KR20080039004A - Liquid crystal display panel of horizontal electronic fileld applying type and method of fabricating the same - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 종래의 수평 전계 인가형 액정표시패널의 박막 트랜지스터 어레이 기판을 나타내는 평면도. 1 is a plan view illustrating a thin film transistor array substrate of a conventional horizontal field application liquid crystal display panel.
도 2a는 도 1에서 선Ⅰ-Ⅰ'를 따라 절취한 박막 트랜지스터 어레이 기판과 컬러필터 어레이 기판을 포함하는 액정표시패널의 일부를 나타내는 단면도.FIG. 2A is a cross-sectional view illustrating a portion of a liquid crystal display panel including a thin film transistor array substrate and a color filter array substrate taken along line II ′ in FIG. 1.
도 2b는 도 1에서 선 Ⅱ-Ⅱ'를 따라 절취한 박막 트랜지스터 어레이 기판과 컬러필터 어레이 기판을 포함한 액정표시패널의 일부를 나타내는 단면도.FIG. 2B is a cross-sectional view illustrating a portion of a liquid crystal display panel including a thin film transistor array substrate and a color filter array substrate taken along line II-II ′ in FIG. 1.
도 3은 볼 스페이서가 비정상적으로 위치함에 따른 셀갭 불균일을 나타내는 도면.3 shows cell gap non-uniformity as the ball spacers are positioned abnormally.
도 4는 본 발명에 따른 수평 전계 인가형 액정표시패널의 박막 트랜지스터 어레이 기판을 나타내는 평면도.4 is a plan view illustrating a thin film transistor array substrate of a horizontal field applied liquid crystal display panel according to the present invention;
도 5a는 도 1에서 선 Ⅲ-Ⅲ'를 따라 절취한 박막 트랜지스터 어레이 기판과 컬러필터 어레이 기판을 포함하는 액정표시패널의 일부를 나타내는 단면도.FIG. 5A is a cross-sectional view illustrating a portion of a liquid crystal display panel including a thin film transistor array substrate and a color filter array substrate taken along line III-III ′ in FIG. 1.
도 5b는 도 1에서 선 Ⅵ-Ⅵ'를 따라 절취한 박막 트랜지스터 어레이 기판과 컬러필터 어레이 기판을 포함한 액정표시패널의 일부를 나타내는 단면도.FIG. 5B is a cross-sectional view illustrating a portion of a liquid crystal display panel including a thin film transistor array substrate and a color filter array substrate taken along line VI-VI ′ in FIG. 1.
도 6a 내지 도 6e는 도 5a 및 도 5b에 도시된 박막 트랜지스터 어레이 기판의 제조방법을 나타내는 도면. 6A to 6E illustrate a method of manufacturing the thin film transistor array substrate illustrated in FIGS. 5A and 5B.
도 7a 및 도 7b는 도 6b의 제2 마스크 공정을 구체적으로 나타내는 도면.7A and 7B specifically illustrate the second mask process of FIG. 6B.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명> <Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
2, 102 : 게이트 라인 4, 104 : 데이터 라인 2, 102:
6, 106 : 박막 트랜지스터 8, 108 : 게이트 전극 6, 106
10 : 소스 전극 12, 112 : 드레인 전극 10
14, 114 : 화소전극 16, 116 : 공통 라인 14, 114:
18, 118 : 공통 전극 51, 151 : 보호막 18, 118:
46,146 : 게이트 절연막 70,170 : 박막 트랜지스터 어레이 기판46,146: gate insulating film 70,170: thin film transistor array substrate
80,180 : 컬러필터 어레이 기판80,180 color filter array substrate
220 : 포토레지스트 패턴 210 : 더미 패턴 220: photoresist pattern 210: dummy pattern
17,117 : 제1 접촉홀 27, 127 : 제2 접촉홀17,117:
본 발명은 액정표시패널에 관한 것으로, 특히 화질 저하를 방지할 수 있는 수평 전계 인가형 액정표시패널 및 그 제조방법에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal display panel, and more particularly, to a horizontal field application type liquid crystal display panel capable of preventing image quality deterioration and a method of manufacturing the same.
액정표시장치는 전계를 이용하여 액정의 광투과율을 조절함으로써 화상을 표시하게 된다. 이러한 액정표시장치는 액정을 구동시키는 전계의 방향에 따라 수직 전계형과 수평 전계형으로 대별된다.The liquid crystal display device displays an image by adjusting the light transmittance of the liquid crystal using an electric field. Such liquid crystal displays are classified into vertical electric field types and horizontal electric field types according to the direction of the electric field for driving the liquid crystal.
수직 전계 인가형 액정표시장치는 상부기판 상에 형성된 공통전극과 하부기판 상에 형성된 화소전극이 서로 대향되게 배치되어 이들 사이에 형성되는 수직 전계에 의해 TN(Twisted Nemastic) 모드의 액정을 구동하게 된다. 이러한 수직 전계형 액정표시장치는 개구율이 큰 장점을 가지는 반면 시야각이 90도 정도로 좁은 단점을 가진다. In the vertical field application type liquid crystal display, the common electrode formed on the upper substrate and the pixel electrode formed on the lower substrate are disposed to face each other to drive the liquid crystal of TN (Twisted Nemastic) mode by a vertical electric field formed therebetween. . Such a vertical field type liquid crystal display device has a large aperture ratio, but has a narrow viewing angle of about 90 degrees.
수평 전계 인가형 액정표시장치는 하부 기판에 나란하게 배치된 화소 전극과 공통 전극 간의 수평 전계에 의해 인 플레인 스위치(In Plane Switch; 이하, IPS라 함) 모드의 액정을 구동하게 된다. 이러한 수평 전계 인가형 액정표시장치는 시야각이 160도 정도로 넓은 장점을 가진다. 이하, 수평 전계 인가형 액정표시장치에 대하여 상세히 살펴보기로 한다. In a horizontal field application liquid crystal display, an in-plane switch (hereinafter referred to as IPS) mode liquid crystal is driven by a horizontal electric field between a pixel electrode and a common electrode arranged side by side on a lower substrate. The horizontal field application liquid crystal display device has an advantage that a viewing angle is wide as about 160 degrees. Hereinafter, a horizontal field application liquid crystal display device will be described in detail.
수평 전계 인가형 액정표시장치는 서로 대향하여 합착된 박막 트랜지스터 어레이 기판(하부 기판) 및 칼러 필터 어레이 기판(상부 기판)과, 두 기판 사이에서 셀갭을 일정하게 유지시키기 위한 스페이서와, 스페이서에 의해 마련된 액정공간에 채워진 액정을 구비한다. The horizontal field application type liquid crystal display device includes a thin film transistor array substrate (lower substrate) and a color filter array substrate (upper substrate) bonded to each other, a spacer for maintaining a constant cell gap between the two substrates, and a spacer provided by the spacer. A liquid crystal filled in the liquid crystal space is provided.
박막 트랜지스터 어레이 기판은 화소 단위의 수평 전계 형성을 위한 다수의 신호 라인들 및 박막 트랜지스터와, 그들 위에 액정 배향을 위해 도포된 배향막으 로 구성된다. 칼라 필터 어레이 기판은 칼러 구현을 위한 칼라 필터 및 빛샘 방지를 위한 블랙 매트릭스와, 그들 위에 액정 배향을 위해 도포된 배향막으로 구성된다. The thin film transistor array substrate is composed of a plurality of signal lines and thin film transistors for forming a horizontal electric field in pixels, and an alignment film coated thereon for liquid crystal alignment. The color filter array substrate is composed of a color filter for color implementation, a black matrix for preventing light leakage, and an alignment film coated thereon for liquid crystal alignment.
도 1은 종래의 수평 전계 인가형 액정표시패널의 박막 트랜지스터 어레이 기판만을 나타낸 평면도이며, 도 2a는 도 1에서 선Ⅰ-Ⅰ'를 따라 절취한 박막 트랜지스터 어레이 기판과 컬러필터 어레이 기판을 포함하는 액정표시패널의 일부를 나타내는 단면도이고, 도 2b는 도 1에서 선Ⅱ-Ⅱ'를 따라 절취한 박막 트랜지스터 어레이 기판과 컬러필터 어레이 기판을 포함한 액정표시패널의 일부를 나타내는 단면도이다. 1 is a plan view showing only a thin film transistor array substrate of a conventional horizontal field applied liquid crystal display panel, and FIG. 2A is a liquid crystal including a thin film transistor array substrate and a color filter array substrate taken along line I-I 'of FIG. 1. FIG. 2B is a cross-sectional view showing a part of a display panel, and FIG. 2B is a cross-sectional view showing a part of a liquid crystal display panel including a thin film transistor array substrate and a color filter array substrate taken along line II-II 'in FIG. 1.
도 1, 도 2a 및 도 2b에 도시된 액정표시패널(90)은 액정(72)을 사이에 두고 서로 마주보는 박막 트랜지스터 어레이 기판(70)과 컬러필터 어레이 기판(80)으로 구성된다. The liquid
박막 트랜지스터 어레이 기판(70)은 하부 기판(45) 상에 교차되게 형성된 게이트 라인(2) 및 데이터 라인(4)과, 게이트 라인(2) 및 데이터 라인(4)의 교차부마다 형성된 박막 트랜지스터(6)와, 게이트 라인(2) 및 데이터 라인(4)에 의해 정의되는 화소 영역(5)에 수평 전계를 이루도록 형성된 화소 전극(14) 및 공통 전극(18)과, 공통 전극(18)들이 접속된 공통 라인(16)을 구비한다. The thin film
게이트라인(2)은 박막트랜지스터(6)의 게이트전극(8)에 게이트신호를 공급한다. 데이터라인(4)은 박막트랜지스터(6)의 드레인전극(12)을 통해 화소전극(14)에 화소신호를 공급한다. 게이트라인(2)과 데이터라인(4)은 교차구조로 형성되어 화 소영역(5)을 정의한다. The
공통라인(16)은 화소영역(5)을 사이에 두고 게이트라인(2)과 나란하게 형성되며 액정 구동을 위한 기준전압을 공통전극(18)에 공급한다.The
박막 트랜지스터(6)는 게이트 라인(2)의 게이트 신호에 응답하여 데이터 라인(4)의 화소 신호가 화소 전극(14)에 충전되어 유지되게 한다. 이를 위하여, 박막 트랜지스터(6)는 게이트 라인(2)에 접속된 게이트 전극(8)과, 데이터 라인(4)에 접속된 소스 전극(10)과, 화소 전극(14)에 접속된 드레인 전극(12)을 구비한다. 또한, 박막 트랜지스터(6)는 게이트 전극(8)과 게이트 절연막(46)을 사이에 두고 중첩되면서 소스 전극(10)과 드레인 전극(12) 사이에 채널을 형성하는 활성층(48)을 포함하는 반도체 패턴(49)이 더 구비된다. 반도체 패턴(49)에는 활성층(48)위에 위치하여 데이터 라인(4), 소스 전극(10), 드레인 전극(12)과 오믹 접촉을 위한 오믹 접촉층(50)이 더 포함된다. The
화소 전극(14)은 박막 트랜지스터(6)의 드레인 전극(12)과 제1 접촉홀(17)을 통해 접속되며 화소 영역(5)에 형성된다. 여기서, 화소 전극(14)은 드레인 전극(12)과 접속되고 인접한 게이트 라인(2)과 나란하게 형성된 수평부(14a)(이하, 화소전극의 수평부를 "제1 수평부"라 한다)와, 화소전극(14)의 제1 수평부(14a)와 접속되며 공통전극(18)의 핑거부(18b)(이하, 공통전극의 핑거부를 "제2 핑거부"라 한다)와 나란한 핑거부(14b)(이하, 화소전극의 핑거부를 "제1 핑거부"라 한다)로 구분된다. The
공통 전극(18)은 공통 라인(16)과 접속되어 화소 영역(5)에 게이트라인(2) 및 게이트전극(8)과 동일금속으로 형성된다. 특히, 공통 전극(18)은 게이트 절연막(46) 및 보호막(51)을 관통하여 공통 라인(16)을 노출시키는 제2 접촉홀(27)을 통해 공통 라인(16)과 접촉되며 공통 라인(16)과 부분적으로 중첩되는 수평부(18a)(이하, 공통전극의 수평부를 "제2 수평부"라 한다)와, 제2 수평부(18a)에서 신장되며 화소전극(14)의 제1 핑거부(14b)와 나란한 제2 핑거부(18b)를 구비한다. The
컬러필터 어레이 기판(80)은 각각의 화소영역(5)을 구획하는 블랙 매트릭스(56), 블랙 매트릭스(56)에 의해 구획된 화소영역(5)에 형성되는 컬러필터(58), 컬러필터(58)를 덮도록 형성된 오버코트층(59)을 구비한다.The color
블랙 매트릭스(56)는 하부기판(55)의 박막 트랜지스터(6), 게이트라인(2), 데이터라인(4) 및 공통라인(16)과 중첩되게 형성되어 빛샘을 방지함과 아울러 외부광을 흡수하여 콘트라스트를 높이는 역할을 한다. 컬러필터(58)는 블랙 매트릭스(56)에 의해 구획되는 화소영역에 R,G,B 별로 형성되어 R, G, B 색상을 구현한다. 오버코트층(59)은 컬러필터(58)를 덮도록 형성되어 상부기판(55)을 평탄화한다. 볼 스페이서(62)는 게이트 라인(2) 또는 공통 라인(16)과 중첩되는 영역에 위치하여 컬러필터 어레이 기판(80)과 박막 트랜지스터 어레이 기판(70) 사이에 셀 갭을 유지하는 역할을 한다. The
그리고, 컬러필터 어레이 기판(80)과 박막 트랜지스터 어레이 기판(70)에는 액정배향을 위한 상부 및 하부 배향막(61,53)이 각각 위치하게 된다. 상부 및 하부 배향막(61,53)은 폴리이미드 등과 같은 배향물질이 도포된 후 러빙공정이 실시됨에 따라 형성된다. In addition, upper and lower alignment layers 61 and 53 for liquid crystal alignment are disposed on the color
한편, 종래의 볼 스페이서(62)는 잉크젯(inkjet) 방식에 의해 박막 트랜지스터 어레이 기판 상에 도포된다. 여기서, 볼 스페이서(62)는 게이트 라인(2) 또는 공통라인(16)과 중첩되는 영역에 위치하게 된다. 그러나, 볼 스페이서(62)는 자체의 유동성 및 잉크젯 방식에 의해 도포되는 공정의 편차 등에 의해 볼 스페이서(62)가 게이트 라인(2) 또는 공통 라인(16)과 중첩되지 않게 되어 셀갭의 균일성이 저하되는 문제가 발생 된다.Meanwhile, the
도 3을 참조하여 좀더 상세히 설명하면, 게이트 라인(2)과 공통 라인(16) 사이의 간격(d1)은 12 ㎛ 정도이고, 볼 스페이서(62)의 지름(d2)은 2.5~4 ㎛ 정도이다. 이에 따라, 볼 스페이서(62)는 작은 충격, 공정 편차 등에 의해 게이트 라인(2)과 공통 라인(16) 사이의 함입된 영역으로 미끄러지는 일이 빈번히 일어나게 된다. 볼 스페이서(62)가 게이트 라인(2)과 공통 라인(16) 사이의 함입된 영역에 위치하게 되면 볼 스페이서(62) 주변에서의 셀 갭은 상대적으로 작아지게 됨으로써 샐갭의 균일하지 않게 되고 컬러필터 어레이 기판(80) 또한 부분적으로 휘어지게 된다. 그 결과, 투과율이 불균일해지게 되어 휘도차가 발생됨으로써 화상에 얼룩이 나타나는 등 화질이 저하되는 문제가 발생된다.Referring to FIG. 3, the distance d1 between the
따라서, 본 발명의 목적은 화질 저하를 방지할 수 있는 수평 전계 인가형 액정표시패널 및 그 제조방법을 제공하는데 있다. Accordingly, it is an object of the present invention to provide a horizontal field application type liquid crystal display panel and a method of manufacturing the same that can prevent deterioration of image quality.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 수평 전계 인가형 액정표시패널은 컬러필터 어레이 기판과; 액정을 사이에 두고 상기 컬러필터 어레이 기판과 합착된 박막 트랜지스터 어레이 기판을 구비하고, 상기 박막 트랜지스터 어레이 기판은 기판 상에 서로 교차되게 형성되는 게이트 라인 및 데이터 라인과; 상기 게이트 라인 및 데이터 라인의 교차영역에 형성된 박막 트랜지스터와; 상기 박막 트랜지스터와 접속된 화소전극과; 상기 화소전극과 나란하게 형성되어 상기 화소전극과 수평전계를 이루는 공통전극과; 상기 게이트 라인과 동일 평면에서 상기 게이트 라인과 나란하게 형성되며 상기 공통전극에 기준전압을 공급하는 공통 라인과; 상기 공통 라인과 상기 게이트 라인 사이에 위치하는 더미 패턴을 구비하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a horizontal field application type liquid crystal display panel according to an embodiment of the present invention includes a color filter array substrate; A thin film transistor array substrate bonded to the color filter array substrate with a liquid crystal interposed therebetween, the thin film transistor array substrate having a gate line and a data line formed to cross each other on a substrate; A thin film transistor formed at an intersection of the gate line and the data line; A pixel electrode connected to the thin film transistor; A common electrode formed in parallel with the pixel electrode to form a horizontal electric field with the pixel electrode; A common line formed parallel to the gate line on the same plane as the gate line and supplying a reference voltage to the common electrode; And a dummy pattern positioned between the common line and the gate line.
상기 컬러필터 어레이 기판과 상기 박막 트랜지스터 어레이 기판 사이의 간격을 유지시키는 볼 스페이서를 구비하고, 상기 볼 스페이서는 상기 게이트 라인, 공통 라인 및 더미 패턴 중 적어도 어느 하나와 중첩되는 것을 특징으로 한다.And a ball spacer for maintaining a gap between the color filter array substrate and the thin film transistor array substrate, wherein the ball spacer overlaps at least one of the gate line, the common line, and the dummy pattern.
상기 박막 트랜지스터는 상기 게이트 라인과 접속된 게이트 전극; 상기 데이터 라인과 접속된 소스전극; 상기 소스전극과 마주보는 드레인 전극; 상기 소스전극 및 드레인 전극 사이에 채널을 형성하는 활성층을 구비한다.The thin film transistor may include a gate electrode connected to the gate line; A source electrode connected to the data line; A drain electrode facing the source electrode; An active layer is formed between the source electrode and the drain electrode.
상기 더미 패턴은 상기 활성층과 동일물질인 것을 특징으로 한다.The dummy pattern is characterized in that the same material as the active layer.
상기 더미 패턴은 상기 게이트 라인 및 공통 라인과 동일 두께를 가지는 것을 특징으로 한다.The dummy pattern may have the same thickness as the gate line and the common line.
상기 더미 패턴은 라인 형태인 것을 특징으로 한다.The dummy pattern may be in the form of a line.
상기 박막 트랜지스터 어레이 기판은 상기 기판 위에서 상기 게이트 라인 및 공통 라인을 덮도록 형성된 게이트 절연막을 더 포함하고, 상기 더미 패턴은 상기 게이트 라인 및 공통라인 사이에서 상기 게이트 절연막 위에 형성된 것을 특징으로 한다.The thin film transistor array substrate may further include a gate insulating layer formed on the substrate to cover the gate line and the common line, and the dummy pattern may be formed on the gate insulating layer between the gate line and the common line.
본 발명에 따른 수평전계인가형 액정표시패널의 제조방법은 컬러필터 어레이 기판을 형성하는 단계와; 박막 트랜지스터 어레이 기판을 형성하는 단계와; 액정을 사이에 두고 상기 컬러필터 어레이 기판과 상기 컬러필터 어레이 기판을 합착하는 단계를 포함하고, 상기 박막 트랜지스터 어레이 기판을 형성하는 단계는 기판 위에 상기 게이트 전극, 상기 게이트 전극과 접속된 게이트 라인, 상기 게이트 라인 및 상기 게이트 라인과 나란한 공통 라인을 포함하는 게이트 패턴을 형성하는 단계와; 상기 게이트 패턴을 덮도록 게이트 절연막을 형성하는 단계와; 상기 게이트 절연막 위에 상기 게이트 라인과 교차되는 데이터 라인, 상기 데이터 라인과 접속된 소스전극 및 상기 소스전극과 마주보는 드레인 전극을 포함하는 소스/드레인 패턴과, 상기 소스전극 및 드레인 전극 사이에 채널을 형성하는 활성층과, 상기 게이트 라인과 상기 공통 라인 사이에 위치하는 더미 패턴을 형성하는 단계와; 상기 드레인 전극을 노출시키는 제1 접촉홀 및 상기 공통라인을 노출시키는 제2 접촉홀을 가지는 보호막을 형성하는 단계와; 상기 제1 접촉홀을 통해 상기 드레인 전극과 접촉되는 화소전극과, 상기 제2 접촉홀을 통해 상기 공통라인과 접촉된 공통전극을 구비하는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a horizontal field applied liquid crystal display panel, including forming a color filter array substrate; Forming a thin film transistor array substrate; Bonding the color filter array substrate and the color filter array substrate to each other with a liquid crystal interposed therebetween, wherein the forming of the thin film transistor array substrate comprises forming the thin film transistor array substrate on the substrate; Forming a gate pattern including a gate line and a common line parallel to the gate line; Forming a gate insulating film to cover the gate pattern; A source / drain pattern including a data line crossing the gate line, a source electrode connected to the data line, a drain electrode facing the source electrode, and a channel between the source electrode and the drain electrode on the gate insulating layer; Forming a dummy pattern positioned between the active layer and the gate line and the common line; Forming a passivation layer having a first contact hole exposing the drain electrode and a second contact hole exposing the common line; And a pixel electrode contacting the drain electrode through the first contact hole, and a common electrode contacting the common line through the second contact hole.
상기 박막 트랜지스터 어레이 기판 상에 볼 스페이서를 형성하는 단계를 더 포함하고, 상기 볼 스페이서는 상기 게이트 라인, 공통 라인 및 더미 패턴 중 적어도 어느 하나와 중첩되는 것을 특징으로 한다.The method may further include forming a ball spacer on the thin film transistor array substrate, wherein the ball spacer overlaps at least one of the gate line, the common line, and the dummy pattern.
상기 소스/드레인 패턴, 활성층 및 더미 패턴을 형성하는 단계는 상기 게이트 절연막이 형성된 기판 위에 제1 반도체층, 제2 반도체층 및 제1 금속층을 순차적으로 형성하는 단계와; 반투과 마스크를 이용한 포토리쏘그래피 공정에 의해 상기 더미 패턴과 채널이 형성될 영역이 소스전극 및 드레인 패턴이 형성될 영역에 비하여 상대적으로 낮은 높이를 가지는 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계와; 상기 포토레지스트 패턴과 비중첩되는 제1 반도체층, 제2 반도체층 및 제1 금속층을 제거하는 단계와; 애싱공정에 의해 포토레지스트 패턴을 부분적으로 제거하여 채널영역 및 상기 더미 패턴이 형성될 영역에만 제1 금속층을 노출시키는 단계와; 상기 노출된 제1 금속층을 제거하여 데이터 라인, 소스전극 및 드레인 전극을 포함하는 소스/드레인 패턴을 형성하고 제2 반도체층을 노출시키는 단계와; 상기 잔류하는 포토레지스트 패턴을 제거하는 단계와; 상기 소스/드레인 패턴과 비중첩되는 제2 반도체층을 제거하여 상기 채널영역을 포함하는 제1 반도체층을 노출시킴과 아울러 상기 더미 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.The forming of the source / drain pattern, the active layer, and the dummy pattern may include sequentially forming a first semiconductor layer, a second semiconductor layer, and a first metal layer on the substrate on which the gate insulating layer is formed; Forming a photoresist pattern in which a region in which the dummy pattern and the channel are to be formed has a relatively lower height than a region in which the source electrode and the drain pattern are to be formed by a photolithography process using a transflective mask; Removing the first semiconductor layer, the second semiconductor layer, and the first metal layer that are not overlapped with the photoresist pattern; Partially removing the photoresist pattern by an ashing process to expose the first metal layer only to the channel region and the region where the dummy pattern is to be formed; Removing the exposed first metal layer to form a source / drain pattern including a data line, a source electrode and a drain electrode and exposing a second semiconductor layer; Removing the remaining photoresist pattern; And removing the second semiconductor layer that is not overlapped with the source / drain pattern to expose the first semiconductor layer including the channel region and to form the dummy pattern.
상기 제1 반도체층의 두께는 상기 게이트 패턴의 높이와 동일한 높이를 가지는 것을 특징으로 한다.The thickness of the first semiconductor layer is characterized by having the same height as the height of the gate pattern.
상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부도면을 참조한 실시예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.Other objects and features of the present invention in addition to the above objects will become apparent from the description of the embodiments with reference to the accompanying drawings.
이하, 도 4 내지 도 7b를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예들에 대하여 설명하기로 한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 4 to 7B.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 수평 전계 인가형 액정표시패널의 박막 트랜지스터 어레이 기판만을 나타낸 평면도이며, 도 5a는 도 4에서 선Ⅲ-Ⅲ'를 따라 절취한 박막 트랜지스터 어레이 기판과 컬러필터 어레이 기판을 포함하는 액정표시패널의 일부를 나타내는 단면도이고, 도 5b는 도 4에서 선Ⅵ-Ⅵ'를 따라 절취한 박막 트랜지스터 어레이 기판과 컬러필터 어레이 기판을 포함한 액정표시패널의 일부를 나타내는 단면도이다. 4 is a plan view illustrating only a thin film transistor array substrate of a horizontal field applied liquid crystal display panel according to an exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 5A illustrates a thin film transistor array substrate and a color filter array taken along line III-III ′ of FIG. 4. FIG. 5B is a cross-sectional view illustrating a portion of a liquid crystal display panel including a substrate, and FIG. 5B is a cross-sectional view illustrating a portion of a liquid crystal display panel including a thin film transistor array substrate and a color filter array substrate taken along line VI-VI ′ in FIG. 4.
도 4, 도 5a 및 도 5b에 도시된 액정표시패널(190)은 액정(172)을 사이에 두고 서로 마주보는 박막 트랜지스터 어레이 기판(170)과 컬러필터 어레이 기판(180)으로 구성된다. 4, 5A, and 5B, the liquid
컬러필터 어레이 기판(180)은 각각의 화소영역(105)을 구획하는 블랙 매트릭스(156), 블랙 매트릭스(156)에 의해 구획된 화소영역(105)에 형성되는 컬러필터(158), 컬러필터(158)를 덮도록 형성된 오버코트층(159)을 구비한다.The color
블랙 매트릭스(156)는 하부기판(145)의 박막 트랜지스터(106), 게이트라인(102), 데이터라인(104) 및 공통라인(116)과 중첩되게 형성되어 빛샘을 방지함과 아울러 외부광을 흡수하여 콘트라스트를 높이는 역할을 한다. 컬러필터(158)는 블랙 매트릭스(156)에 의해 구획되는 화소영역에 R,G,B 별로 형성되어 R, G, B 색상을 구현한다. 오버코트층(159)은 컬러필터(158)를 덮도록 형성되어 상부기판(155)을 평탄화한다. The
박막 트랜지스터 어레이 기판(170)은 하부 기판(145) 상에 교차되게 형성된 게이트 라인(102) 및 데이터 라인(104)과, 게이트 라인(102) 및 데이터 라인(104)의 교차부마다 형성된 박막 트랜지스터(106)와, 게이트 라인(102) 및 데이터 라인(104)에 의해 정의되는 화소 영역(105)에 수평 전계를 이루도록 형성된 화소 전극(114) 및 공통 전극(118)과, 공통 전극(118)들이 접속된 공통 라인(116)과, 공통 라인(116)과 게이트 라인(102) 사이에 위치하며 게이트 절연막(146) 위에 형성된 더미 패턴(210)을 구비한다.The thin film
게이트 라인(102)은 박막 트랜지스터(106)의 게이트 전극(108)에 게이트신호를 공급한다. 데이터 라인(104)은 박막 트랜지스터(106)의 드레인 전극(112)을 통해 화소전극(114)에 화소신호를 공급한다. 게이트 라인(102)과 데이터 라인(104)은 교차구조로 형성되어 화소영역(105)을 정의한다. The
공통라인(116)은 화소영역(105)을 사이에 두고 게이트 라인(102)과 나란하게 형성되며 액정 구동을 위한 기준전압을 공통전극(118)에 공급한다.The
박막 트랜지스터(106)는 게이트 라인(102)의 게이트 신호에 응답하여 데이터 라인(104)의 화소 신호가 화소 전극(114)에 충전되어 유지되게 한다. 이를 위하여, 박막 트랜지스터(106)는 게이트 라인(102)에 접속된 게이트 전극(108)과, 데이터 라인(104)에 접속된 소스 전극(110)과, 화소 전극(114)에 접속된 드레인 전극(112)을 구비한다. 또한, 박막 트랜지스터(106)는 게이트 전극(108)과 게이트 절연막(146)을 사이에 두고 중첩되면서 소스 전극(110)과 드레인 전극(112) 사이에 채널을 형성하는 활성층(148)을 포함하는 반도체 패턴(149)이 더 구비된다. 반도체 패턴(149)에는 활성층(148)위에 위치하여 데이터 라인(104), 소스 전극(110), 드레인 전극(112)과 오믹 접촉을 위한 오믹접촉층(150)이 더 포함된다. The
화소 전극(114)은 박막 트랜지스터(106)의 드레인 전극(112)과 제1 접촉홀(117)을 통해 접속되며 화소 영역(105)에 형성된다. 여기서, 화소 전극(114)은 드레인 전극(112)과 접속되고 인접한 게이트 라인(102)과 나란하게 형성된 제1 수평부(114a)와, 화소전극(114)의 제1 수평부(114a) 접속되며 공통전극(118)의 제2 핑거부(118b)와 나란한 제1 핑거부(114b)로 구분된다. The
공통 전극(118)은 공통 라인(116)과 접속되어 화소 영역(105)에 게이트라인(102) 및 게이트전극(108)과 동일금속으로 형성된다. 특히, 공통 전극(118)은 게이트 절연막(146) 및 보호막(151)을 관통하여 공통 라인(116)을 노출시키는 제2 접촉홀(127)을 통해 공통 라인(116)과 접촉되며 공통 라인(116)과 부분적으로 중첩되는 제2 수평부(118a)와, 제2 수평부(118a)에서 신장되며 화소전극(114)의 제1 핑거부(114b)와 나란한 제2 핑거부(118b)로 구분된다. The
더미 패턴(210)은 게이트 라인(102)과 공통라인(116) 사이에 위치하는 게이트 절연막(146) 위에 라인 형태로 형성된다. 이 더미 패턴은(210)은 반도체 패턴(49)의 활성층(48)과 동일물질로 동시에 형성되고, 게이트 라인(102) 및 공통라인(116) 들의 두께와 동일 높이를 갖는다. The
이에 따라, 종래 도 2b에서 게이트 라인(2) 및 공통라인(16) 사이에 형성되었던 함입 영역 즉, 단차가 제거될 수 있게 됨으로써 볼 스페이서(162)에 의한 셀갭 유지 기능이 정상적으로 이루어질 수 있게 된다. Accordingly, the recessed region, that is, the step difference, formed between the
즉, 볼 스페이서(162)의 도포 공정에서의 편차 또는 외부충격 등에 의해 볼 스페이서(162)의 위치가 다소 달라지더라도 볼 스페이서(162) 하부에 단차 또는 함입영역이 없어지게 됨으로써 볼 스페이서(162)는 정상적으로 액정표시패널(190)의 셀갭을 유지시킬 수 있게 된다. 이에 따라, 종래 셀갭 불균일에 의한 화질 저하를 방지할 수 있게 된다. That is, even if the position of the
컬러필터 어레이 기판(180)과 박막 트랜지스터 어레이 기판(170)에는 액정배향을 위한 상부 및 하부 배향막(161,153)이 각각 위치하게 된다. 상부 및 하부 배향막(161,153)은 폴리이미드 등과 같은 배향물질이 도포된 후 러빙공정이 실시됨에 따라 형성될 수 있다. Upper and
이러한, 수평 전계 인가형 액정표시패널(190)은 박막 트랜지스터(106)를 통해 화소 신호가 공급된 화소 전극(114)과 공통 라인(116)을 통해 기준 전압이 공급된 공통 전극(118) 사이에는 수평 전계가 형성된다. 특히, 화소 전극(114)의 제1 핑거부(114b)와 공통 전극(118)의 제2 핑거부(118b) 사이에는 수평 전계가 형성된다. 이러한 수평 전계에 의해 수평 방향으로 배열된 액정(172) 분자들이 유전 이방성에 의해 회전하게 된다. 액정 분자들의 회전 정도에 따라 화소 영역(105)을 투과하는 광 투과율이 달라지게 됨으로써 화상이 구현된다. The horizontal field application type liquid
도 6a 내지 도 7b는 본 발명에 따른 박막 트랜지스터 어레이 기판의 제조방법을 설명하면 다음과 같다. 6A to 7B illustrate a method of manufacturing a thin film transistor array substrate according to the present invention.
도 6a를 참조하면, 제1 마스크 공정이 실시됨에 따라 하부 기판(145) 위에 서로 나란한 게이트 라인(102) 및 공통 라인(116), 게이트 라인(102)과 접속된 게 이트 전극(108)을 포함하는 게이트 패턴이 형성된다. Referring to FIG. 6A, a
하부기판(145) 위에 스퍼터링 등의 증착방법을 통해 게이트 금속층이 증착 된 후, 제1 마스크를 이용한 포토리쏘그래피 공정 및 식각 공정에 의해 게이트 금속층이 패터닝됨으로써 게이트 전극(108), 게이트 라인(102), 공통 라인(116)을 포함하는 게이트 패턴이 형성된다. 게이트 금속층으로는 알루미늄네오듐(AlNd), 알루미늄(Al) 등이 이용된다. After the gate metal layer is deposited on the
게이트 패턴 등이 형성된 하부기판(145) 상에 무기절연물질이 PECVD 등의 증착방법을 통해 전면 증착됨으로써 게이트 절연막(146)이 형성된다. 게이트 절연막(146)의 재료로는 무기절연물질인 질화실리콘(SiNx) 또는 산화실리콘(SiOx) 등이 이용된다. The
도 6b를 참조하면, 제2 마스크 공정이 실시됨에 따라 게이트 절연막(146)이 형성된 하부기판(145) 상에 더미 패턴(210), 반도체 패턴(149)이 형성됨과 아울러 데이터 라인(104), 소스전극(110) 및 드레인 전극(112)를 포함하는 소스/드레인 패턴이 형성된다.Referring to FIG. 6B, as the second mask process is performed, the
이하, 도 7a 내지 도 7b를 참조하여 제2 마스크 공정을 좀더 상세히 설명한다.Hereinafter, the second mask process will be described in more detail with reference to FIGS. 7A to 7B.
게이트 절연막(146)이 형성된 하부기판(145) 상에 비정질 실리콘층(148a), n+ 비정질 실리콘층(150a) 및 소스/드레인 금속층(104a)이 순차적으로 증착된 된 후 반투과 마스크 등을 이용한 포토리쏘그래피 공정이 실시됨으로써 도 7a에 도시된 바와 같이 단차를 가지는 포토레지스트 패턴(220)이 형성된다. 포토레지스트 패 턴(220)은 더미 패턴(210) 및 채널이 형성될 영역이 소스전극 및 드레인 전극(110,112)이 형성될 영역에 비하여 상대적으로 낮은 높이를 가지게 된다.After the
이후, 식각 공정에 의해 포토레지스트 패턴(220)과 비중첩되는 비정질 실리콘층(148a), n+ 비정질 실리콘층(150a) 및 소스/드레인 금속층(104a)이 제거된다. 이에 따라, 활성층(148) 및 오믹접촉층(150)을 포함하는 반도체 패턴(149)이 형성됨과 아울러 데이터 라인(104), 일체화된 소스전극(110) 및 드레인 전극(112)을 포함하는 소스/드레인 패턴이 형성된다. Thereafter, the
이후, 애싱 공정이 실시되어 포토레지스트 패턴(220)이 부분적으로 제거됨으로써 도 7b에 도시된 바와 같이 소스 및 드레인 전극(110,112)과 중첩되는 영역에만 포토레지스트 패턴(220)이 잔류하게 된다. Thereafter, the ashing process is performed to partially remove the
이후, 잔류하는 포토레지스트 패턴(220)을 마스크로 이용하여 노출된 소스/드레인 금속층을 제거함으로써 소스 전극(10)과 드레인 전극(12)이 분리됨과 아울러 오믹접촉층(150)이 노출된다. 이후, 스트립 공정이 실시됨으로써 잔류하는 포토레지스트 패턴(220)이 제거된다. Thereafter, the exposed source / drain metal layer is removed using the remaining
이후, 소스 및 드레인전극(110,112)을 마스크로 이용한 건식식각(150) 공정이 실시되어 오믹접촉층(150)이 제거됨으로써 활성층(148)이 노출된다. 그 결과, 도 6b에 도시된 바와 같이 게이트 라인(102)과 공통 라인(116) 사이에 위치하는 더미 패턴(210)이 형성된다. 여기서, 더미 패턴(210)은 비정질 실리콘으로 이루어지며 게이트 패턴과 동일한 높이를 가지게 된다. Thereafter, a
데이터 금속물질로는 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 티타늄(Ti) 등이 이용된다. As the data metal material, chromium (Cr), molybdenum (Mo), titanium (Ti), or the like is used.
도 6c를 참조하면, 제3 마스크 공정이 실시됨에 따라 소스/드레인 금속 등이 형성된 하부 기판(145) 상에 제1 및 제2 접촉홀(117,127)을 가지는 보호막(151)이 형성된다.Referring to FIG. 6C, as the third mask process is performed, a
소스/드레인 패턴 등이 형성된 하부기판(145) 상에 PECVD 등의 증착공정에 의해 무기 절연물질이 증착된다. 보호막(151)의 재료로는 무기절연물질인 질화실리콘(SiNx) 또는 산화실리콘(SiOx) 등이 이용된다. 이 후, 보호막(151)이 포토리쏘그래피 공정과 식각공정으로 패터닝됨으로써 드레인 전극(112)을 노출시키는 제1 접촉홀(117)과, 공통라인(116)을 노출시키는 제2 접촉홀(127)을 가지는 보호막(151)이 형성된다. An inorganic insulating material is deposited on the
도 6d를 참조하면, 제4 마스크 공정이 실시됨에 따라 보호막(151)이 형성된 하부 기판(145) 상에 화소전극(114) 및 공통전극(118)이 형성된다.Referring to FIG. 6D, as the fourth mask process is performed, the
보호막(151)이 형성된 하부기판(145) 상에 스퍼터링 등의 증착방법으로 투명전극물질이 증착된 후 포토리쏘그래피 공정 및 식각공정에 의해 패터닝된다. 이에 따라, 제1 접촉홀(117)을 통해 드레인 전극(112)과 접촉되는 화소전극(114)과, 제2 접촉홀(127)을 통해 공통 라인(116)과 접촉되는 공통 전극(118)이 형성된다. The transparent electrode material is deposited on the
화소 전극(114)은 드레인 전극(112)과 접속되고 인접한 게이트 라인(102)과 나란하게 형성된 제1 수평부(114a)와, 화소전극(114)의 제1 수평부(114a)와 접속되며 공통전극(118)의 제2 핑거부(118b)와 나란한 제1 핑거부(114b)를 포함한다.The
공통 전극(118)은 공통 라인(116)과 부분적으로 중첩되는 제2 수평부(118a)와, 제2 수평부(118a)에서 신장되며 화소전극(114)의 제1 핑거부(114b)와 나란한 제2 핑거부(118b)를 구비한다. The
투명전극물질로는 인듐 틴 옥사이드(Indium Tin Oxide : 이하 "ITO" 라고 한다), 틴 옥사이드(Tin Oxide : 이하 "TO" 라고 한다), 인듐 징크 옥사이드(Indium Zinc Oxide : 이하 "IZO" 라고 한다) 또는 인듐 틴 징크 옥사이드(Indium Tin Zinc Oxide : 이하 "ITZO" 하고 한다) 등이 이용된다. Transparent electrode materials include indium tin oxide (hereinafter referred to as "ITO"), tin oxide (hereinafter referred to as "TO"), and indium zinc oxide (hereinafter referred to as "IZO"). Or indium tin zinc oxide (hereinafter referred to as "ITZO").
이후, 인쇄공정에 의해 폴리이미드 등의 배향물질을 형성한 후 러빙공정이 실시됨으로써 도 6e에 도시된 바와 같이 하부 배향막(153)이 형성된다.Thereafter, after forming an alignment material such as polyimide by a printing process, a rubbing process is performed to form a
상술한 박막 트랜지스터 어레이 기판(170)의 제조공정과 별도로 블랙 매트릭스(156), 컬러필터(158), 오버코트층(159) 및 상부 배향막(161) 등을 포함하는 컬러필터 어레이 기판(180)을 형성한다. A color
이후, 볼 스페이서(162)를 박막 트랜지스터 어레이 기판(180)의 게이트 라인(102), 공통라인(118) 및 더미 패턴(210) 중 적어도 어느 하나와 중첩되는 영역에 형성시킨 후, 액정(172)을 사이에 두고 컬러필터 어레이 기판(170)과 박막 트랜지스터 어레이 기판(180)을 합착시킴에 따른 액정표시패널(190)이 형성된다. Thereafter, the
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 수평 전계 인가형 액정표시패널 및 그 제조방법은 게이트 라인과 공통라인 사이에 더미 패턴을 형성한다. 더미 패턴은 게이트 절연막 위에서 반도체 패턴의 활성층과 동일물질로 동시에 형성됨과 아울러 게이트 라인 및 공통 라인 들의 두께와 동일 높이를 갖는다. As described above, the horizontal field application type liquid crystal display panel and the method of manufacturing the same according to the present invention form a dummy pattern between the gate line and the common line. The dummy pattern is simultaneously formed of the same material as the active layer of the semiconductor pattern on the gate insulating layer and has the same height as the thickness of the gate line and the common lines.
이에 따라, 종래 게이트 라인 및 공통라인 사이의 단차가 제거될 수 있게 됨으로써 볼 스페이서에 의한 셀갭 유지 기능이 정상적으로 이루어질 수 있게 된다. 그 결과, 종래 셀갭 불균일에 의한 화질 저하를 방지할 수 있게 된다. Accordingly, the step difference between the conventional gate line and the common line can be eliminated, so that the cell gap holding function by the ball spacer can be normally performed. As a result, it is possible to prevent deterioration in image quality due to conventional cell gap nonuniformity.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.Those skilled in the art will appreciate that various changes and modifications can be made without departing from the technical spirit of the present invention. Therefore, the technical scope of the present invention should not be limited to the contents described in the detailed description of the specification but should be defined by the claims.
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2006
- 2006-10-31 KR KR1020060106619A patent/KR20080039004A/en not_active Application Discontinuation
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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WITN | Withdrawal due to no request for examination |