KR20080003089A - Thin film diode liquid crystal display device and method of fabricating the same - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 본 발명에 따른 박막 다이오드 액정표시장치의 구조를 개략적으로 나타내는 절개사시도.1 is a perspective view schematically showing the structure of a thin film diode liquid crystal display device according to the present invention.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 박막 다이오드 액정표시장치의 어레이 기판 일부를 개략적으로 나타내는 평면도.2 is a plan view schematically illustrating a portion of an array substrate of a thin film diode liquid crystal display according to a first embodiment of the present invention;
도 3a 내지 도 3e는 도 2에 도시된 어레이 기판의 II-II'선에 따른 제조공정을 순차적으로 나타내는 단면도.3A to 3E are cross-sectional views sequentially illustrating a manufacturing process along the line II-II ′ of the array substrate shown in FIG. 2.
도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 어레이 기판의 제조공정을 순차적으로 나타내는 단면도.4A through 4D are cross-sectional views sequentially illustrating a manufacturing process of an array substrate according to a second exemplary embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 박막 다이오드 액정표시장치의 어레이 기판 일부를 개략적으로 나타내는 평면도.5 is a plan view schematically illustrating a portion of an array substrate of a thin film diode liquid crystal display according to a third exemplary embodiment of the present invention.
도 6a 내지 도 6c는 도 5에 도시된 어레이 기판의 V-V'선에 따른 제조공정을 순차적으로 나타내는 단면도.6A to 6C are cross-sectional views sequentially illustrating a manufacturing process along a line VV ′ of the array substrate illustrated in FIG. 5.
도 7a 내지 도 7c는 도 5에 도시된 어레이 기판의 V-V'선에 따른 제조공정을 순차적으로 나타내는 평면도.7A to 7C are plan views sequentially illustrating a manufacturing process along the line VV ′ of the array substrate illustrated in FIG. 5.
** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 **** Explanation of symbols for main parts of drawings **
120,220,320 : 제 1 주사 신호선 120',320' : 제 2 주사 신호선120,220,320: first scan signal line 120 ', 320': second scan signal line
121,221,321 : 제 1 인입 전극 121',321' : 제 2 인입 전극121,221,321: First Incoming Electrode 121 ', 321': Second Incoming Electrode
130,330 : 화소전극 131,231,331 : 제 1 접촉부130,330: pixel electrodes 131,231,331: first contact portion
131',331' : 제 2 접촉부 135,335 : 가지부 131 ', 331': second contact 135,335: branch
140,240,340 : 제 1 부유 전극 140',340' : 제 2 부유 전극140,240,340: first
150,250,350 : 제 1 채널 절연막 150',350' : 제 2 채널 절연막150,250,350: first channel
160,260,360 : 데이터 라인 165,365 : 가지 전극160,260,360: data line 165,365: branch electrode
본 발명은 스위칭소자로 MIM(Metal Insulator Metal) 다이오드를 이용하는 박막 다이오드 액정표시장치 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 이중 선택 다이오드(Dual Select Diode; DSD)방식의 박막 다이오드 액정표시장치 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a thin film diode liquid crystal display device using a metal insulator metal (MIM) diode as a switching device, and a method of manufacturing the same. It relates to a manufacturing method.
최근 정보 디스플레이에 관한 관심이 고조되고 휴대가 가능한 정보매체를 이용하려는 요구가 높아지면서 기존의 표시장치인 브라운관(Cathode Ray Tube; CRT)을 대체하는 경량 박막형 평판표시장치(Flat Panel Display; FPD)에 대한 연구 및 상업화가 중점적으로 이루어지고 있다. 특히, 이러한 평판표시장치 중 액정표시장치(Liquid Crystal Display; LCD)는 액정의 광학적 이방성을 이용하여 이미지를 표현하는 장치로서, 해상도와 컬러표시 및 화질 등에서 우수하여 노트북이나 데스크 탑 모니터 등에 활발하게 적용되고 있다.Recently, with increasing interest in information display and increasing demand for using a portable information carrier, a lightweight flat panel display (FPD), which replaces a conventional display device, a cathode ray tube (CRT), is used. The research and commercialization of Korea is focused on. In particular, the liquid crystal display (LCD) is a device that displays an image using the optical anisotropy of the liquid crystal, and is excellent in resolution, color display and image quality, and is actively applied to a laptop or a desktop monitor. It is becoming.
상기 액정표시장치는 크게 제 1 기판인 컬러필터(color filter) 기판과 제 2 기판인 어레이(array) 기판 및 상기 컬러필터 기판과 어레이 기판 사이에 형성된 액정층(liquid crystal layer)으로 구성된다.The liquid crystal display is largely composed of a color filter substrate as a first substrate, an array substrate as a second substrate, and a liquid crystal layer formed between the color filter substrate and the array substrate.
이때, 상기 액정표시장치에 사용되는 스위칭소자로는 일반적으로 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor; TFT)와 박막 다이오드(diode)로 구별되는데, 상기 박막 다이오드는 MIM(Metal Insulator Metal) 다이오드를 주로 사용한다.In this case, a switching element used in the liquid crystal display device is generally classified into a thin film transistor (TFT) and a thin film diode, and the thin film diode mainly uses a metal insulator metal (MIM) diode.
이러한 MIM 다이오드를 이용하는 액정표시장치는 2개의 금속 박막 사이에 두께가 수십 나노미터인 절연막을 끼운 MIM 다이오드의 전기적 비선형성을 이용해 화상을 표시하는 구조로, 3단자형인 박막 트랜지스터와 비교하여 2단자를 가지고 있어 구조나 제조공정이 간단하여 상기 박막 트랜지스터보다 낮은 비용으로 제조되는 특징을 갖고 있다. 그러나, 상기 MIM 다이오드를 스위칭소자로 사용하는 경우에는 극성에 따라 인가되는 전압이 달라지는 비대칭성 때문에 대비비(contrast ratio)나 화질의 균일성에서 문제가 발생한다는 단점이 있다.The liquid crystal display using the MIM diode displays an image by using an electrical nonlinearity of a MIM diode having an insulating film having a thickness of several tens of nanometers between two metal thin films. It has a feature that the structure and the manufacturing process are simple and are manufactured at a lower cost than the thin film transistor. However, when the MIM diode is used as a switching device, a problem arises in contrast ratio or uniformity of image quality due to asymmetry in which voltage applied to polarity is different.
이러한 문제점을 해결하기 위해 두 개의 다이오드를 대칭으로 화소전극에 연결하고, 상기 두 개의 다이오드를 통하여 서로 반대의 극성을 가지는 신호를 인가하여 화소를 구동하는 이중 선택 다이오드(Dual Select Diode; DSD)방식이 개발되었다.In order to solve this problem, a dual select diode (DSD) method in which two diodes are symmetrically connected to a pixel electrode and a pixel is driven by applying signals having opposite polarities through the two diodes is provided. Developed.
상기 DSD방식의 액정표시장치는 서로 반대의 극성을 가지는 신호를 화소전극에 인가함으로써 화질의 균일성을 향상시킬 수 있으며, 계조를 균일하게 제어할 수 있다. 또한, 화상의 대비비를 향상시킬 수 있고, 화소의 응답 속도를 향상시킬 수 있어, 박막 트랜지스터를 이용하는 액정표시장치에 근접하게 고해상도로 화상을 표시할 수 있다.The DSD type liquid crystal display device may improve the uniformity of image quality by uniformly applying signals having opposite polarities to the pixel electrode, and control the gray level uniformly. In addition, the contrast ratio of the image can be improved, and the response speed of the pixel can be improved, and the image can be displayed at high resolution in proximity to the liquid crystal display device using the thin film transistor.
상기와 같은 상기 액정표시장치의 제조공정은 기본적으로 박막 다이오드를 포함하는 어레이 기판의 제작에 다수의 마스크공정(즉, 포토리소그래피(photolithography)공정)을 필요로 하므로 생산성 면에서 상기 마스크공정의 수를 줄이는 방법이 요구되어지고 있다.The manufacturing process of the liquid crystal display device as described above basically requires a number of mask processes (ie, photolithography process) for fabricating an array substrate including a thin film diode. There is a need for ways to reduce it.
상기 포토리소그래피공정은 마스크에 그려진 패턴을 박막이 증착된 기판 위에 전사시켜 원하는 패턴을 형성하는 일련의 공정으로 감광액 도포, 노광 및 현상공정 등 다수의 공정으로 이루어져 있다. 그 결과 다수의 포토리소그래피공정은 생산 수율을 떨어뜨리는 등 많은 문제점이 있다.The photolithography process is a series of processes in which a pattern drawn on a mask is transferred onto a substrate on which a thin film is deposited to form a desired pattern. The photolithography process includes a plurality of processes such as photoresist coating, exposure, and development. As a result, many photolithography processes have many problems such as lowering production yields.
특히, 패턴을 형성하기 위하여 설계된 마스크는 매우 고가이어서, 공정에 적용되는 마스크수가 증가하면 액정표시장치의 제조비용이 이에 비례하여 상승하는 문제점이 있다.In particular, a mask designed to form a pattern is very expensive, and as the number of masks applied to the process increases, the manufacturing cost of the liquid crystal display device increases in proportion.
본 발명은 상기한 문제를 해결하기 위한 것으로, 어레이 기판의 제조에 사용되는 마스크수를 감소시킨 박막 다이오드 액정표시장치 및 그 제조방법을 제공하는데 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a thin film diode liquid crystal display device having a reduced number of masks used for manufacturing an array substrate and a method of manufacturing the same.
본 발명의 다른 목적 및 특징들은 후술되는 발명의 구성 및 특허청구범위에서 설명될 것이다.Other objects and features of the present invention will be described in the configuration and claims of the invention described below.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 박막 다이오드 액정표시장치의 제조방법은 제 1 기판 위에 제 1, 제 2 접촉부를 가지는 화소전극과 제 1, 제 2 인입 전극을 가지는 제 1, 제 2 주사 신호선을 형성하는 단계; 제 1 절연막을 패터닝하여 상기 화소전극과 제 1, 제 2 주사 신호선 상부에 국지적으로 위치하는 제 1 절연막패턴을 형성하는 단계; 상기 제 1 기판 위에 제 2 절연막과 도전막을 형성하는 단계; 상기 제 2 절연막과 도전막을 패터닝하여 상기 제 1, 제 2 인입 전극과 제 1, 제 2 접촉부 상부에 상기 제 2 절연막으로 이루어진 제 1, 제 2 채널 절연막과 상기 도전막으로 이루어지며 상기 제 1, 제 2 채널 절연막과 동일한 형태로 패터닝된 제 1, 제 2 부유 전극을 형성하는 단계; 및 상기 제 1 기판과 제 2 기판을 합착하는 단계를 포함한다.In order to achieve the above object, a method of manufacturing a thin film diode liquid crystal display device according to the present invention includes first and second scanning pixels having first and second contact portions and first and second incoming electrodes on a first substrate. Forming a signal line; Patterning a first insulating film to form a first insulating film pattern positioned locally over the pixel electrode and the first and second scan signal lines; Forming a second insulating film and a conductive film on the first substrate; The second insulating film and the conductive film are patterned to include the first and second channel electrodes, the first and second channel insulating films including the second insulating film on the first and second contact portions, and the conductive film. Forming first and second floating electrodes patterned in the same manner as the second channel insulating film; And bonding the first substrate and the second substrate to each other.
또한, 본 발명의 박막 다이오드 액정표시장치는 제 1 기판 위에 형성된 제 1, 제 2 주사 신호선; 상기 제 1 기판 위에 형성되며, 제 1, 제 2 접촉부를 가진 화소전극; 제 1 인입 전극을 가지며 상기 제 1 주사 신호선과 화소전극을 연결하는 제 1 박막 다이오드 및 제 2 인입 전극을 가지며 상기 제 2 주사 신호선과 상기 화소전극을 연결하는 제 2 박막 다이오드; 상기 제 1 기판 위에 형성되며, 상기 제 1, 제 2 주사 신호선과 교차하여 화소영역을 정의하는 데이터 라인; 상기 제 1, 제 2 인입 전극과 상기 제 1, 제 2 접촉부 위에 국지적으로 형성된 제 1, 제 2 채널 절연막; 상기 제 1, 제 2 채널 절연막 위에 형성되며, 상기 제 1, 제 2 채널 절연막과 동일한 형태로 패터닝된 제 1, 제 2 부유 전극; 및 상기 제 1 기판과 대향하 여 합착되는 제 2 기판을 포함한다.In addition, the thin film diode liquid crystal display according to the present invention comprises: first and second scan signal lines formed on the first substrate; A pixel electrode formed on the first substrate and having first and second contacts; A first thin film diode having a first lead electrode and connecting the first scan signal line and the pixel electrode, and a second thin film diode having a second lead electrode and connecting the second scan signal line and the pixel electrode; A data line formed on the first substrate and defining a pixel region crossing the first and second scan signal lines; First and second channel insulating layers locally formed on the first and second lead electrodes and the first and second contact portions; First and second floating electrodes formed on the first and second channel insulating layers and patterned in the same form as the first and second channel insulating layers; And a second substrate bonded to face the first substrate.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 박막 다이오드 액정표시장치 및 그 제조방법의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of a thin film diode liquid crystal display device and a manufacturing method according to the present invention.
도 1은 본 발명에 따른 박막 다이오드 액정표시장치의 구조를 개략적으로 나타내는 절개사시도이다.1 is a perspective view schematically showing the structure of a thin film diode liquid crystal display according to the present invention.
도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 박막 다이오드 액정표시장치는 하부 어레이 기판(110)과 상기 어레이 기판(110)과 대향하여 합착되는 상부 컬러필터 기판(105) 및 상기 하부 어레이 기판(110)과 상부 컬러필터 기판(105) 사이에 주입되어 상기 기판(105, 110)면에 대하여 수평으로 배향되어 있는 액정분자를 포함하는 액정층(180)으로 이루어진다.As shown in the figure, the thin film diode liquid crystal display according to the present invention is the upper
상기 어레이 기판(110)에는 적, 녹 및 청색의 화소에 대응하는 화소전극(130)이 형성되어 있으며, 이러한 화소전극(130)에는 반대 극성을 가지는 신호를 전달하는 이중의 주사 신호선(120, 120')이 형성되어 있으며, 스위칭소자로서 MIM 다이오드(D1, D2)가 형성되어 있다. 또한, 상기 어레이 기판(110)에는 액정분자를 구동하기 위한 전계를 형성하며 상기 이중의 주사 신호선(120, 120')과 교차하여 화소영역을 정의하는 데이터 라인(160)과 상기 데이터 라인(160)에 연결되어 있는 가지 전극(165')이 형성되어 있다.
상부 컬러필터 기판(105)에는 적, 녹 및 청색의 화소 각각에 순차적으로 대응하여 적, 녹 및 청색의 컬러필터(107)가 형성되어 있다.The red, green, and
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 박막 다이오드 액정표시장치의 어레이 기판 일부를 개략적으로 나타내는 평면도이다.2 is a plan view schematically illustrating a portion of an array substrate of a thin film diode liquid crystal display according to a first exemplary embodiment of the present invention.
도면에 도시된 바와 같이, 유리와 같은 투명한 절연물질로 이루어진 어레이 기판(110) 위에 제 1, 제 2 접촉부(131, 131')를 가지는 화소전극(130)과 제 1, 제 2 인입 전극(121, 121')이 형성되어 있다.As shown in the drawing, the
여기서, 상기 화소전극(130)은 세로 방향으로 뻗어 있는 화소전극라인(132)과 상기 화소전극라인(132)으로부터 뻗어 나와 있으며 가로 방향으로 뻗어 있는 가지부(135) 및 가로 방향으로 뻗어 있으며 폭이 확장되어 있는 중첩부(136)를 포함한다.Here, the
또한, 상기 제 1 인입 전극(121)은 상기 제 1 접촉부(131)와 소정의 간격을 두고 인접하여 배치되어 있고, 상기 제 2 인입 전극(121')은 상기 제 2 접촉부(131')와 소정의 간격을 두고 인접하여 배치되어 있다.In addition, the
여기서, 상기 화소전극(130)과 제 1, 제 2 인입 전극(121, 121') 등은 인듐-틴-옥사이드(Indium Tin Oxide; ITO) 또는 인듐-징크-옥사이드(Indium Zinc Oxide; IZO)와 같은 투명한 도전물질은 물론 크롬(Cr), 알루미늄(Al), 몰리브덴(Mo) 및 이들의 합금과 같은 불투명한 도전물질로 형성할 수 있다.The
상기 제 1 인입 전극(121)과 제 1 접촉부(131)의 상부와 제 2 인입 전극(121')과 제 2 접촉부(131')의 상부에는 각각 제 1, 제 2 채널 절연막(150, 150')이 국지적으로 형성되어 있다.First and second
또한, 상기 제 1, 제 2 채널 절연막(150, 150') 상부에는 각각 제 1, 제 2 부유 전극(140, 140')이 형성되어 있다. 이때, 상기 제 1 부유 전극(140)은 상기 제 1 인입 전극(121) 및 제 1 접촉부(131)와 교차하고 있으며, 상기 제 2 부유 전극(140')은 상기 제 2 인입 전극(121') 및 제 2 접촉부(131')와 교차하고 있다.In addition, first and second floating
이와 같이 구성된 상기 어레이 기판(110)에는 가로 방향으로 뻗어 있는 제 1, 제 2 주사 신호선(120, 120')이 형성되어 있으며, 이때 상기 제 1, 제 2 주사 신호선(120, 120')은 각각 상기 제 1 인입 전극(121) 및 제 2 인입 전극(121')과 전기적으로 접속되어 있다.The
이때, 상기 제 1, 제 2 부유 전극(140, 140') 상부의 어레이 기판(110)에는 층간 절연막(미도시)이 전면적으로 형성되어 있으며, 상기 층간 절연막 위에는 세로 방향으로 뻗어 있는 데이터 라인(160)과 상기 데이터 라인(160)에 연결되어 있으며 가로 방향으로 뻗어 있는 가지 전극(165) 및 유지 전극(166)이 형성되어 있다.In this case, an interlayer insulating film (not shown) is entirely formed on the
여기서, 상기 가지 전극(165)은 상기 화소전극(130)의 가지부(135)와 소정 거리를 두고 나란하게 교대로 배치되어 있다. 또한, 상기 유지 전극(166)은 상기 화소전극(130)의 중첩부(136) 일부와 중첩하여 유지용량을 형성한다.Here, the
이러한 구조에서는 상기 제 1, 제 2 인입 전극(121, 121'), 제 1, 제 2 채널 절연막(150, 150'), 제 1, 제 2 부유 전극(140, 140') 및 제 1, 제 2 접촉부(131, 131')가 두 개의 MIM 다이오드를 이룬다. 이러한 MIM 다이오드는 상기 제 1, 제 2 주사 신호선(120, 120')을 통하여 임계 전압 이상의 전압이 인가되는 경우에만 해당 화소에 전압이 인가된다. 한편, 신호가 전달되지 않는 경우에는 MIM 다이오드의 저항이 커서 화소에 전달된 전압은 다음의 구동 전압이 인가될 때까지 액정층과 액 정 축전기에 저장된다.In this structure, the first and second
이때, 도면에는 도시하지 않았지만, 상부 컬러필터 기판에는 블랙 매트릭스와 컬러필터가 형성되어 있다.Although not shown in the figure, a black matrix and a color filter are formed on the upper color filter substrate.
이와 같이 구성된 상기 어레이 기판(110)과 컬러필터 기판 사이에는 액정층(미도시)이 형성되어 있으며, 상기 액정층의 액정분자는 전계가 인가되지 않은 상태에서 상기 가지 전극(165) 및 가지부(135)와 나란하게 배열되어 있다. 이때, 상기 화소 전극(130)과 데이터 라인(160) 사이에 전압이 인가되어 상기 가지 전극(165)과 가지부(135) 사이에 전계가 형성되면 액정분자는 수평전계의 영향을 받아 상기 가지 전극(165)과 가지부(135)에 수직을 이루는 방향으로 회전하게 된다.A liquid crystal layer (not shown) is formed between the
이와 같이, 액정분자가 상기 어레이 기판(110)과 컬러필터 기판에 대하여 수평을 이루는 면내에서 동작하면 경로에 따라 빛이 겪는 리타데이션(retardation)(Δnd)의 변화가 크지 않아 광시야각 구현에 매우 유리하다. 이러한 구동 방식의 액정표시장치는 보상 필름을 사용하지 않고도 충분히 넓은 시야각을 확보할 수 있고, 컬러 쉬프트(color shift)를 포함하여 측면 시인성이 우수하며, 계조간 응답 속도 분포가 균일하여 동화상 표현에 유리하다.As such, when the liquid crystal molecules operate in a plane parallel to the
도 3a 내지 도 3e는 상기 도 2에 도시된 어레이 기판의 II-II'선에 따른 제조공정을 순차적으로 나타내는 단면도이다.3A to 3E are cross-sectional views sequentially illustrating a manufacturing process along line II-II ′ of the array substrate illustrated in FIG. 2.
도 3a에 도시된 바와 같이, 절연물질로 이루어진 기판(110) 위에 투명한 도전물질이나 금속 등의 불투명한 도전물질을 증착하고 포토리소그래피공정(제 1 마스크공정)을 이용하여 선택적으로 패터닝함으로써 접촉부(131)를 가지는 화소전극 과 인입 전극(121)에 연결된 주사 신호선(120)을 형성한다.As shown in FIG. 3A, an opaque conductive material such as a transparent conductive material or a metal is deposited on a
이때, 상기 화소전극은 세로 방향으로 뻗어 있는 화소전극라인(미도시)과 상기 화소전극라인으로부터 뻗어 나와 있으며 가로 방향으로 뻗어 있는 가지부(미도시) 및 가로 방향으로 뻗어 있으며 폭이 확장되어 있는 중첩부(136)를 포함한다.In this case, the pixel electrode extends from the pixel electrode line (not shown) extending in the vertical direction and the pixel electrode line and overlaps the branch portion (not shown) extending in the horizontal direction and the width extending in the horizontal direction.
또한, 상기 인입 전극(121)은 상기 접촉부(131)와 소정의 간격을 두고 인접하여 배치되어 있다.In addition, the
여기서, 상기 화소전극과 주사 신호선(120) 등은 인듐-틴-옥사이드 또는 인듐-징크-옥사이드와 같은 투명한 도전물질은 물론 크롬, 알루미늄, 몰리브덴 및 이들의 합금과 같은 불투명한 도전물질로 형성할 수 있다.The pixel electrode and the
이어서, 도 3b에 도시된 바와 같이, 상기 기판(110) 전면에 실리콘질화막(SiNx)을 증착하고 포토리소그래피공정(제 2 마스크공정)을 이용하여 선택적으로 패터닝함으로써 상기 인입 전극(121)과 화소전극의 접촉부(131) 상부에만 국지적으로 위치하는 채널 절연막(150)을 형성한다.Subsequently, as illustrated in FIG. 3B, a silicon nitride film (SiNx) is deposited on the entire surface of the
다음으로, 도 3c에 도시된 바와 같이, 알루미늄, 몰리브덴, 탄타늄(Ta), 티타늄(Ti) 또는 이들의 합금을 증착하고 포토리소그래피공정(제 3 마스크공정)을 이용하여 선택적으로 패터닝함으로써 상기 채널 절연막(150) 상부에 부유 전극(140)을 형성한다.Next, as shown in Figure 3c, the channel by depositing aluminum, molybdenum, titanium (Ta), titanium (Ti) or alloys thereof and selectively patterning using a photolithography process (third mask process). The floating
그리고, 도 3d에 도시된 바와 같이, 실리콘산화막이나 실리콘질화막 등의 무기 절연막이나 수지 등의 유기 절연막을 형성하고 포토리소그래피공정(제 4 마스크공정)을 이용하여 선택적으로 패터닝함으로써 상기 주사 신호선(120) 중 외부 회로 와 연결되는 부분 등을 노출하는 콘택홀(미도시)을 가지는 층간 절연막(115)을 형성한다.As shown in FIG. 3D, an inorganic insulating film such as a silicon oxide film or a silicon nitride film or an organic insulating film such as a resin is formed and selectively patterned using a photolithography process (fourth mask process) to scan the
이어서, 도 3e에 도시된 바와 같이, 제 5 마스크공정을 통해 상기 층간 절연막(115)이 형성된 기판(110) 상부에 상기 주사 신호선(120)과 교차하여 화소영역을 정의하는 데이터 라인(160)과 상기 데이터 라인(160)에 연결되어 있으며 가로 방향으로 뻗어 있는 가지 전극(미도시) 및 유지 전극(166)을 형성한다.Subsequently, as illustrated in FIG. 3E, the
여기서, 상기 유지 전극(166)은 상기 화소전극의 중첩부(136) 일부와 중첩하여 유지용량을 형성한다.Here, the
또한, 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 가지 전극은 상기 화소전극의 가지부와 소정 거리를 두고 나란하게 교대로 배치되어 있다.Although not illustrated, the branch electrodes are alternately arranged side by side with a predetermined distance from the branch portion of the pixel electrode.
이와 같이 본 발명의 제 1 실시예에서는 5번의 마스크공정을 통해 박막 다이오드 액정표시장치의 어레이 기판을 제조하나, 더 적은 수의 마스크공정만으로도 박막 다이오드 액정표시장치의 어레이 기판을 제조할 수 있으며, 이를 다음의 제 2, 제 3 실시예를 통해 상세히 설명한다.As described above, in the first exemplary embodiment of the present invention, the array substrate of the thin film diode liquid crystal display device is manufactured through five mask processes, but the array substrate of the thin film diode liquid crystal display device may be manufactured using only a few mask processes. The following second and third embodiments will be described in detail.
도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 어레이 기판의 제조공정을 순차적으로 나타내는 단면도로써, 총 4번의 마스크공정을 통해 박막 다이오드 액정표시장치의 어레이 기판을 제조하는 과정을 나타내고 있다.4A to 4D are cross-sectional views sequentially illustrating a manufacturing process of an array substrate according to a second exemplary embodiment of the present invention, and show a process of manufacturing an array substrate of a thin film diode liquid crystal display through four mask processes.
이때, 상기 제 2 실시예의 어레이 기판의 제조방법은 상기 제 1 실시예의 어레이 기판의 제조방법에서 제 3, 제 4 마스크공정의 순서를 바꾸어 진행하고 제 4 마스크공정을 통해 부유 전극과 데이터 라인을 동시에 패터닝함으로써 한번의 마스 크공정을 줄일 수 있게 된다.At this time, in the method of manufacturing the array substrate of the second embodiment, the order of the third and fourth mask processes are changed in the method of manufacturing the array substrate of the first embodiment, and the floating electrode and the data line are simultaneously operated through the fourth mask process. By patterning, one mask process can be reduced.
도 4a에 도시된 바와 같이, 절연물질로 이루어진 기판(210) 위에 투명한 도전물질이나 금속 등의 불투명한 도전물질을 증착하고 포토리소그래피공정(제 1 마스크공정)을 이용하여 선택적으로 패터닝함으로써 접촉부(231)를 가지는 화소전극과 인입 전극(221)에 연결된 주사 신호선(220)을 형성한다.As shown in FIG. 4A, an opaque conductive material such as a transparent conductive material or a metal is deposited on a
이때, 상기 화소전극은 세로 방향으로 뻗어 있는 화소전극라인(미도시)과 상기 화소전극라인으로부터 뻗어 나와 있으며 가로 방향으로 뻗어 있는 가지부(미도시) 및 가로 방향으로 뻗어 있으며 폭이 확장되어 있는 중첩부(236)를 포함한다.In this case, the pixel electrode extends from the pixel electrode line (not shown) extending in the vertical direction and the pixel electrode line and overlaps the branch portion (not shown) extending in the horizontal direction and the width extending in the horizontal direction.
또한, 상기 인입 전극(221)은 상기 접촉부(231)와 소정의 간격을 두고 인접하여 배치되어 있다.In addition, the
이어서, 도 4b에 도시된 바와 같이, 상기 기판(210) 전면에 제 1 실리콘질화막을 증착하고 포토리소그래피공정(제 2 마스크공정)을 이용하여 선택적으로 패터닝함으로써 상기 인입 전극(221)과 화소전극의 접촉부(231) 상부에만 국지적으로 위치하는 채널 절연막(250)을 형성한다.Subsequently, as illustrated in FIG. 4B, a first silicon nitride film is deposited on the entire surface of the
다음으로, 도 4c에 도시된 바와 같이, 상기 기판(210) 전면에 제 2 실리콘질화막을 증착하고 포토리소그래피공정(제 3 마스크공정)을 이용하여 선택적으로 패터닝함으로써 상기 중첩부(236)를 포함하는 주사 신호선(220) 상부에만 국지적으로 위치하는 제 2 절연막패턴(215)을 형성한다.Next, as shown in FIG. 4C, the second silicon nitride film is deposited on the entire surface of the
이때, 상기 채널 절연막(250)과 제 2 절연막패턴(215)은 유사한 제 1 실리콘질화막과 제 2 실리콘질화막으로 형성하므로 상기 제 2 실리콘질화막 패터닝시 박 막의 식각 선택성이 떨어져 상기 채널 절연막(250)에 손상을 줄 우려가 존재한다.In this case, since the
그리고, 도 4d에 도시된 바와 같이, 알루미늄, 몰리브덴, 탄타늄, 티타늄 또는 이들의 합금을 증착하고 포토리소그래피공정(제 4 마스크공정)을 이용하여 선택적으로 패터닝함으로써 상기 채널 절연막(250) 상부에 부유 전극(240)을 형성하는 동시에 상기 제 2 절연막패턴(215) 상부에 상기 주사 신호선(220)과 교차하여 화소영역을 정의하는 데이터 라인(260)과 상기 데이터 라인(260)에 연결되어 있으며 가로 방향으로 뻗어 있는 가지 전극(미도시) 및 유지 전극(266)을 형성한다.As shown in FIG. 4D, aluminum, molybdenum, titanium, titanium, or an alloy thereof is deposited and selectively patterned using a photolithography process (fourth mask process) to float on the
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 제 2 실시예에서는 총 4번의 마스크공정만으로 박막 다이오드 액정표시장치의 어레이 기판을 제조할 수 있다.As described above, in the second embodiment of the present invention, an array substrate of a thin film diode liquid crystal display device may be manufactured using only four mask processes.
도 5는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 박막 다이오드 액정표시장치의 어레이 기판 일부를 개략적으로 나타내는 평면도로써, 주사 신호선의 일측에 연결된 패드부를 화소부와 함께 나타내고 있다.FIG. 5 is a plan view schematically illustrating a portion of an array substrate of a thin film diode liquid crystal display according to a third exemplary embodiment of the present invention, and shows a pad portion connected to one side of a scan signal line together with a pixel portion.
도면에 도시된 바와 같이, 유리와 같은 투명한 절연물질로 이루어진 어레이 기판(310) 위에 제 1, 제 2 접촉부(331, 331')를 가지는 화소전극(330)과 제 1, 제 2 인입 전극(321, 321')이 형성되어 있다.As shown in the drawing, the
여기서, 상기 화소전극(330)은 세로 방향으로 뻗어 있는 화소전극라인(332)과 상기 화소전극라인(332)으로부터 뻗어 나와 있으며 가로 방향으로 뻗어 있는 가지부(335) 및 가로 방향으로 뻗어 있으며 폭이 확장되어 있는 중첩부(336)를 포함한다.Here, the
또한, 상기 제 1 인입 전극(321)은 상기 제 1 접촉부(331)와 소정의 간격을 두고 인접하여 배치되어 있고, 상기 제 2 인입 전극(321')은 상기 제 2 접촉부(331')와 소정의 간격을 두고 인접하여 배치되어 있다.In addition, the first
상기 제 1 인입 전극(321)과 제 1 접촉부(331)의 상부와 제 2 인입 전극(321')과 제 2 접촉부(331')의 상부에는 각각 제 1, 제 2 채널 절연막(350, 350')이 국지적으로 형성되어 있다.First and second
또한, 상기 제 1, 제 2 채널 절연막(350, 350') 상부에는 각각 제 1, 제 2 부유 전극(340, 340')이 형성되어 있다. 이때, 상기 제 1 부유 전극(340)은 상기 제 1 인입 전극(321) 및 제 1 접촉부(331)와 교차하고 있으며, 상기 제 2 부유 전극(340')은 상기 제 2 인입 전극(321') 및 제 2 접촉부(331')와 교차하고 있다. 또한, 상기 제 1, 제 2 부유 전극(340, 340')은 각각 그 하부의 상기 제 1, 제 2 채널 절연막(350, 350')과 동일한 마스크공정을 통해 동일한 형태로 패터닝되게 된다.In addition, first and second floating
이와 같이 구성된 상기 어레이 기판(310)에는 가로 방향으로 뻗어 있는 제 1, 제 2 주사 신호선(320, 320')이 형성되어 있으며, 이때 상기 제 1, 제 2 주사 신호선(320, 320')은 각각 상기 제 1 인입 전극(321) 및 제 2 인입 전극(321')과 전기적으로 접속되어 있다.The first and second
이때, 상기 중첩부(336)를 포함하는 화소전극(330)과 제 1, 제 2 주사 신호선(320, 320') 상부에는 제 1 절연막패턴(315a)이 국지적으로 형성되어 있으며, 상기 제 1 절연막패턴(315b) 위에는 제 2 절연막패턴(315b) 및 상기 제 2 절연막패턴(315b)과 동일한 형태로 패터닝되며 세로 방향으로 뻗어 있는 데이터 라인(360) 과 상기 데이터 라인(360)에 연결되어 있으며 가로 방향으로 뻗어 있는 가지 전극(365) 및 유지 전극(366)이 형성되어 있다.In this case, a first insulating
상기 가지 전극(365)은 상기 화소전극(330)의 가지부(335)와 소정 거리를 두고 나란하게 교대로 배치되어 있다. 또한, 상기 유지 전극(366)은 상기 화소전극(330)의 중첩부(336) 일부와 중첩하여 유지용량을 형성한다.The
이때, 상기 제 1, 제 2 주사 신호선(320, 320')의 일측에는 제 1, 제 2 콘택홀(375, 375')을 통해 외부의 회로와 연결되는 제 1, 제 2 패드부 배선(370)이 연결되어 있다.In this case, first and second
여기서, 상기 가지 전극(365)과 유지 전극(366) 및 데이터라인(360)은 상기 제 1, 제 2 부유 전극(340, 340')과 동일한 마스크공정을 통해 동일한 도전물질로 형성함으로써 마스크수를 줄일 수 있게 되는데, 이를 다음의 어레이 기판의 제조공정을 통해 상세히 설명한다.Here, the
도 6a 내지 도 6c는 상기 도 5에 도시된 어레이 기판의 V-V'선에 따른 제조공정을 순차적으로 나타내는 단면도이며, 도 7a 내지 도 7c는 상기 도 5에 도시된 어레이 기판의 V-V'선에 따른 제조공정을 순차적으로 나타내는 평면도이다.6A through 6C are cross-sectional views sequentially illustrating a manufacturing process along the line VV ′ of the array substrate illustrated in FIG. 5, and FIGS. 7A through 7C illustrate VV ′ of the array substrate illustrated in FIG. 5. It is a top view which shows the manufacturing process along a line sequentially.
도 6a 및 도 7a에 도시된 바와 같이, 절연물질로 이루어진 기판(310) 위에 투명한 도전물질이나 금속 등의 불투명한 도전물질을 증착하고 포토리소그래피공정(제 1 마스크공정)을 이용하여 선택적으로 패터닝함으로써 제 1, 제 2 접촉부(331, 331')를 가지는 화소전극(330)과 제 1, 제 2 인입 전극(321, 321')에 연결된 제 1, 제 2 주사 신호선(320, 320')을 형성한다.As shown in FIGS. 6A and 7A, an opaque conductive material such as a transparent conductive material or a metal is deposited on a
이때, 상기 화소전극(330)은 세로 방향으로 뻗어 있는 화소전극라인(332)과 상기 화소전극라인(332)으로부터 뻗어 나와 있으며 가로 방향으로 뻗어 있는 가지부(335) 및 가로 방향으로 뻗어 있으며 폭이 확장되어 있는 중첩부(336)를 포함한다.In this case, the
또한, 상기 제 1, 제 2 인입 전극(321, 321')은 각각 상기 제 1, 제 2 접촉부(331, 331')와 소정의 간격을 두고 인접하여 배치되어 있다.In addition, the first and second
또한, 상기 제 1, 제 2 주사 신호선(320, 320')의 각각의 일측에는 외부의 회로와 연결되어 상기 제 1, 제 2 주사 신호선(320, 320')에 주사신호를 전달하는 제 1, 제 2 패드부 배선(370, 370)이 형성되어 있다.In addition, one side of each of the first and second
여기서, 상기 화소전극(330)과 제 1, 제 2 주사 신호선(320, 320') 및 제 1, 제 2 패드부 배선(370, 370) 등은 인듐-틴-옥사이드 또는 인듐-징크-옥사이드와 같은 투명한 도전물질은 물론 크롬, 알루미늄, 몰리브덴 및 이들의 합금과 같은 불투명한 도전물질로 형성할 수 있다.The
이어서, 도 6b 및 도 7b에 도시된 바와 같이, 상기 기판(310) 전면에 실리콘질화막과 같은 제 1 절연막을 증착하고 포토리소그래피공정(제 2 마스크공정)을 이용하여 선택적으로 패터닝함으로써 상기 중첩부(336)를 포함하는 화소전극(330)과 제 1, 제 2 주사 신호선(320, 320') 상부에만 국지적으로 위치하는 제 1 절연막패턴(315a)을 형성한다. 이때, 상기 제 2 마스크공정을 통해 상기 및 제 1, 제 2 패드부 배선(370, 370) 위에는 상기 및 제 1, 제 2 패드부 배선(370, 370)의 일부를 노출시키는 패드부 절연막패턴(315a')이 형성되게 된다.6B and 7B, a first insulating film such as a silicon nitride film is deposited on the entire surface of the
다음으로, 도 6c 및 도 7c에 도시된 바와 같이, 실리콘질화막과 같은 제 2 절연막을 증착한 다음 알루미늄, 몰리브덴, 탄타늄(Ta), 티타늄(Ti) 또는 이들의 합금과 같은 도전막을 증착하고, 포토리소그래피공정(제 3 마스크공정)을 이용하여 선택적으로 패터닝함으로써 상기 제 1, 제 2 인입 전극(321, 321')과 제 1, 제 2 접촉부(331, 331') 상부에 상기 제 2 절연막으로 이루어진 제 1, 제 2 채널 절연막(350, 350')과 상기 도전막으로 이루어지며 상기 제 1, 제 2 채널 절연막(350, 350')과 동일한 형태로 패터닝된 제 1, 제 2 부유 전극(340, 340')을 형성한다.Next, as illustrated in FIGS. 6C and 7C, a second insulating film such as a silicon nitride film is deposited, and then a conductive film such as aluminum, molybdenum, tantalum (Ta), titanium (Ti), or an alloy thereof is deposited. By selectively patterning using a photolithography process (third mask process), the second insulating film is formed on the first and
그리고, 상기 제 1 절연막패턴(315b) 위에는 상기 제 3 마스크공정을 통해 상기 제 2 절연막으로 이루어진 제 2 절연막패턴(315b) 및 상기 도전막으로 이루어지며 상기 제 2 절연막패턴(315b)과 동일한 형태로 패터닝된 데이터 라인(360)과 상기 데이터 라인(360)에 연결되어 있으며 가로 방향으로 뻗어 있는 가지 전극(365) 및 유지 전극(366)이 형성되어 있다. 이때, 상기 제 2 절연막의 식각은 상기 제 1, 제 2 패드부 배선(370, 370)의 일부가 노출될 때까지 진행하여야 한다.The second
이와 같이 본 발명의 제 3 실시예에서는 총 3번의 마스크공정만으로 박막 다이오드 액정표시장치의 어레이 기판을 제조할 수 있다.As described above, in the third exemplary embodiment of the present invention, the array substrate of the thin film diode liquid crystal display device may be manufactured using only three mask processes.
상기한 설명에 많은 사항이 구체적으로 기재되어 있으나 이것은 발명의 범위를 한정하는 것이라기보다 바람직한 실시예의 예시로서 해석되어야 한다. 따라서 발명은 설명된 실시예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위와 특허청구범위에 균등한 것에 의하여 정하여져야 한다.Many details are set forth in the foregoing description but should be construed as illustrative of preferred embodiments rather than to limit the scope of the invention. Therefore, the invention should not be defined by the described embodiments, but should be defined by the claims and their equivalents.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 박막 다이오드 액정표시장치 및 그 제조방법은 어레이 기판 제조에 사용되는 마스크수를 줄여 제조공정 및 비용을 절감시키는 효과를 제공한다.As described above, the thin film diode liquid crystal display device and the method of manufacturing the same according to the present invention provide the effect of reducing the number of masks used for manufacturing the array substrate and reducing the manufacturing process and cost.
또한, 본 발명에 따른 박막 다이오드 액정표시장치 및 그 제조방법은 공정이 단순화됨에 따라 수율 향상이 기대되며, 초기 투자비가 감소하는 효과가 기대된다.In addition, the thin film diode liquid crystal display according to the present invention and a manufacturing method thereof are expected to improve yield as the process is simplified, and the effect of reducing the initial investment cost is expected.
Claims (15)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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KR1020060061627A KR20080003089A (en) | 2006-06-30 | 2006-06-30 | Thin film diode liquid crystal display device and method of fabricating the same |
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KR1020060061627A KR20080003089A (en) | 2006-06-30 | 2006-06-30 | Thin film diode liquid crystal display device and method of fabricating the same |
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Family Applications (1)
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-
2006
- 2006-06-30 KR KR1020060061627A patent/KR20080003089A/en not_active Application Discontinuation
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