KR20060074945A - Liquid crystal display device and method for fabricating the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 하나의 데이터 배선을 공유하는 좌우 픽셀에 있어서, 상하부 기판 합착 오정렬에 의하여 좌우 픽셀간 개구율의 차이가 발생하는 문제점을 해결하여 패널의 화질을 향상시키고자 하는 액정표시소자 및 그 제조방법에 관한 것으로, 제 1 기판 상에 수직교차하여 블록을 정의하는 게이트 배선 및 데이터 배선과, 상기 두 배선이 교차하는 지점에 형성되는 박막트랜지스터와, 상기 박막트랜지스터에 연결되는 화소전극과, 상기 블록 내부의 화소전극과 화소전극 사이에 형성되고 하나의 블록을 2개의 픽셀로 분할하는 커패시터 전극과, 상기 제 1 기판에 대향하고 그 사이에 액정층이 구비되는 제 2 기판을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다. The present invention is directed to a liquid crystal display device and a method of manufacturing the same in which the image quality of a panel is improved by solving a problem in which aperture ratios between left and right pixels are caused by upper and lower substrate bonding misalignment in left and right pixels sharing one data line. A gate wiring and a data wiring defining a block vertically intersecting on a first substrate, a thin film transistor formed at a point where the two wirings intersect, a pixel electrode connected to the thin film transistor, and inside the block. A capacitor electrode formed between the pixel electrode and the pixel electrode and dividing a block into two pixels, and a second substrate facing the first substrate and having a liquid crystal layer therebetween. .
데이터 배선 공유, 스토리지 커패시터, 개구율 Data Wiring Sharing, Storage Capacitors, Aperture Rate
Description
도 1은 종래 기술에 의한 액정표시소자의 평면도.1 is a plan view of a liquid crystal display device according to the prior art.
도 2는 도 1의 Ⅰ-Ⅰ'선상에서의 액정표시소자의 단면도. FIG. 2 is a cross-sectional view of the liquid crystal display device on the line II ′ of FIG. 1. FIG.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 의한 액정표시소자의 평면도.3 is a plan view of a liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention.
도 4a 및 도 4b는 도 3의 Ⅱ-Ⅱ'선상에서의 액정표시소자의 단면도. 4A and 4B are cross-sectional views of the liquid crystal display device on the II-II 'line in FIG.
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 의한 액정표시소자의 평면도.5 is a plan view of a liquid crystal display device according to a second embodiment of the present invention.
도 6a 및 도 6b는 도 5의 Ⅲ-Ⅲ'선상에서의 액정표시소자의 단면도. 6A and 6B are cross-sectional views of the liquid crystal display device on the III-III 'line of FIG.
도 7a 내지 도 7d는 도 5의 Ⅳ-Ⅳ'선상에서의 액정표시소자의 공정단면도. 7A to 7D are cross-sectional views of a liquid crystal display device taken along the line IV-IV 'of FIG. 5;
도 8a 내지 도 8d는 도 5의 Ⅴ-Ⅴ'선상에서의 액정표시소자의 공정단면도. 8A to 8D are cross-sectional views of a liquid crystal display device taken along the line VV ′ of FIG. 5.
도 9는 본 발명의 제 3 실시예에 의한 액정표시소자의 평면도.9 is a plan view of a liquid crystal display device according to a third embodiment of the present invention.
*도면의 주요 부분에 대한 부호설명* Explanation of symbols on the main parts of the drawings
511 : TFT 어레이 기판 512 : 게이트 배선 511
512a : 게이트 전극 513 : 게이트 절연막 512a: gate electrode 513: gate insulating film
514 : 반도체층 515 : 데이터 배선 514: semiconductor layer 515: data wiring
515a : 소스 전극 515b : 데이터 전극 515a:
516 : 보호막 517 : 화소전극 516: protective film 517: pixel electrode
518 : 콘택홀 522 : 커패시터 전극 518: contact hole 522: capacitor electrode
551 : 컬러필터 어레이 기판 552 : 블랙 매트릭스551: color filter array substrate 552: black matrix
553 : 컬러필터층 554 : 공통전극 553: color filter layer 554: common electrode
560 : 액정층 560 liquid crystal layer
본 발명은 액정표시소자(LCD ; Liquid Crystal Display Device)에 관한 것으로, 특히 미스-얼라인에 의한 개구율 변동을 방지하고자 하는 액정표시소자 및 그 제조방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal display device (LCD), and more particularly, to a liquid crystal display device and a method of manufacturing the same, which are intended to prevent variation in aperture ratio due to misalignment.
평판표시소자로서 최근 각광받고 있는 액정표시소자는 콘트라스트(contrast) 비가 크고, 계조 표시나 동화상 표시에 적합하며 전력소비가 작다는 장점 때문에 활발한 연구가 이루어지고 있다.BACKGROUND ART Liquid crystal display devices, which have recently been spotlighted as flat panel display devices, have been actively researched due to their high contrast ratio, suitable for gradation display or moving picture display, and low power consumption.
특히, 얇은 두께로 제작될 수 있어 장차 벽걸이 TV와 같은 초박형(超薄形) 표시장치로 사용될 수 있을 뿐만 아니라, 무게가 가볍고, 전력소비도 CRT 브라운관에 비해 상당히 적어 배터리로 동작하는 노트북 컴퓨터의 디스플레이로 사용되는 등, 차세대 표시장치로서 각광을 받고 있다.In particular, it can be manufactured with a thin thickness so that it can be used as an ultra-thin display device such as a wall-mounted TV in the future, and is light in weight and consumes significantly less power than a CRT CRT. It is being used as a next generation display device.
이러한 액정표시소자는 일반적으로, 게이트 배선 및 데이터 배선에 의해 정의된 각 화소 영역에 박막트랜지스터(TFT:Thin Film Transistor)와 화소전극이 형성된 박막트랜지스터 어레이 기판과, 컬러필터층이 형성된 컬러필터층 어레이 기판 이 서로 대향되도록 배치되고, 그 사이에 유전 이방성을 갖는 액정이 형성되는 구조를 가져, 화소 선택용 어드레스(address) 배선을 통해 수십 만개의 화소에 부가된 박막트랜지스터를 스위칭 동작시켜 해당 화소에 전압을 인가해 주는 방식으로 구동된다.Such liquid crystal display devices generally include a thin film transistor array substrate having a thin film transistor (TFT) and a pixel electrode formed in each pixel region defined by gate wiring and data wiring, and a color filter layer array substrate having a color filter layer. Arranged so as to face each other, a liquid crystal having dielectric anisotropy is formed therebetween, and a voltage is applied to the pixel by switching a thin film transistor added to hundreds of thousands of pixels through a pixel selection address wiring. It is driven in a way.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 종래 기술에 따른 액정표시소자에 대해 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a liquid crystal display according to the related art will be described with reference to the accompanying drawings.
먼저, 액정표시소자의 박막 어레이 기판(11)에는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 일렬로 배치된 게이트 배선(12)과 상기 게이트 배선(12)에 수직으로 교차 배치되는 데이터 배선(15)에 의해 단위 화소가 정의되며, 상기 게이트 배선(12) 및 데이터 배선(15)의 교차 지점에서 게이트 전극(12a), 게이트 절연막(13), 반도체층(14), 오믹콘택층(14a) 및 소스/드레인 전극(15a,15b)으로 적층되어 전압의 턴-온 또는 턴-오프를 제어하는 박막트랜지스터(TFT)와, 제 1 콘택홀(18)을 통해 상기 드레인 전극(15b)에 콘택되며 빛을 투과시킴과 동시에 액정층에 신호전압을 걸어주는 화소전극(17)과, 레밸-쉬프트(Level-shift) 전압을 작게 하고 비선택 기간 동안에 화소정보를 유지해 주는 스토리지 커패시터가 구비되어 있다.First, as shown in FIGS. 1 and 2, the thin
이 때, 상기 게이트 배선(12)과 데이터 배선(15) 사이에는 절연막인 게이트 절연막(13)이 더 구비되고, 상기 박막트랜지스터와 화소전극 사이에는 보호막(16)이 더 구비된다. In this case, a gate insulating layer 13, which is an insulating layer, is further provided between the
그리고, 스토리지 커패시터(Cst)는 상기 게이트 배선(12)과 동일층에 형성되어 상기 게이트 배선에 평행하는 커패시터 하부전극(12c)과, 상기 데이터 배선(15) 과 동일층에 형성되어 제 2 콘택홀(28)을 통해 상기 화소전극(17)에 콘택되는 커패시터 상부전극(15c)과, 상기 커패시터 하부전극(12c) 및 커패시터 상부전극(15c) 사이에 개재된 게이트 절연막(13)으로 이루어져, 박막트랜지스터의 턴오프 구간동안 액정에 충전된 전하를 유지시켜준다. The storage capacitor Cst is formed on the same layer as the
상기 스토리지 커패시터(Cst)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 단위 화소 중간에 형성되기도 하지만, 게이트 배선의 소정 영역을 커패시터 전극으로 활용하여 게이트 배선에 형성되기도 한다. As illustrated in FIG. 1, the storage capacitor Cst may be formed in the middle of a unit pixel, but may be formed in the gate wiring using a predetermined region of the gate wiring as a capacitor electrode.
그러나, 종래 기술에 의한 액정표시소자는 데이터 배선의 수가 많아 패턴이 복잡해짐은 물론 액정표시소자의 박형화에 한계가 있었는데, 이러한 문제점을 극복하기 위해 인접하는 좌우 픽셀이 하나의 데이터 배선을 공유하는 구조가 제안되었다. However, the liquid crystal display device according to the related art has a large number of data wires, which leads to a complicated pattern and a limitation in thinning the liquid crystal display device. To overcome this problem, adjacent left and right pixels share a single data wire. Was proposed.
이로써, 데이터 배선의 개수를 절반으로 줄일 수 있게 되었고, 데이터 드라이브 IC의 개수도 절감할 수 있게 되었다. As a result, the number of data wires can be reduced by half, and the number of data drive ICs can be reduced.
그러나, 데이터 배선을 공유하는 소자에서 기존과 동일한 구조로 액정표시소자를 형성하는 경우, 데이터 배선이 배치되지 않는 영역에서의 화소전극과 화소전극 사이에 원하지 않게 커플링(coupling) 현상이 발생하였는데, 이로인해 화질 불량이 야기되었다. However, when the liquid crystal display device is formed in the same structure as the conventional device in the data line sharing, an undesired coupling phenomenon occurs between the pixel electrode and the pixel electrode in the region where the data line is not arranged. This caused poor image quality.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해, 데이터 배선이 형성되지 않는 화소전극과 화소전극 사이에 커패시터 전극을 구비하여 커플링 현상을 차폐시켜 화질불량을 개선하고자 하는 액정표시소자 및 그 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention provides a liquid crystal display device and a method of manufacturing the same to improve the poor image quality by shielding the coupling phenomenon by providing a capacitor electrode between the pixel electrode and the pixel electrode where the data line is not formed to solve the above problems The purpose is to provide.
특히, 상하부 기판 합착 정렬오차에 의하여 좌우 픽셀간 개구율의 차이가 발생하는 문제점도 동시에 해결함으로써 패널의 화질불량을 개선하고자 하는 액정표시소자 및 그 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다. In particular, it is an object of the present invention to provide a liquid crystal display device and a method for manufacturing the same, which solve the problem of difference in aperture ratio between left and right pixels due to upper and lower substrate bonding alignment errors.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 액정표시소자는 제 1 기판 상에 수직교차하여 블록을 정의하는 게이트 배선 및 데이터 배선과, 상기 두 배선이 교차하는 지점에 형성되는 박막트랜지스터와, 상기 박막트랜지스터에 연결되는 화소전극과, 상기 블록 내부의 화소전극과 화소전극 사이에 형성되고 하나의 블록을 2개의 픽셀로 분할하는 커패시터 전극과, 상기 제 1 기판에 대향하고 그 사이에 액정층이 구비되는 제 2 기판을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다. The liquid crystal display device of the present invention for achieving the above object is a gate wiring and data wiring defining a block by vertically crossing the first substrate, a thin film transistor formed at the point where the two wiring intersects, the thin film A pixel electrode connected to the transistor, a capacitor electrode formed between the pixel electrode inside the block and the pixel electrode and dividing one block into two pixels, and a liquid crystal layer facing and facing the first substrate; It is characterized by including a second substrate.
본 발명의 또다른 목적을 달성하기 위한 액정표시소자의 제조방법은 제 1 기판 상에 게이트 배선 및 게이트 전극을 형성하는 단계와, 상기 게이트 배선 사이에 커패시터 전극을 형성하는 단계와, 상기 게이트 배선을 포함한 전면에 게이트 절연막을 형성하는 단계와, 상기 게이트 전극 상부의 게이트 절연막 상에 반도체층을 형성하는 단계와, 상기 게이트 배선에 수직교차하여 2영역의 픽셀로 이루어지는 블록을 정의하는 데이터 배선 및 상기 데이터 배선에서 분기되는 소소/드레인 전극을 형성하는 단계와, 상기 데이터 배선을 포함한 전면에 보호막을 형성하는 단계와, 상기 보호막 상부의 각 픽셀에 상기 커패시터 전극에 오버랩되도록 화소전극을 형 성하는 단계와, 상기 제 1 기판에 블랙매트릭스가 구비된 제 2 기판을 대향합착시키고 그 사이에 액정층을 형성하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다. According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a liquid crystal display device, the method including: forming a gate wiring and a gate electrode on a first substrate; forming a capacitor electrode between the gate wiring; Forming a gate insulating film on the entire surface including the gate insulating film, forming a semiconductor layer on the gate insulating film on the gate electrode, and defining a block including pixels of two regions perpendicular to the gate wiring; Forming a source / drain electrode branched from the wiring, forming a protective film on the entire surface including the data wiring, forming a pixel electrode to overlap the capacitor electrode on each pixel above the protective film; Opposing the second substrate provided with the black matrix on the first substrate and the liquid therebetween It characterized in that comprises a step of forming a layer.
이하에서, 도면을 참고하여 본 발명에 의한 액정표시소자 및 그 제조방법을 구체적으로 살펴보기로 한다. Hereinafter, a liquid crystal display and a method of manufacturing the same according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 의한 액정표시소자의 평면도이고, 도 4a 및 도 4b는 도 3의 Ⅱ-Ⅱ'선상에서의 액정표시소자의 단면도이다. 3 is a plan view of the liquid crystal display device according to the first embodiment of the present invention, and FIGS. 4A and 4B are cross-sectional views of the liquid crystal display device on the II-II 'line of FIG.
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 의한 액정표시소자의 평면도이고, 도 6a 및 도 6b는 도 5의 Ⅲ-Ⅲ'선상에서의 액정표시소자의 단면도이고, 도 7a 내지 도 7d는 도 5의 Ⅳ-Ⅳ'선상에서의 액정표시소자의 공정단면도이며, 도 8a 내지 도 8d는 도 5의 Ⅴ-Ⅴ'선상에서의 액정표시소자의 공정단면도이다. FIG. 5 is a plan view of a liquid crystal display device according to a second exemplary embodiment of the present invention. FIGS. 6A and 6B are cross-sectional views of the liquid crystal display device on the line III-III ′ of FIG. 5, and FIGS. 7A to 7D are FIG. 5. Fig. 8A through 8D are cross-sectional views of the liquid crystal display device on the V-V 'line of Fig. 5, respectively.
도 9는 본 발명의 제 3 실시예에 의한 액정표시소자의 평면도이다.9 is a plan view of a liquid crystal display device according to a third embodiment of the present invention.
본 발명의 제 1 실시예에 의한 액정표시소자의 TFT 어레이 기판(도 4의 111)은, 도 3에 도시된 바와 같이, 수직교차하는 게이트 배선(112) 및 데이터 배선(115)에 의해 2영역의 픽셀이 하나의 블록으로 정의되는바, 하나의 데이터 배선을 중심으로 한 좌우 픽셀이 해당 데이터 배선(115)을 공유하고, 하나의 블록 내에는 2개의 화소전극 및 박막트랜지스터가 좌우에 각각 형성된다. As shown in FIG. 3, the TFT array substrate (111 in FIG. 4) of the liquid crystal display device according to the first embodiment of the present invention is divided into two regions by the vertically crossing
이 때, 두 배선에 의해 정의된 각 블록은 스토리지 커패시터에 의해 단위 픽셀로 분할되며, 각 픽셀의 화소전극 사이의 기생용량은 Vcom 신호가 인가되는 스토리지 커패시터 하부전극(122)에 의해 차폐된다. 즉, 화소전극(117)에 흐르는 교류 신호에 의해서 발생하는 커플링 현상을 직류신호가 흐르는 공통전극을 더 구비하여 차폐하는 것이다. At this time, each block defined by the two wirings is divided into unit pixels by the storage capacitor, and the parasitic capacitance between the pixel electrodes of each pixel is shielded by the storage capacitor
구체적으로, 상기 스토리지 커패시터는 화소전극과 화소전극 사이에서 데이터 배선(115)에 평행하는 커패시터 하부전극(122)과, 상기 커패시터 하부전극 상부에 오버랩되어 콘택홀(118)을 통해 화소전극(117)에 콘택되는 커패시터 상부전극(125)과, 그 사이에 개재되는 절연막으로 구성된다. In detail, the storage capacitor includes a capacitor
여기서, 상기 커패시터 하부전극(122)은 상기 게이트 배선(112)과 동일층에 구비되고, 커패시터 상부전극(125)은 상기 데이터 배선(115)과 동일층에 구비되는바, 스토리지 커패시터의 절연막은 게이트 배선과 데이터 배선 사이에 개재되는 게이트 절연막(도 4a의 113)이 된다. The capacitor
상기 커패시터 하부전극(122)은 액티브 영역 외곽으로부터 Vcom 신호를 전달받기 위해 픽셀의 중간 부분에서 연장형성되어 인접하는 커패시터 하부전극과 서로 연결된다. 따라서, 각 블록을 기준으로 한 커패시터 하부전극의 형태는 십자가 형태가 되고, 각 단위 픽셀을 기준으로 한 커패시터 하부전극의 형태는 ±90°회전된 T자형이 된다. The capacitor
상기 커패시터 상부전극(125)은 각 블록 내에 2개가 형성되어 하나는 좌측 픽셀에 스토리지 커패시턴스를 제공하고 다른 하나는 우측 픽셀에 스토리지 커패시턴스를 제공한다. 상기 커패시터 상부전극(125)은 보호막(도 4a의 116)을 제거하여 형성된 콘택홀(118)을 통해 화소전극(117)에 연결되어 신호를 인가받는다. Two capacitor
이와같은 TFT 어레이 기판은, 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 블랙 매 트릭스(152)가 형성된 컬러필터 어레이 기판에 대향합착된다. 블랙 매트릭스(152)는 개구영역을 제외한 나머지 영역에 형성되어 원하지 않는 영역에 빛샘이 발생하는 것을 방지하는데, 일반적으로 화소전극 모서리, 게이트 배선(112), 데이터 배선(115), 박막트랜지스터(TFT)에 오버랩된다. Such a TFT array substrate is bonded to the color filter array substrate on which the
그러나, 상기 컬러필터 어레이 기판(151)과 TFT 어레이 기판(111)이 미스-얼라인되는 경우 스토리지 커패시터를 중심으로 한 좌우 픽셀의 개구율이 달라지는 문제점이 있다. However, when the color
즉, 도 4a에 도시된 바와 같이, 컬러필터 어레이 기판(151)이 좌측으로 쉬프트되어 얼라인되는 경우 빛을 차광하는 블랙 매트릭스(152)도 동일하게 좌측으로 쉬프트되는데, 커패시터 하부전극(122)을 기준으로 좌측 픽셀의 개구영역이 L에서 L'로 증가하고 우측 픽셀의 개구영역이 R에서 R'(R'<L')로 감소한다. That is, as shown in FIG. 4A, when the color
그리고, 도 4b에 도시된 바와 같이, 컬러필터 어레이 기판(151)이 우측으로 쉬프트되어 얼라인되는 경우 빛을 차광하는 블랙 매트릭스(152)도 동일하게 우측으로 쉬프트되는데, 커패시터 하부전극(122)을 기준으로 좌측 픽셀의 개구영역이 L에서 L"로 감소하고 우측 픽셀의 개구영역이 R에서 R"(R">L")로 증가한다.As shown in FIG. 4B, when the color
일반적으로, 상하부 기판의 합착에 대한 공정마진은 최대 5㎛인데, 합착 오정렬에 의해 5㎛×(픽셀의 세로길이) 만큼의 개구영역 차이가 있게 된다. In general, the process margin for the bonding of the upper and lower substrates is at most 5 µm, and there is a difference in opening area of 5 µm x (length of the pixel) due to the bonding misalignment.
이와같이, 좌우측 픽셀의 개구영역 폭이 동일(L=R)해야 함에도 불구하고, 상하부 기판의 합착 오정렬에 따라서 좌우측 픽셀 개구영역이 동일하지 않는 문제점이 있는데, 이러한 경우 스크린 상에 표시되는 빛이 균일하지 않게 되어 표시품질 이 떨어지게 된다.As described above, although the opening area widths of the left and right pixels must be the same (L = R), there is a problem in that the left and right pixel opening areas are not the same according to the bonding misalignment of the upper and lower substrates. Display quality is reduced.
이하에서는, 상하부 기판의 오정렬에 따라서 좌우측 픽셀 개구영역이 변하지 않는 액정표시소자의 구조를 제안한다. Hereinafter, a structure of a liquid crystal display device in which left and right pixel opening regions do not change in accordance with misalignment of upper and lower substrates is proposed.
즉, 제 2 실시예에 의한 액정표시소자의 TFT 어레이 기판은, 도 5에 도시된 바와 같이, 수직교차하여 2영역의 픽셀을 하나의 블록으로 정의하는 게이트 배선(512) 및 데이터 배선(515)과, 각 픽셀을 기준으로 두 배선이 교차하는 지점에서 게이트 전극(512a), 게이트 절연막(도 6a의 513), 반도체층(514), 소스/드레인 전극(515a,515b)이 적층되어 형성되는 박막트랜지스터와, 콘택홀(518)을 통해 각 박막트랜지스터의 드레인 전극(515b)에 연결되는 화소전극(517)이 구비된다. 따라서, 블록을 기준으로 2개의 박막트랜지스터와 화소전극이 각각 형성된다.That is, in the TFT array substrate of the liquid crystal display device according to the second embodiment, as shown in FIG. 5, the
이 때, 데이터 배선(515)을 중심으로 좌우 픽셀이 하나의 데이터 배선을 공유하고 각 픽셀의 박막트랜지스터의 소스/드레인 전극(515a,515b)도 공유된 데이터 배선에서 분기 형성된다. At this time, the left and right pixels share one data line around the
그리고, 블록 내부의 화소전극과 화소전극 사이에는 화소전극 사이의 커플링 현상을 방지하기 위해 직류신호가 흐르는 커패시터 전극(522)이 더 구비되는데, 상기 커패시터 전극에 의해 하나의 블록이 2개의 단위 픽셀로 분할된다. Further, a
본 발명의 제 2 실시예에 의한 스토리지 커패시터는 커패시터 전극(522)을 화소전극의 모서리에 오버랩시켜 구성하는 특징으로 하는바, 화소전극과 화소전극 사이에 형성되고 화소전극 모서리에 오버랩되며 데이터 배선(515)에 평행하는 커패시터 전극(522)과, 상기 커패시터 전극 상부에 오버랩되어 커패시터 상부전극 역할 을 하는 화소전극(517)과, 그 사이에 개재되는 절연막으로 구성된다. The storage capacitor according to the second embodiment of the present invention is configured by overlapping the
여기서, 상기 커패시터 전극(522)은 상기 게이트 배선(512)과 동일층에 구비되는바, 스토리지 커패시터의 절연막은 게이트 배선과 화소전극 사이에 개재되는 게이트 절연막(도 6a의 513) 및 보호막(도 6a의 516)이 된다. Here, the
상기 커패시터 전극(522)은 액티브 영역 외곽으로부터 Vcom 신호를 전달받기 위해 픽셀의 가장자리에서 연장형성되어 일체형으로 연결한다. 연장형성되는 커패시터 전극도 화소전극 모서리에 오버랩시켜 스토리지 커패시터를 구성하도록 한다. The
따라서, 각 블록을 기준으로 한 커패시터 전극의 형태는 ±90°회전된 ㄷ자형이 되고, 각 단위 픽셀을 기준으로 한 커패시터 전극의 형태는 ±90°회전된 ㄹ자형이 된다.Accordingly, the shape of the capacitor electrode on the basis of each block becomes a U-shape rotated by ± 90 °, and the shape of the capacitor electrode on the basis of each unit pixel is a r-shape rotated by ± 90 °.
이 때, 데이터 배선(515)과 커패시터 전극(522) 사이에 기생용량이 형성되는 것을 방지하기 위해서, 커패시터 전극(522)을 데이터 배선(515)에 오버랩시키지 않고, 데이터 배선 모서리 양측에 각각 형성한 후 픽셀 중간에서 연장형성하여 일체형으로 연결한다. 그리고, 블록 내부의 커패시터 전극(522)은 픽셀을 분할하는 중간에 통자형으로 형성한다. At this time, in order to prevent the parasitic capacitance from being formed between the data wiring 515 and the
그러나, 도 9에 도시된 바와 같이, 화소전극(517)과 화소전극 사이의 커패시터 전극(522)을 통자형으로 형성하지 않고, 각 픽셀간 간격을 두고 형성한 뒤 픽셀 중간에서 연장형성하여 일체형으로 연결하는 구조로 형성할 수도 있다. 다만, 이러한 제 3 실시예의 경우도 제 2 실시예에 의한 커패시터 전극 구조와 동일한 효과를 가진다.
However, as shown in FIG. 9, the
이와같은 TFT 어레이 기판(511)은, 도 6a 및 도 6b에 도시된 바와 같이, 컬러필터 어레이 기판(551)에 대향합착되는데, 상기 컬러필터 어레이 기판(551)에는 빛샘을 차광하기 위해 화소전극(517) 모서리, 게이트 배선(512), 데이터 배선(515), 박막트랜지스터(TFT)에 블랙 매트릭스(552)를 오버랩시킨다.6A and 6B, the
이 때, 상기 블랙 매트릭스(552) 사이의 개구영역 폭은 상기 커패시터 전극(522) 사이의 개구영역 폭과 동일하도록 설계하여 상하부 기판이 미스-얼라인되지 않을 경우 블랙 매트릭스의 모서리와 커패시터 전극의 모서리가 동일선상에 위치하도록 한다. In this case, the width of the opening region between the
이러한, 제 2 실시예에 의한 액정표시소자는 상기 컬러필터 어레이 기판(551)과 TFT 어레이 기판(511)이 미스-얼라인되는 경우 커패시터 전극(522)을 중심으로 좌우 픽셀의 개구율이 동일하게 변하는 것을 특징으로 한다. In the liquid crystal display according to the second embodiment, when the color
즉, 도 6a에 도시된 바와 같이, 컬러필터 어레이 기판(551)이 좌측으로 쉬프트되어 얼라인되는 경우 빛을 차광하는 블랙 매트릭스(552)도 동일하게 좌측으로 쉬프트되는데, 커패시터 전극(522)을 기준으로 좌측 픽셀의 개구영역이 L에서 L'로 감소하고 우측 픽셀의 개구영역도 R에서 R'로 감소한다. 그러나, 좌,우측 픽셀의 개구영역 감소율이 동일(L'=R')하므로 개구영역 불균일에 의한 화질불량을 극복할 수 있다. That is, as shown in FIG. 6A, when the color
그리고, 도 6b에 도시된 바와 같이, 컬러필터 어레이 기판(551)이 우측으로 쉬프트되어 얼라인되는 경우 빛을 차광하는 블랙 매트릭스(552)도 동일하게 우측으로 쉬프트되는데, 커패시터 전극(522)을 기준으로 좌측 픽셀의 개구영역이 L에서 L"로 감소하고 우측 픽셀의 개구영역도 R에서 R"로 감소한다. 이경우에도 마찬가지로, 좌,우측 픽셀의 개구영역 감소율이 동일(L'=R')하므로 개구영역 불균일에 의한 화질불량을 극복할 수 있다. In addition, as shown in FIG. 6B, when the color
이와같이, 상하부 기판의 합착 오정렬에 따라서 좌우측 픽셀 개구영역이 동일한 감소율로 균일하게 변화하므로 좌우 픽셀의 개구영역 불균일에 의한 표시품질 저하를 방지할 수 있다. As described above, since the left and right pixel opening regions are uniformly changed at the same reduction rate according to the bonding misalignment of the upper and lower substrates, it is possible to prevent display quality deterioration due to uneven opening regions of the left and right pixels.
또한, 제 1 실시예에서의 디자인 룰로 픽셀을 설계하여 시물레이션을 수행한 결과 개구율이 3∼5% 증가하는 것을 확인할 수 있었다. In addition, as a result of performing simulation by designing the pixel using the design rule in the first embodiment, it was confirmed that the opening ratio increased by 3 to 5%.
이하, 본 발명의 제 2 실시예에 의한 액정표시소자의 제조방법에 대해 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, the manufacturing method of the liquid crystal display device according to the second embodiment of the present invention will be described.
먼저, 도 7a 및 도 8a에 도시된 바와 같이, 투명하고 내열성이 우수한 TFT 어레이 기판(511) 상에 신호지연의 방지를 위해서 15μΩcm-1 이하의 낮은 비저항을 가지는 구리(Cu), 알루미늄(Al), 알루미늄 합금(AlNd : Aluminum Neodymium), 몰리브덴(Mo), 크롬(Cr), 티타늄(Ti), 탄탈륨(Ta), 몰리브덴-텅스텐(MoW) 등의 제 1 저저항 금속층을 스퍼터링 방법으로 증착하고 패터닝하여 게이트 배선(512), 게이트 전극(512a) 및 커패시터 전극(522)을 형성한다.First, as shown in FIGS. 7A and 8A, copper (Cu) and aluminum (Al) having a low specific resistance of 15 μΩcm −1 or less for preventing signal delay on the transparent and heat resistant
상기 게이트 배선(512)은 일렬로 평행하게 형성하고, 상기 게이트 전극(512a)은 상기 게이트 배선과 일체형으로 형성하며, 상기 커패시터 전극(522)은 게이트 배선과 게이트 배선 사이에서 ±90°회전된 ㄹ자형태로 형성한 후 서로 일체 형으로 연결시켜 준다. The
다음, 상기 게이트 전극(512a)을 포함한 전면에 실리콘 질화물(SiNx), 실리콘 산화물(SiOx) 등의 무기 절연물질을 PECVD 방법으로 증착하여 게이트 절연막(513)을 형성한다.Next, an inorganic insulating material such as silicon nitride (SiNx) or silicon oxide (SiOx) is deposited on the entire surface including the
계속해서, 상기 게이트 절연막(513) 상부의 전면에 비정질 실리콘(a-Si) 및 비정질 실리콘에 불순물을 이온 주입한 오믹콘택층(n+a-Si)을 차례로 증착하여 반도체층(514)을 형성한다. Subsequently, a
그리고, 도 7b 및 도 8b에 도시된 바와 같이, 상기 반도체층(514)을 포함한 전면에 데이터 배선용 물질인 제 2 저저항 금속층을 증착하고 패터닝하여 상기 게이트 배선에 수직교차하는 데이터 배선(515)과, 상기 반도체층(514) 상에 형성되는 소스/드레인 전극(515a, 515b)을 형성한다. As shown in FIGS. 7B and 8B, the second low resistance metal layer, which is a material for data wiring, is deposited and patterned on the entire surface including the
이 때, 상기 게이트 배선(512) 및 데이터 배선(515)에 의해 블록이 정의되며, 상기 블록 내에 ±90°회전된 ㄹ자형태의 커패시터 전극(522)이 배치되도록 한다. 상기 커패시터 전극(522)의 가운데 모서리변은 상기 블록을 2개의 단위 픽셀로 분할할 수 있도록 블록의 중앙에 위치하도록 하고, 커패시터 전극(522)의 끝 모서리변은 데이터 배선의 모서리에 위치하도록 한다. In this case, a block is defined by the
참고로, 커패시터 전극의 가운데 모서리변을 픽셀간 간격을 두고 2부분으로 분할한 후 서로 연결시켜 형성하여도 무방하다.(도 9참고) For reference, the center edge of the capacitor electrode may be divided into two parts at intervals between pixels and connected to each other (see FIG. 9).
한편, 상기 게이트 전극(512a), 게이트 절연막(513), 반도체층(514), 소스/드레인 전극(515a,515b)을 적층하여 형성한 박막트랜지스터(TFT)는 게이트 배선 (512) 및 데이터 배선(515)의 교차 지점에 형성하는데, 하나의 데이터 배선을 중심으로 좌우픽셀이 하나의 데이터 배선을 공유하며 좌우 픽셀의 박막트랜지스터도 하나의 데이터 배선으로부터 화소신호를 전달받는다. Meanwhile, the thin film transistor TFT formed by stacking the
다음, 상기 데이터 배선(515)을 포함한 전면에 실리콘 질화물(SiNx), 실리콘 산화물(SiOx) 등의 무기절연물질을 증착하여 보호막(516)을 형성한다. 상기 보호막으로 BCB(Benzocyclobutene), 아크릴계 수지(acryl resin) 등의 유기절연물질을 도포하여 형성할 수도 있다. Next, an inorganic insulating material such as silicon nitride (SiNx) or silicon oxide (SiOx) is deposited on the entire surface including the
이 때, 드레인 전극(515b)이 노출되도록 상기 보호막(516)을 제거하여 콘택홀(518)을 형성한다.In this case, the
이어서, 도 7c 및 도 8c에 도시된 바와 같이, 상기 보호막(516)을 포함한 전면에 ITO(Indium Tin Oxide) 또는 IZO(Indium Zinc Oxide) 등의 투명도전막을 스퍼터링(sputtering) 방법으로 증착한 후, 포토식각공정으로 패터닝하여 상기 콘택홀(518)을 통해 드레인 전극(515b)에 접속하는 화소전극(517)을 형성한다. Subsequently, as shown in FIGS. 7C and 8C, a transparent conductive film such as indium tin oxide (ITO) or indium zinc oxide (IZO) is deposited on the entire surface including the
상기 화소전극(517)은 각 픽셀마다 형성하는데, 상기 커패시터 전극(522) 상부에 오버랩되도록 형성하여 스토리지 커패시터를 구성한다. 이 때, 블록 내부의 화소전극과 화소전극 사이에는 커패시터 전극(특히, 커패시터 전극의 가운데 모서리변)이 배치되도록 하여 화소전극 사이의 커플링 현상을 차폐시킨다. The
이러한 구조의 TFT 어레이 기판(511)은, 도 7d 및 도 8d에 도시된 바와 같이, 액정층(560)을 사이에 두고 컬러필터 어레이 기판(551)에 대향합착하는데, 상기 컬러필터 어레이 기판(551)에는 빛의 누설을 방지하는 블랙 매트릭스(552)와, 상기 블랙 매트릭스 사이에 R,G,B의 컬러 레지스트가 일정한 순서대로 형성된 컬러필터층(553)과, 상기 컬러필터층을 포함한 전면에 형성되어 TFT 어레이 기판의 화소전극과 더불어 전계를 형성하는 공통전극(554)이 형성되어 있다.The
이 때, 블랙 매트릭스(552)는 게이트 배선, 데이터 배선, 화소전극의 모서리, 박막트랜지스터 등 각 픽셀의 가장자리에 오버랩되도록 형성한다. In this case, the
한편, 이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.On the other hand, the present invention described above is not limited to the above-described embodiment and the accompanying drawings, it is possible that various substitutions, modifications and changes within the scope without departing from the technical spirit of the present invention. It will be apparent to those of ordinary skill in Esau.
상기와 같은 본 발명에 의한 액정표시소자 및 그 제조방법은 다음과 같은 효과가 있다.The liquid crystal display device and its manufacturing method according to the present invention as described above has the following effects.
첫째, 2개의 픽셀이 하나의 데이터 배선을 공유하는 구조의 액정표시소자에 있어서, 커패시터 전극을 ±90°회전된 T자형에서 ±90°회전된 ㄷ자형 또는 ±90°회전된 ㄹ자형으로 변경함으로써, 상하부 기판의 합착 오정렬에 의해 좌우측 픽셀 개구영역이 불균일하게 변화하던 문제점을 개선하여 표시품질 저하를 방지한다. First, in a liquid crystal display device having a structure in which two pixels share one data line, the capacitor electrode is changed from a T-shaped rotated by 90 ° to a C-shaped rotated by ± 90 ° or a L-shaped rotated by ± 90 °. In addition, the problem of unevenly changing the left and right pixel opening regions due to the bonding misalignment of the upper and lower substrates is prevented, thereby preventing display quality deterioration.
둘째, 데이터 배선이 배치되는 화소전극과 화소전극 사이에 커패시터 전극을 구비함으로써, 화소전극 사이에 발생하는 커플링 현상을 차폐하여 화상품질을 향상시킨다. Second, by providing a capacitor electrode between the pixel electrode on which the data wiring is arranged and the pixel electrode, the coupling phenomenon occurring between the pixel electrodes is shielded to improve image quality.
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