KR20060000278A - 횡전계 방식 액정표시장치용 어레이기판과 그 제조방법 - Google Patents

횡전계 방식 액정표시장치용 어레이기판과 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로 특히, 고 개구율과 광 시야각 및 고 휘도를 구현하는 횡전계 방식 액정표시장치용 어레이 기판의 구조와 그 제조방법에 관한 것이다.
본 발명은 공통 전극과 화소 전극을 가로 방향으로 구성한 횡전계 방식 액정표시장치용 어레이 기판의 구성에 있어서, 게이트 배선과 이에 연결된 박막트랜지스터를 화소의 중간에 위치시키는 것을 특징으로 한다.
이와 같은 구성은, 단일 화소를 두개의 도메인으로 나누는 구성에서 개구영역으로 사용할 수 없는 중심영역에 박막트랜지스터 및 게이트 배선 설계함으로써, 박막트랜지스터와 게이트 배선이 위치했던 영역을 개구영역으로 사용할 수 있기 때문에 개구율 개선 및 이에 따른 휘도가 개선되는 장점이 있다.

Description

횡전계 방식 액정표시장치용 어레이기판과 그 제조방법{An array substrate for In-Plane switching mode LCD and method of fabricating of the same}
도 1은 일반적인 횡전계 방식 액정표시장치의 일부를 개략적으로 도시한 단면도이고,
도 2는 종래의 제 1 예에 따른 횡전계 방식 액정표시장치용 어레이기판의 한 화소를 도시한 확대 평면도이고,
도 3은 종래의 제 2 예에 따른 횡전계 방식 액정표시장치용 어레이기판의 한 화소를 도시한 확대 평면도이고,
도 4는 본 발명에 따른 횡전계 방식 액정표시장치용 어레이기판의 한 화소를 도시한 확대 평면도이고,
도 5(a,b) 내지 도 8(a,b)은 본 발명에 따른 횡전계 방식 액정표시장치용 어레이기판의 제조공정을 공정순서에 따라 도시한 공정 단면도이고, 각 도의 a,b는 도 4의 Ⅳ-Ⅳ와 Ⅴ-Ⅴ를 따라 절단한 단면도이다.
< 도면의 주요부분에 대한 간단한 설명>
110 : 기판 112 : 게이트 배선
114 : 게이트 전극 116a,116b,116c,116d : 공통 전극
120 : 액티브층 124 : 소스 전극
126 : 드레인 전극 128 : 데이터 배선
134a,134b,134c,134d :화소 전극
본 발명은 액정표시장치(Liquid Crystal Display Device)에 관한 것으로 특히, 광 시야각과 고 개구율 및 고휘도 특성을 가지는 횡전계 방식 액정표시장치용 어레이 기판과 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로, 액정표시장치의 구동원리는 액정의 광학적 이방성과 분극성질을 이용한다. 상기 액정은 구조가 가늘고 길기 때문에 분자의 배열에 방향성을 가지고 있으며, 인위적으로 액정에 전기장을 인가하여 분자배열의 방향을 제어할 수 있다.
따라서, 상기 액정의 분자배열 방향을 임의로 조절하면, 액정의 분자배열이 변하게 되고, 광학적 이방성에 의해 상기 액정의 분자배열 방향으로 빛이 굴절하여 화상정보를 표현할 수 있다.
현재에는 박막트랜지스터와 상기 박막트랜지스터에 연결된 화소 전극이 행렬방식으로 배열된 능동행렬 액정표시장치(AM-LCD : Active Matrix LCD 이하, 액정표시장치로 약칭함)가 해상도 및 동영상 구현능력이 우수하여 가장 주목받고 있다.
상기 액정표시장치는 공통 전극이 형성된 컬러필터 기판(상부기판)과 화소 전극이 형성된 어레이기판(하부기판)과, 상부 및 하부기판 사이에 충진된 액정으로 이루어지는데, 이러한 액정표시장치에서는 공통 전극과 화소 전극이 상-하로 걸리는 전기장에 의해 액정을 구동하는 방식으로, 투과율과 개구율 등의 특성이 우수하다.
그러나, 상-하로 걸리는 전기장에 의한 액정구동은 시야각 특성이 우수하지 못한 단점을 가지고 있다. 따라서, 상기의 단점을 극복하기 위해 새로운 기술이 제안되고 있다. 하기 기술될 액정표시장치는 횡전계에 의한 액정 구동방법으로 시야각 특성이 우수한 장점을 갖고 있다.
이하, 도 1을 참조하여 일반적인 횡전계 방식 액정표시장치에 관해 상세히 설명한다.
도 1은 일반적인 횡전계 방식 액정표시장치의 단면을 도시한 확대 단면도이다.
도시한 바와 같이, 종래에 따른 횡전계 방식 액정표시장치(B)는 컬러필터기판(B1)과 어레이기판(B2)이 대향하여 구성되며, 컬러필터기판 및 어레이기판 (B1,B2)사이에는 액정층(LC)이 개재되어 있다.
상기 어레이기판(B2)은 투명한 절연 기판(50)에 정의된 다수의 화소(P1,P2)마다 박막트랜지스터(T)와 공통 전극(58)과 화소 전극(72)이 구성된다.
상기 박막트랜지스터(T)는 게이트 전극(52)과, 게이트 전극(52) 상부에 절연막(60)을 사이에 두고 구성된 반도체층(62)과, 반도체층(62)의 상부에 서로 이격하 여 구성된 소스 및 드레인 전극(64,66)을 포함한다.
전술한 구성에서, 상기 공통 전극(58)과 화소 전극(72)은 동일 기판 상에 서로 평행하게 이격하여 구성된다.
그런데 일반적으로, 상기 공통 전극(58)은 상기 게이트 전극(52)과 동일층 동일물질로 구성되고, 상기 화소 전극(72)은 상기 소스 및 드레인 전극(64,66)과 동일층 동일물질로 구성되나, 개구율을 높이기 위해 도시한 바와 같이, 상기 화소 전극(72)은 투명한 전극으로 형성할 수 있다.
도시하지는 않았지만, 상기 화소(P1,P2)의 일 측을 따라 연장된 게이트 배선(미도시)과, 이와는 수직한 방향으로 연장된 데이터 배선(미도시)이 구성되고, 상기 공통 전극(58)에 전압을 인가하는 공통 배선(미도시)이 구성된다.
상기 컬러필터 기판(B1)은 투명한 절연 기판(30) 상에 상기 게이트 배선(미도시)과 데이터 배선(미도시)과 박막트랜지스터(T)에 대응하는 부분에 블랙매트릭스(32)가 구성되고, 상기 화소(P1,P2)에 대응하여 컬러필터(34a,34b)가 구성된다.
상기 액정층(90)은 상기 공통 전극(58)과 화소 전극(72)의 수평전계(95)에 의해 동작된다.
이하, 도 2를 참조하여, 전술한 바와 같은 횡전계 방식 액정표시장치를 구성하는 어레이기판의 구성을 설명한다.(도 2의 어레이기판은 도 1의 구성과는 달리 상기 화소 전극을 불투명한 전극으로 형성한 예를 설명한다.)
도 2는 종래에 따른 횡전계 방식 액정표시장치용 어레이기판의 구성을 개략적으로 도시한 평면도이다.
도시한 바와 같이, 기판(50)상에 일 방향으로 연장된 게이트 배선(54)과, 게이트 배선(54)과는 수직하게 교차하여 화소 영역(P)을 정의하는 데이터 배선(68)이 구성된다.
또한, 상기 게이트 배선(54)과는 평행하게 이격하여 화소 영역(P)을 가로지르는 공통 배선(56)을 구성한다.
상기 게이트 배선(54)과 데이터 배선(68)의 교차지점에는 상기 게이트 배선(54)과 연결된 게이트 전극(52)과, 게이트 전극(52) 상부의 반도체층(62)과, 반도체층(62) 상부의 소스 전극(64)과 드레인 전극(66)을 포함하는 박막트랜지스터(T)가 구성된다.
상기, 화소 영역(P)에는 상기 공통 배선(56)에 수직하게 연장되고 서로 평행하게 이격된 공통 전극(58)이 구성되고, 상기 공통 전극(58)사이에는 공통 전극(58)과 평행하게 이격된 화소 전극(72)이 구성된다.
그런데, 전술한 바와 같은 구성은 좌.우 시야각에 대한 보상효과는 얻을 수 있으나, 상.하 시야각( 및 대각 시야각)에 대한 보상 효과는 약한 편이다.
따라서, 이를 해결하기 위한 방법으로, 아래 도 3과 같은 구성의 횡전계 방식 액정표시장치용 어레이기판의 구성이 제안되었다.
도 3은 종래의 제 2 예에 따른 횡전계 방식 액정표시장치용 어레이 기판의 구성 중 단일 화소를 확대한 확대 평면도이다.
도시한 바와 같이, 기판(80)상에 일 방향으로 연장된 게이트 배선(82)과, 상기 게이트 배선(82)과 수직하게 교차하여 화소 영역(P)을 정의하는 데이터 배선(84)이 구성된다.
상기 게이트 배선(82)과 데이트 배선(84)의 교차지점에는 상기 게이트 배선(82)과 연결된 게이트 전극(86)과, 게이트 전극(86)의 상부에 위치한 반도체층(92)(액티브층과 오미 콘택층)과, 반도체층(92)의 상부에 위치하고 소정간격 이격된 소스 전극(88)과 드레인 전극(90)을 포함하는 박막트랜지스터(T)가 구성된다.
상기 화소 영역(P)에는 공통 전극(94a,94b,94c)과, 공통 전극(94a,94b,94c)과 소정간격 이격된 화소 전극(96a,96b,96c)이 구성 된다.
상기 공통 전극(94a,94b,94c)의 구성을 자세히 설명하면, 상기 게이트 배선(82)과 평행하게 구성되고 서로 이격된 다수의 수평부(94a)와, 상기 수평부(94a)를 일측에서 하나로 연결하는 제 1 수직부(94b)와, 타 측에서 하나로 연결하는 제 2 수직부(94c)로 구성된다.
이때, 단일 화소 영역(P)은 상.하로 나뉘어 2개의 도메인(D1,D2)으로 정의되며, 제 1 도메인(D1) 내에 구성된 수평부(94a)는 90< ??<0도의 사잇각을 이루며 구성되고, 제 2 도메인(D2) 내에 구성된 수평부(96b)는 90< ??<180도의 사잇각을 이루어 구성된다.
즉, 각 도메인(D1,D2)의 위치한 수평부(94a)는 소정의 기울기를 가지고 상.하로 서로 대칭되도록 구성된다.
상기 화소 전극(96a,96b,96c)은 상기 공통 전극의 수평부(94a)와 평행하게 이격된 다수의 수평부(96a)로 구성되는 동시에, 상기 다수의 수평부(96a)를 일 측 에서 하나로 연결하는 제 1 수직부(96b)와, 타 측에서 하나로 연결하는 제 2 수직부(96c)로 구성한다.
따라서, 상기 화소 전극(96a,96b,96c)의 수평부(96a)의 형상 또한 상기 공통 전극(94a,94b,94c)의 수평부(94a)의 형상과 동일하게 구성되며, 다만 공통 전극(96a,96b,96c)의 수평부(96a)와 일정간격 이격하여 구성된다.
상기 화소 전극(96a,96b,96c)은 상기 드레인 전극(90)과 연결하여 구성한다.
전술한 바와 같이, 하나의 화소 영역(P)에 서로 대칭되는 구성으로 전극이 구성되기 때문에 화소 영역(P)의 중심영역은 남게 되며 이 영역은 상기 공통 전극의 제 2 수직부(94d)에서 연장된 연장부(98)를 제 1 전극으로 하고, 상기 제 1 전극을 평면적으로 덮도록 화소 전극(100)을 구성하여 이를 제 2 전극으로 하는 스토리지 캐패시터(CST)가 구성된다.
즉, 전술한 화소 전극(96a,96b,96c)과 공통 전극(94a,94b,94c)의 형상에 의해 화소 영역(P)의 중심영역이 남게 되며 이를 개구영역으로 전화하게 되면 화소 전극(96a,96b,96c)과 공통 전극(94a,94b,94c) 간의 전극간격이 다르게 되어 휘도의 불균일성을 가지게 되어 개구영역으로 사용할 수 없게 된다.
따라서, 이 영역은 스토리지 영역(S)으로 사용되는 것이다.
그러나, 전술한 바와 같은 구성으로 인해 필연적으로 개구영역이 감소하고 이에 따라 휘도가 낮아지는 문제가 발생하게 된다.
본 발명은 전술한 문제를 해결하기 위해 제안된 것으로, 단일 화소 영역에 구성된 공통 전극과 화소 전극이 상.하로 대칭성을 가지는 구조에서, 개구영역으로 사용할 수 없는 중심 영역에 게이트 배선과 박막트랜지스틀 구성하는 것을 특징으로 한다.
이와 같이 구성함으로써, 상기 게이트 배선과 박막트랜지스터가 위치하였던 영역을 개구영역으로 사용하는 것을 가능하게 하여, 개구율 개선 및 휘도를 개선하는 것을 목적으로 한다.
전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 횡전계 방식 액정표시장치용 어레이기판은 제 1 도메인과 제 2 도메인이 상.하로 구성된 다수의 화소 영역이 정의된 기판과; 상기 제 1 도메인과 제 2 도메인의 사이 영역에 일 방향으로 연장된 게이트 배선과; 상기 게이트 배선과 수직한 방향으로 교차하는 데이터 배선과; 상기 게이트 배선과 데이터 배선의 교차지점에 구성된 박막트랜지스터와; 상기 제 1 도메인에 기울기를 가지고 구성된 다수의 제 1 수평부와, 상기 제 2 도메인에 구성되고 상기 제 1 수평부와 대칭되게 구성된 다수의 제 2 수평부와, 상기 제 1 및 제 2 수평부의 일 측에서 이를 하나로 연결하는 제 1 수직부와, 상기 제 1 및 제 2 수평부의 타측에서 이를 하나로 연결하는 제 2 수직부로 구성된 공통 전극 과; 상기 박막트랜지스터와 연결되고 상기 공통 전극의 수평부와 평행하게 이격하 여 구성된 제 1 수평부와 제 2 수평부와, 상기 제 1 및 제 2 수평부의 일 측에서 이를 하나로 연결하는 제 1 수직부와, 상기 제 1 및 제 2 수평부의 타 측에서 이를 하나로 연결하는 제 2 수직부를 하나로 연결하는 화소 전극을 포함한다.
상기 박막트랜지스터는 게이트 전극과 반도체층(액티브층, 오믹 콘택층)과 소스 전극과 드레인 전극으로 구성되며, 상기 소스 전극은 "U"형상으로 구성되고, 상기 드레인 전극은 소스 전극의 내부에서 이와는 평행하게 이격된 막대 형상으로 구성할 수 있다.
상기 화소 전극의 수평부는 상기 게이트 배선의 상부로 연장되어, 이를 제 1 전극으로 하고 그 하부의 게이트 배선을 제 2 전극으로 하는 스토리지 캐패시터를 형성한다.
상기 게이트 배선과 게이트 배선의 사이 영역에는 제 1 도메인 또는 제 2 도메인 만으로 구성된다.
본 발명의 특징에 따른 횡전계 방식 액정표시장치용 어레이기판의 제조방법은 기판 상에 제 1 도메인과 제 2 도메인이 상.하로 구성된 다수의 화소 영역을 정의하는 단계와; 상기 제 1 도메인과 제 2 도메인의 사이 영역에 일 방향으로 연장된 게이트 배선 형성하는 단계와; 상기 게이트 배선과 수직한 방향으로 교차하는 데이터 배선을 형성하는 단계와; 상기 게이트 배선과 데이터 배선의 교차지점에 구성된 박막트랜지스터를 형성하는 단계와; 상기 제 1 도메인에 기울기를 가지고 구성된 다수의 제 1 수평부와, 상기 제 2 도메인에 구성되고 상기 제 1 수평부와 대칭되게 구성된 다수의 제 2 수평부와, 상기 제 1 및 제 2 수평부의 일 측에서 이를 하나로 연결하는 제 1 수직부와, 상기 제 1 및 제 2 수평부의 타측에서 이를 하나로 연결하는 제 2 수직부로 구성된 공통 전극을 형성하는 단계와; 상기 박막트랜지스터와 연결되고, 상기 공통 전극의 수평부와 평행하게 이격하여 구성된 제 1 수평부와 제 2 수평부와, 상기 제 1 및 제 2 수평부의 일측에서 이를 하나로 연결하는 제 1 수직부와, 상기 제 1 및 제 2 수평부의 타측에서 이를 하나로 연결하는 제 2 수직부를 하나로 연결하는 화소 전극을 형성하는 단계를 포함한다.
본 발명의 다른 특징에 따른 횡전계 방식 액정표시장치용 어레이기판 제조방법은 기판 상에 제 1 도메인과 제 2 도메인이 상.하로 구성된 다수의 화소 영역을 정의하는 단계와; 상기 제 1 도메인과 제 2 도메인의 사이 영역에 일 방향으로 연장된 게이트 선과, 상기 게이트 배선과 연결된 게이트 전극과, 상기 제 1 도메인에 기울기를 가지는 다수의 제 1 수평부와, 상기 제 2 도메인에 상기 제 1 수평부와 대칭되게 구성된 다수의 제 2 수평부와, 상기 제 1 및 제 2 수평부의 일 측에서 이를 하나로 연결하는 제 1 수직부와, 상기 제 1 및 제 2 수평부의 타측에서 이를 하나로 연결하는 제 2 수직부로 구성된 공통 전극을 형성하는 단계와; 상기 게이트 전극의 상부에 게이트 절연막을 사이에 두고 순차 적층된 액티브층과 오믹 콘택층을 형성하는 단계와; 상기 오믹 콘택층의 상부에 이격된 소스 전극과 드레인 전극을 형성하고, 상기 소스 전극과 연결되는 동시에 상기 게이트 배선과 수직하게 교차하는 데이터 배선을 형성하는 단계와; 상기 드레인 전극과 접촉하고, 상기 공통 전극의 수평부와 평행하게 이격하여 구성된 제 1 수평부와 제 2 수평부와, 상기 제 1 및 제 2 수평부의 일측에서 이를 하나로 연결하는 제 1 수직부와, 상기 제 1 및 제 2 수평부의 타측에서 이를 하나로 연결하는 제 2 수직부를 하나로 연결하는 화소 전극을 형성하는 단계를 포함한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.
-- 실시예 --
이하, 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 어레이 기판의 구성을 설명한다.
도 4는 본 발명에 따른 횡전계 방식 액정표시장치용 어레이 기판의 한 화소를 확대한 확대 평면도이다.
도시한 바와 같이, 투명한 절연 기판(110)상에 다수의 화소 영역(P1,P2)을 정의하고, 각 화소 영역(P1,P2)을 상하로 나누는 제 1 도메인(D1)과 제 2 도메인(D2)을 정의한다.
상기 화소 영역(P1,P2)의 중심영역에 대응하는 즉, 제 1 도메인(D1)과 제 2 도메인(D2)의 사이 영역마다 게이트 배선(112)을 구성한다.
즉, 게이트 배선(112)과 게이트 배선(112)사이에는 제 1 도메인(D1)만이 위치하거나, 제 2 도메인(D2)만이 위치하게 된다.
상기 게이트 배선(112)과 수직하게 교차하는 데이터 배선(128)을 구성한다.
상기 게이트 배선(112)과 데이터 배선(128)의 교차지점에는 상기 게이트 배선(112)과 연결된 게이트 전극(114)과, 게이트 전극(114)의 상부에 위치한 반도체층(120)(액티브층, 오믹 콘택층)과, 반도체층(120)의 상부에 위치하고 상기 데이터 배선(128)과 연결된 소스 전극(124)과 이와 이격된 드레인 전극(126)을 포함하는 박막트랜지스터(T)를 구성한다.
상기 화소 영역(P1,P2에는 서로 평행하게 이격된 화소 전극(134a,134b,134c,134d)과 공통 전극(136a,136b,136c,136d)을 구성한다.
상기 공통 전극(116a,116b,116c,116d)은 서로 소정 간격 이격된 다수의 수평부(116a,116b)와, 상기 수평부(116a,116b)를 일 측에서 하나로 연결하는 제 1 수직부(116c)와, 상기 수평부(116a,116b)를 타 측에서 하나로 연결하는 제 2 수직부(116d)로 구성한다.
이때, 상기 제 1 도메인(D1)과 제 2 도메인(D2)에 구성된 각 수평부(116a,116b)는 서로 소정의 각으로 기울어지게 구성되며, 상기 제 1 도메인(D1)과 제 2 도메인(D2)에 속하는 수평부(116a,116b)는 서로 대칭되는 방향으로 구성된다.
상기 화소 전극(134a,134b,134c,134d) 또한 서로 이격된 다수의 수평부(134a,134b)로 구성되며, 상기 다수의 수평부(134a,134b)를 일측에서 연결하는 제 1 수직부(134b)와, 타측에서 연결하는 제 2 수직부(134d)로 구성한다.
상기 화소 전극의 수평부(134a,134b)는 상기 공통 전극의 수평부(116a,116b)와 평행하게 이격하여 구성하며, 상기 드레인 전극(126)과 접촉하도록 구성한다.
이때, 상기 화소 전극의 수평부(134a,134b)와 상기 공통 전극의 수평부(116a,116b)사이의 전극 간격은 약 10㎛로 하고, 상기 게이트 배선(112)과 화소 전극의 수평부(134a 또는 134b)사이의 간격은 약 9㎛가 되도록 설계한다.
전술한 구성에서, 상기 게이트 배선(112)을 제 1 전극으로 하고, 상기 제 1 전극의 상부로 연장된 화소전극(134a 또는 134b)을 제 2 전극으로 하는 스토리지 캐패시터(CST)를 형성할 수 있다.
전술한 구성에서 박막트랜지스터(T)의 소스 전극(124)은 "U"형상으로 구성하고, 상기 드레인 전극(126)은 상기 소스 전극(124)의 내부에 이와는 평행하게 이격된 막대 형상으로 구성할 수 있으며, 이와 같은 구성은 상기 소스 및 드레인 전극(124,126)의 사이로 노출된 액티브층(120)의 채널 길이(소스 및 드레인 전극의 사이 길이)를 짧게 하고 채널의 폭을 넓게 하는 효과가 있다.
또한, 전술한 구성에서, 상기 박막트랜지스터(T)는 각 단위 화소 마다 좌.우 교번하여 배치하는 구조가 된다.
전술한 바와 같은 구성은, 종래의 구성과 비교하여 상기 게이트 배선(112)과 박막트랜지스터(T)를 화소 영역(P1,P2)의 중심영역에 구성함으로써, 게이트 배선(112)과 박막트랜지스터(T1,T2)가 위치하였던 영역을 개구영역으로 사용할 수 있기 때문에 개구영역을 넓힐 수 있는 장점이 있다.
구체적으로, 단위 화소 영역(P1,P2)마다 공통 전극과 화소 전극이 이루는 블록이 16개였으나, 본원 발명과 같은 구조가 되면 17개의 블록으로 늘어나게 된다.
따라서, 액정패널의 전체로 보면 광장히 넓은영역을 개구영역으로 확보할 수 있는 결과가 된다.
이하, 공정 단면도를 참조하여 본 발명에 따른 횡전계 방식 액정표시장치용 어레이기판의 제조방법을 설명한다.
도 5a와 도 5b는 제 1 및 제 2 마스크 공정을 나타낸 도면으로, 도 4의 Ⅳ- Ⅳ,Ⅴ-Ⅴ를 따라 절단한 공정 단면도이고, 도 6a와 도 6b는 제 3 마스크 공정을 나타낸 도면으로, 도 4의 Ⅳ-Ⅳ,Ⅴ-Ⅴ를 따라 절단한 공정 단면도이고, 도 7a와 도 7b는 제 4 마스크 공정을 나타낸 도면으로, 도 4의 Ⅳ-Ⅳ,Ⅴ-Ⅴ를 따라 절단한 공정 단면도이고, 도 8a와 도 8b는 제 5 마스크 공정을 나타낸 도면으로 도 4의 Ⅳ-Ⅳ,Ⅴ-Ⅴ를 따라 절단한 공정 단면도이다.
도 5a와 도 5b에 도시한 바와 같이, 기판(110)상에 스위칭 영역(S)을 포함하는 화소영역(P1,P2)을 정의 한다. 또한, 상기 화소 영역(P1,P2)은 상.하로 제 1 도메인(D1)과 제 2 도메인(D2)으로 정의한다.
상기 스위칭 영역 및 화소 영역(S,P1,P2)이 정의된 기판(110)상에 일 방향으로 연장된 게이트 배선(112)과, 상기 게이트 배선(112)과 연결된 게이트 전극(114)을 형성한다.
상기 게이트 배선(112)은 제 1 도메인(D1)과 제 2 도메인(D2)의 사이 영역에 형성한다.
이때, 도시한 바와 같이 상기 게이트 배선(112)의 일부를 게이트 전극(114)으로 사용할 수 도 있다.
동시에, 상기 화소 영역(P1,P2)에는 서로 평행하게 이격된 다수의 수평부(도 4의 116a,116b)와, 상기 수평부(도 4의 116a,116b)의 일 측에서 이를 하나로 연결하는 제 1 수직부(도 4의 116c)와, 타측에서 상기 수평부(도 4의 116a,116b)를 하나로 연결하는 제 2 수직부(도 4의 116d)를 형성한다.
상기 수평부(도 4의 116a,116b)는 소정의 기울기를 가지고 구성되며 이때, 상기 제 1 도메인(도 4의 D1)에 형성된 제 1 수평부(도 4의 116a)와 상기 제 2 도메인(D2)에 형성된 제 2 수평부(116b)는 서로 대칭되는 방향으로 형성한다.
다음으로, 상기 게이트 배선(112)과 게이트 전극(114)과 공통전극(116a,116b,116c,116d)이 형성된 기판의 전면에 질화 실리콘(SiNX)과 산화 실리콘(SiO2)을 포함하는 무기 절연물질 그룹 중 선택된 하나를 증착하여 게이트 절연막(118)을 형성한다.
상기 게이트 절연막(118)이 형성된 기판(110)의 전면에 순수 비정질 실리콘(a-Si:H)과 불순물이 포함된 비정질 실리콘(n+a-Si:H)을 증착하고 제 2 마스크 공정으로 패턴하여, 상기 게이트 전극(114)에 대응하는 게이트 절연막(118)의 상부에 액티브층(120)과 오믹 콘택층(122)을 형성한다.
도 6a와 도 6b에 도시한 바와 같이, 상기 액티브층(120)과 오믹 콘택층(122)이 형성된 기판(110)의 전면에 알루미늄(Al), 알루미늄합금(AlNd), 크롬(Cr), 텅스텐(W), 몰리브덴(Mo), 티타늄(Ti), 몰리텅스텐(MoW)등을 포함하는 도전성 금속 그룹 중 선택된 하나 또는 그 이상의 물질을 증착하고 제 3 마스크 공정으로 패턴하여, 상기 오믹 콘택층(122)의 상부에 이격된 소스 전극(124)과 드레인 전극(126)을 형성한다.
동시에, 상기 소스 전극(124)과 연결되는 동시에 상기 게이트 배선(112)과 수직하게 교차하는 데이터 배선(도 4의 128)을 형성한다.
이때, 상기 소스 전극(124)과 드레인 전극(126)의 이격된 사이로 노출된 오 믹 콘택(122)층을 제거하여 상기 오믹 콘택층(122)하부의 액티브층(120)을 노출한다.
상기 소스 전극(124)은 "U"형상으로 구성하고, 상기 드레인 전극(126)은 상기 소스 전극(124)의 내부에 이와는 평행하게 이격된 막대 형상으로 구성할 수 있으며, 이와 같은 구성은 상기 소스 및 드레인 전극(124,126)의 사이로 노출된 액티브층(120)의 채널 길이(소스 및 드레인 전극의 사이 길이)를 짧게 하고 채널의 폭을 넓게 하는 효과가 있다.
도 7a와 도 7b에 도시한 바와 같이, 상기 소스 및 드레인 전극(124,126)등이 형성된 기판(110)의 전면에 질화 실리콘(SiNX)과 산화 실리콘(SiO2)을 포함하는 무기 절연물질 그룹 중 선택된 하나 또는 그 이상의 물질을 증착하거나 경우에 따라서는, 벤조사이클로부텐(BCB)과 아크릴(acryl)계 수지(resin)를 포함하는 유기절연물질 그룹 중 선택된 하나 또는 그 이상의 물질을 도포하여 보호막(130)을 형성한다.
상기 보호막(130)을 제 4 마스크 공정으로 패턴하여, 상기 드레인 전극(126)의 일부를 노출하는 드레인 콘택홀(132)을 형성한다.
도 8a와 도 8b에 도시한 바와 같이, 상기 보호막(132)이 형성된 기판(110)의 전면에 인듐-틴-옥사이드(ITO)와 인듐-징크-옥사이드(IZO)를 포함하는 투명한 도전성 금속 그룹 중 선택된 하나를 증착하여, 상기 드레인 전극(126)과 접촉하면서 화소 영역(P1,P2)에 위치하는 화소 전극(도 4의 134a,134c,134d/134b)을 형성한다.
상기 화소 전극(도 4의 134a,134c,134d/134b)은, 서로 평행하게 이격된 다수의 수평부(도 4의 134a,134b)와, 상기 수평부(도 4의134a,134b)의 일 측에서 이를 하나로 연결하는 제 1 수직부(도 4의134c)와, 상기 수평부(134a,134b)의 타측에서 이를 하나로 연결하는 제 2 수직부(도 4의 134d)를 형성한다.
이때, 상기 제 1 도메인(D1)에 구성된 제 1 수평부(도 4의 134a)는 상기 공통 전극의 제 1 수평부(도 4의 116a)와 평행하게 이격되도록 구성하고, 상기 제 2 도메인(D2)에 구성된 제 2 수평부(134b)는 상기 공통전극의 제 2 수평부(116b)와 평행하게 이격되도록 구성한다.
전술한 바와 같은 공정을 통해 본 발명에 따른 횡전계 방식 액정표시장치용 어레이 기판을 제작할 수 있다.
전술한 바와 같이, 공통 전극과 화소 전극을 가로 방향으로 구성한 횡전계 방식 액정표시장치용 어레이 기판의 구성에 있어서, 게이트 배선과 이에 연결된 박막트랜지스터를 화소의 중간에 위치시키는 것을 특징으로 한다.
첫째, 본 발명은 단일 화소를 투 도메인 구조로 구성하였기 때문에 시야각 보상에 의해 액정패널에서 발생하는 컬러쉬프트 현상을 방지하여 시야각을 개선하는 효과가 있다.
둘째, 단일 화소를 두개의 도메인으로 나누는 구성에서 개구영역으로 사용할 수 없는 중심영역에 앞서 언급한 바와 같이, 박막트랜지스터 및 게이트 배선을 구 성하고, 대신 박막트랜지스터와 게이트 배선이 위치했던 영역을 개구영역으로 사용할 수 있기 때문에 개구율 개선 및 이에 따른 휘도가 개선되는 효과가 있다.

Claims (18)

  1. 제 1 도메인과 제 2 도메인이 상.하로 구성된 다수의 화소 영역이 정의된 기판과;
    상기 제 1 도메인과 제 2 도메인의 사이 영역에 일 방향으로 연장된 게이트 배선과;
    상기 게이트 배선과 수직한 방향으로 교차하는 데이터 배선과;
    상기 게이트 배선과 데이터 배선의 교차지점에 구성된 박막트랜지스터와;
    상기 제 1 도메인에 기울기를 가지고 구성된 다수의 제 1 수평부와, 상기 제 2 도메인에 구성되고 상기 제 1 수평부와 대칭되게 구성된 다수의 제 2 수평부와, 상기 제 1 및 제 2 수평부의 일 측에서 이를 하나로 연결하는 제 1 수직부와, 상기 제 1 및 제 2 수평부의 타측에서 이를 하나로 연결하는 제 2 수직부로 구성된 공통 전극과;
    상기 박막트랜지스터와 연결되고 상기 공통 전극의 수평부와 평행하게 이격하여 구성된 제 1 수평부와 제 2 수평부와, 상기 제 1 및 제 2 수평부의 일 측에서 이를 하나로 연결하는 제 1 수직부와, 상기 제 1 및 제 2 수평부의 타 측에서 이를 하나로 연결하는 제 2 수직부를 하나로 연결하는 화소 전극
    을 포함하는 횡전계 방식 액정표시장치용 어레이기판.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 박막트랜지스터는 게이트 전극과 반도체층(액티브층, 오믹 콘택층)과 소스 전극과 드레인 전극으로 구성된 횡전계 방식 액정표시장치용 어레이기판.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 소스 전극은 "U"형상으로 구성되고, 상기 드레인 전극은 소스 전극의 내부에서 이와는 평행하게 이격된 막대 형상으로 구성된 횡전계 방식 액정표시장치용 어레이기판.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 화소 전극의 수평부는 상기 게이트 배선의 상부로 연장되어, 이를 제 1 전극으로 하고 그 하부의 게이트 배선을 제 2 전극으로 하는 스토리지 캐패시터를 형성하는 횡전계 방식 액정표시장치용 어레이기판.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 게이트 배선과 게이트 배선의 사이 영역에는 제 1 도메인 또는 제 2 도 메인 만으로 구성된 횡전계 방식 액정표시장치용 어레이기판.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 공통 전극은 상기 게이트 배선과 동일층에 구성된 횡전계 방식 액정표시장치용 어레이기판.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 화소 전극은 투명한 재질로 구성된 횡전계 방식 액정표시장치용 어레이기판.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 공통 전극과 화소 전극의 수평부의 간격은 10㎛이고, 상기 게이트 배선과 화소 전극의 수평부 사이의 간격은 9㎛인 것을 특징으로 하는 횡전계 방식 액정표시장치용 어레이기판.
  9. 기판 상에 제 1 도메인과 제 2 도메인이 상.하로 구성된 다수의 화소 영역을 정의하는 단계와;
    상기 제 1 도메인과 제 2 도메인의 사이 영역에 일 방향으로 연장된 게이트 배선 형성하는 단계와;
    상기 게이트 배선과 수직한 방향으로 교차하는 데이터 배선을 형성하는 단계와;
    상기 게이트 배선과 데이터 배선의 교차지점에 구성된 박막트랜지스터를 형성하는 단계와;
    상기 제 1 도메인에 기울기를 가지고 구성된 다수의 제 1 수평부와, 상기 제 2 도메인에 구성되고 상기 제 1 수평부와 대칭되게 구성된 다수의 제 2 수평부와, 상기 제 1 및 제 2 수평부의 일 측에서 이를 하나로 연결하는 제 1 수직부와, 상기 제 1 및 제 2 수평부의 타측에서 이를 하나로 연결하는 제 2 수직부로 구성된 공통 전극을 형성하는 단계와;
    상기 박막트랜지스터와 연결되고, 상기 공통 전극의 수평부와 평행하게 이격하여 구성된 제 1 수평부와 제 2 수평부와, 상기 제 1 및 제 2 수평부의 일측에서 이를 하나로 연결하는 제 1 수직부와, 상기 제 1 및 제 2 수평부의 타측에서 이를 하나로 연결하는 제 2 수직부를 하나로 연결하는 화소 전극을 형성하는 단계
    를 포함하는 횡전계 방식 액정표시장치용 어레이기판 제조방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 박막트랜지스터는 게이트 전극과 반도체층(액티브층, 오믹 콘택층)과 소스 전극과 드레인 전극을 포함하는 횡전계 방식 액정표시장치용 어레이기판 제조방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 소스 전극은 "U"형상으로 형성되고, 상기 드레인 전극은 소스 전극의 내부에서 이와는 평행하게 이격된 막대 형상으로 형성된 횡전계 방식 액정표시장치용 어레이기판 제조방법.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 화소 전극의 수평부는 상기 게이트 배선의 상부로 연장되어, 이를 제 1 전극으로 하고 그 하부의 게이트 배선을 제 2 전극으로 하는 스토리지 캐패시터를 형성하는 횡전계 방식 액정표시장치용 어레이기판 제조방법.
  13. 제 9 항에 있어서,
    상기 공통 전극은 상기 게이트 배선과 동일층 동일물질로 형성된 횡전계 방식 액정표시장치용 어레이기판 제조방법.
  14. 제 9 항에 있어서,
    상기 화소 전극은 인듐-틴-옥사이드(ITO)와 인듐-징크-옥사이드(IZO)를 포함하는 투명한 도전성 금속 그룹 중 선택된 하나로 형성된 횡전계 방식 액정표시장치용 어레이기판 제조방법.
  15. 제 9 항에 있어서,
    상기 공통 전극과 화소 전극의 수평부의 간격은 10㎛이고, 상기 게이트 배선과 화소 전극의 수평부 사이의 간격은 9㎛인 것을 특징으로 하는 횡전계 방식 액정표시장치용 어레이기판 제조방법.
  16. 기판 상에 제 1 도메인과 제 2 도메인이 상.하로 구성된 다수의 화소 영역을 정의하는 단계와;
    상기 제 1 도메인과 제 2 도메인의 사이 영역에 일 방향으로 연장된 게이트 선과, 상기 게이트 배선과 연결된 게이트 전극과, 상기 제 1 도메인에 기울기를 가지는 다수의 제 1 수평부와, 상기 제 2 도메인에 상기 제 1 수평부와 대칭되게 구성된 다수의 제 2 수평부와, 상기 제 1 및 제 2 수평부의 일 측에서 이를 하나로 연결하는 제 1 수직부와, 상기 제 1 및 제 2 수평부의 타측에서 이를 하나로 연결 하는 제 2 수직부로 구성된 공통 전극을 형성하는 단계와;
    상기 게이트 전극의 상부에 게이트 절연막을 사이에 두고 순차 적층된 액티브층과 오믹 콘택층을 형성하는 단계와;
    상기 오믹 콘택층의 상부에 이격된 소스 전극과 드레인 전극을 형성하고, 상기 소스 전극과 연결되는 동시에 상기 게이트 배선과 수직하게 교차하는 데이터 배선을 형성하는 단계와;
    상기 드레인 전극과 접촉하고, 상기 공통 전극의 수평부와 평행하게 이격하여 구성된 제 1 수평부와 제 2 수평부와, 상기 제 1 및 제 2 수평부의 일측에서 이를 하나로 연결하는 제 1 수직부와, 상기 제 1 및 제 2 수평부의 타측에서 이를 하나로 연결하는 제 2 수직부를 하나로 연결하는 화소 전극을 형성하는 단계
    를 포함하는 횡전계 방식 액정표시장치용 어레이기판 제조방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 화소 전극의 수평부는 상기 게이트 배선의 상부로 연장되어, 이를 제 1 전극으로 하고 그 하부의 게이트 배선을 제 2 전극으로 하는 스토리지 캐패시터를 형성하는 횡전계 방식 액정표시장치용 어레이기판 제조방법.
  18. 제 16 항에 있어서,
    상기 화소 전극은 인듐-틴-옥사이드(ITO)와 인듐-징크-옥사이드(IZO)를 포함하는 투명한 도전성 금속 그룹 중 선택된 하나로 형성된 횡전계 방식 액정표시장치용 어레이기판 제조방법.
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