KR101951298B1 - Liquid crystal display device and method of fabricating the same - Google Patents
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Abstract
본 발명의 액정표시장치 및 그 제조방법은 어레이 기판 내에 게이트 드라이버(gate driver)를 직접 실장시킨 게이트 인 패널(Gate In Panel; GIP) 방식의 액정표시장치에 있어서, GIP 회로부 박막 트랜지스터에 더블 게이트(double gate) 구조를 적용하여 채널 사이즈를 감소시킴으로써 내로우 베젤(narrow bezel)을 구현하기 위한 것으로, 화상이 표시되는 액티브 영역과 게이트 드라이버가 실장되는 GIP 회로부로 구분되는 어레이 기판; 상기 어레이 기판과 대향하여 합착되는 컬러필터 기판; 상기 액티브 영역의 어레이 기판에 형성되며, 게이트전극과 액티브층 및 소오스/드레인전극으로 구성되는 박막 트랜지스터; 및 상기 GIP 회로부의 어레이 기판에 형성되며, GIP 회로부 게이트전극과 GIP 회로부 액티브층 및 GIP 회로부 소오스/드레인전극으로 구성되는 GIP 회로부 박막 트랜지스터를 포함하며, 상기 GIP 회로부 게이트전극은 상기 GIP 회로부 액티브층의 하부에 위치하는 제 1 GIP 회로부 게이트전극과 상기 GIP 회로부 액티브층의 상부에 위치하는 제 2 GIP 회로부 게이트전극으로 구성되는 것을 특징으로 한다.A liquid crystal display device and a method of manufacturing the same according to the present invention are a gate in panel (GIP) type liquid crystal display device in which a gate driver is directly mounted in an array substrate, an array substrate divided into an active region in which an image is displayed and a GIP circuit portion in which a gate driver is mounted, for implementing a narrow bezel by reducing a channel size by applying a double gate structure. A color filter substrate bonded to the array substrate so as to be opposite to each other; A thin film transistor formed on the array substrate of the active region, the thin film transistor including a gate electrode, an active layer, and a source / drain electrode; And a GIP circuit part thin film transistor formed on the array substrate of the GIP circuit part, the GIP circuit part gate electrode being composed of a GIP circuit part active layer and a GIP circuit part source / drain electrode, And a second GIP circuit part gate electrode located on the upper part of the active layer of the GIP circuit part.
Description
본 발명은 액정표시장치 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 어레이 기판 내에 비정질 실리콘 박막 트랜지스터를 이용한 게이트 드라이버를 직접 실장시킨 게이트 인 패널(Gate In Panel; GIP) 방식의 액정표시장치 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a liquid crystal display device and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a liquid crystal display device using a gate in panel (GIP) method in which a gate driver using an amorphous silicon thin film transistor is directly mounted in an array substrate, And a manufacturing method thereof.
일반적으로, 액정표시장치는 매트릭스(matrix) 형태로 배열된 화소들에 화상정보에 따른 데이터신호를 개별적으로 공급하여, 그 화소들의 광투과율을 조절함으로써, 원하는 화상을 표시하는 표시장치이다.2. Description of the Related Art In general, a liquid crystal display device is a display device that displays a desired image by individually supplying data signals according to image information to pixels arranged in a matrix form and adjusting the light transmittance of the pixels.
이를 위해, 상기 액정표시장치에는 화소들이 매트릭스 형태로 배열되는 액정표시패널과 상기 화소들을 구동하기 위한 구동회로부가 구비된다.To this end, the liquid crystal display device includes a liquid crystal display panel in which pixels are arranged in a matrix form, and a driving circuit for driving the pixels.
액정표시패널은 박막 트랜지스터 어레이(thin film transistor array)가 형성된 어레이 기판과 컬러필터(color filter)가 형성된 컬러필터 기판이 균일한 셀갭(cell gap)이 유지되도록 합착되고, 상기 어레이 기판과 컬러필터 기판 사이에 액정층이 형성되어 이루어진다.In the liquid crystal display panel, an array substrate on which a thin film transistor array is formed and a color filter substrate on which a color filter is formed are bonded together to maintain a uniform cell gap, And a liquid crystal layer is formed therebetween.
이때, 상기 어레이 기판과 컬러필터 기판의 대향하는 표면에는 배향막이 형성되고, 러빙이 실시되어 상기 액정층의 액정이 일정한 방향으로 배열되도록 한다.At this time, an alignment film is formed on the surface of the array substrate opposite to the color filter substrate, and rubbing is performed so that the liquid crystal of the liquid crystal layer is aligned in a predetermined direction.
또한, 상기 어레이 기판과 컬러필터 기판은 화소부의 외곽을 따라 형성되는 실패턴에 의해 합착되며, 합착된 상기 어레이 기판과 컬러필터 기판의 외면에는 편광판과 위상차판 등이 구비되며, 이와 같은 다수의 구성요소를 선택적으로 구성함으로써, 빛의 진행상태를 바꾸거나 굴절률을 변화시켜 높은 휘도와 콘트라스트 특성을 갖는 액정표시패널이 구성된다.In addition, the array substrate and the color filter substrate are bonded together by an actual pattern formed along the outer periphery of the pixel portion, and a polarizing plate, a retardation plate, and the like are provided on the outer surface of the array substrate and the color filter substrate, By selectively configuring the elements, a liquid crystal display panel having high luminance and contrast characteristics can be constituted by changing the progress of light or changing the refractive index.
이하, 상기와 같이 구성되는 액정표시장치를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a liquid crystal display device configured as above will be described in detail with reference to the drawings.
도 1은 일반적인 액정표시장치의 구조를 개략적으로 나타내는 예시도이다.Fig. 1 is an exemplary view schematically showing a structure of a general liquid crystal display device.
도면에 도시된 바와 같이, 일반적인 액정표시장치는 액정표시패널(10) 및 상기 액정표시패널(10)의 화상구현에 필요한 각종 신호를 공급하는 구동회로부(30)로 이루어져 있다.As shown in the figure, a typical liquid crystal display device comprises a liquid
이때, 상기 액정표시패널(10)은 액정층 및 상기 액정층을 사이에 두고 나란히 합착된 제 1 기판 및 제 2 기판으로 이루어지며, 어레이 기판이라 불리는 상기 제 1 기판 내면에는 액정구동을 위한 어레이 요소가 구비된다. 즉, 상기 어레이 기판에는 복수의 게이트라인(16)과 데이터라인(17)이 교차 배열되어 매트릭스(matrix) 형태의 화소를 정의하고, 이들의 교차점마다 박막 트랜지스터가 구비되어 각 화소에 형성된 화소전극과 일대일로 대응하여 연결된다.The liquid
또한, 컬러필터 기판이라 불리는 제 2 기판 내면에는 컬러구현을 위한 컬러필터를 비롯해서 액정층을 사이에 두고 상기 화소전극과 대향되는 공통전극 등의 컬러필터 요소가 구비되며, 그 결과 액정층을 비롯한 화소전극 및 공통전극은 액정 커패시터를 이루게 된다.In addition, on the inner surface of the second substrate, which is called a color filter substrate, a color filter for color implementation as well as a color filter element such as a common electrode facing the pixel electrode with a liquid crystal layer therebetween are provided. As a result, The electrode and the common electrode constitute a liquid crystal capacitor.
다음으로 구동회로부(30)는 타이밍 컨트롤러(timing controller)(35)와 게이트 드라이버(gate driver)(31) 및 데이터 드라이버(data driver)(32)를 포함하며, 그 외에도 인터페이스(interface), 기준전압생성부, 전원전압생성부 등이 갖추어 진다.Next, the
이때, 상기 인터페이스는 퍼스널컴퓨터 등의 외부구동시스템과 타이밍 컨트롤러(35)를 중계하고, 타이밍 컨트롤러(35)는 인터페이스로부터 전달된 영상 및 제어신호를 이용해서 게이트 드라이버(31)로 공급되는 프레임제어신호와 데이터 드라이버(32)로 전달되는 영상데이터 및 화상제어신호를 각각 생성한다.At this time, the interface relays the
그리고, 상기 게이트 드라이버(31)와 데이터 드라이버(32)는 각각 게이트라인(16)과 데이터라인(17)이 연결될 수 있도록 TCP(Tape Carrier Package) 등을 매개로 액정표시패널(10)의 서로 인접한 두 가장자리에 부착되며, 이중 게이트 드라이버(31)는 타이밍 컨트롤러(35)의 프레임제어신호에 응답해서 매 프레임(frame) 별로 게이트라인(16)을 순차적으로 인에이블(enable) 시키기 위한 게이트신호를 생성함으로써 게이트라인(16)별 박막 트랜지스터의 온/오프(on/off)를 제어하고, 데이터 드라이버(32)는 타이밍 컨트롤러(35)로부터 입력되는 영상데이터 및 화상제어신호에 응답해서 영상데이터에 대응되는 기준전압들을 선택한 후 데이터라인(17)으로 공급한다.The
이에 따라 게이트 드라이버(31)의 게이트신호에 의해 각 게이트라인(16) 별로 선택된 박막 트랜지스터가 온(on) 되면 데이터 드라이버(32)의 데이터신호가 해당 박막 트랜지스터를 통해 화소로 전달되고, 이에 따른 화소전극과 공통전극 사이의 전기장에 의해 액정이 구동된다. 이 과정 중에 기준전압생성부는 데이터 드라이버(32)의 DAC(Digital To Analog Converter) 기준전압을 생성하고, 전원전압생성부는 구동회로부(35)의 각 요소들에 대한 동작전원과 액정표시패널(10)의 공통전극으로 전달되는 공통전압을 공급한다.Accordingly, when the thin film transistor selected for each
한편, 일반적인 액정표시장치용 박막 트랜지스터는 전도채널(conductive channel) 역할을 담당하는 반도체층의 물질종류에 따라 비정질 실리콘(amorphous silicon) 박막 트랜지스터 및 다결정 실리콘(polycrystalline silicon) 박막 트랜지스터로 구분될 수 있다. 그리고, 이중 비정질 실리콘을 박막 트랜지스터의 반도체층으로 사용하는 경우에는 게이트 드라이버(31)와 데이터 드라이버(32)는 도면에 나타난 것처럼 액정표시패널(10)과 별도로 제조되어 TAB(Tape Automated Bonding) 방식을 통해 게이트라인(16)과 데이터라인(17)에 각각 접속되는 것이 일반적이다.In general, a thin film transistor for a liquid crystal display may be classified into an amorphous silicon thin film transistor and a polycrystalline silicon thin film transistor depending on the kind of a semiconductor layer serving as a conductive channel. When the double amorphous silicon is used as the semiconductor layer of the thin film transistor, the
이와 같이 상기 비정질 실리콘 박막 트랜지스터를 구비한 액정표시장치는 게이트 드라이버(31)와 데이터 드라이버(32)를 별도로 제작하여 TAB 방식을 통해 액정표시패널(10)에 부착하여야 하기 때문에 비용 및 공정이 증가하게 된다.Since the
최근 고해상도 모델의 베젤(bezel) 축소 및 비용 저감의 요구가 증대됨에 따라 상기 게이트 드라이버를 액정표시패널에 내장한 게이트 인 패널(Gate In Panel; GIP) 방식의 액정표시장치가 개발되고 있다.In recent years, there has been a demand for a bezel reduction and cost reduction of a high-resolution model, and a gate-in-panel (GIP) type liquid crystal display device having the gate driver incorporated in a liquid crystal display panel has been developed.
이때, 상기 내장형 게이트 드라이버에 구비된 박막 트랜지스터(이하, GIP 회로부 박막 트랜지스터라 함)들은 액정표시패널 등에 구비되는 박막 트랜지스터와는 달리 거대한 면적을 차지하는 한편 상기 게이트 드라이버가 내장된 액정표시장치는 신뢰성 확보를 위해 여러 개의 박막 트랜지스터를 추가하여 구성하게 되는데, 기존의 GIP 회로부 박막 트랜지스터는 1개의 채널을 갖는 일반적인 구조로 반도체층의 물질종류에 따라 박막 트랜지스터의 특성이 좌우되며, 이에 따라 박막 트랜지스터의 특성에 맞게 베젤 사이즈가 결정되게 된다.Thin film transistors (hereinafter, referred to as GIP circuit thin film transistors) provided in the built-in gate driver occupy a large area unlike thin film transistors provided in a liquid crystal display panel and the like, while a liquid crystal display device incorporating the gate driver has reliability The conventional GIP circuit thin film transistor has a general structure having one channel, and the characteristics of the thin film transistor depend on the type of the semiconductor layer. Thus, the characteristics of the thin film transistor The size of the bezel will be determined accordingly.
본 발명은 상기한 문제를 해결하기 위한 것으로, 박막 트랜지스터 어레이 기판 내에 비정질 실리콘 박막 트랜지스터를 이용한 게이트 드라이버를 직접 실장시킨 게이트 인 패널(Gate In Panel; GIP) 방식의 액정표시장치 및 그 제조방법을 제공하는데 목적이 있다.The present invention provides a gate-in-panel (GIP) type liquid crystal display device in which a gate driver using an amorphous silicon thin film transistor is directly mounted in a thin film transistor array substrate and a method of manufacturing the same .
본 발명의 다른 목적은 상기 GIP 방식의 액정표시장치에 있어, GIP 회로부 박막 트랜지스터에 더블 게이트(double gate) 구조를 적용하여 채널 사이즈를 감소시킨 액정표시장치 및 그 제조방법을 제공하는데 있다.It is another object of the present invention to provide a liquid crystal display device in which a channel size is reduced by applying a double gate structure to a GIP circuit portion thin film transistor in the GIP type liquid crystal display device and a method of manufacturing the same.
본 발명의 다른 목적 및 특징들은 후술되는 발명의 구성 및 특허청구범위에서 설명될 것이다.Other objects and features of the present invention will be described in the following description of the invention and claims.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 액정표시장치는 화상이 표시되는 액티브 영역과 게이트 드라이버가 실장되는 게이트 인 패널(Gate In Panel; GIP) 회로부로 구분되는 어레이 기판; 상기 어레이 기판과 대향하여 합착되는 컬러필터 기판; 상기 액티브 영역의 어레이 기판에 형성되며, 게이트전극과 액티브층 및 소오스/드레인전극으로 구성되는 박막 트랜지스터; 및 상기 GIP 회로부의 어레이 기판에 형성되며, GIP 회로부 게이트전극과 GIP 회로부 액티브층 및 GIP 회로부 소오스/드레인전극으로 구성되는 GIP 회로부 박막 트랜지스터를 포함하며, 상기 GIP 회로부 게이트전극은 상기 GIP 회로부 액티브층의 하부에 위치하는 제 1 GIP 회로부 게이트전극과 상기 GIP 회로부 액티브층의 상부에 위치하는 제 2 GIP 회로부 게이트전극으로 구성되는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a liquid crystal display device comprising: an array substrate divided into an active region in which an image is displayed and a gate in panel (GIP) circuit portion in which a gate driver is mounted; A color filter substrate bonded to the array substrate so as to be opposite to each other; A thin film transistor formed on the array substrate of the active region, the thin film transistor including a gate electrode, an active layer, and a source / drain electrode; And a GIP circuit part thin film transistor formed on the array substrate of the GIP circuit part, the GIP circuit part gate electrode being composed of a GIP circuit part active layer and a GIP circuit part source / drain electrode, And a second GIP circuit part gate electrode located on the upper part of the active layer of the GIP circuit part.
이때, 상기 액티브 영역의 어레이 기판에 형성되는 화소전극 및 공통전극을 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.In this case, a pixel electrode and a common electrode formed on the array substrate of the active region are further included.
이때, 상기 화소전극은 어레이 기판 상에 화소별로 형성되며, 상기 공통전극은 다수의 슬릿을 제외한 어레이 기판의 전면에 일체화되어 형성되는 것을 특징으로 한다.In this case, the pixel electrodes are formed on the array substrate on a pixel-by-pixel basis, and the common electrodes are formed integrally on the entire surface of the array substrate excluding the plurality of slits.
이때, 상기 제 2 GIP 회로부 게이트전극은 상기 공통전극을 형성할 때, 상기 공통전극을 구성하는 도전물질로 동시에 형성되는 것을 특징으로 한다.In this case, the gate electrode of the second GIP circuit part is formed simultaneously with the conductive material constituting the common electrode when forming the common electrode.
상기 제 2 GIP 회로부 게이트전극은 상기 화소전극을 형성할 때, 상기 화소전극을 구성하는 도전물질로 동시에 형성되는 것을 특징으로 한다.And the gate electrode of the second GIP circuit part is formed simultaneously with the conductive material constituting the pixel electrode when forming the pixel electrode.
상기 제 2 GIP 회로부 게이트전극은 게이트절연막과 보호막에 형성된 콘택홀을 통해 그 하부의 상기 제 1 GIP 회로부 게이트전극과 전기적으로 접속하는 것을 특징으로 한다.And the second GIP circuit part gate electrode is electrically connected to the gate electrode of the first GIP circuit part under the gate insulating film and the contact hole formed in the protective film.
본 발명의 액정표시장치의 제조방법은 화상이 표시되는 액티브 영역과 게이트 드라이버가 실장되는 GIP 회로부로 구분되는 어레이 기판을 제공하는 단계; 상기 액티브 영역의 어레이 기판에 형성하되, 게이트전극과 액티브층 및 소오스/드레인전극으로 구성되는 박막 트랜지스터를 형성하는 단계; 상기 GIP 회로부의 어레이 기판에 형성하되, GIP 회로부 게이트전극과 GIP 회로부 액티브층 및 GIP 회로부 소오스/드레인전극으로 구성되는 GIP 회로부 박막 트랜지스터를 형성하는 단계; 및 상기 어레이 기판과 대향하여 컬러필터 기판을 합착하는 단계를 포함하며, 상기 GIP 회로부 게이트전극은 상기 GIP 회로부 액티브층의 하부에 위치하는 제 1 GIP 회로부 게이트전극과 상기 GIP 회로부 액티브층의 상부에 위치하는 제 2 GIP 회로부 게이트전극으로 구성되는 것을 특징으로 한다.A method of manufacturing a liquid crystal display of the present invention includes the steps of: providing an array substrate divided into an active area in which an image is displayed and a GIP circuit part in which a gate driver is mounted; Forming a thin film transistor on the array substrate of the active region, the thin film transistor including a gate electrode, an active layer, and a source / drain electrode; Forming a GIP circuit portion thin film transistor formed on the array substrate of the GIP circuit portion, the GIP circuit portion gate electrode being composed of a GIP circuit portion active layer and a GIP circuit portion source / drain electrode; And bonding the color filter substrate to the array substrate, wherein the GIP circuit portion gate electrode comprises a first GIP circuit portion gate electrode located below the GIP circuit portion active layer and a second GIP circuit portion gate electrode located above the GIP circuit portion active layer And a gate electrode of the second GIP circuit portion.
이때, 상기 액티브 영역의 어레이 기판에 화소전극 및 공통전극을 형성하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.The method may further include forming a pixel electrode and a common electrode on the array substrate of the active region.
이때, 상기 화소전극은 어레이 기판 상에 화소별로 형성되며, 상기 공통전극은 다수의 슬릿을 제외한 어레이 기판의 전면에 일체화되어 형성되는 것을 특징으로 한다.In this case, the pixel electrodes are formed on the array substrate on a pixel-by-pixel basis, and the common electrodes are formed integrally on the entire surface of the array substrate excluding the plurality of slits.
이때, 상기 제 2 GIP 회로부 게이트전극은 상기 공통전극을 형성할 때, 상기 공통전극을 구성하는 도전물질로 동시에 형성하는 것을 특징으로 한다.At this time, the gate electrode of the second GIP circuit part is formed simultaneously with the conductive material constituting the common electrode when forming the common electrode.
상기 제 2 GIP 회로부 게이트전극은 상기 화소전극을 형성할 때, 상기 화소전극을 구성하는 도전물질로 동시에 형성하는 것을 특징으로 한다.And the gate electrode of the second GIP circuit part is formed simultaneously with the conductive material constituting the pixel electrode when forming the pixel electrode.
상기 제 2 GIP 회로부 게이트전극은 게이트절연막과 보호막에 형성된 콘택홀을 통해 그 하부의 상기 제 1 GIP 회로부 게이트전극과 전기적으로 접속하는 것을 특징으로 한다.And the second GIP circuit part gate electrode is electrically connected to the gate electrode of the first GIP circuit part under the gate insulating film and the contact hole formed in the protective film.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 액정표시장치 및 그 제조방법은 박막 트랜지스터 어레이 기판 내에 게이트 드라이버를 직접 실장시킴으로써 비용 및 공정을 절감시키는 효과를 제공한다.As described above, the liquid crystal display device and the manufacturing method thereof according to the present invention provide a cost and a process saving effect by directly mounting a gate driver in a thin film transistor array substrate.
또한, 본 발명에 따른 액정표시장치 및 그 제조방법은 상기 GIP 방식의 액정표시장치에 있어, GIP 회로부 박막 트랜지스터에 더블 게이트 구조를 적용하여 채널 사이즈를 감소시키는 동시에 이동도(mobility)를 증가시킴으로써 내로우 베젤(narrow bezel)을 구현하는 한편 라이징 타임(rising time)과 폴링 타임(falling time) 등 응답 시간(response time)이 감소되는 효과를 제공한다.Further, in the liquid crystal display device and the method of manufacturing the same according to the present invention, a double gate structure is applied to the GIP circuit portion thin film transistor in the GIP type liquid crystal display device to reduce the channel size and increase the mobility, A narrow bezel is implemented and a response time such as a rising time and a falling time is reduced.
도 1은 일반적인 액정표시장치의 구조를 개략적으로 나타내는 예시도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 GIP 방식의 액정표시장치의 구조를 개략적으로 나타내는 예시도.
도 3은 상기 도 2에 도시된 GIP 방식의 액정표시장치의 단면 일부를 개략적으로 나타내는 도면.
도 4는 GIP 회로부 박막 트랜지스터의 트랜스퍼(transfer) 특성을 나타내는 그래프.
도 5는 GIP 회로부 박막 트랜지스터의 아웃풋(output) 특성을 나타내는 그래프.
도 6a 내지 도 6g는 본 발명의 실시예에 따른 GIP 방식의 액정표시장치의 제조방법을 순차적으로 나타내는 단면도.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is an exemplary view schematically showing the structure of a general liquid crystal display device. Fig.
BACKGROUND OF THE
3 is a view schematically showing a part of a cross section of the GIP type liquid crystal display device shown in FIG. 2;
4 is a graph showing the transfer characteristics of the GIP circuit portion thin film transistor.
5 is a graph showing the output characteristics of the GIP circuit portion thin film transistor.
6A to 6G are sectional views sequentially showing a method of manufacturing a liquid crystal display of a GIP type according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 액정표시장치 및 그 제조방법의 바람직한 실시예를 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Reference will now be made in detail to embodiments of the present invention, examples of which are illustrated in the accompanying drawings, wherein like reference numerals refer to the like elements throughout. The present invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments described herein.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 구조를 개략적으로 나타내는 예시도로써, 어레이 기판 내에 비정질 실리콘 박막 트랜지스터를 이용한 게이트 드라이버를 직접 실장시킨 게이트 인 패널(Gate In Panel; GIP) 방식의 액정표시장치를 나타내고 있다.FIG. 2 is a schematic view illustrating a structure of a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 2, a gate-in-panel (GIP) method in which a gate driver using an amorphous silicon thin film transistor is directly mounted in an array substrate And shows a liquid crystal display device.
도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 GIP 방식의 액정표시장치는 액정표시패널(100) 및 이의 화상구현에 필요한 각종 신호를 공급하는 구동회로부(130)로 이루어져 있다.As shown in the figure, the GIP type liquid crystal display device according to the embodiment of the present invention includes a liquid
이때, 상기 액정표시패널(100)은 액정층 및 이를 사이에 두고 나란히 합착된 제 1 및 제 2 기판으로 이루어지며, 각각의 기판 내면에는 어레이요소와 컬러필터요소가 갖추어지는데, 어레이 기판이라 불리는 상기 제 1 기판 내면에는 어레이요소로서 수평방향의 게이트라인(116)과 수직방향의 데이터라인(117)이 종횡으로 교차해서 매트릭스 형태의 화소를 정의하고, 상기 게이트라인(116)과 데이터라인(117)의 교차점에는 박막 트랜지스터가 구비되어 각 화소에 형성된 화소전극과 일대일로 대응하여 연결된다.The liquid
그리고, 컬러필터 기판이라 불리는 상기 제 2 기판 내면에는 컬러필터요소로서 특정 파장대의 빛만을 선택적으로 투과하는, 예를 들어 적(Red; R), 녹(Green; G) 및 청(Blue; B)색의 서브-컬러필터들로 이루어진 컬러필터와 액정층을 사이에 두고 화소전극과 대향하는 공통전극 등의 컬러필터요소가 구비되며, 그 결과 액정층을 비롯한 화소전극 및 공통전극은 액정 커패시터를 이루게 된다. 이때, 액정분자를 기판에 대해 수평한 방향으로 구동시켜 시야각을 향상시킨 횡전계(In Plane Switching; IPS)방식 액정표시장치의 경우 상기 공통전극은 화소전극과 함께 상기 어레이 기판 내에 형성하게 된다.For example, red (R), green (G), and blue (B) light, which selectively transmit light of a specific wavelength band as a color filter element, are formed on the inner surface of the second substrate, A color filter composed of color sub-color filters and a color filter element such as a common electrode facing the pixel electrode with the liquid crystal layer interposed therebetween. As a result, the pixel electrode including the liquid crystal layer and the common electrode form a liquid crystal capacitor do. In this case, in the case of an in-plane switching (IPS) liquid crystal display device in which a liquid crystal molecule is driven in a horizontal direction with respect to a substrate to improve a viewing angle, the common electrode is formed in the array substrate together with the pixel electrode.
다음으로 구동회로부(130)는 타이밍 컨트롤러(135)와 게이트 드라이버(131) 및 데이터 드라이버(132)를 포함하며, 그 외에도 외부구동시스템과 타이밍 컨트롤러(135)를 중계하는 인터페이스, 상기 데이터 드라이버(132)에서 사용되는 기준전압을 생성하는 기준전압생성부, 상기 구동회로부(130)의 각 구성요소들에 대한 동작전원과 액정표시패널(100)의 공통전극으로 전달되는 공통전압을 공급하는 전원전압생성부가 구비된다.Next, the driving
이에 따라 외부구동시스템으로부터 전달되는 영상 및 제어신호는 인터페이스에 의해 타이밍 컨트롤러(135)로 중계되는데, 이때 영상신호에는 액정표시패널(100)의 화소를 통해 표시될 화상에 대한 휘도정보가 담겨있고, 제어 신호에는 프레임 화면에 대한 시작 또는 끝을 표시하는 수직동기신호(Vertical Synchronous Signal; Vsync), 수평화소열에 대한 시작 또는 끝을 표시하는 수평동기신호(Horizontal Synchronous Signal; Hsync), 수평화소 열 내의 유효 데이터 구간을 표시하는 DE(Data Enable), 유효 데이터의 주기를 표시하는 데이터 클럭(Data Clock; DCLK) 등이 담겨있다.Accordingly, the image and the control signal transmitted from the external driving system are relayed to the
그리고, 이들 영상 및 제어신호는 타이밍 컨트롤러(135)에 의해 적절한 형태로 변형되어 게이트 드라이버(131) 및 데이터 드라이버(132)에 공급되며, 이로써 게이트 드라이버(131)는 매 프레임 별로 수평화소열을 순차적으로 인에이블 시키는 게이트신호를 생성하여 게이트라인(116)에 스캔 전달하고, 데이터 드라이버(132)는 게이트신호에 의해 오픈(open)된 화소를 충전시키는 데이터신호를 생성해서 각 데이터라인(117)으로 전달한다.These image and control signals are transformed into a proper form by the
따라서, 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치는 게이트라인(116)의 게이트신호에 의해 각 게이트라인(116) 별로 선택된 화소가 오픈 되면 데이터라인(117)의 데이터신호가 해당 화소에 전달되고, 이로 인한 화소전극 및 공통전극 사이의 전기장으로 액정이 구동되어 투과율 차이를 구현한다.Therefore, in the liquid crystal display according to the embodiment of the present invention, when a pixel selected for each
이를 위해 상기 타이밍 컨트롤러(135)는 박막 트랜지스터가 온 되는 시간을 지정하는 GSC(Gate Shift Clock), 게이트 드라이버(121)의 출력을 제어하는 GOE(Gate Output Enable), 일 수직신호 중 화면의 시작 라인을 알려주는 GSP(Gate Start Pulse) 등이 내포된 프레임제어신호를 생성해서 게이트 드라이버(131)에 전달하고, 데이터를 정렬함과 동시에 각 수평화소열의 데이터를 래치(latch)하는 SSC(Source Sampling Clock), 상기 SSC에 의해 래치된 데이터의 전달시점을 지시하는 데이터래치신호인 SOE, 일 수평신호 중 데이터의 시작점을 지시하는 SSP(Source start Pulse), SOE에 의해 동기되는 극성반전신호로서 데이터신호의 극성을 결정하는 정(+)극성과 부(-)극성 피크를 교대로 나타내는 POL 등이 내포된 화상제어신호를 데이터 드라이버(132)로 전달한다.To this end, the
한편, 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치는 박막 트랜지스터의 전도채널인 반도체층으로 비정질 실리콘을 사용하는 한편, 상기 게이트 드라이버(131)의 일부 또는 전부가 액정표시패널(100)의 제 1 기판 내에 실장된 GIP 방식을 가지는 것을 특징으로 하며, 이에 따라 적어도 게이트 드라이버(131)의 시프트레지스트(shift resister)부는 제 1 기판 내에 실장되어 어레이요소 제조공정 중에 함께 완성될 수 있다.Meanwhile, the liquid crystal display according to the embodiment of the present invention uses amorphous silicon as a semiconductor layer, which is a conduction channel of a thin film transistor, while a part or all of the
즉, 상기의 게이트 드라이버(131)는 셋(set)과 리셋(reset)의 선택적 입력상황에 따라 일정신호를 출력하는 복수개의 플립플롭(Flip-Flop)으로 이루어진 시프트레지스터부, 그리고 이의 출력신호 레벨을 증폭시키는 레벨시프터(level shifter)부로 구분될 수 있는바, 통상의 GIP 방식에서는 적어도 상기 시프트레지스터부를 제 1 기판에 실장 시키며, 이 경우 시프트레지스터부는 게이트라인(116)과 일대일 대응하여 연결된 복수개의 시프트레지스트 단위소자가 열을 지어 배치된 시프트레지스트 소자군(群)의 형태를 나타낸다.That is, the
그리고, 이와 같이 액정표시패널(100) 내에 실장되는 게이트 드라이버(131)의 일부 또는 전부는 제 1 기판의 어레이요소에 대한 제조공정 중에 완성될 수 있어 비용 및 공정이 절감되게 된다.Part or all of the
또한, 본 발명의 실시예에 따른 GIP 방식의 액정표시장치는 GIP 회로부 박막 트랜지스터에 더블 게이트 구조를 적용하여 채널 사이즈를 감소시킴으로써 내로우 베젤을 구현할 수 있게 되는데, 이를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.In addition, a GIP type liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention can realize a narrow bezel by reducing a channel size by applying a double gate structure to a GIP circuit portion thin film transistor, which will be described in detail with reference to the drawings.
참고로, 도면부호 115는 화상이 표시되는 액티브 영역을 나타내며, 상기 액티브 영역(115)의 일측 가장자리에 위치하며, 상기 게이트 드라이버(131)가 실장되는 영역을 GIP 회로부로 정의할 수 있다.
도 3은 상기 도 2에 도시된 GIP 방식의 액정표시장치의 단면 일부를 개략적으로 나타내는 도면으로써, 액정표시패널의 좌측에 위치하는 GIP 회로부 일부와 액티브 영역의 시작 지점을 예를 들어 나타내고 있다.FIG. 3 is a schematic view showing a part of a cross section of the liquid crystal display device of the GIP type shown in FIG. 2, and shows a part of the GIP circuit part located on the left side of the liquid crystal display panel and a starting point of the active area.
도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 액정표시패널은 크게 화상이 표시되는 액티브 영역 및 상기 액티브 영역의 일측 가장자리에 위치하며, 게이트 드라이버가 실장된 GIP 회로부로 구분될 수 있다.As shown in the drawing, a liquid crystal display panel according to an embodiment of the present invention can be largely divided into an active area in which an image is displayed and a GIP circuit part located at one side edge of the active area and having a gate driver mounted thereon.
이와 같이 구분되는 액정표시패널은 상기 액티브 영역 내에 적하되는 액정층 및 이를 사이에 두고 나란히 합착된 컬러필터 기판(105) 및 어레이 기판(110)으로 이루어지며, 상기 컬러필터 기판(105)과 어레이 기판(110)의 내면에는 각각 어레이요소와 컬러필터요소가 갖추어지는데, 이때 도면에는 자세히 도시하지 않았지만, 상기 액티브 영역의 어레이 기판(110) 내면에는 어레이요소로서 수평방향의 게이트라인과 수직방향의 데이터라인이 종횡으로 교차해서 매트릭스 형태의 화소를 정의하고, 상기 게이트라인과 데이터라인의 교차점에는 박막 트랜지스터가 구비되어 각 화소에 형성된 화소전극(118)과 일대일로 대응하여 연결된다.The liquid crystal display panel is divided into a liquid crystal layer 105 and an
또한, 상기 어레이 기판(110)의 내측 면에는 공통전극(108)이 형성되어 상기 화소전극(118)과 함께 상기 액정층에 전계를 인가하며, 상기 컬러필터 기판(105)과 어레이 기판(110)의 외측 면에는 각각 편광판(101, 111)이 형성되어 있다. 이때, 상기 화소전극(118)은 어레이 기판(110) 상에 화소별로 형성되는 반면에 상기 공통전극(108)은 다수의 슬릿(108s)을 제외한 어레이 기판(110)의 전면에 일체화되어 형성된다. 따라서, 상기 공통전극(108)에 전압을 인가한 상태에서 상기 화소전극(118)에 인가되는 전압을 제어함으로써, 화소들의 광투과율을 개별적으로 조절할 수 있게 된다.A
이와 같이 전술한 본 발명의 실시예에 따른 액정표시패널은 화소전극(118)과 공통전극(108) 사이에 형성되는 프린지 필드(fringe field)가 슬릿(108s)을 관통하여 화소 및 공통전극(108) 상에 위치하는 액정분자를 구동시킴으로써 화상을 구현하는 프린지 필드형(Fringe Field Switching; FFS) 액정표시장치를 예를 들어 나타내고 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 일반적인 횡전계방식 액정표시장치뿐만 아니라 네마틱상의 액정분자를 기판에 대해 수직 방향으로 구동시키는 트위스티드 네마틱(Twisted Nematic; TN)방식의 액정표시장치에도 적용 가능하다.The fringe field formed between the
상기 박막 트랜지스터의 게이트전극(121)에 게이트라인을 통하여 주사신호가 공급된 화소들에서는, 그 박막 트랜지스터의 소오스전극(122)과 드레인전극(123) 사이에 전도채널이 형성됨에 따라 상기 데이터라인을 통해 박막 트랜지스터의 소오스전극(122)에 공급된 데이터 신호가 박막 트랜지스터의 드레인전극(123)을 경유하여 화소전극(118)에 공급된다. 이때, 박막 트랜지스터의 전도채널이 형성되는 액티브층(124)으로는 비정질 실리콘이 적용될 수 있다.In a pixel in which a scanning signal is supplied to a
참고로, 도면부호 115a 및 115b는 각각 게이트절연막 및 보호막을 나타내며, 도면부호 125n은 상기 액티브층(124)의 소오스/드레인영역과 상기 소오스/드레인전극(122, 123) 사이에 형성되어 오믹-콘택을 형성하는 오믹-콘택층을 나타낸다.
또한, GIP 회로부의 어레이 기판(110) 내면에는 게이트 드라이버의 박막 트랜지스터가 형성되어 있는데, 상기 게이트 드라이버의 박막 트랜지스터는 GIP 회로부 게이트전극(121p-1, 121p-2), GIP 회로부 소오스전극(122p) 및 GIP 회로부 드레인전극(123p)으로 구성되어 있다. 또한, 상기 게이트 드라이버의 박막 트랜지스터는 상기 GIP 회로부 게이트전극(121p-1, 121p-2)에 공급되는 게이트 전압에 의해 상기 GIP 회로부 소오스전극(122p)과 GIP 회로부 드레인전극(123p) 간에 전도채널을 형성하는 GIP 회로부 액티브층(124p)을 포함한다.Thin film transistors of the gate driver are formed on the inner surface of the
참고로, 도면부호 125np는 상기 GIP 회로부 액티브층(124p)의 소오스/드레인영역과 상기 GIP 회로부 소오스/드레인전극(122p, 123p) 사이에 형성되어 오믹-콘택을 형성하는 GIP 회로부 오믹-콘택층을 나타낸다.A reference numeral 125np is formed between the source / drain region of the GIP circuit
이때, 본 발명의 실시예에 따른 GIP 회로부 게이트전극(121p-1, 121p-2)은 GIP 회로부 액티브층(124p) 하부에 위치하는 제 1 GIP 회로부 게이트전극(121p-1)과 상기 GIP 회로부 액티브층(124p) 상부에 위치하는 제 2 GIP 회로부 게이트전극(121p-2)으로 구성되는 듀얼 게이트(dual gate) 구조를 가지는 것을 특징으로 한다. 즉, 본 발명의 실시예의 경우에는 하부 게이트(bottom gate) 구조에서 GIP 회로부 액티브층(124p) 상부에 게이트전극(즉, 제 2 GIP 회로부 게이트전극(121p-2))을 하나 더 형성한 듀얼 게이트 구조를 가지는 것을 특징으로 한다.The GIP circuit
상기 제 2 GIP 회로부 게이트전극(121p-2)은 액티브 영역에 공통전극(108)을 형성할 때 동일한 마스크공정을 통해 동시에 형성할 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 공통전극 대신 화소전극이 상부에 위치하는 경우 상기 제 2 GIP 회로부 게이트전극(121p-2)은 액티브 영역에 화소전극(118)을 형성할 때 동일한 마스크공정을 통해 동시에 형성할 수 있다. 이에 따라 마스크공정의 추가가 필요 없게 된다.The second GIP circuit
그리고, 상기 제 2 GIP 회로부 게이트전극(121p-2)은 게이트절연막(115a)과 보호막(115b)에 형성된 콘택홀을 통해 그 하부의 제 1 GIP 회로부 게이트전극(121p-1)과 전기적으로 접속할 수 있다.The second GIP circuit
그리고, 컬러필터 기판(105) 내면에는 컬러필터요소로서 특정 파장대의 빛만을 선택적으로 투과하는, 예를 들어 적, 녹 및 청의 색상을 구현하는 다수의 서브-컬러필터로 구성된 컬러필터(107)와 상기 서브-컬러필터 사이를 구분하고 액정층을 투과하는 광을 차단하는 블랙매트릭스(106), 그리고 상기 컬러필터(107) 위에 형성된 오버코트층(109)으로 이루어져 있다.On the inner surface of the color filter substrate 105, there are provided a
이때, 상기 액티브 영역의 가장자리에는 컬러필터 기판(105)과 어레이 기판(110)을 서로 합착시키기 위한 소정의 실패턴(140)이 위치하게 된다At this time, a
한편, 이와 같이 구성되는 컬러필터 기판(105)과 어레이 기판(110)은 그 사이의 셀갭을 유지하기 위해 액티브 영역에 소정의 컬럼 스페이서(145)를 형성하게 되며, 추가로 터치 얼룩이나 눌림 불량을 방지하기 위한 눌림 스페이서(미도시)를 상기 컬럼 스페이서(145) 사이에 적어도 하나 이상 형성할 수 있다.In order to maintain the cell gap therebetween, the color filter substrate 105 and the
이와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치에 있어, 전술한 듀얼 게이트 구조를 가지는 GIP 회로부 박막 트랜지스터는 GIP 회로부 액티브층 상, 하부로 2개의 채널이 형성됨에 따라 온 전류(on current)의 증가로 박막 트랜지스터의 전계효과 이동도(field effect mobility)가 증가하게 되며, 이동도의 증가로 기존 구조에 비해 박막 트랜지스터의 채널 사이즈를 감소시킬 수 있게 된다.In the liquid crystal display according to the embodiment of the present invention configured as described above, the GIP circuit portion thin film transistor having the dual gate structure described above has the on-current (on-current) The field effect mobility of the thin film transistor is increased, and the channel size of the thin film transistor can be reduced compared to the conventional structure by increasing the mobility.
즉, 본 발명의 듀얼 게이트 구조에서는 박막 트랜지스터의 채널 사이즈를 감소시켜도 기존의 싱글 게이트 구조와 동일한 박막 트랜지스터 특성을 얻을 수 있게 된다.That is, in the dual gate structure of the present invention, even if the channel size of the thin film transistor is reduced, the same thin film transistor characteristics as the conventional single gate structure can be obtained.
이는 GIP 회로부의 폭을 감소시켜 내로우 베젤(narrow bezel)을 가능하게 하며, 박막 트랜지스터의 온 전류가 향상됨에 따라 라이징 타임(rising time)과 폴링 타임(falling time) 등 응답 시간(response time)이 감소되는 효과를 가져온다.This enables a narrow bezel by reducing the width of the GIP circuit part. As the ON current of the thin film transistor is improved, a response time such as a rising time and a falling time is increased .
도 4는 GIP 회로부 박막 트랜지스터의 트랜스퍼(transfer) 특성을 나타내는 그래프로써, 본 발명의 듀얼 게이트 구조(실시예)의 박막 트랜지스터의 트랜스퍼 특성을 기존의 싱글 게이트 구조(비교예)의 박막 트랜지스터의 트랜스퍼 특성과 비교하여 나타내고 있다.FIG. 4 is a graph showing transfer characteristics of the GIP circuit part thin film transistor. The transfer characteristic of the thin film transistor of the dual gate structure (embodiment) of the present invention is compared with the transfer characteristic of the thin film transistor of the conventional single gate structure .
이때, 상기 도 4는 채널의 길이(L) 및 폭(W)이 각각 6㎛ 및 1000㎛의 박막 트랜지스터의 트랜스퍼 특성을 예를 들어 나타내고 있다.4 illustrates transfer characteristics of the thin film transistor having the channel length L and the width W of 6 占 퐉 and 1000 占 퐉, respectively.
또한, 상기 도 4는 모기판 기준으로 가운데(center)에 위치한 박막 트랜지스터와 가장자리(edge)에 위치한 박막 트랜지스터의 트랜스퍼 특성을 함께 나타내고 있다.FIG. 4 also shows transfer characteristics of the thin film transistor located at the center and the thin film transistor located at the edge based on the mother substrate.
도면을 참조하면, 액정표시패널 구동 시 충전(charging)/방전(discharging) 특성을 결정짓는 박막 트랜지스터의 온 전류는 비교예 대비 실시예의 박막 트랜지스터의 경우 평균적으로 약 46.5%가 향상되었음을 알 수 있다.Referring to the drawing, it can be seen that the on-current of the thin film transistor which determines the charging / discharging characteristics when driving the liquid crystal display panel is improved by about 46.5% in the case of the thin film transistor of the comparative example.
즉, 25℃ 암(dark) 상태의 게이트전압 20V 및 15V의 조건에서 온 전류는 실시예의 경우 평균적으로 약 213.8㎂로 측정된 반면 비교예의 경우 평균적으로 약 146.0㎂로 측정되어 기존 대비 평균적으로 약 46.5%가 향상되었다.That is, the on-state current at the gate voltage of 20V and 15V at 25 캜 dark was measured to be about 213.8 평균 averagely in the case of the embodiment while it was measured to be about 146.0 평균 averagely in the comparative example, %.
또한, 모기판 기준으로 가운데에 위치한 박막 트랜지스터의 특성이 가장자리에 위치한 박막 트랜지스터 대비 오프 특성이 우수하지만, 온 특성은 가장자리에 위치한 박막 트랜지스터가 더 우수함을 알 수 있다.In addition, although the OFF characteristic is superior to that of the thin film transistor located at the edge based on the mother substrate, the ON characteristic is superior to the edge positioned thin film transistor.
이와 같이 모기판 내의 박막 트랜지스터 분포를 고려한 듀얼 게이트 구조의 박막 트랜지스터는 싱글 게이트 구조의 박막 트랜지스터에 비해 40.9% ~ 67.1%의 특성이 향상되었음을 알 수 있다.As described above, the characteristics of the dual gate structure thin film transistor considering the distribution of the thin film transistor in the mother substrate are improved by 40.9% ~ 67.1% compared to that of the single gate structure thin film transistor.
도 5는 GIP 회로부 박막 트랜지스터의 아웃풋(output) 특성을 나타내는 그래프로써, 실시예의 박막 트랜지스터의 아웃풋 특성을 비교예의 박막 트랜지스터의 아웃풋 특성과 비교하여 나타내고 있다.5 is a graph showing the output characteristics of the GIP circuit portion thin film transistor. The output characteristics of the thin film transistor of the embodiment are compared with the output characteristics of the thin film transistor of the comparative example.
이때, 상기 도 5는 채널의 길이(L) 및 폭(W)이 각각 6㎛ 및 1000㎛의 박막 트랜지스터의 아웃풋 특성을 예를 들어 나타내고 있다.5 illustrates the output characteristics of the thin film transistor having the channel length L and the width W of 6 占 퐉 and 1000 占 퐉, respectively.
도면을 참조하면, 아웃풋 특성 또한 비교예 대비 실시예의 박막 트랜지스터에 있어 온 전류 특성이 약 54% 향상되었으며, 전계효과 이동도 특성도 향상되었음을 알 수 있다.Referring to the drawings, it can be seen that the on-current characteristics of the thin film transistor of the comparative example and the comparative example are improved by about 54%, and the field effect mobility characteristics are also improved.
또한, 온 전류가 40% 정도 향상된 듀얼 게이트 구조의 박막 트랜지스터를 적용하는 경우 시뮬레이션 결과 라이징/폴링 타임이 각각 0.54/2.54㎲ 단축되며, 80% 정도 향상된 듀얼 게이트 구조의 박막 트랜지스터를 적용하는 경우 시뮬레이션 결과 라이징/폴링 타임이 각각 0.93/6.27㎲ 단축되는 결과를 얻을 수 있었다.In addition, when a thin film transistor with a dual gate structure having on-current improved by about 40% is applied, the rising / shortening time is shortened by 0.54 / 2.54 μs in the simulation result. In case of applying the thin film transistor of the dual gate structure improved by 80% And the rising / polling time was shortened by 0.93 / 6.27 占 퐏, respectively.
이와 같은 시뮬레이션 결과로부터 본 발명의 실시예는 라이징 타임 감소효과는 물론 폴링 타임 감소효과도 기대할 수 있다.From the simulation results, it is expected that the embodiment of the present invention can reduce the rising time as well as the falling time.
이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 제조방법을 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a method of manufacturing a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
도 6a 내지 도 6g는 본 발명의 실시예에 따른 GIP 방식의 액정표시장치의 제조방법을 순차적으로 나타내는 단면도이다.6A to 6G are cross-sectional views sequentially illustrating a method of manufacturing a liquid crystal display of a GIP type according to an embodiment of the present invention.
이때, 상기 도 6a 내지 도 6g는 전술한 프린지 필드형 액정표시장치의 제조방법을 예를 들어 나타내고 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명은 일반적인 횡전계방식 액정표시장치뿐만 아니라 트위스티드 네마틱방식의 액정표시장치에도 적용 가능하다.6A to 6G illustrate a method of manufacturing the above-described fringe field type liquid crystal display device. However, the present invention is not limited thereto, and the present invention is applicable to a twisted nematic liquid crystal display device as well as a general transverse electric field liquid crystal display device.
도 6a에 도시된 바와 같이, 유리와 같은 투명한 절연물질로 이루어진 어레이 기판(110)의 액티브 영역에 게이트전극(121)과 게이트라인(미도시)을 형성하며, 상기 어레이 기판(110)의 GIP 화소부에 제 1 GIP 화소부 게이트전극(121p-1)을 형성한다.6A, a
상기 게이트전극(121)과 게이트라인 및 제 1 GIP 화소부 게이트전극(121p-1)은 제 1 도전막을 상기 어레이 기판(110) 전면에 증착한 후 포토리소그래피공정(제 1 마스크공정)을 통해 선택적으로 패터닝하여 형성하게 된다.The
이때, 상기 제 1 도전막은 상기 게이트전극(121)과 게이트라인 및 제 1 GIP 화소부 게이트전극(121p-1)을 형성하기 위해 알루미늄(aluminium; Al), 알루미늄 합금(Al alloy), 텅스텐(tungsten; W), 구리(copper; Cu), 크롬(chromium; Cr), 몰리브덴(molybdenum; Mo) 및 몰리브덴 합금 등과 같은 저저항 불투명 도전물질로 형성할 수 있다. 또한, 상기 제 1 도전막은 상기 저저항 도전물질이 2가지 이상 적층된 다층구조로 형성할 수 있다.At this time, the first conductive film is formed of aluminum (Al), aluminum alloy (Al alloy), tungsten (tungsten) or the like to form the
다음으로, 도 6b에 도시된 바와 같이, 상기 게이트전극(121)과 게이트라인 및 제 1 GIP 화소부 게이트전극(121p-1)이 형성된 어레이 기판(110) 전면에 게이트절연막(115a)과 비정질 실리콘 박막 및 n+ 비정질 실리콘 박막을 형성한다.6B, a
이후, 포토리소그래피 공정(제 2 마스크공정)을 통해 상기 게이트절연막(115a)과 비정질 실리콘 박막 및 n+ 비정질 실리콘 박막을 선택적으로 제거함으로써 상기 게이트전극(121) 위에 상기 비정질 실리콘 박막으로 이루어진 액티브층(124)을 형성하게 된다.Thereafter, the
이때, 상기 액티브층(124) 상부에는 상기 n+ 비정질 실리콘 박막으로 이루어지며, 상기 액티브층(124)과 실질적으로 동일한 형태로 패터닝된 n+ 비정질 실리콘 박막패턴(125)이 형성되게 된다.At this time, an n + amorphous silicon
또한, 상기 제 2 마스크공정을 통해 상기 게이트절연막(115a)과 비정질 실리콘 박막 및 n+ 비정질 실리콘 박막을 선택적으로 제거함으로써 상기 제 1 GIP 화소부 게이트전극(121p-1) 위에 상기 비정질 실리콘 박막으로 이루어진 GIP 회로부 액티브층(124p)을 형성하게 된다.The amorphous silicon thin film and the n + amorphous silicon thin film are selectively removed through the second mask process to selectively remove the
이때, 상기 GIP 회로부 액티브층(124p) 상부에는 상기 n+ 비정질 실리콘 박막으로 이루어지며, 상기 GIP 회로부 액티브층(124p)과 실질적으로 동일한 형태로 패터닝된 GIP 회로부 n+ 비정질 실리콘 박막패턴(125p)이 형성되게 된다.At this time, a GIP circuit part n + amorphous silicon
다음으로, 도 6c에 도시된 바와 같이, 상기 액티브층(124)과 n+ 비정질 실리콘 박막패턴(125)이 형성된 어레이 기판(110)의 액티브 영역에 소오스전극(122)과 드레인전극(123) 및 데이터라인(미도시)을 형성하며, 상기 GIP 회로부 액티브층(124p)과 GIP 회로부 n+ 비정질 실리콘 박막패턴(125p)이 형성된 어레이 기판(110)의 GIP 회로부에 GIP 회로부 소오스전극(122p)과 GIP 회로부 드레인전극(123p)을 형성한다.6C, a
상기 소오스전극(122), 드레인전극(123), 데이터라인, 소오스전극(122p) 및 GIP 회로부 드레인전극(123p)은 제 2 도전막을 상기 액티브층(124)과 n+ 비정질 실리콘 박막패턴(125) 및 상기 GIP 회로부 액티브층(124p)과 GIP 회로부 n+ 비정질 실리콘 박막패턴(125p)이 형성된 어레이 기판(110) 전면에 증착한 후 포토리소그래피공정(제 3 마스크공정)을 통해 선택적으로 패터닝하여 형성하게 된다.The
이때, 상기 제 2 도전막은 상기 소오스전극(122), 드레인전극(123), 데이터라인, 소오스전극(122p) 및 GIP 회로부 드레인전극(123p)을 형성하기 위해 알루미늄, 알루미늄 합금, 텅스텐, 구리, 크롬, 몰리브덴 및 몰리브덴 합금 등과 같은 저저항 불투명 도전물질로 형성할 수 있다. 또한, 상기 제 2 도전막은 상기 저저항 도전물질이 2가지 이상 적층된 다층구조로 형성할 수 있다.At this time, the second conductive layer may be formed of aluminum, an aluminum alloy, tungsten, copper, chromium, or the like to form the
이때, 상기 액티브층(124)과 상기 소오스/드레인전극(122, 123) 사이에는 상기 n+ 비정질 실리콘 박막으로 이루어지며, 상기 소오스/드레인전극(122, 123)과 실질적으로 동일한 형태로 패터닝 되어 상기 액티브층(124)의 소오스/드레인영역과 상기 소오스/드레인전극(122, 123) 사이를 오믹-콘택시키는 오믹-콘택층(125)이 형성되게 된다.At this time, the n + amorphous silicon thin film is patterned between the
또한, 상기 GIP 회로부 액티브층(124p)과 상기 GIP 회로부 소오스/드레인전극(122p, 123p) 사이에는 상기 n+ 비정질 실리콘 박막으로 이루어지며, 상기 GIP 회로부 소오스/드레인전극(122p, 123p)과 실질적으로 동일한 형태로 패터닝 되어 상기 GIP 회로부 액티브층(124p)의 소오스/드레인영역과 상기 GIP 회로부 소오스/드레인전극(122p, 123p) 사이를 오믹-콘택시키는 GIP 회로부 오믹-콘택층(125np)이 형성되게 된다.The n + amorphous silicon thin film is formed between the
이때, 상기 본 발명의 실시예에 따른 제 3 마스크공정은 하프-톤 마스크 또는 회절 마스크를 이용할 수 있는데, 이 경우 전술한 제 2 마스크공정과 제 3 마스크공정은 하나의 마스크공정으로 이루어질 수 있다. 즉, 하나의 마스크공정을 통해 상기 액티브층(124)과 소오스/드레인전극(122, 123) 및 상기 GIP 회로부 액티브층(124p)과 GIP 회로부 소오스/드레인전극(122p, 123p)을 함께 형성할 수도 있다.In this case, the third mask process according to the embodiment of the present invention may use a half-tone mask or a diffraction mask. In this case, the second mask process and the third mask process may be performed by one mask process. That is, the
다음으로, 도 6d에 도시된 바와 같이, 상기 액티브층(124)과 소오스/드레인전극(122, 123) 및 상기 GIP 회로부 액티브층(124p)과 GIP 회로부 소오스/드레인전극(122p, 123p)이 형성된 어레이 기판(110) 전면에 제 3 도전막을 형성한다.6D, the
이후, 포토리소그래피공정(제 4 마스크공정)을 통해 상기 제 3 도전막을 선택적으로 제거하여 상기 액티브 영역에 상기 드레인전극(123)과 전기적으로 접속하는 화소전극(118)을 형성한다.Thereafter, the third conductive film is selectively removed through a photolithography process (fourth mask process) to form a
상기 제 3 도전막은 상기 화소전극(118)을 형성하기 위해 인듐-틴-옥사이드(Indium Tin Oxide; ITO) 또는 인듐-징크-옥사이드(Indium Zinc Oxide; IZO)와 같은 투과율이 뛰어난 투명한 도전물질로 이루어질 수 있다.The third conductive layer may be formed of a transparent conductive material having a high transmittance such as indium tin oxide (ITO) or indium zinc oxide (IZO) to form the
다음으로, 도 6e에 도시된 바와 같이, 상기 화소전극(118)이 형성된 어레이 기판(110) 전면에 보호막(115b)을 형성한다.Next, as shown in FIG. 6E, a
이후, 포토리소그래피공정(제 5 마스크공정)을 통해 상기 GIP 회로부의 게이트절연막(115a)과 보호막(115b)을 선택적으로 제거하여 상기 제 1 GIP 회로부 게이트전극(121p-1)의 일부를 노출시키는 콘택홀(H)을 형성한다.Then, the
다음으로, 도 6f에 도시된 바와 같이, 상기 어레이 기판(110) 전면에 제 4 도전막을 형성한 후, 포토리소그래피공정(제 6 마스크공정)을 통해 선택적으로 패터닝함으로써 상기 어레이 기판(110)의 액티브 영역에 상기 제 4 도전막으로 이루어진 공통전극(108)을 형성한다. 이때, 상기 공통전극(108)은 각 화소 내에서 다수의 슬릿(108s)을 가지도록 형성될 수 있다.6F, a fourth conductive layer is formed on the entire surface of the
또한, 상기 제 6 마스크공정을 통해 상기 제 4 도전막을 선택적으로 패터닝함으로써 상기 GIP 액티브층(124p) 상부에 상기 콘택홀(H)을 통해 상기 제 1 GIP 회로부 게이트전극(121p-1)과 전기적으로 접속하는 제 2 GIP 회로부 게이트전극(121p-2)을 형성한다.In addition, the fourth conductive layer is selectively patterned through the sixth mask process to electrically connect the GIP
이때, 상기 제 4 도전막은 인듐-틴-옥사이드 또는 인듐-징크-옥사이드와 같은 투과율이 뛰어난 투명한 도전물질로 이루어질 수 있다.At this time, the fourth conductive layer may be formed of a transparent conductive material having excellent transmittance such as indium-tin-oxide or indium-zinc-oxide.
한편, 전술한 바와 같이 본 발명은 하부에 공통전극이 형성되고 상부에 다수의 슬릿을 가진 화소전극이 형성되는 경우에도 적용 가능하다.As described above, the present invention is also applicable to a case where a common electrode is formed on a lower portion and a pixel electrode having a plurality of slits is formed on the upper portion.
다음으로, 도 6g에 도시된 바와 같이, 상기와 같이 제조된 어레이 기판(110)과 컬러필터 기판(105)은 그 사이의 셀갭을 유지하기 위해 액티브 영역에 소정의 컬럼 스페이서(145)를 형성하는 한편, 상기 액티브 영역의 가장자리에 소정의 실패턴(140)을 형성하여 서로 합착하게 된다.Next, as shown in FIG. 6G, the
이때, 상기 컬러필터 기판(105)에는 컬러필터요소로서 특정 파장대의 빛만을 선택적으로 투과하는, 예를 들어 적, 녹 및 청의 색상을 구현하는 다수의 서브-컬러필터로 구성된 컬러필터(107)와 상기 서브-컬러필터 사이를 구분하고 액정층을 투과하는 광을 차단하는 블랙매트릭스(106), 그리고 상기 컬러필터(107) 위에 형성된 오버코트층(109)이 형성되어 있다.At this time, the color filter substrate 105 is provided with a
그리고, 상기 컬러필터 기판(105)과 어레이 기판(110)의 외측 면에는 각각 편광판(101, 111)이 형성되어 있다.Polarizing
상기 본 발명은 액정표시장치뿐만 아니라 박막 트랜지스터를 이용하여 제작하는 다른 표시장치, 예를 들면 구동 트랜지스터에 유기전계발광소자(Organic Light Emitting Diodes; OLED)가 연결된 유기전계발광 디스플레이장치에도 이용될 수 있다.The present invention can be applied not only to liquid crystal display devices but also to other display devices manufactured using thin film transistors, for example, organic electroluminescent display devices in which organic light emitting diodes (OLEDs) are connected to driving transistors .
상기한 설명에 많은 사항이 구체적으로 기재되어 있으나 이것은 발명의 범위를 한정하는 것이라기보다 바람직한 실시예의 예시로서 해석되어야 한다. 따라서 발명은 설명된 실시예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위와 특허청구범위에 균등한 것에 의하여 정하여져야 한다.While a great many are described in the foregoing description, it should be construed as an example of preferred embodiments rather than limiting the scope of the invention. Therefore, the invention should not be construed as limited to the embodiments described, but should be determined by equivalents to the appended claims and the claims.
105 : 컬러필터 기판 110 : 어레이 기판
118 : 화소전극 121,121p-1,121p-2 : 게이트전극
122,122p : 소오스전극 123,123p : 드레인전극
124,124p : 액티브층105: color filter substrate 110: array substrate
118:
122, 122p:
124, 124p: active layer
Claims (12)
상기 어레이 기판과 대향하여 합착되는 컬러필터 기판;
상기 액티브 영역의 어레이 기판에 형성되며, 게이트전극과 액티브층 및 소오스/드레인전극으로 구성되는 박막 트랜지스터;
상기 액티브 영역의 어레이 기판에 형성되는 화소전극 및 공통전극; 및
상기 GIP 회로부의 어레이 기판에 형성되며, GIP 회로부 게이트전극과 GIP 회로부 액티브층 및 GIP 회로부 소오스/드레인전극으로 구성되는 GIP 회로부 박막 트랜지스터를 포함하며,
상기 GIP 회로부 게이트전극은 상기 GIP 회로부 액티브층의 하부에 위치하는 제 1 GIP 회로부 게이트전극과 상기 GIP 회로부 액티브층의 상부에 위치하는 제 2 GIP 회로부 게이트전극으로 구성되며,
상기 제 2 GIP 회로부 게이트전극은 상기 공통전극과 동일한 물질로 동일한 공정에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.An array substrate divided into an active area in which an image is displayed and a gate in panel (GIP) circuit part in which a gate driver is mounted;
A color filter substrate bonded to the array substrate so as to be opposite to each other;
A thin film transistor formed on the array substrate of the active region, the thin film transistor including a gate electrode, an active layer, and a source / drain electrode;
A pixel electrode and a common electrode formed on the array substrate of the active region; And
And a GIP circuit part thin film transistor formed on the array substrate of the GIP circuit part and consisting of a gate electrode of a GIP circuit part, an active layer of a GIP circuit part, and a source / drain electrode of a GIP circuit part,
The gate electrode of the GIP circuit part is composed of a first GIP circuit part gate electrode located under the active layer of the GIP circuit part and a second GIP circuit part gate electrode located above the active layer of the GIP circuit part,
And the gate electrode of the second GIP circuit part is formed of the same material as the common electrode by the same process.
상기 액티브 영역 및 GIP회로부에 각각 액티브층과 GIP 회로부 액티브층, 소스전극/드레인전극과 GIP 회로부 소오스/드레인전극을 형성하는 단계;
상기 액티브 영역에 화소전극을 형성하는 단계;
상기 액티브 영역의 화소전극 상부 및 GIP회로부의 GIP회로부 액티브층 상부에 각각 동일 물질로 이루어진 공통전극 및 제2GIP 회로부 게이트전극을 동시에 형성하는 단계; 및
상기 어레이 기판과 대향하여 컬러필터 기판을 합착하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.Forming an active region in which an image is displayed and an array substrate divided into a GIP circuit portion in which a gate driver is mounted; forming a gate electrode and a first GIP circuit portion gate electrode in an active region and a GIP circuit portion of the array substrate, respectively;
Forming an active layer and an active layer, a source electrode / drain electrode, and a source / drain electrode of a GIP circuit portion in the active region and the GIP circuit portion, respectively;
Forming a pixel electrode in the active region;
Simultaneously forming a common electrode made of the same material and a second GIP circuit part gate electrode on the pixel electrode of the active area and on the GIP circuit part active layer of the GIP circuit part, respectively; And
And attaching the color filter substrate to the array substrate opposite to the array substrate.
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E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant |