KR20080062545A - An array substrate of in-plane switching mode liquid crystal display device and the method for fabricating thereof - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 종래의 횡전계 방식 액정표시장치용 어레이 기판의 단위 화소를 나타낸 평면도.1 is a plan view showing a unit pixel of a conventional array substrate for a transverse electric field type liquid crystal display device.
도 2a는 종래의 횡전계 방식 액정표시장치에 대한 정상화소를 나타낸 회로도이고, 도 2b는 불량화소를 수리한 상태를 나타낸 회로도.2A is a circuit diagram showing a normal pixel of a conventional transverse electric field type liquid crystal display device, and FIG. 2B is a circuit diagram showing a state in which a defective pixel is repaired.
도 3a는 종래의 횡전계 방식 액정표시장치에 대한 정상 화소의 충전특성을 나타낸 타이밍도.3A is a timing diagram showing charging characteristics of a normal pixel of a conventional transverse electric field type liquid crystal display device.
도 3b는 리페어 공정을 진행한 화소의 충전특성을 나타낸 타이밍도.3B is a timing diagram illustrating charging characteristics of a pixel subjected to a repair process.
도 4는 본 발명에 따른 횡전계 방식 액정표시장치용 어레이 기판의 단위 화소를 나타낸 평면도.4 is a plan view showing unit pixels of an array substrate for a transverse electric field type liquid crystal display device according to the present invention;
도 5a 내지 도 5e는 도 4의 Ⅴ-Ⅴ선을 따라 절단하여 공정 순서에 따라 도시한 공정 단면도.5A through 5E are cross-sectional views illustrating a process sequence by cutting along line V-V of FIG. 4.
도 6a 내지 도 6e는 도 4의 Ⅵ-Ⅵ선을 따라 절단하여 공정 순서에 따라 도시한 공정 단면도.6A to 6E are cross-sectional views illustrating a process sequence by cutting along line VI-VI of FIG. 4.
도 7은 본 발명에 따른 횡전계 방식 액정표시장치용 어레이 기판에 불량 화소가 발생하였을 경우, 이를 수리하는 방법을 설명하기 위한 도면.FIG. 7 is a diagram for describing a method of repairing a defective pixel when a defective pixel occurs in an array substrate for a transverse electric field type liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention. FIG.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명** Explanation of symbols for the main parts of the drawings *
100 : 기판 120 : 게이트 배선100: substrate 120: gate wiring
125 : 게이트 전극 126 게이트 보상 전극125:
130 : 데이터 배선 132 : 소스 전극130: data wiring 132: source electrode
134 : 드레인 전극 150 : 공통 배선134: drain electrode 150: common wiring
160 : 화소 전극 165 : 리페어 배선160: pixel electrode 165: repair wiring
170 : 공통 전극 175 : 게이트 연결 패턴170: common electrode 175: gate connection pattern
CH2 : 드레인 콘택홀 T : 박막트랜지스터CH2: Drain contact hole T: Thin film transistor
P : 화소 영역P: pixel area
본 발명은 횡전계 방식 액정표시장치에 관한 것으로, 상세하게는 리페어 공정에 따른 픽셀 유효전압의 △VP 저하로 인해 약휘점이 발생되는 문제를 개선하여 고화질의 노멀리 블랙 모드의 액정표시장치를 제작하는 것에 관한 것이다.The present invention relates to a transverse electric field type liquid crystal display device, and more particularly, to improve a problem in which weak brightness points are generated due to a decrease in ΔVP of a pixel effective voltage during a repair process, thereby manufacturing a liquid crystal display device having a high quality normally black mode. It's about things.
특히, 본 발명은 액정표시장치의 액정을 구동하는 제 1 및 제 2 전극이 동일 한 평면 상에 형성된 횡전계 방식 액정표시장치에 관한 것이다.In particular, the present invention relates to a transverse electric field type liquid crystal display device in which the first and second electrodes for driving the liquid crystal of the liquid crystal display device are formed on the same plane.
일반적으로, 액정표시장치의 구동원리는 액정의 광학적 이방성과 분극성질을 이용한다. 상기 액정은 구조가 가늘고 길기 때문에 분자의 배열에 방향성을 지니고 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 liquid crystal may be artificially applied to control the direction of the molecular arrangement.
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.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 종래의 횡전계 방식 액정표시장치에 대해 설명한다.Hereinafter, a conventional transverse electric field type liquid crystal display device will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1은 종래의 횡전계 방식 액정표시장치용 어레이 기판의 단위 화소를 나타낸 평면도이다.1 is a plan view illustrating a unit pixel of a conventional array substrate for a transverse electric field type liquid crystal display device.
도시한 바와 같이, 기판(10) 상에 제 1 방향으로 게이트 배선(20)과, 상기 게이트 배선(20)에서 연장된 게이트 전극(25)이 구성된다.As shown, a
그리고, 상기 게이트 배선(20)과 수직하게 교차하는 제 2 방향으로 데이터 배선(30)과, 상기 데이터 배선(30)에서 연장된 소스 전극(32)과, 이와는 이격된 드레인 전극(34)이 구성된다.The
이때, 상기 게이트 배선(20)과 데이터 배선(30)이 수직하게 교차하여 정의하는 영역을 화소 영역(P)이라 한다.In this case, an area defined by the
이때, 상기 게이트 배선(20)과 데이터 배선(30)의 교차점에는 박막트랜지스터(T)가 구성되며, 상기 박막트랜지스터(T)는 게이트 전극(25)과, 상기 게이트 전 극(25) 상부에서 이와 일부가 중첩되는 섬형상의 액티브층(40) 및 오믹 콘택층(미도시)과, 이 상부에 구성된 소스 및 드레인 전극(32, 34)을 포함하여 이루어진다.In this case, a thin film transistor T is formed at an intersection point of the
이때, 상기 액티브층(40)은 순수 비정질 실리콘으로, 상기 오믹 콘택층(미도시)은 불순물 비정질 실리콘으로 각각 구성된다.In this case, the
그리고, 상기 드레인 전극(34)의 일부를 노출하는 드레인 콘택홀(CH1)을 통해, 상기 드레인 전극(34)과 접촉되는 화소 전극(60)이 화소 영역(P)에 구성된다.The
이때, 상기 화소 전극(60)은 드레인 전극(34)과 접촉되는 연장부(60a)와, 상기 연장부(60a)에서 화소 영역(P)으로 수직하게 분기하는 다수의 수직부(60b)와, 상기 수직부(60b)를 하나로 연결하는 수평부(60c)를 포함한다. 그리고, 상기 화소 전극(60)과 이격하여 화소 영역(P)에서 서로 평행하게 엇갈려 공통 전극(70)이 구성된다.In this case, the
상기 공통 전극(70)은 상기 게이트 배선(20)과 평행하게 이격하여 구성된 공통 배선(50)에서 분기되고, 상기 화소 전극 수직부(60b)와 평행하게 엇갈려 구성되는 수직부(70a)와, 상기 수직부(70a)를 하나로 연결하는 수평부(70b)를 포함한다.The
여기서, 상기 화소 전극(60)을 전단의 게이트 배선(20)과 중첩되도록 구성하여, 상기 전단의 게이트 배선(20)을 제 1 전극으로 하고, 이와 중첩되는 화소 전극(60)의 일부를 제 2 전극으로 하는 스토리지 커패시터(Cst)가 구성된다.Here, the
도 2a는 종래의 횡전계 방식 액정표시장치에 대한 정상화소를 나타낸 회로도이고, 도 2b는 불량 화소를 수리한 상태를 나타낸 회로도로, 이를 참조하여 설명한다.FIG. 2A is a circuit diagram illustrating a normal pixel of a conventional transverse electric field type liquid crystal display, and FIG. 2B is a circuit diagram illustrating a state in which defective pixels are repaired.
도시한 바와 같이, 어레이 기판(10) 상에 복수의 게이트 배선(20)과 데이터 배선(30)이 종횡으로 교차하여 매트리스 형태를 이루고, 이러한 교차점에 복수의 박막트랜지스터(T)가 구성된다.As illustrated, a plurality of
그리고, 상기 복수의 박막트랜지스터(T)와 각각 연결된 복수의 화소 전극(도 1의 60)과, 이와 평행하게 이격된 공통 전극(도 1의 70)이 액정층(미도시)을 사이에 두고 병렬로 구성된 액정 커패시터(Clc)와, 도 1에서 설명한 스토리지 커패시터(Cst)가 각각 구성된다.In addition, a plurality of pixel electrodes (60 of FIG. 1) connected to the plurality of thin film transistors T and parallel common electrodes (70 of FIG. 1) spaced in parallel therebetween are arranged in parallel with a liquid crystal layer (not shown). The liquid crystal capacitor Clc and the storage capacitor Cst described in FIG. 1 are configured.
여기서, 상측에 위치하는 화소에 불량이 발생할 경우, 상기 불량화소에 구성된 박막트랜지스터(T)와 화소전극을 절단하고, 상기 절단된 화소 전극과 이에 인접한 화소 전극을 연결하게 된다.Here, when a defect occurs in an upper pixel, the thin film transistor T and the pixel electrode of the defective pixel are cut, and the cut pixel electrode and the adjacent pixel electrode are connected.
이때, 노멀리 블랙(normally black)으로 구동하는 횡전계 방식에서 리페어 공정으로 연결한 경우, 정상화소 대비 액정 커패시터(Clc)와 스토리지 커패시터(Cst)가 두배로 증가하는 효과가 발생한다. 이로 인해, 충전특성의 저하로 △Vp의 감소에 따른 픽셀 유효전압이 증가하여 풀 블랙 전압(full black voltage)을 구현하지 못하는 약휘점으로 인지되어 화질이 저하되는 문제가 발생한다.In this case, in the transverse electric field driving normally black, the liquid crystal capacitor Clc and the storage capacitor Cst are doubled as compared to the normal pixel. As a result, the pixel effective voltage increases due to the decrease in ΔVp due to the deterioration of the charging characteristic, which is recognized as a weak point that fails to implement a full black voltage.
이에 대해, 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.This will be described with reference to the accompanying drawings.
도 3a는 종래의 횡전계 방식 액정표시장치에 대한 정상화소의 충전특성을 나타낸 타이밍도이고, 도 3b는 리페어 공정을 진행한 화소의 충전특성을 나타낸 타이밍도로, 도 2a 및 도 2b와 연계하여 설명하도록 한다.3A is a timing diagram illustrating charging characteristics of a normal pixel of a conventional transverse electric field type liquid crystal display, and FIG. 3B is a timing diagram illustrating charging characteristics of a pixel subjected to a repair process, which will be described with reference to FIGS. 2A and 2B. Do it.
도시한 바와 같이, 게이트 배선(20)에 게이트 펄스를 인가하면 해당 배선의 박막트랜지스터(T)가 턴온되고, 턴온된 박막트랜지스터(T)를 통해 각 데이터 배선(30)에 인가된 영상 신호가 각 화소(도 1의 P)에 인가된다. 그리고, 박막트랜지스터(T)와 연결된 액정 커패시터(Clc)와 스토리지 커패시터(Cst)는 박막트랜지스터(T)가 턴온되는 동안 충전되고, 턴오프(turn-off)되면 다음 프레임에 박막트랜지스터(T)가 턴온될 때까지 충전 전하를 유지한다. 이때, 공통 전극(도 1의 70)에는 공통 펄스가 일정하게 인가된다.As illustrated, when a gate pulse is applied to the
여기서, 노멀리 블랙(normally black)으로 구동하는 횡전계 모드의 액정표시장치에서 리페어 공정을 진행하면, 화소 전압은 게이트 배선(20)에 인가되는 주사신호(Vgate)의 하강 에지시 두배로 형성된 액정 커패시터(Clc)와 스토리지 커패시터(Cst)에 의해 액정 전압이 △Vp 만큼 감소하고, 이로 인해 픽셀 전압이 증가하여 약휘점으로 인지되는 문제가 발생한다.Here, when the repair process is performed in a transverse electric field mode liquid crystal display device driving normally black, the pixel voltage is doubled at the falling edge of the scan signal Vgate applied to the
여기서, 종래의 횡전계 방식 액정표시장치에 대한 정상화소의 충전특성은 식(1)과 같고,Here, the charging characteristic of the normal pixel of the conventional transverse electric field type liquid crystal display device is shown in equation (1),
- - - (1) - - - (One)
리페어 공정을 진행한 화소의 충전 특성은 식(2)와 같다.The charging characteristic of the pixel subjected to the repair process is shown in Equation (2).
- - - (2) - - - (2)
따라서, 이다.therefore, to be.
이러한 △Vp의 감소로 인해 픽셀 유효전압이 증가하여 풀 블랙 전압을 구현 하지 못하고, 주변부에 비해 약휘점으로 인지되는 화질저하 문제가 발생한다.Due to the decrease in ΔVp, the pixel effective voltage is increased so that a full black voltage cannot be realized, and a problem of deterioration of image quality perceived as a weak point compared to the peripheral part occurs.
본 발명은 전술한 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로, 리페어 공정에 따라 감소하는 △Vp를 정상화소와 동일하게 보상하여 화질을 개선하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been made to solve the above-mentioned problem, and an object thereof is to improve image quality by compensating? Vp, which decreases according to a repair process, in the same manner as a normal pixel.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 횡전계 방식 액정표시장치용 어레이 기판은 기판과, 상기 기판 상에 일 방향으로 구성된 게이트 배선및, 상기 게이트 배선에서 연장된 게이트 전극과, 상기 게이트 전극과 평행하게 이격된 섬형상의 게이트 보상 전극과, 상기 게이트 배선과 수직하게 교차하여 화소 영역을 정의하는 데이터 배선과, 상기 데이터 배선에서 연장된 소스 전극과, 상기 소스 전극과 이격되고 상기 게이트 전극및 게이트 보상 전극과 그 일부가 각각 중첩된 드레인 전극과;An array substrate for a transverse electric field type liquid crystal display device according to the present invention for achieving the above object is a substrate, a gate wiring formed in one direction on the substrate, a gate electrode extending from the gate wiring, and the gate electrode An island-shaped gate compensation electrode spaced in parallel with each other, a data line defining a pixel region vertically crossing the gate line, a source electrode extending from the data line, and spaced apart from the source electrode and the gate electrode and the gate A drain electrode in which a compensation electrode and a part thereof overlap each other;
상기 게이트 배선과 데이터 배선의 교차지점에 상기 게이트 전극과 그 일부가 중첩되는 섬형상의 액티브층및 오믹 콘택층과, 상기 드레인 전극의 일부를 노출하는 드레인 콘택홀을 통해, 상기 드레인 전극과 접촉되는 화소 전극과, 상기 게이트 배선과 평행하게 이격된 공통 배선에서 분기되고, 상기 화소 전극과 서로 평행하게 엇갈려 구성되는 공통 전극과;Contacting the drain electrode through an island-like active layer and an ohmic contact layer overlapping the gate electrode and a portion of the gate line and a data line, and a drain contact hole exposing a part of the drain electrode; A common electrode branched from the pixel electrode, the common wiring spaced in parallel with the gate wiring, and alternately arranged in parallel with the pixel electrode;
상기 양측의 화소 전극과 그 일부가 중첩되도록 구성된 리페어 배선과, 상기 게이트 배선과 게이트 보상 전극 각각에 중첩되도록 구성된 섬형상의 게이트 연결패턴을 포함하는 것을 특징으로 한다.And a repair wiring configured to overlap the pixel electrodes on both sides and a portion thereof, and an island-shaped gate connection pattern configured to overlap each of the gate wiring and the gate compensation electrode.
이때, 상기 리페어 배선은 데이터 배선과 동일층 동일물질로 구성되고, 상기 게이트 연결패턴은 상기 화소 전극과 동일층 동일물질로 구성되는 것을 특징으로 한다.In this case, the repair wiring is made of the same material as the data line and the gate connection pattern is made of the same material as the pixel electrode.
그리고, 상기 화소 전극은 상기 드레인 전극과 접촉되는 연장부와, 상기 연장부에서 상기 화소 영역으로 수직하게 분기하는 다수의 수직부와, 상기 수직부를 하나로 연결하는 수평부를 포함하고, 상기 공통 전극은 상기 공통 배선에서 분기되고, 상기 화소 전극과 평행하게 엇갈려 구성된 수직부와, 상기 수직부를 하나로 연결하는 수평부를 포함한다.The pixel electrode may include an extension part in contact with the drain electrode, a plurality of vertical parts vertically branching from the extension part to the pixel area, and a horizontal part connecting the vertical parts into one. And a vertical portion branched from the common wiring and arranged in parallel with the pixel electrode, and a horizontal portion connecting the vertical portions into one.
또한, 상기 드레인 전극은 T자 형상으로 구성된다. 그리고 상기 화소 전극을 전단의 게이트 배선과 중첩되도록 구성하여, 상기 전단의 게이트 배선을 제 1 전극으로 하고, 이에 중첩되는 화소 전극의 일부를 제 2 전극으로 하는 스토리지 커패시터가 구성되는 것을 특징으로 한다.In addition, the drain electrode is configured in a T-shape. The pixel capacitor may be configured to overlap the gate wiring of the front end, and the storage capacitor may be configured such that the gate wiring of the front end is the first electrode, and a part of the pixel electrode overlapping the second electrode is the second electrode.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 횡전계 방식 액정표시장치용 어레이 기판은 기판을 준비하는 단계와, 상기 기판 상에 게이트 배선과, 상기 게이트 배선에서 연장된 게이트 전극과, 상기 게이트 전극과 평행하게 이격된 섬형상의 게이트 보상 전극과, 상기 게이트 배선과 평행하게 이격된 공통 배선및 상기 공통 배선과 연결된 공통 전극을 형성하는 단계와, 상기 게이트 전극및 배선, 게이트 보 상 전극, 공통 배선과 공통 전극이 형성된 기판 상에 게이트 절연막을 형성하는 단계와;According to an aspect of the present invention, there is provided an array substrate for a transverse electric field type liquid crystal display device, the method comprising: preparing a substrate, a gate wiring on the substrate, a gate electrode extending from the gate wiring, and a gate electrode; Forming an island-shaped gate compensation electrode spaced in parallel with each other, a common wiring spaced in parallel with the gate wiring, and a common electrode connected to the common wiring, the gate electrode and wiring, a gate compensation electrode, and a common wiring; Forming a gate insulating film on the substrate on which the common electrode is formed;
상기 게이트 절연막 상에 순수 및 불순물 비정질 실리콘층을 차례로 형성하고 이를 패턴하여, 상기 게이트 전극과 그 일부가 중첩되는 섬형상의 액티브층및 오믹 콘택층을 적층 형성하는 단계와, 상기 액티브 및 오믹 콘택층이 형성된 기판 상에 상기 게이트 배선과 수직하게 교차하여 화소 영역을 정의하는 데이터 배선과, 상기 데이터 배선에서 연장하여 상기 게이트 전극과 그 일부가 중첩되는 소스 전극과, 상기 소스 전극과 이격하여 구성되며 상기 게이트 전극과 게이트 보상 전극 각각에 그 일부가 중첩되는 드레인 전극과, 상기 화소 영역의 일측에 섬형상의 리페어 배선을 형성하는 단계와;Forming a pure and an impurity amorphous silicon layer on the gate insulating layer in sequence, and patterning the stacked layers to form an island-like active layer and an ohmic contact layer overlapping the gate electrode and a portion thereof; A data line defining a pixel region crossing the gate line perpendicularly to the gate line, a source electrode extending from the data line and overlapping the gate electrode with a portion thereof, and spaced apart from the source electrode; Forming a drain electrode overlapping a portion of each of the gate electrode and the gate compensation electrode, and an island-shaped repair wiring on one side of the pixel area;
상기 데이터 배선과, 소스 및 드레인 전극과, 리페어 배선이 형성된 기판 상에 드레인 전극의 일부를 노출하는 드레인 콘택홀을 포함하는 보호막을 형성하는 단계와, 상기 보호막 상에 상기 드레인 전극과 접촉되는 화소 전극과, 상기 게이트 전극과 게이트 보상 전극 각각에 그 일부가 중첩되는 섬형상의 게이트 연결패턴을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.Forming a passivation layer including the data line, the source and drain electrodes, and a drain contact hole exposing a portion of the drain electrode on the substrate on which the repair line is formed, and a pixel electrode contacting the drain electrode on the passivation layer And forming an island-shaped gate connection pattern in which part of the gate electrode and the gate compensation electrode overlap each other.
이때, 상기 리페어 배선은 상기 양측의 화소 전극과 그 일부가 각각 중첩되도록 형성되는 것을 특징으로 한다.In this case, the repair wiring is formed such that the pixel electrodes on both sides and a part of the repair wiring overlap each other.
그리고, 상기 화소 전극은 전단의 게이트 배선과 중첩되도록 형성하여, 상기 전단의 게이트 배선을 제 1 전극으로 하고, 이와 중첩되는 상기 화소 전극의 일부를 제 2 전극으로 하는 스토리지 커패시터가 형성된다. 그리고, 상기 드레인 전극 은 T자 형상으로 형성되는 것을 특징으로 한다.The pixel electrode is formed so as to overlap the gate wiring at the front end, and a storage capacitor having the gate wiring at the front end as the first electrode and a part of the pixel electrode overlapping the second electrode as the second electrode is formed. The drain electrode may be formed in a T shape.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 횡전계 방식 액정표시장치의 임의의 화소에 불량이 발생될 경우, 상기 불량화소에 위치한 박막트랜지스터와 화소 전극을 레이저를 이용하여 절단하는 단계와, 상기 절단된 화소 전극과, 이에 인접한 정상 화소 영역의 화소 전극의 일부와 각각 중첩되는 상기 리페어 배선을 통해 상기 양 전극을 웰딩하는 단계와, 상기 정상화소에 구성된 상기 게이트 연결패턴을 통해, 상기 게이트 배선과 게이트 보상 전극을 웰딩하여 기생 커패시터를 추가로 구성되는 단계를 통해 리페어하는 것을 특징으로 한다.When a defect occurs in any pixel of the transverse electric field type liquid crystal display device according to the present invention for achieving the above object, cutting the thin film transistor and the pixel electrode located in the defective pixel using a laser, and the cutting Welding the both electrodes through the repaired pixel electrode and the repair wiring overlapping each of the pixel electrodes of the normal pixel region adjacent thereto, and through the gate connection pattern configured in the normal pixel, the gate wiring and the gate. The repairing of the parasitic capacitor is performed by welding the compensation electrode.
이때, 상기 기생 커패시터는 상기 게이트 보상 전극을 제 1 전극으로 하고, 이와 중첩되는 드레인 전극을 제 2 전극으로 한다. 그리고, 상기 절단 또는 웰딩하는 단계는 레이저를 이용하는 것을 특징으로 한다.In this case, the parasitic capacitor uses the gate compensation electrode as the first electrode and the drain electrode overlapping the second electrode. The cutting or welding may be performed using a laser.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 횡전계 방식 액정표시장치에 대해 설명한다.Hereinafter, a transverse electric field type liquid crystal display device according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 4는 본 발명에 따른 횡전계 방식 액정표시장치용 어레이 기판의 단위 화소를 나타낸 평면도이다.4 is a plan view illustrating unit pixels of an array substrate for a transverse electric field type liquid crystal display device according to an exemplary embodiment of the present invention.
도시한 바와 같이, 기판(100) 상에 제 1 방향으로 게이트 배선(120)과, 상기 게이트 배선(120)에서 연장된 게이트 전극(125)을 구성하고, 상기 게이트 전극(125)과 평행하게 이격된 섬형상의 게이트 보상 전극(126)을 추가로 구성한다.As illustrated, the
그리고, 상기 게이트 배선(120)과 수직하게 교차하는 제 2 방향으로 데이터 배선(130)과, 상기 데이터 배선(130)에서 연장된 소스 전극(132)과 이와는 이격된 드레인 전극(134)을 구성한다.The
이때, 상기 드레인 전극(134)의 일 측은 게이트 전극(125)과 그 일부가 중첩되고, 타 측은 상기 게이트 보상 전극(126)과 그 일부가 중첩되도록 구성한다.In this case, one side of the
그리고, 상기 게이트 배선(120)과 데이터 배선(130)이 수직하게 교차하여 정의하는 영역을 화소 영역(P)이라 한다.The area defined by the
이때, 상기 게이트 배선(120)과 데이터 배선(130)의 교차점에는 박막트랜지스터(T)를 구성하며, 이러한 박막트랜지스터(T)는 게이트 전극(125)과, 상기 게이트 전극(125) 상부에서 그 일부가 중첩되는 섬형상의 액티브층(140) 및 오믹 콘택층(미도시)과, 소스 및 드레인 전극(132, 134)을 포함하여 이루어진다.In this case, a thin film transistor T is formed at an intersection point of the
여기서, 상기 액티브층(140)은 순수 비정질 실리콘으로, 상기 오믹 콘택층(미도시)은 불순물 비정질 실리콘으로 각각 구성한다.The
그리고, 상기 드레인 전극(134)의 일부를 노출하는 드레인 콘택홀(CH2)을 통해, 상기 드레인 전극(134)과 접촉하는 화소 전극(160)을 화소 영역(P)에 구성한다.The
이때, 상기 화소 전극(160)은 드레인 전극(134)과 접촉되는 연장부(160a)와, 상기 연장부(160a)에서 화소 영역(P)으로 수직하게 분기하는 다수의 수직부(160b)와, 상기 수직부(160b)를 하나로 연결하는 수평부(160c)를 포함한다. 그리고, 상기 화소 전극(160)과 화소 영역(P)에서 평행하게 이격된 공통 전극(170)을 구성한다.In this case, the
상기 공통 전극(170)은 상기 게이트 배선(120)과 평행하게 이격하여 구성된 공통 배선(150)에서 분기되고, 상기 화소 전극 수직부(160b)와 평행하게 엇갈려 구 성된 수직부(170b)와, 상기 수직부(170a)를 하나로 연결하는 수평부(170b)를 포함한다.The
여기서, 상기 화소 전극(160)을 전단의 게이트 배선(120)과 중첩되도록 구성하여, 상기 전단의 게이트 배선(120)을 제 1 전극으로 하고, 이와 중첩되는 화소 전극(160)의 일부를 제 2 전극으로 하는 스토리지 커패시터(Cst)를 구성할 수 있다.Here, the
이때, 상기 화소 전극(160)을 이웃한 화소 전극(160)으로 연장 구성하여, 양측의 화소 전극(160)과 그 일부가 각각 중첩되는 섬형상의 리페어 배선(165)을 구성하고, 상기 게이트 보상 전극(126)과 게이트 배선(120) 각각에 그 일부가 중첩되는 섬형상의 게이트 연결패턴(175)을 추가로 구성한다.In this case, the
이때, 어레이 기판(100)에 구성된 임의의 화소에 불량이 발생하면, 상기 불량화소에 위치한 박막트랜지스터(T)와 화소 전극(160)을 절단하고, 상기 박막트랜지스터(T)와 절단된 화소 전극(160)을 이웃한 정상 화소 영역의 화소 전극(160)과 리페어 배선(165)을 통해 연결한다.At this time, when a defect occurs in any pixel of the
다음으로, 상기 정상 화소 영역에 추가로 구성된 섬형상의 게이트 연결패턴(175)을 통해 상기 게이트 보상 전극(126)과 게이트 배선(120)을 웰딩하게 되면, 상기 게이트 보상 전극(126)과 드레인 전극(143) 간에 추가적인 기생 커패시터(Cgs)를 형성할 수 있다.Next, when the
이와 같이 하면, 상기 기생 커패시터(Cgs)를 두배로 확보할 수 있어, 도 3b의 파형에 적용하게 되면 픽셀 유효전압의 값을 더욱 낮출 수 있다.In this way, the parasitic capacitor Cgs can be doubled, and when applied to the waveform of FIG. 3B, the value of the pixel effective voltage can be further lowered.
따라서, △Vp의 값이 정상화소와 동일한 수준이 되도록 함으로써, 노멀리 블랙 모드에서 나타나는 약휘점 문제를 해결할 수 있다.Therefore, by setting the value of ΔVp to be the same level as that of the normal pixel, the weak point problem occurring in the normally black mode can be solved.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법에 대해 설명한다.Hereinafter, a method of manufacturing an array substrate for a liquid crystal display device according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 5a 내지 도 5e와, 도 6a 내지 도 6e는 도 4의 Ⅴ-Ⅴ, Ⅵ-Ⅵ선을 따라 각각 절단하여 공정 순서에 따라 도시한 공정 단면도이다.5A to 5E and FIGS. 6A to 6E are cross-sectional views illustrating a process sequence by cutting along lines V-V and VI-VI of FIG. 4, respectively.
도 5a와 도 6a에 도시한 바와 같이, 기판(100) 상에 도전성 금속 그룹 중 선택된 하나를 증착하고 이를 패턴하여, 일 방향으로 게이트 배선(120)과, 상기 게이트 배선(120)에서 연장된 게이트 전극(125)과, 상기 게이트 전극(125)과 평행하게 이격된 섬형상의 게이트 보상 전극(126)을 형성한다.As shown in FIGS. 5A and 6A, one selected from a group of conductive metals is deposited on the
이와 동시에, 상기 게이트 배선(120)과 평행하게 이격된 공통 배선(150)과, 상기 공통 배선(150)에서 화소 영역(도 4의 P)으로 분기된 다수의 수직부(170a)와 이를 하나로 연결하는 수평부(170b)를 포함하는 공통 전극(도 4의 170)을 형성한다.At the same time, the
다음으로, 상기 게이트 배선(120), 게이트 전극(125)과 게이트 보상 전극(126)과 공통 전극(170) 등이 형성된 기판(100) 상부 전면에 질화 실리콘(SiNx) 또는 산화 실리콘(SiO2) 등과 같은 무기 절연물질 그룹 중에서 선택된 하나로 게이트 절연막(145)을 형성한다.Next, silicon nitride (SiNx) or silicon oxide (SiO 2 ) is formed on the entire upper surface of the
도 5b와 도 6b에 도시한 바와 같이, 상기 게이트 절연막(145)이 형성된 기 판(100) 상에 순수 비정질 실리콘층및 불순물 비정질 실리콘층(미도시)을 차례로 형성하고 이를 패턴하여, 상기 게이트 전극(125)과 그 일부가 중첩되는 액티브층(140) 및 오믹 콘택층(141)을 적층 형성한다.5B and 6B, a pure amorphous silicon layer and an impurity amorphous silicon layer (not shown) are sequentially formed on the
도 5c와 도 6c에 도시한 바와 같이, 상기 액티브 및 오믹 콘택층(140, 141)이 형성된 기판(100) 상에 도전성 금속 그룹 중 선택된 하나 또는 그 이상을 증착하고 이를 패턴하여, 상기 게이트 배선(120)과 수직하게 교차하는 데이터 배선(도 4의 130)과, 상기 데이터 배선에서 연장된 소스 전극(132)과, 상기 소스 전극(132)과 이격된 드레인 전극(134)을 형성한다.As shown in FIGS. 5C and 6C, one or more selected of conductive metal groups are deposited on the
이때, 본 발명에서는 상기 게이트 보상 전극(126)과 그 일부가 중첩되는 T자 형상의 드레인 전극(134)을 형성하는 것을 특징으로 한다. 이러한 구성은 상기 드레인 전극(134)과 게이트 전극(125) 사이에 형성되는 기생 커패시터(Cgs) 이외에, 상기 드레인 전극(134)과 게이트 보상 전극(126) 간의 잠재적인 기생 커패시터(Cgs)를 확보할 수 있다. 이에 대해서는 후술하기로 한다.In this case, the T-shaped
이와 동시에, 상기 화소 영역(도 4의 P)의 일 측에 리페어 보상용으로 섬형상의 리페어 배선(165)을 추가로 형성한다.At the same time, an island-shaped
도 5d와 도 6d에 도시한 바와 같이, 상기 데이터 배선(도 4의 130)과, 소스 및 드레인 전극(132, 134) 등이 형성된 기판(100) 상부 전면에 질화 실리콘(SiNx) 또는 산화 실리콘(SiO2) 등과 같은 무기 절연물질 그룹 중에서 선택된 하나 또는 벤조사이클로부텐(benzocyclobutene:BCB)과 아크릴(acryl)계 수지(resin)를 포함하는 유기절연물질 그룹 중 선택된 하나로 보호막(155)을 형성한다.As illustrated in FIGS. 5D and 6D, silicon nitride (SiNx) or silicon oxide (130) may be formed on the entire upper surface of the
다음으로, 상기 드레인 전극(134)의 일부에 대응하는 보호막(155)을 패턴하여, 상기 드레인 전극(134)의 일부를 노출하는 드레인 콘택홀(CH2)을 형성한다.Next, the
도 5e와 도 6e에 도시한 바와 같이, 상기 드레인 콘택홀(CH2)을 포함하는 보호막(155) 상부에 인듐-틴-옥사이드(ITO)와 인듐-징크-옥사이드(IZO)를 포함하는 투명한 도전성 금속 그룹 중 선택된 하나를 증착하고 이를 패턴하여, 상기 드레인 전극(134)과 접촉하는 화소 전극(도 4의 160)을 형성한다.5E and 6E, a transparent conductive metal including indium tin oxide (ITO) and indium zinc oxide (IZO) on the
이와 동시에, 상기 게이트 배선(120)과 게이트 보상 전극(126) 각각의 일부와 중첩되도록 구성된 섬형상의 게이트 연결패턴(175)을 형성한다.At the same time, an island-shaped
이때, 상기 화소 전극(도 4의 160)은 드레인 전극(134)과 접촉되는 연장부(160a)와, 상기 연장부(160a)에서 화소 영역(도 4의 P)으로 분기되고, 상기 공통 전극 수직부(170a)와 이격하여 평행하게 엇갈려 구성되는 수직부(160b)와, 상기 수직부를 하나로 연결하는 수평부(도 4의 160c)를 포함한다.In this case, the
이때, 상기 화소 전극(도 4의 160c)을 이웃하는 화소로 연장 구성하여, 양측의 화소 전극(도 4의 160)이 상기 리페어 배선(165)과 그 일부가 각각 중첩되도록 형성한다.In this case, the pixel electrode (160c of FIG. 4) is extended to a neighboring pixel so that both pixel electrodes (160 of FIG. 4) overlap the
앞서 설명한 바와 같이, 이러한 구성은 불량화소의 발생시, 상기 추가로 구성된 게이트 연결패턴(175)을 통해 상기 게이트 배선(120)과 게이트 보상 전극(126)을 웰딩하면, 기생 커패시터(Cgs)를 두배로 확보할 수 있고, 이를 통해 정상화소와 유사한 △Vp를 얻을 수 있으므로 노멀리 블랙 모드에서 발생되는 약휘점 문제를 방지할 수 있다.As described above, when the defective pixel is generated, the parasitic capacitor Cgs is doubled by welding the
이상으로, 전술한 공정을 통해 본 발명에 따른 횡전계 방식 액정표시장치용 어레이 기판을 제작할 수 있다.As described above, the array substrate for the transverse electric field type liquid crystal display device according to the present invention can be manufactured through the above-described process.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 전술한 공정으로 제작된 횡전계 방식 액정표시장치용 어레이 기판의 리페어 방법을 설명한다.Hereinafter, a repair method of an array substrate for a transverse electric field type liquid crystal display device manufactured by the above-described process will be described with reference to the accompanying drawings.
도 7은 본 발명에 따른 횡전계 방식 액정표시장치용 어레이 기판에 불량 화소가 발생하였을 경우, 이를 수리하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 7 is a diagram for describing a method of repairing defective pixels when a defective pixel occurs in the array substrate for a transverse electric field type liquid crystal display according to the present invention.
도시한 바와 같이, 기판(200) 상에 복수의 게이트 배선(220)과 데이터 배선(230)이 종횡으로 교차하여 매트리스 형태를 이루고, 이러한 교차점에 복수의 박막트랜지스터(T)가 구성된다.As illustrated, a plurality of
그리고, 상기 복수의 박막트랜지스터(T)와 각각 연결된 복수의 화소 전극(260)이 구성되고, 양측의 화소 전극(260)과 그 일부가 중첩되도록 리페어 배선(265)이 구성된다.The plurality of
그리고, 상기 박막트랜지스터(T)의 게이트 전극(225)과 드레인 전극(234)이 하나의 기생 커패시터(Cgs)로 작용하고, 이와는 평행하게 이격된 게이트 보상 전극(226)과 드레인 전극(234)이 잠재적인 기생 커패시터(Cgs)로 작용하고 있다.The
이때, 임의의 화소에 불량이 발생할 경우, 이러한 불량화소(P)의 박막트랜지스터부(T)와 화소 전극(260)을 레이저로 절단(A)하고, 상기 절단된 화소 전극(260a)과 이에 이웃한 정상 화소 영역(P1)의 화소 전극(260c)의 일부와 각각 중첩되는 상기 리페어 배선(265)의 일측(B)과 타측(C)을 레이저를 이용하여 웰딩한 다.At this time, when a defect occurs in an arbitrary pixel, the thin film transistor part T and the
다음으로, 상기 정상 화소 영역(P1)에 구성된 게이트 연결패턴(275)의 일측(D)과 타측(E)을 레이저를 이용하여 웰딩하면, 상기 게이트 보상 전극(226)과 드레인 전극(234) 간에 기생 커패시터(Cgs)를 추가로 형성할 수 있어, 총 기생 커패시터(Cgs)의 용량을 두배로 확보할 수 있게 된다.Next, when one side D and the other side E of the
따라서, 상기 액정 커패시터(Clc)와 스토리지 커패시터(Cst)가 두배가 되어, 기생 커패시터(Cgs)의 용량을 두배로 확보하였기 때문에 최종적인 픽셀 유효전압은 낮아져 정상화소와 유사하게 된다.Accordingly, since the liquid crystal capacitor Clc and the storage capacitor Cst are doubled and the capacitance of the parasitic capacitor Cgs is doubled, the final pixel effective voltage is lowered to be similar to the normal pixel.
이에 대해 상세히 설명하면, 본 발명에 따른 횡전계 방식 액정표시장치의 정상화소에 대한 충전 특성은 식(3)과 같고,In detail, the charging characteristic of the normal pixel of the transverse electric field type liquid crystal display according to the present invention is as shown in Equation (3),
- - - (3) ---(3)
리페어 공정을 진행한 후의 충전 특성은 식(4)와 같다.The filling characteristic after a repair process is the same as Formula (4).
- - - (4) - - - (4)
즉, 리페어 공정시 액정 커패시터(Clc)와 스토리지 커패시터(Cst)의 용량이 두배로 증가하더라도, 기생 커패시터(Cst)를 두배로 확보할 수 있어 전술한 식(3)과 식(4)에 의해 △Vp≒△Vp'의 관계가 될 수 있으므로, 리페어 화소의 유효전압이 정상화소의 유효전압과 저의 유사한 값이 될 수 있다.That is, even if the capacity of the liquid crystal capacitor Clc and the storage capacitor Cst is doubled during the repair process, the parasitic capacitor Cst can be doubled, and the above equations (3) and (4) are used. Since the relationship may be in relation to Vp? ΔVp ', the effective voltage of the repair pixel may be similar to the low voltage of the normal voltage.
따라서, 노멀리 블랙 모드의 횡전계 방식에서 리페어된 영역에 의한 약휘점 문제를 해결하는 것을 통해 고화질의 액정표시장치를 구현할 수 있다.Accordingly, a high-definition liquid crystal display device may be realized by solving the weak point problem caused by the repaired region in the transverse electric field method of the normally black mode.
본 발명은 리페어 공정에 따른 △Vp의 저하로 인한 약휘점을 보상하여 고화질을 구현하는 효과가 있다.The present invention has the effect of realizing a high quality by compensating for weak point due to the decrease of ΔVp according to the repair process.
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