KR20080062806A - Liquid crystal display device and method of fabricating the same - Google Patents
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Abstract
Description
도 1a 내지 도 1e는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정표시장치 제조공정을 도시한 단면도이다.1A to 1E are cross-sectional views illustrating a manufacturing process of a liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention.
도 2a 내지 도 2f는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정표시장치 제조공정을 도시한 단면도이다.2A to 2F are cross-sectional views illustrating a manufacturing process of a liquid crystal display device according to a second embodiment of the present invention.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *
10: 절연기판 1: 게이트 전극 10: insulating substrate 1: gate electrode
1a: 제 1 게이트패턴 1b: 제 2 게이트패턴1a:
12: 게이트 패드 11a: 제 1 게이트배선패턴12:
11b: 제 2 게이트배선패턴 11: 게이트 배선11b: second gate wiring pattern 11: gate wiring
22: 데이터 패드 17: 공통 전극22: data pad 17: common electrode
20: 유기절연막20: organic insulating film
본 발명은 고개구율을 구현할 수 있는 액정표시장치 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a liquid crystal display device and a method of manufacturing the same that can realize a high aperture ratio.
일반적으로 현대사회가 정보 사회화로 변해 감에 따라 정보표시장치의 하나인 액정표시장치 모듈의 중요성이 점차로 증가되어 가고 있다. 지금까지 가장 널리 사용되고 있는 CRT(cathode ray tube)는 성능이나 가격적인 측면에서 많은 장점이 있지만, 소형화 또는 휴대성 측면에서 많은 단점이 있다.In general, as the modern society changes to the information socialization, the importance of the liquid crystal display module, which is one of the information display devices, is gradually increasing. Cathode ray tube (CRT), which is widely used so far, has many advantages in terms of performance and cost, but has many disadvantages in terms of miniaturization or portability.
이와 같이 CRT의 단점을 보완하기 위해서 경박단소, 고휘도, 대화면, 저소비전력 및 저가격화를 실현할 수 있는 액정표시장치가 개발되었다.In order to compensate for the shortcomings of the CRT, a liquid crystal display device capable of realizing light and small, high brightness, large screen, low power consumption, and low cost has been developed.
상기 액정표시장치(LCD: Liquid Crystal Display)는 표시 해상도가 다른 평판 표시장치보다 뛰어날 뿐만 아니라, 동화상을 구현할 때에도 그 품질이 브라운관에 비할 만큼 빠른 응답 특성이 있다.The liquid crystal display (LCD) not only has superior display resolution than other flat panel displays, but also has a response characteristic that is faster than a CRT when implementing a moving image.
상기와 같은 액정표시장치는 상부기판에 형성된 공통전극과, 하부기판에 형성된 화소 전극 사이에 전계를 형성하여, 기판사이에 개재되어 있는 액정을 트위스트 시킴으로써, 화상을 디스플레이하는 트위스트 네마틱(TN : twisted nematic) 방식이 주로 사용되었다.Such a liquid crystal display device forms a electric field between a common electrode formed on an upper substrate and a pixel electrode formed on a lower substrate, and twists the liquid crystal interposed between the substrates, thereby displaying an image of twisted nematic (TN) nematic) was used.
하지만, 상기 트위스트 네마틱 방식에 의한 액정표시장치는 시야각이 매우 좁은 단점이 있었다.However, the liquid crystal display device using the twisted nematic method has a disadvantage that the viewing angle is very narrow.
그래서, 최근에 상기 협소한 시야각 문제를 해결하기 위해 여러가지 새로운 방식을 채용한 액정표시장치 개발이 활발하게 진행되었는데, 상기 방식으로 횡전계 방식(IPS:in-plane switching mode) 또는 OCB방식(optically compensated birefrigence mode) 등이 있다.Recently, in order to solve the narrow viewing angle problem, development of a liquid crystal display device employing various new methods has been actively conducted. In this method, an in-plane switching mode (IPS) or an OCB method (optically compensated) is used. birefrigence mode).
이 가운데 상기 횡전계 방식 액정표시장치는 액정 분자를 기판에 대해서 수평을 유지한 상태로 구동시키기 위하여 2개의 전극을 동일한 기판(하부기판) 상에 형성하고, 상기 2개의 전극 사이에 전압을 인가하여 기판에 대해서 수평방향으로 전계를 발생시키는 방식이다.Among these, the transverse electric field type liquid crystal display device forms two electrodes on the same substrate (lower substrate) in order to drive the liquid crystal molecules in a horizontal state with respect to the substrate, and applies a voltage between the two electrodes. The electric field is generated in the horizontal direction with respect to the substrate.
따라서, 이와 같은 횡전계 방식에서는 액정 분자의 장축이 기판에 대하여 수직한 방향(트위스트 네마틱 방식)으로 일어서지 않게 된다. 이 때문에, 시각 방향에 대한 액정의 복굴절율 변화가 작아 종래의 TN 방식 액정표시장치에 비해 우수한 시야각 특성이 있다.Therefore, in such a transverse electric field system, the long axis of the liquid crystal molecules does not stand in the direction perpendicular to the substrate (twist nematic method). For this reason, the birefringence change of the liquid crystal with respect to the viewing direction is small, and thus the viewing angle characteristic is superior to that of the conventional TN type liquid crystal display device.
그러나 상기와 같은 종래 횡전계 방식 액정표시장치는 화소 영역에 불투명 금속으로된 공통 전극과 투명 금속으로된 화소 전극이 일정한 간격으로 배치되기 때문에 개구율이 낮은 단점이 있다.However, the conventional transverse electric field type liquid crystal display device has a low aperture ratio because the common electrode made of an opaque metal and the pixel electrode made of a transparent metal are arranged at regular intervals in the pixel area.
이와 같이 낮은 개구율을 극복하기 위해 포토아크릴을 형성하는 공정이 개발되고 있는데, 이것은 추가적으로 포토아크릴을 기판 상에 형성한 후 마스크 노광 공정에 따라 패터닝하기 때문에 공정이 복잡해지는 단점이 있다.In order to overcome such a low aperture ratio, a process of forming a photoacryl has been developed, which additionally forms a photoacryl on a substrate and is patterned according to a mask exposure process.
본 발명은, 화소 영역에 형성되던 공통 전극을 데이터 배선 하부에 배치하여 개구율을 향상시킨 액정표시장치 및 그 제조방법을 제공함에 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a liquid crystal display device and a method of manufacturing the same, in which a common electrode formed in a pixel region is disposed under a data line to improve an aperture ratio.
또한, 본 발명은 포토아크릴과 같은 유기절연막을 사용하여 개구율을 향상시키면서, 게이트 전극과 화소전극을 동시에 패터닝하여 공정수를 줄인 액정표시장치 및 그 제조방법을 제공함에 다른 목적이 있다.Another object of the present invention is to provide a liquid crystal display device and a method of manufacturing the same, by reducing the number of steps by simultaneously patterning the gate electrode and the pixel electrode while improving the aperture ratio by using an organic insulating film such as photoacrylic.
또한, 본 발명은 회절마스크 또는 하프톤 마스크 공정 없이 공정수를 줄임으로써, 웨이 노이즈(wavy noise) 불량을 제거한 액정표시장치 및 그 제조방법을 제공함에 또 다른 목적이 있다.In addition, another object of the present invention is to provide a liquid crystal display device and a method of manufacturing the same, which eliminates defects in wavy noise by reducing the number of steps without a diffraction mask or a halftone mask process.
또한, 본 발명은 마스크 공정 없이 실라인 영역의 유기절연막을 제거할 수 있어 실터짐 불량을 방지할 수 있는 액정표시장치 및 그 제조방법을 제공함에 또 다른 목적이 있다.Another object of the present invention is to provide a liquid crystal display device and a method of manufacturing the same, which can remove an organic insulating film in a seal line region without a mask process, thereby preventing defects.
상기한 목적을 달성하기 위한, 본 발명에 따른 액정표시장치 제조방법은,In order to achieve the above object, the liquid crystal display device manufacturing method according to the present invention,
기판 상에 제 1 도전막을 형성하고, 계속해서 제 2 도전막을 형성하는 단계;Forming a first conductive film on the substrate, and subsequently forming a second conductive film;
상기 제 1, 2 도전막이 형성된 기판 상에 회절 마스크 또는 하프톤 마스크를 포함하는 포토리쏘그래피방법을 사용하여 게이트 전극, 게이트 배선, 게이트 패드, 데이터 패드 및 공통 전극을 형성하는 단계;Forming a gate electrode, a gate wiring, a gate pad, a data pad, and a common electrode by using a photolithography method including a diffraction mask or a halftone mask on the substrate on which the first and second conductive films are formed;
상기 게이트 전극이 형성된 기판 상에 게이트 절연막, 비정질실리콘막 및 도핑된 비정질실리콘막을 순차적으로 형성한 다음, 포토리쏘그래피방법을 사용하여 게이트 전극 상부에 액티브층을 형성하는 단계;Sequentially forming a gate insulating film, an amorphous silicon film, and a doped amorphous silicon film on the substrate on which the gate electrode is formed, and then forming an active layer on the gate electrode using a photolithography method;
상기 액티브층이 형성된 기판 상에 유기절연막을 형성한 다음, 포토공정을 진행하여 유기절연막 패턴을 형성하는 단계; 및Forming an organic insulating layer on the substrate on which the active layer is formed, and then performing a photo process to form an organic insulating layer pattern; And
상기 유기절연막 패턴이 형성된 기판 상에 플라즈마 처리 공정을 진행하여 액티브층의 채널영역에 채널보호막을 형성하는 단계를 포함한다.And forming a channel protective film in a channel region of the active layer by performing a plasma treatment process on the substrate on which the organic insulating film pattern is formed.
본 발명의 다른 실시예에 따른 액정표시장치 제조방법은,According to another embodiment of the present invention, a method of manufacturing a liquid crystal display device is provided.
기판 상에 제 1 도전막을 형성하고, 계속해서 제 2 도전막을 형성하는 단계;Forming a first conductive film on the substrate, and subsequently forming a second conductive film;
상기 제 1, 2 도전막이 형성된 기판 상에 회절 마스크 또는 하프톤 마스크를 포함하는 포토리쏘그래피방법을 사용하여 게이트 전극, 게이트 배선, 게이트 패드, 데이터 패드 및 공통 전극을 형성하는 단계;Forming a gate electrode, a gate wiring, a gate pad, a data pad, and a common electrode by using a photolithography method including a diffraction mask or a halftone mask on the substrate on which the first and second conductive films are formed;
상기 게이트 전극이 형성된 기판 상에 게이트 절연막, 비정질실리콘막 및 도핑된 비정질실리콘막을 순차적으로 형성한 다음, 포토리쏘그래피방법을 사용하여 게이트 전극 상부에 액티브층을 형성하는 단계;Sequentially forming a gate insulating film, an amorphous silicon film, and a doped amorphous silicon film on the substrate on which the gate electrode is formed, and then forming an active layer on the gate electrode using a photolithography method;
상기 액티브층이 형성된 기판 상에 유기절연막을 형성한 다음, 포토공정을 진행하여 유기절연막 패턴을 형성하는 단계; 및Forming an organic insulating layer on the substrate on which the active layer is formed, and then performing a photo process to form an organic insulating layer pattern; And
상기 유기절연막 패턴이 형성된 기판 상에 보호막을 형성한 다음, 상기 게이트 패드 영역과 데이터 패드 영역을 노출시키는 콘택홀 공정을 진행하는 단계를 포함한다.Forming a passivation layer on the substrate on which the organic insulating layer pattern is formed, and then performing a contact hole process exposing the gate pad region and the data pad region.
본 발명의 또 다른 실시예에 의한 액정표시장치는,According to another embodiment of the present invention,
기판;Board;
상기 기판 상에 화소 영역을 정의하기 위해 교차배열된 게이트 배선과 데이터 배선;Gate lines and data lines cross-arranged to define pixel regions on the substrate;
상기 게이트 배선과 데이터 배선의 교차영역에 형성된 박막트랜지스터; 및A thin film transistor formed at an intersection of the gate line and the data line; And
상기 화소 영역에 교대로 형성된 공통전극과 화소전극을 포함하며,A common electrode and a pixel electrode alternately formed in the pixel region;
상기 데이터 배선과 오버랩되도록 형성된 공통전극 사이에 형성된 유기절연막을 포함한다.An organic insulating layer is formed between the common electrode formed to overlap the data line.
본 발명에 의하면, 화소 영역에 형성되던 공통 전극을 데이터 배선 하부에 배치하여 개구율을 향상시켰다.According to the present invention, the aperture ratio is improved by arranging the common electrode formed in the pixel region under the data wiring.
또한, 본 발명은 포토아크릴과 같은 유기절연막을 사용하여 개구율을 향상시키면서, 게이트 전극과 화소전극을 동시에 패터닝하여 공정수를 줄였다.In addition, the present invention reduces the number of steps by simultaneously patterning the gate electrode and the pixel electrode while improving the aperture ratio by using an organic insulating film such as photoacrylic.
또한, 본 발명은 회절마스크 또는 하프톤 마스크 공정 없이 공정수를 줄임으로써, 웨이 노이즈(wavy noise) 불량을 제거하였다.In addition, the present invention eliminates the waste noise (wavy noise) by reducing the number of steps without a diffraction mask or halftone mask process.
또한, 본 발명은 마스크 공정 없이 실라인 영역의 유기절연막을 제거할 수 있어 실터짐 불량을 방지할 수 있다.In addition, the present invention can remove the organic insulating film in the seal line region without the mask process, it is possible to prevent the seal failure.
이하, 첨부한 도면에 의거하여 본 발명의 실시 예를 자세히 설명하도록 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1a 내지 도 1e는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정표시장치 제조공정을 도시한 단면도이다.1A to 1E are cross-sectional views illustrating a manufacturing process of a liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention.
도 1a에 도시된 바와 같이, 본 발명의 액정표시장치 어레이 영역을 박막 트랜지스터(TFT), 화소(Pixel), 게이트 패드(Gate Pad), 데이터 패드(Data Pad) 및 데이터 배선(Data Line) 영역으로 각각 구분하여 각각의 패턴 형성 공정을 설명한다.As shown in FIG. 1A, the liquid crystal display array area of the present invention is a thin film transistor TFT, a pixel, a gate pad, a data pad, and a data line area. Each pattern formation process is demonstrated separately.
먼저, 투명성 절연기판(10) 상에 인듐-옥사이드(Indium-Tin-Oxide ; 이하" ITO" 라 함), 인듐-아연-옥사이드(Indium-Zinc-Oxide ; 이하" IZO" 라 함), 인듐-틴-아연-옥사이드(Indium-Tin-Zinc-Oxide ; 이하" ITZO" 라함) 등의 투명한 도전성 물질중 어느 하나의 제 1 도전막을 형성한다.First, indium-oxide (hereinafter referred to as "ITO"), indium-zinc-oxide (hereinafter referred to as "IZO") and indium- on the transparent
그런 다음, 계속하여 구리, 알루미늄(Al) 또는 알루미늄 합금(AlNd)으로된 제 2 도전막을 형성한다. 상기와 같이 절연기판(10) 상에 제 1 도전막과 제 2 도전막이 순차적으로 형성되면, 회절마스크 또는 하프톤 마스크를 포함하는 포토리쏘그래피 방법으로 노광 및 식각 공정을 진행하여, TFT 영역에 제 1 게이트패턴(1a)과 제 2 게이트패턴(1b)으로 적층된 게이트 전극(1)을 형성한다.Then, a second conductive film made of copper, aluminum (Al) or aluminum alloy (AlNd) is subsequently formed. As described above, when the first conductive film and the second conductive film are sequentially formed on the
이때, 화소 영역에서는 제 2 도전막을 제거하고, 투명성 도전물질인 제 1 도전막을 패터닝하여 화소전극(19)을 형성한다. 게이트 패드 영역에서는 게이트 배선까지는 제 1 게이트배선패턴(11a)과 제 2 게이트배선패턴(11b)의 이중증 구조로 게이트 배선(11)을 형성한다. 게이트 배선(11)의 가장자리에는 제 2 도전막이 제거되고 제 1 도전막이 패터닝된 게이트 패드(12)를 형성한다.In this case, in the pixel region, the second conductive layer is removed, and the first conductive layer, which is a transparent conductive material, is patterned to form the
또한, 데이터 패드 영역에서는 제 2 도전막을 제거하고, 제 1 도전막을 패터닝하여 데이터 패드(22)를 형성한다. 따라서, 게이트 패드(12)와 데이터 패드(22)는 투명성 도전물질로 패터닝된다.In the data pad region, the second conductive film is removed and the first conductive film is patterned to form the
또한, 화소 영역과 인접한 데이터 배선 영역에는 제 2 도전막을 제거하고, 제 1 도전막을 패터닝하여 공통 전극(17)을 형성한다. 즉, 화소 영역에 형성되던 공통전극중 데이터 배선과 인접한 공통 전극(17)을 데이터 배선 형성 영역에 형성한다.In addition, the second conductive film is removed in the data wiring region adjacent to the pixel region, and the first conductive film is patterned to form the
이와 같이, 본 발명에서는 공통 전극(17)을 투명 금속으로 형성하면서, 데이터 배선 영역으로 이동시키기 때문에 화소 영역의 개구율이 개선된다.As described above, in the present invention, since the
즉, 본 발명에서는 제 1 마스크 공정에서 화소 영역에 공통전극, 화소전 극(19), 게이트 전극(1), 게이트 배선(11), 게이트 패드(12) 및 데이터 패드(22)를 동시에 형성한다.That is, in the present invention, the common electrode, the
그런 다음, 도 1b에 도시한 바와 같이, 절연기판(10) 상에 게이트 절연막(2), 비정질실리콘막과 도핑된 비정질실리콘막을 순차적으로 형성한다. 그런 다음 포토리쏘그래피 방법으로 노광 및 식각 공정을 진행하여 박막트랜지스터 영역에서는 게이트 전극(1) 상에 게이트 절연막(2)과 채널층과 오믹접촉층 역할을 하는 액티브층(5)을 패터닝한다. 이때, 화소 영역, 게이트 패드 영역, 데이터 패드 영역 및 데이터 배선 영역 상에 형성된 게이트 절연막(2)과 비정질실리콘막 및 도핑된 비정질실리콘막은 모두 제거한다.Then, as shown in FIG. 1B, the
따라서, 화소 영역의 화소전극(19), 게이트 패드 영역의 게이트 패드(12), 데이터 패드 영역의 데이터 패드(22), 데이터 배선 영역의 공통 전극(17)은 외부로 노출된다.Therefore, the
상기와 같이 액티브층(5)이 절연기판(10) 상에 형성되면, 도 1c에 도시한 바와 같이, 절연기판(10) 상에 유기절연막(20)을 도포한 다음, 패터닝한다. 이때 사용되는 유기절연막(20)의 종류는 다음과 같다. 포토 아크릴계(acryl) 유기화합물, 테프론(Teflon), BCB(benzocyclobutene), 사이토프 (cytop)또는 PFCB(perfluorocyclobutane)를 사용한다. 이때, 유전상수가 액정층의 유전상수보다 작은 물질을 사용하는 것이 바람직하다.When the
또한, 게이트 패드 영역에서의 유기절연막(20)은 게이트 배선(11) 영역까지는 유기절연막(20)이 형성되고, 게이트 패드(12)는 유기절연막(20)이 제거된 제 1 패드콘택홀(30a)이 형성된다. 따라서, 게이트 패드(12)는 제 1 패드콘택홀(30a)에 의해 외부로 노출된 상태가 된다.In addition, in the organic insulating
또한, 데이터 패드 영역에서도 유기절연막(20)의 일부가 제거된 제 2 패드콘택홀(30b)이 형성되어, 데이터 패드(22)의 일부가 외부로 노출된다.In the data pad region, a second
또한, 데이터 배선 영역에는 공통 전극(17) 상에 유기절연막(20) 패턴이 형성된다. 공통 전극(17) 상에 형성되는 유기절연막(20) 패턴은 이후 형성될 데이터 배선과의 기생 커패시턴스를 최소화하기 위해 공통전극(17)과 데이터 배선을 최대한 멀리 이격시키기 위해 형성하는 패턴이다. 아울러, 유기절연막(20)의 유전율 상수는 작은 것을 사용하기 때문에 기생 커패시턴스를 최대한 줄일 수 있다. 즉, 화소 영역에서 데이터 배선이 형성될 영역에 공통전극(17)을 형성하여 개구율을 넓히고, 공통전극(17)과 이후 형성될 데이터 배선 사이에 유기절연막(20)을 배치하여 데이터 배선과 공통전극(17) 사이에서 발생될 기생 커패시턴스를 최소화하였다.In the data wiring region, an organic insulating
도 1c와 같이 유기절연막(20)이 패터닝되면, 도 1d에 도시한 바와 같이 절연기판(10) 상에 금속막을 형성한 다음, 포토리쏘그래피 방법으로 노광 및 식각 공정을 진행하여 박막 트랜지스터 영역에서 소스/드레인 전극(27a, 27b)을 형성한다. 이때, 드레인 전극(27b)의 가장자리는 화소 영역의 화소 전극(19)과 전기적으로 콘택된 상태로 패터닝된다.When the organic insulating
데이터 패드 영역에서도 데이터 배선(13)이 형성되면서, 하부의 데이터 패드(22)와 전기적 콘택을 위한 데이터 배선패턴(40)이 형성된다. 상기 데이터 배선(13)은 게이트 배선(11)과 교차 배열되고, 교차 영역에는 박막트랜지스터가 형성 된다.As the data line 13 is formed in the data pad area, a
상기와 같이 소스/드레인 전극(27a, 27b) 및 데이터 배선(13)을 형성한 다음, 도 1e에 도시한 바와 같이, 건식각 공정을 적용하여 노출된 액티브층(5)의 도핑된 비정질실리콘막의 일부를 제거하여 소스/드레인 전극(27a, 27b) 하부에 오믹접촉층을 형성하고, 소스/드레인 전극(27a, 27b) 사이에는 채널영역을 형성한다.After the source /
또한, 도면에서는 도시하지 않았지만, 소스/드레인 전극(27a, 27b) 형성후에 산소(O2) 또는 질소(N2) 가스를 사용하여 소스/드레인 전극(27a, 27b) 사이에 채널영역 보호를 위한 산화실리콘막 또는 질화실리콘막을 형성할 수 있다.Although not shown in the drawings, after the source /
이와 같이, 본 발명에서는 화소 영역의 공통 전극(17)을 데이터 배선(13)과 오버랩되도록 하여 개구율을 향상시켰다. 아울러 유기절연막(20)을 절연기판 상에 형성하고 패터닝하여 고개구율을 구현할 수 있도록 하였다.As described above, in the present invention, the aperture ratio is improved by overlapping the
또한, 액티브층(5)과 소스/드레인 전극(27a, 27b)을 별도의 마스크 공정으로 형성하여, 회절마스크 또는 하프톤 마스크를 사용하여 액티브층과 소스/드레인 전극을 동시에 형성할 때, 빈번히 발생되는 웨이 노이즈(wavy noise) 불량을 제거하였다.In addition, when the
또한, 추가 마스크 공정 없이 씰라인(seal line)이 형성될 영역의 유기절연막을 제거하여 씰터짐 불량을 사전에 방지할 수 있도록 하였다.In addition, the organic insulating layer in the region where the seal line is to be formed is removed without an additional mask process to prevent the seal burst defect in advance.
본 발명은 액정표시장치에서 일반적으로 적용되는 TN 모드, VA 모드, IPS 모드 및 FFS 모드에 모두 적용할 수 있다.The present invention can be applied to all of the TN mode, VA mode, IPS mode and FFS mode which are generally applied in the liquid crystal display.
도 2a 내지 도 2f는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정표시장치 제조공정을 도시한 단면도이다.2A to 2F are cross-sectional views illustrating a manufacturing process of a liquid crystal display device according to a second embodiment of the present invention.
도 2a에 도시한 바와 같이, 본 발명의 액정표시장치 어레이 영역을 박막 트랜지스터(TFT), 화소(Pixel), 게이트 패드(Gate Pad), 데이터 패드(Data Pad) 및 데이터 배선(Data Line) 영역으로 각각 구분하여 각각의 패턴 형성 공정을 설명한다.As shown in FIG. 2A, the liquid crystal display array area of the present invention is a thin film transistor TFT, a pixel, a gate pad, a data pad, and a data line area. Each pattern formation process is demonstrated separately.
먼저, 투명성 절연기판(110) 상에 인듐-옥사이드(Indium-Tin-Oxide ; 이하" ITO" 라 함), 인듐-아연-옥사이드(Indium-Zinc-Oxide ; 이하" IZO" 라 함), 인듐-틴-아연-옥사이드(Indium-Tin-Zinc-Oxide ; 이하" ITZO" 라함) 등의 투명한 도전성 물질중 어느 하나의 제 1 도전막을 형성한다.First, indium-oxide (hereinafter referred to as "ITO"), indium-zinc-oxide (hereinafter referred to as "IZO") and indium- on the transparent insulating
그런 다음, 계속하여 구리, 알루미늄(Al) 또는 알루미늄 합금(AlNd)으로된 제 2 도전막을 형성한다. 상기와 같이 절연기판(110) 상에 제 1 도전막과 제 2 도전막이 순차적으로 형성되면, 회절마스크 또는 하프톤 마스크를 포함하는 포토리쏘그래피 방법으로 노광 및 식각 공정을 진행하여, TFT 영역에 제 1 게이트패턴(101a)과 제 2 게이트패턴(101b)으로 적층된 게이트 전극(101)을 형성한다.Then, a second conductive film made of copper, aluminum (Al) or aluminum alloy (AlNd) is subsequently formed. As described above, when the first conductive layer and the second conductive layer are sequentially formed on the insulating
이때, 화소 영역에서는 제 2 도전막을 제거하고, 투명성 도전물질인 제 1 도전막을 패터닝하여 화소전극(119)을 형성한다. 게이트 패드 영역에서는 게이트 배선까지는 제 1 게이트배선패턴(111a)과 제 2 게이트배선(111b)의 이중증 구조로 게이트 배선(111)을 형성한다. 게이트 배선(111)의 가장자리에는 제 2 도전막이 제거되고 제 1 도전막이 패터닝된 게이트 패드(112)를 형성한다.In this case, in the pixel region, the second conductive layer is removed, and the first conductive layer, which is a transparent conductive material, is patterned to form the
또한, 데이터 패드 영역에서는 제 2 도전막을 제거하고, 제 1 도전막을 패터닝하여 데이터 패드(122)를 형성한다. 따라서, 게이트 패드(112)와 데이터 패드(122)는 투명성 도전물질로 패터닝된다.In the data pad region, the second conductive film is removed, and the first conductive film is patterned to form the
또한, 화소 영역과 인접한 데이터 배선 영역에는 제 2 도전막을 제거하고, 제 1 도전막을 패터닝하여 공통 전극(117)을 형성한다. 즉, 화소 영역에 형성되던 공통전극중 데이터 배선과 인접한 공통 전극(117)을 데이터 배선 형성 영역에 형성한다.In addition, the second conductive film is removed in the data wiring area adjacent to the pixel area, and the first conductive film is patterned to form the
이와 같이, 본 발명에서는 공통 전극(117)을 투명 금속으로 형성하면서, 데이터 배선 영역으로 이동시키기 때문에 화소 영역의 개구율이 개선된다.As described above, in the present invention, since the
즉, 본 발명에서는 제 1 마스크 공정에서 화소 영역에 공통전극, 화소전극(119), 게이트 전극(101), 게이트 배선(111), 게이트 패드(112) 및 데이터 패드(122)를 동시에 형성한다.That is, in the first mask process, the common electrode, the
그런 다음, 도 2b에 도시한 바와 같이, 절연기판(110) 상에 게이트 절연막(102), 비정질실리콘막과 도핑된 비정질실리콘막을 순차적으로 형성한다. 그런 다음 포토리쏘그래피 방법으로 노광 및 식각 공정을 진행하여 박막트랜지스터 영역에서는 게이트 전극(101) 상에 게이트 절연막(102)과 채널층과 오믹접촉층 역할을 하는 액티브층(105)을 패터닝한다. 이때, 화소 영역, 게이트 패드 영역, 데이터 패드 영역 및 데이터 배선 영역 상에 형성된 게이트 절연막(102)과 비정질실리콘막 및 도핑된 비정질실리콘막을 모두 제거한다.Next, as shown in FIG. 2B, a
따라서, 화소 영역의 화소전극(119), 게이트 패드 영역의 게이트 패드(112), 데이터 패드 영역의 데이터 패드(122), 데이터 배선 영역의 공통 전극(117)은 외부로 노출된다.Accordingly, the
상기와 같이 액티브층(105)이 절연기판(110) 상에 형성되면, 도 2c에 도시한 바와 같이, 절연기판(110) 상에 유기절연막(120)을 도포한 다음, 패터닝한다. 이때 사용되는 유기절연막(120)의 종류는 다음과 같다. 포토 아크릴계(acryl) 유기화합물, 테프론(Teflon), BCB(benzocyclobutene), 사이토프 (cytop)또는 PFCB(perfluorocyclobutane)을 사용한다. 이때, 유전상수가 액정층의 유전상수보다 작은 물질을 사용하는 것이 바람직하다.When the
또한, 게이트 패드 영역에서의 유기절연막(120)은 게이트 배선(111) 영역까지는 유기절연막(120)이 형성되고, 게이트 패드(112)는 유기절연막(120)이 제거된 제 1 패드콘택홀(130a)이 형성된다. 따라서, 게이트 패드(112)는 제 1 패드콘택홀(130a)에 의해 외부로 노출된 상태가 된다.In addition, the organic insulating
또한, 데이터 패드 영역에서도 유기절연막(120)의 일부가 제거된 제 2 패드콘택홀(130b)이 형성되어, 데이터 패드(122)의 일부가 외부로 노출된다.In addition, a second
또한, 데이터 배선 영역에는 공통 전극(117) 상에 유기절연막(120) 패턴이 형성된다. 공통 전극(117) 상에 형성되는 유기절연막(120) 패턴은 이후 형성될 데이터 배선과의 기생 커패시턴스를 최소화하기 위해 공통전극(117)과 데이터 배선의 최대한 멀리 이격시키기 위해 형성하는 패턴이다. 아울러, 유기절연막(120)의 유전율 상수는 작은 것을 사용하기 때문에 기생 커패시턴스를 최대한 줄일 수 있다.In addition, the organic insulating
즉, 화소 영역에서 데이터 배선이 형성될 영역에 공통전극(17)을 형성하여 개구율을 넓히고, 공통전극(17)과 이후 형성될 데이터 배선 사이에 유기절연막(20)을 배치하여 데이터 배선과 공통전극(17) 사이에서 발생될 기생 커패시턴스를 최소화하였다.That is, the
도 2c와 같이 유기절연막(120)이 패터닝되면, 도 2d에 도시한 바와 같이 절연기판(110) 상에 금속막을 형성한 다음 포토리쏘그래피 방법으로 노광 및 식각 공정을 진행하여 박막 트랜지스터 영역에서 소스/드레인 전극(127a, 127b)을 형성한다. 이때, 드레인 전극(127b)의 가장자리는 화소 영역의 화소 전극(119)과 전기적으로 콘택된 상태로 패터닝된다.When the organic insulating
데이터 패드 영역에서도 데이터 배선(113)이 형성되면서, 하부의 데이터 패드(122)와 전기적 콘택을 위한 데이터 배선패턴(140)이 형성된다.As the
상기와 같이 소스/드레인 전극(127a, 127b) 및 데이터 배선(113)을 형성한 다음, 도 2e에 도시한 바와 같이, 건식각 공정을 적용하여 노출된 액티브층(105)의 일부를 제거하여 소스/드레인 전극(127a, 127b) 하부에 오믹접촉층을 형성하고, 소스/드레인 전극(127a, 127b) 사이에는 채널영역을 형성한다.After forming the source /
또한, 도면에서는 도시하지 않았지만, 소스/드레인 전극(127a, 127b) 형성후에 산소(O2) 또는 질소(N2) 가스를 사용하여 소스/드레인 전극(27a, 27b) 사이에 채널영역 보호를 위한 산화실리콘막 또는 질화실리콘막을 형성할 수 있다.Although not shown in the drawings, after the source /
만약, 산화실리콘막 또는 질화실리콘막을 채널영역에 형성하지 않을 경우에는 도 2f에 도시된 바와 같이, 절연기판(110)의 전영역 상에 보호막(129)을 형성한 다음, 게이트 패드(112) 영역과 데이터 배선패턴(140:데이터 패드영역) 상의 보호막(129)을 제거하는 콘택홀 공정을 진행한다.If the silicon oxide film or the silicon nitride film is not formed in the channel region, as shown in FIG. 2F, the
이와 같이, 본 발명에서는 화소 영역의 공통 전극을 데이터 배선과 오버랩되도록 하여 개구율을 향상시켰다. 아울러 유기절연막을 절연기판 상에 형성하고 패터닝하여 고개구율을 구현할 수 있도록 하였다.As described above, in the present invention, the aperture ratio is improved by overlapping the common electrode of the pixel region with the data wiring. In addition, the organic insulating film was formed on the insulating substrate and patterned to realize a high opening ratio.
또한, 액티브층과 소스/드레인 전극을 별도의 마스크 공정으로 형성하여 회절마스크 또는 하프톤 마스크를 사용하여 빈번히 발생되는 웨이 노이즈(wavy noise) 불량을 제거하였다.In addition, the active layer and the source / drain electrodes are formed by separate mask processes to remove the frequently generated noise defects using a diffraction mask or a halftone mask.
또한, 추가 마스크 공정 없이 실라인이 형성될 영역의 유기절연막을 제거하여 실터짐 불량을 사전에 방지할 수 있도록 하였다.In addition, the organic insulating film in the region where the seal line is to be formed is removed without an additional mask process, thereby preventing the seal failure.
본 발명은 액정표시장치에서 일반적으로 적용되는 TN 모드, VA 모드, IPS 모드 및 FFS 모드에 모두 적용할 수 있다.The present invention can be applied to all of the TN mode, VA mode, IPS mode and FFS mode which are generally applied in the liquid crystal display.
이상에서 자세히 설명된 바와 같이, 본 발명은 본 발명에 의하면, 화소 영역에 형성되던 공통 전극을 데이터 배선 하부에 배치하여 개구율을 향상시킨 효과가 있다.As described in detail above, according to the present invention, the common electrode formed in the pixel region is disposed under the data line to improve the aperture ratio.
또한, 본 발명은 포토아크릴과 같은 유기절연막을 사용하여 개구율을 향상시키면서, 게이트 전극과 화소전극을 동시에 패터닝하여 공정수를 줄인 효과가 있다.In addition, the present invention has the effect of reducing the number of steps by simultaneously patterning the gate electrode and the pixel electrode while improving the aperture ratio by using an organic insulating film such as photoacrylic.
또한, 본 발명은 회절마스크 또는 하프톤 마스크 공정 없이 공정수를 줄임으로써, 웨이 노이즈(wavy noise) 불량을 제거한 효과가 있다.In addition, the present invention has the effect of eliminating the way noise (wavy noise) by reducing the number of steps without a diffraction mask or halftone mask process.
또한, 본 발명은 마스크 공정 없이 실라인 영역의 유기절연막을 제거할 수 있어 실터짐 불량을 방지한 효과가 있다.In addition, the present invention can remove the organic insulating film of the seal line region without the mask process has the effect of preventing the seal failure.
본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 않고, 이하 청구 범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능할 것이다.The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various changes can be made by those skilled in the art without departing from the gist of the present invention as claimed in the following claims.
Claims (20)
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KR1020060138928A KR20080062806A (en) | 2006-12-29 | 2006-12-29 | Liquid crystal display device and method of fabricating the same |
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KR1020060138928A KR20080062806A (en) | 2006-12-29 | 2006-12-29 | Liquid crystal display device and method of fabricating the same |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US8730422B2 (en) | 2012-05-23 | 2014-05-20 | Samsung Display Co., Ltd. | Liquid crystal display |
-
2006
- 2006-12-29 KR KR1020060138928A patent/KR20080062806A/en not_active Application Discontinuation
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