KR20100128208A - Liquid crystal display and fabricating method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 특히 표면 난반사를 줄이면서도 콘트라스트 비를 높일 수 있도록 한 액정표시장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal display device, and more particularly, to a liquid crystal display device and a method of manufacturing the same, which can reduce the surface reflection and increase the contrast ratio.
액정표시장치는 전계를 이용하여 액정의 광투과율을 조절함으로써 화상을 표시한다. 액정표시장치는 액정을 구동시키는 전계의 방향에 따라 수직 전계 인가형과 수평 전계 인가형으로 대별된다.The liquid crystal display device displays an image by adjusting the light transmittance of the liquid crystal using an electric field. The liquid crystal display is roughly classified into a vertical electric field application type and a horizontal electric field application type according to the direction of the electric field for driving the liquid crystal.
수직 전계 인가형 액정표시장치는 상하부 기판에 대향하게 배치된 화소 전극과 공통 전극 사이에 형성되는 수직 전계에 의해 TN(Twisted Nematic, 이하, "TN") 모드의 액정을 구동시킨다. 수직 전계 인가형 액정표시장치는 개구율이 큰 장점을 갖는 반면 시약기 좁은 단점이 있다.The vertical field application type liquid crystal display drives a liquid crystal of TN (twisted nematic, hereinafter, "TN") mode by a vertical electric field formed between a pixel electrode and a common electrode disposed to face the upper and lower substrates. Vertical field-applied liquid crystal display devices have an advantage of large aperture ratio while having a narrow disadvantage of reagents.
수평 전계 인가형 액정표시장치는 하부 기판에 나란하게 배치된 화소 전극과 공통 전극 사이에 형성되는 수평 전계에 의해 인 플레인 스위치(In Plane Swich, 이하, "IPS") 모드의 액정을 구동시킨다. 수평 전계 인가형 액정표시장치는 시야각이 상대적으로 매우 넓은 장점을 갖는다.The horizontal field application type liquid crystal display drives an in-plane switch (“IPS”) liquid crystal by a horizontal electric field formed between a pixel electrode and a common electrode arranged side by side on a lower substrate. Horizontal field-applied liquid crystal displays have a relatively wide viewing angle.
수평 전계 인가형 액정표시장치는 서로 대향하여 합착된 박막 트랜지스터 어레이 기판(하판) 및 칼러 필터 어레이 기판(상판)과, 두 기판 사이에서 셀갭을 일정하게 유지시키기 위한 스페이서와, 그 셀갭에 채워진 액정을 구비한다. The horizontal field application liquid crystal display device includes a thin film transistor array substrate (bottom plate) and a color filter array substrate (top plate) bonded to each other, a spacer for maintaining a constant cell gap between the two substrates, and a liquid crystal filled in the cell gap. Equipped.
박막 트랜지스터 어레이 기판은 화소 단위의 수평 전계 형성을 위한 다수의 신호 배선들 및 박막 트랜지스터와, 그들 위에 액정 배향을 위해 도포된 배향막을 구비한다. 컬러 필터 어레이 기판은 칼러 구현을 위한 컬러 필터 및 빛샘 방지를 위한 블랙 매트릭스와, 그들 위에 액정 배향을 위해 도포된 배향막을 구비한다. 액정들은 화소 전극과 공통 전극 사이에 형성되는 수평 전계에 의해 광투과율을 가변시킨다. The thin film transistor array substrate includes a plurality of signal lines and a thin film transistor for forming a horizontal electric field in pixels, and an alignment layer coated thereon for liquid crystal alignment. The color filter array substrate includes a color filter for color implementation, a black matrix for preventing light leakage, and an alignment film coated thereon for liquid crystal alignment. Liquid crystals vary light transmittance by a horizontal electric field formed between the pixel electrode and the common electrode.
이러한 액정표시장치에 있어서, 통상적으로 화소 전극과 공통 전극은 단일 투명 도전막 또는 단일 금속막으로 형성된다.In such a liquid crystal display device, the pixel electrode and the common electrode are typically formed of a single transparent conductive film or a single metal film.
화소 전극과 공통 전극을 단일 금속막으로 형성하는 경우, 금속은 반사율이 높아 표시면으로 입사되는 외부광을 반사시키는 성질이 강하다. 반사된 외부광은 액정표시장치의 백라이트로부터 입사되는 광과 보강 간섭 또는 상쇄 간섭을 일으킨 후 편광판을 통과하므로, 외부광이 반사되는 부분의 표시화상에 회절 무늬의 얼룩이 발생되기 쉽다.When the pixel electrode and the common electrode are formed of a single metal film, the metal has a high reflectance and thus has a strong property of reflecting external light incident on the display surface. The reflected external light passes through the polarizing plate after generating constructive or destructive interference with light incident from the backlight of the liquid crystal display, and thus, diffraction patterns are easily generated on the display image of the part where the external light is reflected.
반사율 저감을 위해 화소 전극과 공통 전극을 투명 도전막으로 형성하는 경우, 반사율은 낮아지나 투과율 상승에 의한 블랙 휘도의 품질 저하로 콘트라스트 비(Contrast Ratio)가 나빠진다.When the pixel electrode and the common electrode are formed of a transparent conductive film for reducing the reflectance, the reflectance is lowered but the contrast ratio is deteriorated due to the degradation of the black luminance due to the increase in the transmittance.
따라서, 본 발명의 목적은 외부 광에 대한 전극 표면에서의 반사율을 저감시킴과 아울러, 표시 영상의 콘트라스트 비를 높일 수 있도록 한 액정표시장치 및 그 제조 방법을 제공하는 데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a liquid crystal display device and a method of manufacturing the same, which reduce the reflectance of the electrode surface to external light and increase the contrast ratio of the display image.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치는 제1 도전패턴으로 형성된 게이트 라인; 상기 게이트 라인과 분리되어 상기 제1 도전패턴으로 형성된 공통 라인; 상기 게이트 라인 및 공통 라인과 절연되게 교차하여 화소 영역을 정의하며, 제2 도전패턴으로 형성된 데이터 라인; 상기 게이트 라인 및 데이터 라인의 교차부에 형성된 박막 트랜지스터; 상기 화소 영역에 제3 도전패턴으로 형성되고 상기 공통 라인과 접속된 공통 전극; 상기 박막 트랜지스터와 접속되고 상기 화소 영역에서 상기 공통 전극과 수평 전계를 이루도록 상기 제3 도전패턴으로 형성된 화소 전극을 구비하고; 상기 제3 도전패턴은 금속막과 상기 금속막 상에 형성되는 저반사막을 포함한 2 중막으로 이루어진다.In order to achieve the above object, a liquid crystal display according to an embodiment of the present invention comprises a gate line formed of a first conductive pattern; A common line separated from the gate line and formed of the first conductive pattern; A data line crossing the gate line and the common line so as to be insulated from each other, and defining a pixel area, wherein the data line is formed of a second conductive pattern; A thin film transistor formed at an intersection of the gate line and the data line; A common electrode formed in the pixel region in a third conductive pattern and connected to the common line; A pixel electrode connected to the thin film transistor and formed in the third conductive pattern to form a horizontal electric field with the common electrode in the pixel region; The third conductive pattern includes a double layer including a metal layer and a low reflection layer formed on the metal layer.
상기 저반사막은 나이트 라이드(Nitride) 물질 또는 옥사이드(Oxide) 물질을 포함한다.The low reflection film may include a nitride material or an oxide material.
상기 저반사막은 CuNx, MoTiNx, ITO, IZO, TO, CrOx 중 적어도 어느 하나를 포함한다.The low reflection film includes at least one of CuNx, MoTiNx, ITO, IZO, TO, CrOx.
상기 저반사막의 두께는 30 Å ~ 1000 Å 이다.The thickness of the low reflection film is 30 kPa to 1000 kPa.
이 액정표시장치는 상기 게이트 라인에 연결된 게이트 패드 하부 전극과, 콘택홀을 통해 상기 게이트 패드 하부 전극에 접촉되는 게이트 패드 상부 전극을 갖는 게이트 패드; 상기 데이터 라인에 연결된 데이터 패드 하부 전극과, 콘택홀을 통해 상기 데이터 패드 하부 전극에 접촉되는 데이터 패드 상부 전극을 갖는 데이터 패드; 및 상기 공통 라인에 연결된 공통 패드 하부 전극과, 콘택홀을 통해 상기 공통 패드 하부 전극에 접촉되는 공통 패드 상부 전극을 갖는 공통 패드를 더 구비하고; 상기 게이트 패드 상부 전극, 데이터 패드 상부 전극 및 공통 패드 상부 전극은 상기 제3 도전패턴으로 이루어진다.The liquid crystal display includes: a gate pad having a gate pad lower electrode connected to the gate line and a gate pad upper electrode contacting the gate pad lower electrode through a contact hole; A data pad having a data pad lower electrode connected to the data line and a data pad upper electrode contacting the data pad lower electrode through a contact hole; And a common pad having a common pad lower electrode connected to the common line and a common pad upper electrode contacting the common pad lower electrode through a contact hole; The gate pad upper electrode, the data pad upper electrode, and the common pad upper electrode are formed of the third conductive pattern.
본 발명의 다른 실시예에 따른 액정표시장치는 제1 도전패턴으로 형성된 게이트 라인; 상기 게이트 라인과 분리되어 상기 제1 도전패턴으로 형성된 공통 라인; 상기 게이트 라인과 절연되게 교차하여 화소 영역을 정의하며, 제2 도전패턴으로 형성된 데이터 라인; 상기 게이트 라인 및 데이터 라인의 교차부에 형성된 박막 트랜지스터; 상기 공통 라인과 접속되며 제3 도전패턴으로 형성되는 공통 전극; 상기 박막 트랜지스터와 접속되고 상기 화소 영역에서 상기 공통 전극과 전계를 이루도록 상기 제3 도전패턴으로 형성된 화소 전극을 구비하고; 상기 제3 도전패턴은 헤이즈 처리를 통해 그 표면이 엠보싱 형태를 갖는 투명 도전막으로 이루어진다.In another embodiment, a liquid crystal display includes: a gate line formed of a first conductive pattern; A common line separated from the gate line and formed of the first conductive pattern; A data line crossing the gate line so as to be insulated from the gate line and defining a pixel area, wherein the data line is formed of a second conductive pattern; A thin film transistor formed at an intersection of the gate line and the data line; A common electrode connected to the common line and formed of a third conductive pattern; A pixel electrode connected to the thin film transistor and formed of the third conductive pattern to form an electric field with the common electrode in the pixel region; The third conductive pattern is made of a transparent conductive film whose surface is embossed through a haze treatment.
상기 투명 도전막은 ITO 또는 IZO를 포함한다.The transparent conductive film contains ITO or IZO.
상기 화소 전극은 상기 공통 전극과 수평 전계 또는 수직 전계를 형성한다.The pixel electrode forms a horizontal electric field or a vertical electric field with the common electrode.
본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치의 제조 방법은 기판 상에 제1 도전패턴으로 게이트 라인, 상기 게이트 라인에 접속되는 박막 트랜지스터의 게이트 전극, 및 상기 게이트 라인과 분리된 공통 라인을 형성하는 단계; 게이트 절연막을 전면 도포한 후, 상기 게이트 절연막 상의 일정 영역에 반도체 패턴을 형성하는 단계; 상기 반도체 패턴 상에 제2 도전패턴으로 상기 게이트 라인 및 공통 라인과 교차하여 화소 영역을 정의하는 데이터 라인, 상기 데이터 라인과 접속된 박막 트랜지스터의 소스 전극, 및 상기 소스 전극과 대향하는 상기 박막 트랜지스터의 드레인 전극을 형성하는 단계; 보호막을 전면 도포한 후, 상기 보호막과 상기 게이트 절연막을 패터닝하여 상기 공통 라인 일부 및 상기 드레인전극 일부를 노출시키는 단계; 제3 도전패턴으로 상기 노출된 공통 라인에 접속되는 공통 전극을 형성하는 단계; 및 상기 화소 영역에서 상기 공통 전극과 대향하여 수평 전계를 이루도록, 상기 제3 도전패턴으로 상기 노출된 드레인전극에 접속되는 화소 전극을 형성하는 단계를 포함하고; 상기 제3 도전패턴은 금속막과 상기 금속막 상에 형성되는 저반사막을 포함한 2 중막으로 형성된다.According to an exemplary embodiment of the present invention, a method of manufacturing a liquid crystal display device includes forming a gate line, a gate electrode of a thin film transistor connected to the gate line, and a common line separated from the gate line in a first conductive pattern on a substrate. step; Forming a semiconductor pattern on a predetermined region on the gate insulating film after applying the gate insulating film to the entire surface; A data line defining a pixel region crossing the gate line and the common line as a second conductive pattern on the semiconductor pattern, a source electrode of a thin film transistor connected to the data line, and a thin film transistor facing the source electrode. Forming a drain electrode; After applying the passivation layer over the entire surface, patterning the passivation layer and the gate insulating layer to expose part of the common line and part of the drain electrode; Forming a common electrode connected to the exposed common line with a third conductive pattern; And forming a pixel electrode connected to the exposed drain electrode in the third conductive pattern so as to form a horizontal electric field in the pixel area opposite the common electrode; The third conductive pattern is formed of a double layer including a metal film and a low reflection film formed on the metal film.
본 발명의 다른 실시예에 따른 액정표시장치의 제조 방법은 기판 상에 제1 도전패턴으로 게이트 라인, 상기 게이트 라인에 접속되는 박막 트랜지스터의 게이트 전극, 및 상기 게이트 라인과 분리된 공통 라인을 형성하는 단계; 게이트 절연막을 전면 도포한 후, 상기 게이트 절연막 상의 일정 영역에 반도체 패턴을 형성하는 단계; 상기 반도체 패턴 상에 제2 도전패턴으로 상기 게이트 라인과 교차하여 화소 영역을 정의하는 데이터 라인, 상기 데이터 라인과 접속된 박막 트랜지스터의 소스 전극, 및 상기 소스 전극과 대향하는 상기 박막 트랜지스터의 드레인 전극을 형성하는 단계; 보호막을 전면 도포한 후, 상기 보호막과 상기 게이트 절연막을 패터닝하여 상기 공통 라인 일부 및 상기 드레인전극 일부를 노출시키는 단계; 제3 도전패턴으로 상기 노출된 공통 라인에 접속되는 공통 전극을 형성하는 단계; 및 상기 화소 영역에서 상기 공통 전극과 대향하여 전계를 이루도록, 상기 제3 도전패턴으로 상기 노출된 드레인전극에 접속되는 화소 전극을 형성하는 단계를 포함하고; 상기 제3 도전패턴은 헤이즈 처리를 통해 그 표면이 엠보싱 형태를 갖는 투명 도전막으로 형성된다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a liquid crystal display device, including forming a gate line, a gate electrode of a thin film transistor connected to the gate line, and a common line separated from the gate line in a first conductive pattern on a substrate. step; Forming a semiconductor pattern on a predetermined region on the gate insulating film after applying the gate insulating film to the entire surface; A data line defining a pixel region crossing the gate line as a second conductive pattern on the semiconductor pattern, a source electrode of a thin film transistor connected to the data line, and a drain electrode of the thin film transistor facing the source electrode; Forming; After applying the passivation layer over the entire surface, patterning the passivation layer and the gate insulating layer to expose part of the common line and part of the drain electrode; Forming a common electrode connected to the exposed common line with a third conductive pattern; And forming a pixel electrode connected to the exposed drain electrode with the third conductive pattern so as to form an electric field in the pixel area opposite the common electrode; The third conductive pattern is formed of a transparent conductive film whose surface is embossed through a haze treatment.
본 발명에 따른 액정표시장치 및 그 제조 방법은 전극부를 구성하는 제3 도전 패턴군을 금속막과 저반사막을 포함하는 2 중막으로 형성하거나 또는, 엠보싱 형태의 표면을 갖는 단일 투명 도전막으로 형성함으로써, 표시 영상의 콘트라스트 비를 높이면서도 외부 광에 대한 전극 표면에서의 반사율을 저감시켜, 외부광에 의한 얼룩 발생을 크게 줄일 수 있다.The liquid crystal display according to the present invention and a method of manufacturing the same are formed by forming the third conductive pattern group constituting the electrode portion into a double layer including a metal film and a low reflection film, or by forming a single transparent conductive film having an embossed surface. In addition, while increasing the contrast ratio of the display image, the reflectance at the surface of the electrode with respect to the external light can be reduced, thereby greatly reducing the occurrence of spots caused by the external light.
도 1 내지 도 9를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 설명하기로 한다. 이하의 실시예에서는, 4 마스크 공정을 통해 제조되는 IPS(In Plane Switching) 모드의 박막 트랜지스터 어레이 기판 및 그 제조 방법을 일 예로 하여 설명하겠지만, 본 발명의 기술적 사상은 이하에서 예시될 마스크 수 및 액정 구동을 위한 전계 모드방식에 제한되지 않는다.Referring to Figures 1 to 9 will be described a preferred embodiment of the present invention. In the following embodiments, a thin film transistor array substrate of an in plane switching (IPS) mode manufactured through a four mask process and a method of manufacturing the same will be described as an example, but the technical spirit of the present invention will be described below. It is not limited to the electric field mode for driving.
<제1 실시예><First Embodiment>
도 1 내지 도 5b를 이용하여 본 발명의 제1 실시예를 설명한다. 제1 실시예에서는 금속막과 이 금속막 상에 형성되는 저반사막을 포함한 2 중막으로 화소부 및 패드부 전극을 형성한다.1 to 5b, a first embodiment of the present invention will be described. In the first embodiment, the pixel portion and the pad portion electrode are formed of a double layer including a metal film and a low reflection film formed on the metal film.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 4 마스크 공정을 이용한 박막 트랜지스터 어레이 기판을 도시한 평면도이고, 도 2는 도 1을Ⅰ-Ⅰ' 및 Ⅱ-Ⅱ'를 따라 절취한 박막 트랜지스터 어레이 기판의 단면도이다.1 is a plan view illustrating a thin film transistor array substrate using a four mask process according to a first exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a thin film transistor array substrate taken along lines II ′ and II-II ′ of FIG. 1. It is a cross section of.
도 1 및 도 2에 도시된 박막 트랜지스터 어레이 기판은 하부 기판(45) 위에 게이트 절연막(46)을 사이에 두고 교차하게 형성된 게이트 라인(2) 및 데이터 라인(4)과, 그 교차부마다 형성된 박막 트랜지스터(6)와, 그 교차 구조로 마련된 화소 영역에 수평 전계를 형성하도록 형성된 화소 전극(14) 및 공통 전극(19)과, 공통 전극(19)과 접속된 공통 라인(16)을 구비한다. 그리고, 박막 트랜지스터 기판은 공통 라인(16)과 화소 전극(14)의 중첩부에 형성된 스토리지 캐패시터(20)와, 게이트 라인(2)과 접속된 게이트 패드(24)와, 데이터 라인(4)과 접속된 데이터 패드(33)와, 공통 라인(16)과 접속된 공통 패드(36)를 추가로 구비한다.The thin film transistor array substrate illustrated in FIGS. 1 and 2 includes a
게이트 신호를 공급하는 게이트 라인(2)과 데이터 신호를 공급하는 데이터 라인(4)은 게이트 절연막(46)을 사이에 두고 교차 구조로 형성되어 화소 영역을 정의한다. 여기서, 게이트 라인(2)은 제1 도전패턴(게이트 금속패턴)으로 형성되고, 데이터 라인(4)은 제2 도전패턴(소스/드레인 금속패턴)으로 형성된다.The
공통 라인(16) 및 공통 전극(19)은 액정 구동을 위한 기준 전압을 공급한다. 공통 라인(16)은 표시 영역에서 화소 전극(14)과 부분적으로 중첩되도록 형성된 내부 공통 라인(16A)과, 비표시 영역에서 내부 공통 라인(16A)들을 공통으로 연결하는 외부 공통 라인(16B)을 포함한다. 공통 라인(16)은 제1 도전패턴으로 형성된다.The
공통 전극(19)은 게이트 라인(2)과 나란하게 형성됨과 아울러 게이트 절연막(46)과 보호막(52)을 관통하는 제2 콘택홀(15)을 통해 내부 공통 라인(16A)에 접속되는 수평부(19A)와, 수평부(19A)에서 화소 영역으로 신장되는 핑거 형상의 핑거부(19B)를 구비한다. 공통 전극(19)은 금속막(35A)과 저반사막(35B)을 포함한 2 중막으로 이루어진 제3 도전패턴으로 형성된다.The
박막 트랜지스터(6)는 게이트 라인(2)의 게이트 신호에 응답하여 스위칭 됨으로써 데이터 라인(4)의 화소 신호를 화소 전극(14)에 충전시킨다. 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 절연막(46)을 사이에 두고 게이트 전극(8) 및 내부 공통 라인(16A)과 중첩되면서 소스 전극(10)과 드레인 전극(12) 사이에 채널을 형성하는 활성층(48), 소스 전극(10) 및 드레인 전극(12)과의 오믹 접촉을 위하 여 채널을 제외한 활성층(48) 위에 형성된 오믹 접촉층(50)을 더 구비한다. 활성층(48) 및 오믹 접촉층(50)은, 소스 전극(10) 및 드레인 전극(12)과 함께 제2 도전패턴으로 형성된 데이터 라인(4) 및 데이터 패드 하부 전극(32)과도 중첩되게 형성된다.The
화소 전극(14)은 화소 영역에서 공통 전극(19)과 나란히 대향하여 수평 전계를 형성한다. 화소 전극(14)은 보호막(52)을 관통하는 제1 콘택홀(13)을 통해 박막 트랜지스터(6)의 드레인 전극(12)과 접속되어 화소영역에 형성된다. 특히, 화소 전극(14)은 드레인 전극(12)과 접속되고 인접한 게이트 라인(2)과 나란하게 형성된 수평부(14A)와, 수평부(14A)에서 화소 영역으로 신장되며 공통 전극(19)의 핑거부(19B)와 나란하게 형성된 핑거 형상의 핑거부(14B)를 구비한다. 화소 전극(14)은 금속막(35A)과 저반사막(35B)을 포함한 2 중막으로 이루어진 제3 도전패턴으로 형성된다.The
또한, 화소 전극(14)의 수평부(14A) 및 최외곽 핑거부(14B)는 게이트 절연막(46) 및 보호막(52)을 사이에 두고 내부 공통 라인(16A)과 부분적으로 중첩되어 스토리지 캐패시터(20)를 구성한다. 스토리지 캐패시터(20)는 화소 전극(14)에 충전된 현재 프레임의 화소 신호를 다음 프레임의 화소 신호가 충전될 때까지 안정적으로 유지시킨다. In addition, the
게이트 라인(2)은 게이트 패드(24)를 통해 게이트 드라이버(미도시)와 접속된다. 게이트 패드(24)는 게이트 라인(2)으로부터 연장되는 게이트 패드 하부 전극(26)과, 게이트 절연막(46) 및 보호막(52)을 관통하는 제3 콘택홀(27)을 통해 게 이트패드 하부 전극(26)과 접속된 게이트 패드 상부 전극(28)으로 구성된다. 게이트 패드 하부 전극(26)은 제1 도전패턴으로 형성되고, 게이트 패드 상부 전극(28)은 금속막(35A)과 저반사막(35B)을 포함한 2 중막으로 이루어진 제3 도전패턴으로 형성된다.The
데이터 라인(4)은 데이터 패드(30)를 통해 데이터 드라이버(미도시)와 접속된다. 데이터 패드(30)는 데이터 라인(4)으로부터 연장되는 데이터 패드 하부 전극(32)과, 보호막(52)을 관통하는 제4 콘택홀(33)을 통해 데이터 패드 하부 전극(32)과 접속된 데이터 패드 상부 전극(34)으로 구성된다. 데이터 패드 하부 전극(32)은 제2 도전패턴으로 형성되고, 데이터 패드 상부 전극(34)은 금속막(35A)과 저반사막(35B)을 포함한 2 중막으로 이루어진 제3 도전패턴으로 형성된다.The
공통 라인(16)은 공통 패드(36)를 통해 외부의 기준 전압원(미도시)과 접속된다. 공통 패드(36)는 외부 공통 라인(16B)으로부터 연장되는 공통 패드 하부 전극(38)과, 게이트 절연막(46) 및 보호막(52)을 관통하는 제5 콘택홀(39)을 통해 공통 패드 하부 전극(38)과 접속된 공통 패드 상부 전극(40)으로 구성된다. 공통 패드 하부 전극(38)은 제1 도전패턴으로 형성되고, 공통 패드 상부 전극(40)은 금속막(35A)과 저반사막(35B)을 포함한 2 중막으로 이루어진 제3 도전패턴으로 형성된다.The
화소 전극(14), 공통 전극(19), 게이트 패드 상부 전극(28), 데이터 패드 상부 전극(34) 및 공통 패드 상부 전극(40)을 구성하는 제3 도전패턴은 금속막(35A)을 포함한다. 따라서, 본 발명에 따르면 단일한 투명 도전막만으로 제3 도전패턴 을 형성하는 것에 비해 투과율 상승을 억제하여 영상의 콘트라스트 비를 높일 수 있다. 다만, 제3 도전패턴을 단일한 금속막만으로 형성하면 반사율이 높은 금속막이 외부 광을 난반사시켜 표시 품위를 떨어뜨리는 문제점이 발생되므로, 본 발명은 금속막(35A) 상에 저반사막(35B)을 추가로 형성한다. 저반사막(35B)은 나이트 라이드(Nitride) 물질 또는 옥사이드(Oxide) 물질을 포함하여 외부광에 대한 표면 반사율을 저감시킨다. The third conductive pattern constituting the
이러한 구성을 가지는 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법을 4마스크 공정을 이용하여 설명하면 다음과 같다. A manufacturing method of a thin film transistor substrate having such a configuration will be described using a four mask process as follows.
도 3a를 참조하면, 제1 마스크 공정을 통해 하부 기판(45) 상에 게이트 라인(2), 게이트 전극(8), 게이트 패드 하부 전극(26), 공통 라인(16), 공통 패드 하부 전극(38)을 포함하는 제1 도전 패턴군이 형성된다. Referring to FIG. 3A, a
상세히 하면, 하부 기판(45) 상에 스퍼터링 방법 등의 증착 방법을 통해 제1 도전물질이 형성된다. 이어서, 제1 마스크를 이용한 포토리쏘그래피 공정과 식각 공정으로 제1 도전물질이 패터닝됨으로써 게이트라인(2), 게이트 전극(8), 게이트패드 하부 전극(26), 공통 라인(16), 공통 패드 하부 전극(38)을 포함하는 제1 도전 패턴군이 형성된다. 여기서, 제1 도전물질로는 Cr, MoW, MoTi, Cr/Al, Cu, Al(Nd), Mo/Al, Mo/Al(Nd), Cr/Al(Nd) 등이 이용될 수 있다.In detail, the first conductive material is formed on the
도 3b를 참조하면, 제1 도전 패턴군이 형성된 하부 기판(45) 상에 PECVD, 스퍼터링 등의 증착 방법을 통해 게이트 절연막(46)이 도포된다. 게이트 절연막(46)의 재료로는 산화 실리콘(SiOx) 또는 질화 실리콘(SiNx) 등의 무기 절연 물질이 이 용될 수 있다. 이어서, 제2 마스크 공정을 이용하여 게이트 절연막(46) 위에 활성층(48) 및 오믹 접촉층(50)을 포함하는 반도체 패턴과, 데이터 라인(4)과 소스전극(10) 및 드레인 전극(12)과 데이터 패드 하부 전극(32)을 포함하는 제2 도전 패턴군이 형성된다. Referring to FIG. 3B, the
상세히 하면, 게이트 절연막(46)이 형성된 하부 기판(45) 상에 PECVD, 스퍼터링 등의 증착 방법을 통해 비정질 실리콘층, n+ 비정질 실리콘층, 그리고 제2 도전물질이 순차적으로 형성된다. 여기서, 제2 도전물질로는 Cr, MoW, MoTi, Cr/Al, Cu, Al(Nd), Mo/Al, Mo/Al(Nd), Cr/Al(Nd) 등이 이용될 수 있다. 이어서, 제2 도전물질 상에 제2 마스크를 이용한 포토리쏘그래피 공정으로 포토레지스트 패턴을 형성한다. 제2 마스크로는 박막 트랜지스터의 채널부에 회절 노광부를 갖는 회절 노광 마스크 또는 반투과 마스크가 이용되며, 이 제2 마스크는 채널부의 포토레지스트 패턴이 다른 제2 도전 패턴군 부분의 포토레지스트 패턴보다 낮은 높이를 갖게 한다. 이어서, 포토레지스트 패턴을 이용한 습식 식각 공정으로 제2 도전물질이 패터닝됨으로써 데이터 라인(4), 소스 전극(10), 그 소스 전극(10)과 일체화된 드레인 전극(12), 데이터 패드 하부 전극(32)을 포함하는 제2 도전 패턴군이 형성된다. 그 다음, 동일한 포토레지스트 패턴을 이용한 건식 식각공정으로 n+ 비정질 실리콘층과 비정질 실리콘층이 동시에 패터닝됨으로써 오믹 접촉층(50)과 활성층(48)이 형성된다. 그리고, 산소(O2) 플라즈마를 이용한 애싱(Ashing) 공정으로 채널부에서 상대적으로 낮은 높이를 갖는 포토레지스트 패턴이 제거된 후 건식 식각 공정으로 채널부의 소스/드레인 금속 패턴 및 오믹 접촉층(50)이 식각된다. 이 에 따라, 채널부의 활성층(48)이 노출되어 소스전극(10)과 드레인 전극(12)이 분리된다. 이어서, 스트립 공정으로 제2 도전 패턴군 위에 남아 있던 포토레지스트 패턴이 모두 제거된다.In detail, an amorphous silicon layer, an n + amorphous silicon layer, and a second conductive material are sequentially formed on the
도 3c를 참조하면, 제2 도전 패턴군이 형성된 게이트 절연막(46) 상에 제3 마스크 공정을 이용하여 제1 내지 제5 콘택홀(13, 15, 27, 33, 39)을 포함하는 보호막(52)이 형성된다. Referring to FIG. 3C, a passivation layer including first to fifth contact holes 13, 15, 27, 33, and 39 may be formed on the
상세히 하면, 제2 도전 패턴군이 형성된 게이트 절연막(46) 상에 PECVD 등의 증착 방법으로 보호막(52)이 전면 형성된다. 보호막(52)의 재료로는 게이트 절연막(46)과 유사한 무기 절연 물질이나 또는, 유전상수가 작은 아크릴(acryl)계 유기 화합물, BCB 또는 PFCB 등과 같은 유기 절연 물질이 이용될 수 있다. 이어서, 보호막(52)이 제3 마스크를 통한 포토리쏘그래피 공정과 식각 공정으로 패터닝됨으로써 제1 내지 제5 콘택홀(13, 21, 27, 33, 39)이 형성된다. 제1 콘택홀(13)은 보호막(52)을 관통하여 드레인 전극(12)을 노출시키고, 제2 콘택홀(15)은 보호막(52)과 게이트 절연막(46)을 관통하여 내부 공통라인(16A)을 노출시킨다. 제3 콘택홀(27)은 보호막(52) 및 게이트 절연막(46)을 관통하여 게이트 패드 하부 전극(26)을 노출시키고, 제4 콘택홀(33)은 보호막(52)을 관통하여 데이터 패드 하부 전극(32)을 노출시키며, 제5 콘택홀(39)은 보호막(52) 및 게이트 절연막(46)을 관통하여 공통 패드 하부 전극(38)을 노출시킨다. In detail, the
도 3d를 참조하면, 제4 마스크 공정을 이용하여 보호막(52) 상에 각각 2중막으로 구성된 화소 전극(14), 공통 전극(19), 스토리지 상부 전극(22), 게이트 패드 상부 전극(28), 데이터 패드 상부 전극(34) 및 공통 패드 상부 전극(40)을 포함하는 제3 도전 패턴군이 형성된다. Referring to FIG. 3D, a
상세히 하면, 콘택홀들(13, 15, 27, 33, 39)을 포함하는 보호막(52)이 형성된 하부 기판(45) 상에 도 4a와 같이, 스퍼터링 등의 증착 방법으로 금속물질이 도포된다. 금속물질로는 Cr, MoW, MoTi, Cr/Al, Cu, Al(Nd), Mo/Al, Mo/Al(Nd), Cr/Al(Nd) 등이 이용될 수 있다. 이어서, 금속물질이 형성된 하부 기판(45) 상에 도 4b 및 도 4c와 같이, 질소(N2) 플라즈마 또는 산소(O2) 플라즈마와 반응하는 Cu, Cr, MoTi 등의 금속 타겟을 이용하여 반응성 리액티브 스퍼터링 공정을 실시하여 저반사 물질을 형성한다. 이 경우, 저반사 물질로는 CuNx, MoTiNx 등의 나이트 라이드(Nitride) 계열의 물질이 이용된다. In detail, as shown in FIG. 4A, a metal material is coated on the
한편, 반응성 리액티브 스퍼터링 공정에서 상기 금속 타겟 대신, ITO, IZO, TO 등의 투명 도전 타겟을 이용할 수 있다. 이 경우, 저반사 물질로는 ITO, IZO, TO, CrOx 등의 옥사이드(Oxide) 계열의 물질이 이용된다. In the reactive reactive sputtering process, a transparent conductive target such as ITO, IZO, or TO may be used instead of the metal target. In this case, an oxide-based material such as ITO, IZO, TO, CrOx, or the like is used as the low reflection material.
저반사 물질의 증착 두께는 30 Å ~ 1000 Å 이 바람직하다. 저반사 물질의 두께가 30 Å 미만일 경우 표면 반사율을 저감시키는 기능이 떨어지게 되고, 저반사 물질의 두께가 1000 Å 을 초과하는 경우 휘도 감소와 함께 증착 품질이 떨어지게 된다. The deposition thickness of the low reflective material is preferably 30 kPa to 1000 kPa. If the thickness of the low reflective material is less than 30 GPa, the function of reducing the surface reflectance is reduced. If the thickness of the low reflective material is more than 1000 GPa, the deposition quality decreases with luminance decrease.
이어서 제4 마스크를 이용한 포토리쏘그래피 공정과 식각 공정을 통해 금속물질과 저반사 물질이 동시에 패텅님됨으로써 각각 2 중막(금속막(35A)+저반사막(35B))을 갖는 화소 전극(14), 공통 전극(19), 게이트 패드 상부 전극(28), 데이 터 패드 상부 전극(34) 및 공통 패드 상부 전극(40)을 포함하는 제3 도전 패턴군이 형성된다. 화소 전극(14)은 제1 콘택홀(13)을 통해 드레인 전극(12)과 전기적으로 접속된다. 공통 전극(19)은 제2 콘택홀(15)을 통해 내부 공통 라인(16A)과 전기적으로 접속된다. 게이트 패드 상부 전극(28)는 제3 콘택홀(27)을 통해 게이트 패드 하부 전극(26)과 전기적으로 접속된다. 데이터 패드 상부 전극(34)은 제4 콘택홀(33)을 통해 데이터 하부 전극(32)과 전기적으로 접속된다. 공통 패드 상부 전극(40)은 제5 콘택홀(39)를 통해 공통 패드 하부 전극(38)과 전기적으로 접속된다. Subsequently, the metal material and the low reflection material are simultaneously patched through a photolithography process and an etching process using a fourth mask, thereby respectively providing a
도 5a는 나이트 라이드 물질의 저반사막을 포함하는 2 중막으로 제3 도전 패턴군을 형성한 경우에 있어서의 본 발명의 반사율을, 단일 금속막으로 제3 도전 패턴군을 형성한 경우에 있어서의 종래의 반사율과 비교한 시뮬레이션 결과를 보여준다. 도 5a에 있어, 종축은 반사율(%)을, 횡축은 파장(nm)을 각각 나타낸다. 그리고, 그래프 'A'는 MoTi 단일막으로 제3 도전 패턴군을 형성한 경우의 반사율을, 그래프 'B'는 MoTi와 CuNx의 2 중막으로 형성된 제3 도전 패턴군의 중간 부분에서의 반사율을, 그래프 'C'는 MoTi와 CuNx의 2 중막으로 형성된 제3 도전 패턴군의 에지 부분에서의 반사율을 각각 나타낸다. Fig. 5A shows the reflectance of the present invention in the case where the third conductive pattern group is formed from a double layer containing a low reflection film of nitride material, and the conventional case in the case of forming the third conductive pattern group from a single metal film. The simulation results are compared with the reflectance of. In FIG. 5A, the vertical axis represents reflectance (%) and the horizontal axis represents wavelength (nm), respectively. The graph 'A' shows the reflectance when the third conductive pattern group is formed of the MoTi single layer, and the graph 'B' shows the reflectance at the middle portion of the third conductive pattern group formed of the double layer of MoTi and CuNx. The graph 'C' represents the reflectances at the edge portions of the third conductive pattern group formed of the double films of MoTi and CuNx, respectively.
도 5a에 도시된 것처럼, 그래프 'B' 및 'C'의 본 발명의 표면 반사율은 그래프 'A'의 종래 반사율에 비해 크게 감소하고 있음을 알 수 있다.As shown in FIG. 5A, it can be seen that the surface reflectances of the present invention of graphs 'B' and 'C' are greatly reduced compared to the conventional reflectivity of graph 'A'.
도 5b는 옥사이드 물질의 저반사막을 포함하는 2 중막으로 제3 도전 패턴군을 형성한 경우에 있어서의 본 발명의 반사율을, 단일 금속막으로 제3 도전 패턴군을 형성한 경우에 있어서의 종래의 반사율과 비교한 시뮬레이션 결과를 보여준다. 도 5b에 있어, 종축은 반사율(%)을, 횡축은 파장(nm)을 각각 나타낸다. 그리고, 그래프 'A'는 MoTi 단일막으로 제3 도전 패턴군을 형성한 경우의 반사율을, 그래프 'B'는 MoTi와 ITO(100 Å)의 2 중막으로 제3 도전 패턴군을 형성한 경우의 반사율을, 그래프 'C'는 MoTi와 ITO(200 Å)의 2 중막으로 제3 도전 패턴군을 형성한 경우의 반사율을, 그래프 'D'는 MoTi와 ITO(300 Å)의 2 중막으로 제3 도전 패턴군을 형성한 경우의 반사율을 각각 나타낸다. FIG. 5B shows the reflectance of the present invention in the case where the third conductive pattern group is formed of a double layer containing a low reflection film of an oxide material, and the conventional case in the case where the third conductive pattern group is formed of a single metal film. Show simulation results compared to reflectance. In FIG. 5B, the vertical axis represents reflectance (%) and the horizontal axis represents wavelength (nm), respectively. The graph 'A' shows the reflectance when the third conductive pattern group is formed of a single MoTi film, and the graph 'B' shows the reflectivity when the third conductive pattern group is formed with a double layer of MoTi and ITO (100 kV). The reflectance, graph 'C' is the reflectivity when the third conductive pattern group is formed by the double film of MoTi and ITO (200 mW), and the graph 'D' is the third film of the second film of MoTi and ITO (300 mW). The reflectance at the time of forming a conductive pattern group is shown, respectively.
도 5b에 도시된 것처럼, 그래프 'B' 내지 'D'의 본 발명의 표면 반사율은 그래프 'A'의 종래 반사율에 비해 크게 감소하고 있음을 알 수 있다. 저반사막은 외부광을 흡수하는 역할을 하기 때문에, 일정 범위 내(30 Å ~ 1000 Å)에서 저반사막의 두께를 증가시킬수록 표면 반사율 감소 효과가 증대된다.As shown in FIG. 5B, it can be seen that the surface reflectances of the present invention of graphs 'B' to 'D' are greatly reduced compared to the conventional reflectivity of graph 'A'. Since the low reflection film serves to absorb external light, the effect of reducing the surface reflectance increases as the thickness of the low reflection film is increased within a predetermined range (30 mW to 1000 mW).
상술한 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정표시장치 및 그 제조 방법은, 화소 전극등의 제3 도전 패턴군을 금속막과 저반사막을 포함한 2 중막으로 형성함으로써, 표시 영상의 콘트라스트 비를 높이면서도 외부 광에 대한 전극 표면에서의 반사율을 저감시켜, 외부광에 의한 얼룩 발생을 크게 줄일 수 있다. 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정표시장치 및 그 제조 방법은, 위에서 예로 든 IPS 모드의 액정표시장치 이외에도 화소전극과 공통전극이 수평 전계를 형성하면서 핑거 구조를 갖는 어떠한 구성 예컨대, FFS(Fringe Field Switching) 모드의 액정표시장치에도 그대로 적용될 수 있다.As described above, the liquid crystal display device and the manufacturing method thereof according to the first embodiment of the present invention form the third conductive pattern group such as the pixel electrode as a double film including a metal film and a low reflection film, thereby providing contrast of the display image. While increasing the ratio, it is possible to reduce the reflectance of the electrode surface to the external light, thereby greatly reducing the occurrence of spots caused by the external light. The liquid crystal display device and the method of manufacturing the same according to the first embodiment of the present invention, in addition to the liquid crystal display device of the IPS mode described above, any configuration having a finger structure while the pixel electrode and the common electrode form a horizontal electric field, for example, FFS (Fringe) The same applies to the liquid crystal display of the field switching mode.
<제2 실시예>Second Embodiment
도 6 내지 도 9를 이용하여 본 발명의 제2 실시예를 설명한다. 제2 실시예에서는 헤이즈(Haze) 처리를 통해 그 표면이 엠보싱(Embosing) 형태를 갖는 단일한 투명 도전막으로 화소부 및 패드부 전극을 형성한다.6 to 9, a second embodiment of the present invention will be described. In the second embodiment, the pixel portion and the pad portion electrode are formed of a single transparent conductive film whose surface is embossed through a haze treatment.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 4 마스크 공정을 이용한 박막 트랜지스터 어레이 기판을 도시한 평면도이고, 도 7은 도 6을Ⅰ-Ⅰ' 및 Ⅱ-Ⅱ'를 따라 절취한 박막 트랜지스터 어레이 기판의 단면도이다.FIG. 6 is a plan view illustrating a thin film transistor array substrate using a four mask process according to a second exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a thin film transistor array substrate taken along lines II ′ and II-II ′ of FIG. 6. It is a cross section of.
도 6 및 도 7에 도시된 박막 트랜지스터 어레이 기판은 하부 기판(145) 위에 게이트 절연막(146)을 사이에 두고 교차하게 형성된 게이트 라인(102) 및 데이터 라인(104)과, 그 교차부마다 형성된 박막 트랜지스터(106)와, 그 교차 구조로 마련된 화소 영역에 수평 전계를 형성하도록 형성된 화소 전극(114) 및 공통 전극(119)과, 공통 전극(119)과 접속된 공통 라인(116)을 구비한다. 그리고, 박막 트랜지스터 기판은 공통 라인(116)과 화소 전극(114)의 중첩부에 형성된 스토리지 캐패시터(120)와, 게이트 라인(102)과 접속된 게이트 패드(124)와, 데이터 라인(104)과 접속된 데이터 패드(133)와, 공통 라인(116)과 접속된 공통 패드(136)를 추가로 구비한다.The thin film transistor array substrate illustrated in FIGS. 6 and 7 includes a
게이트 신호를 공급하는 게이트 라인(102)과 데이터 신호를 공급하는 데이터 라인(104)은 게이트 절연막(146)을 사이에 두고 교차 구조로 형성되어 화소 영역을 정의한다. 여기서, 게이트 라인(102)은 제1 도전패턴(게이트 금속패턴)으로 형성되고, 데이터 라인(104)은 제2 도전패턴(소스/드레인 금속패턴)으로 형성된다.The
공통 라인(116) 및 공통 전극(119)은 액정 구동을 위한 기준 전압을 공급한 다. 공통 라인(116)은 표시 영역에서 화소 전극(114)과 부분적으로 중첩되도록 형성된 내부 공통 라인(116A)과, 비표시 영역에서 내부 공통 라인(116A)들을 공통으로 연결하는 외부 공통 라인(116B)을 포함한다. 공통 라인(116)은 제1 도전패턴으로 형성된다.The
공통 전극(119)은 게이트 라인(102)과 나란하게 형성됨과 아울러 게이트 절연막(146)과 보호막(152)을 관통하는 제2 콘택홀(115)을 통해 내부 공통 라인(116A)에 접속되는 수평부(119A)와, 수평부(119A)에서 화소 영역으로 신장되는 핑거 형상의 핑거부(119B)를 구비한다. 공통 전극(119)은 그 표면이 엠보싱(Embosing) 형태를 갖는 단일한 투명 도전패턴인 제3 도전패턴으로 형성된다.The
박막 트랜지스터(106)는 게이트 라인(102)의 게이트 신호에 응답하여 스위칭 됨으로써 데이터 라인(104)의 화소 신호를 화소 전극(114)에 충전시킨다. 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 절연막(146)을 사이에 두고 게이트 전극(108) 및 내부 공통 라인(116A)과 중첩되면서 소스 전극(110)과 드레인 전극(112) 사이에 채널을 형성하는 활성층(148), 소스 전극(110) 및 드레인 전극(112)과의 오믹 접촉을 위하여 채널을 제외한 활성층(148) 위에 형성된 오믹 접촉층(150)을 더 구비한다. 활성층(148) 및 오믹 접촉층(150)은, 소스 전극(110) 및 드레인 전극(112)과 함께 제2 도전패턴으로 형성된 데이터 라인(104) 및 데이터 패드 하부 전극(132)과도 중첩되게 형성된다.The
화소 전극(114)은 화소 영역에서 공통 전극(119)과 나란히 대향하여 수평 전계를 형성한다. 화소 전극(114)은 보호막(152)을 관통하는 제1 콘택홀(113)을 통해 박막 트랜지스터(106)의 드레인 전극(112)과 접속되어 화소영역(105)에 형성된다. 특히, 화소 전극(114)은 드레인 전극(112)과 접속되고 인접한 게이트 라인(102)과 나란하게 형성된 수평부(114A)와, 수평부(114A)에서 화소 영역으로 신장되며 공통 전극(119)의 핑거부(119B)와 나란하게 형성된 핑거 형상의 핑거부(114B)를 구비한다. 화소 전극(114)은 그 표면이 엠보싱(Embosing) 형태를 갖는 단일한 투명 도전패턴인 제3 도전패턴으로 형성된다.The
또한, 화소 전극(114)의 수평부(114A) 및 최외곽 핑거부(114B)는 게이트 절연막(146) 및 보호막(152)을 사이에 두고 내부 공통 라인(116A)과 부분적으로 중첩되어 스토리지 캐패시터(120)를 구성한다. 스토리지 캐패시터(120)는 화소 전극(114)에 충전된 현재 프레임의 화소 신호를 다음 프레임의 화소 신호가 충전될 때까지 안정적으로 유지시킨다. In addition, the
게이트 라인(102)은 게이트 패드(124)를 통해 게이트 드라이버(미도시)와 접속된다. 게이트 패드(124)는 게이트 라인(102)으로부터 연장되는 게이트 패드 하부 전극(126)과, 게이트 절연막(146) 및 보호막(152)을 관통하는 제3 콘택홀(127)을 통해 게이트패드 하부 전극(126)과 접속된 게이트 패드 상부 전극(128)으로 구성된다. 게이트 패드 하부 전극(126)은 제1 도전패턴으로 형성되고, 게이트 패드 상부 전극(128)은 그 표면이 엠보싱(Embosing) 형태를 갖는 단일한 투명 도전패턴인 제3 도전패턴으로 형성된다.The
데이터 라인(104)은 데이터 패드(130)를 통해 데이터 드라이버(미도시)와 접속된다. 데이터 패드(130)는 데이터 라인(104)으로부터 연장되는 데이터 패드 하부 전극(132)과, 보호막(152)을 관통하는 제4 콘택홀(133)을 통해 데이터 패드 하부 전극(132)과 접속된 데이터 패드 상부 전극(134)으로 구성된다. 데이터 패드 하부 전극(132)은 제2 도전패턴으로 형성되고, 데이터 패드 상부 전극(134)은 그 표면이 엠보싱(Embosing) 형태를 갖는 단일한 투명 도전패턴인 제3 도전패턴으로 형성된다.The
공통 라인(116)은 공통 패드(136)를 통해 외부의 기준 전압원(미도시)과 접속된다. 공통 패드(136)는 외부 공통 라인(116B)으로부터 연장되는 공통 패드 하부 전극(138)과, 게이트 절연막(146) 및 보호막(152)을 관통하는 제5 콘택홀(139)을 통해 공통 패드 하부 전극(138)과 접속된 공통 패드 상부 전극(140)으로 구성된다. 공통 패드 하부 전극(138)은 제1 도전패턴으로 형성되고, 공통 패드 상부 전극(140)은 그 표면이 엠보싱(Embosing) 형태를 갖는 단일한 투명 도전패턴인 제3 도전패턴으로 형성된다.The
화소 전극(114), 공통 전극(119), 게이트 패드 상부 전극(128), 데이터 패드 상부 전극(134) 및 공통 패드 상부 전극(140)을 구성하는 제3 도전패턴은 엠보싱(Embosing) 형태의 표면을 갖는 단일한 투명 도전막으로 이루어진다. 제3 도전패턴은 입사되는 외부광을 그의 엠보싱 표면에서 산란(Scattering) 시켜 액정표시장치의 백라이트로부터 입사되는 광과 보강 간섭 또는 상쇄 간섭을 일으킬 수 있는 외부광의 반사량을 현저히 줄임으로써, 외부광에 대한 표면 반사율을 저감시킨다. 또한, 엠보싱 표면을 갖는 제3 도전패턴은 그 표면이 플랫(Flat)한 경우에 비해 투과율 상승을 억제하여 영상의 콘트라스트 비를 높인다.The third conductive pattern constituting the
이러한 구성을 가지는 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법은 도 3a 내지 도 4c에서의 제조방법과 비교하여 제3 도전 패턴군을 형성하는 것만 다를 뿐, 나머지는 실질적으로 동일하다. 따라서, 이하에서는 제3 도전 패턴군을 형성하는 방법만을 설명한다.The manufacturing method of the thin film transistor substrate having such a configuration differs only from forming the third conductive pattern group in comparison with the manufacturing method in FIGS. 3A to 4C, and the rest are substantially the same. Therefore, below, only the method of forming a 3rd conductive pattern group is demonstrated.
제1 마스크 내지 제3 마스크 공정을 거치면, 기판(145) 상에는 제1 및 제2 도전 패턴군과 함께 콘택홀들(113, 115, 127, 133, 139)을 포함하는 보호막(152)이 형성된다. 이 보호막(152) 상에 제4 마스크 공정을 이용하여 각각 엠보싱 형태의 표면을 갖는 화소 전극(114), 공통 전극(119), 스토리지 상부 전극(122), 게이트 패드 상부 전극(128), 데이터 패드 상부 전극(134) 및 공통 패드 상부 전극(140)을 포함하는 투명 도전물질의 제3 도전 패턴군이 형성된다. After the first to third mask processes, a
상세히 하면, 보호막(152)이 형성된 하부 기판(145) 상에 도 8a와 같이, 스퍼터링 등의 증착 방법으로 투명 도전물질이 도포된다. 투명 도전물질로는 ITO, IZO 등이 이용될 수 있다. 이어서, 소정 온도 및 압력이 유지되는 공정 챔버에 도 8b와 같이 SiH4 또는 NH3 가스를 주입하여 하부 기판(145)에 형성된 투명 도전물질을 플라즈마 처리한다. 플라즈마 처리 공정을 통해 투명 도전물질의 표면은 도 8c와 같이 엠보싱 형태로 헤이즈 처리된다. 이를 위한 상기 소정 압력은 500 mmTorr 이하, 상기 소정 온도는 200℃ ~ 700℃로 함이 바람직하다. 헤이즈 처리과정을 살펴보면, 플라즈마 분위기 하에서 투명 도전물질의 산소 성분과 주입 가스의 수소 성분이 서로 반응하여 물이 생성되고, 이 화학반응의 영향으로 투명 도전물질을 구성하는 인듐(In) 성분에 환원작용이 발생된다. 그리고, 인듐(In) 성분의 환원작용에 의해 투명 도전물질의 표면은 도 9와 같이 그 거칠기(Roughness)가 증가되어 뚜렷한 엠보싱 형태를 갖게 된다. In detail, as illustrated in FIG. 8A, a transparent conductive material is coated on the
이렇게 헤이즈 처리가 완료되면, 제4 마스크를 이용한 포토리쏘그래피 공정과 식각 공정을 통해 투명 도전물질이 패텅님됨으로써 각각 엠보싱 형태의 표면을 갖는 화소 전극(114), 공통 전극(119), 게이트 패드 상부 전극(128), 데이터 패드 상부 전극(134) 및 공통 패드 상부 전극(140)을 포함하는 제3 도전 패턴군이 형성된다. 화소 전극(114)은 제1 콘택홀(113)을 통해 드레인 전극(112)과 전기적으로 접속된다. 공통 전극(119)은 제2 콘택홀(115)을 통해 내부 공통 라인(116A)과 전기적으로 접속된다. 게이트 패드 상부 전극(128)는 제3 콘택홀(127)을 통해 게이트 패드 하부 전극(126)과 전기적으로 접속된다. 데이터 패드 상부 전극(134)은 제4 콘택홀(133)을 통해 데이터 하부 전극(132)과 전기적으로 접속된다. 공통 패드 상부 전극(140)은 제5 콘택홀(139)를 통해 공통 패드 하부 전극(138)과 전기적으로 접속된다. When the haze treatment is completed, the transparent conductive material is etched through the photolithography process and the etching process using the fourth mask, so that each of the
상술한 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 액정표시장치 및 그 제조 방법은, 화소 전극등의 제3 도전 패턴군을 엠보싱 형태의 표면을 갖는 단일한 투명 도전막으로 형성함으로써, 표시 영상의 콘트라스트 비를 높이면서도 외부 광에 대한 전극 표면에서의 반사율을 저감시켜, 외부광에 의한 얼룩 발생을 크게 줄일 수 있다. 본 발명의 제2 실시예는 제1 실시예에 비해 그 적용 가능한 범위가 넓고 또 한 공정 소요시간과 재료비 면에서 유리하다. 제2 실시예에 따른 액정표시장치 및 그 제조 방법은 헤이즈 처리된 투명 도전막만을 이용하여 전극부를 형성하기 때문에, 수평 전계모드 뿐만 아니라 휘도 저하 문제(금속막을 포함하고 있기 때문)로 인해 제1 실시예에서 적용이 어려운 수직 전계모드에도 충분히 적용가능하다. 다시 말해, 제2 실시예를 통해 제안된 기술은 투명 도전막을 이용하여 전극부를 형성하는 어떠한 모드 예컨대, IPS 모드, FFS(Fringe Field Switching) 모드, TN 모드, VA(Vertical Alignment) 모드 등에 그대로 적용될 수 있다. 또한, 제2 실시예에 따른 액정표시장치 및 그 제조 방법은 단일 투명 도전막으로 전극부를 형성하기 때문에, 2 중막으로 전극부를 형성하는 제1 실시예에 비해 공정 소요시간이 단축되고 재료비가 적게 든다.As described above, the liquid crystal display device and the manufacturing method thereof according to the second embodiment of the present invention form the display image by forming the third conductive pattern group such as the pixel electrode into a single transparent conductive film having an embossed surface. It is possible to reduce the reflectance at the electrode surface to external light while increasing the contrast ratio of the light, thereby greatly reducing the occurrence of spots caused by external light. Compared to the first embodiment, the second embodiment of the present invention has a wider applicable range and is advantageous in terms of processing time and material cost. Since the liquid crystal display device and the manufacturing method thereof according to the second embodiment form the electrode part using only the haze-treated transparent conductive film, the first embodiment is performed due to not only the horizontal electric field mode but also the brightness deterioration problem (because it contains the metal film). It is also sufficiently applicable to the vertical electric field mode, which is difficult to apply in the example. In other words, the technique proposed through the second embodiment may be applied to any mode for forming an electrode part using a transparent conductive film, for example, an IPS mode, a FFS (Fringe Field Switching) mode, a TN mode, a Vertical Alignment (VA) mode, or the like. have. In addition, since the liquid crystal display device and the manufacturing method thereof according to the second embodiment form the electrode portion with a single transparent conductive film, the process time is shorter and the material cost is shorter than that of the first embodiment in which the electrode portion is formed with the double layer. .
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.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 박막 트랜지스터 어레이 기판을 도시한 평면도.1 is a plan view showing a thin film transistor array substrate according to a first embodiment of the present invention.
도 2는 도 1을Ⅰ-Ⅰ' 및 Ⅱ-Ⅱ'를 따라 절취한 박막 트랜지스터 어레이 기판의 단면도.FIG. 2 is a cross-sectional view of the thin film transistor array substrate taken along lines II ′ and II-II ′ of FIG. 1.
도 3a 내지 도 3d는 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법을 순차적으로 보여주는 단면도들.3A through 3D are cross-sectional views sequentially illustrating a method of manufacturing a thin film transistor substrate.
도 4a 내지 도 4c는 도 3d의 공정을 세부적으로 보여주는 도면들.4a-4c show details of the process of FIG. 3d.
도 5a는 나이트 라이드 물질의 저반사막을 포함하는 2 중막으로 제3 도전 패턴군을 형성한 경우에 있어서의 본 발명의 반사율을, 단일 금속막으로 제3 도전 패턴군을 형성한 경우에 있어서의 종래의 반사율과 비교한 시뮬레이션 결과를 보여주는 그래프.Fig. 5A shows the reflectance of the present invention in the case where the third conductive pattern group is formed from a double layer containing a low reflection film of nitride material, and the conventional case in the case of forming the third conductive pattern group from a single metal film. Graph showing simulation results compared to the reflectance of.
도 5b는 옥사이드 물질의 저반사막을 포함하는 2 중막으로 제3 도전 패턴군을 형성한 경우에 있어서의 본 발명의 반사율을, 단일 금속막으로 제3 도전 패턴군을 형성한 경우에 있어서의 종래의 반사율과 비교한 시뮬레이션 결과를 보여주는 그래프.FIG. 5B shows the reflectance of the present invention in the case where the third conductive pattern group is formed of a double layer containing a low reflection film of an oxide material, and the conventional case in the case where the third conductive pattern group is formed of a single metal film. Graph showing simulation results compared to reflectance.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 박막 트랜지스터 어레이 기판을 도시한 평면도.6 is a plan view illustrating a thin film transistor array substrate according to a second exemplary embodiment of the present invention.
도 7은 도 6을Ⅰ-Ⅰ' 및 Ⅱ-Ⅱ'를 따라 절취한 박막 트랜지스터 어레이 기판의 단면도.FIG. 7 is a cross-sectional view of the thin film transistor array substrate taken along lines II ′ and II-II ′ of FIG. 6.
도 8a 내지 도 8c는 헤이즈 처리 공정을 보여주는 도면들.8A to 8C show a haze treatment process.
도 9는 헤이즈 처리 전후에 있어 투명 도전물질의 표면을 확대하여 보여주는 사진들.Figure 9 is an enlarged photograph showing the surface of the transparent conductive material before and after the haze treatment.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>
2 : 게이트 라인 4 : 데이터 라인2: gate line 4: data line
6 : 박막 트랜지스터 8 : 게이트 전극6: thin film transistor 8: gate electrode
10 : 소스 전극 12 : 드레인 전극10
13, 15, 27, 33, 39 : 콘택홀 14 : 화소 전극13, 15, 27, 33, 39: contact hole 14: pixel electrode
16 : 공통 라인 19 : 공통 전극16
20 : 스토리지 캐패시터 22 : 스토리지 상부 전극20: storage capacitor 22: storage upper electrode
24 : 게이트 패드 26 : 게이트 패드 하부 전극24: gate pad 26: gate pad lower electrode
28 : 게이트 패드 상부 전극 30 : 데이터 패드28: gate pad upper electrode 30: data pad
32 : 데이터 패드 하부 전극 34 : 데이터 패드 상부 전극32: data pad lower electrode 34: data pad upper electrode
36 : 공통 패드 38 : 공통 패드 하부 전극36: common pad 38: common pad lower electrode
40 : 공통 패드 상부 전극 45 : 기판40: common pad upper electrode 45: substrate
46 : 게이트 절연막 48 : 활성층46: gate insulating film 48: active layer
50 : 오믹접촉층 52 : 보호막50: ohmic contact layer 52: protective film
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