KR20010001264U - Exposure mask for manufacturing LCD device - Google Patents

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KR20010001264U
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exposure mask
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이석열
유봉렬
안성준
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김영환
현대전자산업 주식회사
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    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells

Abstract

본 고안은 액정표시소자 제조용 노광 마스크를 개시한다. 개시된 본 고안의 액정표시소자 제조용 노광 마스크는, 게이트 라인을 형성하기 위한 노광 공정에서 사용되는 액정표시소자 제조용 노광 마스크로서, 광 투과 영역 및 광 차단 영역으로 이루어지고, 상기 광 차단 영역은 게이트 라인과 같은 형태이며, 상기 광 차단 영역의 양측 가장자리 부분에는 도트형으로된 수 개의 광 투과 패턴들이 구비된 것을 특징으로 한다.The present invention discloses an exposure mask for manufacturing a liquid crystal display device. An exposure mask for manufacturing a liquid crystal display device according to the present invention disclosed herein is an exposure mask for manufacturing a liquid crystal display device used in an exposure process for forming a gate line, and includes a light transmission region and a light blocking region, and the light blocking region includes a gate line. It has the same shape, and is characterized in that a plurality of light transmission patterns in the form of dots are provided at both edge portions of the light blocking region.

Description

액정표시소자 제조용 노광 마스크{Exposure mask for manufacturing LCD device}Exposure mask for manufacturing LCD device

본 고안은 액정표시소자 제조용 노광 마스크에 관한 것으로, 특히, 게이트 라인의 테이퍼 각(Taper Angle)을 조절하기 위한 노광 마스크에 관한 것이다.The present invention relates to an exposure mask for manufacturing a liquid crystal display device, and more particularly, to an exposure mask for adjusting the taper angle of a gate line.

텔레비젼 및 그래픽 디스플레이 등의 표시장치에 사용되는 액정표시소자 (Liquid Crystal Display : 이하, LCD)는 CRT(Cathode Ray Tube)를 대신하여 개발되어져 왔으며, 매트릭스 형태로 배열된 각 화소마다 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor : 이하, TFT)가 구비된 TFT LCD는 고속 응답 특성을 갖음과 동시에 고화소수에 적합하기 때문에 CRT에 필적할만한 화면의 고화질화 및 컬러화 등을 실현하는데 크게 기여하고 있다.Liquid crystal displays (LCDs), which are used for display devices such as televisions and graphic displays, have been developed in place of the CRT (Cathode Ray Tube), and each pixel arranged in a matrix form has a thin film transistor (Thin Film). Transistor: Hereafter, TFT LCD equipped with TFT) has high speed response characteristics and is suitable for high pixel number, thus greatly contributing to realizing high quality and colorization of screen comparable to CRT.

이러한 TFT LCD는 TFT 및 화소전극이 구비된 TFT 어레이 기판과, 컬러필터 및 상대전극이 구비된 컬러필터 기판이 소정 간격을 두고 대향하게 합착되고, 그들 사이의 공간에는 액정이 봉입된 형태를 이루고 있다. 여기서, TFT 어레이 기판은 TFT LCD의 특성에 크게 영향을 미치기 때문에, 상기 TFT 어레이 기판의 신뢰성은 매우 중요하다.The TFT LCD has a TFT array substrate with TFT and pixel electrodes, and a color filter substrate with a color filter and a counter electrode are opposed to each other at predetermined intervals, and liquid crystal is enclosed in a space therebetween. . Here, since the TFT array substrate greatly influences the characteristics of the TFT LCD, the reliability of the TFT array substrate is very important.

도 1은 종래 기술에 따른 TFT 어레이 기판의 단위 화소를 도시한 평면도로서, 이를 설명하면 다음과 같다.1 is a plan view illustrating a unit pixel of a TFT array substrate according to the related art, which will be described below.

도시된 바와 같이, 게이트 라인(2)과 데이터 라인(6)은 수직·교차하게 구비되어 있고, 상기 라인들(2, 6)에 한정된 화소 영역 내에는 ITO(Indium Tin Oxide) 금속막으로 이루어진 화소전극(8)이 배치되어 있으며, 아울러, 상기 라인들(2, 6)의 교차부에는 단위 화소의 구동을 독립적으로 제어하기 위한 TFT(10)가 구비되어 있다.As shown in the drawing, the gate line 2 and the data line 6 are provided vertically and alternately, and a pixel made of an indium tin oxide (ITO) metal film in a pixel region defined by the lines 2 and 6. An electrode 8 is disposed, and at the intersection of the lines 2 and 6, a TFT 10 for independently controlling the driving of the unit pixel is provided.

여기서, TFT(10)는 게이트 라인(2)으로부터 인출된 게이트 전극(3)과, 상기 게이트 전극(3) 상에 배치된 반도체층(5), 상기 데이터 라인(6)으로부터 인출되어, 상기 반도체층(5)의 일측면과 오버랩되게 배치된 드레인 전극(7b), 및 상기 드레인 전극(7b)과 대향하는 위치에서 상기 반도체층(5)의 타측면과 오버랩됨과 동시에, 화소전극(8)과 콘택되도록 배치된 소오스 전극(7a)을 포함하여 이루어진다.Here, the TFT 10 is drawn out of the gate electrode 3 drawn out from the gate line 2, the semiconductor layer 5 disposed on the gate electrode 3, and the data line 6. The drain electrode 7b disposed to overlap one side surface of the layer 5 and the other side surface of the semiconductor layer 5 at a position opposite to the drain electrode 7b, and at the same time as the pixel electrode 8 And a source electrode 7a arranged to be in contact.

또한, 도시되지는 않았으나, 게이트 전극(3)을 포함한 게이트 라인(2)과 소오스/드레인 전극(7a, 7b)을 포함한 데이터 라인(6) 사이에는 그들간의 전기적 절연을 목적으로 게이트 절연막이 개재되고, 반도체층(5)과 소오스/드레인 전극(7a, 7b) 사이에는 그들간의 접촉 저항을 낮추기 위한 오믹층이 개재되어 있다.Although not shown, a gate insulating film is interposed between the gate line 2 including the gate electrode 3 and the data line 6 including the source / drain electrodes 7a and 7b for the purpose of electrical insulation therebetween. An ohmic layer is provided between the semiconductor layer 5 and the source / drain electrodes 7a and 7b to lower the contact resistance therebetween.

그러나, 상기와 같은 구조의 TFT 어레이 기판의 제조시에는, 게이트 라인과 데이터 라인의 교차부에서 상기 데이터 라인의 결선이 발생되는 문제점이 있다.However, when manufacturing the TFT array substrate having the above structure, there is a problem that the connection of the data line occurs at the intersection of the gate line and the data line.

자세하게, 유리기판 상에 게이트 라인을 형성하게 되면, 상기 게이트 라인에 의해 표면 단차가 발생하게 되는데, 이러한 게이트 라인 상에는 게이트 절연막이 도포되기 때문에, 그 표면 단차는 더욱 증가하게 된다.In detail, when the gate line is formed on the glass substrate, a surface step is generated by the gate line. Since the gate insulating film is coated on the gate line, the surface step is further increased.

따라서, 이러한 상태에서 데이터 라인을 형성하기 위하여 데이터 라인용 금속막을 증착하게 되면, 상기 데이트 라인용 금속막은 게이트 라인의 상부에서 스텝 커버리지 특성이 불량해지기 때문에, 도 1에 도시된 바와 같이, 게이트 라인(2)과 교차되는 데이터 라인(6) 부분에서 결선이 발생하게 된다.Therefore, when the metal film for data line is deposited to form a data line in such a state, the data line metal film has poor step coverage characteristics on the upper portion of the gate line. As shown in FIG. Wiring occurs at the portion of the data line 6 that intersects with (2).

도 2는 게이트 라인과 데이터 라인의 교차부에서, 상기 데이터 라인의 결선이 발생된 상태를 보여주는 단면도이다. 여기서, 도면부호 1은 유리기판, 2는 게이트 라인, 3은 게이트 절연막, 4는 데이터 라인이다.2 is a cross-sectional view illustrating a state in which wiring of the data line is generated at an intersection of a gate line and a data line. Here, reference numeral 1 denotes a glass substrate, 2 a gate line, 3 a gate insulating film, and 4 a data line.

또한, 하부층의 표면 단차에 의해 데이터 라인의 스텝 커버리지 특성이 불량할 경우에는, 후속에서 진행되는 ITO 공정시, 또는, 탑 ITO 구조의 TFT 어레이 기판을 제조할 경우에는 보호막의 에천트와 상기 ITO 공정에서 사용되는 ITO 에천트에 의해 데이터 라인이 손상됨으로써, 데이터 라인의 오픈 불량과 같은 치명적인 결함이 발생되는 문제점도 있다.In addition, when the step coverage characteristic of the data line is poor due to the surface step of the lower layer, the etchant of the protective film and the ITO process are used during the subsequent ITO process or when manufacturing a TFT array substrate having a top ITO structure. The data line is damaged by the ITO etchant used in the present invention, which causes a fatal defect such as an open defect of the data line.

한편, 종래에는 데이터 라인의 스텝 커버리지 특성을 향상시키기 위하여, 게이트 라인의 테이퍼 각(Taper Angle)을 조절하는 방법이 수행되고 있으며, 이러한 방법은, 식각 용액의 조성비나, 식각 마스크로 사용되는 감광막의 베이크 조건 등을 조절하는 것에 의해 수행되기 때문에, 공정 조건에 따라 균일성이 저하되는 문제점이 있다.On the other hand, in order to improve the step coverage characteristics of the data line, a method of adjusting the taper angle of the gate line is conventionally performed, and such a method includes a composition ratio of an etching solution and a photoresist film used as an etching mask. Since it is performed by adjusting baking conditions etc., there exists a problem that uniformity falls according to process conditions.

따라서, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 고안은, 노광량에 따라 게이트 라인의 테이퍼 각을 조절할 수 있도록 하는 LCD 제조용 노광 마스크를 제공하는데, 그 목적이 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide an exposure mask for manufacturing an LCD, which enables the taper angle of a gate line to be adjusted according to an exposure amount.

도 1은 종래 기술에 따른 박막 트랜지스터 어레이 기판의 단위 화소를 도시한 평면도.1 is a plan view showing a unit pixel of a thin film transistor array substrate according to the prior art.

도 2는 종래 문제점을 설명하기 위한 단면도.2 is a cross-sectional view for explaining a conventional problem.

도 3은 본 고안의 실시예에 따른 액정표시소자 제조용 노광 마스크를 도시한 도면.3 is a view showing an exposure mask for manufacturing a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention.

(도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명)(Explanation of symbols for the main parts of the drawing)

22 : 광 투과 영역 24 : 광 차단 영역22: light transmitting area 24: light blocking area

26 : 도트형의 광 투과 패턴26: dot-type light transmission pattern

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안의 LCD 제조용 노광 마스크는, 게이트 라인을 형성하기 위한 노광 공정에서 사용되는 LCD 제조용 노광 마스크로서, 광 투과 영역 및 광 차단 영역으로 이루어지고, 상기 광 차단 영역은 게이트 라인과 같은 형태이며, 상기 광 차단 영역의 양측 가장자리 부분에는 도트형으로된 수 개의 광 투과 패턴들이 구비된 것을 특징으로 한다.The exposure mask for manufacturing an LCD of the present invention for achieving the above object is an exposure mask for manufacturing an LCD used in an exposure process for forming a gate line, consisting of a light transmitting region and a light blocking region, the light blocking region is It has the same shape as the gate line, and is characterized in that several light transmission patterns in the form of dots are provided at both edge portions of the light blocking region.

여기서, 도트형의 광 투과 패턴들의 형성 폭은 광 차단 영역의 전체 폭 보다 1/2 이하가 되도록 구비되며, 아울러, 각 도트형의 광 투과 패턴은 1㎛ 이하의 폭으로 구비됨과 동시에, 광 차단 영역의 가장자리로 갈수록, 그 크기는 증가된다.Here, the width of the dot-shaped light transmitting patterns is provided to be 1/2 or less than the entire width of the light blocking area, and each dot-shaped light transmitting pattern is provided to have a width of 1 μm or less and at the same time, light blocking. As the edge of the area increases, its size increases.

본 고안에 따르면, 노광 마스크의 광 차단 영역의 가장자리에 도트형의 광 투과 패턴들을 구비시켜, 이 부분에서의 노광량이 증가되도록 하기 때문에, 게이트 라인의 가장자리 부분에서의 테이퍼 각을 조절할 수 있으며, 아울러, 모든 게이트 라인들에 대해서 그 균일성을 향상시킬 수 있다.According to the present invention, since the light-transmitting patterns of the dot type are provided at the edge of the light blocking region of the exposure mask to increase the exposure amount at this portion, the taper angle at the edge of the gate line can be adjusted, The uniformity of all the gate lines can be improved.

이하, 첨부한 도면에 의거하여 본 고안의 바람직한 실시예를 보다 자세히 설명하도록 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3은 본 고안의 실시예에 따른 LCD 제조용 노광 마스크를 도시한 도면으로서, 도시된 바와 같이, 노광 마스크(30)는 광 투과 영역(22)과 광 차단 영역(24)을 포함하여 이루어지며, 상기 광 차단 영역(24)은 얻고자 하는 게이트 라인과 유사한 형태 및 폭을 갖도록 구비되지만, 그 가장자리에는 노광량을 강제적으로 조절하기 위한 도트형으로된 수 개의 광 투과 패턴들(26)이 구비된다.3 is a view showing an exposure mask for manufacturing an LCD according to an embodiment of the present invention, as shown, the exposure mask 30 includes a light transmitting region 22 and a light blocking region 24, The light blocking region 24 is provided to have a shape and width similar to that of the gate line to be obtained, but at the edge thereof, several light transmission patterns 26 are formed in a dot shape to forcibly adjust the exposure amount.

여기서, 도트형의 광 투과 패턴(26)은 1㎛ 이하의 폭으로 구비되며, 특히, 광 차단 영역(24)의 가장자리로 갈수록, 그 크기는 증가된다. 또한, 도트형의 광 투과 패턴들(26)이 형성되는 폭은 광 차단 영역(24)의 전체 폭에 대해서 1/2 이하가 되도록 구비된다.Here, the dot-shaped light transmitting pattern 26 is provided with a width of 1 μm or less, and in particular, the size thereof increases toward the edge of the light blocking region 24. In addition, the width at which the dot-shaped light transmitting patterns 26 are formed is provided to be 1/2 or less with respect to the entire width of the light blocking region 24.

상기와 같은 노광 마스크를 이용하여, 노광 공정을 수행하게 되면, 얻고자 하는 감광막 패턴의 가장자리 부분에서의 노광량이 증가된 것에 기인하여, 감광막 패턴은 가장자리 부분은 완만한 각을 갖게 된다.When the exposure process is performed using the exposure mask as described above, due to an increase in the exposure amount at the edge portion of the photoresist pattern to be obtained, the edge portion of the photoresist pattern has a gentle angle.

따라서, 이러한 감광막 패턴을 이용하여, 게이트 라인용 금속막에 대한 식각 공정을 수행하게 되면, 게이트 라인의 가장자리 부분에서의 테이퍼 각은 감광막 패턴과 마찬가지로 완만하게 된다.Therefore, when the etching process is performed on the metal film for the gate line using the photosensitive film pattern, the taper angle at the edge portion of the gate line becomes smooth as in the photosensitive film pattern.

그러므로, 이러한 게이트 라인 상에 데이터 라인용 금속막을 증착하게 되면, 상기 데이터 라인용 금속막의 스텝 커버리지 특성이 증가되기 때문에, 게이트 라인과 교차하는 데이터 라인 부분에서의 결선은 일어나지 않게 되고, 결과적으로, 데이터 라인의 신뢰성을 확보할 수 있게 된다.Therefore, when the metal film for data line is deposited on the gate line, the step coverage characteristic of the data line metal film is increased, so that wiring at the data line portion intersecting the gate line does not occur, and as a result, the data The reliability of the line can be secured.

또한, 탑 ITO 구조의 TFT LCD를 제조할 경우에는 하부층의 표면 단차에 기인하여 보호막의 에천트와 ITO 에천트에 의해 데이터 라인이 심각하게 손상되고, 이 결과로, 데이터 라인의 오픈 불량이 발생하게 되지만, 본 고안의 방법을 적용할 경우에는 하부층에서의 표면 단차를 감소시킬 수 있기 때문에, 에천트에 의한 데이터 라인의 손상을 감소시킬 수 있게 된다.In addition, when manufacturing a TFT LCD having a top ITO structure, the data line is seriously damaged by the etchant of the protective film and the ITO etchant due to the surface level of the lower layer. As a result, the open defect of the data line may occur. However, when applying the method of the present invention can reduce the surface step in the lower layer, it is possible to reduce the damage of the data line by the etchant.

게다가, 종래에는 식각 용액의 조성비나, 감광막의 베이크 조건을 조절하는 것에 의해, 게이트 라인의 테이퍼 각을 조절하지만, 본 고안의 경우에는 공정 조건을 조절함이 없이, 단지, 별도로 제작된 노광 마스크를 사용하는 것에 의해 게이트 라인의 테이퍼 각을 조절하기 때문에, 매우 용이하게 게이트 라인의 데이터 각을 조절할 수 있고, 특히, 모든 게이트 라인들에 대해서 균일성을 향상시킬 수 있다.In addition, although the taper angle of the gate line is conventionally adjusted by adjusting the composition ratio of the etching solution and the baking condition of the photoresist film, in the present invention, a separately manufactured exposure mask is merely used without adjusting the process conditions. Since the taper angle of the gate line is adjusted by use, the data angle of the gate line can be adjusted very easily, and in particular, the uniformity can be improved for all the gate lines.

이상에서와 같이, 본 고안은 노광 마스크의 형태를 변경하여, 게이트 라인의 테이퍼 각이 조절되도록 하기 때문에, 이러한 게이트 라인과 교차하는 데이터 라인 부분에서 결선이 발생되는 것을 용이하게 방지할 수 있다.As described above, the present invention changes the shape of the exposure mask so that the taper angle of the gate line is adjusted, so that the wiring can be easily prevented from occurring at the data line portion crossing the gate line.

또한, 노광 마스크의 형태만을 변경하여, 게이트 라인의 테이퍼 각이 조절되도록 하기 때문에, 공정 조건을 조절하는 종래의 방법에 비해, 균일성 및 재현성을 향상시킬 수 있으며, 이에 따라, 대화면 TFT LCD의 제조에 매우 유리하게 적용시킬 수 있다.In addition, since only the shape of the exposure mask is changed so that the taper angle of the gate line is adjusted, uniformity and reproducibility can be improved as compared with the conventional method of adjusting process conditions, thereby manufacturing a large screen TFT LCD. Very advantageously.

기타, 본 고안은 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있다.In addition, this invention can be implemented in various changes in the range which does not deviate from the summary.

Claims (4)

유리기판 상에 게이트 라인을 형성하기 위한 노광 공정에서 사용되는 액정표시소자 제조용 노광 마스크로서,An exposure mask for manufacturing a liquid crystal display device used in an exposure process for forming a gate line on a glass substrate, 광 투과 영역 및 광 차단 영역으로 이루어지고, 상기 광 차단 영역은 게이트 라인과 같은 형태이며, 상기 광 차단 영역의 양측 가장자리 부분에는 도트형으로된 수 개의 광 투과 패턴들이 구비된 것을 특징으로 하는 액정표시소자 제조용 노광 마스크.The light blocking region is formed of a light transmitting region and a light blocking region, and the light blocking region is shaped like a gate line, and the light blocking region is provided with several light transmitting patterns in the shape of dots at both edges of the light blocking region. Exposure mask for device manufacturing. 제 1 항에 있어서, 상기 도트형의 광 투과 패턴들의 형성 폭은 광 차단 영역의 전체 폭 보다 1/2 이하인 것을 특징으로 하는 액정표시소자 제조용 노광 마스크.The exposure mask of claim 1, wherein a width of the dot-shaped light transmitting patterns is 1/2 or less than an entire width of the light blocking region. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 도트형의 광 투과 패턴은 1㎛ 이하의 폭으로 형성된 것을 특징으로 하는 액정표시소자 제조용 노광 마스크.The exposure mask according to claim 1 or 2, wherein the dot-shaped light transmission pattern has a width of 1 µm or less. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 도트형의 광 투과 패턴은 광 차단 영역의 가장자리로 갈수록, 그 크기가 증가되도록 구비된 것을 특징으로 하는 액정표시소자 제조용 노광 마스크.The exposure mask according to any one of claims 1 to 3, wherein the dot-shaped light transmissive pattern is provided to increase in size toward the edge of the light blocking region.
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