KR20070122000A - Array substrate for in-plane switching mode lcd and the method for fabricating the same - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 일반적인 횡전계형 액정표시장치의 일부를 개략적으로 나타낸 단면도1 is a cross-sectional view schematically showing a part of a general transverse electric field type liquid crystal display device
도 2a 및 도 2b는 도 1의 횡전계형 액정표시장치에서 온(on), 오프(off) 상태에 따른 액정의 동작상태를 각각 나타낸 단면도2A and 2B are cross-sectional views illustrating operating states of liquid crystals in on and off states of the transverse electric field type liquid crystal display of FIG. 1, respectively.
도 3은 일반적인 횡전계형 액정표시장치용 어레이 기판에 있어서, 스위칭 소자를 포함하는 하나의 화소영역을 나타낸 평면도.3 is a plan view showing one pixel region including a switching element in a typical transverse electric field type liquid crystal display array substrate.
도 4는 도 3의 Ⅰ-Ⅰ선에 따른 단면도4 is a cross-sectional view taken along line II of FIG. 3.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 횡전계형 액정표시장치용 어레이 기판의 일부를 나타낸 단면도5 is a cross-sectional view showing a part of an array substrate for a transverse electric field type liquid crystal display device according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 6a 내지 도 6h는 본 발명의 실시예에 따른 제조 공정별 단면도.6A to 6H are cross-sectional views of manufacturing processes according to embodiments of the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
40 : 어레이기판 42 : 게이트 배선40: array substrate 42: gate wiring
44 : 공통배선 46 : 데이터 배선44: common wiring 46: data wiring
50a,50b : 화소전극 60a,60b : 공통전극50a, 50b:
72 : 게이트절연막 74 ; 보호층72: gate
80 : 마스크 90 : 포토레지스트층80
S : 기판S: Substrate
본 발명은 액정표시장치(Liquid Crystal Display Device)에 관한 것으로서, 구체적으로는 빛샘을 방지하기 위하여 최외각 공통전극의 단차부를 개선한 횡전계형 액정표시장치용 어레이 기판에 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 an array substrate for a transverse electric field type liquid crystal display device in which a stepped portion of an outermost common electrode is improved to prevent light leakage.
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.In general, the driving principle of the liquid crystal display device uses the optical anisotropy and polarization of the liquid crystal. Since the liquid crystal is thin and long in structure, the liquid crystal has directivity in the arrangement of molecules, and the direction of the molecular arrangement can be controlled by artificially applying an electric field to the liquid crystal.
따라서, 상기 액정의 분자배열 방향을 임의로 조절하면, 액정의 분자배열이 변하게 되고, 광학적 이방성에 의해 상기 액정의 분자배열 방향으로 빛이 굴절하여 화상정보를 표현할 수 있다.Accordingly, if the molecular arrangement direction of the liquid crystal is arbitrarily adjusted, the molecular arrangement of the liquid crystal is changed, and light is refracted in the molecular arrangement direction of the liquid crystal due to optical anisotropy to express image information.
현재에는 박막트랜지스터와 상기 박막트랜지스터에 연결된 화소전극이 행렬방식으로 배열된 능동행렬 액정표시장치(AM-LCD : Active Matrix LCD 이하, 액정표시장치로 약칭함)가 해상도 및 동영상 구현능력이 우수하여 가장 주목받고 있다.Currently, an active matrix liquid crystal display device (AM-LCD: abbreviated as an active matrix LCD, abbreviated as a liquid crystal display device) in which a thin film transistor and pixel electrodes connected to the thin film transistor are arranged in a matrix manner has the best resolution and video performance. It is attracting attention.
상기 액정표시장치는 공통전극이 형성된 컬러필터 기판과 화소전극이 형성된 어레이 기판과, 상기 두 기판 사이에 개재된 액정으로 이루어지는데, 이러한 액정표시장치에서는 공통전극과 화소전극이 상하로 걸리는 전기장에 의해 액정을 구동하는 방식으로 투과율과 개구율 등의 특성이 우수하다.The liquid crystal display includes a color filter substrate on which a common electrode is formed, an array substrate on which pixel electrodes are formed, and a liquid crystal interposed between the two substrates. In such a liquid crystal display, the common electrode and the pixel electrode are caused by an electric field applied up and down. It is excellent in the characteristics, such as transmittance | permeability and aperture ratio, by the method of driving a liquid crystal.
그러나 상하로 걸리는 전기장에 의한 액정구동은 시야각 특성이 우수하지 못한 단점을 가지고 있다. However, the liquid crystal drive due to the electric field up and down has a disadvantage that the viewing angle characteristics are not excellent.
따라서 상기의 단점을 극복하기 위해 시야각 특성이 우수한 횡전계형 액정표시장치가 제안되었다.Accordingly, in order to overcome the above disadvantages, a transverse field type liquid crystal display device having excellent viewing angle characteristics has been proposed.
이하, 도 1을 참조하여 일반적인 횡전계형 액정표시장치에 관하여 상세히 설명한다. Hereinafter, a general transverse electric field type liquid crystal display device will be described in detail with reference to FIG. 1.
도 1은 일반적인 횡전계형 액정표시장치의 단면을 도시한 도면이다.1 is a cross-sectional view of a general transverse electric field type liquid crystal display device.
도시한 바와 같이, 상부의 컬러필터 기판(10)과 하부의 어레이 기판(40)이 서로 이격되어 대향하고 있으며, 상기 양 기판(10, 40)사이에는 액정층(20)이 개재되어 있다. As shown, the upper
상기 어레이 기판(40)상에는 화소전극(50)과 공통전극(60)이 형성되어 있으며, 이때 액정층(20)은 상기 화소전극(50)과 공통전극(60)에 의한 수평전계(L)에 의해 작동된다.The
도 2a와 도 2b는 일반적인 횡전계형 액정표시장치의 온(on), 오프(off) 상태의 동작을 각각 도시한 단면도이다.2A and 2B are cross-sectional views illustrating operations of on and off states of a general transverse electric field type liquid crystal display device, respectively.
우선, 전압이 인가된 온(on)상태에서의 액정의 배열상태를 도시한 도 2a를 참조하면, 상기 화소전극(50) 및 공통전극(60)과 대응하는 위치의 액정(20a)의 상변이는 없지만 화소전극(50)과 공통전극(60)의 사이 구간에 위치한 액정(20b)은 화소전극(50)과 공통전극(60) 사이에 전압이 인가됨으로써 형성되는 수평전계(L)에 의하여, 상기 수평전계(L)와 같은 방향으로 배열하게 된다. 즉, 상기 횡전계형 액정표시장치는 액정이 수평전계에 의해 이동하므로, 시야각이 넓어지는 특성을 띠게 된다. First, referring to FIG. 2A, which illustrates an arrangement of liquid crystals in an on state where a voltage is applied, a phase change of the liquid crystal 20a at a position corresponding to the
그러므로 상기 횡전계형 액정표시장치를 정면에서 보았을 때, 상/하/좌/우 방향으로 약 80∼85o 방향에서도 반전현상 없이 가시 할 수 있다.Thus, as seen the lateral jeongyehyeong liquid crystal display device from the front, the up / down / left / right direction in the direction of about 80~85 o can be visible without reversal.
다음, 도 2b를 참조하면, 상기 액정표시장치에 전압이 인가되지 않은 오프상태이므로 상기 공통전극과 화소전극 간에 수평전계가 형성되지 않으므로 액정층(20)의 배열 상태가 변하지 않는다. Next, referring to FIG. 2B, since a horizontal electric field is not formed between the common electrode and the pixel electrode because no voltage is applied to the liquid crystal display, the arrangement state of the
도 3은 일반적인 횡횡전계형 액정표시장치용 어레이 기판(40)에 있어, 스위칭 소자를 포함하는 하나의 화소영역을 도시한 평면도이다.FIG. 3 is a plan view showing one pixel region including a switching element in a general horizontal transverse electric field type liquid crystal
이를 살펴보면, 소정간격 이격되어 평행하게 가로방향 방향으로 구성된 다수의 게이트 배선(42)과, 상기 게이트 배선(42)과 교차하여 화소영역(P)을 정의하는 데이터 배선(46)과, 하나의 화소영역(P)을 정의하는 게이트배선(42) 및 데이터배선(46)의 사이에서 상기 화소영역(P)을 둘러싸는 공통배선(44)을 포함한다.As described above, a plurality of
게이트 배선(42)과 데이터 배선(46)의 교차지점에는 게이트 전극(48a), 반도 체층 및 소스 드레인 전극(48b, 48c)으로 구성되는 박막트랜지스터(T)가 형성된다. 이때 게이트전극(48a)의 역할은 해당 부분의 게이트배선(42)이 수행하며, 소스 전극(48b)은 데이터 배선(46)에서 분기하여 형성된다.At the intersection of the
또한, 상기 화소영역(P) 내에는 상기 드레인 전극(48c)과 제1 콘택홀(52)을 통해 전기적으로 연결되는 다수의 화소전극(50a,50b)과, 상기 화소전극(50a, 50b)과 평행하게 서로 엇갈리며 구성되고 상기 공통배선(44)과는 제2 콘택홀(62)을 통해 전기적으로 연결되는 다수의 공통전극(60a, 60b)이 형성된다.In the pixel region P, a plurality of
공통배선(44)의 패턴은 여러 종류가 있는데, 도시된 바와 같이 화소영역(P)을 둘러싸도록 형성되는 경우에는 공통배선(44)과 공통전극(60a, 60b)이 동일 평면에 위치하지 않고 공통배선(44)의 상부에 공통전극(60a, 60b)이 형성된다.There are several types of patterns of the
특히, 화소영역(P)의 최외각에 형성되고 상기 데이터 배선(46)과 가장 인접한 최외각 공통전극(60a)은 화소영역(P)의 개구율을 최대화시키기 위해 하부의 공통배선(44)과 중첩되는 위치에 형성된다.In particular, the outermost
또한 최외각 공통전극(60a)의 폭(t1)은 상기 데이터 배선(46)에서 이격하여 상기 화소영역(P) 중앙에 형성된 중앙부 공통전극(60b)의 폭(t2)보다 넓게 형성(t1>t2)된 것을 알 수 있다. In addition, the width t1 of the outermost
이렇게 최외각 공통전극(60a)의 폭(t1)을 상기 중앙부 공통전극(60b)의 폭(t2)보다 크게 형성하는 이유는 VAC(view angle crosstalk)의 발생을 최소화하기 위한 것이다.The reason why the width t1 of the outermost
즉, 데이터 배선(46)은 최외각 공통전극(60a)과 이와 이웃한 화소전극(50a, 50b)의 사이에 발생하는 전계에 영향을 주게 되는데, 이로 인해 VAC(view angle crosstalk)를 발생한다. 이때 최외각 공통전극(60a)의 폭(t1)을 중앙부 공통전극(60b)의 폭(t2)에 비해 넓게 형성하면 VAC(view angle crosstalk)의 발생을 최소화할 수 있다.That is, the
한편, 전술한 어레이 기판(40)의 구성에서 데이터배선(42)과 그 양측의 최외각 공통전극(60a) 사이의 이격영역은 전압이 인가되었을 때 액정이 이상 배향하는 빛샘 영역에 해당한다.On the other hand, in the above-described configuration of the
이러한 빛샘영역을 차단하기 위하여 어레이 기판(40)의 상부에 위치하는 컬러필터 기판(10)(도 1 참조)에 블랙매트릭스를 형성하며, 상기 블랙 매트릭스는 화소영역(P)을 제외하고 데이터 배선(46)과 상기 최외각 공통전극(60a)의 일부를 가리게 된다.In order to block the light leakage region, a black matrix is formed on the color filter substrate 10 (see FIG. 1) positioned above the
컬러필터기판(10)과 어레이기판(40)의 사이에 충진되는 액정층(40)은 화소전극(50a,50b)과 공통전극(60a,60b)의 사이에 형성되는 전계에 의해 동작이 제어되므로, 화소전극(50a,50b)과 공통전극(60a,60b)은 최대한 균일한 패턴을 가지는 것이 바람직하다.Since the
그런데 도 3의 Ⅰ-Ⅰ선에 따른 단면도인 도 4에서 알 수 있는 바와 같이 최외각 공통전극(60a)은 중앙부 공통전극(60b) 및 화소전극(50a, 50b)과 동일 평면상 에 형성되는 것이 아니라 보호층(74)의 단차부(A)를 따라 형성된다.However, as shown in FIG. 4, which is a cross-sectional view along the line I-I of FIG. 3, the outermost
게이트배선 및 공통배선(44)을 커버하는 게이트 절연막(72)과 그 상부의 보호층(74)은 공통배선(44)의 상부에서 다른 부분에 비해 상부로 돌출되기 때문에 그 주위로 단차부(A)가 발생하게 된다.The
따라서 공통배선(44)과 적어도 일부가 상하로 중첩되어야 하는 최외각 공통전극(60a)은 그 일부가 단차부(A)의 경사면에 걸쳐서 형성된다.Therefore, the outermost
그런데 이러한 단차부(A)는 부근 액정의 정상적인 동작을 방해하여 특정 시야각에 대하여 빛샘현상을 유발하는 문제점이 있다. 따라서 이를 방지하기 위해서는 컬러필터기판(10)에 형성되는 블랙매트릭스의 폭을 화소영역(P)쪽으로 보다 두껍게 할 수밖에 없으며, 이것은 결국 화소영역(P)의 개구율 저하를 초래하게 된다.However, such a step A has a problem of causing light leakage for a particular viewing angle by disturbing the normal operation of nearby liquid crystals. Therefore, in order to prevent this, the width of the black matrix formed on the
본 발명은 이러한 종래의 횡전계형 액정표시장치의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 최외각 공통전극이 단차부에 형성됨으로 인하여 발생하는 빛샘 현상을 방지하고 나아가 화소영역의 개구율을 향상시킬 수 있는 방안을 제공하는데 목적이 있다.The present invention is to solve the problems of the conventional transverse electric field type liquid crystal display device, and to provide a method of preventing light leakage caused by the outermost common electrode formed on the stepped portion and further improving the aperture ratio of the pixel region. The purpose is to.
본 발명은 전술한 목적을 달성하기 위하여, 기판 상에 서로 교차하여 형성되며, 화소영역을 정의하는 게이트 배선 및 데이터 배선; 상기 게이트 배선 또는 데 이터 배선과 이격되어 나란히 형성되는 공통배선; 상기 게이트 배선과 데이터 배선의 교차지점에 형성되는 박막트랜지스터; 상기 공통배선, 데이터배선, 게이트배선 및 박막트랜지스터를 커버하는 보호층; 상기 보호층의 평탄면에 형성되어 상기 공통배선과 연결되며, 상기 공통배선의 상부에서 상기 데이터 배선과 나란히 형성되고, 적어도 일부가 상기 공통배선과 상하로 중첩되는 최외각 공통전극; 상기 공통배선 및 상기 최외각 공통전극과 연결되며, 2개의 상기 최외각 공통전극의 사이에서 상기 최외각 공통전극과 나란하게 형성되는 중앙부 공통전극; 상기 박막트랜지스터의 일 전극과 연결되고, 상기 최외각 공통전극과 중앙부 공통전극의 사이에 나란하게 형성되는 화소전극을 포함하는 횡전계형 액정표시장치용 어레이 기판을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention is formed on the substrate to cross each other, the gate wiring and data wiring defining a pixel region; A common wiring lined apart from the gate wiring or data wiring; A thin film transistor formed at an intersection point of the gate line and the data line; A protective layer covering the common line, data line, gate line, and thin film transistor; An outermost common electrode formed on a flat surface of the protective layer and connected to the common line, the outermost common electrode formed at an upper portion of the common line in parallel with the data line, and at least partially overlapping the common line; A central common electrode connected to the common wiring and the outermost common electrode and formed to be parallel to the outermost common electrode between two outermost common electrodes; An array substrate for a transverse electric field type liquid crystal display device connected to one electrode of the thin film transistor and including a pixel electrode formed side by side between the outermost common electrode and the central common electrode is provided.
상기 공통배선은 상기 게이트 배선 및 데이터배선과 이격되고, 상기 화소영역의 외곽을 둘러쌀 수 있다.The common line may be spaced apart from the gate line and the data line, and may surround the pixel area.
상기 화소전극은 상기 보호층에 형성된 제1 콘택홀을 통해 하부에 위치하는 상기 박막트랜지스터의 일 전극과 전기적으로 연결될 수 있다.The pixel electrode may be electrically connected to one electrode of the thin film transistor disposed below the first contact hole formed in the passivation layer.
상기 최외각 공통전극 및 중앙부 공통전극은 상기 보호층에 형성된 제2 콘택홀을 통해 하부의 상기 공통배선과 전기적으로 연결될 수 있다.The outermost common electrode and the central common electrode may be electrically connected to the lower common wiring through a second contact hole formed in the protective layer.
상기 중앙부 공통전극, 최외각 공통전극 및 화소전극은 동일한 층에 동일한 물질로 형성되고, 상기 중앙부 공통전극, 최외각 공통전극 및 화소전극은 투명 도전성 물질로 형성되는 것이 바람직하다.The center common electrode, the outermost common electrode and the pixel electrode may be formed of the same material on the same layer, and the center common electrode, the outermost common electrode and the pixel electrode may be formed of a transparent conductive material.
또한 본 발명은, 화소영역이 정의된 기판 상에 일 방향으로 연장하는 게이트 배선과 이와 이격하는 공통배선을 형성하는 단계; 상기 게이트 배선 및 공통배선 위의 전면에 게이트 절연막을 형성하는 단계; 상기 게이트 절연막 위로 상기 게이트 배선과 교차하는 데이터 배선을 형성하는 단계; 상기 게이트 배선과 데이터 배선의 교차지점에 상기 데이터배선과 제1 전극이 연결되는 박막트랜지스터를 형성하는 단계; 상기 데이터배선과 상기 박막트랜지터 위의 전면에 보호층을 형성하는 단계; 상기 보호층에서 상기 박막트랜지스터의 제2 전극을 노출시키는 제1 콘택홀과 상기 공통배선의 일부를 노출시키는 제2 콘택홀을 형성하는 한편, 상기 공통배선의 상부에서 최외각 공통전극이 형성될 위치에 있는 보호층의 단차부를 제거하는 단계; 상기 보호층의 상부에, 상기 제2 콘택홀을 통해 상기 공통배선과 연결되며 상기 공통배선과 적어도 일부 중첩하는 최외각 공통전극, 상기 최외각 공통전극과 전기적으로 연결되며 상기 최외각 공통전극과 나란히 형성되는 중앙부 공통전극, 상기 제1 콘택홀을 통해 상기 박막트랜지스터의 제2 전극과 연결되며 상기 최외각 공통전극과 상기 중앙부 공통전극의 사이에 나란히 배치되는 화소전극을 형성하는 단계를 포함하는 횡전계형 액정표시장치용 어레이 기판의 제조 방법을 제공한다.The present invention also provides a method for manufacturing a semiconductor device, comprising: forming a gate wiring extending in one direction and a common wiring spaced apart from a substrate on a substrate in which a pixel region is defined; Forming a gate insulating film on an entire surface of the gate wiring and the common wiring; Forming a data line crossing the gate line over the gate insulating layer; Forming a thin film transistor connected to the data line and the first electrode at an intersection point of the gate line and the data line; Forming a protective layer on an entire surface of the data line and the thin film transistor; A first contact hole exposing the second electrode of the thin film transistor and a second contact hole exposing a part of the common wiring in the passivation layer, and an outermost common electrode is formed on the common wiring Removing the stepped portion of the protective layer on the substrate; An outermost common electrode connected to the common wiring through the second contact hole and at least partially overlapping the common wiring, the outermost common electrode electrically connected to the outermost common electrode and parallel to the outermost common electrode Forming a pixel electrode connected to the second common electrode of the thin film transistor through the first common contact hole and the pixel electrode disposed side by side between the outermost common electrode and the central common electrode; A method of manufacturing an array substrate for a liquid crystal display device is provided.
이때, 최외각 공통전극이 형성될 위치에 존재하는 보호층의 단차부를 제거하는 상기 단계는, 투과영역, 반투과영역 및 차단영역을 가지는 마스크를 상기 보호층의 상부에 위치시키되, 상기 반투과영역을 상기 단차부의 경사면에 대응시키는 단계; 상기 마스크를 설치한 상태에서 상기 보호층을 노광시키는 단계; 노광된 보호층을 제거하는 단계를 포함할 수 있다.At this time, the step of removing the stepped portion of the protective layer existing at the position where the outermost common electrode is to be formed, by placing a mask having a transmissive region, a transflective region and a blocking region on the upper portion of the protective layer, Corresponding to the inclined surface of the stepped portion; Exposing the protective layer with the mask installed; Removing the exposed protective layer.
또한 최외각 공통전극이 형성될 위치에 존재하는 보호층의 단차부를 제거하는 상기 단계는, 상기 보호층의 상부에 포토레지스트층을 형성하는 단계; 투과영역, 반투과영역 및 차단영역을 가지는 마스크를 상기 포토레지스트층의 상부에 위치시키되, 상기 반투과영역을 상기 포토레지스트층의 단차부 경사면에 대응시키는 단계; 상기 마스크를 설치한 상태에서 상기 포토레지스트층을 노광시키는 단계; 노광된 포토레지스트층을 제거하는 단계; 잔류 포토레지스트층을 마스크로 하여 상기 보호층을 식각하는 단계를 포함할 수 있다.In addition, the step of removing the step portion of the protective layer existing in the position where the outermost common electrode is to be formed, forming a photoresist layer on top of the protective layer; Placing a mask having a transmissive area, a transflective area, and a blocking area on top of the photoresist layer, wherein the transflective area corresponds to a stepped slope of the photoresist layer; Exposing the photoresist layer with the mask installed; Removing the exposed photoresist layer; The protective layer may be etched using the remaining photoresist layer as a mask.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described a preferred embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 횡전계형 액정표시장치의 어레이기판(40)의 일부 단면도이다.5 is a partial cross-sectional view of an
종래의 어레이 기판(40)을 나타낸 도 4와 비교하면, 최외각 공통전극(60a)이 단차부가 아니라 평탄면상에 형성되었음을 알 수 있다. 이와 같이 액정층의 이상동작을 유발하던 단차부가 없어지면 그로 인한 빛샘이 방지되므로 컬러필터기판의 블랙매트릭스의 폭을 보다 작게 하는 것이 가능해지며, 결국 화소영역(P)의 개구율을 향상시킬 수 있다.Compared with FIG. 4 showing the
이하에서는 도 6a 내지 도 6h의 공정별 단면도를 참조하여 최외각 공통전극(60a)을 이와 같이 평탄면에 형성하는 과정을 설명한다.Hereinafter, a process of forming the outermost
우선, 도 6a에 도시한 바와 같이 투명한 절연기판(s)상에 공통배선(44)과 게 이트 배선(미도시)을 형성한다. First, as shown in FIG. 6A, the
이를 위해 먼저 기판(s)의 전면에 알루미늄(Al), 알루미늄 합금(AlNd), 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 몰리브덴 합금, 구리(Cu), 구리합금 중에서 선택되는 금속물질을 증착하여 제1 금속층을 형성하고, 그 위로 포토레지스트를 도포하고, 투과영역과 차단영역을 갖는 마스크를 이용하여 노광하고, 상기 노광된 포토레지스트를 현상하고, 노출된 상기 금속물질을 식각하는 등의 마스크 공정을 수행한다.To this end, first, a metal material selected from aluminum (Al), aluminum alloy (AlNd), chromium (Cr), molybdenum (Mo), molybdenum alloy, copper (Cu), and copper alloy is deposited on the front surface of the substrate s. (1) forming a metal layer, applying photoresist thereon, exposing using a mask having a transmissive region and a blocking region, developing the exposed photoresist, and etching the exposed metal material. Perform.
이어서 도 6b에 도시한 바와 같이, 상기 공통배선(44) 및 게이트배선(미도시)의 상부 전면에 무기절연물질 예를 들면 산화실리콘(SiO2) 또는 질화실리콘(SiNx)을 증착하여 게이트 절연막(72)을 형성한다.Subsequently, as shown in FIG. 6B, an inorganic insulating material such as silicon oxide (SiO 2 ) or silicon nitride (SiNx) is deposited on the entire upper surface of the
이때 공통배선(44) 상부의 게이트 절연막(72)은 다른 부분에 비해 상부로 돌출되며, 이로 인해 단차부가 형성된다.In this case, the
다음에는 상기 게이트 절연막(72) 위로 순수 비정질 실리콘과 불순물 비정질 실리콘을 순차적으로 증착하여 순수 비정질 실리콘층과 불순물 비정질 실리콘층을 형성하고, 상기 불순물 비정질 실리콘층 위로 몰리브덴(Mo) 등을 증착하여 제 2 금속층을 형성한다.Next, pure amorphous silicon and impurity amorphous silicon are sequentially deposited on the
이어서 상기 제 2 금속층과 그 하부의 불순물 비정질 실리콘층과 순수 비정질 실리콘층을 마스크 공정을 진행하여 패터닝함으로써 도 6c에 도시된 바와 같이 게이트 배선(미도시)과 교차하는 데이터 배선(46)을 형성한다.Subsequently, the second metal layer, an impurity amorphous silicon layer, and a pure amorphous silicon layer below the second metal layer are patterned by masking to form a
이와 동시에 도시되지는 않았지만 게이트 배선과 데이터 배선(46)이 교차하는 지점의 스위칭 영역에는 액티브층, 반도체층, 및 소스 드레인 전극을 포함하는 박막트랜지스터(T)를 형성한다.At the same time, although not shown, a thin film transistor T including an active layer, a semiconductor layer, and a source drain electrode is formed in the switching region where the gate line and the
상기 데이터배선(46)은 상기 박막트랜지스터(T)의 소스 전극과 연결되며, 따라서 소스 전극이 상기 데이터 배선(46)으로부터 분기된 형태가 된다.The
다음에는 도 6d에 도시한 바와 같이, 상기 데이터 배선(46)과 미도시된 소스 및 드레인 전극의 상부 전면에 산화실리콘(SiO2) 또는 질화실리콘(SiNx) 등의 무기절연물질을 증착하거나 또는 벤조사이클로부텐(BCB) 또는 포토아크릴(photo acryl) 등의 감광성 유기절연물질을 도포하여 보호층(74)을 형성한다.Next, as shown in FIG. 6D, an inorganic insulating material such as silicon oxide (SiO 2 ) or silicon nitride (SiNx) is deposited on the upper surface of the
이때도 공통배선(44)의 상부에서는 단차부(A)가 발생됨을 알 수 있다. In this case, it can be seen that the stepped portion A is generated at the upper portion of the
종래에는 도 4에 도시된 바와 같이 이러한 단차부(A)에 최외각 공통전극(60a)을 형성하였지만, 본 발명의 실시예에서는 공통전극(60a,60b) 및 화소전극(50a,50b)을 형성하기 전에 최외각 공통전극(60a)이 증착될 부분의 단차부(A)를 평탄화시키는데 특징이 있다.Conventionally, as shown in FIG. 4, the outermost
본 발명의 실시예에서는 상기 단차부(A)를 제거하기 위해 반투과영역을 포함하는 마스크 공정을 적용하며, 상기 마스크 공정은 보호층(74)이 감광성의 유기절 연물질로 형성된 경우와 비감광성물질로 형성된 경우에 따라 달라진다. In an embodiment of the present invention, a mask process including a semi-transmissive region is applied to remove the stepped portion A, and the mask process is performed when the
감광성의 유기절연물질에는 BCB 또는 포토 아크릴 등이 있으며, 이 경우에는 보호층(74)을 직접 노광시키면 된다. 보호층(74)이 비감광성 물질인 경우에는 보호층(74)의 상부에 포토레지스트층을 먼저 형성하여야 하는 점에서 차이가 있다.Examples of the photosensitive organic insulating material include BCB or photoacrylic, and in this case, the
먼저 도 6e는 보호층(74)이 감광성의 유기절연물질로 형성된 경우에 보호층(74)의 상부에 차단영역(80a), 투과영역(80b) 및 반투과영역(80c)을 갖는 마스크(80)를 위치시킨 후 상기 마스크(80)를 통하여 상기 보호층(74)을 직접 노광하는 모습을 나타낸 도면이다.First, FIG. 6E illustrates a
도 6f는 보호층(74)이 무기절연물질 또는 비감광성의 유기절연물질로 형성된 경우에, 보호층(74)의 상부에 포토레지스트를 전면 도포하여 포토레지스트층(90)을 형성하고, 차단영역(80a), 투과영역(80b) 및 반투과영역(80c)을 갖는 마스크(80)를 이용하여 포토레지스트층(90)을 노광하는 모습을 나타낸 도면이다.6F illustrates that when the
도 6f는 빛을 받은 부분이 현상시 제거되는 포지티브 타입(positive type)의 포토레지스트를 사용한 경우를 나타낸 것이다. 그러나 반대로 빛을 받은 부분이 현상시 남게 되는 네가티브 타입(negative)의 포토레지스트를 이용할 수도 있으며, 이 경우에는 마스크(80)의 투과영역과 차단영역의 위치가 도시된 것과는 반대이어야 한다.FIG. 6F illustrates a case of using a positive type photoresist in which a portion of light is removed upon development. On the contrary, a negative photoresist may be used in which the lighted portion remains during development. In this case, the positions of the transmission region and the blocking region of the
여기서 반투과영역(80c)은 슬릿형태로 형성될 수도 있고, 빛을 흡수하는 다층의 유기막 코팅으로 형성될 수도 있으며, 전자의 방법을 회절노광 기법이라 하 고,후자의 방법을 하프 톤 기법이라 한다.The
반투과영역(80c)은 부분적으로 두께를 달리하는 패턴 또는 포토레지스트 패턴을 형성하는데 이용되며, 본 발명의 실시예에서 상기 반투과영역(80c)은 단차부의 경사면을 제거하기 위해 사용된다.The
감광성 물질의 보호층(74)을 노광한 후 현상하면 도 6g에 도시된 바와 같이 종래의 단차부(A)가 화소영역(P)의 외곽쪽으로 후퇴하게 되며, 결국 공통배선(44)의 상부에서 공통전극이 형성되는 부분은 평탄화된다.When the
비감광성 물질의 보호층(74)에 대해서는 도 6f에 도시된 바와 같이 포토레지시스트층(90)을 노광하고 현상한 후에 잔류 포토레지스트층(90)을 마스크로 하여 보호층을 식각한다. 이를 통해 하면 종래의 단차부(A)는 도 6g와 같이 평탄화되며, 대신 새로운 단차부가 화소영역(P)의 외곽쪽으로 보다 후퇴한 위치에 형성된다.The
한편, 이와 같이 보호층(74)의 단차부 제거공정은 박막트랜지스터(T)의 드레인 전극과 화소전극(50a,50b)을 연결하기 위하여 보호층(74)에 제1 콘택홀(52)과, 공통배선(44)과 공통전극(60a,60b)을 연결하기 위한 제2 콘택홀(62)을 형성하는 공정과 동시에 진행되는 것이 바람직하다.Meanwhile, in the step of removing the stepped portion of the
이어서 도 6h에 도시된 바와 같이 보호층(74)의 상부에 공통전극(60a,60b) 및 화소전극(50a,50b)을 형성하며, 이때 공통전극(60a,60b)은 제2 콘택홀(62)을 통해 하부의 공통배선(44)과 접촉하게 되며, 화소전극(50a,50b)은 제1 콘택홀(52)을 통해 하부의 드레인 전극과 접촉하게 된다.6H, the
한편, 공통전극(60a,60b) 및 화소전극(50a,50b)의 패턴이나 위치는 종래 방식과 동일하다. 따라서 최외각 공통전극(60a)은 공통배선(44)의 상부에 적어도 일부가 중첩되어 위치하면서도, 종래와 달리 보호층(74)의 평탄면에 형성된다. On the other hand, the patterns and positions of the
이와 같이 최외각 공통전극(60a)을 평탄면에 형성하면 부근 액정의 이상동작이 방지되기 때문에 단차부로 인한 빛샘이 방지되며, 따라서 종래 단차부 빛샘을 고려하여 설계된 블랙매트릭스의 폭을 보다 작게 할 수 있게 되어 화소영역(P)의 개구율을 향상시킬 수 있다.As such, when the outermost
본 발명에 따르면, 횡전계형 액정표시장치용 어레이 기판에서 최외각 공통전극(60a)이 단차부가 아닌 평탄면상에 형성되기 때문에 액정의 이상동작으로 인한 빛샘이 방지된다.According to the present invention, since the outermost
따라서 컬러필터기판의 블랙매트릭스의 폭을 보다 작게 할 수 있고, 결국 화소영역(P)의 개구율을 향상시킬 수 있다.Therefore, the width of the black matrix of the color filter substrate can be made smaller, and the aperture ratio of the pixel region P can be improved.
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KR1020060056905A KR20070122000A (en) | 2006-06-23 | 2006-06-23 | Array substrate for in-plane switching mode lcd and the method for fabricating the same |
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US9007359B2 (en) | 2010-03-10 | 2015-04-14 | Samsung Mobile Display Co., Ltd. | Display device having increased aperture ratio |
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