에 도시한 바와같이, 노광이 진행된 상기 제 1 포토레지스트층(190)을 현상하게 되면, 상기 각 스위칭 영역(TrA)에 대응해서는 제 1 두께를 갖는 제 1 포토레지스트 패턴(191a)이 형성되고, 상기 게이트 및 데이터 패드부(GPA, DPA)에 있어서는 상기 게이트 패드전극(106) 및 제 1 보조 데이터 패드전극(107)에 대응해서 상기 산화물 반도체 물질층(119)을 노출시키며, 상기 스위칭 영역(TrA)과 상기 게이트 및 데이터 패드부(GPA, DPA) 이외의 영역에 대응해서는 상기 제 1 두께보다 얇은 제 2 두께를 갖는 제 2 포토레지스트 패턴(191b)이 형성된다. Next, as shown in FIG. 4D, when the
다음, 도 4f에 도시한 바와같이, 상기 제 1 및 제 2 포토레지스트 패턴(191a, 191b) 외부로 노출된 상기 산화물 반도체 물질층(119)과 그 하부에 위치하는 게이트 절연막(115)을 식각하여 제거함으로써 상기 게이트 패드부(GPA)에 게이트 패드전극(106)을 노출시키는 제 1 게이트 패드 콘택홀(126)을 형성하고, 동시에 상기 데이터 패드부(DPA)에 상기 제 1 보조 데이터 패드전극(107)을 노출시키는 제 1 데이터 패드 콘택홀(127)을 형성한다. Next, as shown in FIG. 4F, the oxide
이때, 상기 산화물 반도체 물질층(119)을 패터닝하는 하는 단계에서 이렇게 게이트 패드전극(106)과 제 1 보조 데이터 패드전극(107)을 각각 노출시키는 제 1 게이트 및 데이터 패드 콘택홀(126, 127)을 형성하는 것은, 상기 게이트 및 데 데이터 패드 콘택홀의 폭(또는 면적)을 최소화하기 위함이다. The first gate and data pad contact holes 126 and 127 exposing the
다음, 도 4f에 도시한 바와같이, 애싱(ashing)을 진행함으로써 상기 제 2 두께를 갖는 제 2 포토레지스트 패턴(191b)을 제거함으로써 상기 산화물 반도체 물질층(119)을 노출시키다. 이러한 애싱(ashing)에 의해 상기 제 1 포토레지스트 패턴(191a) 또한 그 두께가 줄어들지만 여전히 상기 산화물 반도체 물질층(119) 상부에 남아있게 된다.Then, as shown in FIG. 4F, ashing is performed to expose the oxide
다음, 도 4g에 도시한 바와같이, 상기 제 2 포토레지스트 패턴(191b)이 제거됨으로써 새롭게 노출된 상기 산화물 반도체 물질층(도 4f의 119)을 식각하여 제거함으로써 상기 게이트 절연막(115)을 노출시킨다. Next, as shown in FIG. 4G, the
이때, 상기 스위칭 영역(TrA)에 있어서는 상기 산화물 반도체층(120) 상부로 상기 제 1 포토레지스트 패턴(191a)이 남아있으므로 상기 제 1 포토레지스트 패턴(191a)에 의해 식각되지 않고 남게되는 산화물 반도체 물질층(도 4f의 119)은 아일랜드 형태를 가지며 상기 각 게이트 전극(105)에 대응하여 산화물 반도체층(120)을 이루게 된다. At this time, in the switching region TrA, since the
다음, 도 4h에 도시한 바와같이, 스트립(strip)을 진행하여 상기 제 1 포토레지스트 패턴(191a)을 제거함으로써 상기 산화물 반도체층(120)을 노출시킨다.Next, as shown in FIG. 4H, a strip is removed to expose the
이후, 상기 산화물 반도체층(120) 위로 전면에 무기절연물질 예를들면 산화실리콘(SiO2) 또는 질화실리콘(SiNx)을 증착하여 상기 기판(101) 전면에 무기절연층(미도시)을 형성하고, 이를 마스크 공정을 진행하여 패터닝함으로써 상기 각 스위칭 영역(TrA)에 구비된 상기 산화물 반도체층(120) 상부 중앙부에 대응하여 에치스토퍼(125)를 형성한다. An inorganic insulating layer (not shown) is formed on the entire surface of the
이때, 상기 각 산화물 반도체층(120)은 상기 에치스토퍼(125)에 의해 양 끝단 상부 표면이 노출된 상태가 된다.At this time, the upper surface of the
이렇게 상기 에치스토퍼(125)가 형성한 이후의 단계는 도 3h 내지 도 3m을 통해 설명한 제 1 실시예에 따른 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치용 어레이 기판(101)의 제조 방법과 동일한 공정을 진행하게 되므로 이하 그 설명은 생략한다.
The subsequent steps of forming the
한편, 이러한 본 발명의 제 1 및 2 실시예에 따른 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치용 어레이 기판(101)은 총 8회의 마스크 공정을 진행하여 형성됨으로써 종래의 9마스크 공정을 진행하는 제조 방법대비 1회의 마스크 공정을 저감시켜 단위 시간당 생산성을 향상시키는 동시에 제조 비용을 저감시키는 효과가 있다.The
그리고, 게이트 및 데이터 패드부(GPA, DPA)에 있어 게이트 절연막(115)에 대해 별도로 패터닝 공정을 진행하여 제 1 게이트 및 데이터 패드 콘택홀(126, 127)을 형성하고, 제 1 및 제 2 보호층(140, 160)에 대해 제 2 게이트 및 데이터 패드 콘택홀(164, 165)을 형성함으로써 최종적으로 상기 게이트 및 데이터 패드 콘택홀((126, 164),(127, 165))을 크기를 줄일 수 있으므로 비표시영역의 면적을 줄이는 네로우 베젤 구현에 일조하는 효과가 있다.In the gate and data pad portions GPA and DPA, a patterning process is separately performed on the
101 : (어레이)기판 105 : 게이트 전극
106 : 게이트 패드전극 107 : 제 1 보조 데이터 패드전극
115 : 게이트 절연막 120 : 산화물 반도체층
125 : 에치스토퍼 131 : 제 1 보조 게이트 패드전극
132 : 데이터 패드전극 133 : 소스 전극
136 : 드레인 전극 140 : 제 1 보호층
144 : 유기막 150 : 공통전극
160 : 제 2 보호층 163 : 드레인 콘택홀
164 : 제 2 게이트 패드 콘택홀 165 : 제 2 데이터 패드 콘택홀
170 : 화소전극 172 : 제 2 보조 게이트 패드전극
174 : 제 2 보조 데이터 패드전극 DPA : 데이터 패드부
GPA : 게이트 패드부 op1 : 제 1 개구
op2 : 제 2 개구 P : 화소영역
Tr : 박막트랜지스터 TrA : 스위칭 영역 101: (array) substrate 105: gate electrode
106: gate pad electrode 107: first auxiliary data pad electrode
115: gate insulating film 120: oxide semiconductor layer
125: etch stopper 131: first auxiliary gate electrode
132: Data pad electrode 133: Source electrode
136: drain electrode 140: first protective layer
144: organic film 150: common electrode
160: second protection layer 163: drain contact hole
164: second gate pad contact hole 165: second data pad contact hole
170: pixel electrode 172: second auxiliary gate pad electrode
174: Second auxiliary data pad electrode DPA: Data pad part
GPA: gate pad portion op1: first opening
op2: second aperture P: pixel area
Tr: thin film transistor TrA: switching region
Claims (13)
상기 게이트 배선 위로 전면에 게이트 절연막을 형성하는 단계와;
상기 게이트 절연막 위로 상기 각 게이트 전극에 대응하여 아일랜드 형태로 산화물 반도체층을 형성하고 동시에 상기 게이트 절연막에 상기 게이트 패드전극을 노출시키는 제 1 게이트 패드 콘택홀과, 상기 제 1 보조 데이터 패드전극을 노출시키는 제 1 데이터 패드 콘택홀을 형성하는 단계와;
상기 산화물 반도체층 위로 그 중앙부에 에치스토퍼를 형성하는 단계와;
상기 에치스토퍼 상부에 서로 이격하는 소스 및 드레인 전극과, 상기 게이트 절연막 위로 상기 소스 전극과 연결되며 상기 게이트 배선과 교차하여 상기 화소영역을 정의하는 데이터 배선을 형성하고, 상기 게이트 패드 전극과 접촉하는 제 1 보조 게이트 패드전극과, 상기 제 1 보조 데이터 패드전극과 접촉하는 데이터 패드전극을 형성하는 단계와;
상기 데이터 배선 위로 상기 표시영역 전면에 유기막을 형성하는 단계와;
상기 유기막 위로 상기 표시영역에 상기 각 소스 및 드레인 전극에 대해 제 1 개구를 갖는 공통전극을 형성하는 단계와;
상기 공통전극 위로 제 1 보호층을 상기 기판 전면에 형성하는 단계와;
상기 제 1 보호층 위로 상기 각 화소영역별로 바 형태의 다수의 제 2 개구를 갖는 판 형태의 화소전극을 형성하는 단계
를 포함하는 액정표시장치용 어레이 기판의 제조 방법.
A gate wiring extending in one direction in the display region on the substrate on which the gate pad portion and the data pad portion are defined in the display region having a plurality of pixel regions and the non-display region outside the display region; Forming a gate electrode, a gate pad electrode connected to the gate wiring on the gate pad portion, and a first auxiliary data pad electrode on the data pad portion;
Forming a gate insulating film over the gate wiring;
A first gate pad contact hole formed on the gate insulating layer in an island shape corresponding to each of the gate electrodes and simultaneously exposing the gate pad electrode to the gate insulating layer; Forming a first data pad contact hole;
Forming an etch stopper at the center of the oxide semiconductor layer;
A source electrode and a drain electrode which are spaced apart from each other on the upper portion of the etch stopper; a data line connected to the source electrode and intersecting the gate line to define the pixel region, 1 auxiliary gate pad electrode and a data pad electrode in contact with the first auxiliary data pad electrode;
Forming an organic film over the data line on the entire surface of the display region;
Forming a common electrode on the organic film having a first opening in each of the source and drain electrodes in the display region;
Forming a first passivation layer over the common electrode;
Forming a plate-shaped pixel electrode having a plurality of bar-shaped second openings on each of the pixel regions on the first protective layer,
And a plurality of pixel electrodes formed on the substrate.
상기 게이트 절연막 위로 상기 각 게이트 전극에 대응하여 아일랜드 형태로 상기 산화물 반도체층을 형성하고 동시에 상기 게이트 절연막에 상기 게이트 패드전극을 노출시키는 상기 제 1 게이트 패드 콘택홀과, 상기 제 1 보조 데이터 패드전극을 노출시키는 상기 제 1 데이터 패드 콘택홀을 형성하는 단계는,
상기 게이트 절연막 위로 상기 기판 전면에 산화물 반도체 물질층을 형성하는 단계와;
상기 산화물 반도체 물질층 위로 제 1 두께를 갖는 제 1 포토레지스트 패턴과 제 1 두께보다 얇은 제 2 두께를 갖는 제 2 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계와;
상기 제 1 및 제 2 포토레지스트 패턴 사이로 노출된 상기 산화물 반도체 물질층과 그 하부의 상기 게이트 절연막을 제거함으로써 상기 게이트 패드전극을 노출시키는 상기 제 1 게이트 패드 콘택홀과 상기 제 1 보조 데이터 패드전극을 노출시키는 상기 제 1 데이터 패드콘택홀을 형성하는 단계와;
애싱(ashing)을 진행하여 상기 제 2 두께를 갖는 제 2 포토레지스트 패턴을 제거하는 단계와;
상기 제 2 포토레지스트 패턴이 제거됨으로써 노출되는 상기 산화물 반도체 물질층을 제거함으로써 상기 각 화소영역의 게이트 전극에 대응하여 상기 게이트 절연막 위로 상기 산화물 반도체층을 형성하는 단계와;
상기 제 1 포토레지스트 패턴을 제거하는 단계
를 포함하는 액정표시장치용 어레이 기판의 제조 방법.
The method according to claim 1,
The first gate pad contact hole forming the oxide semiconductor layer in an island shape corresponding to each gate electrode on the gate insulating film and exposing the gate pad electrode to the gate insulating film, The step of forming the first data pad contact hole to expose comprises:
Forming an oxide semiconductor material layer on the entire surface of the substrate over the gate insulating film;
Forming a first photoresist pattern having a first thickness over the oxide semiconductor material layer and a second photoresist pattern having a second thickness less than the first thickness;
The first gate pad contact hole and the first auxiliary data pad electrode exposing the gate pad electrode by removing the oxide semiconductor material layer and the gate insulating film below the oxide semiconductor material layer exposed between the first and second photoresist patterns, Forming the first data pad contact hole to expose the first data pad contact hole;
Performing ashing to remove the second photoresist pattern having the second thickness;
Forming the oxide semiconductor layer over the gate insulating film in correspondence to the gate electrode of each pixel region by removing the oxide semiconductor material layer exposed by removing the second photoresist pattern;
Removing the first photoresist pattern
And a plurality of pixel electrodes formed on the substrate.
상기 게이트 배선 위로 전면에 게이트 절연막을 형성하는 단계와;
상기 게이트 절연막 위로 상기 각 게이트 전극에 대응하여 아일랜드 형태로 산화물 반도체층을 형성하는 단계와;
상기 산화물 반도체층 위로 그 중앙부에 에치스토퍼를 형성하고, 동시에 상기 게이트 절연막에 상기 게이트 패드전극을 노출시키는 제 1 게이트 패드 콘택홀과, 상기 제 1 보조 데이터 패드전극을 노출시키는 제 1 데이터 패드 콘택홀을 형성하는 단계와;
상기 에치스토퍼 상부에 서로 이격하는 소스 및 드레인 전극과, 상기 게이트 절연막 위로 상기 소스 전극과 연결되며 상기 게이트 배선과 교차하여 상기 화소영역을 정의하는 데이터 배선을 형성하고, 상기 게이트 패드 전극과 접촉하는 제 1 보조 게이트 패드전극과, 상기 제 1 보조 데이터 패드전극과 접촉하는 데이터 패드전극을 형성하는 단계와;
상기 데이터 배선 위로 상기 표시영역 전면에 유기막을 형성하는 단계와;
상기 유기막 위로 상기 표시영역에 상기 각 소스 및 드레인 전극에 대해 제 1 개구를 갖는 공통전극을 형성하는 단계와;
상기 공통전극 위로 제 1 보호층을 상기 기판 전면에 형성하는 단계와;
상기 제 1 보호층 위로 상기 각 화소영역별로 바(bar) 형태의 다수의 제 2 개구를 갖는 판 형태의 화소전극을 형성하는 단계
를 포함하는 액정표시장치용 어레이 기판의 제조 방법.
A gate wiring extending in one direction in the display region on the substrate on which the gate pad portion and the data pad portion are defined in the display region having a plurality of pixel regions and the non-display region outside the display region; Forming a gate electrode, a gate pad electrode connected to the gate wiring on the gate pad portion, and a first auxiliary data pad electrode on the data pad portion;
Forming a gate insulating film over the gate wiring;
Forming an oxide semiconductor layer on the gate insulating film in an island shape corresponding to each of the gate electrodes;
A first gate pad contact hole for forming an etch stopper at a central portion of the oxide semiconductor layer and exposing the gate pad electrode to the gate insulating layer, a first gate pad contact hole for exposing the first auxiliary data pad electrode, ; ≪ / RTI >
A source electrode and a drain electrode which are spaced apart from each other on the upper portion of the etch stopper; a data line connected to the source electrode and intersecting the gate line to define the pixel region, 1 auxiliary gate pad electrode and a data pad electrode in contact with the first auxiliary data pad electrode;
Forming an organic film over the data line on the entire surface of the display region;
Forming a common electrode on the organic film having a first opening in each of the source and drain electrodes in the display region;
Forming a first passivation layer over the common electrode;
Forming a plate-shaped pixel electrode having a plurality of bar-shaped second openings on the first protective layer,
And a plurality of pixel electrodes formed on the substrate.
상기 산화물 반도체층 위로 그 중앙부에 상기 에치스토퍼를 형성하고, 동시에 상기 게이트 절연막에 상기 게이트 패드전극을 노출시키는 상기 제 1 게이트 패드 콘택홀과, 상기 제 1 보조 데이터 패드전극을 노출시키는 상기 제 1 데이터 패드 콘택홀을 형성하는 단계는,
상기 산화물 반도체층 위로 상기 기판 전면에 무기절연층을 형성하는 단계와;
상기 무기절연층 위로 제 1 두께를 갖는 제 1 포토레지스트 패턴과 제 1 두께보다 얇은 제 2 두께를 갖는 제 2 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계와;
상기 제 1 및 제 2 포토레지스트 패턴 사이로 노출된 상기 무기절연층과 그 하부의 상기 게이트 절연막을 제거함으로써 상기 게이트 패드전극을 노출시키는 상기 제 1 게이트 패드 콘택홀과 상기 제 1 보조 데이터 패드전극을 노출시키는 상기 제 1 데이터 패드콘택홀을 형성하는 단계와;
애싱(ashing)을 진행하여 상기 제 2 두께를 갖는 제 2 포토레지스트 패턴을 제거하는 단계와;
상기 제 2 포토레지스트 패턴이 제거됨으로써 노출되는 상기 무기절연층을 제거함으로써 상기 각 화소영역의 산화물 반도체층에 위로 그 중앙부에 에치스토퍼를 형성하는 단계와;
상기 제 1 포토레지스트 패턴을 제거하는 단계
를 포함하는 액정표시장치용 어레이 기판의 제조 방법.
The method of claim 3,
The first gate pad contact hole for exposing the gate pad electrode to the gate insulating film and the first gate pad contact hole for exposing the first auxiliary data pad electrode; Forming a pad contact hole,
Forming an inorganic insulating layer on the entire surface of the substrate over the oxide semiconductor layer;
Forming a second photoresist pattern having a first thickness above the inorganic insulating layer and a second thickness smaller than the first thickness;
The first gate pad contact hole and the first auxiliary data pad electrode exposing the gate pad electrode are exposed by removing the inorganic insulating layer exposed between the first and second photoresist patterns and the gate insulating film below the inorganic insulating layer, Forming a first data pad contact hole to contact the first data pad;
Performing ashing to remove the second photoresist pattern having the second thickness;
Forming an etch stopper at an upper portion of the oxide semiconductor layer in each pixel region by removing the inorganic insulating layer exposed by removing the second photoresist pattern;
Removing the first photoresist pattern
And a plurality of pixel electrodes formed on the substrate.
상기 유기막을 형성하기 전에 상기 데이터 배선 위로 상기 기판 전면에 제 2 보호층을 형성하는 것이 특징인 액정표시장치용 어레이 기판의 제조 방법.
The method according to claim 1 or 3,
Wherein a second protective layer is formed on the entire surface of the substrate over the data line before forming the organic film.
상기 유기막을 형성하는 단계는 상기 드레인 전극에 대응하는 상기 제 1 보호층을 노출시키는 홀을 형성하는 단계를 포함하는 것이 특징인 액정표시장치용 어레이 기판의 제조 방법.
6. The method of claim 5,
Wherein the forming of the organic layer includes forming a hole exposing the first passivation layer corresponding to the drain electrode.
상기 제 1 보호층을 형성하는 단계는,
상기 유기막에 구비된 상기 홀을 관통하여 상기 제 2 보호층을 제거함으로써 상기 드레인 전극을 노출시키는 드레인 콘택홀을 형성하고, 동시에 상기 제 1 보조 게이트 패드전극과 상기 데이터 패드전극을 각각 노출시키는 제 2 게이트 패드 콘택홀 및 제 2 데이터 패드 콘택홀을 형성하는 단계를 포함하는 것이 특징인 액정표시장치용 어레이 기판의 제조 방법.
The method according to claim 6,
Wherein forming the first passivation layer comprises:
A drain contact hole exposing the drain electrode by removing the second passivation layer through the hole provided in the organic film, and forming a drain contact hole exposing the first auxiliary gate pad electrode and the data pad electrode, And forming a second gate pad contact hole and a second data pad contact hole.
상기 화소전극은 상기 드레인 콘택홀을 통해 상기 드레인 전극과 접촉하도록 형성하며,
상기 화소전극을 형성하는 단계는,
상기 제 2 게이트 패드 콘택홀을 통해 상기 제 1 보조 게이트 패드전극과 접촉하는 제 2 보조 게이트 패드전극과, 상기 제 2 데이터 패드 콘택홀을 통해 상기 데이터 패드전극과 접촉하는 제 2 보조 데이터 패드전극을 형성하는 단계를 포함하는 것이 특징인 액정표시장치용 어레이 기판의 제조 방법.
8. The method of claim 7,
The pixel electrode is formed to be in contact with the drain electrode through the drain contact hole,
Wherein forming the pixel electrode includes:
A second auxiliary gate pad electrode contacting the first auxiliary gate pad electrode through the second gate pad contact hole and a second auxiliary data pad electrode contacting the data pad electrode through the second data pad contact hole, Wherein the step of forming the array substrate comprises the steps of:
상기 다수의 바 형태의 제 2 개구는 각 화소영역 내에서 상기 각 화소영역의 중앙부를 기준으로 대칭적으로 꺾인 형태를 이루도록 형성하는 것이 특징인 액정표시장치용 어레이 기판의 제조 방법.
The method according to claim 1 or 3,
Wherein the plurality of bar-shaped second openings are symmetrically bent with respect to a central portion of each of the pixel regions within each pixel region.
상기 각 화소영역 내에 형성되며 게이트 전극과 상기 게이트 절연막과 산화물 반도체층과 에치스토퍼와 서로 이격하는 소스 및 드레인 전극을 포함하는 박막트랜지스터와;
상기 박막트랜지스터 위로 상기 표시영역 전면에 형성된 유기막과;
상기 유기막 위로 상기 표시영역 전면에 상기 각 박막트랜지스터에 대응하여 제 1 개구를 가지며 형성된 공통전극과:
상기 공통전극 위로 상기 기판 전면에 형성된 제 1 보호층과;
상기 제 1 보호층 위로 상기 각 화소영역에 바(bar) 형태의 다수의 제 2 개구를 가지며 형성된 화소전극과;
상기 게이트 패드부 및 데이터 패드부에 각각 형성된 상기 게이트 배선과 연결된 게이트 패드전극 및 아일랜드 형태의 제 1 보조 데이터 패드전극과, 상기 게이트 패드전극과 제 1 보조 데이터 패드전극을 각각 노출시키는 제 1 게이트 및 데이터 패드 콘택홀을 갖는 상기 게이트 절연막과, 상기 게이트 절연막 위로 형성된 상기 게이트 패드전극과 접촉하는 제 1 보조 게이트 패드전극 및 상기 제 1 보조 데이터 패드전극과 접촉하는 데이터 패드전극과, 상기 제 1 보조 게이트 패드전극 및 상기 데이터 패드전극을 각각 노출시키는 제 2 게이트 및 데이터 패드 콘택홀을 갖는 상기 제 1 보호층
을 포함하는 액정표시장치용 어레이 기판.
A gate and a data line formed on the substrate defined by the gate pad portion and the data pad portion and defining the pixel region so as to intersect with each other via a gate insulating film in a display region having a plurality of pixel regions and a non-display region outside the display region;
A thin film transistor formed in each of the pixel regions and including a gate electrode, a gate insulating film, an oxide semiconductor layer, and source and drain electrodes spaced apart from the etch stopper;
An organic layer formed on the entire surface of the display region above the thin film transistor;
A common electrode formed on the organic layer and having a first opening corresponding to each of the thin film transistors on the entire surface of the display region;
A first protective layer formed on the entire surface of the substrate over the common electrode;
A pixel electrode formed on the first passivation layer and having a plurality of second openings in a bar shape in each pixel region;
A gate pad electrode connected to the gate wiring formed on the gate pad portion and the data pad portion, a first auxiliary data pad electrode in the form of an island, a first gate exposing the gate pad electrode and the first auxiliary data pad electrode, A data pad electrode in contact with the first auxiliary gate pad electrode and the first auxiliary gate pad electrode in contact with the gate pad electrode formed on the gate insulating layer; And a second gate and a data pad contact hole exposing the pad electrode and the data pad electrode, respectively,
And a plurality of pixel electrodes.
상기 박막트랜지스터와 상기 유기막 사이에는 상기 기판 전면에 제 2 보호층이 형성되며,
상기 유기막에는 상기 각 드레인 전극에 대응하여 상기 제 2 보호층을 노출시키는 홀이 구비되며,
상기 제 1 보호층 및 제 2 보호층에는 상기 홀을 통해 상기 드레인 전극을 노출시키는 드레인 콘택홀이 구비되며,
상기 화소전극은 상기 드레인 콘택홀을 통해 상기 드레인 전극과 접촉하는 것이 특징인 액정표시장치용 어레이 기판.
11. The method of claim 10,
A second passivation layer is formed on the entire surface of the substrate between the thin film transistor and the organic film,
Wherein the organic layer includes a hole for exposing the second passivation layer corresponding to each drain electrode,
And a drain contact hole exposing the drain electrode through the hole is formed in the first passivation layer and the second passivation layer,
And the pixel electrode is in contact with the drain electrode through the drain contact hole.
상기 제 2 보호층에는 상기 제 1 보호층과 더불어 상기 제 2 게이트 및 데이터 패드 콘택홀이 구비된 것이 특징인 액정표시장치용 어레이 기판.
12. The method of claim 11,
And the second protective layer is provided with the second gate and the data pad contact hole in addition to the first protective layer.
상기 바(bar) 형태의 다수의 제 2 개구는 각 화소영역 내에서 상기 각 화소영역의 중앙부를 기준으로 대칭적으로 꺾인 형태를 이루는 것이 특징인 액정표시장치용 어레이 기판.12. The method of claim 11,
Wherein the plurality of bar-shaped second openings are symmetrically bent with respect to a central portion of each of the pixel regions within each pixel region.
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KR20130062498A (en) | 2013-06-13 |
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