KR20060011585A - Liquid crystal display device and the fabrication method thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것으로, 경량 박형을 구현하는 액정 표시 장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal display device, and more particularly, to a liquid crystal display device and a method of manufacturing the same, which implement light weight and thinness.
본 발명에 따른 액정 표시 장치는, 어레이 소자 및 컬러 필터가 형성된 제 1 기판과; 상기 기판과 대향하는 플라스틱 재질의 제 2 기판과; 상기 제 1 기판과 제 2 기판 사이에 형성되는 액정층을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.A liquid crystal display device according to the present invention comprises: a first substrate on which an array element and a color filter are formed; A second substrate made of a plastic material facing the substrate; And a liquid crystal layer formed between the first substrate and the second substrate.
이와 같이, 본 발명은 액정 표시 장치에서 제 1 기판 상에 어레이 소자 및 컬러 필터층을 형성하고, 상기 제 1 기판과 대향하는 제 2 기판은 플라스틱 기판으로 제조함으로써 액정 표시 장치의 경량화, 내충격성의 향상, 저비용화 등을 실현한다.As described above, the present invention forms an array element and a color filter layer on a first substrate in a liquid crystal display device, and the second substrate facing the first substrate is made of a plastic substrate, thereby reducing the weight and impact resistance of the liquid crystal display device. Low cost is realized.
COT, TOC, 플라스틱 기판, 경량, 박형COT, TOC, Plastic Board, Lightweight, Thin
Description
도 1은 일반적인 액정 표시 장치를 개략적으로 나타낸 도면.1 is a schematic view of a general liquid crystal display device;
도 2는 도 1의 A-A`를 따라 절단한 단면도.FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA ′ of FIG. 1. FIG.
도 3은 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 일 실시예에 관한 것으로, COT 구조의 액정 표시 장치를 보여주는 평면도.3 is a plan view showing a liquid crystal display device having a COT structure according to an embodiment of the present invention.
도 4는 도 3에서 B-B'로 절단하여 보여주는 단면도.4 is a cross-sectional view taken along the line B-B 'in FIG.
도 5a 내지 도 5h는 본 발명에 따른 공정 순서로 도시한 공정 단면도.5a to 5h are cross-sectional views of the process sequence shown in the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
200 : 제 1 기판 202 : 게이트 배선200: first substrate 202: gate wiring
204 : 게이트 전극 205 : 제 2 기판204: gate electrode 205: second substrate
206 : 데이터 패드 208 : 게이트 절연막206: data pad 208: gate insulating film
210 : 액티브층 212 : 오믹 콘택층 210: active layer 212: ohmic contact layer
214 : 소스 전극 216 : 드레인 전극214: source electrode 216: drain electrode
218 : 데이터 배선 220 : 데이터 패드218: data wiring 220: data pad
222 : 섬형상의 금속층 224 : 제 2 절연막222: island-like metal layer 224: second insulating film
228 : 블랙매트릭스 230 : 제 3 절연막
228
234a,234b,234c : 컬러필터 238,240 : 화소전극234a, 234b, 234c:
242 : 게이트 패드 콘택홀 244 : 데이터 패드 콘택홀242: gate pad contact hole 244: data pad contact hole
본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것으로, 경량 박형을 구현하는 액정 표시 장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal display device, and more particularly, to a liquid crystal display device and a method of manufacturing the same, which implement light weight and thinness.
최근, 전자산업의 발달과 함께 TV 브라운관 등에 제한적으로 사용되었던 디스플레이 장치가 개인용 컴퓨터, 노트북, 무선 단말기, 자동차 계기판, 전광판 등에 까지 확대 사용되고, 정보통신 기술의 발달과 함께 대용량의 화상정보를 전송할 수 있게 됨에 따라 이를 처리하여 구현할 수 있는 차세대 디스플레이 장치의 중요성이 커지고 있다.Recently, with the development of the electronics industry, display devices, which have been limitedly used for TV CRTs, have been widely used in personal computers, notebooks, wireless terminals, automobile dashboards, electronic displays, etc. As a result, the importance of the next generation display device that can process and implement this is increasing.
이와 같은 차세대 디스플레이 장치는 경박단소, 고휘도, 대화면, 저소비전력 및 저가격화를 실현할 수 있어야 하는데, 이에 부응하여 근래에는 LCD(Liquid Crystal Display Device), PDP(Plasma Display Panel), ELD(Electro Luminescent Display), VFD(Vacuum Fluorescent Display)등 여러 가지 평판 표시 장치가 연구되어 왔고, 그 중 하나로 최근에 액정 표시 장치(LCD)가 주목을 받고 있다.Such next-generation display devices should be able to realize light and small size, high brightness, large screen, low power consumption and low price. And various flat panel display devices such as a vacuum fluorescent display (VFD) have been studied, and one of them has recently attracted attention.
상기 액정 표시 장치는 해상도가 다른 평판 표시 장치보다 뛰어나고, 동화상을 구현할 때 그 품질이 브라운관에 비할 만큼 응답 속도가 빠른 특성을 나타내고 있다. The liquid crystal display device is superior in resolution to other flat panel display devices, and exhibits characteristics such that the response speed is faster than that of a CRT when a moving image is realized.
또한, 상기 액정 표시 장치는 고휘도, 고콘트라스트, 저소비전력성 등이 우수한 특성을 가지므로 데스크탑 컴퓨터 모니터, 노트북 컴퓨터 모니터, TV 수상기, 차량 탑재용 TV 수상기, 네비게이션 등 광범위한 분야에서 활용되고 있다.In addition, the liquid crystal display device has excellent characteristics such as high brightness, high contrast, low power consumption, and so is used in a wide range of fields such as a desktop computer monitor, a notebook computer monitor, a TV receiver, a vehicle-mounted TV receiver, and navigation.
일반적으로 액정 표시 장치는 일측에 전극이 각각 형성되어 있는 두 기판을, 두 전극이 형성되어 있는 면이 마주 대하도록 배치하고 두 기판 사이에 액정 물질을 주입한 다음, 두 전극에 전압을 인가하여 생성되는 전기장에 의해 액정 분자를 움직이게 함으로써, 이에 따라 달라지는 빛의 투과율에 의해 화상을 표현하는 장치이다.In general, a liquid crystal display device is formed by arranging two substrates having electrodes formed on one side thereof so that the surfaces on which the two electrodes are formed face each other, injecting a liquid crystal material between the two substrates, and then applying voltage to the two electrodes. By moving the liquid crystal molecules by the electric field is a device that represents the image by the transmittance of light that varies accordingly.
보다 구체적으로는, 액정 표시 장치는, 화상을 표시하는 액정 패널과 상기 액정 패널에 구동신호를 인가하기 위한 구동부로 크게 구분될 수 있으며, 상기 액정 패널은 일정 공간을 가지고 합착된 제 1, 2 기판과, 상기 두 기판 사이에 주입된 액정층으로 구성된다.More specifically, the liquid crystal display may be largely divided into a liquid crystal panel displaying an image and a driving unit for applying a driving signal to the liquid crystal panel, wherein the liquid crystal panel has a predetermined space and is bonded to the first and second substrates. And a liquid crystal layer injected between the two substrates.
여기서, 상기 제 1 기판에는, 일정 간격을 갖고 일 방향으로 배열되는 복수개의 게이트 라인과, 상기 각 게이트 라인과 수직한 방향으로 일정한 간격으로 배열되는 복수개의 데이터 라인과, 상기 각 게이트 라인과 데이터 라인이 교차되어 정의된 각 화소영역에 매트릭스 형태로 형성되는 복수개의 화소 전극과 상기 게이트 라인의 신호에 의해 스위칭되어 상기 데이터 라인의 신호를 상기 각 화소 전극에 전달하는 복수개의 박막 트랜지스터가 형성된다.The first substrate may include a plurality of gate lines arranged in one direction at a predetermined interval, a plurality of data lines arranged at regular intervals in a direction perpendicular to the gate lines, and each of the gate lines and the data lines. A plurality of pixel electrodes formed in a matrix form in the cross-defined pixel regions and a plurality of thin film transistors that are switched by signals of the gate lines and transfer the signals of the data lines to the pixel electrodes are formed.
그리고 제 2 기판에는, 상기 화소 영역을 제외한 부분의 빛을 차단하기 위한 블랙 매트릭스층과, R, G, B 컬러 색상을 표현하기 위한 컬러 필터층과 화상을 구 현하기 위한 공통 전극이 형성된다.The second substrate is provided with a black matrix layer for blocking light in portions other than the pixel region, a color filter layer for expressing R, G, and B color colors, and a common electrode for implementing an image.
이와 같이 상기 액정패널의 제 1 유리 기판에 형성되는 게이트 라인, 데이터 라인 및 박막 트랜지스터를 구성하는 게이트 전극 및 소스/드레인 전극은 신호 전달 속도를 향상시키기 위하여 금속으로 형성한다.As such, the gate electrode and the source / drain electrode constituting the gate line, the data line, and the thin film transistor formed on the first glass substrate of the liquid crystal panel are formed of metal to improve a signal transfer speed.
도 1은 일반적인 액정 표시 장치를 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 2는 도 1의 A-A`를 따라 절단한 단면도이다.FIG. 1 is a schematic view illustrating a general liquid crystal display, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA ′ of FIG. 1.
도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 일반적인 액정 표시 장치(111)는 서브 컬러필터(108)와 각 서브 컬러필터(108)사이에 구성된 블랙 매트릭스(106)를 포함하는 컬러필터(107)와 상기 컬러필터(107)의 상부에 증착된 공통전극(118)이 형성된 제 2 기판(105)과, 화소영역(P)이 정의되고 화소영역에는 화소전극(117)과 스위칭소자(T)가 구성되며, 화소영역(P)의 주변으로 어레이배선이 형성된 제 1 기판(122)과, 제 2 기판(105)과 제 1 기판(122) 사이에는 액정(114)이 충진되어 있다.As shown in FIGS. 1 and 2, a general
상기 제 1 기판(122)은 어레이기판(array substrate)이라고도 하며, 스위칭 소자인 박막트랜지스터(T)가 매트릭스형태(matrix type)로 위치하고, 이러한 다수의 박막트랜지스터(TFT)를 교차하여 지나가는 게이트배선(113)과 데이터배선(115)이 형성된다.The
이때, 상기 화소영역(P)은 상기 게이트배선(113)과 데이터배선(115)이 교차하여 정의되는 영역이며, 상기 화소영역(P)상에는 전술한 바와 같이 투명한 화소전극(117)이 형성된다.In this case, the pixel area P is an area defined by the
상기 화소전극(117)은 인듐-틴-옥사이드(indium-tin-oxide : ITO)와 같이 빛 의 투과율이 비교적 뛰어난 투명 도전성금속을 사용한다. The
상기 화소전극(117)과 병렬로 연결된 스토리지 캐패시터(C)가 게이트 배선(113)의 상부에 구성되며, 스토리지 캐패시터(C)의 제 1 전극으로 게이트 배선(113)의 일부를 사용하고, 제 2 전극으로 소스 및 드레인 전극과 동일층 동일물질로 형성된 아일랜드 형상의 소스/드레인 금속층(130)을 사용한다.A storage capacitor C connected in parallel with the
이때, 상기 소스/드레인 금속층(130)은 화소전극(117)과 접촉되어 화소전극(117)의 신호를 받도록 구성된다. In this case, the source /
도 2에 도시된 바와 같이, 제 1 기판(122)과 제 2 기판(105)이 이격되어 구성되고, 제 1 및 제 2 기판(122, 105)의 사이에는 액정층(114)이 위치한다.As shown in FIG. 2, the
제 1 기판(122)의 상부에는 게이트 전극(132)과 액티브층(134)과 소스 전극(136)과 드레인 전극(138)을 포함하는 박막트랜지스터(T)와, 상기 박막트랜지스터(T)의 상부에는 이를 보호하는 보호막(140)이 구성된다.A thin film transistor T including a
화소영역(P)에는 상기 박막트랜지스터(T)의 드레인 전극(138)과 접촉하는 투명 화소전극(117)이 구성되고, 화소전극(117)과 병렬로 연결된 스토리지 캐패시터(C)가 게이트 배선(113)의 상부에 구성된다.In the pixel region P, a
상기 제 2 기판(105)에는 상기 게이트 배선(113)과 데이터 배선(115)과 박막트랜지스터(T)에 대응하여 블랙매트릭스(106)가 구성되고, 제 1 기판(122)의 화소영역(P)에 대응하여 서브 컬러필터(107a,107b,107c)가 구성된다.The
이때, 일반적인 어레이기판인 제 1 기판(122)의 구성은 수직 크로스토크(cross talk)를 방지하기 위해 데이터 배선(115)과 화소 전극(117)을 일 정 간격(A) 이격 하여 구성하게 되고, 게이트 배선(113)과 화소 전극(117) 또한 일정간격(B) 이격 하여 구성하게 된다.At this time, the configuration of the
상기 데이터 배선(115) 및 게이트 배선(113)과 화소 전극(117) 사이의 이격된 공간(A,B)은 빛샘 현상이 발생하는 영역이기 때문에, 상부 컬러필터기판(105)에 구성한 블랙 매트릭스(black matrix)(106)가 이 부분을 가려주는 역할을 하게 된다.Since the spaces A and B spaced apart between the
또한, 상기 박막트랜지스터(T)의 상부에 구성된 블랙매트릭스(106)는 외부에서 조사된 빛이 보호막(140)을 지나 액티브층(134)에 영향을 주지 않도록 하기 위해 빛을 차단하는 역할을 하게 된다.In addition, the
전술한 바와 같이 구성되는 제 2 기판(105)과 제 1 기판(122)을 합착하여 액정패널을 제작하는 경우에는, 상기 제 2 기판(15)과 제 1 기판(122)의 합착 오차에 의한 빛샘 불량 등이 발생할 확률이 매우 높다.When the liquid crystal panel is manufactured by bonding the
또한, 상기 컬러 필터 기판과 어레이 기판을 각각 형성해야 되기 때문에, 공정에 소요되는 시간이 길어져 제조 수율이 떨어지는 문제점이 있다.In addition, since the color filter substrate and the array substrate have to be formed respectively, the time required for the process becomes long and there is a problem in that the manufacturing yield is lowered.
한편, 박막 트랜지스터를 이용하는 액정 표시 장치는 다양한 분야에 응용되며 그 요구되는 성능도 다양화되고 있다.Meanwhile, liquid crystal displays using thin film transistors are applied to various fields, and their required performances are also diversified.
특히, 액정 표시 장치에 요구되는 성능으로 경량화, 내충격성의 향상, 저비용화 등이 중용시되고 있다.In particular, weight reduction, impact resistance improvement, cost reduction, and the like have been chiefly used as performance required for liquid crystal display devices.
그러나, 종래의 유리 기판이나 석영 기판 상에 박막 트랜지스터를 형성한 액정 표시 장치는 기판 자체의 두께를 얇게 하는데 한계가 있었다. However, the liquid crystal display device in which a thin film transistor is formed on a conventional glass substrate or a quartz substrate has a limitation in reducing the thickness of the substrate itself.
또한, 액정 표시 장치를 경량화하기 위하여 유리 기판이나 석영 기판의 두께를 얇게 하면, 기판이 깨어지기 쉬어져 충격에 약해진다. 또한, 유리 기판이나 석영 기판에 필요한 비용 때문에, 액정 표시 장치의 저비용화에도 한계가 있다.Moreover, when the thickness of a glass substrate or a quartz substrate is made thin in order to reduce a liquid crystal display device, a board | substrate will be easy to be broken and will be weak to an impact. Further, due to the cost required for the glass substrate and the quartz substrate, there is a limit to the cost reduction of the liquid crystal display device.
본 발명은 액정 표시 장치에서 제 1 기판 상에 어레이 소자 및 컬러 필터층을 형성하고, 상기 제 1 기판과 대향하는 제 2 기판은 플라스틱 기판으로 제조함으로써 액정 표시 장치의 경량화, 내충격성의 향상, 저비용화 등을 실현하는 액정 표시 장치 및 그 제조 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.According to the present invention, an array element and a color filter layer are formed on a first substrate in a liquid crystal display, and the second substrate facing the first substrate is made of a plastic substrate to reduce the weight, improve impact resistance, and reduce cost of the liquid crystal display. It is an object of the present invention to provide a liquid crystal display device and a method for manufacturing the same.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 액정 표시 장치는, 어레이 소자 및 컬러 필터가 형성된 제 1 기판과; 상기 기판과 대향하는 플라스틱 재질의 제 2 기판과; 상기 제 1 기판과 제 2 기판 사이에 형성되는 액정층을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a liquid crystal display according to the present invention comprises: a first substrate on which an array element and a color filter are formed; A second substrate made of a plastic material facing the substrate; And a liquid crystal layer formed between the first substrate and the second substrate.
상기 제 1 기판 상에 서로 교차하여 화소 영역을 정의하는 게이트 배선 및 데이터 배선과; 상기 게이트 배선과 데이터 배선이 교차하는 영역에 형성되는 박막 트랜지스터와; 상기 박막 트랜지스터, 게이트 배선 및 데이터 배선 상에 형성되는 블랙 매트릭스와; 상기 화소 영역에 형성되는 컬러 필터와; 상기 컬러 필터 상에 형성되는 화소 전극;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.Gate wiring and data wiring intersecting each other on the first substrate to define a pixel region; A thin film transistor formed in an area where the gate line and the data line cross each other; A black matrix formed on the thin film transistor, gate wiring and data wiring; A color filter formed in the pixel region; And a pixel electrode formed on the color filter.
상기 제 1 기판 상에 형성되는 컬러 필터와; 상기 컬러필터 상에서 게이트 배선과 데이터 배선이 교차하여 형성되는 화소 영역에 게이트 전극, 액티브층, 소 스/드레인 전극으로 이루어지는 박막 트랜지스터와; 상기 박막 트랜지스터와 게이트 배선 및 데이터 배선 상에 형성되는 블랙 매트릭스와; 상기 화소 영역 상에 형성되는 화소 전극;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.A color filter formed on the first substrate; A thin film transistor including a gate electrode, an active layer, and a source / drain electrode in a pixel region formed by crossing gate lines and data lines on the color filter; A black matrix formed on the thin film transistor, the gate wiring and the data wiring; And a pixel electrode formed on the pixel region.
상기 제 1 기판 상에 형성되는 블랙 매트릭스와; 상기 블랙 매트릭스 상에 형성되는 컬러 필터와; 상기 컬러 필터 상에서 게이트 배선과 데이터 배선이 교차하여 형성되는 화소 영역에 게이트 전극, 액티브층, 소스/드레인 전극으로 이루어지는 박막 트랜지스터와; 상기 화소 영역 상에 형성되는 화소 전극;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.A black matrix formed on the first substrate; A color filter formed on the black matrix; A thin film transistor comprising a gate electrode, an active layer, and a source / drain electrode in a pixel region formed by crossing gate lines and data lines on the color filter; And a pixel electrode formed on the pixel region.
또한, 상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법은, 제 1 기판 상에 컬러 필터와 어레이 소자를 형성하는 단계와; 상기 제 1 기판과 대향하는 플라스틱 재질의 제 2 기판을 준비하는 단계와; 상기 제 1, 2 기판 사이에 액정층을 형성하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.In addition, in order to achieve the above object, a method of manufacturing a liquid crystal display device according to the present invention includes the steps of forming a color filter and an array element on the first substrate; Preparing a second substrate made of a plastic material facing the first substrate; Forming a liquid crystal layer between the first and second substrates.
상기 제 1 기판 상에 컬러 필터와 어레이 소자를 형성하는 단계에 있어서, 상기 제 1 기판 상에 서로 교차하여 화소 영역을 정의하는 게이트 배선 및 데이터 배선을 형성하는 단계와; 상기 게이트 배선과 데이터 배선이 교차하는 영역에 게이트 전극, 액티브층, 소스/드레인 전극으로 이루어지는 박막 트랜지스터를 형성하는 단계와; 상기 박막 트랜지스터, 게이트 배선 및 데이터 배선 상에 형성되는 블랙 매트릭스를 형성하는 단계와; 상기 화소 영역에 적, 청, 녹색의 컬러 필터를 형성하는 단계와; 상기 컬러 필터 상에 화소 전극을 형성하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다. Forming a color filter and an array element on said first substrate, said method comprising the steps of: forming a gate wiring and a data wiring on the first substrate to define a pixel area crossing each other; Forming a thin film transistor including a gate electrode, an active layer, and a source / drain electrode in a region where the gate line and the data line cross each other; Forming a black matrix formed on the thin film transistor, the gate wiring and the data wiring; Forming red, blue, and green color filters in the pixel region; And forming a pixel electrode on the color filter.
상기 제 1 기판 상에 컬러 필터와 어레이 소자를 형성하는 단계에 있어서, 상기 제 1 기판 상에 컬러 필터를 형성하는 단계와; 상기 컬러필터 상에서 게이트 배선과 데이터 배선이 교차하여 형성되는 화소 영역에 게이트 전극, 액티브층, 소스/드레인 전극으로 이루어지는 박막 트랜지스터를 형성하는 단계와; 상기 박막 트랜지스터와 게이트 배선 및 데이터 배선 상에 블랙 매트릭스를 형성하는 단계와; 상기 화소 영역 상에 화소 전극을 형성하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.Forming a color filter and an array element on the first substrate, comprising: forming a color filter on the first substrate; Forming a thin film transistor including a gate electrode, an active layer, and a source / drain electrode in a pixel region formed by crossing gate lines and data lines on the color filter; Forming a black matrix on the thin film transistor, the gate wiring, and the data wiring; And forming a pixel electrode on the pixel area.
상기 제 1 기판 상에 컬러 필터와 어레이 소자를 형성하는 단계에 있어서, 상기 제 1 기판 상에 블랙 매트릭스를 형성하는 단계와; 상기 블랙 매트릭스 상에 컬러 필터를 형성하는 단계와; 상기 컬러 필터 상에서 게이트 배선과 데이터 배선이 교차하여 형성되는 화소 영역에 게이트 전극, 액티브층, 소스/드레인 전극으로 이루어지는 박막 트랜지스터를 형성하는 단계와; 상기 화소 영역 상에 화소 전극을 형성하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.Forming a color filter and an array element on said first substrate, comprising: forming a black matrix on said first substrate; Forming a color filter on the black matrix; Forming a thin film transistor including a gate electrode, an active layer, and a source / drain electrode in a pixel region formed by crossing gate lines and data lines on the color filter; And forming a pixel electrode on the pixel area.
이하, 첨부한 도면을 참조로 하여 본 발명의 구체적인 실시예에 대해서 설명한다.Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 3은 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 일 실시예에 관한 것으로, COT 구조의 액정 표시 장치를 보여주는 평면도이고, 도 4는 도 3에서 B-B'로 절단하여 보여주는 단면도이다.3 is a plan view illustrating a liquid crystal display device having a COT structure according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line BB ′ of FIG. 3.
여기서, 본 발명에 따른 일 실시예로서 COT(color filter on TFT)구조를 이용하여 설명하고 있으나, 이에 한정되지 않고 컬러 필터 상에 박막 트랜지스터가 위치하는 TOC(TFT on color filter)구조에도 적용될 수 있다.Here, although an embodiment according to the present invention has been described using a color filter on TFT (COT) structure, the present invention is not limited thereto and may be applied to a TFT on color filter (TOC) structure in which a thin film transistor is positioned on a color filter. .
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 액정 표시 장치는 제 1, 2 기판(200, 205)이 서로 대향하여 위치하며, 상기 제 1, 2 기판(200, 205) 사이에 액정층(290)을 형성한다.As shown in FIG. 3 and FIG. 4, in the liquid crystal display according to the present invention, the first and
그리고, 상기 제 1 기판(200)상에 일 방향으로 연장되고 일 끝단에 게이트 패드(206)를 포함하는 게이트 배선(202)을 서로 평행하게 구성하고, 상기 게이트 배선(202)과 수직하게 교차하여 다수의 화소영역(P)을 정의하고 일 끝단에 데이터패드(220)를 포함하는 데이터 배선(218)을 형성한다.In addition, the gate wirings 202 extending in one direction on the
상기 게이트 배선(202)과 데이터 배선(218)이 교차하는 지점에는 게이트 전극(204)과 액티브층(210)과 소스 및 드레인 전극(214,216)을 포함하는 박막트랜지스터(T)를 구성한다.The thin film transistor T including the
상기 두 배선(202,218)이 교차하여 정의되는 영역(P)에는 드레인 전극(216)과 접촉하는 이중층으로 구성된 투명전극(238,240)과, 이중층의 투명전극(238,240) 사이에 개재된 컬러필터(234a,234b,234c)를 구성한다.In the region P defined by the intersection of the two
상기 화소전극(238,240)은 상기 게이트배선(202)의 상부에 구성된 스토리지 캐패시터(Cst)와 병렬로 연결된다.The
상기 스토리지 캐패시터(Cst)는 상기 게이트 배선(202)의 일부 상부에 위치하여 상기 화소전극(238,240)과 접촉하는 섬형상의 금속층(222)을 제 1 전극으로 하고, 그 하부의 게이트 배선(202)을 제 2 전극으로 한다.
The storage capacitor C st has an island-shaped
이와 같이, COT구조는 상기 박막트랜지스터(T) 어레이부의 상부에 블랙매트릭스(228)와, 적, 녹, 청색의 컬러필터(234a,234b,234c)가 구성된 형태이다.As described above, the COT structure has a
여기서, 상기 블랙매트릭스(228)는 빛샘영역을 가리는 역할을 하며, 게이트 배선(202) 및 데이터 배선(218)과 박막트랜지스터(T)에 대응하여 구성한다.Here, the
상기 블랙매트릭스(228)는 불투명한 유기물질을 도포하여 형성하며, 빛을 차단하는 역할과 함께 박막트랜지스터(T)를 보호하는 보호막의 역할을 하게 된다.The
전술한 구성에서, 상기 게이트 패드(206)와 데이터 패드(220)는 게이트 및 데이터 콘택홀(242,244)을 통해 노출된 형상으로 공정이 완료된다.In the above-described configuration, the
상기 박막 트랜지스터와 컬러필터를 포함하는 제 1 기판(200)과 대향하여 제 2 기판(205)이 합착되어 사이에 액정층을 형성하는 액정 표시 장치를 이룬다.The
이때, 상기 제 2 기판(205)은 플라스틱 재질의 투명 기판을 사용하며, 제 1 기판(200)의 유리 기판에 비해서 얇고 가벼우므로 박형의 액정 표시 장치의 제조가 가능하다.In this case, the
이하, 도 5a 내지 도 5g를 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치용 어레이 기판의 제조방법을 설명한다.Hereinafter, a method of manufacturing an array substrate for a liquid crystal display device according to an exemplary embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 5A to 5G.
도 5a 내지 도 5h는 본 발명에 따른 액정 표시 장치를 공정 순서로 도시한 공정 단면도이다.5A to 5H are cross-sectional views illustrating a liquid crystal display according to the present invention in the order of process.
도 5a에 도시한 바와 같이, 제 1 기판(200)상에 도전성 금속을 증착하고 패턴하여, 일 끝단에 게이트 패드(206)를 포함하는 게이트 배선(202)과, 게이트 배선(202)에서 연장된 게이트 전극(204)을 형성한다.
As shown in FIG. 5A, a conductive metal is deposited and patterned on the
상기 게이트 배선(202)과 게이트 전극(202)과 게이트 패드(206)가 형성된 기판(200)의 전면에 질화 실리콘(SiNX)과 산화 실리콘(SiO2)을 포함하는 무기절연물질 그룹 중 선택된 하나를 증착하여, 제 1 절연층인 게이트 절연막(208)을 형성한다.One selected from the group of inorganic insulating materials including silicon nitride (SiN X ) and silicon oxide (SiO 2 ) on the entire surface of the
상기 게이트 절연막(208)상에 순수 비정질 실리콘(a-Si:H)과 불순물이 포함된 비정질 실리콘(n+a-Si:H)을 증착하고 패턴하여, 게이트 전극(204)상부의 게이트 절연막(208)상에 액티브층(210)과 오믹 콘택층(212)을 형성한다.Pure amorphous silicon (a-Si: H) and amorphous silicon (n + a-Si: H) containing impurities are deposited on the
다음으로 도 5b에 도시한 바와 같이, 상기 액티브층(210)과 오믹 콘택층(212)이 형성된 제 1 기판(200)의 전면에 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 텅스텐(W), 티타늄(Ti), 구리(Cu)를 포함하는 도전성 금속그룹 중 선택된 하나를 증착하고 패턴하여, 상기 오믹 콘택층(212)과 각각 접촉하는 소스 전극(214)과 드레인 전극(216)과, 상기 소스전극(212)과 연결되고 일 끝단에 데이터 패드(220)를 포함하는 데이터 배선(218)과, 상기 게이트 배선(202)의 상부에 아일랜드 형상의 금속층(222)을 형성한다.Next, as shown in FIG. 5B, chromium (Cr), molybdenum (Mo), tungsten (W), and titanium are formed on the entire surface of the
상기 소스 및 드레인 전극(214,216)과 데이터 패드(220)를 포함하는 데이터 배선(218)이 형성된 제 1 기판(200)의 전면에 질화 실리콘(SiN2)과 산화 실리콘(SiO2)을 포함한 무기절연물질 그룹 중 선택된 하나를 증측하여 제 2 절연막(224)을 형성한다.Inorganic insulation including silicon nitride (SiN 2 ) and silicon oxide (SiO 2 ) on an entire surface of the
이때, 제 2 절연막(224)의 기능은 이후에 형성되는 유기막(미도시)과 상기 액티브층(210)사이에 발생할 수 있는 접촉불량을 방지하기 위한 기능을 한다.
In this case, the function of the second insulating
상기 제 2 절연막(224)은 이후 공정에서 형성되는 유기막(블랙매트릭스)과 액티브층(210)사이에 접촉불량이 발생하지 않는다면 형성하지 않아도 좋다.The second
전술한 바와 같은 공정을 통해 박막트랜지스터 어레이부를 형성하는 공정이 완료된다.The process of forming the thin film transistor array unit through the above-described process is completed.
다음으로, 도 5c에 도시한 바와 같이, 상기 제 2 절연막(224)상부에 유전율이 낮은 불투명한 유기물질을 도포하여 블랙 유기층(226)을 형성하고 패턴하여, 상기 소스 및 드레인 전극(214,216)의 일부 상부와 상기 섬형상의 금속층(222)의 일부 상부와, 표시영역을 지나는 데이터 배선(218)과 게이트 배선(202)의 상부에 블랙매트릭스(228)를 형성한다. Next, as illustrated in FIG. 5C, an opaque organic material having a low dielectric constant is coated on the second insulating
다음으로, 5d에 도시한 바와 같이, 상기 블랙매트릭스(228)가 형성된 제 1 기판(200)의 전면에 절연물질을 증착하여 제 3 절연막(230)을 형성한다.Next, as illustrated in 5d, an insulating material is deposited on the entire surface of the
상기 제 3 절연막(230)은 질화 실리콘(SiNX)과 산화 실리콘(SiO2)을 포함하는 무기절연물질 그룹 중 선택된 하나를 증착하여 형성한다.The third
도 5e에 도시한 바와 같이, 상기 제 3 절연막(230)과 제 2 절연막(224)과 게이트 절연막(208)을 식각하여, 상기 드레인 전극(216)일 측과 화소영역(P)과, 상기 섬형상의 소스 드레인 금속층(222)의 일측을 노출한다.As illustrated in FIG. 5E, the third
이때, 상기 게이트 패드(206)와 데이터 패드(220)는 노출하지 않는다.In this case, the
도 5f에 도시한 바와 같이, 상기 패턴된 제 3 절연막(230)이 형성된 기판(100)의 전면에 전술한 바와 같은 인듐-틴-옥사이드(ITO)와 인듐-징크-옥사이 드(IZO)를 포함하는 투명한 도전성 금속을 증착하여 제 1 투명전극층(232)을 형성한다.As shown in FIG. 5F, indium tin oxide (ITO) and indium zinc oxide (IZO) as described above are included on the entire surface of the substrate 100 on which the patterned third insulating
연속하여, 상기 제 1 투명전극층(232)이 형성된 제 1 기판(200)의 전면에 컬러수지를 도포하여, 다수의 화소영역(P)에 적색과 녹색과 청색의 컬러필터(234a,234b,234c)를 각각 형성한다.Subsequently, color resins are coated on the entire surface of the
도 5g에 도시한 바와 같이, 상기 다수의 컬러필터 패턴(234a,234b)이 형성된 제 1 기판(200)의 전면에 앞서 설명한 투명전극을 증착하여, 제 2 투명전극층(236)을 형성하고, 상기 제 2 투명전극층(236)과 그 하부의 제 1 투명전극층(232)을 동시에 패턴하여, 상기 화소영역(P)에 대응하여 이중층의 화소전극(238,240)을 형성한다.As shown in FIG. 5G, the transparent electrode described above is deposited on the entire surface of the
상기 제 1 화소전극(238)은 노출된 드레인 전극(216)의 일 측과 섬형상의 금속층(222)과 직접 접촉하게 되며, 상기 제 2 화소전극(240)은 상기 컬러필터를 사이에 두고 상기 제 1 화소전극(238)과 접촉한 형상이 된다.The
따라서, 제 1 화소전극(238)은 상기 제 2 화소전극(240)을 통해 드레인 전극(216)으로부터 신호를 입력받게 된다.Accordingly, the
또한, 상기 게이트 배선(202)의 상부에는 상기 화소전극(238,240)과 접촉하는 섬형상의 금속층(222)을 제 1 전극으로 하고, 그 하부의 게이트 배선(202)을 제 1 전극으로 하는 스토리지 캐패시터(Cst)가 형성된다.In addition, a storage capacitor having an island-shaped
전술한 구성으로, 상기 컬러필터(234a,234b, 도3의 234c)와 화소전극(238,240)을 형성하는 공정이 완료된다.With the above configuration, the process of forming the
도 5h에 도시된 바와 같이, 상기와 같이 구성되는 제 1 기판(200)과 대향하도록 제 2 기판(205)을 준비한다.As shown in FIG. 5H, the
상기 제 2 기판(205)은 유리 기판과 이종의 기판을 사용하며, 예를 들어, 플라스틱 기판이 있다.The
상기 플라스틱 기판은 유리 기판에 비해서 가볍고, 얇게 제조할 수 있을 뿐만 아니라 제조 단가가 저렴한 장점이 있다.The plastic substrate may be lighter and thinner than the glass substrate, and the manufacturing cost is low.
또한, 상기 플라스틱 기판은 내충격성이 좋고 가벼워 이동시에 제품의 안정성이 보장된다.In addition, the plastic substrate has good impact resistance and light weight, thereby ensuring stability of the product during movement.
따라서, 상기 제 1 기판(200)과 대향하여 플라스틱 재질의 제 2 기판(205)을 대향한 후, 합착시켜 박형의 액정 표시 장치를 제작한다.Therefore, the
이상 전술한 바와 같이, 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명에 따른 액정 표시 장치 및 제조 방법은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함이 명백하다.As described above, the present invention has been described in detail through specific embodiments, which are intended to specifically describe the present invention, and the liquid crystal display and the manufacturing method according to the present invention are not limited thereto. It is apparent that modifications and improvements are possible by those skilled in the art.
본 발명은 액정 표시 장치에서 제 1 기판 상에 박막 트랜지스터를 포함하는 어레이 소자와 컬러 필터를 함께 형성시키고, 상기 제 1 기판과 대향, 합착되는 제 2 기판은 플라스틱 기판으로 형성시킴으로써 액정 표시 장치가 가볍고 박형으로 제조할 수 있어 소비자의 욕구를 만족시킬 수 있는 효과가 있다. The present invention provides a liquid crystal display device having a light weight by forming an array element including a thin film transistor and a color filter together on a first substrate in a liquid crystal display device, and forming a second substrate facing and bonded to the first substrate using a plastic substrate. Since it can be manufactured in a thin form, there is an effect that can satisfy the needs of consumers.
또한, 본 발명은 액정 표시 장치에서 플라스틱 기판을 사용함으로써 내충격성이 강화되어 이동시의 여러 가지 충격에도 불량이 발생하지 않으므로 제품의 내구성이 좋으며, 무게가 가벼워 제품의 이동이 용이한 효과가 있다.In addition, since the impact resistance is enhanced by using the plastic substrate in the liquid crystal display device, defects do not occur even when various impacts occur during movement, and thus the durability of the product is good, and the weight is light, thereby making it easy to move the product.
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KR20130130483A (en) * | 2012-05-22 | 2013-12-02 | 엘지디스플레이 주식회사 | Liquid crystal display panel and fabrication method thereof |
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2004
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